JPH03222832A

JPH03222832A - 気筒数可変エンジン

Info

Publication number: JPH03222832A
Application number: JP2016058A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Arifuku; 有福　孝智; Kyoichi Aso; 阿曽　恭一
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1991-10-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は峰会神鱗噛多気筒のうち一部の気筒を休止可能
とした気筒数可変エンジンに関するものである。

〈従来の技術〉一般にエンジンは高い負荷状態において、運転すると燃
費が良好になる傾向があることがら、エンジン負荷の小
さい時には多気筒のうち一部の気筒の作動を停止させ、
他の稼動側気筒の負荷を高めて全体として軽負荷域での
燃費を向上させる気筒数制御運転が行ねている。

上記運転時のポンプロスを少なくするためには、例えば
特開昭５８−２４４１号公報により開示され、第４図に
示すように、エンジン２の休止側気筒の排気通路５に逆
流防止弁８を設け、稼動側気筒の吸気通路３に連結する
排気循環通路９を形成して休止側気筒の排気を稼動側気
筒吸気系に戻すものであり、吸気通路に設けた開閉弁４
ａ、４ｂ等により新気吸気量を種々調整する方法も提案
されている。しかし、吸（排）気弁の機構としては、一
部気筒の運転を休止しても休止側気筒の吸（排）気弁は
従来通り通常の開、閉作動を行うものであった。尚、第
４図において１は絞り弁、６は稼動側排気通路、７は排
気還流弁、９Ａは排気循環通路の開口である。

一方、同様目的で気箇数制御運転時体正気筒の吸（排）
気弁の開閉作動を停止して閉じ切りとしてしまう、所謂
バルブ停止装置が特開昭５８−１８０７０９号公報、特
開昭３９−２５０２１号公報等により提案されている。

これらの装置は、例えば第５図に示すように、弁ばね２
１により常閉された吸（徘）気弁２２の弁杆に係合され
、カム２；３により支点○を中心に回動するロッカアー
ム２４の上記支点Ｏを流体圧送式ランシュアジャスタ２
５の下端のロッカサポート２６に設けたもので、常時は
上記ラッシュアジャスタ２５のポールチエツクバルブ２
７によってその上方リザーバ２８と、下方圧力室２９は
閉鎖され、ラッシュアジャスタ２５はぼり一体化されて
いるが、気筒体止時は信号によりソレノイドバルブ３０
が作動し、その弁棒３１によってポールチエツクバルブ
２７を下方に押下げ、オイル通路３２を開放させてリザ
ーバ２８と圧力室２９とを連通させることによって、ラ
ッシュアジャスタ２５の前記ロンカサポート２６は上下
動自在となり、カム２３のリフト時には、ロッカアーム
２４と前記吸（徘）気弁２２の弁杆端との連接部Ｆを支
点として揺動運動を繰返すもので、欧（徘）気弁２２の
開動作が阻止され、閉し切りとなる４更に、エンジンに
対しては丘述の燃費向上の要求とともに、高出力化の要
求も最近特に強くなってきている。このため、インター
クーラー付ターボチャージャを装着し、吸入空気量と燃
料を大巾に増加して高出力化するエンジンか用いられる
ようになってきている。

〈発明が解決しようとする課題〉このようなインタークーラー付ターボチャージャにより
過給を行う場合、エンジン各部に生ずる内部応力が軸受
部を含め各部の許容応力以内に納まるように、ベースエ
ンジンに対し多少圧縮比を下げる必要がある。

しかしこのように圧縮比を下げたエンジンによって、高
負荷域、即ちターボ過給を行う範囲で性能マツチングを
行うと、低負荷域、即ちターボ過給が行われないか、ま
たは行われても過給圧が低い状態では十分な空気量が吸
気できず、実質的な圧縮比が不足して圧縮線り温度が低
下することとなる。この結果、燃料の着火不良や着火遅
れ期間の増加が生し、火炎の消滅時間も短くなる。よっ
て、低温始動性が悪化するとともに、青白煙および悪臭
、目の刺激が発生するという問題がある。

また、当然ながら熱効率が下がり出力も低下する。

本発明は上述の問題点を解決し、始動性が良好であり、
ＨＣ，ＣｏＪｌ度を低下させ青白煙や悪臭等を防止でき
るエンジンを提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために本発明の気筒数可変エンジン
は、一部の気筒の作動を休止可能とし、稼動側気筒と休
止側気筒が夫々独立した吸気通路と排気通路を有する多
気筒エンジンにおいて、稼動側吸気通路と休止側排気通
路とに開閉弁を設け、前記排気側開閉弁の上流側と前記
吸気側開閉弁の下流側とを連結する連通路を形成し、一
部気筒の休止運転時休止気筒の排気弁を連続して開放す
る機構を備えたことを特徴とする。

〈作　用５高負荷域運転時は全気筒稼動しており通常運転を行い、
切換バルブは連通管を閉し吸気通路を開とし、また逆流
防止弁は開の状態となっており排気から吸気への還流は
ない。

また、開放用カムは作動せずに排気駆動用カムノ回転に
よりロッカアームは回動して排気弁は通常の開閉を行う
。

次に、エンジンがアイドリングまたは平地定速走行時の
如く低負荷域になった場合には、コンピュータにより休
止気筒への燃料供給停止の指令がなされ、気筒数制御運
転となる。同時にアクチュエータが作動し、前記開放用
カムを回動させ、排気弁を弁ばねに抗して押下げ開弁さ
せる。

更に同時に、切換バルブは稼動側吸気通路を閉じ連通管
の開口方向に切換り、逆流防止弁は休止側排気通路を閉
じるように作動する。

このような気筒数制御運転時の各気筒の行程は次のよう
になる。

全体止気筒の全ての排気弁が開弁されているため休止気
筒ではピストンが上死点から下死点へと下降する全ての
行程において吸気が行われる。即ち、吸入行程中気筒の
吸気弁Ｉから吸入されると同時に吸気は、他の休止気筒
のピストンの下降によりシリンダ内に生ずる負圧により
吸引され、前記吸入行程気筒の排気弁Ｅから一度排気通
路へ流出し、他の気筒の排気弁Ｅからシリンダ内へ吸入
される。この時点では稼動側気筒が排気行程にあっても
、逆流防止弁の閉弁により排気通路に稼動側の排気が逆
流することなく排気管から外へ排出される。

次に、休止気筒のピストンが下死点から上死点へと上昇
する行程では、排気行程の気筒は当然であるが通常運転
では圧縮行程となる気筒であっても、排気弁が開状態の
ままであるので排出行程となる。この時、逆流防止弁が
閉じているので、排気通路内は、圧力が高くなるととも
に連通路内で圧縮が行われ、吸気行程にある稼動側気筒
に吸入される。

以上のように、休止気筒は排気弁の開放により全て２サ
イクル行程となり稼動気筒ではターボチャージャによる
過給がなくても効率よく過給されることになり、気筒の
排気、圧縮によって吸気温度の上昇を計ることができる
。

〈実施例〉本発明を好ましい一実施例である４気筒デイーゼルエン
ジンについて第１図乃至第３図を用いて詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例における装置の概念図であり、
ピストンが同位相である＃１、＃４シリンダを稼動側気
筒とし、同じく同位相の＃２、＃３を休止側気筒とした
ものである。

絞り弁４１を有する吸気通路４３はその下流で稼動側吸
気通路４３ａと休止側吸気通路４３ｂとに２分割されて
おり、前記稼動側吸気通路４３ａ内には＃１シリンダへ
の開口４３ｃが開けられマニホールド４３ｃｌに連結さ
れるとともに、上記開口４３ｃの上流側に切換バルブ４
２が設けられており、後述する連通路４９の開口４９ａ
の閉鎖と前記吸気通路４３ａの閉鎖を切換可能としてい
る。

４５は排気通路で、休止側排気通路４６ｂと稼動側排気
通路４７ａ、４７ｂに分けられており。

前記休止側排気通路４６には下流に逆流防止弁４８が設
けられ、上流側には前記稼動側吸気通路４３ａに連通し
、休止側排気を稼動側吸気通路４３ａに導く連通路４９
の開口４９ｂが設けられている。

一方、排気弁機構は第２図に示す如く、ロッカアーム５
０の排気弁５１側の先端５０ａの上部に開放用カム５２
が設けられ、図示されていないアクチュエータによって
、全気筒稼動時は一点鎖線で示すＡの位置にあり、軽負
荷時の一部気筒体止時にはＢの位置に回動させ、排気弁
駆動用カム５３のリフトに関係なく弁ばね５４に抗して
排気弁５１を押下げ、気筒体止期間中は常に開弁じてい
るように構成されている。

本発明は上述の如く構成されており、以下にその作用を
詳述する。

高負荷域運転時は休止側気筒群＄２．＃３気筒も稼動し
ており、切換バルブ４２は開口４９ａを閉し、吸気通路
４３ａを開とし、また逆流防止弁４８は開の状態となっ
ており、排気から吸気への還流はない。

また、開放用カム５２はロッカアーム５０に接しないＡ
の位置にあり、従って排気駆動用カム５３の回転により
ロッカアーム５０は回動して排気弁５１は通常の開閉を
行う。

次に、エンジンがアイドリングまたは平地定速走行時の
如く低負荷域になった場合には、図示しないコンピュー
タにより３２．８３気筒への燃料供給停止の指令がなさ
れ、気筒数制御運転となる。

この時、同時に前記アクチュエータが作動し、前記開放
用カム５２をＢの位置へと回動させ、前記ロッカアーム
５０の先端部５０ａを介して前記排気弁５１を弁ばね５
４に抗して押下げ開弁させる。

更に同時に、切換バルブ４２は吸気通路４３ａを閉じ、
開口４９ｂを開口方向に切換り、逆流防止弁４８は排気
通路４６を閉じるように作動する。

以上の如く構成された気筒数制御運転時の各気筒の行程
は第３図に示すようになる。

まず、＃２気筒が吸入行程の場合、＃３気筒も同一位相
にあり、ピストンは上死点から下死点へと下降するので
、（）で示された膨張行程にある。しかし、気筒数制御
運転中であるため排気弁５１は＃２、＃３気筒とも連続
して開弁させられており、この結果、＃３気筒において
も吸気が行われる。即ち、＃２気筒の吸気弁工から吸入
されると同時に吸気は、更に＃３気筒のピストンの下降
によりシリンダ内に生ずる負圧により吸引され、＃２気
筒の排気弁Ｅから一度排気通路４６へ流出し、＃３気筒
の排気弁Ｅからシリンダ内へ吸入される。この時点では
＃１気筒は排気行程であるが、逆流防止弁４８により排
気通路４６に逆流することなく排気管から外へ排出され
る。また＃４気筒は圧縮行程である。

次に、１８０’進行し＃２気筒のビス１ヘンが下死点か
ら上死点へと上昇すると１通常運転では圧縮行程となる
はずであるが、排気弁が開状態のままであるので排出行
程となる。この時、他方の＃３気筒は排気行程となって
おり、逆流防止弁４８が閉しているので、排気通路４６
内は、２気筒分の排出により圧力が高くなるとともに連
通路４９内で圧縮が行われる。丁度この時、＃１気筒は
吸気行程にあり、＃４が膨張行程のため前述の２気筒分
の排出空気を＃１気筒のみで全量吸入することになる。

更に１８０°進行すると、当初より３６０°回転したこ
とになり、今度は＃３気筒が吸入行程となり吸入を開始
するが、＃２気筒の吸入行程時と同様原理で＃３気筒吸
気弁→＃３気筒排気弁→排気通路５→＃２気筒排気弁と
経由して＃２気筒も膨張行程とならずに吸気が行われる
。この時＃１気筒は圧縮、＃４気筒は排気の各行程にあ
る。

更に１８０°進行すると、＃３気筒は圧縮行程になる筈
であるが、排気弁の常時開動作により排出行程となり、
＃２気筒の排気行程と合せて２気筒分の排出となる。こ
の時は＃１気筒は膨張行程であるが、＃４気筒は吸気行
程となっているので、前記２気筒分の空気を吸入するこ
とになる。

以上のように、休止気筒である＃２、＃３気筒は排気弁
５１の開放により２ザイクル行程となり同−行程化する
。そして、３２．８３気筒の排出時には、＃１または＃
４の何れかの１つの気筒のみが吸入行程に入ることから
、稼動気筒である＃ｔ、ｇ−１のどちらもターボチャー
ジャによる過給がなくても効率よく過給されることにな
る。

発明行らの研究によれば市記４気筒エンジンの＃２、＃
３気筒での排気、圧縮によって１５℃程度の吸気温度の
上昇を計る二とができた。

この結果、青白煙発生の元凶であるＨＣ濃度番よ４０〜
４５％、臭いおよび目の刺激となるＣ○濃度は７０〜７
５％という大巾な減少をすること力１でき、青白煙の発
生および臭し１、目の刺激番よ全く解消することができ
た。

尚、上記実施例では、排気弁５１の開放を開放用カム５
２にて作動させたが、公知の他の駆動手段１例えば流体
によるシリンダー、モーター、歯車式等でも良く、また
作用位置も排気弁側に限らずカム側等の位置で作動させ
ても気筒体止時しこ開放状態を保持できる機構であれば
公知の他の手段に置き換えることができる。

また、切換バルブ４２および逆流防止弁４８も同様に他
の公知の開閉弁、アクチュエータに置き換えて良い。ま
たディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンにも適
用可能であり、また＃１、＃４気筒を休止側気筒にして
もよい。

〈発明の効果〉本発明は以上述べたように、一部の気筒の作動を休止可
能とし、稼動側気筒と休止側気筒が夫々独立した吸気通
路と排気通路を有する多気筒エンジンにおいて、稼動側
吸気通路と休止側排気通路とに開閉弁を設け、前記排気
側開閉弁の上流側と前記吸気側開閉弁の下流側とを連結
する連通路を形成し、一部気筒の休止運転時休止気筒の
排気弁を連続して開放する機構を備えたことを特徴とし
たので、吸気温度を上昇させることができ、この結果１
着火不良１着火遅れの発生および火災の消滅が防止でき
たので、ＨＣ濃度は従来の例えば１／２以下に、Ｃ○濃
度は同１／４以下に下げることができ、青白煙の発生は
全くなくなり、臭いおよび目の刺激も殆んど解決できた
。

更に、ターボチャージャが作動しないアイドリングや低
温始動時等の軽負荷・気筒数制御運転中であっても実質
的に略２気筒分の過給が可能となり高出力、高効率化が
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造の略図、第２図はバルブ機構を示
す略図、第３図は本発明による各気筒の行程を示す図、
第４図は従来例の構造略図、第５図は従来例の動弁停止
機構を示す図である。１．４１・・・絞り弁、３．４３・・吸気通路、５．４
６・・休止側排気通路、６．４７ａ、４７ｂ・・・稼動側排気通路、８．４８・
・逆流防止弁、９，４９　・連通路。２２・・吸（徘）気弁、２４．５０・・ロッカアーム２
５・・・ラッシュアジャスタ。２６・・・ロッカサポート、２７・・ポールチエツクバルブ、３１・・・弁棒。４２・・・開閉弁、４３ａ・・・稼動側吸気通路、４３
ｂ・・・休止側吸気通路、５１・・・排気弁、５２・・
・開放用カム。第図第図第図じ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

一部の気筒の作動を休止可能とし、稼動側気筒と休止側
気筒が夫々独立した吸気通路と排気通路を有する多気筒
エンジンにおいて、稼動側吸気通路と休止側排気通路と
に開閉弁を設け、前記排気側開閉弁の上流側と前記吸気
側開閉弁の下流側とを連結する連通路を形成し、一部気
筒の休止運転時休止気筒の排気弁を連続して開放する機
構を備えたことを特徴とする気筒数可変エンジン。