JP5122109B2

JP5122109B2 - ディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキ

Info

Publication number: JP5122109B2
Application number: JP2006286145A
Authority: JP
Inventors: 鐘允鄭; 重浩金
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: US7520262B2; DE102006054312A1; DE102006054312B4; CN1978872A; KR100732445B1; KR20070060403A; JP2007154872A; US20070175441A1

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに係り、より詳しくは、エンジンブレーキ作動のためにソレノイドバルブをエンジンのカムキャップに一体で装着して、そのカムキャップにエンジンブレーキオイルを制御するオイル流路を形成するディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに関する。

一般に、ディーゼル車両用エンジンブレーキのジェイクブレーキ（商標名）システムは、図１に示すように、運転手がエンジンブレーキを作動させるために操作する作動レバー１と、エンジンオイルをジェイクブレーキ装置内の流路に供給するかどうかを決定するソレノイドバルブ３と、作動レバー１の操作によってソレノイドバルブ３を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２と、ソレノイドバルブ３を通過したエンジンオイルの圧力を調節するオイル圧力調節バルブ４と、オイル圧力調節バルブ４によりオイル圧力が所定の水準に到る際にオイルが提供され、オイルの油圧が伝えられるように互いが流路で連結されているマスターピストン５及びスレーブピストン６と、マスターピストン５で作動するインジェクタにより燃料を噴射するインジェクタカム７と、排気バルブ８と、スレーブピストン６の作動により排気バルブ８を開放する排気カム９とから構成される。

また、エンジンブレーキシステムでは、３つのエンジンブレーキハウジングから構成され、これらはエンジンの上部に固定ボルトなどにより装着される。

上述のような構成のエンジンブレーキでは、運転手により作動レバー１が操作されれば、電子制御装置２で作動可能条件を分析した後、ソレノイドバルブ３に作動信号を伝達してソレノイドバルブ３の内部のオイル流路を開放する。

次に、オイル圧力調節バルブ４の内部のチェックバルブを介してマスターピストン５とスレーブピストン６との間の流路にオイルが充填された後、エンジンのインジェクタカム７のプロファイルによるマスターピストン５の上下往復動によりスレーブピストン６と連結された排気カム９が作動して排気バルブ８の開放が進行する。

しかし、このようなエンジンブレーキシステムでは、エンジンブレーキ作動用オイルをエンジンブレーキハウジングを介して供給を受け、ソレノイドバルブ及び各制御バルブとの流路形成のためにエンジンヘッド上部にはエンジンブレーキ制御のために別のハウジング構造を形成する必要があるため、空間利用効率の面で不利となる。
特開平１０−１８４３９７号公報特開平０８−０９３５１４号公報

本発明は、エンジンブレーキをエンジン部品に一体装着することで別のエンジンブレーキ制御のためのハウジングを不要とし、軽量化及び性能向上はもちろんのことエンジンヘッドカバー形状が大幅に縮小されることで製造費用の低減が可能なディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキを提供することを目的とする。

本発明は、カムキャップ、排気カム、ロッカシャフト、排気ロッカアーム、バルブブリッジを含むディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキにおいて、前記カムキャップ（１５）は、エンジンブレーキオイルを制御し、且つオイル流入流路（１１）とオイル流出流路（１６、１７）とを有するソレノイドバルブ（１０）が、前記ロッカシャフト（２０）の軸方向と直交する方向における前記カムキャップの一端部側を成すように一体に形成され、前記カムキャップ（１５）の頂部面には、前記ロッカシャフト（２０）を締結する締結溝（１３）が設けられ、前記オイル流出流路（１６、１７）が前記締結溝の内周面に開口しており、前記オイル流出流路（１７）の開口が前記ロッカシャフト（２０）に形成されたエンジンブレーキオイル専用の第２流路（２５−２）と連結されて前記カムキャップ（１５）のオイル流出流路（１７）から流出されたオイルがロッカシャフトの第２流路（２５−２）に供給されることを特徴とする。

本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキを利用すれば、エンジンブレーキがエンジン部品に一体装着されるので、別のエンジンブレーキ制御のためのハウジングが不要となり、製品の軽量化及び性能向上だけでなくエンジンヘッドカバー形状が大幅に縮小できるため、製造費用が低減できる効果がある。

以下、本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキの望ましい実施形態を添付の図面を参照して説明する。

図２及び図３は、本実施形態に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキを示す図であって、ソレノイドバルブ１０、カムキャップ１５、ロッカシャフト２０、排気ロッカアーム３０、調整ねじ部４０、バルブブリッジ５０及びモジュールレーティングバルブ６０から構成される。図３は、ディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキにおいて、ソレノイドバルブ１０が装着された状態を示す図であり、図４（ａ）及び（ｂ）は、ソレノイドバルブ１０の作動状態を示す図である。

図３、４に示すように、カムキャップ１５は、エンジンブレーキオイルを制御するソレノイドバルブ１０と一体に形成されている。したがって別のエンジンブレーキ制御のためのハウジングを省略して軽量化が可能であり、エンジンヘッドカバー形状を大幅縮小できる。ソレノイドバルブ１０を一体に含むカムキャップ１５にはオイル流入流路１１とオイル流出流路１６、１７が形成されている。

ソレノイドバルブ１０は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す通り、運転者の操作によってエンジンブレーキスイッチがオン（ＯＮ）状態の時作動して、オイル流入流路１１に流入したエンジンオイルをカムキャップのオイル流出流路１７を通じロッカシャフト２０の流路２５に供給する役割を有する。図５は、ディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着されたロッカシャフト２０の部分斜視図である。ロッカシャフト２０は、締結溝１３（図３参照）により、カムキャップ１５と結合されるが、そこに形成されたエンジンオイルの流路２５をオイル流出流路１６、１７と結合することによって、エンジンオイルが流路２５を通じて排気ロッカアーム３０に流動するようにする。

ロッカシャフト２０には、図５に示すように、２つの流路２５が形成されるが、これらの１つはエンジンを作動させるために必要なエンジンの主オイルが流動する第１流路２５−１となり、もうひとつはエンジンブレーキを作動させるためにソレノイドバルブ１０を介し供給されるエンジンブレーキオイルが流動する第２流路２５−２となる。したがって、ソレノイドバルブ１０を通じて供給されるオイルは、ロッカシャフト２０に形成された専用または独立したエンジンブレーキオイルの第２流路２５−２を通じて流動して排気ロッカアーム３０内部に形成されたエンジンブレーキ専用第４流路３５−２に供給される。

図６は、ディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着された排気ロッカアーム３０及び調整ねじ部４０の斜視図である。排気ロッカアーム３０は、それに形成された締結孔３２にロッカシャフト２０が貫通するように結合されるが、この際、排気ロッカアーム３０に形成された流路３５がロッカシャフト２０に形成された流路２５と互いに結合されるようにし、それらを通じてエンジンオイルが流動する際、外部に漏油しないように密閉結合させることが望ましい。排気ロッカアーム３０の流路３５は、図６に示すように、エンジンを滑らかに作動させるためのエンジン部品潤滑用主オイルが流動する第３流路３５−１と、エンジンブレーキを作動させるためのオイルが流動する第４流路３５−２からなる。

したがって、ロッカシャフト２０を通じて供給されるオイルは、排気ロッカアーム３０内部に形成されたエンジンブレーキ専用オイル流路である第４流路３５−２を通じて調整ねじ部４０に供給される。調整ねじ部４０は、排気ロッカアーム３０の１端部に装着されて流入したエンジンブレーキオイルをバルブブリッジ５０（後述する）の内部に備えられたモジュールレーティングバルブ６０（後述する）に案内する役割をする。

したがって、排気ロッカアーム３０を通じて供給されるオイルは、調整ねじ部４０の内部に形成されたオイル通路に沿って下に置かれたバルブブリッジ５０の内部のモジュールレーティングバルブ６０に供給されるが、流動するオイルの量は上部の左右に回転可能なねじ４２を通じて制御される。図７は、本実施形態に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着されたバルブブリッジ５０及びモジュールレーティングバルブ６０を示す図である。バルブブリッジ５０は、その上部にゴムのような弾性体材質の結合部材を備えて調整ねじ部４０の下部に結合されるが、この際、オイルが供給される方向と反対方向に逆流する現象により外部に漏油しないよう堅く密着させることが望ましい。

モジュールレーティングバルブ６０は、バルブブリッジ５０の内部に装着されて調整ねじ４０を通じて入ってくるエンジンブレーキオイルの流入と、排気ポート６５に流出するオイルの流出により上下に作動する。モジュールレーティングバルブ６０はスレーブピストンカップ６１、スレーブピストン６２、開放プレート６３、エレファントフット６４及び排気ポート６５から構成される。

スレーブピストンカップ６１は、上下部に備えられたオイルが流動する開口６１−１と内部にオイルを一時的に貯蔵するオイル貯蔵部６１−２とからなり、エンジンブレーキオイルの流入及び排出によって上下に移動する。スレーブピストンカップ６１は、エンジンブレーキオイルが調整ねじ４０を通じて流入する際は、上部に移動してエレファントフット６４と密閉結合してエアーギャップをなくすことによりオイル圧力が発生するようにし、逆に、オイルが流入しない際は下部に移動することによってエアーギャップが形成されて圧力を開放させる。

スレーブピストン６２にはエンジンブレーキオイルが流動する流動路６２−１が備えられ、スレーブピストンカップ６１の内部から上下方向に流動可能に装着される。スレーブピストンカップ６１に流入したオイルの残部が排気ポート６５に排出される際、スレーブピストン６２は下に移動する。開放プレート６３は、スプリング６３−１により上下動可能に装着される。したがって、スレーブピストンカップ６１のオイル貯蔵部６１−２にオイルが流入しない際は、開放プレート６３はスレーブピストンカップ６１の上面に密着し、逆に、オイルが流入する際は、スレーブピストン６２の上面に密着してオイル貯蔵部６１−２内でオイル圧力が形成されるようにする。

エレファントフット６４は、調整ねじ部４０とスレーブピストンカップ６１との間に設けられてオイルの流動を案内する役割をする。オイルがスレーブピストンカップ６１のオイル貯蔵部６１−２に供給されない場合には、スレーブピストンカップ６１の上面とエレファントフット６４の下面には一定の間隙が形成されるが、逆に、オイルが供給される場合には、オイル圧力によりスレーブピストンカップ６１が上に移動してエレファントフット６４と接触して間隙は形成されない。排気ポート６５はオイルを排出させる役割をする。

エンジンブレーキ作動時と未作動時、上述のようなモジュールレーティングバルブ６０が作動して排気バルブが開放される状態を以下に説明する。エンジンブレーキの未作動時にはエンジンオイル供給のない状態であるため、開放プレート６３はスレーブピストンカップ６１の上面に密着し、残存のオイルは排気ポート６５に排出され、スレーブピストン６２は下方へ移動してスレーブピストンカップ６１の上面とエレファントフット６４の下面に一定の間隙が発生する。バルブモーションの僅かな上昇、即ち、ピストン上死点から発生する調整ねじ４０部の上昇では、バルブブリッジ５０を動かすことができないので、排気バルブは開放されない。正常な排気行程時点の大きい上昇では、正常な排気行程に相応する排気バルブ開放がなされる。

逆に、エンジンブレーキの作動時には、エンジンブレーキ用オイルが調整ねじ部４０を通過して開放プレート６３を開放させ、スレーブピストン６２の上面を塞ぎ、オイル貯蔵部６１−２が閉区間となってオイル圧力が発生する。オイル圧力は、スレーブピストンカップ６１を押し上げてエレファントフット６４とのエアーギャップをなくし、純粋にオイルだけで満たされる。したがって、エンジンピストン上死点に至って最初の僅かな上昇が発生すれば、排気バルブも強制的に決まった上昇分だけ開放される。

一方、スレーブピストン６２と連結して排気バルブを開放させる排気カム７０には、図８に示すように、小さい突起部７２を形成する。したがって、圧縮上死点タイミングを、排気カム７０に形成された突起部７２を開放タイミングに該当する位置に適用させて制御可能にした。その結果、排気バルブの開放による最適の開放量または開放タイミングを制御できるようにした。

このような構成からなるディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキの作動状態は次の通りである。運転手がエンジンブレーキ作動スイッチをオンＯＮさせて電気的信号を利用してソレノイドバルブ１０を作動させれば、供給待機中のエンジンオイル圧力がロッカシャフト２０の内部のエンジンブレーキ第２流路２５−２に供給される。ソレノイドバルブ１０から供給されたオイルは、ロッカシャフト２０に形成されたエンジンブレーキ専用または独立したオイルの第２流路２５−２を通じて排気ロッカアーム３０の内部のエンジンブレーキ専用流路である第４流路３５−２に供給される

次に、排気ロッカアーム３０の内部のエンジンブレーキ専用流路である第４流路３５−２を流れるエンジンブレーキオイルは、調整ねじ部４０に供給される。調整ねじ部４０に供給されたオイルは、内部に形成されたオイル通路に沿って下のバルブブリッジ５０の内部のモジュールレーティングバルブ６０に供給される。モジュールレーティングバルブ６０に供給されたオイルは、開放プレート６３がスレーブピストン６２の上面を塞ぎながらオイル貯蔵部６１−２に閉区間を形成させてオイル圧力が形成される。エンジンピストン上死点に至って上記のように形成されたオイル圧力を通じて最初の僅かな上昇が発生すれば、排気バルブも強制的に決まった上昇高さだけ開放される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

一般的な車両のエンジンブレーキ構成を示す図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキを示す図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキにおいて、ソレノイドバルブが装着された状態を示す図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るソレノイドバルブの作動状態を示す図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着されたロッカシャフトの部分斜視図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着された排気ロッカアーム及び調整ねじ部の斜視図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着されたバルブブリッジ及びモジュールレーティングバルブを示す断面図である。本発明に係るディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキに装着された排気カムを示す図である。

１作動レバー
２電子制御装置（ＥＣＵ）
３、１０ソレノイドバルブ
４オイル圧力制御バルブ
５マスターピストン
６スレーブピストン
７インジェクターカム
８排気バルブ
９、７０排気カム
１１オイル流入流路
１３締結溝
１５カムキャップ
１６、１７オイル流出流路
２０ロッカシャフト
２５、３５流路
２５−１第１流路
２５−２第２流路
３０排気ロッカアーム
３２締結孔
３５−１第３流路
３５−２第４流路
４０調整ねじ部
４２ねじ
５０バルブブリッジ
６０モジュールレーティングバルブ
６１スレーブピストンカップ
６１−１開口
６１−２オイル貯蔵部
６２スレーブピストン
６２−１流動路
６３開放プレート
６３−１スプリング
６４エレファントフット
６５排気ポート
７２突起部

Claims

カムキャップ、排気カム、ロッカシャフト、排気ロッカアーム、バルブブリッジを含むディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキにおいて、
前記カムキャップ（１５）は、エンジンブレーキオイルを制御し、且つオイル流入流路（１１）とオイル流出流路（１６、１７）とを有するソレノイドバルブ（１０）が、前記ロッカシャフト（２０）の軸方向と直交する方向における前記カムキャップの一端部側を成すように一体に形成され、
前記カムキャップ（１５）の頂部面には、前記ロッカシャフト（２０）を締結する締結溝（１３）が設けられ、
前記オイル流出流路（１６、１７）が前記締結溝の内周面に開口しており、
前記オイル流出流路（１７）の開口が前記ロッカシャフト（２０）に形成されたエンジンブレーキオイル専用の第２流路（２５−２）と連結されて前記カムキャップ（１５）のオイル流出流路（１７）から流出されたオイルがロッカシャフトの第２流路（２５−２）に供給されることを特徴とするディーゼルエンジン用統合タイプエンジンブレーキ。