JPH10121922A

JPH10121922A - 排気バルブの異常運動防止装置

Info

Publication number: JPH10121922A
Application number: JP27319896A
Authority: JP
Inventors: Makoto Adegawa; 眞阿出川; Haruki Kobayashi; 治樹小林
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】排気ブレーキの作動時に、排気バルブが強制
的に開弁されるを防止して、制動効果を高める。【解決手段】シリンダヘッド１における排気バルブ３
の貫通部の少なくとも一側方に、駆動手段１３により排
気バルブ３の軸線と直交する方向に往復運動させられる
ことにより、先端が排気バルブ３の軸部３ａと当接する
押圧部材１５を有するクランプ装置１１を設け、排気ブ
レーキの作動時において、排気バルブ３が閉じられてい
るときに、前記駆動手段１３を作動させて押圧部材１５
を押動することにより、排気バルブ３の軸部３ａの動き
を規制するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気バルブが、正
規のバルブタイミング以外のところで開くのを防止しう
るようにした異常運動防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンを搭載している大型
車輌には、通常、排気管に設けた排気シャッタを閉じる
ことにより、エンジンをコンプレッサのように作用させ
て、負の仕事を行わせ、車輌の制動を行うようにした排
気ブレーキ装置が装着されている。

【０００３】このような排気ブレーキ装置を備えるエン
ジンでは、排気管内の圧力が一定値を超えると、図９に
示すように、排気バルブが、カムのプロフィールに沿っ
たバルブタイミング(ａ)以外のタイミング(ｂ)、すなわ
ち吸入行程で再び強制的に開かれ、排気管内の圧力がシ
リンダ内及び吸気ポート側に漏出して、制動効果が損な
われる。

【０００４】排気バルブが上記のように吸入行程で開弁
させられるのは、次の理由による。すなわち、シリンダ
内が高圧(正圧)となる圧縮及び燃焼行程においては、排
気管内の圧力により排気バルブが開弁されることはない
が、吸入行程では、シリンダ内は負圧となるため、排気
管内とシリンダ内の圧力差が大となり、排気管内の圧力
がバルブスプリングのセット荷重を超えた際に、排気バ
ルブは強制的に開弁させられる。

【０００５】このような問題を解決するためには、排気
バルブのバルブスプリングのばね定数を大きくしてセッ
ト荷重を高めることが効果的であり、このようにする
と、排気ブレーキの作動時に排気管内の圧力が上昇して
も、排気バルブが容易に開かれることはない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バルブスプリ
ングのばね定数を大としてセット荷重を高めると、排気
ブレーキの利きが良くなる反面、動弁系の機械的損失が
増大して出力が低下するとともに、排気バルブの弁フェ
ースや弁座、及びカム、ロッカアーム、タペット、バル
ブ軸端等の接触面の摩耗を早める。

【０００７】そのため、バルブスプリングのばね定数を
大とするには自ずと限界があり、通常は、排気ブレーキ
の利き具合と、上記機械的損失等との両方に配慮して、
バルブスプリングのばね定数(セット荷重)を最適に設定
している。従って、排気ブレーキの利きにも限界があ
り、より大きな制動効果を期待するのは困難となる。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、バルブスプリングのばね定数を大とすることな
く、排気ブレーキの作動時に排気バルブが強制的に開弁
させらるのを防止し、もって、大きな制動効果が得られ
るようにした、排気バルブの異常運動防止装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) シリンダヘッドにおける排気バルブの貫通部の少
なくとも一側方に、駆動手段により排気バルブの軸線と
直交する方向に往復運動させられることにより、先端が
排気バルブの軸部と当接する押圧部材を有するクランプ
装置を設け、排気ブレーキの作動時において、排気バル
ブが閉じられているときに、前記駆動手段を作動させて
押圧部材を押動することにより、排気バルブの軸部の動
きを規制するようにする。

【００１０】(２) 上記(１)項において、駆動手段を、
ソレノイド又は油圧シリンダとしてクランプ装置のケー
シング内に組込み、クランプ装置全体をユニット化して
シリンダヘッドの凹孔内に収容する。

【００１１】(３) 上記(１)又は(２)項において、押圧
部材を、それと駆動手段との間に設けた弾性部材を介し
て、排気バルブの軸部と当接させる。

【００１２】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、押圧部材の先端面に、軸部側に膨出する円弧状の係
止突部を形成し、かつ押圧部材と対向する軸部の外周面
に、前記係止突部が係合可能な凹溝を形成する。

【００１３】(５) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおい
て、押圧部材の先端面に、摩擦パッドを設ける。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の第１実施例
を適用した、多気筒エンジンにおける排気側の動弁機構
を略示するもので、シリンダヘッド(１)に圧入されたバ
ルブガイド(２)には、排気バルブ(３)の軸部(3a)が、上
下に摺動可能に貫通して保持されている。

【００１５】排気バルブ(３)の下端に連設された傘部(3
b)の弁フェース部(3c)は、排気ポート(４)の開口下端に
嵌合された弁座(５)と当接し、常時は排気ポート(４)を
閉じている。排気バルブ(３)の軸端部には、スプリング
リテーナ(６)が、１対のコッタ（図示略）を介して止着
されている。

【００１６】スプリングリテーナ(６)とシリンダヘッド
(１)の上面との間には、バルブスプリング(７)が縮設さ
れ、これにより排気バルブ(３)は、常時上向きに付勢さ
れている。(８)は、図示しないカムにより上下に揺動さ
せられるロッカアームで、その先端に螺着したアジャス
タボルト(９)の下端が、排気バルブ(３)の軸端を押圧す
ることにより、その開閉が行われる。

【００１７】シリンダヘッド(１)の上面には、有底かつ
平面視において横長矩形状をなす凹孔(10)が、その中央
をバルブガイド(２)が貫通するようにして形成されてい
る。

【００１８】上記凹孔(10)内には、排気バルブ(３)の運
動を規制するための左右１対のクランプ装置(11)が、対
称的にユニット化されて嵌合されている。

【００１９】各クランプ装置(11)は、図２及び図３に拡
大して示すように(図２は左方のみ図示)、凹孔(10)内に
密に嵌合可能なケーシング(12)と、その長手方向の中心
における有底の中空孔(12a)内に嵌合された円筒形のソ
レノイド(13)及びガイド筒(14)と、ガイド筒(14)の矩形
孔(14a)内に摺動可能に嵌合された押圧部材(15)とより
なっている。

【００２０】各ケーシング(12)の対向端部には、それぞ
れバルブガイド(２)の外径とほぼ同じ曲率半径の半円弧
形の湾曲面(12b)が形成されており、両湾曲面(12b)は、
各ケーシング(12)を凹孔(10)内に嵌合した際、バルブガ
イド(２)の外周面と密着するようになっている。

【００２１】ソレノイド(13)は、円筒体の内部にコイル
を巻回した周知のもので、排気ブレーキ作動時にオンさ
れ排気ブレーキスイッチに、制御装置(いずれも図示略)
を介して接続されている。

【００２２】各押圧部材(15)に連設されている鉄心(15
a)は、ガイド筒(14)の矩形孔(14a)を貫通して、ソレノ
イド(13)の中空孔(13a)内に摺動可能に嵌合されてい
る。各押圧部材(15)の対向端部は、それぞれ排気バルブ
(３)の軸径とほぼ同じ曲率半径の湾曲面としてあり、こ
の湾曲面には、排気バルブ(３)よりも軟質でかつ摩擦抵
抗の大きい、例えば硬質ゴム等の摩擦パッド(16)が固着
されている。

【００２３】各押圧部材(15)は、ソレノイド(13)に通電
した際、各鉄心(15a)が排気バルブ(３)の軸線と直交す
る方向に相対的に吸引されることにより、互いに接近す
る方向に移動し、バルブガイド(２)の外周面に形成した
通孔(17)を通して、排気バルブ(３)の軸部(3a)の外周面
を押圧するようになっている。

【００２４】次に、上記第１実施例の作用について説明
する。排気ブレーキ非作動時の通常運転では、排気ブレ
ーキスイッチはオフされ、制御装置及びソレノイド(13)
には通電されないので、図１、図３に示すように、各押
圧部材(15)は排気バルブ(３)の軸部(3a)より離間し、排
気バルブ(３)は、抵抗なく開閉運動が行われる。

【００２５】排気ブレーキスイッチがオンされて、排気
ブレーキが作動すると、制御装置を介してソレノイド(1
3)に通電されることにより、各押圧部材(15)の鉄心(15
a)は、排気バルブ(３)の軸線に向かってそれと直交する
方向に相対的に吸引される。これにより、各押圧部材(1
5)の対向端部は、図４に示すように、排気バルブ(３)の
軸部(3a)と圧接し、その運動を規制する。

【００２６】なお、この際の押圧部材(15)の作動は、排
気バルブ(３)が閉じた状態にある吸入、圧縮及び燃焼行
程時のみ作動するように制御され、排気バルブ(３)が開
かれる排気行程時には、ソレノイド(13)への通電を停止
し、排気バルブ(３)の運動に支障をきたさないようにし
てある。

【００２７】このように、排気ブレーキの作動時に排気
バルブ(３)の動きを規制すると、排気管内の圧力がバル
ブスプリング(７)のセット荷重を超える程に上昇したと
しても、従来のように、排気バルブ(３)が所定のバルブ
タイミング以外の吸入行程で強制的に開かれるような異
常運動の発生する恐れはない。従って、排気管内の圧力
が、シリンダ及び吸気系に漏出するのが防止され、大き
な制動効果が得られる。

【００２８】上記第１実施例において、各押圧部材(15)
の対向端部の形状、及びそれが当接する軸部(3a)の形状
を、図５に示すようにしてもよい。すなわち、各押圧部
材(15)の先端部の湾曲面の中央部に、円弧状に膨出する
係止突部(18)を、また軸部(3a)の外周面には、係止突部
(18)とほぼ同じ曲率の環状凹溝(19)をそれぞれ形成し、
押圧部材(15)の作動時に、係止突部(18)と環状凹溝(19)
とが互いに係合し合うようにしてある。こようにする
と、ソレノイド(13)の作動力が小さくても、排気バルブ
(３)の規制効果を高めうる。

【００２９】図６は、本発明の第２実施例を適用した排
気側の動弁機構を示す。この第２実施例の各クランプ装
置(11)は、鉄心(20ａ)を備えるガイド筒(20)を、ケーシ
ング(12)内に摺動可能として嵌合するとともに、ガイド
筒(20)に形成した有底の矩形孔(20b)内に、押圧部材(2
1)を、圧縮コイルばね(22)を介して摺動可能に嵌合した
もので、その他の構成は、上記第１実施例と同じであ
る、なお、各押圧部材(21)の対向端部及び排気バルブ
(３)の軸部(3a)には、上記図５と同様の係止突部(18)と
環状凹溝(19)とがそれぞれ形成されている。

【００３０】第２実施例においては、排気ブレーキの作
動時にソレノイド(13)に通電されると、図７に示すよう
に、各ガイド筒(20)の鉄心(20ａ)が、排気バルブ(３)の
軸線と直交する方向に向かって相対的に吸引されること
により、各押圧部材(21)は、圧縮コイルばね(22)を若干
圧縮させて軸部(3a)の環状凹溝(19)部に圧接し、排気バ
ルブ(３)の運動を規制する。従って、第２実施例におい
ては、上記第１実施例と同様の作用効果を奏することが
できる。

【００３１】また、押圧部材(21)を圧縮コイルばね(22)
を介して軸部(3a)に圧接させているため、万一制御系統
にトラブルが発生し、ソレノイド(13)が通電状態となっ
ても、ロッカアーム(８)の押圧力により排気バルブ(３)
が押し下げられた際、各押圧部材(21)は圧縮コイルばね
(22)を圧縮して外方に移動し、軸部(3a)の環状凹溝(19)
より抜け出すので、エンジンの運転に支障を来す恐れは
ない。

【００３２】さらに、押圧部材(21)は、排気バルブ(３)
の押圧力により外方に移動することから、上記第１実施
例のように、排気行程時にその都度ソレノイド(13)への
通電を停止する必要はなく、制御装置を簡素化しうる利
点がある。

【００３３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、押圧部材(15)及びガイド筒(20)の駆動
手段として、ソレノイド(13)を用いているが、図８に略
示するような油圧シリンダを用いてもよい(左右とも同
一構成につき左方のみ図示する)。すなわち、上述した
と同様のケーシング(12)内に、単動式の油圧シリンダ(2
3)を嵌合し、そのピストンロッド(24)の先端に、上記実
施例と同様、ガイド筒(14)内を摺動しうる押圧部材(15)
を一体的に設ける。なお、上記第２実施例に適用する際
は、ピストンロッド(24)をガイド筒(20)と一体的に設け
ればよい。(25)は、リターンばね(圧縮コイルばね)であ
る。

【００３４】油圧シリンダ(23)内には、その底壁とケー
シング(12)とに形成した油孔(26)と、シリンダヘッド
(１)に形成した油路(27)とを介して、エンジン内を循環
している作動油(潤滑油)が供給されるようになってい
る。作動油の供給制御は、例えば排気ブレーキスイッチ
と連動してオン、オフさせられる電磁制御弁（図示略）
等により行いうる。

【００３５】上記各実施例では、２個のクランプ装置(1
1)を用いているが、エンジンの排気量の大きさによって
は、左右いずれか一方のみとすることもある。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。 (ａ) 排気ブレーキの作動時に、排気ブレーキが強制的
に開弁されて、排気管内の圧力が減圧されるのが防止さ
れるので、大きな制動効果が得られる。

【００３７】(ｂ) 請求項２のようにすると、クランプ
装置を予め組み立てておけるので、エンジンへの組付け
が容易となるとともに、シリンダヘッドの構造を大幅に
変更することなく実施しうる。

【００３８】(ｃ) 請求項３のようにすると、万一駆動
手段に故障が発生し、押圧部材が押動された状態のまま
となっても、排気バルブの排気運動は正常に行われ、エ
ンジンの運転に支障を来す恐れはなくなる。

【００３９】(ｄ) 請求項４のようにすると、軸部の運
動の規制効果が増大するので、駆動手段の小型化が図れ
る。

【００４０】(ｅ) 請求項５のようにすると、上記(ｄ)
の効果に加えて、軸部の損傷を防止しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を適用した排気側の動弁機
構を示す中央縦断正面図である。

【図２】同じく、クランプ装置の分解斜視図である。

【図３】図１におけるIII−III線に沿う拡大横断平面図
である。

【図４】同じく、クランプ時における拡大横断平面図で
ある。

【図５】押圧部材の先端形状及び軸部の外周面の形状の
他の例を示す要部の拡大正面図である。

【図６】本発明の第２実施例を備える排気側の動弁機構
を示す中央縦断正面図である。

【図７】同じく、クランプ時の中央縦断正面図である。

【図８】駆動手段の他の実施例を示す拡大縦断正面図で
ある。

【図９】排気バルブの運動例を示す説明図である。

【符号の説明】

(１)シリンダヘッド (２)バルブガイド (３)排気バルブ (3a)軸部 (４)排気ポート (５)弁座 (６)スプリングリテーナ (７)バルブスプリング (８)ロッカアーム (９)アジャスタボルト (10)凹孔 (11)クランプ装置 (12)ケーシング (12a)中空孔 (13)ソレノイド (13a)中空孔 (14)ガイド筒 (14a)矩形孔 (15)押圧部材 (15a)鉄心 (16)摩擦パッド (17)通孔 (18)係止突部 (19)環状凹溝 (20)ガイド筒 (20a)鉄心 (20b)矩形孔 (21)押圧部材 (22)圧縮コイルばね (23)油圧シリンダ (24)ピストンロッド (25)リターンばね (26)油孔 (27)油路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッドにおける排気バルブの貫
通部の少なくとも一側方に、駆動手段により排気バルブ
の軸線と直交する方向に往復運動させられることによ
り、先端が排気バルブの軸部と当接する押圧部材を有す
るクランプ装置を設け、排気ブレーキの作動時におい
て、排気バルブが閉じられているときに、前記駆動手段
を作動させて押圧部材を押動することにより、排気バル
ブの軸部の動きを規制するようにしたことを特徴とする
排気バルブの異常運動防止装置。
【請求項２】駆動手段を、ソレノイド又は油圧シリン
ダとしてクランプ装置のケーシング内に組込み、クラン
プ装置全体をユニット化してシリンダヘッドの凹孔内に
収容したことを特徴とする請求項１記載の排気バルブの
異常運動防止装置。
【請求項３】押圧部材を、それと駆動手段との間に設
けた弾性部材を介して、排気バルブの軸部と当接させる
ようにした請求項１又は２記載の排気バルブの異常運動
防止装置。
【請求項４】押圧部材の先端面に、軸部側に膨出する
円弧状の係止突部を形成し、かつ押圧部材と対向する軸
部の外周面に、前記係止突部が係合可能な凹溝を形成し
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排
気バルブの異常運動防止装置。
【請求項５】押圧部材の先端面に、摩擦パッドを設け
た請求項１〜４のいずれかに記載の排気バルブの異常運
動防止装置。