JP3985276B2

JP3985276B2 - Compressed pressure release type engine auxiliary brake device

Info

Publication number: JP3985276B2
Application number: JP08866596A
Authority: JP
Inventors: 隆小野; 文雄秋川; 章松本; 正彦竹内
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2016-04-10
Also published as: JPH09280026A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（エンジン）の吸気弁や排気弁等の機関弁の開閉タイミングを制御することで制動力を得るようにした、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンジンブレーキ装置の１つとして、アクセルオフ時に排気弁を通常の排気タイミングと異なるタイミングで開閉することでエンジンのシリンダ内の圧力状態をコントロールし、エンジンブレーキ能力を増大させるような圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置が開発，実用化されている。
【０００３】
この圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の作動原理を図１１（ａ），（ｂ）を用いて簡単に説明すると、このブレーキ装置の作動時には、吸気弁及び排気弁は以下のように開閉駆動される。
すなわち、吸気行程時には、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、通常通り吸気弁を開いて吸気を取り入れる。また、圧縮行程時にも通常運転時通り吸気弁及び排気弁をともに閉じて、シリンダ内の吸気を圧縮する。
【０００４】
次に、圧縮行程から膨張行程に移行する直前に、図１１（ｂ）に示すように、排気弁を開いて、圧縮された吸気を排気弁を介して排気ポートに排出する。したがって、圧縮行程で圧縮された吸気の反発力はピストンに作用しなくなり、ピストンを押し下げる方向に作用する力が発生しなくなる。
さらに、圧縮空気を排出した後に排気弁を閉じて、膨張行程時にシリンダ内を密閉状態にする。これによりピストンが下降するのを妨げようとする力が発生してエンジンブレーキ力が作用するのである。
【０００５】
次に、ピストンが下死点近傍に達して排気行程に移行すると、通常通り排気弁を開き、シリンダ内を大気圧近傍にする。この後、ピストンが上死点近傍に達すると、再び吸気行程を開始する。
そして、このような圧縮行程及び膨張行程でのブレーキ力が連続してピストンに作用することにより、エンジンブレーキ能力が大幅に増大されるのである。言い換えれば、エンジンに負の仕事としてポンプ作動を行なわせることにより、車両の運動エネルギを吸収して制動力に変換するのである。なお、このような圧縮圧開放式エンジン補助ブレーキ装置の作動時には、燃料噴射は停止される。
【０００６】
また、例えば特開平５−３３６８４号公報等にもこのような補助ブレーキ装置に関する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気弁を通常の排気タイミングと異なるタイミングで開閉するための動弁機構としては、例えば図８，図９に示すようなものが考えられる。
ここで、図８，図９はともに圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置を有するエンジンの動弁機構の一例を示す模式図であって、ＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフト）式動弁機構として構成されている。また、図中、２は排気弁駆動用ロッカアーム（排気ロッカアーム）、６は吸気弁駆動用ロッカアーム（吸気ロッカアーム）、８は圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカアーム（補助ロッカアーム）、２２はロッカシャフト、１０はカムシャフト、３２，３６，３８はそれぞれ排気カム，吸気カム，補助カムである。
【０００８】
上記ロッカシャフト２２は各気筒毎に分割して設けられており、ロッカシャフト２２の両端部はそれぞれ各気筒のロッカシャフト支持部（図示省略）により回転可能に支持されている。
また、このロッカシャフト２２は排気ロッカアーム２と一体に形成されたロッカアーム一体型ロッカシャフトであって、排気ロッカアーム２の揺動に応じてロッカシャフト２２も回動するようになっている。
【０００９】
一方、吸気ロッカアーム６はロッカシャフト２２に遊嵌されており、吸気ロッカアーム６とロッカシャフト２２とは互いに相対回転可能に構成されている。
また、補助ロッカアーム８もロッカシャフト２２に遊嵌されている。ここで、この補助ロッカアーム８は、エンジン補助ブレーキ用カム（補助カム）３８により駆動されるものである。また、この補助カム３８は、エンジン補助ブレーキの作動に適したカムプロフィールに形成されており、エンジンの圧縮上死点近傍で補助ロッカアーム８を揺動させるようなカムプロフィールに形成されている。
【００１０】
また、この動弁機構には、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とを連結させて各ロッカアーム２，８を一体に作動させる連係モードと、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とを切り離して排気ロッカアーム２を単独で作動させる非連係モードとを切り換えるための切り換え機構（又はロッカアーム係合機構）３０が設けられている。
【００１１】
そして、この切り換え機構３０の作動を制御することにより、エンジンの通常運転とエンジン補助ブレーキの作動とが切り換えられる。
すなわち、エンジン１の通常運転時には、排気ロッカアーム２と補助ロッカアーム８とを切り離し、排気ロッカアーム２のみで排気弁を駆動する。これにより、排気弁は通常のバルブタイミングで開閉駆動される。
【００１２】
また、エンジン補助ブレーキの作動時には、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とを連結して一体に作動させ、排気弁を排気ロッカアーム２及び補助ロッカアーム８の両方により駆動する。これにより、排気弁が圧縮上死点近傍においても開弁して、圧縮エネルギを逃がすことで制動力を得ることができる。
なお、切り換え機構３０としては、例えば図９，図１０に示すようなものが考えられる。すなわち、ロッカシャフト２２内に穴部（ピストン室）４０を形成するとともに、補助ロッカアーム８における穴部４０に対向する位置に係合穴（係合部）４６を形成する。そして、上記穴部４０に係合ピン（係合用ピストン）４２等を嵌挿して、この係合ピン４２を流体圧等により進退させることで、補助ロッカアーム８をロッカシャフト２２から切り離したり、ロッカシャフト２２に連結させたりするのである。
【００１３】
ところで、図１２は、補助カム３８及び排気カム３２のカムプロフィールの一部を示すカムリフト線図であるが、図１２に示すように、補助カム３８及び排気カム３２にはランプ区間が設定されている。
ここで、ランプ区間とは、カムリフト曲線（カムプロフィール）の一部であって、通常はバルブクリアランスの遊びやバラツキを相殺するために設定された区間であり、実際にはバルブがリフトすることのない区間である。また、このバルブクリアランスは、動弁系の熱膨張や製造時の組み付け誤差等を吸収するために設けられたものであり、主にロッカアーム２のアジャストスクリュー２ｂと排気弁１６との間や、カム３８とローラ８ａとの間等に設定されている。
【００１４】
そして、このような動弁機構では、図１２に示すように、補助カム３８の閉弁時のランプ区間（下り側ランプ区間）と排気カム３２の開弁時のランプ区間（上り側ランプ区間）とが重なってしまうことが考えられるが、このように両カム３８，３２のランプ区間が重なってしまうと、エンジン補助ブレーキの作動時には、排気ロッカアーム２に大きな負荷が加わるという課題がある。
【００１５】
すなわち、排気ロッカアーム２が補助カム３８によるリフトから排気カム３２によるリフトに切り換わる際に、補助カム３８及び排気カム３２のベース円部分に接することなく補助カム３８のランプ区間から排気カム３２のランプ区間へ直接移行してしまうと、この瞬間に、排気ロッカアーム２に逆方向の速度成分が作用して排気ロッカアーム２に大きな負荷（衝撃荷重）が作用するのである。しかも、バルブスプリング等による排気弁１６の閉弁時の慣性力は、全て排気ロッカアーム２に作用しているため、このように速度成分が急激に変化して排気ロッカアーム２に通常の作動時以上の衝撃力が作用すると、排気ロッカアーム２の耐久性や信頼性が低下するおそれがある。また、排気弁１６がバルブシートに接している時間が短くなるため排気弁１６が冷却されにくく、排気弁の耐久性上好ましくない。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ロッカアームの衝撃荷重を低減させて動弁系の耐久性を向上させるようにした、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置は、排気カムの作動に応じて排気行程において排気弁を開弁させる排気ロッカアームと、該排気ロッカアームと一体作動可能に構成され該排気ロッカアームとは異なるタイミングで該排気弁を開弁させる補助ロッカアームと、圧縮上死点近傍で該補助ロッカアームを駆動する補助カムとをそなえ、上記記補助カムのカムリフト曲線における閉弁時のランプ区間が開弁時のランプ区間よりも短く設定されるとともに、該排気カム及び該補助カムのランプ区間が重ならないように設定されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２記載の本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置は、上記請求項１記載の構成に加えて、該補助カムの閉弁時のランプ区間の終了点と該排気カムの開弁時のランプ区間の開始点との間に上記両カムのベース円区間が設定されていることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置は、上記請求項１又は２記載の構成に加えて、該両ランプ区間が重ならないように、該補助カムのカムプロフィールの閉弁時のランプ区間が短く設定されていることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置について説明する。まず、この圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の適用される内燃機関（以下、エンジンという）の基本的な構成について説明する。
【００２０】
図５〜図７に示すように、このエンジン１はＯＨＣ式の動弁機構をそなえており、吸気２弁，排気２弁の４弁式エンジンとして構成されている。
このエンジン１のシリンダヘッド２８には、図７に示すクランクシャフト２６の回転駆動力により回転駆動されるカムシャフト１０が配設されており、このカムシャフト１０には、エンジン１の通常運転時に適したカムプロフィールに形成された吸気カム３６及び排気カム３２が設けられている。
【００２１】
また、このエンジン１の動弁機構には、後述する各種ロッカアームを支持するためのロッカシャフト２２が設けられている。このロッカシャフト２２は、各気筒毎に分割されて構成されており、それぞれ同軸上に配設されている。また、ロッカシャフト２２の両端部は、図６に示すロッカシャフト支持部２４によりそれぞれ回転可能に支持されている。
【００２２】
一方、図５に示すように、ピストン２０の上方には吸気弁１８及び排気弁１６が配設され、さらに、吸排気弁１８，１６の上方には、バルブブリッジ１４，１２が配設されている。そして、２つの吸気弁１８，１８は、吸気用バルブブリッジ１４により同時に開弁駆動されるようになっており、同様に、２つの排気弁１６，１６は排気用バルブブリッジ１２により同時に開弁駆動されるようになっている。
【００２３】
なお、図５では、エンジン１の動弁系の機構を分かりやすく説明するためにロッカシャフト２２とカムシャフト１０とを分離して示している。
さて、ロッカシャフト２２には、排気弁駆動用ロッカアーム（排気ロッカアーム）２，ユニットインジェクタ駆動用ロッカアーム（ユニットインジェクタ用ロッカアーム）４，吸気弁駆動用ロッカアーム（吸気ロッカアーム）６及び圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカアーム（補助ロッカアーム）８が設けられている。
【００２４】
また、カムシャフト１０には、上述した吸気カム３６や排気カム３２以外にも、補助ロッカアーム８を駆動するエンジン補助ブレーキ用カム（補助カム）３８やユニットインジェクタ用ロッカアーム４を駆動するユニットインジェクタ用カム３４が配設されている。
なお、各ロッカアーム２，４，６，８のカムシャフト１０側の端部には、カム３２，３４，３６，３８とロッカアーム２，４，６，８との間の摩擦を低減すべく、カム３２，３４，３６，３８に常に接するローラ（ベアリング）２ａ，４ａ，６ａ，８ａがそれぞれ設けられている。
【００２５】
ここで、ユニットインジェクタ用ロッカアーム４は、図示しないユニットインジェクタを駆動するためのロッカアームであって、ユニットインジェクタ用ロッカアーム４の作動により所定のタイミングで燃料が噴射されるようになっている。
一方、上述の排気ロッカアーム２は、ロッカシャフト２２と一体に形成されたロッカシャフト一体型ロッカアームとして構成されており、排気ロッカアーム２に連動してロッカシャフト２２自体も回動するようになっている。
【００２６】
また、ユニットインジェクタ用ロッカアーム４及び吸気ロッカアーム６は、それぞれロッカシャフト２２に対して回転自在に軸支されており、これにより、各ロッカアーム２，４，６は、互いに影響を受けることなく独立して作動するようになっている。
補助ロッカアーム８は、エンジンブレーキの１つとしての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置（以下、単にエンジン補助ブレーキという）を作動させるためのロッカアームであって、ユニットインジェクタ用ロッカアーム４や吸気ロッカアーム６と同様にロッカシャフト２２に軸支されている。
【００２７】
そして、エンジン補助ブレーキの作動時には、この補助ロッカアーム８を排気ロッカアーム２と一体に作動するように制御して、排気弁１６を排気行程時以外の所定のタイミングで開弁させるようになっている。
ここで、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置について簡単に説明すると、このエンジン補助ブレーキは、例えば、以下のように作動するものである。すなわち、吸気行程時には通常通り吸気弁１８を開いて吸気を取り入れる。また、圧縮行程時にも通常運転時通り吸気弁１８及び排気弁１６をともに閉じて、シリンダ内の吸気を圧縮する。
【００２８】
そして、圧縮上死点近傍では燃料噴射を停止し、膨張行程に移行する直前に、排気弁１６を開いて、圧縮空気を排気ポートに排出する。したがって、圧縮行程で圧縮された吸気の反発力はピストン２０に作用しなくなり、ピストン２０を押し下げる力が取り除かれる。
さらに、圧縮空気を排出した後は、排気弁１６を閉じて膨張行程時にシリンダ内を密閉状態にする。これによりピストン２０が下降するのを妨げようとする力が発生してエンジンブレーキ力が作用するのである。
【００２９】
次に、ピストン２０が下死点近傍に達して程に移行すると、通常通り排気弁１６を開き、シリンダ内を大気圧近傍にしてピストン２０を上昇させようとする力を取り除くのである。この後、ピストン２０が上死点近傍に達すると、再び吸気行程を開始する。
そして、このような圧縮行程及び膨張行程でのブレーキ力が連続してピストン２０に作用することにより、エンジンブレーキ能力が大幅に増大されるのである。言い換えれば、エンジン１に負の仕事としてポンプ作動を行なわせることにより、車両の運動エネルギを吸収して制動力に変換するのである。
【００３０】
ところで、このようにしてエンジン補助ブレーキを作動させるには、排気弁１６を通常の作動タイミングとは異なるタイミングで作動させる必要がある。そこで、このエンジン１では、通常のタイミングと異なるタイミングで排気弁１６を開弁駆動する補助ロッカアーム８と、エンジン補助ブレーキの作動に適したカムプロフィールに形成されたエンジン補助ブレーキ用カム（補助カム）３８とが設けられている。
【００３１】
ここで、図２に示すように、このエンジン補助カム３８は、エンジン補助ブレーキの作動時に、圧縮上死点近傍で補助ロッカアーム８を揺動させて排気弁１６を開弁させるようなカムプロフィールに形成されている。
つまり、エンジン１の通常運転時には、排気弁１６を排気ロッカアーム２のみで駆動し、エンジン補助ブレーキの作動時には、排気弁１６を排気ロッカアーム２及び補助ロッカアーム８の両方により駆動するようになっているのである。
【００３２】
このため、エンジン１の動弁機構には、補助ロッカアーム８が排気ロッカアーム２と一体に作動する連係モードと、補助ロッカアーム８が排気ロッカアーム２から切り離されて、単独で作動する非連係モードとを切り換えるための切り換え機構（又はロッカアーム係合機構）３０が設けられている。
ここで、上述の切り換え機構３０は、例えば特開平６−３２３１１３号公報に開示された油圧ピストン機構と略同様に構成されている。すなわち、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、切り換え機構３０は、ロッカシャフト２２の直径方向に形成された穴部（ピストン室）４０と、この穴部４０内を進退しうる係合ピン（係合用ピストン）４２と、係合ピン４２と略同軸上に配設されたリターンスプリング４４とを有して構成されており、係合ピン４２は、リターンスプリング４４の作用により、図中下方に付勢されている。
【００３３】
また、補助ロッカアーム８の所要の位置には、この係合ピン４２の上端部が侵入しうる係合穴（係合部）４６が形成されている。
一方、上記の穴部４０と係合ピン４２の下端側との間には空間４８が形成されている。また、このエンジン１には、所定の圧力の作動油を供給する油圧供給系（図示省略）が設けられており、ロッカシャフト２２内には、油圧供給系からの作動油を上記空間４８に供給するための作動油供給路５０が形成されている。
【００３４】
そして、この空間４８に作動油が供給されると、図４（ｂ）に示すように、リターンスプリング４４の付勢力に抗して係合ピン４２が上方へ移動する。この場合、補助ロッカアーム８の係合穴４６と、ロッカシャフト２２の穴部４０との位置が一致したときに、係合ピン４２の上端（先端）が係合穴４６に係合して、補助ロッカアーム８とロッカシャフト２２とが接続状態となり、補助ロッカアーム８と排気ロッカアーム２とが一体で作動する連係モードとなるのである。
【００３５】
また、作動油の供給を断つと、図４（ａ）に示すように、上述のリターンスプリング４４の付勢力により係合ピン４２が下方に移動して、係合ピン４２が係合穴４６から離脱する。この場合は、補助ロッカアーム８はロッカシャフト２２から切り離されて排気ロッカアーム２とは連係しない非連係モードとなる。
そして、エンジン１の通常運転時は、補助ロッカアーム８をロッカシャフト２２から切り離して、排気ロッカシャフト２からの駆動力により通常の排気タイミングで排気弁１６を開弁駆動させるようになっている。
【００３６】
また、エンジン補助ブレーキを作動させる場合は、切り換え機構３０を制御して、補助ロッカアーム８をロッカシャフト２２と一体に作動させ、排気弁１６を圧縮上死点近傍でも開弁駆動させるようになっているのである。
ところで、このような切り換え機構３０では、補助カム３８及び排気カム３２は、例えば図１中の実線で示すようなカムプロフィールに形成されている。
【００３７】
この場合、一般的には、図１中に破線で示すように、補助カム３８の開弁時のランプ区間（上り側ランプ区間）Ｃの長さと閉弁時のランプ区間（下り側ランプ区間）Ｂの長さとを同一に設定することが考えられるが、このようにすると、排気カム３２の開弁時のランプ区間（上り側ランプ区間）Ａと補助カム３８の閉弁時のランプ区間Ｂとが重なってしまう（オーバラップしてしまう）。そして、このようにランプ区間Ａ，Ｂがオーバラップした構成では、排気補助ブレーキの作動時において、排気ロッカアーム２が補助カム３８によるリフトから排気カム３２によるリフトに切り換わる瞬間に、排気ロッカアーム２に大きな衝撃が作用することになるのである。
【００３８】
すなわち、この場合は、排気ロッカアーム２が補助カム３８のランプ区間から排気カム３２のランプ区間に切り換わる際に、排気ロッカアーム２は両カム３２，３８のベース円区間に当接することがないので、排気ロッカアーム２に作動方向とは逆方向の速度成分が急激に作用して、排気ロッカアーム２に大きな衝撃が加わることになるのである。しかも、バルブスプリング等による排気弁１６の閉弁時の慣性力は、全て排気ロッカアーム２に作用するため、このような速度成分の急激な変化があると、排気ロッカアーム２には通常の作動時以上の力が作用することになる。また、排気弁１６が、図３に示すバルブシート１６Ａに接している時間が短くなるため排気弁１６が冷却されにくく耐久性上好ましくない。
【００３９】
そこで、本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置では、図１に示すように、補助カム３８のカムリフト曲線における閉弁時のランプ区間Ｂを短く設定することで、排気カム３２及び補助カム３８のランプ区間が重ならないようにしているのである。
具体的には、図１に示すように、補助カム３８のカムプロフィールは、閉弁時のランプ区間Ｂが開弁時のランプ区間Ｃよりも短くなるように設定されており、これにより、補助カム３８のランプ区間Ｂと排気カム３２のランプ区間Ａとが重ならないように設定されているのである。
【００４０】
そして、このようにランプ区間Ｂを短く設定することにより、これら補助カム３８のランプ区間Ｂの終了点と排気カム３２のランプ区間Ａの開始点との間に上記両カム３８，３２のベース円区間を設定しているのである。
これにより、エンジン補助ブレーキの作動時には、まず、排気ロッカアーム２は補助カム３８のカムプロフィールに応じてリフトを開始して、補助カム３８の下りランプ区間Ｂの終了点を過ぎると補助カム３８と排気カム３２との間のベース円部分に当接する。これにより排気ロッカアーム２の揺動速度が０になる。次に、排気カム３２のカムプロフィールに応じたリフトに移行すると排気カム３２のベース円部分から排気カム３２の上りランプ区間Ａに進入するので、排気ロッカアーム２に衝撃が加わることなく滑らかに作動するようになるのである。
【００４１】
なお、このように補助カム３８のランプ区間Ｂを短く設定し、排気カム３２のランプ区間Ａについては何ら設定を変更していないのは、以下の理由による。すなわち、一般に、カムの開弁時と閉弁時とでランプ区間との長さを異なるようにカムプロフィールを形成すると動弁系の騒音が悪化してしまい好ましいものではないが、補助カム３８はエンジン補助ブレーキの作動時にのみに使用されるものであって、排気カム３２のように常時使用されるものではない。つまり、エンジン補助ブレーキの作動時には、排気流音も大きいので、補助カム３８のランプ区間Ｂを短く設定しても騒音悪化の影響はほとんどないが、排気カム３２のランプ区間Ａを短く設定するとアイドリング時の騒音が悪化してしまう。
【００４２】
そこで、本装置では、補助カム３８のランプ区間Ｂのみを短く設定しているのである。
本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置は、上述のように構成されているので、エンジン１の通常運転時、即ち、エンジン補助ブレーキの非作動時には、切り換え機構３０を非連係モードに制御する。このときは、作動油供給路５０には作動油が供給されず、係合ピン４２がリターンスプリング４４の付勢力によりロッカシャフト２２の穴部４０内に収納される。
【００４３】
したがって、補助ロッカアーム８は、ロッカシャフト２２から切り離されて、補助ロッカアーム８は排気ロッカアーム２と連動しない状態となる。このとき、排気ロッカアーム２は排気カム３２により駆動され、補助ロッカアーム８は排気ロッカアーム２に連動することなく補助カム３８のカムプロフィールに応じて作動する。
【００４４】
これにより、排気弁１６は、排気カム３２のカムプロフィールにのみ応じて駆動され、通常のエンジン運転に適したバルブタイミングで開閉駆動されるのである。なお、吸気弁１８は、吸気ロッカアーム６により通常のバルブタイミングで開閉駆動される。
また、エンジン補助ブレーキの作動時には、切り換え機構３０を連係モードに制御する。このとき、作動油供給路５０及び空間４８には、油圧供給系から所定の圧力の作動油が供給され、係合ピン４２にはリターンスプリング４４の付勢力よりも強い力が作用する。
【００４５】
ところで、上述したように、本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置では、補助カム３８の下りランプ区間Ｂを短く設定して、このランプ区間Ｂの終了点と排気カム３２のランプ区間Ａの開始点との間に上記両カム３８，３２のベース円区間を設定しているので、エンジン補助ブレーキの作動時の排気ロッカアーム２の衝撃荷重を減少させることができる。
【００４６】
すなわち、エンジン補助ブレーキの作動時には、まず、排気ロッカアーム２は補助カム３８のカムプロフィールに応じてリフトを開始して、補助カム３８の下りランプ区間Ｂの終了点を過ぎると補助カム３８及び排気カム３２のベース円部分に当接する。これにより排気ロッカアーム２の速度が０になる。次に、排気カム３２のカムプロフィールに応じたリフトに移行すると排気カム３２のベース円部分から排気カム３２の上りランプ区間Ａに進入するので、排気ロッカアーム２に衝撃が加わることなく滑らかに作動するようになるのである。
【００４７】
これにより、排気ロッカアーム２の耐久性や信頼性を向上させることができ、さらには、動弁系全体の耐久性や信頼性を向上させることができるのである。
また、このように補助カム３８のランプ区間Ｂと排気カム３２のランプ区間Ａとの間に上記両カム３８，３２のベース円区間を設定することで、図３に示すように、排気弁１６を確実にバルブシート１６Ａに着座させることができるようになり、排気弁１６の熱をバルブシート１６Ａを介して放出することで排気弁１６の冷却性を向上させることができるのである。
【００４８】
なお、上述のように補助カム３８の下りランプ区間Ｂを短くすると、ランプ区間Ｂにおける排気ロッカアーム２の揺動速度が上昇してしまい、動弁系の騒音が大きくなることが考えられるが、エンジン補助ブレーキの作動時には、排気流音も大きいので、騒音悪化の影響はほとんどないという利点もある。
なお、上述の実施形態では、補助カム３８のランプ区間Ｂを排気カム３２のランプ区間Ａよりも短く設定することで、両カム３２，３８のランプ区間Ａ，Ｂが重ならないように設定しているが、本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置では、排気カム３２のランプ区間Ａ及び補助カム３８のランプ区間Ｂのうち少なくとも一方を短く設定して、両カム３２，３８のランプ区間Ａ，Ｂが重ならないようにすればよく、例えば、排気カム３２のランプ区間Ａを短く設定することで、両カム３２，３８のランプ区間Ａ，Ｂが重ならないようにしてもよい。
【００４９】
なお、本実施形態では、ＯＨＣ式の動弁機構をそなえたエンジンについて、説明しているが、本発明の内燃機関の動弁機構は、このようなＯＨＣ式の動弁機構にのみ適用されるものではなく、例えばＯＨＶ式の動弁機構等にも適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置によれば、排気カムの作動に応じて排気行程において排気弁を開弁させる排気ロッカアームと、該排気ロッカアームと一体作動可能に構成され該排気ロッカアームとは異なるタイミングで該排気弁を開弁させる補助ロッカアームと、圧縮上死点近傍で該補助ロッカアームを駆動する補助カムとをそなえ、上記記補助カムのカムリフト曲線における閉弁時のランプ区間が開弁時のランプ区間よりも短く設定されるとともに、該排気カム及び該補助カムのランプ区間が重ならないように設定されるという構成により、排気ロッカアームの衝撃荷重を低減させることができ、また、排気弁の冷却効率も向上させることができる。これにより、排気ロッカアームの耐久性を向上させることができ、さらには動弁系全体の耐久性や信頼性を向上させることができるという利点がある（請求項１）。
【００５１】
また、請求項２記載の本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置によれば、上記請求項１記載の構成に加えて、該補助カムの閉弁時のランプ区間の終了点と該排気カムの開弁時のランプ区間の開始点との間に上記両カムのベース円区間が設定されるという構成により、排気弁のバルブシートへの着座時間が長くなり、排気弁の冷却効率も向上させることができる。
【００５２】
また、請求項３記載の本発明の圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置によれば、上記請求項１又は２記載の構成に加えて、該両ランプ区間が重ならないように、該補助カムのカムプロフィールの閉弁時のランプ区間が短く設定されるという構成により、動弁系の騒音悪化を極力抑制することができる。すなわち、排気カムは常に使用されるため排気カムの開弁時のランプ区間を短く設定すると、特にアイドル時に動弁系騒音が大きくなる。これに対して、補助カムの閉弁時のランプ区間を短く設定しても動弁系騒音は多少悪化するが、エンジン補助ブレーキ作動時は排気流音が比較的大きいので、騒音に対する影響が小さい。したがって、動弁系の騒音悪化を極力抑制することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置における排気カム及び補助カムのカムプロフィールを示すカムリフト線図である。
【図２】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置における動弁系の構造を説明するための模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置における作用を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の作動を説明するための模式図であって、（ａ）は通常運転時の状態を示す図、（ｂ）は圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の作動時の状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置が適用される内燃機関の動弁機構を示す模式的な斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置が適用される内燃機関のシリンダヘッドを示す模式的な上面図である。
【図７】本発明の一実施形態としての圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置が適用される内燃機関の模式的な断面図である。
【図８】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図である。
【図９】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であって図８におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図１０】内燃機関の動弁機構の一例を示す模式図であって図８におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図１１】一般的な圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の作動について説明するための図である。
【図１２】排気カムとは異なるタイミングで排気弁を作動させる補助カムをそなえた動弁系における排気カム及び補助カムのカムプロフィールの一例を示すカムリフト線図である。
【符号の説明】
１エンジン
２排気弁駆動用ロッカアーム又は排気ロッカアーム
４ユニットインジェクタ駆動用ロッカアーム（ユニットインジェクタ用ロッカアーム）
６吸気弁駆動用ロッカアーム又は吸気ロッカアーム
８圧縮開放型エンジン補助ブレーキ用ロッカアーム
２ａ，４ａ，６ａ，８ａローラ（ベアリング）
２ｂ，６ｂアジャストスクリュー
１０カムシャフト
１２排気バルブブリッジ
１４吸気バルブブリッジ
１６排気弁
１６Ａバルブシート
１８吸気弁
２０ピストン
２２ロッカシャフト
２２Ａロッカシャフト中心軸線
２４ロッカシャフト支持部
２６クランクシャフト
２８シリンダヘッド
３０ロッカアーム係合機構としての油圧ピストン機構
３２排気カム
３４ユニットインジェクタ駆動用カム
３６吸気カム
３８圧縮開放型エンジンブレーキ用カム
４０穴部（ピストン室）
４２係合ピン
４４リターンスプリング
４６係合穴（係合部）
４８空間
５０作動油供給路
６０バルブシート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compression pressure release type engine auxiliary brake device that obtains a braking force by controlling opening and closing timings of engine valves such as an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine (engine).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one of the engine gin brake devices, when the accelerator is off, the exhaust valve is opened and closed at a timing different from the normal exhaust timing to control the pressure state in the engine cylinder and to increase the engine braking capacity A pressure-release engine auxiliary brake device has been developed and put into practical use.
[0003]
The operation principle of the compression pressure release type engine auxiliary brake device will be briefly described with reference to FIGS. 11A and 11B. When the brake device is operated, the intake valve and the exhaust valve are driven to open and close as follows. The
That is, during the intake stroke, as shown in FIGS. 11A and 11B, the intake valve is opened as usual to take in the intake air. Also, during the compression stroke, both the intake valve and the exhaust valve are closed as in normal operation to compress the intake air in the cylinder.
[0004]
Next, immediately before shifting from the compression stroke to the expansion stroke, as shown in FIG. 11B, the exhaust valve is opened, and the compressed intake air is discharged to the exhaust port via the exhaust valve. Accordingly, the repulsive force of the intake air compressed in the compression stroke does not act on the piston, and no force acting in the direction of pushing down the piston is generated.
Furthermore, after exhausting the compressed air, the exhaust valve is closed, and the cylinder is sealed during the expansion stroke. As a result, a force is generated to prevent the piston from descending, and the engine braking force acts.
[0005]
Next, when the piston reaches the vicinity of the bottom dead center and shifts to the exhaust stroke, the exhaust valve is opened as usual to bring the inside of the cylinder to the vicinity of the atmospheric pressure. Thereafter, when the piston reaches the vicinity of the top dead center, the intake stroke is started again.
The braking force in such a compression stroke and expansion stroke continuously acts on the piston, so that the engine braking capability is greatly increased. In other words, the kinetic energy of the vehicle is absorbed and converted into braking force by causing the engine to perform pump operation as negative work. Note that fuel injection is stopped when such a compression pressure release type engine auxiliary brake device is operated.
[0006]
Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-33684 discloses a technique related to such an auxiliary brake device.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a valve operating mechanism for opening and closing the exhaust valve at a timing different from the normal exhaust timing, for example, those shown in FIGS. 8 and 9 are conceivable.
Here, FIGS. 8 and 9 are both schematic views showing an example of a valve operating mechanism of an engine having a compression pressure release type engine auxiliary brake device, which is configured as an OHC (overhead camshaft) type valve operating mechanism. . In the figure, 2 is an exhaust valve drive rocker arm (exhaust rocker arm), 6 is an intake valve drive rocker arm (intake rocker arm), 8 is a compression pressure release type engine auxiliary brake rocker arm (auxiliary rocker arm), 22 is a rocker shaft, Reference numeral 10 denotes a camshaft, and 32, 36, and 38 denote an exhaust cam, an intake cam, and an auxiliary cam, respectively.
[0008]
The rocker shaft 22 is provided separately for each cylinder, and both end portions of the rocker shaft 22 are rotatably supported by rocker shaft support portions (not shown) of the respective cylinders.
The rocker shaft 22 is a rocker arm-integrated rocker shaft formed integrally with the exhaust rocker arm 2, and the rocker shaft 22 is also rotated in accordance with the swing of the exhaust rocker arm 2.
[0009]
On the other hand, the intake rocker arm 6 is loosely fitted to the rocker shaft 22, and the intake rocker arm 6 and the rocker shaft 22 are configured to be rotatable relative to each other.
The auxiliary rocker arm 8 is also loosely fitted on the rocker shaft 22. Here, the auxiliary rocker arm 8 is driven by an engine auxiliary brake cam (auxiliary cam) 38. The auxiliary cam 38 is formed in a cam profile suitable for operation of the engine auxiliary brake, and is formed in a cam profile that swings the auxiliary rocker arm 8 in the vicinity of the compression top dead center of the engine.
[0010]
Further, in this valve operating mechanism, a linkage mode in which the auxiliary rocker arm 8 and the exhaust rocker arm 2 are connected to operate the rocker arms 2 and 8 integrally, and the auxiliary rocker arm 8 and the exhaust rocker arm 2 are separated and the exhaust rocker arm 2 is separated. A switching mechanism (or a rocker arm engagement mechanism) 30 is provided for switching between a non-linked mode that operates independently.
[0011]
By controlling the operation of the switching mechanism 30, the normal operation of the engine and the operation of the engine auxiliary brake are switched.
That is, during normal operation of the engine 1, the exhaust rocker arm 2 and the auxiliary rocker arm 8 are disconnected, and the exhaust valve is driven only by the exhaust rocker arm 2. As a result, the exhaust valve is driven to open and close at normal valve timing.
[0012]
Further, when the engine auxiliary brake is operated, the auxiliary rocker arm 8 and the exhaust rocker arm 2 are connected and operated integrally, and the exhaust valve is driven by both the exhaust rocker arm 2 and the auxiliary rocker arm 8. As a result, the exhaust valve opens even in the vicinity of the compression top dead center, and the braking force can be obtained by releasing the compression energy.
For example, the switching mechanism 30 shown in FIGS. 9 and 10 can be considered. That is, a hole (piston chamber) 40 is formed in the rocker shaft 22, and an engagement hole (engagement portion) 46 is formed at a position facing the hole 40 in the auxiliary rocker arm 8. Then, by inserting an engagement pin (engagement piston) 42 or the like into the hole 40 and moving the engagement pin 42 forward or backward by fluid pressure or the like, the auxiliary rocker arm 8 can be separated from the rocker shaft 22 or the rocker shaft. 22 or the like.
[0013]
Incidentally, FIG. 12 is a cam lift diagram showing a part of the cam profile of the auxiliary cam 38 and the exhaust cam 32. As shown in FIG. 12, a ramp section is set for the auxiliary cam 38 and the exhaust cam 32. Yes.
Here, the ramp section is a part of a cam lift curve (cam profile), and is usually a section set to cancel the play and variation of the valve clearance. There is no section. The valve clearance is provided to absorb thermal expansion of the valve operating system, assembly errors during manufacture, etc., and is mainly provided between the adjusting screw 2b of the rocker arm 2 and the exhaust valve 16, 38 and the roller 8a.
[0014]
Then, in such a valve operating mechanism, as shown in FIG. 12, the ramp section when the auxiliary cam 38 is closed (down ramp section) and the ramp section when the exhaust cam 32 is opened (up ramp section). However, if the ramp sections of the two cams 38 and 32 overlap in this way, there is a problem that a large load is applied to the exhaust rocker arm 2 when the engine auxiliary brake is operated.
[0015]
That is, when the exhaust rocker arm 2 is switched from the lift by the auxiliary cam 38 to the lift by the exhaust cam 32, the ramp of the exhaust cam 32 from the ramp section of the auxiliary cam 38 without contacting the auxiliary cam 38 and the base circle portion of the exhaust cam 32. When the transition is made directly to the section, at this moment, a reverse speed component acts on the exhaust rocker arm 2 and a large load (impact load) acts on the exhaust rocker arm 2. In addition, since the inertia force when the exhaust valve 16 is closed by the valve spring or the like all acts on the exhaust rocker arm 2, the speed component changes abruptly in this way, and the exhaust rocker arm 2 has a higher than that during normal operation. When the impact force is applied, the durability and reliability of the exhaust rocker arm 2 may be reduced. Further, since the time during which the exhaust valve 16 is in contact with the valve seat is shortened, the exhaust valve 16 is not easily cooled, which is not preferable in terms of durability of the exhaust valve.
[0016]
The present invention was devised in view of such a problem, and provides a compression pressure release type engine auxiliary brake device that reduces the impact load of the rocker arm and improves the durability of the valve operating system. Objective.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the compression pressure release type engine auxiliary brake device according to the first aspect of the present invention is configured such that the exhaust rocker arm that opens the exhaust valve in the exhaust stroke in accordance with the operation of the exhaust cam, and the exhaust rocker arm can be integrally operated. An auxiliary rocker arm that opens the exhaust valve at a timing different from that of the exhaust rocker arm, and an auxiliary cam that drives the auxiliary rocker arm in the vicinity of compression top dead center . The ramp section is set to be shorter than the ramp section at the time of valve opening, and the ramp section of the exhaust cam and the auxiliary cam is set not to overlap.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, wherein the end point of the ramp section when the auxiliary cam is closed and the exhaust cam is opened. The base circle section of the two cams is set between the starting point of the ramp section at the time of the valve.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to the present invention, wherein, in addition to the configuration of the first or second aspect, the cam profile of the auxiliary cam is set so that the two ramp sections do not overlap. The lamp section at the time of valve closing is set to be short.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a basic configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) to which the compression pressure release type engine auxiliary brake device is applied will be described.
[0020]
As shown in FIGS. 5 to 7, the engine 1 has an OHC valve operating mechanism and is configured as a four-valve engine having two intake valves and two exhaust valves.
The cylinder head 28 of the engine 1 is provided with a camshaft 10 that is rotationally driven by the rotational driving force of the crankshaft 26 shown in FIG. 7, and this camshaft 10 is suitable for normal operation of the engine 1. An intake cam 36 and an exhaust cam 32 formed in the cam profile are provided.
[0021]
The valve mechanism of the engine 1 is provided with a rocker shaft 22 for supporting various rocker arms described later. The rocker shaft 22 is divided for each cylinder and is arranged coaxially. Further, both end portions of the rocker shaft 22 are rotatably supported by rocker shaft support portions 24 shown in FIG.
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the intake valve 18 and the exhaust valve 16 are disposed above the piston 20, and the valve bridges 14 and 12 are disposed above the intake and exhaust valves 18 and 16. Yes. The two intake valves 18 and 18 are driven to open simultaneously by the intake valve bridge 14. Similarly, the two exhaust valves 16 and 16 are driven to open simultaneously by the exhaust valve bridge 12. It has come to be.
[0023]
In FIG. 5, the rocker shaft 22 and the camshaft 10 are shown separately for easy understanding of the valve mechanism of the engine 1.
The rocker shaft 22 includes an exhaust valve drive rocker arm (exhaust rocker arm) 2, a unit injector drive rocker arm (unit injector rocker arm) 4, an intake valve drive rocker arm (intake rocker arm) 6, and a compression pressure release type engine auxiliary brake. A rocker arm (auxiliary rocker arm) 8 is provided.
[0024]
In addition to the intake cam 36 and exhaust cam 32 described above, the camshaft 10 includes an engine auxiliary brake cam (auxiliary cam) 38 that drives the auxiliary rocker arm 8 and a unit injector cam that drives the unit injector rocker arm 4. 34 is arranged.
Note that the camshaft 10 side ends of the rocker arms 2, 4, 6, 8 are cams so as to reduce the friction between the cams 32, 34, 36, 38 and the rocker arms 2, 4, 6, 8. Rollers (bearings) 2a, 4a, 6a, and 8a that are always in contact with 32, 34, 36, and 38 are provided.
[0025]
Here, the rocker arm 4 for unit injectors is a rocker arm for driving a unit injector (not shown), and fuel is injected at a predetermined timing by the operation of the rocker arm 4 for unit injectors.
On the other hand, the above-described exhaust rocker arm 2 is configured as a rocker shaft-integrated rocker arm formed integrally with the rocker shaft 22, and the rocker shaft 22 itself rotates in conjunction with the exhaust rocker arm 2.
[0026]
Further, the unit injector rocker arm 4 and the intake rocker arm 6 are rotatably supported with respect to the rocker shaft 22, so that the rocker arms 2, 4, and 6 are independent of each other without being affected by each other. It comes to work.
The auxiliary rocker arm 8 is a rocker arm for operating a compression pressure release type engine auxiliary brake device (hereinafter simply referred to as an engine auxiliary brake) as one of the engine brakes, and is similar to the unit injector rocker arm 4 and the intake rocker arm 6. Are supported by the rocker shaft 22.
[0027]
When the engine auxiliary brake is operated, the auxiliary rocker arm 8 is controlled to operate integrally with the exhaust rocker arm 2, and the exhaust valve 16 is opened at a predetermined timing other than during the exhaust stroke.
Here, the compression pressure release type engine auxiliary brake device will be briefly described. The engine auxiliary brake operates, for example, as follows. That is, during the intake stroke, the intake valve 18 is opened as usual to take in the intake air. Also during the compression stroke, both the intake valve 18 and the exhaust valve 16 are closed as in normal operation, and the intake air in the cylinder is compressed.
[0028]
Then, fuel injection is stopped in the vicinity of the compression top dead center, and immediately before shifting to the expansion stroke, the exhaust valve 16 is opened and the compressed air is discharged to the exhaust port. Therefore, the repulsive force of the intake air compressed in the compression stroke does not act on the piston 20, and the force that pushes down the piston 20 is removed.
Further, after the compressed air is discharged, the exhaust valve 16 is closed to make the cylinder sealed during the expansion stroke. As a result, a force is generated to prevent the piston 20 from descending, and the engine braking force acts.
[0029]
Next, when the piston 20 reaches the vicinity of the bottom dead center and shifts to a certain extent, the exhaust valve 16 is opened as usual, and the force to raise the piston 20 by bringing the inside of the cylinder to the atmospheric pressure is removed. Thereafter, when the piston 20 reaches the vicinity of the top dead center, the intake stroke is started again.
Then, the braking force in the compression stroke and the expansion stroke acts on the piston 20 continuously, so that the engine braking capability is greatly increased. In other words, by causing the engine 1 to perform a pump operation as a negative work, the kinetic energy of the vehicle is absorbed and converted into a braking force.
[0030]
By the way, in order to operate the engine auxiliary brake in this way, it is necessary to operate the exhaust valve 16 at a timing different from the normal operation timing. Therefore, in this engine 1, an auxiliary rocker arm 8 that opens and drives the exhaust valve 16 at a timing different from the normal timing, and an engine auxiliary brake cam (auxiliary cam) formed in a cam profile suitable for the operation of the engine auxiliary brake. 38.
[0031]
Here, as shown in FIG. 2, the engine auxiliary cam 38 has such a cam profile that causes the auxiliary rocker arm 8 to swing in the vicinity of the compression top dead center to open the exhaust valve 16 when the engine auxiliary brake is operated. Is formed.
That is, during normal operation of the engine 1, the exhaust valve 16 is driven only by the exhaust rocker arm 2, and when the engine auxiliary brake is operated, the exhaust valve 16 is driven by both the exhaust rocker arm 2 and the auxiliary rocker arm 8. is there.
[0032]
Therefore, the valve mechanism of the engine 1 switches between a linkage mode in which the auxiliary rocker arm 8 operates integrally with the exhaust rocker arm 2 and a non-linkage mode in which the auxiliary rocker arm 8 is disconnected from the exhaust rocker arm 2 and operates independently. A switching mechanism (or a rocker arm engaging mechanism) 30 is provided.
Here, the switching mechanism 30 is configured in substantially the same manner as the hydraulic piston mechanism disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-323113. That is, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the switching mechanism 30 moves forward and backward in the hole (piston chamber) 40 formed in the diameter direction of the rocker shaft 22 and in the hole 40. The engagement pin (engagement piston) 42 and a return spring 44 arranged substantially coaxially with the engagement pin 42 are configured. The engagement pin 42 is operated by the action of the return spring 44. In the figure, it is biased downward.
[0033]
An engagement hole (engagement portion) 46 through which the upper end portion of the engagement pin 42 can enter is formed at a required position of the auxiliary rocker arm 8.
On the other hand, a space 48 is formed between the hole 40 and the lower end side of the engagement pin 42. Further, the engine 1 is provided with a hydraulic pressure supply system (not shown) for supplying hydraulic oil of a predetermined pressure, and hydraulic oil from the hydraulic pressure supply system is supplied to the space 48 in the rocker shaft 22. A hydraulic oil supply path 50 is formed for this purpose.
[0034]
When hydraulic oil is supplied to the space 48, the engagement pin 42 moves upward against the urging force of the return spring 44 as shown in FIG. In this case, when the positions of the engagement hole 46 of the auxiliary rocker arm 8 and the hole 40 of the rocker shaft 22 coincide, the upper end (tip) of the engagement pin 42 engages with the engagement hole 46 to assist. The rocker arm 8 and the rocker shaft 22 are connected to each other, and the auxiliary rocker arm 8 and the exhaust rocker arm 2 are operated in an integrated manner.
[0035]
When the supply of hydraulic oil is interrupted, the engagement pin 42 moves downward by the biasing force of the return spring 44 as shown in FIG. break away. In this case, the auxiliary rocker arm 8 is disconnected from the rocker shaft 22 and enters a non-linked mode in which the auxiliary rocker arm 8 is not linked to the exhaust rocker arm 2.
During normal operation of the engine 1, the auxiliary rocker arm 8 is disconnected from the rocker shaft 22, and the exhaust valve 16 is driven to open at normal exhaust timing by the driving force from the exhaust rocker shaft 2.
[0036]
When operating the engine auxiliary brake, the switching mechanism 30 is controlled to operate the auxiliary rocker arm 8 integrally with the rocker shaft 22 so that the exhaust valve 16 is driven to open even near the compression top dead center. It is.
By the way, in such a switching mechanism 30, the auxiliary cam 38 and the exhaust cam 32 are formed in a cam profile as shown by a solid line in FIG.
[0037]
In this case, generally, as indicated by a broken line in FIG. 1, the length of the ramp section (upward ramp section) C when the auxiliary cam 38 is opened and the ramp section (downward ramp section) when the auxiliary cam 38 is closed. Although it is conceivable to set the length of B to be the same, in this case, the ramp section B when the exhaust cam 32 is opened (upward ramp section) A and the ramp section B when the auxiliary cam 38 is closed Will overlap (overlapping). In the configuration in which the ramp sections A and B overlap in this manner, the exhaust rocker arm 2 is switched to the exhaust rocker arm 2 at the moment when the exhaust rocker arm 2 switches from the lift by the auxiliary cam 38 to the lift by the exhaust cam 32 when the exhaust auxiliary brake is operated. A big impact will act.
[0038]
That is, in this case, when the exhaust rocker arm 2 switches from the ramp section of the auxiliary cam 38 to the ramp section of the exhaust cam 32, the exhaust rocker arm 2 does not contact the base circle section of both cams 32 and 38. A speed component in the direction opposite to the operating direction acts abruptly on the exhaust rocker arm 2 and a large impact is applied to the exhaust rocker arm 2. In addition, since all of the inertia force when the exhaust valve 16 is closed by the valve spring or the like acts on the exhaust rocker arm 2, if there is such a rapid change in the speed component, the exhaust rocker arm 2 will have more than normal operation. The force of will act. Further, since the time during which the exhaust valve 16 is in contact with the valve seat 16A shown in FIG. 3 is shortened, the exhaust valve 16 is difficult to be cooled, which is not preferable in terms of durability.
[0039]
Therefore, in the compression pressure release type engine auxiliary brake device of the present invention, as shown in FIG. 1, the exhaust cam 32 and the auxiliary cam 38 are set by shortening the ramp section B at the valve closing time in the cam lift curve of the auxiliary cam 38. The ramp sections are not overlapped.
Specifically, as shown in FIG. 1, the cam profile of the auxiliary cam 38 is set so that the ramp section B when the valve is closed is shorter than the ramp section C when the valve is opened. The ramp section B of the cam 38 and the ramp section A of the exhaust cam 32 are set so as not to overlap.
[0040]
Then, by setting the ramp section B to be short in this manner, the base circles of both the cams 38 and 32 are between the end point of the ramp section B of the auxiliary cam 38 and the start point of the ramp section A of the exhaust cam 32. The section is set.
Thus, when the engine auxiliary brake is operated, the exhaust rocker arm 2 starts to lift according to the cam profile of the auxiliary cam 38, and when the end point of the descending ramp section B of the auxiliary cam 38 is passed, the exhaust cam 38 and the exhaust cam It abuts on the base circle between the cam 32 and the cam 32. As a result, the rocking speed of the exhaust rocker arm 2 becomes zero. Next, when shifting to a lift corresponding to the cam profile of the exhaust cam 32, the exhaust cam 32 enters the ascending ramp section A of the exhaust cam 32 from the base circle portion, so that the exhaust rocker arm 2 operates smoothly without being subjected to an impact. It becomes like this.
[0041]
The reason why the ramp section B of the auxiliary cam 38 is set to be short and the setting of the ramp section A of the exhaust cam 32 is not changed is as follows. That is, in general, when the cam profile is formed so that the length of the ramp section is different between when the cam is opened and when the valve is closed, the noise of the valve operating system is deteriorated. It is used only when the engine auxiliary brake is operated, and is not always used like the exhaust cam 32. In other words, when the engine auxiliary brake is activated, the exhaust flow noise is large, so even if the ramp section B of the auxiliary cam 38 is set short, there is almost no influence of noise deterioration, but when the ramp section A of the exhaust cam 32 is set short, idling is performed. The noise at the time gets worse.
[0042]
Therefore, in this apparatus, only the ramp section B of the auxiliary cam 38 is set short.
The compression pressure release type engine auxiliary brake device according to an embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, when the engine 1 is operating normally, that is, when the engine auxiliary brake is not operated, the switching mechanism 30 is not operated. Control to linkage mode. At this time, hydraulic oil is not supplied to the hydraulic oil supply path 50, and the engagement pin 42 is accommodated in the hole 40 of the rocker shaft 22 by the urging force of the return spring 44.
[0043]
Therefore, the auxiliary rocker arm 8 is disconnected from the rocker shaft 22, and the auxiliary rocker arm 8 is not interlocked with the exhaust rocker arm 2. At this time, the exhaust rocker arm 2 is driven by the exhaust cam 32, and the auxiliary rocker arm 8 operates according to the cam profile of the auxiliary cam 38 without being interlocked with the exhaust rocker arm 2.
[0044]
Thus, the exhaust valve 16 is driven only in accordance with the cam profile of the exhaust cam 32, and is opened and closed at a valve timing suitable for normal engine operation. The intake valve 18 is driven to open and close by the intake rocker arm 6 at a normal valve timing.
Further, when the engine auxiliary brake is operated, the switching mechanism 30 is controlled to the linkage mode. At this time, hydraulic oil having a predetermined pressure is supplied from the hydraulic pressure supply system to the hydraulic oil supply path 50 and the space 48, and a force stronger than the urging force of the return spring 44 acts on the engagement pin 42.
[0045]
Incidentally, as described above, in the compression pressure release type engine auxiliary brake device of the present invention, the descending ramp section B of the auxiliary cam 38 is set short, and the end point of the ramp section B and the ramp section A of the exhaust cam 32 are set. Since the base circle section of the cams 38 and 32 is set between the start point and the start point, the impact load of the exhaust rocker arm 2 when the engine auxiliary brake is operated can be reduced.
[0046]
That is, when the engine auxiliary brake is operated, first, the exhaust rocker arm 2 starts to lift according to the cam profile of the auxiliary cam 38, and when the end point of the downward ramp section B of the auxiliary cam 38 is passed, the auxiliary cam 38 and the exhaust cam It abuts against the base circle portion of 32. As a result, the speed of the exhaust rocker arm 2 becomes zero. Next, when shifting to a lift corresponding to the cam profile of the exhaust cam 32, the exhaust cam 32 enters the ascending ramp section A of the exhaust cam 32 from the base circle portion, so that the exhaust rocker arm 2 operates smoothly without being subjected to an impact. It becomes like this.
[0047]
Thereby, durability and reliability of the exhaust rocker arm 2 can be improved, and further, durability and reliability of the entire valve operating system can be improved.
Further, by setting the base circle section of the both cams 38 and 32 between the ramp section B of the auxiliary cam 38 and the ramp section A of the exhaust cam 32 in this way, as shown in FIG. Can be reliably seated on the valve seat 16A, and the cooling performance of the exhaust valve 16 can be improved by releasing the heat of the exhaust valve 16 through the valve seat 16A.
[0048]
Note that if the down-ramp section B of the auxiliary cam 38 is shortened as described above, the swing speed of the exhaust rocker arm 2 in the ramp section B is increased, and the noise of the valve system may be increased. When the auxiliary brake is activated, there is also an advantage that there is almost no influence of noise deterioration because the exhaust flow noise is large.
In the above-described embodiment, the ramp section B of the auxiliary cam 38 is set to be shorter than the ramp section A of the exhaust cam 32 so that the ramp sections A and B of both cams 32 and 38 do not overlap. However, in the compression pressure release type engine auxiliary brake device of the present invention, at least one of the ramp section A of the exhaust cam 32 and the ramp section B of the auxiliary cam 38 is set short, and the ramp section A of both cams 32 and 38 is set. , B may not be overlapped. For example, the ramp sections A and B of both cams 32 and 38 may be prevented from overlapping by setting the ramp section A of the exhaust cam 32 short.
[0049]
In this embodiment, an engine having an OHC type valve mechanism is described, but the valve mechanism of the internal combustion engine of the present invention is applied only to such an OHC type valve mechanism. For example, the present invention can also be applied to an OHV type valve mechanism.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the compression pressure release type engine auxiliary brake device of the present invention, the exhaust rocker arm that opens the exhaust valve in the exhaust stroke according to the operation of the exhaust cam, and the exhaust rocker arm can be operated integrally. includes an auxiliary rocker arm for opening the exhaust valves at a timing different from that of the exhaust rocker arm is constituted, at compression top dead center near the auxiliary cam for driving the auxiliary rocker arm, when the valve is closed in the cam lift curve of the SL auxiliary cam The ramp section is set to be shorter than the ramp section at the time of valve opening, and the ramp section of the exhaust cam and the auxiliary cam is set so as not to overlap, thereby reducing the impact load of the exhaust rocker arm. In addition, the cooling efficiency of the exhaust valve can be improved. Thus, there is an advantage that the durability of the exhaust rocker arm can be improved, and further, the durability and reliability of the entire valve system can be improved (claim 1).
[0051]
According to a second aspect of the present invention, the compression pressure release type engine auxiliary brake device according to the present invention has the ramp point when the auxiliary cam is closed and the exhaust cam. The base circle section of the two cams is set between the starting point of the ramp section when the valve is opened, so that the seating time of the exhaust valve on the valve seat becomes longer and the cooling efficiency of the exhaust valve is improved. be able to.
[0052]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the cam of the auxiliary cam is arranged so that the two ramp sections do not overlap. With the configuration in which the ramp section at the time of closing the profile is set to be short, the noise deterioration of the valve train can be suppressed as much as possible. That is, since the exhaust cam is always used, if the ramp section when the exhaust cam is opened is set short, the valve operating noise becomes large especially during idling. On the other hand, even if the ramp section at the time of closing the auxiliary cam is set short, the valve operating noise is somewhat worsened, but the exhaust flow noise is relatively loud when the engine auxiliary brake is activated, so the effect on the noise is small. . Therefore, it is possible to suppress the noise deterioration of the valve train as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cam lift diagram showing cam profiles of an exhaust cam and an auxiliary cam in a compression pressure release type engine auxiliary brake device as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a valve operating system in a compression pressure release type engine auxiliary brake device as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation in a compression pressure release type engine auxiliary brake device as one embodiment of the present invention.
4A and 4B are schematic views for explaining the operation of the compression pressure release type engine auxiliary brake device according to the embodiment of the present invention, where FIG. 4A is a diagram showing a state during normal operation, and FIG. It is a figure which shows the state at the time of the action | operation of a compression pressure release type engine auxiliary brake device.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a valve mechanism of an internal combustion engine to which a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 6 is a schematic top view showing a cylinder head of an internal combustion engine to which a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an internal combustion engine to which a compression pressure release type engine auxiliary brake device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 8 is a schematic view showing an example of a valve mechanism of an internal combustion engine.
9 is a schematic view showing an example of a valve mechanism of an internal combustion engine, and is a view showing a YY cross section in FIG. 8. FIG.
10 is a schematic view showing an example of a valve mechanism of an internal combustion engine, and is a view showing a YY cross section in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of a general compression pressure release type engine auxiliary brake device;
FIG. 12 is a cam lift diagram showing an example of a cam profile of an exhaust cam and an auxiliary cam in a valve train system having an auxiliary cam that operates an exhaust valve at a timing different from that of the exhaust cam.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Exhaust valve drive rocker arm or exhaust rocker arm 4 Unit injector drive rocker arm (Rocker arm for unit injector)
6 Intake valve drive rocker arm or intake rocker arm 8 Compression release type engine auxiliary brake rocker arm 2a, 4a, 6a, 8a Roller (bearing)
2b, 6b Adjust screw 10 Camshaft 12 Exhaust valve bridge 14 Intake valve bridge 16 Exhaust valve 16A Valve seat 18 Intake valve 20 Piston 22 Rocker shaft 22A Rocker shaft central axis 24 Rocker shaft support 26 Crankshaft 28 Cylinder head 30 Rocker arm engagement Hydraulic piston mechanism 32 as mechanism Exhaust cam 34 Unit injector drive cam 36 Intake cam 38 Compression release type engine brake cam 40 Hole (piston chamber)
42 engaging pin 44 return spring 46 engaging hole (engaging portion)
48 Space 50 Hydraulic oil supply path 60 Valve seat

Claims

An exhaust rocker arm that opens the exhaust valve in the exhaust stroke according to the operation of the exhaust cam; and
An auxiliary rocker arm configured to be able to operate integrally with the exhaust rocker arm and opening the exhaust valve at a different timing from the exhaust rocker arm;
With an auxiliary cam that drives the auxiliary rocker arm in the vicinity of compression top dead center;
The ramp section when the valve is closed in the cam lift curve of the auxiliary cam is set to be shorter than the ramp section when the valve is opened, and the ramp section of the exhaust cam and the auxiliary cam is set not to overlap. A compression pressure release type engine auxiliary brake device characterized by the above.

The base circle section of the two cams is set between the end point of the ramp section when the auxiliary cam is closed and the start point of the ramp section when the exhaust cam is opened. Item 2. The compression pressure release type engine auxiliary brake device according to Item 1.

The compression pressure release type engine auxiliary brake according to claim 1 or 2, wherein only the ramp section when the cam profile of the auxiliary cam is closed is set short so that the both ramp sections do not overlap. apparatus.