JPS5857047A - デイ−ゼルエンジンの気筒数制御装置 - 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】 本発明はディーゼルエンジンの気筒数制御装置に関し、
更に詳しくは、多気筒ディーゼルエンジンの負荷が小さ
い時に、その一部気筒の活動を停止させてエンジンの摩
擦損失を減少サセることにより、燃費を向−１−させ、
未燃ＨＣを低減させたディーゼルエンジンの気筒数制御
装置に関するものである。

元来、ディーゼルエンジンには吸入空気量の絞りがない
ために、無負荷運転から全負荷運転まで大量の空気を吸
入して圧縮、排気の仕事をしている。このための仕事量
は膨大なものであり１デイーゼルエンジンの全摩擦損失
の半分近くはこの圧縮、排気行程で生じるものである。

特に、ディーゼルエンジンが低負荷で運転されている時
には、エンジンの正味仕事量に対する摩擦損失の比率は
大きくなっている。

そこで従来、ディーゼルエンジンが低負荷で運転される
時に、その圧縮、排気行程で生じる摩擦損失、いわゆる
ポンピング損失を低減させるために、吸入空気量を絞ろ
うという試みがある。

しかしながら、従来のディーゼルエンジンの方式では、
単に吸入空気量を絞ったりしてボンピング損失を大幅に
減少させると、ＨＣが増大したり、始動性が損われたり
、青白煙が増大する等の不具合を生じるために前記試み
は未だに実用化されていない。

また、通常の直列型ディーゼルエンジンでは燃料噴射ポ
ンプは１個しかなく、各気筒への燃料噴射量は同一であ
り、エンジン運転中に気筒毎にそれぞれの気筒への燃料
噴射量を変更することはできなかった。

本発明の目的は前記従来のディーゼルエンジンの低負荷
運転時の欠点を解消し、多気筒ディーゼルエンジンの負
荷が小さい時に１その一部気筒の吸入空気を遮断すると
共に、その気筒に燃料を供給しないようにしてエンジン
のポンピング損失を低減し、燃費が良く、未燃ＨＣの排
出量も少なくすることができる優れたディーゼルエンジ
ンの気筒数制御装置を提供することである。

前記目的を達成する本発明のディーゼルエンジンの気筒
数制御装置は、テイーゼルエンジンの一部気筒の吸気経
路を遮断する吸気遮断弁と、燃料噴射ポンプの吐出部と
前記一部気筒の燃料噴射ノズルとの間に設けられた燃料
逃し量調整弁と、アクセルペダル部に設けられたアクセ
ルの踏み込み量に応じた電圧を発生するアクセル開度検
出器とを備え、アクセル開度が設定値以下の時は前記吸
気遮断弁を全閉、かつ前記燃料逃し量調整弁を全開し、
前記アクセル開度が設定値を越えた時は前記吸気遮断弁
を全開、かつ前記燃料逃し量調整弁をアクセル開度が大
きくなるにつれて閉じるように構成したことを特徴とし
ている。

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すディーゼルエンジンの
気筒数制御装置の全体構成図であり、１はディーゼルエ
ンジン、２は吸気マニホルド、４は燃料噴射ポンプ、５
は燃料噴射ノズル、１２゜１３はアクセルペダル１１に
連動して燃料噴射ポンプ４よりの燃料噴射量を調節する
コントロールレバーである。

本実施例では４気筒デイーゼルエンジン１の第２気筒（
＃２）および第３気筒（＃３）への燃料噴射管２２の途
中に燃料逃し量調整弁６を設けてこれらの気筒への燃料
の供給を停止できるようにすると共に、前記気筒（＃２
　、　＄３　）の吸気マニホルド２には吸気遮断弁３を
設けて、これらの気筒への吸気も遮断できるようにして
いる。

前記燃料逃し量調整弁６の構造は第２，３図に示す通り
で、第２，３気筒への燃料噴射管２２、２２’の途中に
設けられた燃料逃し量調整弁６の内部には燃料通路６ｍ
の途中に燃料逃し通路６ｂが設けられており、この燃料
逃し通路６ｂは燃料ギヤラリ−６Ｃを経て、燃料戻し管
２乙に連通している。従って第２，３図の状態では燃料
噴射管２２′より燃料逃し量調整弁６の燃料通路６ａに
進入した燃料は全て燃料逃し通路６ｂから燃料ギャラ！
Ｊ−６５を経て燃料戻し管２３より燃料噴射ポンプ４の
前に戻される。燃料が燃料噴射管２２′から燃料逃し量
調整弁６に通過して燃料噴射管２２に供給されるのは、
スピルコントロールレバー１８が回転してねＬ　１８ａ
の頭部が下がり、燃料戻し管２３への経路を狭める時で
、ねじ１８ａが下がる程供給量は多くなり、ねじ１８ａ
がシート部６ｄに密着すると燃料は全て噴射ノズル５に
導かれる。

前記スピルコントロールレバー１８は第１図に示すよう
にリターンスプリング２１によりコントロールレバー１
６が鎖線Ｂ、Ｃ間にある時は最大スピルリミッタ２０に
押圧されており、コントロールレバー１３が鎖線Ｃで示
す設定回転角度を越えた時にソレノイド７により回転し
、その最大回転角度はゼロスピルリミッタ１９により規
制されている。

燃料噴射ポンプ４の燃料噴射量を制御するフントロール
レバー１２はリンク１３によりアクセルペダル１１に連
結されており、アクセルペダル１１の踏み込み量に応じ
て回転するが、最大同転角度はフルロードストッパ１５
により規制さレテいる。コントロールレバー１２がこの
フルロードストッパ１５に当たっり時、アクセルペダル
１１は鎖線Ｃの位置にあり、これを越えてアクセルペダ
ル１１を踏み込むとその踏み込み量はリンク１６の途中
に設けられたキャンセルスプリング１７により吸収され
る。コントロールレバー１２はアクセルペダル１１が踏
まれていない状態ではリターンスプリング１４によりア
イドルストッパ１６に押圧されている。

アクセルペダル１１の踏み込み側と反対側の一端には摺
動子２４ａが設けられており、車体２８に設けられた巻
線抵抗２４ｂと共にポテンショメータ２４を形成してい
る。このポテンショメータ２４は摺動子２４ａがアクセ
ルペダルの回転軸１１ａを介して増幅器２７のトランジ
スタ２７ａのベースに、巻線抵抗２４ｂがトランジスタ
２７＆のエミッタに接続しており、トランジスタ２７ａ
のバイアス電圧を可変して増幅器２７の増幅度を増減す
るように構成されている。

以上が本発明の燃料制御系の構成であるが、次に吸気マ
ニホルド２に設けた吸気量制御系の構成について説明す
る。

第２，３気筒の吸気マニホルド２に設けられた吸気遮断
弁３はレバー２６によりリンク２５に接続しており、こ
のリンク２５はツレ／イド９に吸引された時に矢印Ｅ方
向に動いてレノ（−２６をＦのよう宅回転させ、吸気遮
断弁３を開いて吸気を第２，３気筒に送り込むようにな
っている。そしてソレノイド９はリレー８がオンした時
にリンク２５を吸引し、リレー８は増幅器２７がオンし
た時にオンしてソレノイド９とバッテリ１０とを接続す
る。

本発明のディーゼルエンジンの気筒数制御装置の構成は
以上のようなもので、次にこの本発明の装置の気筒数制
御動作について説明する。

まず、エンジンの負荷条件を全負荷を１とし、その半分
を％のように表わして、気筒数を制御する負荷条件の設
定値を全負荷の％とし、この時のアクセルペダル１１の
位置を鎖線Ｃの位置とすると、アイドル状態（アクセル
ペダル１１がＢの位置）から％負荷まではアクセルペダ
ル１１の踏み込み量に応じてコントロールレノく−１２
が回転し、燃料噴射ポンプ４は金気筒に対し燃料を噴射
する。しかしながら、アクセルペダル１１が位置ＢとＣ
の間で回転しても、アクセルペダル１１の一端に設けら
′れた摺動子２４ａは巻線抵抗２４ｂに接触しないので
増幅器２７はオフである。従ってこの時スピルコントロ
ールレバー１８は最大スピルリミッタ２０に押圧された
ままであるので燃料逃し量調整弁６は全開状態にあり、
燃料噴射ポンプ４から各気筒に噴射された燃料のうち、
第２．３気筒に噴射された燃料は全量燃料戻し管２３に
流れて第２，３気筒には燃料は供給されない。また、前
記のように増幅器２７がオフ状態であるので、リレー８
およびソレノイド９は作動せず、吸気遮断弁６は全閉状
態であり、第２．３気筒には吸気も全く供給されない。

次に、さらに負荷が上昇してアクセルペダル１１の踏み
込み量が増加すると、第１，４気筒用のコントロールレ
ノ＜−１２＆！フルロードストッパ の時第１，４気筒は全負荷状態である力；、エンジン全
体としての負荷は％となって℃・る。

この後はアクセルペダル１１を踏み込んでもコントロー
ルレバー１２は回転しな（〜カニ、アクセルペダル１１
の踏み込み量はリンク１３の途ｒ１１Ｋ　設ケたキャン
セルスプリング１７によって吸収されるのでアクセルペ
ダル１１はそのまま全負荷の位置（記号りで示す）まで
清ら力・に踏み込むことができる。そしてアクセルペタ
゛ル１１７５；鎖線Ｃを越えるとポテンショメータ２４
の摺動子２４１にと巻線抵抗２４ｂが接触する。すると
増幅器２７のトランジスタ２７ａにノ（イアスミ圧カニ
印加されて増幅器２７がオンし、ソレノイド７によりス
ピルコントロールレノクー１８カ回転−する。スピルコ
ントロールレノ（−１８〕回転角度はポテンショメータ
２４によりアクセルペダル１１の踏み込み量に比例して
大きくなる。

このためスピルコントロールレバー１８の回転角の増大
に伴って燃料逃し量調整弁６が燃料戻し管２６への通路
を閉じる方向に動き、第２，３気筒には次第に燃料が供
給されるようになる。

同時に、増幅器２７のオンによりリレー８がオンしてソ
レノイド９ヘバツテリ１０が接続されるためリンク２５
が吸引され、−レバー２６が回転して吸気遮断弁３が全
開となり、第２，３気筒の作動が開始される。さらにア
クセルペダル１１ヲ踏み込んでいくと、スピルコントロ
ールレバー１８カゼロスピルリミツタ１９に当たりこれ
以」二回転しなくなる。この時燃料逃し量調整弁６は全
閉となり、第２，３気筒には燃料噴射ポンプ４の噴射燃
料が全量供給される。この間第１゜４気筒は常に全負荷
で運転されており、燃料逃し量調整弁６が全閉となった
状態で本発明のディーゼルエンジン１は最大出力を得る
ことができる。アクセルペダル１１を戻すと今までと全
く逆の順序でエンジンは減気筒運転に戻ることになる。

このように本発明のディーゼルエンジンの気筒数制御装
置によれば、アイドル（無負荷）から％負荷まではディ
ーゼルエンジン１の第２，３気筒は吸気遮断と燃料遮断
が同時に行なわれており、作動するのは第１，４気筒の
みである。

従って、アイドルから％負荷までは第２，３気筒のポン
ピング損失がなくなるため、第４図の実線で示すように
破線で示す従来の標準ディーゼルエンジンに比べてエン
ジン全体の摩擦損失が大幅に低下する。このため特に低
負荷域での使用頻度が高い乗用車用のディーゼルエンジ
ン等では第５図の実線で示すように従来（破線）に比べ
て大幅に燃費が向−トしている。

また、低負荷時には一般的に未燃ＨＣも急増す−るが、
作動している第１，４気筒の負荷は標準ディーゼルエン
ジンに比べて相対的に増加し、ＨＣ急増域を外れた領域
で運転されると共に１排気ガス量も％になるため全体と
して第６図に示す（実線が本発明、破線が従来）ように
排気ガス中の大幅なＨＣ濃度の低減を図ることができる
。

本実施例では４気筒中の２気筒の作動を低負荷時に停止
させる場合について説明したが、負荷条件の差によって
は１気筒分のみ作動を停止させることも容易に実施でき
る。

また、３気筒や６気筒のディーゼルエンジンの場合には
それぞれその第Ｑ気筒、第４．５．６気筒の作動を停止
させるというように、気筒数が異なっても本発明は容易
に実施することができる。

以上説明したように本発明のディーゼルエンジンの気筒
数制御装置は、多気筒ディーゼルエンジンの負荷が小さ
い時に、その一部気筒の吸入空気を遮断すると共に、そ
の気筒に燃料を供給しないようにしてエンジンのポンピ
ング損失を低減させたことにより、燃費が向上し、未燃
ＨＣの排出量も少なくすることができて省エネルギーお
よび公害防止に優れた効果を発揮することができる。

なお、第７図に示すようにディーゼルエンジン１の排気
マニホルド６０に、吸気マニホルド２の吸気遮断弁６に
連動して全く同じ動作をするように排気遮断弁６１をレ
バー２９を介してリンク２５に接続すればポンピング損
失は一層少なくなり、上記効果が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すディーゼルエンジンの
気筒数制御装置の全体構成図、第２図は第１図の燃料逃
し量調整弁の一部切り欠き平面図、第３図は第２図Ａ−
Ａ線における断面図、第４図から第６図は本発明のディ
ーゼルエンジンと従来の標偉ディーゼルエンジンの性能
比較を示す線図であって第４図は回転数対摩擦損失、第
５図は負荷条件対燃費率、第６図は負荷条件対ＨＣ濃度
の関係を示す線図、第７図は本発明の別の実施例を示す
ディーゼルエンジンの吸排気系の構成図である。 １・・・ティーセルエンジン、２・・・吸気マニホルド
、３・・・吸気遮断弁、４・・・燃料噴射ポンプ、５・
・・燃料噴射ノズル、６・・・燃料逃し量調整弁、８・
・リレー、７．９・・・ソレノイド、１１・・・アクセ
ルペダル、１２・・・コントロールレノ（−１１８・・
・スピルコントロールレバー、２２，２２’・・・燃料
噴射管、２６・・・燃料戻し管、２４・・・ポテンショ
メータ、２７・・・増幅器。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　贅　照 弁理士　斎　下　和　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼルエンジンの一部気筒の吸気経路を遮断する吸
   気遮断弁と、燃料噴射ポンプの吐出部と前記一部気筒の
   燃料噴射ノズルとの間に設けられた燃料逃し量調整弁と
   、アクセルペダル部に設けられたアクセルの踏み込み量
   に応じた電圧を発生するアクセル開度検出器とを備え、
   アクセル開度が設定値以下の時は前記吸気遮断弁を全閉
   、かつ前記燃料逃し量調整弁を全開し、前記アクセル開
   度が設定値を越えた時は前記吸気遮断弁を全開、かつ前
   記燃料逃し量調整弁をアクセル開度が大きくなるにつれ
   て閉じるように構成したディーゼルエンジンの気筒数制
   御装置。