JP6035989B2

JP6035989B2 - 圧縮開放ブレーキ装置

Info

Publication number: JP6035989B2
Application number: JP2012178800A
Authority: JP
Inventors: 亮宏保科; 幸治松井; 歩葛西
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: JP2014037779A

Description

本発明は圧縮開放ブレーキ装置に関し、更に詳しくは、ブレーキ作動時に発生する騒音を抑制することができる圧縮開放ブレーキ装置に関する。

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。

このうち圧縮開放ブレーキは、圧縮行程中の上死点付近で排気バルブを開いてシリンダー内の圧縮空気を開放することでエネルギー損失を発生させるとともに、上死点通過後に排気バルブを閉じてシリンダー内の空気が少ない状態で膨張行程を行わせることで負の仕事を発生させて高いブレーキ力を得るものである（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、この圧縮開放ブレーキには、開放された圧縮空気が加振源となって周辺のエンジン部品を加振することにより、騒音が発生するという問題がある。

この騒音を抑制することを目的として、発明者らが鋭意研究を進めたところ、ディーゼルエンジンの排気管と吸気管とを接続するＥＧＲ配管が、主要な音の放射部位であるとの知見を得て、本発明を完成するに至ったものである。

特開２０１２−９２７９０号公報

本発明の目的は、ブレーキ作動時に発生する騒音を抑制することができる圧縮開放ブレーキ装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の圧縮開放ブレーキ装置は、ディーゼルエンジンのシリンダー内を摺動するピストンと、前記シリンダーに開口する排気口を開閉する排気バルブと、前記ピストンが圧縮行程の上死点付近に達したときに前記排気バルブを開放して前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止するバルブ制御手段とを備えたディーゼルエンジンの圧縮開放ブレーキ装置において、前記ディーゼルエンジンの排気管と吸気管とをＥＧＲバルブを有するＥＧＲ配管により接続し、前記ＥＧＲ配管における前記排気管との接続部に、前記圧縮空気が該ＥＧＲ配管へ流入するのを防止する流入防止手段を設けるとともに、前記バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、前記流入防止手段を作動させることを特徴とするものである。

上記の流入防止手段として開閉バルブを用いる場合には、バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、その開閉バルブを閉止する制御を行う。また、開閉バルブと排気管との間にブローオフバルブを配置することで、排気管から発生する騒音も抑制することができる。

上記の流入防止手段としてＥＧＲバルブを用いる場合には、バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、そのＥＧＲバルブを閉止する制御を行う。そのようにすることで、開閉バルブを用いる場合よりも、ディーゼルエンジンの改造に係る製造コストを低減することができる。

本発明の圧縮開放ブレーキ装置によれば、気筒から吐出した圧縮空気が、音の放射部位であるＥＧＲ配管に流入しなくなるので、ブレーキ作動時に発生する騒音を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置の構成図である。本発明の第２の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置の構成図である。図２に示すＸ部の拡大図であって、（ａ）は開閉バルブを開放した状態を、（ｂ）は開閉バルブを閉止した状態をそれぞれ示す。本発明の第３の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置の構成図である。

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。

図１は、本発明の第１の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置を備えたディーゼルエンジンを示す。なお、図中における一点鎖線は信号線を示している。

このディーゼルエンジン１では、吸入口２から吸気管３内へ吸入された空気は、エアクリーナー４を通過してからターボチャージャー５のコンプレッサ５Ａにより圧縮され、インタークーラー６で冷却された後に吸気スロットル７で流量を調整されてから、インテークマニホールド８へ流入する。そして、シリンダヘッド９に取り付けられた吸気バルブ１０が吸気口１１を開放したときに、４つの気筒１２内にそれぞれに供給される。各気筒１２に供給された空気は、噴射燃料と混合されて燃焼・膨張し、シリンダー１３内でピストン１４を往復動させてクランクシャフト１５を回転駆動する。

燃焼後の空気（燃焼ガス）は、動弁機構１６により作動する排気バルブ１７が排気口１８を開放したときに各気筒１２から排気され、エキゾーストマニホールド１９を経て排気管２０へ流れるが、その一部は吸気管３に接続するＥＧＲ配管２１にＥＧＲガスとなって分流する。ＥＧＲ配管２１には、水冷式のＥＧＲクーラー２２と、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２３とが配置されている。ＥＧＲ配管２１に分流しなかった燃焼ガスは、ターボチャージャー５のタービン５Ｂを回転駆動させた後に、排出口２４から外部へ排ガスとして放出される。

排気バルブ１７を作動する動弁機構１６は、バルブ制御手段であるＥＣＵ２５から圧縮開放ブレーキの作動指示を受けると、ピストン１４が圧縮行程の上死点付近に達したときに排気バルブ１７を開放して排気口１８から圧縮空気を吐出させるとともに、上死点通過後の膨張行程にあるときは排気バルブ１７を閉止する。この動弁機構１６としては、特開２０１１−１５７８４３号公報に記載されているような、圧縮開放カムローブが形成された排気バルブカムと、排気バルブとロッカアームとの間のクリアランスを調整する油圧機構とを備えるものが例示される。

このようなディーゼルエンジン１において、ＥＧＲ配管２１における排気管２０との接続部には、流入防止手段である開閉バルブ２６が設置されている。そして、ＥＣＵ２５は、動弁機構１６に対して圧縮開放ブレーキの作動を指示するときには、開閉バルブ２６を閉止する制御を行う。

そのようにすることで、排気口１８から吐出した圧縮空気が、音の放射部位であるＥＧＲ配管２１に流入しなくなるので、圧縮開放ブレーキの作動時に発生する騒音を抑制することができる。

図２は、本発明の第２の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置を示す。なお、図１と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

この実施形態では、第１の実施形態における開閉バルブ２６と排気管２０との間にブローオフバルブ２７を配置したものである。ブローオフバルブ２７は、図３に示すように、ＥＧＲ配管２１に開口する支管２８と、その支管２８から分岐してエンジン外部へ連通する放出管２９と、支管２８内を摺動可能な弁体３０と、その弁体３０を支持するバネ３１とから構成される。弁体３０は、支管２８と放出管２９との接続口を閉止するようにバネ３１により支持されている。図３（ａ）のように開閉バルブ２６が閉止されているときは、排気管２０からＥＧＲ配管２１へ分流するガスＧは、ＥＧＲ配管２１をそのまま流れてＥＧＲクーラー２２へ流入する。一方、図３（ｂ）のように開閉バルブ２６が開放されたときは、バネ３１の弾性力に抗するガスＧの圧力により弁体３０が押圧されて、放出管２９との接続口が開口するため、ガスＧは放出管２９を通じてエンジン外部へ放出される。

このような構成において、ＥＣＵ２５は、動弁機構１６に対して圧縮開放ブレーキの作動を指示するときには、開閉バルブ２６を閉止する制御を行う。

そのようにすることで、排気口１８から吐出した圧縮空気が、ブローオフバルブ２７からエンジン外部へ放出されて、音の放射部位であるＥＧＲ配管２１に流入しなくなるので、圧縮開放ブレーキの作動時に発生する騒音を抑制することができる。

また、排気口１８から吐出した圧縮空気をエンジン外部へ放出することで、第１の実施形態に比べて排気管２０に加わる負荷が低減されるため、排気管２０から発生する騒音も抑制することができる。

図４は、本発明の第３の実施形態からなる圧縮開放ブレーキ装置を示す。なお、図１と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

この実施形態は、ＥＧＲ配管２１における排気管２０との接続部にＥＧＲバルブ２３を設置することで、ＥＧＲバルブ２３に本来の機能であるＥＧＲガスの流量調整に加えて、流入防止手段としての機能も持たせるようにしたものである。ＥＣＵ２５は、動弁機構１６に対して圧縮開放ブレーキの作動を指示するときには、ＥＧＲバルブ２３を閉止する制御を行う。

また、既存のＥＧＲバルブ２３を用いるので、上記の第１及び第２の実施形態に比べて、ディーゼルエンジン１の改造に係る製造コストを低減することができる。

１ディーゼルエンジン
１２気筒
１３シリンダー
１４ピストン
１６動弁機構
１７排気バルブ
１８排気口
２０排気管
２１ＥＧＲ配管
２２ＥＧＲクーラー
２３ＥＧＲバルブ
２５ＥＣＵ
２６開閉バルブ
２７ブローオフバルブ

Claims

ディーゼルエンジンのシリンダー内を摺動するピストンと、前記シリンダーに開口する排気口を開閉する排気バルブと、前記ピストンが圧縮行程の上死点付近に達したときに前記排気バルブを開放して前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止するバルブ制御手段とを備えたディーゼルエンジンの圧縮開放ブレーキ装置において、
前記ディーゼルエンジンの排気管と吸気管とをＥＧＲバルブを有するＥＧＲ配管により接続し、前記ＥＧＲ配管における前記排気管との接続部に、前記圧縮空気が該ＥＧＲ配管へ流入するのを防止する流入防止手段を設けるとともに、前記バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、前記流入防止手段を作動させることを特徴とする圧縮開放ブレーキ装置。
前記流入防止手段が開閉バルブであって、前記バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、前記開閉バルブを閉止する制御を行う請求項１に記載の圧縮開放ブレーキ装置。
前記開閉バルブと前記排気管との間にブローオフバルブを配置した請求項２に記載の圧縮開放ブレーキ装置。
前記流入防止手段が前記ＥＧＲバルブであって、前記バルブ制御手段は、前記排気口から圧縮空気を吐出させ、上死点通過後の膨張行程にあるときは前記排気バルブを閉止する制御を行う際に、該ＥＧＲバルブを閉止する制御を行う請求項１に記載の圧縮開放ブレーキ装置。