JPH0238041Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はデイーゼルエンジンの吸入空気量制御
装置に関する。

（従来技術） デイーゼルエンジンの一例が特開昭555−
148932号公報に記載されている。このエンジン
は、吸気弁上流側の吸気通路にロータリバルブを
設け、エンジンの運転状態に応じてロータリバル
ブの開弁時期を移行し、吸気流量を制御するよう
にしている。つまり、この従来技術では、エンジ
ン負荷が高くなるにつれて（燃料噴射量の増大）
ロータリバルブの開弁期間を吸気弁の開弁期間と
のオーバラツプ量が多くなるように遅らせ、燃料
噴射量に吸入空気量を比例させる一方、ロータリ
バルブ上流の吸気圧の上昇を受けてロータリバル
ブの開弁期間を早めることにより、吸入空気量の
低減補正し、燃料噴射量と吸入空気量の比率を一
定に保つことができるようになつている。この場
合、結局は高負荷時には吸気圧の上昇によりロー
タリバルブと吸気弁のオーバラツプする開弁期間
が少なくなり、燃焼室の最高圧力の上昇が防止さ
れる。

ところが、エンジンの中負荷運転時において
は、燃焼状態が良好であつてもその負荷に応じた
比較的多い吸入空気量があるため、エンジンの燃
焼温度が高くなり、NO_X（窒素酸化物）の発生量
が多くなる。

（考案の目的） 本考案は、エンジンの燃焼状態が良好な中負荷
運転時に燃焼温度を下げてNO_Xの発生量を低減
するとともに、低負荷運転時のエンジンの出力維
持並びに高負荷運転時のエンジンの信頼性向上を
図ろうとするものである。

（考案の構成） 吸気弁上流側のタイミングバルブ（ロータリバ
ルブ）をこのタイミングバルブ上流側の吸気圧が
高くなるほど吸気弁よりも早く閉弁させるように
したデイーゼルエンジンの吸入空気量制御装置に
おいて、エンジンの負荷状態を検出する負荷検出
手段と、タイミングバルブを吸気弁とのオーバラ
ツプする開弁期間が少なくなるように早閉じさせ
て燃焼室の吸気圧力を低減する吸気圧力低減手段
とを設け、中負荷時に吸気圧力を低減させる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すエンジンにおいて、１は４気筒の
エンジン本体、２は吸気通路３と排気通路４にコ
ンプレツサホイール５とタービンホイール６を介
装したターボ過給機、７は吸気マニホールド８の
各吸気枝通路９内に設けたこの通路を開閉するタ
イミングバルブ（ロータリバルブ）である。

エンジン本体１の各気筒においては、第２図に
示す如く、シリンダ１０内のピストン１１とシリ
ンダヘツド１２とで燃焼室１３が構成され、この
燃焼室１３に開口した吸気口１４と排気口１５は
それぞれ吸気弁１６、排気弁１７にて開閉するよ
うになされている。上記タイミングバルブ７は、
吸気弁１６の上流側の吸気枝通路９においてその
通路壁に矢符Ａ方向へ回転可能に支持されてい
て、タイミングバルブ７と通路壁との間は、タイ
ミングバルブ上流側から加圧通路３６，３７を介
して導入される吸気圧により、タイミングバルブ
７と通路壁とに跨がつて圧接されるシール３８，
３９にてシール性が確保されている。

エンジン本体１からは第１図に示す如くクラン
ク軸に接続した駆動軸１８が側方へ延び、一方、
上記各タイミングバルブ７を同軸上に連結したバ
ルブ軸１９が同方向へ延びている。このバルブ軸
１９にはタイミングバルブ７の開弁期間を移行さ
せる移行手段２０を介してバルブ駆動軸２１が接
続されていて、エンジン本体１側の駆動軸１８と
バルブ駆動軸２１とは、駆動軸１８の回転を1/2
に減速させてバルブ駆動軸２１に伝達する第１歯
車２２と第２歯車２３を介して連係している。ま
た、第１歯車２２にはデイストリビユータ、カム
軸、噴射ポンプ等の作動に用いるタイミング歯車
２３が噛合つている。

上記移行手段２０は、バルブ軸１９とバルブ駆
動軸２１の端部に互いに反対方向のねじれをもつ
て形成されたヘリカルスプライン２５，２５に調
整駒２６の両端に設けた突起（図示省略）を係合
して構成されており、調整駒２６の左方への移動
でバルブ軸１９はバルブ駆動軸２１に対してタイ
ミングバルブ７が吸気枝通路９を早く閉じる方向
に角変位し、右方への移動では逆にタイミングバ
ルブ７が吸気枝通路９を遅く閉じるようにバルブ
軸１９が角変位するようになつている。

上記調整駒２６にはピン２７で揺動可能に支持
された調整レバー２８を介して燃焼室１３の最高
圧力を略一定値に抑制する圧力調整手段２９が接
続されている。すなわち、調整レバー２８はリン
ク３０を介してシリンダ３１内のピストン３２の
ロツド３３に連結され、シリンダ３１には過給機
２からの吸気圧を導入する吸気圧導入管３４が接
続されているとともに、ピストン３２を吸気圧に
抗する方向へ付勢する調圧スプリング３５が設け
られている。つまり、圧力調整手段２９は吸気圧
が高いほどピストン３２を左方へ移動させて調整
駒２６を右方へ移動させ、タイミングバルブ７を
早閉じ方向へ角変位させることにより、タイミン
グバルブ７と吸気弁１６とのオーバラツプする開
弁期間を少なくして燃焼室１３の吸入空気量を低
減せしめ、燃焼室１３の最高圧力を略一定値に抑
制するようになされている。

そうして、上記エンジンは、車両のアクセルペ
ダル踏込量からエンジンの負荷状態を検出する負
荷検出手段４０と、この負荷検出手段４０からの
出力を受けて上記移行手段２０を作動せしめ、燃
焼室１３の吸気圧力を低減せしめる吸気圧力低減
手段４１とを備えている。

この吸気圧力低減手段４１は、上記調整レバー
２８にロツド４２を介して連結されたダイヤフラ
ム装置４３と、このダイヤフラム装置４３にエア
通路４４を介して作動圧（負圧）を作用せしめる
真空ポンプ４５と、エア通路４４に介設されてい
て大気連通口４６をもつ電磁式の三方バルブ４７
と、負荷検出手段４０の出力を受けて三方バルブ
４７に作動信号を出力する制御手段４８とを備え
ている。この場合、制御手段４８は、負荷検出手
段４０で検出されたエンジンの負荷状態が中負荷
領域（全負荷の1/4〜3/4または平均有効圧力が2/
７〜5/7）にあるとき、その負荷が大きくなるにつ
れてパルス巾が大となるようにデユーテイ制御さ
れた作動信号を三方バルブ４７に出力し、ダイヤ
フラム装置４３に作用せしめる作動圧を大として
いくものである。つまり、吸気圧力低減手段４１
は負荷が大きくなるにつれて調整レバー２８を介
し調整駒２６を右方へ大きく動かしていき、タイ
ミングバルブ７の開弁期間を早めていつてこのタ
イミングバルブ７と吸気弁１６とのオーバラツプ
する開弁期間を少なくし、燃焼室１３の吸入空気
量を減らして吸気圧力を低減せしめるものであ
る。

上記実施例において、エンジンの燃焼室１３に
は第３図に示す如くタイミングバルブ７と吸気弁
１６との各々の開弁期間がオーバラツプする期間
に過給機２から吸気が流入する。そして、エンジ
ン回転数の増加に伴つて過給機２の下流であつて
タイミングバルブ７の上流の吸気圧が高くなつて
くると、圧力調整手段２９による移行手段２０の
作動でタイミングバルブ７は開弁期間が第３図に
矢符Ｂで示す如く早くなる方向に角変位して上記
オーバラツプする開弁期間が少なくなり、この角
変位がない場合に比べて吸気量が低減することに
より、吸気量の増大が抑えられる。

しかして、第３図に実線で示すタイミングバル
ブ７の開弁期間は無負荷ないし低負荷時のもので
あり、タイミングバルブ７の開弁期間は吸気弁１
６の開弁期間の略全体にわたつてオーバラツプし
ていて、燃焼室１３の吸入空気量は多く、エンジ
ンの出力維持が図れる。そして、エンジンの運転
状態が中負荷域に入ると、負荷検出手段４０から
の出力による吸気圧力低減手段４１の作動でタイ
ミングバルブ７の開弁期間は、そのときのタイミ
ングバルブ上流の吸気圧のいかんにかかわらず早
閉じ側へ移行（第３図に鎖線で示す位置）し、タ
イミングバルブ７と吸気弁１６のオーバラツプす
る開弁期間が少なくなつて燃焼室１３の吸入空気
量は少なくなる。つまり、燃焼室１３は吸気圧力
（圧縮圧力）が低くなり、吸気の自己着火が抑制
されて燃焼温度が下がり、NO_Xの発生が抑制さ
れる。特に、中負荷でエンジン回転数が低く（タ
イミングバルブ上流の吸気圧が低い）、圧力調整
手段２９によるタイミングバルブ開弁期間の移行
が十分でないときでも、吸気圧力低減手段４１の
作動により、燃焼室１３の吸気圧力が下がり、
NO_Xの発生が確実に抑制される。

エンジンの高負荷運転時は、過給機２による過
給効率が高く、タイミングバルブ上流の吸気圧が
高くなるが、圧力調整手段２９の作動によりタイ
ミングバルブ７と吸気弁１６とのオーバラツプす
る開弁期間が少なくなるように制御されて吸入空
気量が低減し、燃焼室１３の最高圧力が設定値を
越えて上昇するのが防止される。

なお、吸気圧力低減手段に関して上記実施例で
は三方バルブ４７にてダイヤフラム装置４３への
作動圧を制御するようにしたが、真空ポンプ４５
の回転数を変えて作動圧を制御するようにしても
よい。

（考案の効果） 本考案によれば、タイミングバルブ上流の吸気
圧が高くなるほどタイミングバルブを吸気弁より
も早く閉弁せしめるものにおいて、エンジンの中
負荷運転時に燃焼室の吸気圧力を低減させるよう
にしたから、燃焼状態が良好な中負荷時に燃焼温
度を下げNO_Xの発生を抑制することができると
ともに、低負荷時のエンジン出力維持と高負荷時
のエンジンの信頼性の確保が図れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施態様を例示し、第１図はエ
ンジンの全体構成図、第２図はエンジンの一気筒
での縦断面図、第３図はタイミングバルブと吸気
弁の開弁期間を示すグラフ図である。 １……エンジン本体、３……吸気通路、１３…
…燃焼室、１６……吸気弁、２０……移行手段、
１９……圧力調整手段、４０……負荷検出手段、
４１……吸気圧力低減手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気弁上流側の吸気通路にこの吸気通路を開閉
   するタイミングバルブを配設するとともに、この
   タイミングバルブの開弁期間を移行させる移行手
   段を設け、タイミングバルブ上流側の吸気圧によ
   つて移行手段を作動させて吸気圧が高いほどタイ
   ミングバルブを吸気弁より早く閉弁させるデイー
   ゼルエンジンにおいて、エンジンの負荷状態を検
   出する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの
   出力により、中負荷時に上記移行手段をタイミン
   グバルブと吸気弁とのオーバラツプする開弁期間
   が少なくなるよう作動させ燃焼室の吸気圧力を低
   減させる吸気圧力低減手段とを備えていることを
   特徴とするデイーゼルエンジンの吸入空気量制御
   装置。