JPH0612228Y2 - 第３弁エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 高出力エンジンは車両総重量の大きい車両に搭載され、
それによってエンジンブレーキ補助装置の吸収馬力も車
両総重量に比例して減速性能を大きくすることが望まれ
た。

本考案は、高出力エンジンにおける吸・排気行程で行わ
れる排気ブレーキと、圧縮・膨張行程で行われる圧縮エ
ンジンブレーキとの吸収仕事を加算して大きな減速性能
を無理なく出させるようにしたエンジンブレーキ補助装
置において、圧縮エンジンブレーキの圧縮空気の開放の
ため、吸・排気弁以外に専用弁である第３弁を設け、そ
の作動を油圧で行える構造にし、圧縮エンジンブレーキ
の作動時に自気筒の第３弁を作動させるのみではなく、
エンジンブレーキを必要としない通常運転時には他気筒
の第３弁を作動させて、排気効率の向上を計る第３弁エ
ンジンブレーキ装置に関するものである。

従来の技術 従来より、車両の制動にはフートブレーキの他にも、エ
ンジンが発生したエネルギーを車両の減速時に吸収させ
るエンジンブレーキ補助装置があった。

このエンジンブレーキ補助装置について、第３図の如
く、ディーゼルエンジンの燃焼及びブレーキングサイク
ルにおけるＰＶ線図で示すと、(a)はエンジンブレーキ
補助装置が付設されない通常のエンジンブレーキであ
り、（ｂ）はディーゼルエンジン搭載車両の大多数が採
用している、排気通路を閉塞することにより排圧を上げ
エンジンの排気行程での排気仕事として車両の運動エネ
ルギーを吸収した方式の排気ブレーキであり、（ｃ）は
エンジンをエアコンプレッサとして作動させ、圧縮上死
点（ＴＤＣ）近傍にて弁を開け、圧縮空気を逃がすこと
によりピストンの圧縮仕事を吸収させた圧縮エンジンブ
レーキであって、（ｄ）は排気ブレーキ及び圧縮エンジ
ンブレーキが互に悪影響を与えずに吸収仕事の加算がで
きるとのことで組合わせた併用式エンジンブレーキ補助
装置であった。

そして、上記併用式エンジンブレーキ補助装置は、クラ
ッチ及びアクセルペダルが踏まれていない等の条件で併
用式エンジンブレーキ補助装置における作動スイッチが
ＯＮになると、排気ブレーキ及び圧縮エンジンブレーキ
のブレーキングサイクルが同時に併用して作動を開始す
るものであった。

そこで、特に、上記併用式エンジンブレーキにおける圧
縮エンジンブレーキである第３弁エンジンブレーキの構
造を第４図により説明すると、第３弁作動用の油圧を発
生させるマスターピストン２′と、そのマスターピスト
ンを同じ気筒の排気カム４′にフォローすることにより
押圧する第３タペット３′とをクランクケース６′側面
に配置し、上記マスターピストンにより加圧された油圧
で自気筒のロッカブラケット16′に内蔵されたスレイブ
ピストン９′を押下げ、圧縮上死点（ＴＤＣ）近傍で気
筒内の圧縮空気を排気ポート10′へ開放する第３弁１′
をシリンダヘッド８′に設けたものであった。

そして、この第３弁１′による作動タイミングを第５図
によって示すと、実線の排気弁リフト及び鎖線の吸気弁
リフトに対して、破線の如く開弁するものであった。

なお、上述した図面中において、５′はマスターピスト
ンボディ、７′は排気弁作動用タペット、11′は排気弁
バルブ、12′はパイプ、そして13′はチェックバルブで
ある。

考案が解決しようとする課題 ところで、前述した従来の装置は、圧縮エンジンブレー
キのために第３弁１′を設け、該第３弁作動のために、
第３弁用タペット３′及びマスターピストン２′により
加圧された油圧を第３弁作動のスレイブピストン９′に
連結するパイプ12′が設置され、また、その設置のため
に種々の加工取付けが施されているわりには、圧縮エン
ジンブレーキにしか利用されておらず、活用頻度が少な
く有効活用されたものといえなかった。

そこで、本考案は、その点を改良し有効活用するために
圧縮エンジンブレーキを備えた４サイクルエンジンにお
いて、排気カム４′にフォローする第３弁用タペット
３′によるマスターピストン２′の作動での加圧によっ
て自気筒の第３弁１′を圧縮行程後半で開弁させて吸収
仕事をさせる圧縮エンジンブレーキ作動の機能に、さら
に、エンジンブレーキを必要としない通常走行時におい
て、着火が進んでいる他気筒の第３弁を開弁して通常運
転時の排気行程における排気効率の向上をさせる作動機
能が付加されることを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案は、前述の課題を解決するもので、排気カムのフ
ォローでマスターピストンが発生させた油圧を受けて圧
縮行程後半に自気筒の第３弁を開弁し、シリンダ内のガ
スを排気ポートに逃がして圧縮・膨張行程に吸収仕事を
発生させるエンジンブレーキ補助装置において、前記マ
スターピストンで発生させた油圧を、自気筒の第３弁を
作動させるスレイブピストン及び自気筒が圧縮行程の時
に排気行程となる他気筒の第３弁を作動させるスレイブ
ピストンに導く流路を設け、該流路の途中に切換え電磁
弁を配設して、エンジンブレーキ作動時には自気筒の第
３弁を開閉させ、通常走行時には他気筒の第３弁を開閉
させるように流路切換えを行うように構成したことを特
徴とする第３弁エンジンブレーキ装置である。

作用 前述の手段によれば、切換え電磁弁を作動させて油圧流
路の切換えを行うことができるので、エンジンブレーキ
作動時には自気筒のスレイブピストンに油圧を導いて圧
縮行程後半に第３弁を開弁し、また、エンジンブレーキ
を必要としない通常走行時には他気筒のスレイブピスト
ンに油圧を導くように流路を切換え、排気行程にある他
気筒の第３弁を開弁する。

このため、エンジンブレーキ作動時にはピストンの圧縮
仕事を吸収してエンジンブレーキ力が増し、通常走行時
には排気の開口面積が大きくなって排気効率を向上させ
る。

実施例 本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、
複数の気筒より成る４サイクルエンジンの１気筒要部を
示しており、１は第３弁バルブ、２はマスターピスト
ン、３は第３弁用タペット、４は排気カムである。この
排気カムをフォローする第３弁用タペット３と、該タペ
ットによって押出され作動するマスターピストン２がマ
スターピストンボディ５に設けられ、このマスターピス
トンボディ５はクランクケース６の側面に設置されてい
る。

そして、マスターピストンボディ５には切換え電磁弁21
を介してパイプ12,14が連結され、パイプ12の他端は自
気筒Ａの第３弁バルブ１を作動させるスレイブピストン
９に、パイプ14の他端は他気筒Ｂ（図示省略）の第３弁
バルブを作動させるスレイブピストンに、各々連結され
ている。また、自気筒Ａのスレイブピストン９には、他
気筒Ｃ（図示省略）のマスターピストンで加圧した油圧
を導くパイプ17が連結されている。なお、図中13,15,18
はいずれもチェックバルブを示し、７は排気弁作動用タ
ペット、８はシリンダヘッド、10は排気ポート、11は排
気弁、16はシリンダヘッド８上のロッカブラケット、19
は油圧制御用電磁弁、20は第３弁作動制御用電磁弁であ
る。

上述した切換え電磁弁21には３方弁タイプを用い、マス
ターピストン２で発生させた高圧の油圧流路として、パ
イプ12又は14のいずれか一方を選択切換えできるように
なっている。パイプ14が連結される他気筒Ｂは、自気筒
Ａが圧縮行程の時に着火が進んで排気行程となる気筒を
選択すればよく、たとえば直列６気筒のエンジンの場合
には自気筒Ａに対して着火が２４０度進んだ気筒となる
（たとえば＃３気筒から＃１気筒へ接続）。また、この
場合にパイプ17で接続されている他気筒Ｃは自気筒Ａか
ら着火２４０度遅れた気筒となるので、他気筒Ｃが圧縮
行程の時に自気筒Ａは着火の進んだ排気行程になる。

以下、上述した構成による第３弁エンジンブレーキ装置
の作用を説明する。

まず最初にエンジンブレーキを作動させた走行常態につ
いて説明すると、切換え電磁弁21は、クラッチ及びアク
セルペダルが踏まれていない等の条件を受けてエンジン
ブレーキ補助装置の作動スイッチ（図示省略）がＯＮに
なった時、パイプ12を油圧の流路として選択するポジシ
ョンに切換えられる。従って、排気カム４にフォローす
る第３弁用タペット７の押圧によって作動するマスター
ピストン２で加圧された油圧は、切換え電磁弁21を経て
パイプ12に導かれ、該パイプ12及びチェックバルブ15を
通って自気筒Ａのスレイブピストン９に作用する。この
油圧によってスレイブピストン９が押し下げられ、第３
弁バルブ１は開弁する。すなわち、第２図に破線で示し
た第３弁リフトの如く、圧縮行程後半に第３弁バルブ１
が開弁するようなタイミングに制御されるので、圧縮行
程で圧縮されたシリンダ内のガスは、第３弁バルブ１の
開弁によって形成された開口部から排気ポート10へ流出
する。このため、圧縮行程から膨張行程に移った時には
シリンダ内の圧縮ガスがほとんど排出されており、この
圧縮ガスがピストンを押圧してエンジンブレーキとは反
対方向（エンジンブレーキ力を低減する方向）の力が発
生するのを防止できる。なお、このようなエンジンブレ
ーキ作動時には、パイプ14を通って他気筒Ｂヘ、あるい
は、他気筒Ｃからパイプ17を通って自気筒Ａへといった
油圧の作用はなく、図示しない他気筒においても、各々
が圧縮行程後半に自気筒の第３弁バルブを開弁するよう
にしてある。

一方、エンジンブレーキの作動を必要としない通常走行
状態（アクセルペダルが踏み込まれたエンジンブレーキ
補助装置の作動スイッチがＯＦＦ）では、切換え電磁弁
21がパイプ14を油圧の流路として選択するポジションに
切換えられる。従って、排気カム４にフォローする第３
弁用タペット３の押圧によって作動するマスターピスト
ン２で加圧された油圧は、切換え電磁弁21を経てパイプ
14に導かれ、他気筒Ｂのスレイブピストン９に作用して
第３弁バルブを開弁する。この時の他気筒Ｂは、着火が
進んで排気行程にあり、第２図に実線で示した排気弁リ
フト及び鎖線で示した吸気弁リフトの如く、排気弁バル
ブ11が開弁した状態、あるいは、排気弁バルブ11と図示
省略の吸気弁バルブとの開弁がオーバーラップした状態
にある。このような排気行程で第３弁バルブ１が開弁す
ると、シリンダ内と排気ポート10とを連通する開口面積
が増加して排気効率を向上させることができる。また、
吸気弁バルブとのオーバーラップを増大させることもで
きる。すなわち、直列６気筒の４サイクルエンジンを例
にとると、自気筒Ａの圧縮行程で発生した油圧は着火が
２４０度進んでいる他気筒Ｂの第３弁バルブを開弁（た
とえば＃３気筒の油圧で＃１気筒の第３弁バルブを開弁
等）し、また、自気筒Ａが排気行程になった時は、着火
が２４０度遅れている他気筒Ｃからの油圧を受けて自気
筒の第３弁バルブ１を開弁する。

また、切換え電磁弁21等のバルブ作動制御にエンジン負
荷やエンジン回転数の条件を加えることも可能であり、
たとえば、低速領域では第３弁バルブ１の開弁操作を停
止しておき、高速領域に入った時だけ第３弁バルブ１の
開弁操作を実施するようにしてもよい。このようにすれ
ば、高速回転領域での排気効率向上が得られてエンジン
性能の向上に有効となるばかりか、大きなブレーキ力を
必要とする高速走行時にのみエンジンブレーキ力を増加
させることもできる。

なお、第３弁バルブ１の開弁タイミングは、排気カム
４、排気弁作動用タペット７及び第３弁用タペット３等
の配置や形状によって好みの設定が可能であり、これに
よってエンジンブレーキ力やエンジン性能を目的に応じ
て調整できる。

考案の効果 前述した本考案の第３弁エンジンブレーキ装置によれ
ば、従来エンジンブレーキ力の増加にのみ利用されてい
た第３弁バルブを、通常走行時の排気効率向上やオーバ
ーラップの増大にも利用できるようになり、装置の有効
利用及び車両の性能向上に大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による第３弁エンジンブレーキ装置の一
実施例を示す構造図であって、(A)は説明構造断面図、
(B)は一部断面側面図、第２図は同装置による通常運転
時と第３弁エンジンブレーキ運転時の作動タイミング
図、第３図はディーゼルエンジンの燃焼及びブレーキン
グサイクルのＰＶ線図であって、(a)は通常のエンジン
ブレーキのＰＶ線図、(b)は排気ブレーキＰＶ線図、(c)
は圧縮エンジンブレーキＰＶ線図、(d)は併用式エンジ
ンブレーキＰＶ線図、第４図は従来の第３弁エンジンブ
レーキの構造図であって、(A)は説明構造断面図、(B)は
一部断面側面図、第５図は従来の第３弁エンジンブレー
キ作動タイミング図である。 １，１′……第３弁バルブ、２，２′……マスターピス
トン、３，３′……第３弁用タペット、４，４′……排
気カム、５，５′……マスターピストンボディ、６，
６′……クランクケース、７，７′……排気弁作動用タ
ペット、８，８′……シリンダヘッド、９，９′……ス
レイブピストン、10,10′……排気ポート、11,11′……
排気弁バルブ、12,12′……パイプ、13,13′……チェッ
クバルブ、14……パイプ（他気筒Ｂへの）、15……チェ
ックバルブ、16,16′……ロッカブラケット、17……パ
イプ（他気筒Ｃからの）、18……チェックバルブ、19,2
0……電磁弁、21……切換電磁弁、Ｐｐ……ポンピング
損失、Ｐｃ……コンプレッション損失。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気カムのフォローでマスターピストンが
   発生させた油圧を受けて圧縮行程後半に自気筒の第３弁
   を開弁し、シリンダ内のガスを排気ポートに逃がして圧
   縮・膨張行程に吸収仕事を発生させるエンジンブレーキ
   補助装置において、前記マスターピストンで発生させた
   油圧を、自気筒の第３弁を作動させるスレイブピストン
   及び自気筒が圧縮行程の時に排気行程となる他気筒の第
   ３弁を作動させるスレイブピストンに導く流路を設け、
   該流路の途中に切換え電磁弁を配設して、エンジンブレ
   ーキ作動時には自気筒の第３弁を開閉させ、通常走行時
   には他気筒の第３弁を開閉させるように流路切換えを行
   うように構成したことを特徴とする第３弁エンジンブレ
   ーキ装置。