JP5874236B2

JP5874236B2 - diesel engine

Info

Publication number: JP5874236B2
Application number: JP2011175351A
Authority: JP
Inventors: 景太荒戸
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: JP2013036450A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、更に詳しくは、排気圧力を高めることなく制動力を強化できるディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to a diesel engine, and more particularly, to a diesel engine that can enhance braking force without increasing exhaust pressure.

一般に、ディーゼルエンジンを搭載したトラックやバスなどの大型車両には、十分な制動力を得るために、通常の摩擦ブレーキに加えて補助ブレーキが装備されている。この補助ブレーキとしては、圧縮開放ブレーキ、排気ブレーキやリターダなどがある。 In general, large vehicles such as trucks and buses equipped with diesel engines are equipped with an auxiliary brake in addition to a normal friction brake in order to obtain a sufficient braking force. Examples of the auxiliary brake include a compression release brake, an exhaust brake, and a retarder.

一方、近年の交通安全意識の高まりや車両の大型化及び高速化により、大型車両の制動力を強化することが求められている（例えば、特許文献１を参照）。このことは、補助ブレーキの１つである排気ブレーキについてもあてはまる。 On the other hand, with the recent increase in traffic safety awareness and the increase in size and speed of vehicles, it is required to enhance the braking force of large vehicles (see, for example, Patent Document 1). This is also true for the exhaust brake, which is one of the auxiliary brakes.

排気ブレーキは、ディーゼルエンジンの排気圧力を高めることでエンジンのポンプ損失及び吸収トルクを大きくして制動力を得るものである。このような排気ブレーキにおいて、より大きな吸収トルクを発生させて制動力を強化するには、排気圧力を一層高める必要がある。 The exhaust brake increases the pump loss and absorption torque of the engine by increasing the exhaust pressure of the diesel engine to obtain a braking force. In such an exhaust brake, it is necessary to further increase the exhaust pressure in order to generate a larger absorption torque and enhance the braking force.

しかし、ディーゼルエンジンの低速域では、排気圧力を高めることは非常に困難であるため、十分な制動力を確保することができないという問題がある。このような問題を解決するには、排気管の途中にバルブを設けて、それを絞ることで排気圧力を高めることが考えられるが、過度に排気圧力を高めるとシリンダ内の温度が上昇し、冷却系の負担が大きくなってしまう。 However, since it is very difficult to increase the exhaust pressure in a low speed region of a diesel engine, there is a problem that a sufficient braking force cannot be secured. In order to solve such a problem, it is conceivable to increase the exhaust pressure by providing a valve in the middle of the exhaust pipe and restricting it, but if the exhaust pressure is excessively increased, the temperature in the cylinder rises, The burden on the cooling system will increase.

特開平９−３２４６５８号公報JP-A-9-324658

本発明の目的は、排気圧力を高めることなく制動力を強化できるディーゼルエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a diesel engine that can enhance the braking force without increasing the exhaust pressure.

上記の目的を達成する本発明のディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジンのクランクピンに連接棒を介して連結するピストンを有するシリンダーと、前記シリンダーの燃焼室に連通する排気管と、前記排気管に介設されたバルブとを備えたディーゼルエンジンにおいて、前記クランクピンと前記連接棒とが回動自在に接続するマルチリンクと、前記マルチリンクに一端部が回動自在に接続し、かつ他端部が上下に移動可能な揺動節支点に回動自在に固定された揺動節とを有し、排気ブレーキの作動に際し、前記バルブによる前記排気管の閉止に連動して前記揺動節支点を移動させることで、前記ピストンの上死点と下死点との距離を増加させることを特徴とするものである。 A diesel engine according to the present invention that achieves the above object includes a cylinder having a piston that is connected to a crank pin of the diesel engine via a connecting rod, an exhaust pipe that communicates with a combustion chamber of the cylinder, and an exhaust pipe that is provided in the exhaust pipe. In the diesel engine comprising the valve, the multi-link in which the crankpin and the connecting rod are rotatably connected, one end of the multi-link is rotatably connected, and the other end is vertically A swinging node pivotally fixed to a movable swinging node fulcrum, and when the exhaust brake is operated, the swinging fulcrum is moved in conjunction with the closing of the exhaust pipe by the valve. Then, the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston is increased.

上記のディーゼルエンジンにおいては、マルチリンクを三節リンクから構成し、クランクピンと連接棒と揺動節とが三節リンクの各頂部にそれぞれ接続するようにする。 In the diesel engine described above, the multi-link is constituted by a three-bar link, and the crankpin, the connecting rod, and the swinging node are connected to the respective top portions of the three-bar link.

本発明のディーゼルエンジンによれば、従来のディーゼルエンジンに、マルチリンク、揺動節及び揺動節支点を設けて、その揺動節支点を移動することでピストンの上死点と下死点との距離を増加することができるので、排気圧力を高めることなく制動力を強化することができる。 According to the diesel engine of the present invention, a conventional diesel engine is provided with a multi-link, a swinging node and a swinging node fulcrum, and the top and bottom dead centers of the piston are moved by moving the swinging fulcrum. it is possible to increase the distance, it is possible to enhance the braking force without increasing the exhaust pressure.

本発明の実施の形態からなるディーゼルエンジンにおいて、ピストンが下死点に位置する場合の構成図である。In the diesel engine which consists of embodiment of this invention, it is a block diagram in case a piston is located in a bottom dead center. 図１のディーゼルエンジンにおいて、ピストンが上死点に位置する場合の構成図である。In the diesel engine of FIG. 1, it is a block diagram in case a piston is located in a top dead center. ディーゼルエンジンの動作を説明する構成図である。It is a block diagram explaining operation | movement of a diesel engine. ピストンの上死点と下死点との距離を変化させたときのクランク角度とシリンダ内の容積との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the crank angle and the volume in the cylinder when the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston is changed. ピストンの上死点と下死点との距離を変化させたときのシリンダ内の容積とシリンダ内の圧力との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the volume in a cylinder when the distance of the top dead center and bottom dead center of a piston is changed, and the pressure in a cylinder.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態からなるディーゼルエンジンの一部を示す。 FIG. 1 shows a part of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

このディーゼルエンジンは排気ブレーキを備えており、図１はシリンダ１内を上下に往復動するピストン２が下死点に位置する場合を示している。 This diesel engine is provided with an exhaust brake, and FIG. 1 shows a case where a piston 2 reciprocating up and down in the cylinder 1 is located at the bottom dead center.

ディーゼルエンジンのシリンダ１の上部には、シリンダ１内の燃焼室３に吸気口４及び排気口５を通じてそれぞれ連通する吸気管６及び排気管７が取り付けられている。それらの吸気口４及び排気口５は、それぞれ吸気弁８及び排気弁９により開閉される。また、排気管７の途中には、排気管７を開閉するバルブ１０が設置されている。 An intake pipe 6 and an exhaust pipe 7 communicating with the combustion chamber 3 in the cylinder 1 through an intake port 4 and an exhaust port 5 are attached to the upper part of the cylinder 1 of the diesel engine. The intake port 4 and the exhaust port 5 are opened and closed by an intake valve 8 and an exhaust valve 9, respectively. A valve 10 that opens and closes the exhaust pipe 7 is installed in the middle of the exhaust pipe 7.

排気ブレーキの作動に際しては、バルブ１０により排気管７を閉止してシリンダ１内の排気圧力を高めることで、大きな吸収トルクを発生させて制動力を得るようになっている。 When the exhaust brake is operated, the exhaust pipe 7 is closed by the valve 10 to increase the exhaust pressure in the cylinder 1, thereby generating a large absorption torque and obtaining a braking force.

シリンダ１内のピストン２は、ピストンピン１１に連結する連接棒１２を介してマルチリンクと接続されている。マルチリンクは略三角形状の金属板からなる三節リンク１３から構成され、連接棒１２の端部が三節リンク１３の頂部の１つに回動自在に接続している。そして、三節リンク１３の残りの２つの頂部には、クランクピン１４と、棒状体からなる揺動節１５の一端部とがそれぞれ回動自在に接続している。また、揺動節１５の他端部は、上下方向及び左右方向に連続的に移動可能な揺動節支点１６に固定されている。 The piston 2 in the cylinder 1 is connected to the multilink through a connecting rod 12 that is connected to the piston pin 11. The multilink is composed of a three-joint link 13 made of a substantially triangular metal plate, and the end of the connecting rod 12 is pivotally connected to one of the tops of the three-joint link 13. The remaining two tops of the three-bar link 13 are connected to a crank pin 14 and one end of a swinging node 15 made of a rod-like body so as to be freely rotatable. The other end of the swinging node 15 is fixed to a swinging node fulcrum 16 that can move continuously in the vertical direction and the horizontal direction.

このように、連接棒１２、クランクピン１４及び揺動節１５が三節リンク１３に回動自在に接続しているため、図２に示すように、ピストン２が上死点に位置する場合でも、三節リンク１３を介在して、それぞれが適切な位置に変動するので、ピストン２の往復動を妨げることはない。 Thus, since the connecting rod 12, the crankpin 14 and the swinging joint 15 are pivotally connected to the three-joint link 13, as shown in FIG. 2, even when the piston 2 is located at the top dead center, Since each of the three-way links 13 is moved to an appropriate position, reciprocation of the piston 2 is not hindered.

このようなディーゼルエンジンにおいて、排気ブレーキの作動に際して車両の制動力を強化するには、バルブ１０により排気管７を閉止するのと連動して揺動節支点１６を適当な方向へ移動させて、その位置で保持する。 In such a diesel engine, in order to strengthen the braking force of the vehicle when the exhaust brake is operated, the swinging fulcrum 16 is moved in an appropriate direction in conjunction with the closing of the exhaust pipe 7 by the valve 10, Hold in that position.

図３に示す例では、揺動節支点１６を上方へ移動させると、三節リンク１３がクランク軸の軸中心であるクランクジャーナル１７の回りに回転（図３では時計回りに回転）して、各部材が実線で示す位置から一点鎖線で示す位置へ変位することで、下死点におけるピストン２の位置が下方へ移行するのでピストン２の上死点と下死点との距離が増加する。図３では、ピストン２の上死点と下死点との距離の増加分をＷで示している。 In the example shown in FIG. 3, when the swinging node fulcrum 16 is moved upward, the three-bar link 13 rotates around the crank journal 17 which is the center of the crankshaft (clockwise in FIG. 3). When the member is displaced from the position indicated by the solid line to the position indicated by the alternate long and short dash line, the position of the piston 2 at the bottom dead center is shifted downward, so that the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 increases. In FIG. 3, the increment of the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 is indicated by W.

なお、図３の例では、揺動節支点１６を上方に移動させているが、各部の寸法などにより、揺動節支点１６を左右方向や円周方向などに移動して、ピストン２の上死点と下死点との距離を増加させる場合もある。 In the example of FIG. 3, the swinging fulcrum 16 is moved upward. However, the swinging fulcrum 16 is moved in the left-right direction and the circumferential direction depending on the dimensions of each part, and the piston 2 is moved upward. In some cases , the distance between the dead center and the bottom dead center is increased.

図４、５は、ピストン２の上死点と下死点との距離を変化させた場合における、シリンダ１内の容積及びシリンダ１内の圧力の変化をそれぞれ示したものである。 4 and 5 show changes in the volume in the cylinder 1 and the pressure in the cylinder 1 when the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 is changed.

図４からは、ピストン２の上死点と下死点との距離が長くなると、排気行程においてシリンダ１内の容積が増加することが分かる。また、図５からは、ピストン２の上死点と下死点との距離が長くなると、ポンプ損失が増加（図５の斜線部）するので制動力が上昇することが分かる。 FIG. 4 shows that the volume in the cylinder 1 increases in the exhaust stroke as the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 increases. Further, FIG. 5 shows that when the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 is increased, the pump loss increases (the hatched portion in FIG. 5), so that the braking force increases.

このように、本発明のディーゼルエンジンを用いてピストン２の上死点と下死点との距離を長くすることで、排気圧力を高めることなく制動力を強化できることが分かる。また、排気圧力が高まることはないため、シリンダ１内の温度の上昇により冷却系に負担が加わることはない。 Thus, it can be seen that the braking force can be enhanced without increasing the exhaust pressure by increasing the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston 2 using the diesel engine of the present invention. Further, since the exhaust pressure does not increase, a burden is not added to the cooling system due to the temperature rise in the cylinder 1.

１シリンダ
２ピストン
３燃焼室
４吸気口
５排気口
６吸気管
７排気管
８吸気弁
９排気弁
１０バルブ
１１ピストンピン
１２連接棒
１３三節リンク
１４クランクピン
１５揺動節
１６揺動節支点
１７クランクジャーナル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Piston 3 Combustion chamber 4 Intake port 5 Exhaust port 6 Intake pipe 7 Exhaust tube 8 Intake valve 9 Exhaust valve 10 Valve 11 Piston pin 12 Connecting rod 13 Three-bar link 14 Crank pin 15 Swing node 16 Swing node fulcrum 17 Crank journal

Claims

In a diesel engine comprising a cylinder having a piston connected to a crank pin of a diesel engine via a connecting rod, an exhaust pipe communicating with a combustion chamber of the cylinder, and a valve interposed in the exhaust pipe,
A multi-link in which the crank pin and the connecting rod are rotatably connected, and a swinging fulcrum whose one end is pivotally connected to the multi-link and the other end is vertically movable. And a swinging node fixed to
When the exhaust brake is operated, the distance between the top dead center and the bottom dead center of the piston is increased by moving the swinging fulcrum in conjunction with closing of the exhaust pipe by the valve. diesel engine.

2. The diesel engine according to claim 1, wherein the multi-link is a three-bar link, and the crank pin, the connecting rod, and the swinging node are connected to respective top portions of the three-bar link.