JPH0649722U

JPH0649722U - 車両エンジンの排気装置

Info

Publication number: JPH0649722U
Application number: JP8638892U
Authority: JP
Inventors: 一生原; 真平井
Original assignee: 三菱自動車工業株式会社
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】この考案の目的は、排気ブレーキの作動時
に、排気圧の圧力変動が低減でき、しかも、排気バルブ
の調圧リフトのリフト量も低減できる車両エンジンの排
気装置を提供することにある。【構成】この考案の車両エンジンの排気装置は、排気
ブレーキを備えた車両において、エンジン１と排気ブレ
ーキ弁５との間の排気管３に所定容量の膨張室４を設け
て構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、排気ブレーキを備えた車両エンジンの排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

トラックなどの大型車両は、乗用車に比べて車重が重いために制動時にかかる慣性力が大きく、制動力をさらに強化する必要がある。そのため、この種の車両には、ドラムブレーキ等の通常のブレーキ装置に加え、補助ブレーキ装置が備えられている。

【０００３】補助ブレーキ装置の代表的なものとしては、排気ブレーキ装置があり、この排気ブレーキ装置は、排気マニホールドと触媒装置との間の排気管に介挿されたバタフライ弁とバタフライ弁を作動させるためのアクチュエータとを備えている。この排気ブレーキ装置は、エア圧によりアクチュエータを作動させてバタフライ弁を閉じ、エンジンからの排気を抑えることにより発生する排気圧をエンジンのピストンに負荷として与え、エンジンの駆動にブレーキをかけるものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

一般に、排気マニホールドは、各シリンダごとの排気順序を考えてパイプのレイアウトがなされており、排気干渉の防止と排気効率の向上が図られている。しかしながら、排気ブレーキを備えた車両においては、排気ブレーキが使用されると、バタフライ弁が閉じられるため、これにより、排気管は閉口端となり、排気管内の排気圧は、その直接波とバタフライ弁に跳ね返された反射波とがほぼ重なりあい、圧力波の大きなピークを生じることになる。このように、排気圧の圧力波に大きなピークが生じると、圧力変動幅が大きくなって、排気圧が安定せず、排気ブレーキの作動にむらが生じるといった不具合がある。また、このように排気圧の圧力変動幅が大きいと、バルブが正規リフト期間以外でリフトする「調圧リフト」のリフト量が大きくなるといった不具合もある。

【０００５】この考案は、上述した事情を考慮してなされたもので、その目的は、排気ブレーキの作動時に、排気圧の圧力変動が低減でき、しかも、排気バルブの調圧リフトのリフト量が低減できる車両エンジンの排気装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案の車両エンジンの排気装置は、排気ブレーキを備えた車両のエンジンにおいて、エンジンと排気ブレーキとの間の排気管に所定容量の膨張室を備えて構成されている。

【０００７】

【作用】

この考案の車両エンジンの排気装置によれば、排気ブレーキの作動時に、前記膨張室は、排気圧の直接波と間接波とのピークの重なりあいを防止し、排気圧を安定させる。

【０００８】

【実施例】

この考案の第１実施例を図１ないし図４に基づき詳細に説明する。図１には、たとえば、Ｖ型８気筒のディーゼルエンジン１（以下単に「エンジン」とする）の概略平面図が示されており、このエンジン１のシリンダ２は、４本ずつで対をなし、所定のバンク角で傾斜されている。そして、これらのシリンダ２は、図１で見て上下に、右バンクと左バンクとに分けられている。

【０００９】右バンク側の各シリンダ２の排気口１ａには、排気マニホールド２０の各分岐管がそれぞれ接続されている。排気マニホールド２０は、４本の分岐管が一本の排気管３に集合され、集合された排気管３には、上流側から膨張室４および排気ブレーキ弁５が順次介挿されている。また、左バンク側の各シリンダ２の排気口１ａにも、同様にして、排気マニホールド２０の各分岐管が接続され、これら分岐管は一本の排気管３に集合されて、この排気管３にも上流側から膨張室４および排気ブレーキ弁５が順次介挿されている。なお、これら排気ブレーキ弁５より下流側の排気管３には、触媒装置およびマフラ（いずれも図示せず）が介挿されている。

【００１０】膨張室４は、所定の容積、たとえば、少なくともシリンダ一つ分の容積を有したサージタンクからなっている。また、図２に示すように、この膨張室４の断面積は、排気管３よりも径が大きくされている。なお、図２中の符号６はピストンを示す。排気ブレーキ弁５は、バタフライ弁（図示せず）とアクチュエータ７からなっており、バタフライ弁はアクチュエータ７の作動により、開閉可能となっている。このアクチュエータ７には、電磁弁８を介してエアタンク９が接続されており、エア圧が供給可能となっている。アクチュエータ７は、リターンスプリング（図示せず）を内蔵したエアシリンダからなっている。電磁弁８は、３方向２位置の方向切換弁からなっており、通電されてオンとなるとき、エアタンク９をアクチュエータ７に接続し、通電が解除されオフとなるとき、エアタンク９側を閉じると同時に、アクチュエータ７を大気に接続する。また、電磁弁８のソレノイドコイルには、クラッチスイッチ１０、アクセルスイッチ１１、ブレーキスイッチ１２およびヒューズ１３を介して、車両の電源１４が接続されている。つまり、電磁弁８のソレノイドコイル、クラッチスイッチ１０、アクセルスイッチ１１、ブレーキスイッチ１２、ヒューズ１３および車両の電源１４により電気回路が構成されている。

【００１１】クラッチ・スイッチ１０は、クラッチペダルが踏まれたとき、オフ（ＯＦＦ）とされ、逆に開放されたとき、オン（ＯＮ）とされる。アクセル・スイッチ１１は、アクセルペダルが踏まれたとき、オフ（ＯＦＦ）とされ、逆に開放されたとき、オン（ＯＮ）とされる。排気ブレーキ・スイッチ１３は、例えば、単にオン・オフの切換スイッチである。

【００１２】また、エアタンク９には、所定のエア圧が蓄圧されており、そのエア圧は、エアポンプ（図示せず）により調節可能となっている。これより、排気ブレーキの作動を説明する。先ず、排気ブレーキ・スイッチ１３をオンにし、アクセルペダルおよびクラッチペダルを離すと、アクセル・スイッチ１１およびクラッチ・スイッチ１０がオンとなり、電源１４から電磁弁８のソレノイドコイルに電流が流れる。そして、電磁弁８は、エアタンク９のエア圧をアクチュエータ７に供給する。アクチュエータ７は、エア圧により排気ブレーキ弁５を閉じ、排気ブレーキを作動させる。したがって、排気ブレーキ弁５が閉じられると、エンジンからの排気の逃げが抑えられ、これにより発生する排気圧がエンジンのピストンに負荷となり、エンジンの駆動にブレーキがかけられることなる。

【００１３】排気ブレーキ・スイッチ１３をオフにすれば、電源１４から電磁弁８のソレノイドコイルへの電流がきれ、電磁弁８のエアタンク側が閉じ、アクチュエータ７内のエア圧が大気に開放される。したがって、アクチュエータ７のリターンスプリングの作用により排気ブレーキ弁５が開かれ、排気ブレーキが開放される。また、排気ブレーキ・スイッチ１３がオンであって、アクセルペダルまたはクラッチペダルのいずれかが踏まれている場合には、アクセルまたはクラッチ・スイッチ１１，１０がオフ（ＯＦＦ）となり、電源１４から電磁弁８のソレノイドコイルに電流が供給がなされない。したがって、アクチュエータ７にエア圧が供給されず、排気ブレーキ弁５は開いたままとなり、排気ブレーキは作動しない。

【００１４】クラッチ・スイッチ１０は、排気ブレーキ作動中にトランスミッションの変速操作をするためクラッチペダルを踏み込んだとき、一時的に排気ブレーキを開放させる働きをする。また、アクセル・スイッチ１１は、アクセルペダルを踏み込んだとき、一時的に排気ブレーキを開放する働きをする。すなわち、アクセルあるいはクラッチペダルを踏み込むと、アクセルあるいはクラッチ・スイッチ１０，１１により、前記電気回路が切れ、排気ブレーキ・スイッチ１２をオフしたときと同様に、一時的に排気ブレーキは開放される。ペダルを離せば電気回路はつながり、再び排気ブレーキは作動する。

【００１５】以下、排気管に膨張室４を設けた場合とそうでない場合におけるエンジン特性の比較データを説明する。図３は、排気ブレーキが使用された場合における、エンジンの回転数の変化にともなう排気弁の着座速度の変化を示すグラフである。この着座速度とは、排気弁が調圧リフトによりリフトしてから弁座まで戻るまでの速度のことを意味する。したがって、排気弁のリフト量が大きければ、それだけ排気弁に掛かるバルブスプリングの付勢力が大きくなり、排気弁の着座速度が速くなるため、着座速度が速いほど調圧リフトのリフト量が大きいことがわかる。

【００１６】グラフ中、Ｌ１は、膨張室のない従来のエンジンの場合、Ｌ２は、２リットルの膨張室を設けたエンジンの場合、Ｌ３は、４リットルの膨張室を設けたエンジンの場合、Ｌ４は、８リットルの膨張室を設けたエンジンの場合である。このグラフによれば、エンジンの回転数が大きくなるに従い着座速度が速くなっている、すなわち、従い調圧リフトのリフト量が大きくなっていることがわかる。また、その中でも、膨張室の容量が大きなエンジンほど着座速度が遅くなっている。すなわち、調圧リフトのリフト量が小さくなっていることもわかる。したがって、排気管に膨張室を設けたエンジンは、排気弁の調圧リフトのリフト量がそれだけ低減されるということになり、このように、排気弁の調圧リフトのリフト量が低減されれば、着座時の排気弁に過大な力が掛からないので、排気弁の信頼性も向上するといった優れた効果を奏する。

【００１７】図４には、１つのシリンダに注目して、エンジンの１サイクル中における排気管内の排気圧の変化を示したグラフである。なお、グラフの横軸は、クランクシャフトのクランク角を示し、ＴＤＣ (TOP DEAD CENTER)は上死点を、ＢＤＣ(BOT TOM DEAD CENTER)は下死点を示す。図４のグラフ中、実線で示すＬ５は、４リットルの膨張室を設けたエンジンの場合、点線で示すＬ６は、膨張室を設けてない従来のエンジンの場合である。

【００１８】このグラフによれば、４リットルの膨張室を設けたエンジンは、それを設けてないエンジンに比べ排気圧の上下変動幅が小さくなっていることがわかる。したがって、排気管に膨張室を有するエンジンは、排気圧の圧力変動が低減されることになり、排気ブレーキの吸収馬力の増加が図れるなどの優れた効果を奏することにもなる。

【００１９】また、Ｖ型８気筒のディーゼルエンジンは、一般に、片バンクにおける着火順序がエンジンの１サイクル中９０度または２７０度の不等間隔で行われることから、４気筒のエンジンに比べて排気脈動が大きいため、上述したように、このエンジンと排気ブレーキ弁との間の排気管に膨張室を設ければ、排気脈動の低減が図れるなど特に効果的である。

【００２０】図５には、この考案の第２実施例が示されている。この第２実施例によれば、左および右バンクの各シリンダ２の排気口１ａに接続された排気マニホールド２０は、各分岐管が一本の排気管３に集合されており、この排気管３には、膨張室４および排気ブレーキ弁５が介挿されている。この第２実施例の場合にも、第１実施例と同様に、排気脈動が低減できる等の優れた効果が得られることは言うまでもない。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の車両エンジンの排気装置によれば、排気ブレーキを備えた車両のエンジンにおいて、エンジンと排気ブレーキとの間の排気管に所定容量の膨張室を設けたから、排気ブレーキ作動時に、排気圧の圧力変動が低減できて、排気ブレーキの吸収馬力の増加を図ることができる。また、排気バルブの調圧リフトのリフト量も低減できることから、排気弁の信頼性向上も図ることができるなどの優れた効果を奏する。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖ８エンジンの排気系を示す概略図である。

【図２】エンジンの排気系を示す概略図である。

【図３】エンジンの回転数に伴う排気弁の着座速度の変
化を示すグラフである。

【図４】エンジンの１サイクル中における排気管内の圧
力の変化を示すグラフである。

【図５】第２実施例のＶ８エンジンの排気系を示す概略
図である。

【符号の説明】

１エンジン２シリンダ３排気管４膨張室５排気ブレーキ弁２０排気マニホールド

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】排気ブレーキを備えた車両のエンジンに
おいて、エンジンと排気ブレーキとの間の排気管に所定容量の膨
張室を設けたことを特徴とする車両エンジンの排気装
置。