JP3326173B2 - コンプレッサー機能を有する内燃機関 - Google Patents

コンプレッサー機能を有する内燃機関

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各々のシリンダーの為の吸気バルブと排気バ
ルブに加えて、少なくとも一つのシリンダーに付加排気
バルブを具備する、コンプレッサー機能をも有する内燃
機関に関するもので、前記付加排気バルブは、その開の
状態で、シリンダー室を逆止弁を含む排気ダクトと連通
させ、この逆止弁は、シリンダー室内空気が空気圧シス
テムへと流れることは許しているが、空気が前記排気ダ
クトを通って該空気圧システムからシリンダー室に流れ
るのを妨げるように配置されている。
以前から、シリンダーに付加排気バルブを設け、エン
ジンの燃料噴射システムに、コンプレッサーシリンダー
として機能するシリンダーへの燃料の供給を中断させ得
る装置を配備することによって、ディーゼルエンジンに
於いて一つ以上のシリンダーをコンプレッサーシリンダ
ーとして使用することが知られている。なかんずく、そ
のようなコンプレッサー装置は、通常のコンプレッサー
の容量が、なんらかの理由で十分でない時、自動車の空
気圧システムに供給しているこの普通のエアコンプレッ
サーを補足するために設計することができ、あるいはま
た、このようなコンプレッサー装置は、自動車の単一の
圧縮空気源として設計することもできる。
上記のタイプのコンプレッサー機能を有したディーゼ
ルエンジンは、米国特許2,005,536に示されている。こ
のエンジンには、一般的なマルチシリンダー噴射ポンプ
を有する機械的噴射システムを備えている。カムがバル
ブをシャットするカムシャフトシステムを通して、付加
排気バルブが、カムシャフトの付加的なカムの作用によ
って開になった時、同時に当該コンプレッサーシリンダ
ーへの燃料供給が中断される。この公知の装置はその構
造的設計が複雑で、なかんずく、噴射システムの高圧側
にバルブが存在しているため、噴射システムが破裂され
易くなるおそれがある。
本発明の目的は序論で述べたタイプの内燃機関を実現
することであり、本内燃機関に於いては、コンプレッサ
ーシリンダーとして働くシリンダーへの燃料供給はエン
ジン噴射システムを複雑な特別に設計された装置で補助
する必要もなく、中断させることが出来る。
これは、本発明によって実現されるが、この理由は、
エンジンが各々のシリンダーのために電気的に作動され
るスピルバルブを有したユニット式燃料噴射器を備えた
燃料噴射システムを含んでいることと、付加排気バルブ
が開の状態の時、この付加排気バルブ付きシリンダー用
のスピルバルブを開に保つことが出来る手段を備えてい
ることのためである。
電気的ユニット式燃料噴射器を有する噴射システムに
おいては、電子制御ユニットが、各々の噴射器の電磁バ
ルブに連結されている。この電磁バルブは、制御ユニッ
トからの信号に反応して、各々のシリンダーに対する噴
射がいつ開始し、いつ終了するのかを決定する。電磁バ
ルブが閉じた時、ユニットに一体化されたポンプピスト
ンには圧力が形成され、この圧力が噴射ノズルの開放圧
力を超えた時、噴射が開始される。噴射が終了する時
は、電磁バルブが開き、圧力は噴射ノズルの開放圧力以
下に降下する。このため、シリンダーがコンプレッサー
シリンダーとして機能するとき、この特別なシリンダー
への燃料供給は、単に制御ユニット信号によって完全に
遮断され、関連するユニット式燃料噴射器のスピルバル
ブを開く。
本発明は添付する図面に示す例を参考にして更に詳し
く述べる。この図面は、ディーゼルエンジンのシリンダ
ーヘッドの関連した部部をもったシリンダーの断面略図
を示す。
図面に於いて、１はシリンダーブロックの一部分を示
し、２はシリンダーヘッドの一部分を示す。関連したバ
ルブを有した吸気ダクトと排気ダクト等の詳細と、本発
明に直接関係のないその他の細部は、明瞭を期すために
省略してある。このエンジンは、直接噴射ディーゼルエ
ンジンであって、燃焼室を形成しているくぼみ４を有す
るピストン３を含む。また、このエンジンは、いわゆる
ユニット式燃料噴射器５、すなわち、カムシャフト６に
よりロッカーアーム７を介して駆動される個々に一体化
されたピストンを備えた噴射器である燃料噴射システム
を含み、また噴射時期を制御するために電磁石８によっ
て操作されるスピルバルブ（ここには単に示しただけで
ある）を含む。
図に示すシリンダーは、シリンダーヘッド２に孔10が
あり、この中にスピンドル11が、バルブディスク12に対
して取り外し可能に取り付けられている。孔10は肩部13
を含む。コイルバネ14は肩部13とスピンドル11の端部に
固定されているスリーブ15の間で弾力を与え、バルブデ
ィスク12を孔10の広くなっている部分17の縁におけるバ
ルブシート16に対し偏倚する。孔の広がっている部分17
から、ダクト18がシリンダーヘッドを貫通して延びてい
る。バルブディスク12がそのバルブシート（矢印と破線
で示してある）から持ち上げられると、圧縮工程中のピ
ストン３は空気を圧縮して通路18を通りシリンダー室か
ら圧縮空気システムへと排出する。逆止弁19は、ピスト
ンが吸気工程を開始した時に、ダクト18から空気を吸い
込まないようにしている。
図において20は燃料噴射システムの電子制御ユニット
を示し、前記システムに公知の方法で噴射を制御する為
に、スロットルの開状態、エンジンの温度等を示す信号
が送り込まれる。本発明によれば、この制御ユニットは
圧力源21と連結され、この圧力源はバルブスピンドル上
方の部分10aと連結する。図中矢印“a"で示される、シ
リンダーをコンプレッサーとして作動させるコマンド
が、制御ユニット20に入力されると、電磁石８に対する
電流が遮断されると同時に、スピンドル11の上方の部分
10aには圧力が加えられる。その結果、噴射器５のスピ
ンドルバルブ９が開の位置に移動させられ、燃料を通路
22を通して戻り管23に戻すと同時に、バルブディスク12
は開の位置に移行させられる。
制御ユニットに対するコマンドは、手動スイッチを通
して手動で（図示せず）または自動的に入力せられる
が、例えば、シリンダーダクト18に連結された空気圧シ
ステムの圧力センサーを通して自動的に入力せられる。
マルチシリンダーエンジンにおいては、一個以上のシリ
ンダーが上記の方法で製造され得る。電子制御ユニット
を使用すれば、噴射システムを簡単な方法でコンプレッ
サーとして機能させることが出来、それぞれの場合に従
って何本のシリンダーをコンプレッサーとして作動させ
るべきかを決めることが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 65/00 F01L 13/00 301 F04B 41/04 F02D 29/04 F02D 17/02 F02M 57/00 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コンプレッサー機能を持つ内燃機関であっ
    て、各々のシリンダーの為の吸気バルブと排気バルブと
    共に、少なくとも一つのシリンダーに付加排気バルブを
    有しており、この付加排気バルブは、その開の状態で、
    シリンダー室を逆止弁を含む排気ダクトと連通させ、該
    逆止弁はシリンダー室の空気が空気圧システムへと流れ
    ることを許しているが、空気が該排気ダクトを通って該
    空気圧システムからシリンダー室に流れることは妨げる
    ように配設されている内燃機関であって、 エンジンが各々のシリンダーのために電気的に作動され
    るスピルバルブ（９）を有したユニット式燃料噴射器
    （５）を備えた燃料噴射システムを含んでいることと、
    上記付加排気バルブが開の状態の時、該付加排気バルブ
    （11,12）を備えた各シリンダーにおけるスピルバルブ
    も同時に開に保つことが出来る手段（8,20）を備えてい
    ることとを特徴とするコンプレッサー機能を持つ内燃機
    関。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の内燃機関であって、 付加排気バルブがスピンドル（11）を有するバルブディ
    スクを含み、 該スピンドル（11）はスプリング要素（14）と共働し、
    バルブディスクを閉じた位置に偏倚させることと、 関連したシリンダーのピストン（３）がコンプレッサー
    のピストンとして作動する時、バルブディスクを定期的
    に開の状態に保つ様に圧力源手段（21）が設置されたこ
    ととを特徴とする内燃機関。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の内燃機関であって、 スピンドル（11）が、シリンダーとして形成された部分
    を有した孔（10）の中に取り付けられていて、ピストン
    として機能する部分（15）を有していることと、 該シリンダーが、圧力媒体のための吸気孔を有している
    ことと、 圧力媒体がシリンダーに与えられた時、ピストン部分
    （15）は、バルブディスク（12）に開の位置に向かう負
    荷を与えることとを特徴とする内燃機関。
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