JPH045692Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はデイーゼルエンジンの共鳴過給装置
に関する。

（従来の技術とその解決すべき課題） デイーゼルエンジンにおいて吸気充填効率を高
めるために慣性過給効果または共鳴過給効果を利
用したものがある。

慣性過給は、吸気管内を流れる吸気の慣性力に
よつて生じる空気密度の上昇を吸気タイミングと
同期させることにより充填効率を高めようとする
もので、例えば第１図に示したようなものが知ら
れている（実開昭57−92021号公報）。

これは、吸気バルブの開弁時期がオーバラツプ
しない気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６に各々合流部
７と８を介し共鳴型吸気管９と１０を接続してあ
る。

合流部７と８の間にはこれらを相互に連通する
通路１１が形成されており、この通路１１の途中
にはエンジンの高負荷域で閉じ、低負荷域で開く
バルブ１２が介装されている。

バルブ１２はワイヤー１５を介してインジエク
シヨンポンプ１４のロードレバー１３に連接され
ており、これによりアクセルペダルに機械的に連
動して上述したようにバルブ１２が開閉駆動され
る。

即ち、エンジン高負荷域ではバルブ１２が全閉
し、合流部７と８との間の通路１１を遮断するた
め、各吸気管９と１０の気柱振動数と吸気脈動の
振動数が一致する領域を中心として慣性過給が行
なわれる。このとき、慣性過給による吸気量の増
大に見合うだけの燃料が供給されて大きな出力が
確保される。

一方、エンジン低負荷域ではバルブ１２が合流
部７と８との間の通路１１を開き、吸気バルブの
開弁時期がオーバラツプする気筒群＃１〜＃３と
＃４から＃６とを相互に連通する。

これにより、気筒群＃１〜＃３と＃４〜＃６の
吸気脈動が干渉しあつて吸気慣性による空気密度
の上昇が抑えられ、慣性過給が停止した状態とな
る。このようにして、燃料噴射量の少ないエンジ
ン低負荷域では過給を停止し、相対的な過剰給気
作用に伴うポンピングロスの増大を回避している
のである。

しかしながら、このような慣性過給装置では、
慣性過給効果の得られる運転点が単純に吸気管９
と１０の気柱振動数のみによつて決められしまう
ので、過給効果の得られる運転域が狭く、それ以
外の運転域では十分な出力が得られないという問
題点があつた。

これに対して、共鳴過給効果を取り入れること
により過給効果の得られる運転域を拡大したもの
として、第２図に示したようなものが知られてい
る（特開昭56−115818号参照）。

これは、吸気バルブの開弁時期のオーバラツプ
しない気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６に各々合流部
７と８を介し接続した共鳴管９と１０を上流側で
合流する。

尚、共鳴管９と１０は気筒＃１〜＃３と＃４〜
＃６から下流側の合流部７と８を介し上流側の合
流部１６に達する気柱の振動数がエンジン低回転
域での吸気脈動の周波数と、又気筒＃１〜＃３と
＃４〜＃６から下流側の合流部７と８に至る気柱
の振動数が高回転域での吸気脈動の振動数と一致
するように形成される。

そして、下流側の合流部７と８を連通する通路
１１に、エンジン低回転域で閉じ、高回転域で開
くバルブ１２ａを介装する。

これによれば、バルブ１２ａが閉じるエンジン
低回転域では気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６から上
流側の合流部１６に至る共鳴管７と８の気柱部分
で、又バルブ１２ａが開く高回転域に達すると、
気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６から下流側の合流部
７と８にかける共鳴管９と１０の気柱部分での共
鳴により、過給がなされるという効果が得られ
る。

ところで、第３図はターボ過給機のみによる過
給と、ターボ過給機の過給に共鳴過給を加えた場
合の実験データに基づく等燃費率曲線の比較図で
ある。

図中、点線Ａはターボ過給機のみで過給した場
合の等燃費率曲線を、実線Ｂはターボ過給機の過
給に共鳴過給を加えた場合の等燃費率曲線をそれ
ぞれ示している。

この図から明らかなように、等燃費率曲線Ａと
Ｂとの交点を結ぶ曲線Ｃを境として、上方の運転
領域ではターボ過給に共鳴過給を加えたほうが燃
費率が良く、下方の運転領域ではターボ過給機の
みによる過給のほうが燃費率が燃費率が良くな
る。

ただし、曲線Ｃよりも下方の運転領域でも低速
高負荷域ではターボ過給機のみによる過給の方が
燃費率が悪い。

尚、両方の等燃費率曲線ＡとＢの交点を結ぶ曲
線Ｃは等ブースト圧曲線と略一致する。

したがつて、例えば全運転領域で燃費率を良好
に保つには、エンジン負荷とブースト圧とにより
通路１１の開閉を制御すればよい。

このためには、エンジン負荷検出手段に連動す
るバルブと、ブースト圧検出手段に連動するバル
ブを通路１１に直接的に介装しなければならない
が、この場合２つのバルブを狭い通路１１に直列
的に介装するのは無理が有り、構造が複雑化する
という問題を生じる。

この考案はこのような問題点に着目し、１つの
バルブで２つ以上の運転状態検出手段に連動し共
鳴管の合流部相互を連通する通路の開閉、つまり
共鳴過給の制御を正確に行いうるようにしたデイ
ーゼルエンジンの共鳴過給装置を提供することを
目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの考案では、吸気
バルブの開弁時期が相互にオーバーラツプしない
気筒の吸気通路どうしを下流側合流部にて相互に
連結した気筒群を複数有し、前記複数の気筒群の
下流側合流部に各々接続した複数の共鳴管の上流
部を相互に合流させたデイーゼルエンジンにおい
て、前記複数の下流側合流部を互いに連通する通
路を形成すると共に、この通路を複数系統の運転
状態検出手段に連動して開閉するバルブを設け、
前記バルブはその回転軸を閉じ方向に付勢する第
１のスプリングと、通路の外部で回転軸に回動自
由に嵌合され、自由端が上記の運転状態検出手段
に連係するレバーと、上記第１のスプリングより
大きなバネ定数をもちレバーをバルブの開き方向
に付勢する第２のスプリングと、バルブの回転軸
に突設され、レバー側に形成された段部に一方向
から当接してバルブ全開位置でレバーを係止する
とともに回転軸に対するレバーのバルブ閉じ方向
の相対回転を許容する突起と、バルブ全開から全
閉の範囲に回転軸の回転角を制限するストツパと
を設ける。また、前記運転状態検出手段として少
なくともエンジン負荷に応動してレバーを閉じ方
向に駆動するリンケージを設け、このリンケージ
には他の運転状態検出手段を介してのレバーの閉
じ方向への駆動を許容する遊〓を設ける。

（作用） したがつて、１つのバルブを複数の運転状態検
出手段について個々独立的に開閉駆動することが
でき、これにより等ブースト圧曲線に沿つたバル
ブ開閉制御などの所望の特性に従つた制御を実現
して共鳴過給効果を最大限に発揮させることがで
きる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を第４図〜第８図に基
づいて説明する。尚、第１図、第２図と同一部位
には同一符号を用いる。

図中９と１０は共鳴管を示し、共鳴管９と１０
は各々合流部７と８を介し吸気バルブの開弁時期
のオーバラツプしない気筒＃１〜＃３と＃４〜
＃６に接続する。

尚、共鳴管９と１０は上流側で合流し、その合
流部１６の上流にターボ過給機１７が取りつけら
れる。

ターボ過給機１７は合流部１６を介し各共鳴管
９と１０から気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６へとエ
ンジン回転数に応じ過給する。

１１は共鳴管９と１０の下流側の合流部７と８
を連通する通路で、この通路１１にバルブ１２ｂ
が介装される。

バルブ１２ｂは通路１１の外部で回転軸１８に
一体的にアーム１９が形成され、アーム１９を介
しスプリング２０（第１のスプリンング）により
バルブ閉じ方向に付勢される。

バルブ１２ｂの回転軸１８にはレバー２１が回
動自由に嵌合され、レバー２１はスプリング２２
（第２のスプリング）によりバルブ開き方向に付
勢される。

尚、スプリング２２はアーム１９を介し回転軸
１８をバルブ閉じ方向に付勢するスプリング２０
よりも大きなバネ定数をもつ。

２３ａ，２３ｂはバルブ全閉から全開位置での
範囲に回転軸１８の回転角を制限するストツパ
で、ストツパ２３ａ，２３ｂはバルブ全閉と全開
位置でアーム１９に当接する。

バルブ１２ｂの回転軸１８には突起２４が形成
され、突起２４は第７図のようにレバー２１の円
筒状基部２１ａの端面に切り欠いて形成した段部
２５に当接し、スプリング２２の付勢力を回転軸
１８に伝える一方、バルブ全開位置でアーム１９
がストツパ２３ｂに当接すると、レバー２１のそ
れ以上の回動が規制される。なお、突起２４はレ
バー２１が図で反時計方向に回動する場合にはレ
バー２１及び筒状基部２１ａの動きを拘束するこ
とは無いが、回転軸１８がスプリング２０により
バルブ閉じ方向つまり反時計方向に付勢されてい
るので、レバー２１が反時計方向に回動すれば回
転軸１８及びバルブ１２ｂも共に回動する。

そして、バルブ１２ｂはレバー２１を介しダイ
ヤフラム装置２６と、一端をインジエクシヨンポ
ンプ１４のロードレバー１３に連結したリンケー
ジ２７に連接される。前記ダイヤフラム装置２６
とロードレバー１３がこの実施例における運転状
態検出手段に相当し、ダイヤフラム装置２６はブ
ースト圧に応じて、ロードレバー１３は負荷に応
じて、それぞれ作動する。

即ち、ダイヤフラム装置２６はターボ過給機１
７下流のブースト圧を合流部８から背圧室２６ａ
に導き、ブースト圧が設定値を超えるとダイヤフ
ラム２６ｂの変形に伴つてロツド２６ｃが伸び出
してレバー２１をバルブ閉じ方向に駆動する。

リンケージ２７はリンク２７ａの自由端にレバ
ー２１のピン２８を移動自由に係合する長孔２９
が形成され、ロードレバー１３に連動しリンク２
７ａが図中矢印方向に移動すると、エンジン負荷
が設定値を超える時点で長孔２９がピン２８に係
止し、これによりリンク２７ａを介してレバー２
１をバルブ閉じ方向に駆動する。

この場合、バルブ１２ｂが全閉すると、アーム
１９がストツパ２３ａに係止し、回転軸１８のそ
れ以上の回動は規制されるが、筒状基部２１ａは
バルブ閉じ方向の回動については突起２４によつ
て規制されることが無いので、レバー２１は更に
ロードレバー１３の回転角度に応じてリンケージ
２７のリンク２７ａに押されて回転軸の回りに空
転する。

尚、バルブ１２ｂの閉弁時期を決めるダイヤフ
ラム装置２６の設定値は第３図中の曲線Ｃに近似
する等ブースト圧値を、同じくリンケージ２７に
付与した設定値は第３図中の曲線Ｃよりも下方の
運転領域でターボ過給機１７のみによる過給の方
が燃費率が悪くなる上限負荷値Ｄをとる。

次に、このような構成に基づく作用を説明す
る。

ブースト圧とエンジン負荷が共に設定値以下の
とき、ダイヤフラム装置２６と、リンケージ２７
を介しインジエクシヨンポンプ１４に連係したバ
ルブ１２ｂのレバー２１はスプリング２０よりも
バネ定数の大きいスプリング２２に引つ張られ、
アーム１９がストツパ２３ｂに当接するバルブ全
開位置で停止する。

この状態でバルブ１２ｂは回転軸１８のアーム
１９を介しスプリング２０に引つ張られて全開
し、通路１１を介して合流部７と８が連通し気筒
群＃１〜＃３と＃４〜＃６の吸気脈動が干渉し合
う結果、共鳴過給が停止しターボ過給機１７のみ
による過給となる。

一方、エンジン負荷が設定値を超えると、リン
ケージ２７のリンク２７ａが長孔２９の一端に達
したピン２８との係合によりレバー２１をバルブ
閉じ方向に回動し、レバー２１の回動に伴つて回
転軸１８がアーム１９を介してスプリング２０に
引つ張られて同一方向に回動する。

そして、バルブ１２ｂが全閉位置に達すると、
アーム１９がストツパ２３ａに当接して回転軸１
８、つまりバルブ１２ｂのそれ以上の回動が規制
される。

この場合、リンケージ２７はロードレバー１３
の開度に応じ、更に高負荷の状態となつてもレバ
ー２１を押そうとするが、レバー２１はこの高負
荷方向（図で反時計方向）については回転軸１８
の回りに空転可能であるので、バルブ１２ｂを全
閉状態に置いたままレバー２１のみが回転してリ
ンケージ２７の動きを吸収する。

このようにして、ある程度以上の負荷域では合
流部７と８の通路１１が遮断され、吸気バルブの
開弁時期がオーバラツプする気筒＃１〜＃３と
＃４〜＃６では、互いの吸気脈動が干渉し合うこ
とがなく、共鳴管９と１０による共鳴に基づきタ
ーボ過給に加えて共鳴過給がなされる。

つまり、第３図中の上限負荷値Ｄよりも上方の
運転領域で共鳴過給が働く。

他方、上限負荷値Ｄよりも下方の運転領域でも
ブースト圧が設定値を超えると、第８図のように
ダイヤフラム装置２６がダイヤフラム２６ｂの変
形の伴うロツド２６ｃの伸び出しによりレバー２
１をバルブ閉じ方向に回動し、前記と同じく回転
軸１８の回動に伴つてバルブ１２ｂを全閉する。
つまり第３図中の上限負荷値Ｄより下方で、曲線
Ｃ（等ブースト曲線）より上方の運転領域でもタ
ーボ過給に加えて共鳴過給がなされる。

尚、この場合ダイヤフラム装置２６によるレバ
ー２１の回動をリンケージ２７が干渉しないよ
う、リンケージ２７の長孔２９にはレバー２１の
回動を許容する遊〓としてのスペース３０が設定
される。

したがつて、この実施例ではエンジン低回転低
負荷域から高回転高負荷域にわたる全運転領域で
良好な吸気充填効率が確保され、燃費率を良好に
保つことができる。

ところで、この考案では１つのバルブ１２ｂを
２系統の運転状態検出手段、この場合ダイヤフラ
ム装置２６と、インジエクシヨンポンプ１４のロ
ードレバー１３及びリンケージ２７とに連動して
共鳴管９と１０の合流部７と８を連通する通路１
１の開閉、換言すれば共鳴過給の制御が図れるよ
うにしたので運転状態検出手段毎に個別的にバル
ブを設ける場合に比べて構造の簡略化、軽量化及
びバルブ取付けの容易化が図れる。

尚、第１図の場合、バルブ１２ａはワイヤ１５
を介しインジエクシヨンポンプ１４のロードレバ
ー１３に連係してあるため、アクセルペダルを踏
み込むとロードレバー１３の角度に応じバルブ１
２ａが閉じるうえ、バルブ１２ａの全閉位置がロ
ードレバー１３の最大開度、つまりエンジンの最
大負荷位置に限定されるので、共鳴過給の開始停
止時期がごく狭い範囲の負荷域に制限されるほ
か、共鳴過給の正確な制御も難しいという問題点
があるが、この考案ではリンケージ２７のリンク
２７ａに長孔２９を形成することにより設定値を
超えるまではレバー２１すなわちバルブ１８を回
動しないように遊びを持たせることが可能であ
り、またバルブ１２ｂが全閉した状態からさらに
高負荷運転されてもリンケージ２７の動きに対し
てレバー２１が回転軸１８上を空回りしてバルブ
１２ｂにロードレバー１３からの回転力を作用さ
せなくとも済むように構成できるので、上記の問
題点が解消され、正確な共鳴過給制御が図れると
いう利点も得られる。

以上の通りこの考案によれば、インジエクシヨ
ンポンプのロードレバー角度で代表されるエンジ
ン負荷やターボ過給機によるブースト圧など複数
の運転状態検出手段を介して複数の共鳴管の下流
側合流部を相互に連通するバルブの開閉を個々独
立的に制御しうるようにしたので、１個のバルブ
により所望の特性に沿つた共鳴過給の正確な制御
が行えるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来例の概略構成
図、第３図は実験データに基づく等燃費率曲線
図、第４図はこの考案による共鳴過給装置の一実
施例の概略構成図、第５図は同じく要部拡大断面
図、第６図はそのＡ矢視図、第７図は同じくＢ矢
視図、第８図は同じく作動状態説明図である。 ＃１〜＃６……気筒、７，８……下流側合流
部、９，１０……共鳴管、１１……通路、１２ｂ
……バルブ、１３……ロードレバー、１８……回
転軸、２０……スプリング（第１のスプリング）、
２２……スプリング（第２のスプリング）、２１
……レバー、２３ａ，２３ｂ……ストツパ、２４
……突起、２６……ダイヤフラム装置、２７……
リンケージ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 吸気バルブの開弁時期が相互にオーバラツプし
   ない気筒の吸気通路どうしを下流側合流部にて相
   互に連結した複数の気筒群と、 前記複数の気筒群の下流側合流部に各々接続し
   た複数の共鳴管と、 これら共鳴管の上流部を相互に合流させると共
   に合流部の上流に介装したターボ過給機とを備え
   たデイーゼルエンジンにおいて、 前記複数の下流側合流部を互いに連通させる通
   路と、 前記通路を複数系統の運転状態検出手段に連動
   して開閉するバルブと、 前記バルブの回転軸を閉じ方向に付勢する第１
   のスプリングと、 前記通路の外部で前記回転軸に回動自由に嵌合
   されると共にその自由端が前記運転状態検出手段
   に連係するレバーと、 前記第１のスプリングよりも大きなバネ定数を
   もち前記レバーをバルブの開き方向に付勢する第
   ２のスプリングと、 前記バルブの回転軸に突設されて前記レバー側
   に形成された段部に一方向から当接してバルブ全
   開位置でレバーを係止すると共に回転軸に対する
   レバーのバルブ閉じ方向の相対回転を許容する突
   起と、 バルブ全開から全閉の範囲に回転軸の回転角を
   制限するストツパと、 少なくともエンジン負荷に応動して前記レバー
   を閉じ方向に駆動する第１の運転状態検出手段の
   リンケージと、 第２の運転状態検出手段を介しての前記レバー
   の閉じ方向への駆動を許容すべく前記リンケージ
   に設けた遊〓とを備えたことを特徴とするデイー
   ゼルエンジンの共鳴過給装置。