JPH06229357A - 車両用ディーゼルエンジンの燃料節減装置 - Google Patents

車両用ディーゼルエンジンの燃料節減装置

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JPH06229357A
JPH06229357A JP1658893A JP1658893A JPH06229357A JP H06229357 A JPH06229357 A JP H06229357A JP 1658893 A JP1658893 A JP 1658893A JP 1658893 A JP1658893 A JP 1658893A JP H06229357 A JPH06229357 A JP H06229357A
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JP
Japan
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engine
flywheel
rotational energy
crankshaft
vehicle
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JP1658893A
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English (en)
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Takashi Takahashi
崇 高橋
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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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  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン構造は従来構造のままで、簡単な装
置を付設するだけで大幅な燃料節減と排気ガス低減を可
能にし、かつ一時停車毎にエンジン停止しても、次の発
進時に確実かつ簡単に起動することができる車両用ディ
ーゼルエンジンの燃料節減装置を提供すること。 【構成】 ディーゼルエンジン1を搭載した車両におい
て、前記エンジン1のクランク軸3端に、常時は非接続
状態で車両発進時に一時的に接続状態にする摩擦クラッ
チ7と前記クランク軸3から出力方向だけに動力伝達す
る一方向クラッチ6とを介して、増速機8及び該増速機
8に連結するフライホイール9を接続すると共に、該フ
ライホイール9から前記摩擦クラッチ7方向へ動力が戻
る伝達経路に、該戻り方向だけに動力伝達する減速機1
3を介在させ、かつ前記ディーゼルエンジン1の燃料噴
射弁に、エンジン出力が不要になるとき燃料供給を遮断
する機構を設けた車両用ディーゼルエンジンの燃料節減
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用ディーゼルエンジ
ンの燃料節減装置に関し、さらに詳しくは一時停車等で
エンジン停止するようにしても、次の発進時の起動を確
実に行えるようにする車両用ディーゼルエンジンの燃料
節減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大型のバスやトラック等のディー
ゼルエンジン車が発生する排気ガスによって大気汚染が
進むことが問題にされている。ディーゼルエンジンの排
気ガス中の有害ガスを低減する対策としては、エンジン
構造の面から種々の研究が進められているが、大幅な改
善のできなていないのが現状である。
【0003】一方、排気ガスを低減することは燃料消費
を少なくすることと対応するため、大型バスやトラッ
ク、或いは塵芥収集車などのように停発進の頻度の多い
車両の場合には、一時停車する毎に燃料供給を遮断する
ようにすれば約20%の燃料節減が可能になると推定さ
れている。しかし、このように一時停車毎にエンジンを
停止するためには、次の発進時の起動を自動的に確実に
行うようにしなければ、実用化することは不可能であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エン
ジン構造は従来構造のままで、簡単な装置を付設するだ
けで大幅な燃料節減と排気ガス低減を可能にする車両用
ディーゼルエンジンの燃料節減装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、一時停車毎にエンジン停止す
るようにしても、次の発進時の起動を確実に簡単に行え
るようにする車両用ディーゼルエンジンの燃料節減装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、ディーゼルエンジンを搭載した車両において、前
記エンジンのクランク軸端に、常時は非接続状態で車両
発進時に一時的に接続状態にする摩擦クラッチと前記ク
ランク軸から出力方向だけに動力伝達する一方向クラッ
チとを介して、増速機及び該増速機に連結するフライホ
イールを接続すると共に、該フライホイールから前記摩
擦クラッチ方向へ動力が戻る伝達経路に、該戻り方向だ
けに動力伝達する減速機を介在させ、かつ前記ディーゼ
ルエンジンの燃料噴射弁に、エンジン出力が不要なとき
燃料供給を遮断する機構を設けたことを特徴とするもの
である。
【0006】上述のようにエンジン出力が不要になった
とき燃料噴射弁が遮断するため、一時停車する毎に燃料
が供給されなくなり、燃料の消費と排気ガスの排出がな
くなって大幅な燃料節減が可能になる。また、クランク
軸に一方向クラッチ介してフライホイールを連結し、し
かもその連結において増速機を介在させたことにより、
車両走行中のクランク軸の動力をフライホイールに極め
て大きな回転エネルギーとして蓄積させることができ
る。そのため一時停車時にエンジンを停止しても、次の
発進時に、フライホイールに蓄積された回転エネルギー
を摩擦クラッチの接続によってクランク軸に入力すれ
ば、エンジンを容易に起動することができる。
【0007】この場合、フライホイールに蓄積された回
転エネルギーは、増速機により増速されており、例え
ば、走行中のエンジン回転数が2,000r.p.m.で、増
速機の増速比が15倍であると、30,000r.p.m.に
なっている。このような超高速回転は、起動に当たり増
速機を経由してクランク軸へ戻すだけでは、2,000
r.p.m.前後の回転になるため回転が早すぎ、摩擦クラッ
チを焼損させることになるため円滑な起動を行うことは
難しい。
【0008】しかし、本発明ではフライホイールから前
記摩擦クラッチ方向へ動力を戻す経路に、戻り方向だけ
に動力伝達する減速機を介在させているため、この減速
機によってエンジンの起動操作に最も適した回転数(例
えば500r.p.m.前後)まで減速させることができ、摩
擦クラッチの焼損を発生することなく極めて円滑に起動
することができる。
【0009】したがって、本発明の燃料節減装置によれ
ば、バスや廃棄物集収車等の停車発進の頻度の多い車両
に適用した場合には、その燃料節減と排気ガス低減を約
30%以上にも大幅なものにすることが期待できる。
【0010】
【実施例】図1は、車両に搭載のディーゼルエンジンに
本発明の燃料節減装置を付設したときの原理図を示し、
図2は本発明の燃料節減装置の詳細を示すものである。
1はディーゼルエンジンであり、そのクランク軸からク
ラッチ2を介して駆動輪(図示せず)に動力伝達される
ようになっている。ここで使用されるディーゼルエンジ
ン1としては、従来構造のままで何ら差し支えない。
【0011】クランク軸3の他端(前端)側には、一方
向クラッチ6を介して回転エネルギー蓄積機構5が取り
付けられている。回転エネルギー蓄積機構5は増速機8
と、この増速機8に連結したフライホール9から構成さ
れている。この増速機8は3軸のロックドトレーンから
構成され、その増速比が約14〜15倍程度に設定され
ている。また、上記一方向クラッチ6の連結部分には、
摩擦クラッチ7と遊星歯車機構からなる減速機13とが
組み込まれている。減速機13は、その減速比が約1/
3〜1/4程度に設定されている。
【0012】一方向クラッチ6は、その一例として図3
に概略が示されている。すなわち、この一方向クラッチ
6は、入力部6aを内側に、その外側に円筒状の出力部
6bを配置すると共に、入力部6aをクランク軸3に、
出力部6bを回転エネルギー蓄積機構5にそれぞれ接続
するようにしている。このような入力部6aと出力部6
bとの内外配置において、入力部6aは外周に複数の傾
斜溝6cを設けると共に、それら傾斜溝6cにそれぞれ
ローラ(またはボール)6dを挿入し、その外側に出力
部6bを嵌合させている。
【0013】したがって、入力部6a側が駆動側として
矢印方向に回転するときは、その動力をローラ6dを介
して出力部6bに伝達するが、出力部6bが駆動側とし
て同方向に回転しても、その動力を入力部6a側に伝達
させることはできない。他方、摩擦クラッチ7は、上記
減速機13に固定された入力端板7aと、クランク軸3
の軸端にスプライン嵌合した出力端板7bとから構成さ
れており、その出力端板7bをクラッチレバー10のシ
フト操作により軸方向に摺動することにより、入力端板
7a側に断続(接続、離間)させるようになっている。
この摩擦クラッチ7は、一時停車後の発進時に接続さ
れ、走行中にはバネ11により非接続状態に保持される
ようになっている。
【0014】減速機13は遊星歯車機構から構成され、
回転エネルギー蓄積機構5の軸8aにスプライン嵌合し
た連結部14の上に組み付けられている。減速機13を
構成する太陽歯車13aは連結部14の外周に形成さ
れ、この太陽歯車13aに3個の遊星歯車13bが噛合
し、さらにこれら遊星歯車13bの外周に内歯歯車13
cが噛合している。その内歯歯車13cはケーシング1
5に固定されており、また遊星歯車13bは、キャリヤ
16に軸17を介して回転自在に軸支されている。その
キャリヤ16は、軸受部15aの外周に同心に回転自在
に軸支され、かつ上記遊星歯車13bを挟んだ他側に摩
擦クラッチ7の入力端板7aを固定している。
【0015】したがって、上記構成からなる減速機13
は、クランク軸3の動力が一方向クラッチ6を介してフ
ライホイール9側へ入力する時は、単に遊転するだけで
あるが、フライホイール9の動力をクランク軸3側へ戻
すときには動力を減速伝達するようになっている。すな
わち、減速機13は、摩擦クラッチ7が接続されて、フ
ライホイール9に蓄積された回転エネルギーをクランク
軸3へ入力するときのみ作動するようになっている。
【0016】また、上記ディーゼルエンジン1には、燃
料噴射弁(図示せず)を遮断する制御部12が設けられ
ている。この制御部12は、エンジンの出力が必要でな
いとき、自動的に燃料噴射弁を遮断するようになってい
る。この制御部12による燃料噴射弁の遮断制御は、そ
の一例としてエンジン回転数或いはアクセルの開度によ
り、そのエンジン出力が不要になったとき(例えばエン
ジン回転数が一定以下になったとき)を検出して行うよ
うにすることができる。
【0017】上述したように、本発明の燃料節減装置を
付設したディーゼルエンジンは、エンジン出力が不要に
なると自動的に燃料噴射弁が遮断され、燃料の消費や排
気ガスの排出が行われなくなる。一方、車両走行中は、
クランク軸3の動力が一方向クラッチ6を介して回転エ
ネルギー蓄積機構5のフライホイール9に回転エネルギ
ーとして蓄積される。このフライホイール9に入力され
る回転エネルギーは、増速機8によって一層高速化され
て入力されるため、クランク軸3の回転数が2,000
r.p.m.、増速機8の増速比が15倍程度であると、約3
0,000r.p.m.もの超高速回転のエネルギーになって
蓄積される。
【0018】このときのフライホイール9の回転エネル
ギーEは、E=(1/2)Iω2 (Iは慣性能率、ωは角速
度)で与えられ、角速度ωの二乗に比例するため、フラ
イホイール9に蓄積される超高速回転の回転エネルギー
は極めて大きなものになる。したがって、小径のフライ
ホイールであっても大きな回転エネルギーが蓄積可能に
なり、装置のコンパクト化を有利にする。また、このよ
うに回転エネルギーが大きいため、一時停車後の発進時
のエンジン起動に利用すれば、確実かつ簡単に起動させ
ることができる。
【0019】このときのエンジン起動において、フライ
ホイール9の回転を単に増速機8を逆流させただけで使
用すると、30,000r.p.m.近い回転は2,000r.
p.m.前後までしか減速されていないので、この回転数の
ままで摩擦クラッチ7を接続すると、その摩擦クラッチ
7が焼損してしまう恐れがある。しかし、上記装置で
は、フライホイール9の動力をクランク軸3へ戻すとき
だけ作動するようにした減速機13を介在させているた
め、この減速機13によって約2,000r.p.m.の回転
は摩擦クラッチ7に影響を与えない約500r.p.m.前後
まで減速され、摩擦クラッチ7を焼損することなく円滑
にエンジン起動することができる。
【0020】したがって、エンジンの起動操作は、クラ
ッチレバー10の操作によって摩擦クラッチ7を接続す
るだけでよい。この摩擦クラッチ7の接続によりフライ
ホイール9の回転エネルギーがクランク軸3に入力し、
エンジン1は簡単に起動する。摩擦クラッチ7の接続操
作は、手動および自動のいずれで行ってもよい。自動化
は、例えばエンジン回転数又はアクセル等に連動させれ
ば容易に行うことができる。
【0021】また、上記車両においてエンジンブレーキ
を利用するときは、燃料噴射弁が遮断された状態でブレ
ーキ力が作動し、かつクランク軸3とフライホイール9
との間は一方向クラッチ6で接続されているためフライ
ホイール9の回転力がエンジン1に作用することはな
く、従来の車両と何ら変わらないエンジンブレーキにす
ることができる。
【0022】
【発明の効果】上述したように、本発明は、エンジン出
力が不要になったとき燃料噴射弁を遮断して燃料消費を
行わないようにする一方、クランク軸に一方向クラッチ
介してフライホイールを連結し、しかもその連結に増速
機を介在させたことにより、車両走行中のクランク軸の
回転をフライホイールに大幅に増速させた回転エネルギ
ーとして蓄積させることができる。そのため、一時停車
などでエンジン停止後の発進時において、上記高度に蓄
積された回転エネルギーを利用することによって、エン
ジンを簡単に起動させることができる。しかも、このエ
ンジン起動時には、フライホイールの動力を、上記増速
機を逆流させた上に更に減速機によって減速するように
しているため、摩擦クラッチを円滑に接続することがで
きるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料節減装置をディーゼルエンジンに
付設したときの原理図である。
【図2】本発明の燃料節減装置の一実施例を詳細に示す
縦断面図である。
【図3】図1の装置に使用した一方向クラッチの一例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 3 クランク軸 6 一方向クラッチ 7 摩擦クラッチ 8 増速機 9 フライホイー
ル 12(燃料噴射弁の)制御部 13 減速機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンを搭載した車両にお
    いて、前記エンジンのクランク軸端に、常時は非接続状
    態で車両発進時に一時的に接続状態にする摩擦クラッチ
    と前記クランク軸から出力方向だけに動力伝達する一方
    向クラッチとを介して、増速機及び該増速機に連結する
    フライホイールを接続すると共に、該フライホイールか
    ら前記摩擦クラッチ方向へ動力が戻る伝達経路に、該戻
    り方向だけに動力伝達する減速機を介在させ、かつ前記
    ディーゼルエンジンの燃料噴射弁に、エンジン出力が不
    要なとき燃料供給を遮断する機構を設けた車両用ディー
    ゼルエンジンの燃料節減装置。
JP1658893A 1993-02-03 1993-02-03 車両用ディーゼルエンジンの燃料節減装置 Pending JPH06229357A (ja)

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