JP2666279B2 - エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジンブレーキを強化する装置に関する。 ［従来の技術］ エンジン、例えばディーゼルエンジンの燃料供給を停
止し、これを車輪側から回転してブレーキとして働かせ
る、いわゆるエンジンブレーキの強化装置としては、排
気弁軸上に油圧シリンダを設け、エンジン回転に応動す
るマスタピストンによって前記油圧シリンダを介して圧
縮行程時に排気弁を僅かに開くヤコブ（Jacob）式エン
ジンブレーキが有名である。 また、これを一般型式のエンジンに取付容易とするた
め改良した特開昭56−47635号公報記載のエンジンブレ
ーキ制御装置、即ち排気弁を開閉作動する油圧シリンダ
装置と、エンジンの吸排気弁作動用のカムシャフトと同
速で回転する回転系に設けたエンジンブレーキ作動時に
おける圧縮行程時期の検出装置と、この検出装置の指令
に基づき排気弁を僅かに開口作動するよう前記油圧シリ
ンダ装置に油圧を供給する油圧コントロール装置とを備
えたエンジンブレーキ制御装置も知られている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記両者とも通常のエンジンブレーキに比
し、圧縮行程において一時排気弁を開いてシリンダ内圧
を下げるのでエンジンに無用な回転力を与えることを一
応防ぐことはできるが、吸気管系に吸気絞り弁を設けた
アイドリング回転時不完全閉鎖することにより騒音を低
減せんとする、いわゆる吸気絞りを採用したエンジンに
応用した場合、第６図に示す如く圧縮行程時上記吸気絞
りによる空気量不足を原因とするブレーキ力の損失があ
り、また排気管系に前記ブレーキ時閉鎖するいわゆる排
気ブレーキ弁を設けたエンジンに応用した場合は、前記
第６図の如く膨脹行程時排圧によるブレーキ力の損失を
生じ、従って前記吸気絞り及び排気ブレーキを併用した
場合は前記両ブレーキ力の損失を生ずるという問題があ
る。 本発明は上記に鑑み、殊に吸気管系に絞り弁を備えた
エンジンにおけるエンジンブレーキ時の前記ブレーキ力
の損失を補填し、エンジンブレーキ力を増大せしめるこ
とを目的として案出されたものである。 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明は、エンジン低
負荷時に吸気を絞る吸気絞り弁を備え、エンジンブレー
キ時には圧縮行程上死点付近で排気弁を開口するアクチ
ュエータを設けてエンジンブレーキ力を強化したエンジ
ンにおいて、エンジンブレーキ時に吸気弁を開口するア
クチュエータを設けるとともに、エンジンブレーキ時に
は、圧縮行程上死点付近でまず排気弁を開口し、その後
吸気弁を圧縮行程上死点付近において開口することを特
徴とする。 この発明を実施するにあたって、前記アクチュエータ
を油圧アクチュエータとし、排気弁を開口するアクチュ
エータと吸気弁を開口するアクチュエータとは管路で連
結するとともに、排気弁を開口するアクチュエータのピ
ストンが一定距離移動したときに、前記管路を介して油
圧が吸気弁を開口するアクチュエータのピストンに作用
することができる。 また、前記アクチュエータに作用する油圧は、エンジ
ンのプッシュロッドにより作動するピストンポンプ機構
によって発生させることができる。 さらに、エンジンの排気管に排気ブレーキ弁を備える
こともできる。 ［作 用］ エンジンブレーキ時、後記電磁弁42を開いてピストン
ポンプ機構21、21′、‥、応動アクチュエータ31、3
1′、‥及びこれらを連結する管路に図示しないポンプ
より圧油を送って作動アクチュエータ21,21′、‥及び
応動アクチュエータ31、31′、‥のピストン24、35、36
の下端をロッカアーム19、吸気弁４及び排気弁５の上端
に接触させると、エンジンのシリンダ中、排気行程にあ
るシリンダのプッシュロッド18により、ロッカアーム19
を介してピストンポンプ機構21、21′、‥のピストン24
を作動し、これにより発生した圧油を管路46、47、48を
経て圧縮行程にあるシリンダの応動アクチュエータ31、
31″、31′に送って先ずピストン35を押し下げて排気弁
５を僅か開口し、次に吸気弁遅延開口機構における上記
ピストン35の下降による管路37の開通によって、前記排
気弁５の開口にやや遅れて圧油を管路37によりシリンダ
穴32bに送ってピストン36に押し下げ、同シリンダの吸
気弁４を開口せしめる。 これによってシリンダ中の圧縮空気は排気弁５を通っ
て排気マニホールド13に逃げ、排気ブレーキ弁14が設け
られていればここに押し込められる。これにより排気マ
ニホールド13内の圧力が排気ブレーキに適した圧力まで
高まり、シリンダ内圧力が下がっったところで、残余の
圧縮空気は吸気絞り弁11が設けられた吸気マニホールド
10に戻されてここに閉じ込められるようになる。従って
膨脹行程においてエンジンブレーキに有害なピストンを
下方に反発する力の発生を抑えるとともに、次のサイク
ルの吸気行程において吸気弁４の開口時、新気と一緒に
前記の吸気マニホールド10に閉じ込められていた圧縮空
気がシリンダ内に押入され、吸気量及び圧縮初期圧力を
増大してブレーキ力を増大せしめることができる。 ［実施例］ 図に示す実施例は吸気管系に吸気絞り弁、排気管系に
排気ブレーキ弁を各々設けた例を示し、第１図乃至第３
図において、１はシリンダヘッドで内部に吸気ポート
２、排気ポート３が形成され、両ポートのシリンダボデ
イ（図示せず）側の開口部は各々吸気弁４、排気弁５に
より、該弁をばねシート６、７を介して弁ばね８、９で
引き上げることにより通常は閉じられている。 10は吸気管系の一部を構成する吸気マニホールドで、
その出口側は前記吸気ポート２と連結され、入口には吸
気絞り弁11が軸12により開閉自在に設けられていて、エ
ンジンがアイドリング回転となったときこれを不完全に
閉じて騒音を減少させる。 13は排気管系の一部を構成する排気マニホールドで、
入口側は前記排気ポート３と連結され、出口付近には排
気ブレーキ弁14が軸15で開閉自在に設けられている。 16、17は上記吸気弁４、排気弁５を開くロッカーアー
ムで、その先端のみを示し、周知の如くエンジンの回転
と同期して回転するカムによりプッシュロッドを介して
作動せしめられる。 18は多シリンダエンジンにおいて上記吸気弁４、排気
弁５により開閉されるシリンダのピストン（図示せず）
が圧縮行程にあるとき排気行程にある別のシリンダの排
気弁用のプッシュロッドで、上端はロッカーアーム19の
一端に調整ねじ20を介し係合されている。 21、21′はピストンホンプ機構で、前記プッシュロッ
ド18上の、具体的にはロッカーアーム19の調整ねじ20側
に設けられ、図示例ではシリンダヘッド１上に支持され
るシリンダ体22と、該シリンダ体22のシリンダ穴22a内
に摺動自在に且つばね23により懸架して支持したピスト
ン24と、前記ロッカーアーム19上で調整ねじ20に嵌合固
定され、ピストン24の下端と球状表面で接触する押動子
25とから成る。 上記シリンダ体22には、上面よりシリンダ穴22aに到
る間に逆止弁26をもつ管路27と、前記シリンダ穴22aの
上端付近から側面に到る管路28が形成され、各管路出口
には接続プラグ29、30が設けられている。 31、31′は応動アクチュエータで、前記吸、排気弁
４、５上に一体的に設けられており、シリンダヘッド１
上に支持される二連シリンダ体32と、該シリンダ体32の
シリンダ穴32a、32b内に摺動自在に且つばね33、34によ
り懸架して支持したピストン35、36とから成り、上記ピ
ストン35、36には下端部に前記ロッカーアーム16、17先
端の作動に支障ないよう切欠き35a、36aが形成されてい
る。なお、前記シリンダ穴32a、32bのうち、排気弁５に
属するシリンダ穴32aの上端を吸気弁４に属するシリン
ダ穴32bの上端より高く形成するとともに、上記シリン
ダ穴32bの上端付近よりシリンダ穴35aに向かって両シリ
ンダ穴32a、32bを連結する管路37を形成し、非作動時に
は前記ピストン35、36はその下端を同一水平面上に置い
た状態で上記ピストン35の上端は、シリンダ穴32a内で
上記管路37の開口をこえて位置し、また前記ピストン36
の上端は、シリンダ穴32b内で上記管路37の開口と面一
またはそれよりやや下に位置するよう設定し、吸気弁遅
延開口機構が構成されている。 また、上記シリンダ体32（32′）には前記シリンダ穴
32aの上端付近から側面に到る管路38と、前記シリンダ
穴32bの上端から逆止弁39を介して上記管路38に到る管
路40が各々形成されており、前記管路38出口には接続プ
ラグ41が設けられている。 42は電磁弁で、前記ピストンポンプ機構21、21′の接
続プラグ29または第２図のようなポンプ（図示せず）に
接続される管路43とポンプ間に設けられている。44はエ
ンジンブレーキスイッチでバッテリ45より前記電磁弁42
への電力の供給を制御するものである。 なお、前記ばね23、33、34は、前記シリンダ穴22a、3
2a、32b内においてピストン24、35、36上に圧油が作用
しないときにのみ、ピストン24、35、36をやや押し上
げ、上記ピストンの重量がロッカーアーム19、プッシュ
ロッド18、排気弁５及び吸気弁４に掛らないようなばね
力に設定している。 上述の本発明に係るエンジンブレーキ強化装置は、多
シリンダエンジン、例えば６シリンダエンジンの各シリ
ンダに設けてもよいが、６シリンダのうち３シリンダの
みに設置しても効果がある。 例えば第２図に略示するように、NO.1シリンダからN
O.3シリンダまでのシリンダに設けることが考えられ
る。この場合は作動アクチュエータ21、21′、21″（但
し21″は図示せず）、応動アクチュエータ31′、31、3
1″（但し31″は図示せず）及び前記電磁弁42、管路43
を前述の通り配設したのち、作動アクチュエータ21を管
路46により応動アクチュエータ31に、作動アクチュエー
タ21′を管路47により応動アクチュエータ31″に、また
作動アクチュエータ21″を管路48により応動アクチュエ
ータ31′に各々連結すればよい。 これは６シリンダエンジンでは、作動順序（シリンダ
ナンバーで１−４−２−６−３−５）からNO.1シリンダ
が圧縮行程のときNO.3シリンダが排気行程、NO.2シリン
ダが圧縮行程のときNO.1シリンダが排気行程、またNO.3
シリンダが圧縮行程のときNO.2シリンダが排気行程とな
るからで、これによって排気弁を開くプッシュロッドの
作動を前記ピストンポンプ機構の作動に利用できること
になる。 上述のように構成された本発明装置を備えたエンジン
では、通常のエンジン回転時は前記エンジンブレーキス
イッチ44を開き、電磁弁42を開じているので、管路43、
46〜48、ピストンポンプ機構21、21′、‥のシリンダ穴
22a及び応動アクチュエータ31、31′、‥のシリンダ穴3
2a内に圧油を掛からず、従って前記の如く上記ピストン
ポンプ機構21、21′、‥及び応動アクチュエータ31、3
1′、‥のピストン24、35、36の下端はばね23、33、34
によって各々押動子25及びばねシート７、６から離れて
上昇し、吸、排気弁４、５は該弁に属するプッシュロッ
ドによりロッカーアーム16、17で所定の開閉が行われ、
出力を発生する。 エンジンブレーキ時にエンジンブレーキスイッチ44を
閉じれば、電磁弁42が開いてピストンポンプ機構21、2
1′、‥、応動アクチュエータ31、31′、‥及びこれら
を連結する管路43、46〜48等に図示しないポンプより圧
油が送られ、作動アクチュエータ21、21′、‥及び応動
アクチュエータ31、31′、‥のピストン24、35、36の下
端が押動子25、吸気弁４及び排気弁５のばねシート６、
７に接触する。 これによってエンジンのシリンダ中、排気行程となる
シリンダのプッシュロッド18により、ロッカアーム19を
介してピストンポンプ機構21、21′、‥のピストン24を
作動し、これにより発生する圧油を管路46、47、48を経
て圧縮行程にあるシリンダの応動アクチュエータ31、3
1″、31′のシリンダ穴32aに送って先ずピストン35を押
し下げて第４図に如く排気弁５を僅か開口し、上記ピス
トンの下降により開いた管路37を通って圧油をシリンダ
穴32bに送り、ピストン36を押し下げて排気弁５の開口
よりやや遅れて吸気弁４を開口せしめる。 これによってエンジンシリンダ中の圧縮空気は排気弁
５を通って排気マニホールド13に逃げ、排気ブレーキ弁
14が設けられていればここに押し込められる。これによ
り排気マニホールド13内の圧力が排気ブレーキに適した
圧力まで高まっり、シリンダ内圧力が下がったところ
で、残余の圧縮空気は吸気絞り弁11が設けられた吸気マ
ニホールド10に戻されてここに閉じ込められるようにな
る。 従って第５図のように、膨張行程においてエンジンブ
レーキに有害なピストンを下方に反発する力の発生を抑
えてブレーキ力を増大するとともに、次のサイクルの吸
気行程において吸気弁４の開口時、新気と一緒に前記の
吸気マニホールド10に閉じ込められていた圧縮空気がシ
リンダ内に挿入され、吸気量及び圧縮初期圧力を増大し
てブレーキ力を増大せしめることできる。尚、本発明に
おいては、吸気絞り弁11を設けた吸気マニホールド10内
に圧縮空気を吹き込むことによる吸気管内圧上昇による
ブレーキ力低下があるが、前記メリットは上記デメリッ
トを差し引いてもなお従来装置より遥かに大きい。 ［発明の効果］ 本発明の上述の如く、エンジン低負荷時に吸気を絞る
吸気絞り弁を備え、エンジンブレーキ時には圧縮行程上
死点付近で排気弁を開口するアクチュエータを設けてエ
ンジンブレーキ力を強化したエンジンにおいて、エンジ
ンブレーキ時に吸気弁を開口するアクチュエータを設け
るとともに、エンジンブレーキ時には、圧縮行程上死点
付近でまず排気弁を開口し、その後吸気弁を圧縮行程上
死点付近において開口するようにしたので、吸気行程に
おいて吸気弁の開口時、前のサイクルで吸気マニホール
ドに閉じ込められていた圧縮空気を新気と一緒にエンジ
ンシリンダ内に押入して吸気量及び圧縮初期圧力を増大
せしめ、従来殊に吸気管系に吸気絞り弁を備えたエンジ
ンにおいて生じていた、吸気絞りによる空気量不足を原
因とする圧縮行程時のブレーキ力の損失を補填し得ると
ともに、圧縮行程の上死点付近において圧縮空気を排気
管系と、これにやや遅れて吸気管系に逃すことによっ
て、膨脹行程において圧縮空気圧を従来より降下させ、
エンジンブレーキに有害なピストンを下方に反発する力
の発生を一層抑制し、ブレーキ力を増大することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明エンジンブレーキ装置の縦断面図、第２
図は同平面図、第３図は同要部縦断面図、第４図は本発
明装置を設けたエンジンにおける各行程における筒内圧
と吸、排気弁のバルブリフトを示す図、第５図は本発明
装置を設けたエンジンのエンジンブレーキ時のＰ−Ｖ線
図を従来エンジンとの比較で表わした図、第６図は従来
エンジンのエンジンブレーキ時のＰ−Ｖ線図を在るべき
姿との比較で表わした図である。 1;シリンダヘッド、2;吸気ポート、3;排気ポート、4;吸
気弁、5;排気弁、６、7;ばねシート、８、9;弁ばね、1
0;吸気マニホールド、11;吸気絞り弁、13;排気マニホー
ルド、14;排気ブレーキ弁、16、17、19;ロッカーアー
ム、18;プッシュロッド、20;調整ねじ、21、21′、‥；
ピストンポンプ機構、31、31′、‥；応動アクチュエー
タ、22、32;シリンダ体、22a、32a、32b;シリンダ穴、2
3、33、34;ばね、24、35、36;ピストン、25;押動子、2
6、39;逆止弁、27、28、37、38、40、43、46、47、48;
管路、29、30、41;接続プラグ、42;電磁弁、44;エンジ
ンブレーキスイッチ、45;バッテリ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．エンジン低負荷時に吸気を絞る吸気絞り弁を備え、
   エンジンブレーキ時には圧縮行程上死点付近で排気弁を
   開口するアクチュエータを設けてエンジンブレーキ力を
   強化したエンジンにおいて、エンジンブレーキ時に吸気
   弁を開口するアクチュエータを設けるとともに、エンジ
   ンブレーキ時には、圧縮行程上死点付近でまず排気弁を
   開口し、その後吸気弁を圧縮行程上死点付近において開
   口することを特徴とするエンジンブレーキ強化装置。 ２．前記アクチュエータは油圧アクチュエータであり、
   排気弁を開口するアクチュエータと吸気弁を開口するア
   クチュエータとは管路で連結されているとともに、排気
   弁を開口するアクチュエータのピストンが一定距離移動
   したときに、前記管路を介して油圧が吸気弁を開口する
   アクチュエータのピストンに作用する特許請求の範囲第
   １項記載のエンジンブレーキ強化装置。 ３．前記アクチュエータに作用する油圧は、エンジンの
   プッシュロッドにより作動するピストンポンプ機構によ
   って発生する特許請求の範囲第２項記載のエンジンブレ
   ーキ強化装置。 ４．エンジンの排気管に排気ブレーキ弁を備えたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１ないし第３項のいずれか
   に記載のエンジンブレーキ強化装置。