JPS6054491B2 - 圧縮着火式内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）
の振動、燃焼騒音を低減させる技術に関する。

一般的に圧縮着火式内燃機関にあつては、アイドリン
グや極低負荷運転時に、全体騒音に占めるディーゼルノ
ック音が感覚的には最も大きくなり、しかもエンジン振
動も増大する傾向がある。

一方、エンジン排出ガス後策の一手段として、排気の
一部を吸気中に還流する排気還流システム（以下ＥＧＲ
と称する）があり、ＮＯｘの低減のためにはすこぶる有
効な技術である。 ところで、このＥＧＲを大量に行う
と、運転状態によつては気筒内の吸入空気温が上昇し、
着火性が良好となつてディーゼルノックの減少や振動の
低減などの現象が生じる。

とくにアイドリング時など排気中に含まれる酸素が十
分にあつて１００％近くのＥＧＲを行つてもエンジン安
定度が高く、またスモークの発生もほとんどないときに
は、上記ＥＧＲは極めて有効な振動、騒音対策手段であ
ると言える。

従来、このＥＧＲを行う手段として、吸気通路に絞弁
を設け、燃料噴射ポンプのコントロールレバー開度が大
きくなるに従つて絞弁開度を拡大させるとともに、この
絞弁下流にＥＧＲ通路を連通して、絞弁下流に発生する
負圧に応じてＥＧＲ量を比例的にコントロールするシス
テムが、実公昭５３−１９２９時公報にて提案されてい
る。

しかし、この方式では中高負荷域でのＥＧＲ量との関
係もあつて、低負荷域でのＥＧＲ量を極端に大きく設定
できず、このためアイドリング時などにおける上述した
騒音、振動の低減効果がそれほど期待できなかつた。つ
まり、低負荷域で大量のＥＧＲが得られるように設定す
ると、中高負荷域ではＥＧＲ過剰となつて運転性が低下
したり、スモークの発生を増大させたりする。

本発明はかかる点に鑑み、低負荷低回転時にのみ大量Ｅ
ＧＲを積極的に行つて振動や騒音を低減し、中高負荷域
ではスモークの増大を防ぎエンジン性能を高めるように
した圧縮着火式内燃機関を提供するものてある。

以下、本発明の実施例を図面にもとついて説明する。

第１図は本発明のＥＧＲ制御特性をあられし、第２図、
第３図は具体的な構造を示す。

１は吸気通路、２は排気通路を示し、吸気通路１の集合
部には吸気絞弁３を設け、吸気絞弁３の下流側にＥＧＲ
（排気還流）通路４を接続する。

ＥＧＲ通路４の途中には流量制御用のオリフィス５と開
閉弁６とが設けられる。吸気絞弁３と開閉弁６とは、そ
れぞれ駆動装置３ａ，６ａにより通路を全閉（略全閉）
もしくは全関するように作動する。

この制御を行うために、燃料噴射ポンプ７のコントロー
ルレバー８の開度を検出して作動するリミットスイッチ
９が設けられ、該スイッチ９はアイドリング開度のとき
にオンとなり、第２図の駆動装置３ａ，３ｂを直接作動
させたり、第３図の電磁切換弁１０を切換え作動させる
。

前記駆動装置３ａ，６ａとして、第２図ては電磁式（ソ
レノイドアクチュエータ）が、また第３図てはダイヤフ
ラム装置が備えてあり、第３図の場合は、それぞれダイ
ヤフラム１１ａ，１１ｂによつて区画された負圧室１２
ａ，１２ｂへ、電磁．切換弁１０を介して負圧源１３か
らの負圧または大気が通路１７ａ，１７ｂを経て導入さ
れる。

吸気絞弁３は絞弁レバー１４及びロッド１５ａを介して
ダイヤフラム１１ａに連結し、アイドリング時に負圧が
導入されると絞弁３が全閉付近ま・で閉弁し、負圧の導
入のないときはリターンスプリング１６ａの弾発力で全
開状態に保持される。また、開閉弁６はロッド１５ｂを
介してダイヤフラム１１ｂに連結し、負圧の作用時に全
関するが、大気解放時はリターンスプリング１６ｂの弾
発力て全開状態に保持される。なお、上記ダイヤフラム
装置の駆動源として、負圧に代えてエアブレーキなどの
正圧を利用するときは、リターンスプリング１６ａ，１
６ｂの付勢関係を逆にすればよい。

なお、前記スイッチ９からの信号により直接的に作動す
る電磁式駆動装置（ソレノイドバルブなど）の場合も、
絞弁３と開閉弁６の作動開係は同Ｊ−である。

以上の構成において、燃料噴射ポンプ７のコントロール
レバー８がアイドリング開度（またはそれよりも若干開
いた位置でもよい）を検出してスイッチ９がオンになる
と、電磁切換弁１０が負圧・（正圧）駆動装置３ａ，６
ａに対して負圧源（正圧源）１３からの負圧（正圧）を
作用させる。

この負圧によりリターンスプリング１６ａ，１６ｂに抗
してダイアフラム１１ａ，１１ｂがそれぞれ作動し、吸
気絞弁３がほぼ全閉するとともに”開閉弁６が全関する
。絞弁３の略全閉に伴いその下流には強い吸入負圧が作
用し、このため排気通路２から排気ガスがＥＧＲ通路４
を経て吸気中に多量に還流される。

このときの還流率（吸入空気量に対するＥＧＲ量の比率
）はオリフィス５の開度（面積）にもとづいて決定され
るが（アイドリング時の差圧ははぼ一定となる）、１０
０％を越えてもよい。この結果、大量の高温排気の混入
により、アイドリング時の吸入空気温が上昇して着火性
が良好となり、ディーゼルノックや燃焼騒音の減少がは
かれる。なお、このように大量のＥＧＲを行つても、排
気中の酸素濃度が比較的高いので、スモークの発生やエ
ンジン安定度が低下することはない。

勿論、ＥＧＲの本来的な効果てあるＮＯｘの低減も同時
に達成しうることは言うまでもない。なお、第１図に燃
料噴射量、エンジン回転数とＥＧＲ領域との関係を示す
が、アイドリング時のコントロールレバー開度（イ）０
）では、設定回転数ｎ、（Ｒ．ｐ．ｍ）で回転し、外的
要因で回転数が変動しようとすると、自動的に噴射量が
増減して回転数を設定値Ｎ，に保つように機能する。

次いで、アイドリング開度よりも大きくコントロールレ
バー８が開くと、スイッチ９はオフとなり電磁切換弁１
０が大気側に切換わつて負圧（正圧）駆動装置３ａ，６
ａに大気を導入する。このため、吸気絞弁３はリターン
スプリング１６ａの作用て全関し、また開閉弁６は全閉
してＥＧＲ通路４から吸気通路１への還流量をゼロにす
る。中高負荷域ては絞弁３が全関しＥＧＲをカットする
ので、吸気効率が良好になるとともに運転性能が向上し
、スモークの発生などを防止する。

以上のように本発明によれば、極低負荷、低回転域で従
来にない大量ＥＧＲを行うので、吸気温が上昇して着火
性が良好となりディーゼルノックや燃焼騒音が低減し、
同時にエンジン振動も軽減する。また、始動後の暖機特
性も改善され、とくに低温時には電気ヒータ等による吸
気加熱システムと同じ効果が得られ、暖機時間の短縮や
暖機中の安定性か向上する。

ＮＯｘの発生も大幅に抑制され、とくにアイドリング、
極低負荷の影響の大きい実走行でのＮＯｘ排出総量が大
幅に低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作動特性をあられす説明図、第２図は
本発明の実施例の概略図、第３図は他の実施例の要部の
断面図てある。 １・・・・・・吸気通路、２・・・・・・排気通路、３
・・・・・・吸気絞弁、３ａ・・・・・・電磁駆動装置
、負圧駆動装置、４・・・・・・ＥＧＲ通路、５・・・
・・オリフィス、６・・・・・・開閉弁、６ａ・・・・
・・電磁駆動装置、負圧駆動装置、７・・・・・・燃料
噴射ポンプ、８・・・・・・コントロールレバー、９・
・・・・ルバー位置検出スイッチ、１０・・・・・・電
磁切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気通路に吸気絞弁を設け、この絞弁の下流にＥＧ
   Ｒ通路を連通させ、このＥＧＲ通路に開閉弁を介設する
   一方、燃料噴射ポンプのコントロールレバー位置検出手
   段を設け、該検出手段からの信号にもとづき機関アイド
   リング、低負荷低回転域で絞弁を略全閉にするとともに
   前記開閉弁を全開し、それ以外の機関運転域で絞弁を全
   開、開閉弁を全閉とするように構成した圧縮着火式内燃
   機関。 ２ コントロールレバーの位置検出手段が、コントロー
   ルレバーに係合するリミットスイッチである特許請求の
   範囲第１項記載の圧縮着火式内燃機関。 ３ 吸気絞弁が、電磁駆動装置を介して作動させられる
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の圧縮着火式内
   燃機関。 ４ 吸気絞弁が、負圧または正圧駆動装置を介して作動
   させられる特許請求の範囲第１項または第２項記載の圧
   縮着火式内燃機関。 ５ 開閉弁が電磁駆動装置を介して作動させられる特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の圧縮
   着火式内燃機関。 ６ 開閉弁が負圧または正圧駆動装置を介して作動させ
   られる特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
   記載の圧縮着火式内燃機関。