JPH03237230A - ディーゼル機関の排気ブレーキ装置 - Google Patents

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〕 この発明は排気系にパティキュレートトラッパや触媒コ
ンバータ等の排気ガス浄化装置を具備し、その上流に排
気ブレーキを具備したディーゼル機関に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼル機関の排気系にパティキュレートトラッパや
触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置を設け、排気ガス
中の有害成分を除去している。−方、ディーゼル機関で
は排気系中の排気ブレーキとして作動する通常は開放す
る蝶型弁を設け、アクセルペダルを放したときにこの弁
を閉鎖することにより排気を絞って制動させることが行
われている。パティキュレートトラッパと排気ブレーキ
とを具備したディーゼル機関としては例えば実開昭６２
−１８４１２６号公報に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

パティキュレートトラッパと排気ブレーキとを併有した
ディーゼル機関では、排気ブレーキの解除直後にパティ
キユレートの温度が異常に高まりその耐久性に好ましく
ないことがある。即ち、排気ブレーキの作動中は燃焼室
に排気ガスが一部押し戻され、所謂内部排気ガス再循環
（１！Ｇｌ？　）がかかった状態となり、燃焼室内は酸
素欠乏状態である、そして排気ブレーキが解除され、加
速に移行すると通常の量の燃料噴射が行われるため、空
気が不足であり、大部分の燃料は未燃ガスとなって排気
管に排出される。この未燃ガスはパティキュレートトラ
ッパ捕集され、燃焼除去されるが、トラッパへの捕集量
が飽和に近いときは燃焼反応が急速に行われ、相当な高
温となり、溶損のおそれがあり好ましくないことになる
。また、前述の未燃ガスが、触媒コンバータに流れたと
きには、触媒コンバータの溶損のおそれがある。

この発明の目的はパティキュレートトラッパや触媒コン
バータ等の排気ガス浄化装置と、排気ブレーキとを備え
たディーゼル機関において、排気ブレーキ解除直後の排
気ガス浄化装置における捕集量が多いときにその過熱を
防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によれば、ディーゼル機関の排気系にパティキ
ュレートトラッパや触媒コンバータ等の排気ガス浄化装
置を設け、該排気ガス浄化装置の上流に配置される開閉
弁と、排気ブレーキ作動時に前記開閉弁を閉鎖するアク
チュエータとを有した排気ブレーキ装置を備えたディー
ゼル機関において、排気ガス浄化装置の前後の圧力差に
応じて、閉鎖時の開閉弁の開度を制御することを特徴と
するディーゼル機関の排気ブレーキ装置が提供される。

［作用］ 排気ブレーキの作動時アクチュエータは排気管を絞るよ
うに位置し、制動作用を発揮する。

その絞り量はパティキュレートトラッパ若しくは触媒コ
ンバータの前後圧力差、即ちパティキュレートトラッパ
若しくは触媒コンバータの捕集量に応じて、その捕集量
が多くなるほど絞り開度が大きくなるように制御される
。

〔実施例〕

第１図において、１０はエンジン本体であり、吸気管１
２、排気管１４が接続されている。排気管１４は排気ブ
レーキ装置１６、パティキュレートトラッパ１８（若し
くは触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置）に接続され
る。排気ブレーキ装置１６は、排気ガスが流れる本体２
０と、開閉弁２２と、開閉弁２２の駆動用の負圧アクチ
ュエータ２４とを具備する。開閉弁２２の弁軸にレバー
２６の一端が固定され、レバー２６の他端はロッド２８
を介してアクチュエータ２４のダイヤフラム３０に連結
される。スプリング３２はダイヤフラム３０を下方に付
勢しており、この下方運動はロッド２８を介してレバー
２６に伝達され、開閉弁２２は通常は第１図の全開催Ｗ
（第２図の二点鎖線ｌ）にある、ダイヤフラム３０の下
側のダイヤフラム室３４は大気開放であり、上側のダイ
ヤフラム室３６は電磁３方切替弁４０に接続され、電磁
３方切替弁４０はＯＦＦ状態ではダイヤフラム室３６を
空気フィルタ４２に接続し、ＯＮ状態ではディーゼル機
関の負圧ポンプ４８に接続する。

排気ブレーキの作動はこの実施例では排気ブレーキ設定
スイッチ５０がＯＮされ、かつアクセルペダル５２を放
したときに実施される。アクセルペダルスイッチ５４の
接点５４−１は排気ブレーキ設定スイッチ５０と直列に
なっており、双方のスイッチ５０．５４−１が共にＯＮ
のときトランジスタ５６は電磁３方切替弁４０の作動コ
イル４０−１に通電し、排気ブレーキを作動せしめる。

アクチュエータ２４は排気ブレーキ作動時の開閉弁の絞
られたときの開度を制御するストッパ機構６０を具備す
る。このストッパ機構はダイヤフラム６２と、ストッパ
ロッド６４と、スプリング６６．６８とを具備する。ス
トッパロッド６４はダイヤフラム６２に固定され、かつ
その先端はロッド２８と対向して配置され、第１図に示
す開閉弁２２の全開位置ではロッド２８と６４との間に
隙間が形成される。ダイヤフラム６２の上側のダイヤフ
ラム室７２は圧力導管７３によりパティキュレートトラ
ッパ１８の上流で開閉弁２２の下流の排気管に接続され
、下側のダイヤプラム室７４は圧力導管７６によりトラ
ッパ１８の下流の排気管に接続される。

排気ブレーキ設定スイッチ５０がＯＦＦの場合、または
同スイッチ５０がＯＮでも、アクセルペダルスイッチ５
４−１がＯＦＦの場合（アクセルペダル５２が踏まれて
いる場合）はトランジスタ５６はＯＦＦであり、電磁３
方切替弁４０はＯＦＦであり、空気フィルタ４２から大
気圧がダイヤフラム室３６に導入されるためスプリング
３２によってダイヤフラム３０は図の下方に駆動され、
開閉弁２２は第１図の全開位置をとる（第２図の線ｌで
示す）。

従って、排気ブレーキ作動は得られない。

排気ブレーキ設定スプリング５０をＯＮとした状態でア
クセルペダル５２を離すと、スイッチ５４−ｌがＯＮと
なり、トランジスタ５６がＯＮとなり、電磁３方切替弁
４０は通電を受け、ダイヤフラム室３６に負圧が導入さ
れる。そのため、ダイヤフラム３０はスプリング３２に
抗して上昇し、この上昇運動はロッド２８、レバー２６
を介して開閉弁２２に伝達され、第２図に示すように開
閉弁２２はロッド２８の上端がストッパロッド６４の下
端に接触することで規定される全閉位置をとる。そのた
め、排気ガスの流れが遮断され、エンジンに大きな制動
がかかる。

アクセルペダル５２を踏むとスイッチ５４−１がＯＦＦ
となり、トランジスタ５６はＯＦＦとなるため、電磁３
方切替弁４０はＯＦＦされ、空気フィルタ４２からの大
気圧がダイヤフラム室３６に導入され、スプリング３２
はダイヤフラム３ｏを下降移動させ、開閉弁２２は時計
方向に回動することにより開放する。そのため、排気ブ
レーキは解除される。

ストッパ機ｆ１６０の上側ダイヤフラム室７２にはパテ
ィキュレートトラッパ１８の上流で排気ブレーキ装置１
６の下流の排気管圧力Ｐ１が作用し、下側ダイヤフラム
室７４には同トラッパ１８の下流の排気管圧力Ｐ２が作
用する。トラッパ１８には圧力損失があるからＰ１≧Ｐ
！となる。トラッパ１８に捕集されるパティキュレート
量が多くなるに従って圧力差Δｐ＝ｐ＋−ｐｚは大きく
なる。圧力差ΔＰが少ない状態ではダイヤフラム６２、
即ちストッパロッド６４は上側に４ＱＷし、そのため排
気ブレーキ作動時に開閉弁２２が閉鎖するときの、開閉
弁２２が本体２０を完全に塞ぐ位置又はその付近に位置
するまで（第２図の実線ｍの位置）ロッド２８の上昇が
可能である。

トラッパ１８の捕集パティキュレート量が多くなると、
上流側の排気ガス圧力Ｐ１は上がり圧力差ΔＰが大きく
なるため、下向きの力が優勢となり、ダイヤフラム６２
、即ちストッパロッド６４は下降し、ロッド２８がスト
ッパロッド６４３接触する位置で決まる開閉弁２２の開
度は全閉時よりも開けられ例えば第２図のｎで示すよう
になる。

トラッパ１８に捕集されているパティキュレート量に応
じて排気ブレーキ作動時の開閉弁２２の絞り量を変化さ
せ、即ち、捕集パティキュレート量が多いほど絞り量は
減少している。排気ブレーキ作動中に発生する未然焼ガ
ス成分の量（即ち酸素欠乏の程度）は開閉弁２２の絞り
量が大きいほど多い。従って、パティキュレート捕集量
が多いほど、排気ブレーキ作動中に発生する未燃焼ガス
成分量を減少させることが可能である。そのため、排気
ブレーキ解除時のトラッパでの燃焼をトラッパでのパテ
ィキュレート捕集量の程度に係わらず適当なものとする
ことができる。従来はパティキュレートトラッパ１８の
詰まり具合に係わらず排気ブレーキ作動時に開閉弁を完
全に本体２０を塞ぐように位置していたので、捕集量の
多い場合に排気ブレーキ解除時の多量の生ガスがトラッ
パ１８に導入され、そこで反応するため過熱による溶損
のおそれがあったが、この発明はこの欠点を解消するも
のである。

一方、排気ブレーキ作動については開閉弁の開度を大き
くすることにより開閉弁２２の箇所での制動性能は劣る
が、開閉弁２２が大きく開けられているときはトラッパ
１８での圧力降下は大きくなり、開閉弁２２のところで
の圧力損失が少ない分を相殺し、結局のところ、全体で
の圧力損失は等しくなる。そのため、開閉弁の制御に係
わらず同程度の排気ブレーキ性能を維持することができ
る。

〔効果〕

この発明によればパティキュレートトラッパや触媒コン
バータ等の排気ガス浄化装置における捕集状態をその前
後の圧力差により検出し、その検出された圧力差に応じ
て開閉弁の閉鎖時の開度を制御している。そのため、排
気ブレーキ作動中の酸欠程度をパティキュレートトラッ
パの捕集量に応じて変化させ、各トラッパ捕集量が多い
ときの排気ブレーキ解除時のトラッパの溶損を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体概略図。 第２図は排気ブレーキ装置の詳細断面図。 １０・・・内燃機関、１２・・・吸気管、１４・・・排
気管、１６・・・排気ブレーキ装置、１８・・・パティ
キュレートトラッパ（又は触媒コンバータ）、２２・・
・開閉弁、２４・・・アクチュエータ、３０・・・ダイ
ヤフラム、３２・・・スプリング、３６・・・ダイヤフ
ラム室、４０・・・３方切替弁、４８・・・負圧ポンプ
、５０・・・排気ブレーキ作動設定スイッチ、５２・・
・アクセルペダル、５４・・・アクセルペダルスイッチ
、６０・・・ストッパ機構、６４・・・ストッパロッド
、７３．７６・・・圧力導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼル機関の排気系にパティキュレートトラッパや
   触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置を設け、該排気ガ
   ス浄化装置の上流に配置される開閉弁と、排気ブレーキ
   作動時に前記開閉弁を閉鎖するアクチュエータとを有し
   た排気ブレーキ装置を備えたディーゼル機関において、
   排気ガス浄化装置の前後の圧力差に応じて、閉鎖時の開
   閉弁の開度を制御することを特徴とするディーゼル機関
   の排気ブレーキ装置。