JPH0518249A - デイーゼルエンジン用空気噴射装置 - Google Patents

デイーゼルエンジン用空気噴射装置

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JPH0518249A
JPH0518249A JP16699091A JP16699091A JPH0518249A JP H0518249 A JPH0518249 A JP H0518249A JP 16699091 A JP16699091 A JP 16699091A JP 16699091 A JP16699091 A JP 16699091A JP H0518249 A JPH0518249 A JP H0518249A
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JP
Japan
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pressure air
high pressure
cylinder
air
engine
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Pending
Application number
JP16699091A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Otani
義之 大谷
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0518249A publication Critical patent/JPH0518249A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディーゼルエンジンの黒煙の排出量を低減す
るための燃焼室内への高圧空気噴射装置を多気筒機関に
適用した場合に、従来の装置に比べてその装置が更に簡
単で小型、軽量化された高圧空気噴射装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 その構成は、各気筒より筒内高圧空気を抽出
する装置と、前記抽出した高圧空気をプランジャにより
更に高圧に加圧し貯留する高圧空気発生装置と、前記貯
留された高圧空気を各気筒に分配し噴射する高圧空気分
配装置とより成る。前記高圧空気分配装置はエンジンの
タイミングベルトにより駆動される回転式分配バルブに
より構成されると好都合であり、また、エンジンのプー
リより取り出した電磁ピックアップの信号により開閉す
る電磁バルブにより構成することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンのシ
リンダ内にその燃焼後期に空気を噴射して拡散燃焼を促
進し、黒煙の排出量の低減を目的とした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンより排出され
る黒煙(すす)の低減については拡散燃焼を促進するた
めに種々の試みが行われており、その中の一つとしてシ
リンダ内の圧縮空気をさらに圧縮して空気噴流を生成
し、これにより、黒煙の排出の低減を図る研究が進めら
れている(社団法人自動車技術会学術講演会前刷集902.
1990−10掲載論文 116「カム駆動式筒内空気噴流生成法
によるディーゼルエンジンのすす低減」参照)。
【0003】上記の論文に掲載された装置は図5に示す
通りの構造の空気噴射装置50で、エンジンの吸排気弁駆
動軸(吸排気弁用カムシャフト、図示せず)の回転がベ
ルト51、タイミングプーリ52、空気噴射用カムシャフト
53を経て空気噴射用カム54に伝わり、カム54が回転する
につれてロッカーアーム56が動き、このロッカーアーム
56の作動によりプランジャ57が動きエンジン作動中の燃
焼後期において空気室58より燃焼室59内に高圧の空気を
吹き込む。図において55はベアリング、60はシリンダ、
61はピストンを示す。このときの高圧の空気は、燃焼室
内の圧縮行程の高圧空気をさらに圧縮して空気噴流を生
成する。このようにすることにより、従来の燃焼後期に
既にできているすすをここで酸化させて再燃焼し、その
低減を図ることができ、更にNOX 排出量にも大きな低減
効果がみられた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の装置は試験用単
筒エンジンを用いて実験が行われたものであるが、この
構造をそのまゝ多気筒機関に応用した場合には、空気噴
射用カムシャフト53はエンジンの全長とほゞ同じ長さと
なり、それに伴いロッカーアーム56等の部品が増え、ま
た、シリンダヘッドの改造も大規模なものとなる。さら
に、空気噴射用カムシャフトを支えるベアリング55の数
が増すために、摩擦損失も大きくなり、したがって燃費
率も悪化する。
【0005】上記の問題点を解決する手段として、本発
明の出願人は従来のカム駆動式空気噴射装置を多気筒機
関に応用する場合に、その時のエンジン改造を最小限に
とどめ、従来仕様よりも摩擦損失を減らし、更にその軽
量化を図るために、先に、特願平03−009222号によりデ
ィーゼルエンジン用空気噴射装置の特許出願を行った。
【0006】しかし、前記特許出願の装置においては、
高圧空気の圧縮と各気筒へのその分配を同一の装置で行
っているために、高圧空気圧縮用のピストン数がそのエ
ンジンの気筒数だけ必要となり、また、空気噴射装置の
プランジャの駆動用のカムのプロフィルを精密に加工す
る必要があり、その装置が複雑で大型となる。
【0007】上記の事情に鑑み、本発明においては、前
記特許出願と同一の目的を有し、更にその装置が簡単で
小型、軽量化された高圧空気噴射装置を提供することを
目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、多気筒より成るディーゼルエン
ジンの燃焼後期の作動中の各気筒内に高圧空気を噴射し
て拡散燃焼を促進する装置であって、各気筒より筒内高
圧空気を抽出する装置と、前記抽出した高圧空気をカム
機構により駆動されるプランジャにより更に高圧に加圧
し貯留する高圧空気発生装置と、前記貯留された高圧空
気を前記エンジンの燃焼後期の行程に合わせて各気筒に
分配し噴射する高圧空気分配装置とを具備したことを特
徴とするディーゼルエンジン用空気噴射装置を提供す
る。
【0009】また、前記高圧空気分配装置がエンジンの
タイミングベルトにより駆動される回転式分配バルブよ
り成ると好都合である。
【0010】また、前記高圧空気分配装置がエンジンの
プーリより取り出した電磁ピックアップの信号により開
閉する電磁バルブより成ることもできる。
【0011】
【作用】各気筒内の高圧空気はチェックバルブを経て高
圧空気取り出し部に入り、これより空気通路を経て高圧
空気発生部の高圧空気室に入る、ここでカム機構により
動かされるプランジャの前端部に固定されたピストンに
より更に高圧に圧縮された空気は高圧空気貯留室(リザ
ーブタンク)に入る。ついで、ここより高圧管を経て高
圧空気分配装置に入った高圧空気は、エンジンの各気筒
の燃焼後期の行程に合わせて各気筒に分配され、それぞ
れの気筒内に噴射され、気筒内の拡散燃焼が促進され、
黒煙の排出が低減される。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面に基いて説明する。図
1〜3に第1実施例を示す。先ずその概略を説明する
と、本装置は図1(a)に示すように各気筒よりその気
筒内での最高圧時の高圧空気の一部を高圧空気抽出装置
5内に取り出し、この取り出した高圧空気を更に高圧空
気発生装置10で加圧し、この更に加圧された高圧空気を
各気筒内に順次送り込んでいる。図3(a)にこの高圧
空気を各気筒に分配する回転式高圧空気分配装置30を示
し、図3(b)は図3(a)のB−B断面図を示す。図
2は上記各作動部分の駆動プーリの連結状態の一例を示
す。
【0013】図1(a)に示す高圧空気抽出装置5は、
6気筒用のものを示し、エンジン本体1における各気筒
2内で発生した筒内高圧空気がある設定値、例えば120k
gf/cm2 以上に達すると各気筒2に取り付けられたチェ
ックバルブ6が開き、気筒内空気の一部(5〜6cc程
度)は空気溜り室7内に入り、これより空気通路8を経
て高圧ガス発生装置10へ送られる。
【0014】高圧空気発生装置10は図1(b)に示す通
り、その主要部分は、一組のシリンダ22とピストン21と
プランジャ17とフェイスカム13と、これ等を駆動する駆
動プーリ12とより成り、図2に示す通りエンジン本体1
の吸排気弁駆動軸11に取り付けられた吸排気弁駆動カム
プーリ3の回転がタイミングベルト9を介して高圧空気
発生装置駆動プーリ12に伝えられる。図中4は噴射ポン
プ駆動プーリである。駆動プーリ12は図1(b)に示す
ように、フェイスカム(正面カム)13に固定されてお
り、プーリ12の回転によりフェイスカム13が回転し、こ
のフェイスカム13の回転に伴い、コツタ14、ソテーナ15
により固定されたスプリング16の付勢力により押圧され
てフェイスカム13のフェイス(正面)にプランジャ17の
先端部が常時押圧され接触している。該プランジャ17は
その他端に固定されたピストン21と共にフェイスカム13
の回転に伴い往復運動を行う。プランジャ17の先端部が
図1(b)に示すようにフェイスカム13のフェイスの凹
部(谷)13bに接触しているときはピストン21の位置は
下死点にあり、フェイスの凸部(山)13aに接触してい
るときはピストン21は上死点にあり、ピストン21はこの
間の往復運動を行う。ピストン21には複数本のピストン
リング19が取り付けられ、ピストン21とシリンダ22とに
より圍まれた高圧空気室20の気密を保っている。なお、
高圧空気室20にはピストン21がほゞ下死点にある時に開
口する空気入口23が設けられ、ピストン21が下死点付近
に後退した時に前記空気溜り室7内の空気が空気通路8
を経て高圧空気室20内に侵入し、次で、ピストン21が前
進すると前記空気入口23は閉ざされ、ピストンの前進に
より加圧された高圧空気室20内の高圧空気はチェックバ
ルブ24を経て空気出口25より高圧空気貯留室(リザーブ
タンク)27内に送り込まれる。
【0015】なお図1(b)においてはフェイスカム13
の形状はカム1回転毎にプランジャ17が1ストロークす
るように1個の凹部13bが形成されたカムプロフィルが
示されているが、このカムプロフィルはこの形に限定さ
れることなく1個のフェイスカム13に複数の凹部を設け
フェイスカムの1回転毎にプランジャ17すなわちピスト
ン21が複数のストロークを行う形状としても良い。図1
(c)に3ヶの凹部13bを有するフェイスカムの1例の
側面図と平面図を示す。
【0016】高圧空気リザーブタンク27内の高圧空気は
高圧管28を経て図3(a)に示す回転式高圧空気分配装
置30に流入する。
【0017】回転式高圧空気分配装置30は図3(a)に
その縦断面図、図3(b)に図3(a)のB−B断面図
を示す。分配装置30は駆動プーリ31と、この駆動プーリ
により回転する分配バルブ本体32と、分配バルブハウジ
ング33とより成る。分配バルブ本体32は一端は駆動プー
リ31に、他端は高圧ガス発生部10のリザーブタンク27に
導通した高圧管28に連結し、高圧管28より流入する高圧
空気を分配バルブハウジング33にあけられた高圧空気入
口34よりバルブ本体32内に取り入れる。分配バルブ本体
32には図示の通りL字穴35が穿設され、高圧空気入口34
より流入した高圧空気は、L字穴入口35aより分配バル
ブ32内に入り、ハウジング33内での分配バルブ本体32の
回転に伴い、ハウジング33の周囲にあけられたハウジン
グ穴36(これは気筒数の分だけハウジング33の周囲に等
間隔にあけられ、本実施例では6気筒分として6ヶの穴
が各気筒の噴射順序すなわち#1、#5、#3、#6、
#2、#4にあけられている。とL字穴35の出口35bと
が一致したときに高圧空気が各気筒2内に噴出される。
この時、高圧空気の各気筒への噴出を十分に行うために
出口35bの形状は図3(b)に示す通りに円周方向に若
干拡げてある。分配バルブ本体32と分配バルブハウジン
グ33との間にはラビリンスパッキング37が配設され、分
配バルブ本体32の回転中における高圧空気の漏れ止めを
行っている。
【0018】図2に示すように回転式高圧空気分配バル
ブ駆動プーリ31は前記の高圧空気発生装置駆動プーリ12
と同様に吸排気弁駆動カムプーリ3に取り付けられたタ
イミングベルト9により駆動される。
【0019】上記の構成により、各気筒内における比較
的高圧の空気を更に高圧に圧縮する高圧空気発生装置10
とこの高圧空気を各気筒に分配する高圧空気分配装置30
とを分離することが可能となり、両装置が合体された構
造の前記特願平03−009222号に比較してそれぞれの装置
が簡単となり部品数が少くなり、コンパクト化がはか
れ、また摩擦損失も少い。また、従来のエンジンを改造
して本装置を取付けることも比較的容易に可能である。
【0020】図4に第2実施例を示す。本実施例は高圧
空気抽出装置5と高圧空気発生装置10に関しては第1実
施例と同一の構成であり、図1(a)(b)(c)はそのま
ゝ本実施例に適用する。本実施例が第1実施例と異ると
ころは、前記回転式高圧空気分配装置30に替えて、電磁
バルブを用いた電磁式高圧空気分配装置40を用いた点に
ある。
【0021】本実施例においては回転式高圧空気分配装
置部30の代りに図4に示す通り6ヶの電磁バルブ45を有
する電磁式高圧空気分配装置40を設け、電気信号により
順次電磁バルブ45の開閉を行い、高圧空気発生部10より
の高圧空気を高圧管28を経て各気筒2内に送出する。こ
のときの電磁バルブ開閉信号は電磁ピックアップにより
エンジンのプーリから取り出す。これにより各気筒への
高圧空気噴射期間を定める高圧バルブ開閉時期は電気信
号により容易に制御調整が可能となり、これによれば前
記第1実施例で示した回転式高圧空気分配装置30を用い
た場合に発生するおそれのあるガス洩れや焼きつきの心
配が無くなり、また、分配装置駆動プーリ31が不要とな
り、摩擦損失を低減することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明を実施することにより次の効果を
奏する。 (1)燃焼室内の拡散燃焼が促進され、黒煙の発生が低
減され、更にNOX の排出量の低減効果がある。 (2)空気噴射装置を多気筒機関に適用した従来のもの
に比べて、その装置が簡単で部品点数が少く、摩擦損失
が低減され、小型化、軽量化された高圧空気噴射装置が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による要部模式図を示し、図1
(a)は高圧空気抽出装置の断面図、図1(b)は高圧
空気発生装置の断面図、図1(c)は図1(b)のフェ
イスカムの平面図と側面図である。
【図2】本発明の実施例による高圧空気発生装置の駆動
プーリ及び回転式高圧空気分配装置の駆動プーリのエン
ジン本体への取付け配置図である。
【図3】本発明の実施例による回転式高圧空気分配装置
の模式図を示し、図3(a)はその要部断面図、図3
(b)は図3(a)のD−D断面図である。
【図4】本発明の他の実施例による電磁式高圧空気分配
装置の模式図である。
【図5】従来技術によるディーゼルエンジン用空気噴射
装置の要部断面図である。
【符号の説明】
5…高圧空気抽出装置 7…空気溜り室 10…高圧空気発生装置 12…高圧空気発生装置駆動プーリ 13…フェイスカム 17…プランジャ 20…高圧空気室 27…高圧空気貯留室 30…回転式高圧空気分配装置 31…回転式分配バルブ駆動プーリ 35…L字穴 37…ラビリンスパッキング 40…電磁式高圧空気分配装置 45…電磁バルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒より成るディーゼルエンジンの燃
    焼後期の作動中の各気筒内に高圧空気を噴射して拡散燃
    焼を促進する装置であって、各気筒より筒内高圧空気を
    抽出する装置と、前記抽出した高圧空気をカム機構によ
    り駆動されるプランジャにより更に高圧に加圧し貯留す
    る高圧空気発生装置と、前記貯留された高圧空気を前記
    エンジンの燃焼後期の行程に合わせて各気筒に分配し噴
    射する高圧空気分配装置とを具備したことを特徴とする
    ディーゼルエンジン用空気噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記高圧空気分配装置がエンジンのタイ
    ミングベルトにより駆動される回転式分配バルブより成
    ることを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジン
    用空気噴射装置。
  3. 【請求項3】 前記高圧空気分配装置がエンジンのプー
    リより取り出した電磁ピックアップの信号により開閉す
    る電磁バルブより成ることを特徴とする請求項1記載の
    ディーゼルエンジン用空気噴射装置。
JP16699091A 1991-07-08 1991-07-08 デイーゼルエンジン用空気噴射装置 Pending JPH0518249A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2258177A2 (en) 2006-12-15 2010-12-08 Rohm and Haas Company Mixtures comprising 1-methylcyclopropene
EP2392662A2 (en) 2007-04-23 2011-12-07 Basf Se Plant produtivity enhancement by combining chemical agents with transgenic modifications
EP2489267A2 (en) 2006-09-18 2012-08-22 Basf Se Pesticidal mixtures comprising an anthranilamide insecticide and a fungicide
EP2679095A1 (en) 2007-02-06 2014-01-01 Basf Se Pesticidal mixtures

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