JP3130385B2 - 産業車両用エンジン - Google Patents

産業車両用エンジン

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JP3130385B2
JP3130385B2 JP04295651A JP29565192A JP3130385B2 JP 3130385 B2 JP3130385 B2 JP 3130385B2 JP 04295651 A JP04295651 A JP 04295651A JP 29565192 A JP29565192 A JP 29565192A JP 3130385 B2 JP3130385 B2 JP 3130385B2
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section
valve
cylinder
exhaust
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ビレイ マリオ
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竹夫 小川
和哲 乗藤
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続制動デバイスを含む
エンジンに関し、特に、産業車両用のエンジンに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、産業車両は常用ブレーキ
および駐車ブレーキのほかに連続制動デバイスを備えて
いなければならない。このようなデバイスは、使用中に
エンジンの制動能力を利用して長いスロープ上で常用ブ
レーキに頼ることなく車両の連続減速を保証することを
目的とする。
【０００３】過給に関する進歩の速度が大きく、これに
よりエンジンが同一距離移動に対してますます高い作業
動力を有し、したがってますます重い車両が牽引可能と
なる。したがって同様にそれに比例して、制動動力／有
効動力の比ができるだけ一定となるようにエンジン制動
能力を増大しなければならない。
【０００４】この目的のために過去数年間、制動動力を
発生するためにエンジン圧縮エネルギーを散逸させる原
理に基づいてエンジンに連続制動デバイスが設けられて
きた。
【０００５】このような周知のエンジンにおいて前記散
逸は圧縮ストロークの終端において排気弁を開くことに
より達成され；このような解決の有効性ははタービンに
より設けられた過給によって増大され、これにより圧縮
動力したがって制動動力を増大させることができる。
【０００６】タービンは遠心式であるのでその効果はエ
ンジン速度の減少とともに低減し；したがって既知のデ
バイスの有効性は低速度において高い制動トルクが必要
とされるにもかかわらず低いエンジン速度においては低
減される。
【０００７】各シリンダがサイクルの各行程間において
開く追加の排気弁を有するところの他のエンジンもまた
既知である。このような他の解決法の有効性は、同一マ
ニホルド内に排気背圧を発生する排気マニホルド上の絞
り弁を用いることにより増大される。
【０００８】このような方法できわめて高い制動動力を
得ることができるが；得られる最大制動動力は、エンジ
ン内を流れる空気流量が減少ししたがって燃焼室内の温
度が増大されることにより制限される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の既知のシステムに伴うこのような欠点を克服するよう
に産業車両用連続制動デバイスを含むエンジンを具体化
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の産業車両用エン
ジンによれば、複数のシリンダを含み、該複数のシリン
ダの各々には、排気マニホルド（１０）と連絡する開口
を遮断可能な少なくとも１つの排気弁（３）が設けられ
ており； 前記排気弁（３）を軸（２４）の周りに揺動する個々の
ロッカアーム（１８）により制御する複数のカム（３
６）が設けられている少なくとも１つのカム軸（３７）
と； 前記シリンダ内で発生された圧縮エネルギーを散逸する
ように前記排気弁（３）の追加開度を制御可能な連続制
動デバイス（２）； とを含む産業車両用エンジン（１）において； 前記カム（３６）のプロフィルが、前記各シリンダの吸
気行程の一部に対応するリフトがゼロの第１のセクショ
ン（５６）と、関連シリンダの吸気行程の最終ステージ
および圧縮行程と動力行程との両行程に対応するリフト
が小さく一定の第２のセクション（５７）と、関連シリ
ンダの排気行程に対応する第３のローブセクション（５
８）とから構成され、前記連続制動デバイスが、前記ロ
ッカアーム（１８）を、前記ロッカアーム（１８）と前
記弁（３）との間の隙間の値（ｇ）が前記カム（３６）
のプロフィルの前記第２のセクション（５７）を無効に
させるのに十分高い位置にあるところの第１のノーマル
運転位置（Ａ）から、前記隙間の値（ｇ′）が前記プロ
フィルの前記第２のセクション（５７）を作動させるよ
うに減少されたところの第２の制動位置へ、移動可能な
第１の動作手段（４６）を含み； 前記ロッカアーム（１８）が少なくとも１つの偏心ブッ
シュ（３８）を介して固定軸（３９）上にピボット結合
されており； 前記連続制動デバイス（２）が前記偏心ブッシュ（３
８）と一体の少なくとも１つの作動レバー（４５）を備
え； 前記第１の動作手段（４６）が前記固定軸（３９）の周
りの前記偏心ブッシュ（３８）の回転を動作させるよう
に前記作動レバー（４５）に結合された少なくとも１つ
の流体アクチュエータ（４６）を備え； 前記流体アクチュエータ（４６）が作動流体を通過させ
るような少なくとも１つのクリアランスホール（４
８′）を設けたピストン（４８）を備え； 前記流体アクチュエータ（４６）が作動流体としてエン
ジンオイルを使用しており； 前記流体アクチュエータ（４６）のロッド（４９）が前
記作動レバー（４５）の一端上に設けられた伸長溝（５
１）の内部をスライドするピン（５０）を介して作動レ
バー（４５）に結合され；前記溝（５１）が、前記作動
レバー（４５）が前記アクチュエータ（４６）によりピ
ボット回転されたときに水平となるように傾斜してい
る。
【００１１】また、本発明の産業車両用エンジンによれ
ば、複数のシリンダを含み、該複数のシリンダの各々に
は、排気マニホルド（１０）と連絡する開口を遮断可能
な少なくとも１つの排気弁（３）が設けられており； 前記排気弁（３）を軸（２４）の周りに揺動する個々の
ロッカアーム（１８）により制御する複数のカム（３
６）が設けられている少なくとも１つのカム軸（３７）
と； 前記シリンダ内で発生された圧縮エネルギーを散逸する
ように前記排気弁（３）の追加開度を制御可能な連続制
動デバイス（２）； とを含む産業車両用エンジン（１）において； 前記カム（３６）のプロフィルが、前記各シリンダの吸
気行程の一部に対応するリフトがゼロの第１のセクショ
ン（５６）と、関連シリンダの吸気行程の最終ステージ
および圧縮行程と動力行程との両行程に対応するリフト
が小さく一定の第２のセクション（５７）と、関連シリ
ンダの排気行程に対応する第３のローブセクション（５
８）とから構成され、前記連続制動デバイスが、前記ロ
ッカアーム（１８）を、前記ロッカアーム（１８）と前
記弁（３）との間の隙間の値（ｇ）が前記カム（３６）
のプロフィルの前記第２のセクション（５７）を無効に
させるのに十分高い位置にあるところの第１のノーマル
運転位置（Ａ）から、前記隙間の値（ｇ′）が前記プロ
フィルの前記第２のセクション（５７）を作動させるよ
うに減少されたところの第２の制動位置へ、移動可能な
第１の動作手段（４６）を含み； 前記マニホルド（１０）は加圧手段（１２）を備え； 前記加圧手段（１２）はそのエンジンの過給のためのタ
ービン（１２）であり； 前記タービン（１２）が可変形状タイプで構成され； 前記タービン（１２）の形状を制御するように第２の流
体動作手段（５９）を備え； 前記第１の動作手段（４６）を作動するように電気的に
制御される第１の弁手段（５４）と、前記第２の動作手
段（５９）を作動するように電気的に制御される第２の
弁手段（６０）と、前記第１および第２の弁手段（５
４、６０）の電子式制御手段（６４）とを備えている。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【作用】上述のような構成を具備する本発明によれば、
最低のストローク終端直前に排気弁が開き、したがって
ガスを排気マニホルドから逆流させ；これが過給効果す
なわちシリンダの追加充填を発生させる。シリンダの内
圧が排気マニホルドの圧力に等しくなるまで圧縮行程の
第１のステージで継続するこのような効果はそれがより
高い圧縮動力（したがってより高い制動動力）を可能に
するので低いエンジン速度においてはとくに好ましく、
これにより低速度におけるタービンの低い効率をオフセ
ットさせる。
【００２５】圧縮行程の間、排気弁は開いてシリンダか
ら排気マニホルドへ流れを発生させて圧縮エネルギーを
散逸させしたがってシリンダ内の圧力を減少する。
【００２６】動力行程の間、排気ガスの開度は圧縮エネ
ルギーの散逸が完成されることを可能にし、またその最
終ステージの間ガスが排気から吸引されてシリンダ内の
吸気圧力を減少させ、したがってオイル消費が低減しな
らびに前記オイルが前記吸気圧力のためにシリンダ内に
逆流する。
【００２７】排気ストロークの間、排気弁が通常のよう
に開いてシリンダ内に含まれているガスを排気マニホル
ドの方向へ移動させる。前記排気行程の間、エンジンは
タービンにより排気マニホルド内に形成された背圧に打
ち勝つためにより大きな制動動力を与える。
【００２８】可変形状タービンが用いられかつ排気マニ
ホルド内にかなりの圧力を発生するように制御される
が：前記圧力は前述のように吸気行程および動力行程の
両方の終端において排気弁を通してシリンダに過給を与
え、したがって排気ストロークの間に発生される制動動
力を増大する。
【００２９】さらに前記タービンは周知のように過給機
を駆動し、これにより空気が吸気マニホルド内で圧縮さ
れるのに必要な機械的エネルギーを供給し；吸引空気の
量が大きくなればなるほど逸散される圧縮動力は大きく
なりしたがって制動動力は大きくなる。
【００３０】とくに低いエンジン速度において追加の過
給を用いて高い制動動力が得られるが、燃焼室に悪影響
を与えるオーバーヒートは発生しない。
【００３１】
【実施例】本発明を添付図面による非制限的実施例につ
いてより詳細に説明しよう。
【００３２】図１において、符号１は連続制動デバイス
２を備えた通常過給式ディーゼル形の産業車両のエンジ
ンを示す。
【００３３】その構造が周知であるので詳細には図示さ
れてないエンジン１は、各々１対の排気弁３とともに供
給弁（図１に図示なし）を備えた複数のシリンダを含
む。図１は単一シリンダの弁３ならびに前記弁制御を行
うデバイス２のこれらの部品を示すが；他のシリンダの
弁およびデバイス２の関連部品はここに示しかつ以下に
詳細に説明されるものに全く類似しているものとする。
【００３４】周知のように各弁３は、固定管状ガイド５
の内部を軸に沿ってスライドするステム４と、およびシ
リンダの燃焼室８と排気ダクト９との間の連絡開口を閉
じるようにシート７と協働する端部ヘッド６と、を含
む。一点鎖線による略図で示した各シリンダの弁３の排
気ダクト９は排気マニホルド１０に合流している。排気
マニホルド１０に直列に結合されたタービン１２は周知
の方法で前記エンジンの過給機（図示なし）を駆動す
る。
【００３５】各弁３は周知のように同じ弁のステム４と
同軸のばね１３により閉位置に保持されている。前記ば
ね（図２）はステム４のヘッド６とは反対側の端部１５
と１対のコッタ１６を介して一体のキャップ１４とおよ
びエンジンヘッドとの間で圧縮されている。
【００３６】両方の弁３は関連ステム４の端部１５と協
働するクロス部材１９を介して以下に詳細に説明するよ
うに共通のロッカアーム１８によって制御される。クロ
ス部材１９は通常タイプのねじ調節手段２１を含み、該
ねじ調節手段は接触面および弁ステムの両方の同一平面
度したがって同じ弁の介入の同時性を確保することが可
能である。
【００３７】ロッカアーム１８は弁３の軸を含む平面に
直角な軸２４の周りを揺動する。前記ロッカアームはピ
ン２６を支持する第１のフォークアーム２５を有し、該
ピンの軸は同じロッカアームの軸２４に平行でありかつ
該ピンにはローラ２７が空回り可能に設けられ、また第
２のアーム２８にはその一方の端部にクロス部材１９と
協働可能な調節要素２９が設けられている。
【００３８】さらに詳細には、前記要素２９は実質的に
弁隙間調節ねじ３０を含み、該ねじの軸は軸２４に直角
にかつ弁の軸と同一平面上に横たわり、前記ねじはロッ
カアーム１８の第２のアーム２８のねじ穴３１内にねじ
込まれかつ該ねじには半球端部ヘッド３２が設けられて
おり、該ヘッドはクロス部材１９と対面しかつ同じクロ
ス部材のマッチング半球面シート３３と協働可能であ
る。ヘッド３２とは反対側のねじ３０の端部には調節工
具用溝３４が設けられておりまた該ヘッドはロッカアー
ム１８上に固定されたナット３５により選択された位置
に保持されている。
【００３９】ロッカアーム１８のローラ２７はエンジン
１のカム軸３７のそれぞれのカム３６と協働している
が；このようなカム軸は明らかに、相互に適切な角度ず
つ位相が異なりかつ他のシリンダの排気弁を制御可能な
複数の同一カム（図示なし）ならびに吸気弁を制御可能
な複数のカム（同じく図示なし）を含む。
【００４０】ここで使用される用語「弁隙間」は、この
場合ヘッド３２であるロッカアームの接触要素が、それ
ぞれのカムのゼロリフト位置（またはとくに指定した任
意の他の位置）から出発してこの場合クロス要素１９の
シート３３である弁３のそれぞれのスラスト要素と接触
をなすまでに完成しなければならない制限された無駄ス
トロークを意味する。
【００４１】本発明によれば、連続制動デバイス２は実
質的に、各ロッカアームのために固定ロッカアーム軸受
軸３９上に設けられた偏心ブッシュ３８を含み、該軸３
９の幾何形状軸は文字Ｏで示されているが；前記ブッシ
ュ３８はそれぞれのロッカアーム１８をロッカアーム軸
受軸３９上に半径方向にかつ任意の角度位置で支持す
る。さらに詳細にはブッシュ３８（図４）は円筒形外面
４０を示し、該円筒形外面上にロッカアーム１８が装着
され、したがってブッシュの軸はロッカアーム１８の回
転軸２４とおよびロッカアーム軸受軸３９を包囲する軸
方向偏心クリアランスホール４１とに同心であり、該軸
３９の幾何学的軸が０で表わされており；前記ブッシュ
３８はそのそれぞれのロッカアーム１８をロッカアーム
軸受軸３９上に、半径方向にかつ角度的に自由に支持し
ている。さらに詳細には、ブッシュ３８（図４）はその
上にロッカアーム１８が装着されている外部円筒面４０
を呈し、したがってその軸はロッカアーム１８の回転軸
２４と一致し、また軸方向偏心クリアランスホール４１
がロッカアーム軸受軸３９を内包し、したがって該クリ
アランスホール４１の軸は軸０と一致する。
【００４２】偏心ブッシュ３８をロッカアーム軸受軸３
９の周りに回転させることを可能にする半径方向作動レ
バー４５は、前記ブッシュの最小厚さの付近において前
記ブッシュの一端から該ブッシュと一体をなして伸長し
ている。
【００４３】エンジン１がノーマル運転のとき、すなわ
ち連続制動が存在しないときは、ロッカアーム１８の軸
２４は軸０を通過する水平面上でかつ該軸０に関してカ
ム軸３７と同じ側に存在し；上記の位置にある軸２４が
図４においてＡで示されている。
【００４４】デバイス２はさらに液圧アクチュエータ４
６を含み、該アクチュエータは、弁３の付近でエンジン
のヘッドに装着された垂直軸を有するシリンダ４７と、
および前記シリンダ内をスライドしかつ該シリンダの内
部に２つの室５２、５３すなわち上部室および下部室を
それぞれ形成するピストン４８と、で構成されている。
ピストン４８と一体の駆動ロッド４９が前記シリンダ４
７から上方に突出している。ロッド４９はその端部の１
つに接続され、該端部は上記の作動レバー４５をピン５
０で支持し、該ピンの軸は軸０に平行でかつ同じロッド
４９により支持され、該ロッドはレバー４５の一端上に
設けられた伸長溝５１と係合している。前記溝５１は、
ピン５０の軸を通過する水平面に対し下方にかつレバー
４５の端部の方に向かって、同じレバー４５の角変位に
ほぼ等しい角だけ傾斜していることが好ましい。
【００４５】ピストン４８は流体がシリンダの室５２、
５３の間を往復して流れることが可能なように、傾斜軸
を有するクリアランスホール４８′を含む。シリンダ４
７の下部室５２は前記シリンダの同じ壁上に設けられた
図１に示されていないダクトを介して電気的に制御され
る第１の弁手段５４（図８）に接続され、一方該弁手段
はエンジンオイルであることが好ましい圧縮流体源５５
に接続されている。
【００４６】本発明の他の特徴によれば、排気弁３の制
御カム３６は図３に詳細に示すように修正プロフィルを
有する。
【００４７】このようなプロフィルは基本的に、実質的
に関連エンジンの吸気行程の大部分に対応するリフトが
ゼロの（すなわちカムベース円の一部分によって規定さ
れる）第１のセクション５６と、吸気行程の最終ステー
ジおよび圧縮行程と動力行程とに相当する角度幅を有す
るリフトが小さく一定の第２のセクション５７と、およ
び実質的に排気行程に対応しかつ通常形の弁リフト法則
を規定する第３の凸ローブセクション５８と、で構成さ
れている。
【００４８】プロフィルのセクション５６、５７および
５８はロッカアーム１８の大きな加速を避けるような方
法で相互に結合されていることは当然である。
【００４９】ねじ３０による弁隙間調節は通常のプロフ
ィルカムの場合におけるようにベース円に関しては行わ
れず、カム３６の第２のプロフィル５７に関して行われ
る。したがってエンジンがノーマル運転にあるとき、弁
隙間はロッカアーム１８のローラ２７がカム３６の第２
のセクション５７と協働するときに得られる最適調節値
に相当してきわめて小さく、一方で隙間ｇ（すなわちヘ
ッド３２とクロス部材１９のそれぞれのシート３３との
間の距離）はロッカアーム１８のローラ２７がカム３６
の第１のセクション５６すなわちベース円と協働したと
きには著しく大きくなる。
【００５０】本発明の他の特徴によれば、タービン１２
は排気ガス量が変化したときに最高に可能な効率を与え
るように可変幾何形状タイプである。タービン形状にお
ける前記変化はここに図示されてないような通常の方法
で、圧縮空気源に接続された電気制御比例応答弁手段６
０の第２のグループにより制御される空気式アクチュエ
ータ５９（図８）により達成される。第１および第２の
弁手段５４および６０はそれぞれ関連の信号７３、７４
を介して、マイクロプロセッサ処理手段６５を含む電子
式制御ユニット６４により制御される。
【００５１】制御ユニット６４はスタータキーにより作
動されるスイッチ６６′を介して電源ライン６６に接続
され、該制御ユニットにライン６８が入力信号６７を供
給し、前記ライン６８に双安定スイッチ６９が設けられ
ており、該スイッチは通常運転席内の制御盤上に配置さ
れた押しボタンにより手動操作されて連続制動デバイス
を挿入することが可能である。
【００５２】制御ユニット６４には、たとえば既知の速
度センサの任意のタイプから発生されるエンジン回転速
度を指示する他の入力信号７０ならびに加速ペダルの位
置を示す入力信号７１が供給される。
【００５３】図９は制御ユニット６４により実行される
アクチュエータ４６とタービン１２との制御サイクルの
論理ブロック図を示す。
【００５４】スタートブロック７５から信号６７の状態
をチェックする第１のチェックブロック７６に進み；も
し信号６７がアクティブでありすなわちスイッチ６９が
オペレータによって作動されたならば、次の信号７１の
評価ブロック７７に到達し、もしそうでない場合にはサ
イクル終了ブロック７８に到達する。
【００５５】信号７１が加速ペダルを離した状態に対応
した場合に、次のブロック７９に到達して信号７０の値
が制御ユニット６４内に記憶されている基準値と比較さ
れる。
【００５６】とくに前記比較はたとえばエンジンの最大
動力速度の６０％および１２０％に相当する１対の基準
値と行われる。もし信号７０がこれらの基準値の範囲内
に入るならば、第１の弁手段５４の制御信号７３とおよ
び第２の弁手段６０の制御信号７４とのそれぞれの次の
作動ブロック８０および８１に到達し次にこれらのブロ
ックからサイクル終了ブロックに到達し；もしそうでな
ければブロック７９から直接サイクル終了ブロックに到
達する。
【００５７】とくに制御ユニット６４により発生される
信号７４の値は、信号７０の値とおよび／または同じ制
御ユニット内に記憶されたマップに従って制御ユニット
６４により受け取られるその他のパラメータの値とに応
じて変化する。
【００５８】デバイス２およびエンジン１の関連部品は
以下のように作動する。
【００５９】ノーマル使用においてはデバイス２の液圧
アクチュエータはアクティブではなく；したがってピス
トン４８はその最も低いストローク終端位置にあり、一
方作動レバー４５およびブッシュ３８は図１および図４
において陰影をつけたセクションで示すように前述のよ
うな位置にある。図５は軸Ａ上で回転するロッカアーム
１８のマッチング最小リフト位置−陰影セクション−を
示す。
【００６０】前述のようにアクチュエータ４６の作動は
以下の条件：挿入されたスイッチ６９、離された加速ペ
ダルおよび最大動力速度の６０％および１２０％の間の
エンジン速度の組合せを条件とする。
【００６１】前記作動はロッド４９を突出させ、したが
って作動レバー４５および偏心ブッシュ３８を軸Ｏの周
りに回転させる。ブッシュ３８は図４において破線セク
ションで示された位置に移動し、したがってロッカアー
ムの軸２４は半径Ｏの円周に沿ってそれ自身に平行に位
置Ａ′に変位することにより移動される。
【００６２】ロッカアーム１８のヒンジ軸２４を下げる
こと（図５の破線セクション）は弁隙間ｇを減少させ
る。とくにシステム２の種々の部品の寸法は隙間ｇがほ
ぼ完全に回復されるように、すなわちローラ２７がカム
３６のセクション５６（ベース円）と協働したときに最
適調節値に相当するきわめて制限された隙間ｇ′が維持
されるようになっている。
【００６３】アクチュエータ４６の作動ストロークの終
端においてすなわちロッド４９上の抵抗負荷がその最大
位置にあるときに溝５１は水平であり；したがってこの
ような条件下では同一ロッド上の前記荷重の半径方向成
分はゼロである。
【００６４】エンジンはシステム２をスイッチ６９によ
り切り離すことにより自動的にそのノーマル運転条件に
戻る。アクチュエータ４６への液圧供給がなくなると、
ロッカアーム１８に作用する力（本質的に弁３のばね１
３の弾性力および慣性モーメント）はブッシュ３８をそ
のノーマル運転位置に戻させるのに十分である。
【００６５】アクチュエータ４６のピストン４８内のホ
ール４８′の目的は、同じピストンを非動作位置にある
アクチュエータ４６との安定効果を形成するようにシリ
ンダ４７の上部室５３内にオイルレベルを保持すること
である。
【００６６】図７の線図はデバイス２の介入がバルブ３
のリフトに与える影響を示す。前記線図は、ｘ軸上に吸
気行程の開始からの駆動軸の回転角の値をまたｙ軸上に
排気弁のリフトの値および参考に吸気弁のリフトの値
（一点鎖線）を示す。
【００６７】文字ａ、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ、吸気
行程、圧縮行程、動力行程および排気行程を示す。とく
に実線はデバイス２が有効でないエンジンのノーマル運
転を示す。この条件下では一定の小さいリフトを有する
カム３６の第２のセクション５７が弁３に全く影響を与
えないことが容易にわかり、これは弁隙間調節に関する
上記の理由により前記セクションにより与えられるリフ
トが単に隙間ｇを回復させるにすぎないからである。
【００６８】排気行程の間、カム３６の第３のセクショ
ン５８が全く通常の方法で弁３を開かせ次に再びそれを
閉じさせる。
【００６９】これに対し破線はデバイス２が作動された
場合のリフトパターンを示す。
【００７０】このような場合に隙間ｇは実質的にロッカ
アーム１８の軸２４の位置を変えることにより回復され
るので、ロッカアーム１８のローラ２７がカム３６のセ
クション５６（ベース円）と協働する吸気行程の間のみ
依然としてゼロであり；圧縮行程が始まる前すなわちカ
ム３６の作動領域がセクション５６からセクション５７
に移動するとき、排気弁３の開度はセクション５７のリ
フトに対応する。
【００７１】弁３は圧縮行程および動力行程の間は上記
の小さくかつ一定のリフト位置に保持され；排気行程の
間のリフトパターンはカム３６のセクション５８により
規定される通常のパターンであるが、前記リフトは隙間
を減少させたデバイス２のために僅かにかつ一定の値だ
け増大している。
【００７２】デバイス２の作動を運動学的観点から説明
してそれのエンジンサイクルに与える影響をここで検討
してみよう。
【００７３】吸気行程の間排気弁３は閉じている。これ
は排気ガスにより圧縮された高温ガスが逆流してピスト
ンに有効仕事を与えるのを防止し、したがってピストン
の吸込み仕事（負の仕事）から得られる制動動力が完全
に利用される。
【００７４】図６の線図は本発明による連続制動デバイ
スを備えているがセクション５８以外は通常のプロフィ
ルカムすなわち円形の一定半径プロフィルを示すエンジ
ンにおける弁リフトの法則を比較のために示したもので
ある。図７と同様に実線はノーマル使用におけるリフト
パターンを示し破線はシステム２を作動させたときの前
記パターンを示す。図６の線図を図７の線図と比較する
ことにより、吸気行程の間排気弁が開きしたがって上記
欠点を伴うことがわかる。最低のストローク終端直前に
排気弁が開き、したがってガスを排気マニホルドから逆
流させ；これが過給効果すなわちシリンダの追加充填を
発生させる。シリンダの内圧が排気マニホルドの圧力に
等しくなるまで圧縮行程の第１のステージで継続するこ
のような効果はそれがより高い圧縮動力（したがってよ
り高い制動動力）を可能にするので低いエンジン速度に
おいてはとくに好ましく、これにより低速度におけるタ
ービンの低い効率をオフセットさせる。
【００７５】圧縮行程の間、排気弁は開いてシリンダか
ら排気マニホルドへ流れを発生させて圧縮エネルギーを
散逸させしたがってシリンダ内の圧力を減少する。
【００７６】動力行程の間、排気ガスの開度は圧縮エネ
ルギーの散逸が完成されることを可能にし、またその最
終ステージの間ガスが排気から吸引されてシリンダ内の
吸気圧力を減少させ、したがってオイル消費が低減しな
らびに前記オイルが前記吸気圧力のためにシリンダ内に
逆流する。
【００７７】排気ストロークの間、排気弁が通常のよう
に開いてシリンダ内に含まれているガスを排気マニホル
ドの方向へ移動させる。前記排気行程の間、エンジンは
タービン１２により排気マニホルド内に形成された背圧
に打ち勝つためにより大きな制動動力を与える。
【００７８】その構造が既に周知である可変形状タービ
ン１２が用いられかつ排気マニホルド内にかなりの圧力
を発生するように制御されるが：前記圧力は前述のよう
に吸気行程および動力行程の両方の終端において排気弁
を通してシリンダに過給を与え、したがって排気ストロ
ークの間に発生される制動動力を増大する。
【００７９】さらに前記タービンは周知のように過給機
を駆動し、これにより空気が吸気マニホルド内で圧縮さ
れるのに必要な機械的エネルギーを供給し；吸引空気の
量が大きくなればなるほど逸散される圧縮動力は大きく
なりしたがって制動動力は大きくなる。
【００８０】上記のことは明らかに、デバイス２の使用
とカム３６の特定の形状とによりエンジン１に伴う利点
を証明するものである。
【００８１】とくに低いエンジン速度において追加の過
給を用いて高い制動動力が得られるが、燃焼室に悪影響
を与えるオーバーヒートは発生しない。
【００８２】最後に本発明の保護範囲に入る代替態様お
よび変更態様は明らかに上記エンジン１に付属するもの
である。とくに、たとえばタービン１２の形状を修正す
ることにより前記制動動力を調節可能にするように、類
似タイプの手動制御手段を設けてもよい。
【００８３】さらに前記タービンは排気マニホルド内に
絞り弁を備えた通常の固定形状タービンなどに置き換え
てもよい。
【００８４】最後にエンジンシリンダの数、各シリンダ
に対する弁の数ならびに前記弁の制御の特定実施態様が
変更されてもよい。
【００８５】
【発明の効果】本発明によれば、最低のストローク終端
直前に排気弁が開き、したがってガスを排気マニホルド
から逆流させ；これが過給効果すなわちシリンダの追加
充填を発生させる。シリンダの内圧が排気マニホルドの
圧力に等しくなるまで圧縮行程の第１のステージで継続
するこのような効果はそれがより高い圧縮動力（したが
ってより高い制動動力）を可能にするので低いエンジン
速度においてはとくに好ましく、これにより低速度にお
けるタービンの低い効率をオフセットさせる。
【００８６】圧縮行程の間、排気弁は開いてシリンダか
ら排気マニホルドへ流れを発生させて圧縮エネルギーを
散逸させしたがってシリンダ内の圧力を減少する。
【００８７】動力行程の間、排気ガスの開度は圧縮エネ
ルギーの散逸が完成されることを可能にし、またその最
終ステージの間ガスが排気から吸引されてシリンダ内の
吸気圧力を減少させ、したがってオイル消費が低減しな
らびに前記オイルが前記吸気圧力のためにシリンダ内に
逆流する。
【００８８】排気ストロークの間、排気弁が通常のよう
に開いてシリンダ内に含まれているガスを排気マニホル
ドの方向へ移動させる。前記排気行程の間、エンジンは
タービンにより排気マニホルド内に形成された背圧に打
ち勝つためにより大きな制動動力を与える。
【００８９】可変形状タービンが用いられかつ排気マニ
ホルド内にかなりの圧力を発生するように制御される
が：前記圧力は前述のように吸気行程および動力行程の
両方の終端において排気弁を通してシリンダに過給を与
え、したがって排気ストロークの間に発生される制動動
力を増大する。
【００９０】さらに前記タービンは周知のように過給機
を駆動し、これにより空気が吸気マニホルド内で圧縮さ
れるのに必要な機械的エネルギーを供給し；吸引空気の
量が大きくなればなるほど逸散される圧縮動力は大きく
なりしたがって制動動力は大きくなる。
【００９１】とくに低いエンジン速度において追加の過
給を用いて高い制動動力が得られるが、燃焼室に悪影響
を与えるオーバーヒートは発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により得られるようなエンジンの部分側
面断面図である。
【図２】図１の部分側面断面図である。
【図３】図１のエンジンの改良型カムの略図である。
【図４】２つの異なる作動位置にある図１に示すデバイ
スの作動レバーの略立面図である。
【図５】２つの異なる作動位置にある図１に示すデバイ
スのロッカアームの略側面図である。
【図６】通常のカムを有し、ここに提供されたようなデ
バイスを含むエンジンの弁リフトの法則を示す線図であ
る。
【図７】変形したカムを有する本発明の実施例で示す様
なデバイスを含むエンジンの弁リフトの法則を示す図で
ある。
【図８】図１に示すデバイスの作動電気−流体回路の回
路図である。
【図９】図１に示す装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１・・・エンジン ２・・・連続制動装置 ３・・・排気弁 １０・・・排気マニホルド １２・・・タービン １８・・・ロッカアーム ２４・・・軸 ３６・・・カム ３７・・・カム軸 ３８・・・偏心ブッシュ ３９・・・固定軸 ４５・・・作動レバー ４６・・・第１の動作手段 ４８・・・ピストン ４８′・・・クリアランスホール ４９・・・ロッド ５０・・・ピン ５１・・・伸長溝 ５４・・・第１の弁手段 ５６・・・第１のセクション ５７・・・第２のセクション ５８・・・第３のローブセクション ５９・・・第２の動作手段 ６０・・・第２の弁手段 ６４・・・電子式制御手段 Ａ・・・第１のノーマル運転位置 ｇ、ｇ′・・・隙間の値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン キルシュナー ドイツ国、 ミュンヘン 50、 アンダ ーナッハー シュトラーセ 48 (72)発明者 小川 竹夫 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (72)発明者 乗藤 和哲 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−73527（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／9514（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 13/06 F01L 1/18 F02D 13/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のシリンダを含み、該複数のシリン
    ダの各々には、排気マニホルド（１０）と連絡する開口
    を遮断可能な少なくとも１つの排気弁（３）が設けられ
    ており； 前記排気弁（３）を軸（２４）の周りに揺動する個々の
    ロッカアーム（１８）により制御する複数のカム（３
    ６）が設けられている少なくとも１つのカム軸（３７）
    と； 前記シリンダ内で発生された圧縮エネルギーを散逸する
    ように前記排気弁（３）の追加開度を制御可能な連続制
    動デバイス（２）； とを含む産業車両用エンジン（１）において； 前記カム（３６）のプロフィルが、前記各シリンダの吸
    気行程の一部に対応するリフトがゼロの第１のセクショ
    ン（５６）と、関連シリンダの吸気行程の最終ステージ
    および圧縮行程と動力行程との両行程に対応するリフト
    が小さく一定の第２のセクション（５７）と、関連シリ
    ンダの排気行程に対応する第３のローブセクション（５
    ８）とから構成され、前記連続制動デバイスが、前記ロ
    ッカアーム（１８）を、前記ロッカアーム（１８）と前
    記弁（３）との間の隙間の値（ｇ）が前記カム（３６）
    のプロフィルの前記第２のセクション（５７）を無効に
    させるのに十分高い位置にあるところの第１のノーマル
    運転位置（Ａ）から、前記隙間の値（ｇ′）が前記プロ
    フィルの前記第２のセクション（５７）を作動させるよ
    うに減少されたところの第２の制動位置へ、移動可能な
    第１の動作手段（４６）を含み； 前記ロッカアーム（１８）が少なくとも１つの偏心ブッ
    シュ（３８）を介して固定軸（３９）上にピボット結合
    されており； 前記連続制動デバイス（２）が前記偏心ブッシュ（３
    ８）と一体の少なくとも１つの作動レバー（４５）を備
    え； 前記第１の動作手段（４６）が前記固定軸（３９）の周
    りの前記偏心ブッシュ（３８）の回転を動作させるよう
    に前記作動レバー（４５）に結合された少なくとも１つ
    の流体アクチュエータ（４６）を備え； 前記流体アクチュエータ（４６）が作動流体を通過させ
    るような少なくとも１つのクリアランスホール（４
    ８′）を設けたピストン（４８）を備え； 前記流体アクチュエータ（４６）が作動流体としてエン
    ジンオイルを使用しており； 前記流体アクチュエータ（４６）のロッド（４９）が前
    記作動レバー（４５）の一端上に設けられた伸長溝（５
    １）の内部をスライドするピン（５０）を介して作動レ
    バー（４５）に結合され；前記溝（５１）が、前記作動
    レバー（４５）が前記アクチュエータ（４６）によりピ
    ボット回転されたときに水平となるように傾斜している
    ことを特徴とする産業車両用エンジン。
  2. 【請求項２】 複数のシリンダを含み、該複数のシリン
    ダの各々には、排気マニホルド（１０）と連絡する開口
    を遮断可能な少なくとも１つの排気弁（３）が設けられ
    ており； 前記排気弁（３）を軸（２４）の周りに揺動する個々の
    ロッカアーム（１８）により制御する複数のカム（３
    ６）が設けられている少なくとも１つのカム軸（３７）
    と； 前記シリンダ内で発生された圧縮エネルギーを散逸する
    ように前記排気弁（３）の追加開度を制御可能な連続制
    動デバイス（２）； とを含む産業車両用エンジン（１）において； 前記カム（３６）のプロフィルが、前記各シリンダの吸
    気行程の一部に対応するリフトがゼロの第１のセクショ
    ン（５６）と、関連シリンダの吸気行程の最終ステージ
    および圧縮行程と動力行程との両行程に対応するリフト
    が小さく一定の第２のセクション（５７）と、関連シリ
    ンダの排気行程に対応する第３のローブセクション（５
    ８）とから構成され、前記連続制動デバイスが、前記ロ
    ッカアーム（１８）を、前記ロッカアーム（１８）と前
    記弁（３）との間の隙間の値（ｇ）が前記カム（３６）
    のプロフィルの前記第２のセクション（５７）を無効に
    させるのに十分高い位置にあるところの第１のノーマル
    運転位置（Ａ）から、前記隙間の値（ｇ′）が前記プロ
    フィルの前記第２のセクション（５７）を作動させるよ
    うに減少されたところの第２の制動位置へ、移動可能な
    第１の動作手段（４６）を含み； 前記マニホルド（１０）は加圧手段（１２）を備え； 前記加圧手段（１２）はそのエンジンの過給のためのタ
    ービン（１２）であり； 前記タービン（１２）が可変形状タイプで構成され； 前記タービン（１２）の形状を制御するように第２の流
    体動作手段（５９）を備え； 前記第１の動作手段（４６）を作動するように電気的に
    制御される第１の弁手段（５４）と、前記第２の動作手
    段（５９）を作動するように電気的に制御される第２の
    弁手段（６０）と、前記第１および第２の弁手段（５
    ４、６０）の電子式制御手段（６４）とを備えることを
    特徴とする産業車両用エンジン。
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