JPS58165547A - デイ−ゼルエンジンの振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーザルエンジンの低速低負荷域でのエンジ
ン振動を低減する装置に関する。

ディーゼルエンジンは圧縮着火のため、ガソリンエンジ
ンのような火花点火するものに比べて、圧縮比が２〜３
倍と高く、圧縮行程での仕事が極端に大きくなシ、トル
ク変動や回転速度変動を生じ、と〈Ｋアイドリング時な
どではこの現象が顕著となってエンジン振動を増大させ
る原因となっていた。（自動車工学全書第５巻ディーゼ
ルエンジン・山海堂出淑参照） また、通常は吸気絞弁がないために、吸気騒音が減衰さ
れずに放出され、アイドリンク時などには、他の騒音レ
ベルが相対的に低いとともあって耳障シである。

このためエンジンの低速低負荷時Ｋａ気を絞ると共に吸
気加熱を行い、振動低減・着火性向上を図るものが本出
願人よシ提案されている。（！Ｊ！開昭５６−７６１５
８） 本発明は吸気絞シ弁の作動及び吸気加熱手段を改善する
ことＫよシ、アイドリングを含む低速低負荷域において
、エンジン振動、騒音を更に低減させたものである。

即ち本発明は、エンジン低速低負荷の検出手段を設け、
この検出手段の信号にょシ吸気を絞シ込むと共に吸気を
積極的に加熱し、低速低負荷域での圧縮圧力を効果的に
下げて振動発生を抑制しつつ、吸気加熱によシ着大安定
性を確保するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図：面にもとづいて説明する。

第１図、１ＩＩＺ図において、１は４気筒のディーゼル
エンジン本体、２は吸気マニホールド、３は排気マニホ
ールドを示す。

エンジン本体１はマウントラバー４を介して車体５に職
付けられる。

吸気マニホールド２の上流にはダクト６を介してエアク
リーナ８が接続され、その下流にスロットルチャンバ７
が介装される。

スロットルチャンバ７にはバタフライ型の絞弁９が弁軸
ｌＯを介して回動自由に配設されるとともに、とＯ絞弁
９をパイ／４スする補助通路１１が形成される。

絞弁９は第３図、第４図のように、絞弁レバー１２ｉＣ
リンク１３を介して連動するソレノイド１４によシ駆動
され、ソレノイド１４の励磁時に絞弁９が全閉する。１
５はソレノイドリターンスゲリンダを示す。

補助通路１１の有効通路面積を調整するアジャストスク
リュー１゛６が設けられ、これによシ絞弁９の全閉時の
空重量（換言するとその下流負圧）：。

を所定値に正確に調整する（第５図参照）。

そして、これら絞弁９や補助通路１１の下流に位置して
吸入空気を加熱する加熱手段１８として、シースヒータ
ー９が設けられる。

シースヒータ１９は第６図にも示すように１スロツトル
チヤンバ７に設は九取付口２０に嵌合する本体２１にナ
ツト２２を介して固定され、その外部に端子２３が取付
けられて、ユニット化しである。

このシースヒータ１９は、後述のようにして、絞弁９が
全閉したときにのみ原則として通電され、吸入空気を加
熱する。

なお、ヒータ下流の吸気マニホールド２には、吸入負圧
検出孔２４が形成され、通常はプラグ２５によって閉じ
ているが、前記補助通路１１のアジャストスクリュー１
６を操作するときに、気圧計を取付けて吸入負圧を検知
しながら流量調整を行えるようにしである。

２８は燃料噴射ポンプで、工ンジンクランクグーリ２９
にコグベルト３０を介して一ンプグーリ３１が連動し、
エンジン回転に同期して駆動されるようになっている。

噴射ポンプ２８の燃料制御レバー３３は、アクセルワイ
ヤ３４を介して図示しないアクセルペダルと連係し、第
７図において反時計方向へ回動するととによシ、燃料噴
射量が増加する。

制御しΔ−３３のアイドル開腹を決めるアイドルアジャ
ストスクリュー３５が取付けられ、このアシヤストスク
リ！−３５と並んでアイドル検出スイッチ３６が設けら
れる。

この検出スイッチ３６祉制御レバー３３の開度が一定の
小開度にあるときにオンとなる（第８図参照）負荷検出
用のマイクロスイッチである。

燃料噴射−ンプ２８からの高圧燃料は、配管′３７を経
由して各気筒φ１〜φ４の燃焼室（渦流室）Ｋ取付けた
燃料噴射弁３９へ、それぞれ圧縮上死点付近で圧送され
る。

一方、エンジンの回転に同期して駆動される図示しない
オイル４ングからのエンジン潤滑油の圧力を検出する油
圧スイッチ４０が設けられ、この油圧スイッチ４０は極
低圧以上と低圧以下の２領域でオンとなる２つの接点を
もっている。

すなわち、第９図に示すように、接点Ｓｍは極低圧２３
以上のとＩＫオンとなシ、接点Ｓ！はとのＰｌよ夛も高
い圧力り以下のときにオンとなル、これら両接点８雪、
Ｓｓは直列に接続され、したがって油圧スイ”）　チ４
０１！：　ＬテＩｄ、ＰＩと１％の間でのみオンとなる
特性をもつことになる。

この油圧ＰＩと６０間に挾まれた領域は、エンジン回転
数のアイドル回転を含む低速域（Ｎｌ〜Ｎ）でおる（第
１０図参照）。

前述した負荷検出スイッチ３６とこの油圧スイッチ４０
とは、第１１図のように直列に接続され（ただし、スイ
ッチ３６の接点ｓ１）、これらによりソレノイド１４と
シースヒータ１９とに対するバッテリ４１からの電流の
通電が制御される。

すなわち、全ての接点８１〜ｓ１が共にオンとなるとき
に＠シ、ソレノイド１４が励磁されかつシースヒータ１
９に通電されるの、である。

以上のように構成され、次゛にその作用を説明す６・　
　　　　　　　１．ｊ、１８ 燃料噴射ポンプ２８の制御レバー３３がアイドル開腹以
外のとき、もしくはアイドル一度であってもエンジン油
圧がＰ１〜Ｐｔよルも高いか低いときは、負荷スイッチ
３６もしくは油圧スイッチ４゜がオフとなるため、ソレ
ノイド１４は励磁されずまたシースヒーター９にも通電
されない。

このようＫして低速低負荷域以外でれ、吸気絞弁９は全
開し、加熱手段１８による加熱も行われず、通常のディ
ーぜルエンジンと同様に作動し、十分な吸気充填効率を
確保する。

これに対してエンジンアイドル時など低速低負荷域で、
負荷スイッチ３６と油圧スイッチ４ｏの接点Ｓｓ　−Ｓ
ｓが全て閉じると、吸気、絞弁９が全閉するとと４にシ
ースヒーター９の通電加熱が行われる。

エンジンに吸入される空気は、補助通路１１を通過する
小量に制御され、この空気は十分に加熱されて暖められ
名。

このようＫＬ工教気が絞られると、第１２図の・）！、 ように、燃焼室（、、おける圧縮圧力は相対的に低下し
、と〈ｋピーク圧力が下がる分だけ圧縮行程での仕事が
滅ル１回転速度変動やトルク変動が抑制される。これＫ
よシ、エンジン本体１の加振力が大幅に低下してエンジ
ン振動が低減される（第１３図参照）。

アイドル時などは燃料噴射量が少なく、混合気の状態と
しては空気過多となっているため、このように吸気を絞
っても燃焼に必要な空気は十分に確保できる。

一方、このように吸気を絞ル込んで圧縮圧力を下げると
空気温度も下がシ、噴射燃料の着火が不安定となったり
不整燃焼を生じゃす〈カる。

とζろが、吸気絞シと同時Ｋｒ１ｋ気加熱を行うため、
吸入突気のｔｉＩ度は相対的に高くなシ、圧縮圧力の低
下分を補う。

この結果、圧縮圧力が低下したにもかかわらず燃焼の安
定性は高く維持され、不整燃焼等にもとづく振動やトル
ク変動を回避できる。

とζろで、本発明では低負荷時でも減速時やクランキン
グ時、あるいは低回転時でも発進加速時などは吸気絞シ
や吸気加熱は行わない〇これは減速時（負荷スイッチ３
６はオン、油圧スイッチ４０はオフ）Ｋは圧縮仕事を大
きくした方が千ンジンブレーキの効きが良いためであシ
、クランキング時（負荷スイッチ３６はオン、油圧スイ
ッチ４０は圧力が低ネすぎてオフ）Ｋは圧縮圧力を高め
て始動容易とし、また発進時などは大きな加速トルクを
確保するためである。

力お、ｓｔＳ図において、振動成分の次元は、４気筒エ
ンジンで紘１回転ＶＣ２回爆発（圧縮）し、その都度エ
ンジンを加振するので、これを２次成分といい、また４
気筒のうち１つの気筒でミスファイヤを起ヒしたときＨ
ｏ、５次成分の振動が増加し、この帆５５次成はその高
調波１．１．５・・・次成分にも影響を及ばず。

し九がって、本発明で鉱圧縮圧力を下げるととＫより２
次成分の振動が減少し、吸気加熱することによ、ｌ）０
．５．１・・・□次成分の振動増加も抑制するのである
。

また、吸気絞弁９をアイドル時に全閉するため、吸気音
が減衰され、アイドル時の総合的な騒音、振動の低減が
紘かれる。

次に第１４図の実施例を説明すると、これは吸気の加熱
手段１８として、シリンダヘッド５０に形成する副室（
渦流室）５１をセラミックハウジング５２でそつくシ取
り囲み、この副室５１の内部に突き出すようにグロープ
ラグ５３を設けたものであって、前述のアイドル時など
に吸気絞シと同時にグロープラグ５３に通電する。

セラミックハウジング５２は比熱が大きいために、副室
５１の周囲の温度を十分に高く維持できる。

このようにして、エンジン圧縮性１１において主燃焼室
５４から噴口５５を介して副室５１に流入してくる空気
を、グロープラグ５３で加熱しかつセラミックハウジン
グ５２で保温するため、燃料の噴射される最圧縮付近で
は、圧縮圧力が相対的に低いにもかかわらず、安定的に
着火しうる状態まで昇温することができる。、・１゜ なお、セラミックハウジン７５２は、シリンダ１１：１
１，１：１ ヘッド５０の下面（主燃焼室５１４　＠　）から挿入さ
れ、押さえリング５７によシ抜は止め保持される。

また、第１５図の夾施例祉、副室５１に内部にヒータ６
０を麿め込んだ焼玉部６１を央出させて、副室５１の内
部を加熱するようにしたものである。

焼玉部６１はセラミックホルダ６２と一体的に形成され
、燃料噴射弁３９に対向する位置に設けられる。

ヒータ６０の端子６３と６４は、一方がシリンダヘッド
５０にアースされ、他方がシリンダヘッド５０に挿し込
んだ電極６５と導通する。

電極６５はネジ込みプラグ６６に碍子６７を介して保持
され、その先端の接触端子６８を介して端子６４と圧接
する。

この場合には、ヒータ６０の発熱によ如周囲のセラミッ
クホル〆６２が加熱され、これＫよって副室５１の空気
を加熱するのと、燃料噴射時に高温の焼玉部６１による
噴１１燃料の着火作用とで、安定した燃焼が確保できる
のである。

また、第１６１４のように、接触端子６８として・′１
１・、、。

バイメタル６９を用いて、セラミックホルダ６２の温度
が所定値以上に高くなったときに反転させて導通を断つ
ようにすると、無駄な通電を省きつつ燃焼の安定化を維
持できる。

ところで、アイドル時など絞弁９を閉じたときは、吸気
マニホールド２に大きな吸入負圧が発生する。

そこで、第１７図のようにしてチェック弁７１を介して
バキュームタンク７２を吸気！二ホールド２に管路７３
によシ接続すると、アイドル運転の都度、負圧を貯め込
むことができる。

こｉＫよシ例えばノ４ワーブレーキやパワードアの真空
アクチュエータ７４を駆動することができ、ディーゼル
エンジンに必要不可欠であったバキュームポンプを省略
もしくは小飄化できる。

以上のように本発明は、エンジンアイドル時を含む低速
低負荷域の検出手段を設けｔこの検出手段の信号によシ
吸気を大きく絞るとともに吸気を積極加熱するので、圧
縮圧力を下げて圧縮仕事を減じ、回転速度変動やトルク
変動を抑制しつつ圧縮空気温度の低下を防いで不整燃焼
や着火ミスを回避し、エンジン運転の安定性を確保しつ
つエンジン振動や騒音を大幅に低減できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一部切欠平面図、第２図は正面図、第
３図は絞弁の斜視説明図、第４図は同じく駆動リンクの
構成図、第５図は補助通路の断面図、第６図はヒータの
斜視図、第７図は燃料噴射ｌンプの要部側面図、第８図
は負荷スイッチの作動特性図□、第９図は油圧スイッチ
の作動特性図、第１０図は油圧とエンジン回転数の関係
を示す特性図、第１１図は制御回路の回路図、第１２図
は筒内圧力の指圧線図、第１３図は振動特性図、第１４
図は副室部分の断面図、第１５図は同じく他の例を示す
断面図、第１６図はヒータ接続端子の断面図、第１７図
は負圧取出装置の断面図である。 ｌ・・・エンジン本体、２・・・吸気通路、３・・・排
気通路、９・・・吸気絞弁、１１・・・補助通路、１４
・・・ソレノイド、１６・・・アジャストスクリュー、
１８・・・加熱手段、１９・・・シースヒータ、２８・
・・燃料噴射Ｉンプ、３６・・・負荷検出スイッチ（低
速低負荷検出手段）、３９・・・燃料噴射弁、４０・・
・油圧スイッチ（低速低負荷検出手段）、５１・・・副
室、５２・・・セラミックハウジング、５３・・・グロ
ーブラグ、６０・・・ヒータ、６１・・・焼玉部。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 〜１ 第２図 第３図　　　　　　第４図 １ス 第５図 ！７− ― 第１４図 第１６図 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　燃料噴射弁から噴射された燃料を圧縮着火するデ
   ィーゼルエンジンにおいて、吸気通路に設けた吸気絞弁
   と、吸入空気を加熱する手段と、エンジンの低速低負荷
   状態を検出する手段とを設け、低速低負荷時にこの検出
   手段からの信号によシ前記絞弁を閉じるとともに吸気加
   熱を行わせるようにしたことを特徴とするディーゼルエ
   ンジンの振動低減装置。 ２、加熱手段は、絞弁下流の吸気通路に設けたユニット
   型のシースヒータであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のディーセルエンシンの振動低減装置。 ３、　加熱手段は、副室を形成するセラミツクツ１ウジ
   ングと、グロープラグとから構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のディーゼルエンジンの
   振動低減装置。 ４、加熱手段は、副室の内部に突出させたセラミックの
   焼玉部と、との焼玉部の内部ＫＪＩ設したヒータとから
   構成されることを特徴とする特許請求の１［１ｉ第１項
   に記載のディーザルエンジンの振動低減装置。