JPS6075726A - 内燃機関の急速減速方法 - 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】 本発明は往復式内燃機関の急速減速方法に関する。

通賞、運転中の内燃機関（以下、単に機関と称す）を停
止させる場合、燃料の供給を止めても回転部力の慣性力
又は機関による被駆動部分の慣性力によって停止するま
でに時間を要する。従来、機関の急速停止又は逆回転時
において、機関の停止時間を短かくするために、機関の
回転軸又は回転軸に連結されている部分に、ブレーキが
設けられているが充分ではなかった。

そこで、本発明は内燃機関の停止時間を更に短か（する
ために、内燃機関自身にブレーキの作用を持たせる急速
減速方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明は往復式圧縮内燃機関を停止させる際に、
Ｔ、Ｄ、Ｃ，前後のクランク角度において、起動弁を開
くと共に起動用高圧空気供給管と排気管とを連通させる
連通管途中に設けられた開閉弁を開いて、シリンダ内の
圧縮空気を上記連通管を介して排気管内に排出させるこ
とを特徴とする内燃機関の急速減速方法で、かかる方法
によると、圧縮行程において圧縮された圧縮空気が排気
管内に排出されるため、圧縮に費やされたエネルギーが
放出され、従って内燃機関自身にブレーキ作用を持たせ
て、内燃機関の急速減速を図ることができる。

まず、本発明に係る内燃機関の急速減速方法の原理を第
１図〜第４図に基づき説明する。第１図は２サイクルデ
イ一ゼル機関の圧力−容積線図（以下、Ｐ−Ｖ線図と称
す）を示す。この図から分かるように、空気は排気弁閉
（Ｅ、Ｃ，）位置（点１）から順次圧縮され、ピストン
上死点（Ｔ、　Ｄ、　Ｃ，）位置（点２）付近での爆発
燃焼により圧力は最高点（点８）に達し、燃焼し終った
位＠（点４）から膨張して排気弁開（Ｅ、Ｏ，）位置（
点５）より排気が始ｄ−リ、そしテＪｉ気Ｄ　ｒＡ（５
，０，）位置（点６）、下死点（Ｂ、Ｄ、Ｃ，）位置（
点７）及び掃・気口閉（Ｅ、Ｃ，）位置（点８）間で新
しい空気が吸入されて、次のサイクルに入る。上記Ｐ　
−Ｖ線図において、各点を通る閉曲線によって囲まれた
面積が図示仕事となる。ところで、上記作動において、
燃料の供給を停止した場合、第２図のＰ−Ｖ線図に示す
ように、ピストンリングがらのガス漏れ、熱損失などに
よって、図示仕事は負となり、この負の仕事によって、
回転力の慣性エネルギーが減少されることになる。しか
し、通常、上記の負の仕事量は小さく、内燃機関の急速
減速にはほとんど役立たない。

そこで、本発明は、　Ｔ、Ｄ、Ｃ，前後のクランク角度
において、圧縮空気を排出させ、膨張行程における圧力
を圧縮行程における圧力よりも低くして、負の仕事を増
大させて、内燃機関自身に減速機能を持たせるようにす
るものである。即ち、内燃機関を圧縮機として作動させ
るようにするものである。なお、第８図には２サイクル
機関における圧縮行程の終了時に圧縮空気を排出した場
のｐ−ｖ線図を示し、第４図には同じく４サイクル機関
のＰ−Ｖ線図を示し、この場合、給排気行程の損失、一
般にいうポンプ損失により２サイクル機関よりブレーキ
作用は大きくなる。

ところで、どの時点で圧縮空気を排出すれば、減速効果
が一番よいか、第５図〜第１０図に基づき検討する。ま
ず、減速効果の大小を具体的に表わすために、ディーゼ
ル機関性能シミュレーション手法を用いて、圧縮、排出
行程の計算を行ない、排出通路面積Ｆ、排出弁開時期０
゜の負の仕事（図示平均有効圧ΔＦＩＢ　）に及ぼす影
響を検討した。第５図は排出通路面積Ｆを変更した場合
のＰ−Ｖ線図（Ｖ＝Ｘ　、行程体積）であり、１７Ｔｏ
＝　１は計算対象機図の起動弁通路面積、Ｆ／Ｆ、＝　
１００は排気弁通路面積、Ｆ／Ｆｏ＝ｉｏはその中間を
表わすが、同一時期（Ａ、Ｔ、　Ｄ、　Ｃ，１０°）に
開いた場合、Ｆ／Ｆ、の大きい方が△Ｐ＋ｎが大きいこ
とは図より容易に理解出来、Ｆ／Ｆ。

＝１００では十分なΔＰＩＢが得られるが、Ｆ／Ｆｏ＝
１ではΔＰＩＢが小さく減速効果も少ない（第６図参照
）。

一方、排出弁の開弁時期０゜によるΔＰｉＢの変化を第
７図及び第８図に示すが、Ｆ／Ｆｏ＝１００の例では、
ΔＰ＋ｎがＴ、Ｄ、Ｃ，前約１０°で最大となっている
。従って、Ｆ／ｌ＋ｏが大きい場合はＴ、Ｄ、Ｃ，近傍
で開いても十分大きなΔＰａｎを司ることが出来る。

そこで、Ｆ／Ｆｏの小さい場合にΔＦＩＢをより大きく
する方策を得るために、排出弁開時期θ０を変更した。

第７図及び第８図より、Ｏｏを、ｉＬ　Ｄ、　Ｃ，后に
した場合、八ＰＩＢが減少することは明らかであること
がらＳＯを’Ｌ　Ｄ、　Ｃ，前とした。Ｆ／Ｆ、　＝　
１　、θ。＝−４５°〜００〜１０°（Ａ、　Ｔ、　Ｄ
、　Ｃ，）の場合を第９図及び第１０図に示す。

図に示すように、θ。によりΔＰｉｏが変化すると共に
、Ｔ、　Ｉ）、　Ｃ，前２５°近辺でΔＦＩＢが極大と
なり、その値もＦ／Ｆｏ＝　ｔｏｏ、θｏ＝２０°（第
８図より）の場合と同等である。

これらのことから、Ｆ／Ｆ、が小さくともθ。により、
より大きな△ＰＩＢを得ることが可能であり、そのθ０
はＢ、Ｔ、Ｄ、Ｃ，２５°近辺である。Ｔ、Ｄ、Ｃ，時
のθ。より排出圧力も低くなり、排出管等の耐圧性も低
くてよ。

い利点がある。

以下、実施例を第１１図〜第１４図に基づき説明する。

まず、第１１図及び第１２図に示す２サイクルデイ一ゼ
ル機関に基づき本発明の実施に使用される通常の起動弁
システムについて説明すると、シリンダ（１）内壁上部
には、空気溜（２）からの高圧空気をシリンダ内に導く
ための起動用高圧空気供給管（以下、高圧空気供給管と
称す）（３）が接続されると共に、この高圧空気供給管
（３）の接続開口部を開閉する起動弁（４）が設けられ
、またこの起動弁（４）は機関のカム軸に連動された管
制弁（５）を介して、空気圧力によって作動させられる
。なお、（６）は起動弁（５）の端部に設けられた作動
用空気シリンダである。ここで起動方法を、第１２図に
基づき説明すると、ピストン（７）の上死点（Ｔ、　Ｄ
、　Ｃ，）位置から起動弁（４）が開かれ、空気溜（２
）内の高圧空気（２０〜８０ａＩ！ｇ）がシリンダ内に
供給され會１その注力でピストン（７）を下方に押し下
げてノミ℃動し、そしてＴ、Ｄ、Ｃ，后１００〜１２０
°位置で起動弁（４）を閉じる。なお、上記起動弁（４
）の制御は、カム軸を介さずに、電子油圧制御により行
なうようにしてもよい。

ところで、本発明に係る起動弁システムは、第１８１個
に示すように、上記高圧空気倶給管（３）と排気管（８
）とを連通管（９）を介して接続すると共に、高圧票気
供給管（３）及び連通管（９）に第１及び第２開閉弁０
１（１υを設けたものである。従って、超勤時にあって
は、負）１開閉弁０１を開、第２開閉弁０υを閉にし、
運転時にあっては、＠１及び第２開閉弁（１，１ＣＩ＋
）とも閉にする。そして、減速時（この時、燃料は供給
されていない）にあっては、第１４図に示すように、圧
縮行程の終了時即ちピストン（７）のと死点（’ｌｃＤ
、ｃ、）位１（）ｔで起動弁（４）を開くと共に、第１
開閉弁ａ４を閉、第２開門弁θ１）を開にすれば、シリ
ンダ内の圧縮空気が排気管（ａ）内に排出される。従っ
て、シリンダ内の圧力は降下し、負の仕事を成して急速
に減速が行なわれる。なお、上記動作は火元点（Ｔ、　
ｐ；　Ｃ，）の小し後で行なってもよい。

ところで、上記実施例においては、２サイクル機関につ
いて示したが、４サイクル機関の場合も適用できる。

なお、上記実施例においては、圧縮空気を圧縮行程終了
時又はその直後をこ排出する場合について説明したが、
前述したように、圧縮行程終了直前において排出すれば
減速効果がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の詳細な説明するｐ　−ｖ線図
、第５図〜第１０１ｉｉｑｉは減速効果を説明するグラ
フ図、第１１図〜第１４図は本発明の詳細な説明するも
ので、第１１図及び第１８図は起５力弁の嘔動機構の構
成を示す図、笛１２図及び第１４図は内燃機関のＩ）　
−Ｖ線図である。 （３）・・・起動用高圧空気供給管、（４）・・・起動
弁、（８）・・・排気管、（９）・・・連通ＶＸ＋’、
ＯＩ・・・第１１７８閉弁、（＋１）・・・第２開閉弁 代理人森本義弘 第３図 第２図 第４図 ””　−，１、ｍオ籍１、ｒｌ　ａＤ、”第１ｆ図 第１３図 第ｔ２図 第１４図 シしダ宕４裳（Ｖ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、往復式圧縮内燃機関を停止させる際にＴ、Ｄ、Ｃ。 前後のクランク角度において、起動弁を開くと共に超勤
   用高圧空気供給管と排気管とを連通させる連通管途中に
   設けられた開閉弁を開いて、シリンダ内の圧縮空気を上
   記連通管を介して排気管内に排出させることを特徴とす
   る内燃機関の急速減速方法。