JPS61294128A - デイ−ゼルエンジンの吸気装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はディーゼルエンジンの始動促進およびエミッシ
ョンの改善のため、断熱圧縮にＪ二り吸気温度を上昇さ
せるようにした吸気装置に関づ°るものである。

（従来技術） 従来、実開昭５９−１０７９３６号公報に示されるにう
に、ディーゼルエンジンにおいて始動時に着火性を高め
るため、燃焼室に供給する吸気を断熱圧縮して吸気温度
を上背させるようにした吸気装置（始動促進装置）が知
られている。、この装置は、吸気通路に吸気行程の途中
で開作動する開閉弁を設け、具体的には主吸気通路に吸
気絞り弁を設けるとともに、この吸気絞り弁を迂回する
バイパス吸気通路に開閉弁を設け、始動時から暖機時ま
での低負荷運転状態時に、吸気絞り弁に、Ｊ：り主吸気
通路を絞った状態で、上記開閉弁を動弁機構あるいは圧
力応動式の開閉弁等により吸気行程の途中で開作動させ
るようにしている。そしてこのような開閉弁の作動によ
り、吸気行程の途中まで（ま燃焼室への吸気の導入を制
限し、吸気行程の途中から急激に燃焼室に吸気を導入し
て断熱圧縮を行わせている。この装置によると、エアヒ
ークによって吸気を加熱する場合と比べ、多大のエネル
ギーが電力どしてｉｔ！ｉ費されることがなく、しかも
燃焼室内で効率良く吸気温度を高めることができる。な
お、上記従来の装置では始動暖機運転時に開閉弁を作動
ざＶているが、通常運転時にも例えば比較的低回転、但
ｔ１荷の運転領域で開閉弁を作動させるＪ：うにすれば
、吸気温度の−に貸により燃焼性が向」ニされるととも
に白煙や１−ＩＣ等の発生が防１１：される。

ところで、このＪ：うに特定の運転領域で開閉弁を作動
させようとげる場合に、従来の装置では、エンジンのシ
リンダ別の各吸気通路にそれぞれ設けられた複数の開閉
弁が単一の駆動装置ににつて同時に作動状態と停止状態
とに切Ｈえられるようにｔｌっているにすぎない！こめ
、特に停止状態から作動状態に切替わったとぎ、各シリ
ンダの燃焼性が一挙に高まることにＪこりエンジン回転
数が急激に」二響し、これによってトルクショックを生
じるどいつ問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、特定の運転領域で開閉
弁を作動さゼＣ燃焼不良や白煙、ｌ−Ｉ　Ｃ等の発生を
防止するとともに、開閉弁が停止ト状態から作動状態に
切替わるときの急′ｆＩｉ＜ｒエンジン回転数の」ニ屏
を抑制し、トルクショックを軒減寸−ることのできるデ
ィーゼルニ「ンジンの吸気装置を１１？供するものであ
る。

（発明の構成） 本発明は、エンジンのシリンダ別の各吸気通路にそれぞ
れ開閉弁を設り、吸気行程途中までは上記開閉弁を閉状
態として燃焼室への吸気の導入を制限し、吸気行程途中
で上記開閉弁を聞くことににり急激に吸気を燃焼室に導
入して断熱圧縮を行わせるようにしたディーげルエンジ
ンの吸気装置行において、−Ｆ開開閉弁を作動さぼる状
態と−１−開開閉弁の作動機能を停止さけて吸気通路を
吸気行程全期間にわたり開通させる作動停止状態とに切
替える駆動手段を名聞閉弁に対応さけて複数段Ｇノるど
どもに、上記開閉弁を作動停止状態から作動状態に切替
えるときに上記各駆動手段による切替え時期を所定時間
ずつずらせるＪ：うに制御ザる制御手段を設（すたもの
である。

つＪ：す、各開閉弁の停止状態から作動状態への切替え
を時間的にずら−けることにより、各シリンダごとに順
次燃焼性が高められて回転数が段階的に変化してい＜Ｊ
：うにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示す。

これらの図において、１はディーゼルエンジンの各シリ
ンダであって、その内部のピストン２上方には燃焼室３
が形成されており、この燃焼室３には、吸気弁４を備え
た吸気ポート５と、排気弁を備えた排気ボー１〜（図示
せず）とが開口しＣいる。

」二記吸気ボー１〜５に連通する各シリンダ別の吸気通
路６にはそれぞれ、開閉弁１０によって吸気行程途中ま
では燃焼室３への吸気の導入を制限し、吸気行程途中か
ら急激に吸気を燃焼室３に導入し＝　　５　− て断熱圧縮を行わせる吸気導入規制装「ずが設りられて
いる。この吸気導入規制装置は、当実施例では圧力変化
に応動する自動弁タイプの開閉弁１０より構成され、こ
の開閉弁１０は、吸気通路６［１］に位置する状態にお
いてこの開閉弁１０より下流の吸気通路６内の負圧が所
定値以上となったときに自動的に間りにうになっている
。さらにこの開閉弁１０は回転軸１０ａを介して吸気通
路６に回動自在に取イ］【ノられることににす、−１−
記のＪ：うに吸気通路６中に位置する状態と、吸気通路
６の側壁に設【ノられた凹部７に格納される状態とに切
替可能となっている。

上記開閉弁１０の具体的構造を第２図にＪ：って説明す
ると、この開閉弁１０は弁室１１内に設りられて弁座１
２に上流側から当接する弁体１３と、この弁体１３に連
結軸１４を介して連結されたダイヤフラム１５と、この
ダイヤフラム１５にＪ：り仕切られた２つの室１６．１
７と、その一方の室１６内に設けられて弁体１３を閉弁
方向に例勢するリターンスプリング１８とを備えている
。そし＝　６− て上記一方の室１６μ弁体１３、連結軸１４およびダイ
Ａ７フラム１５を量適した連通孔１９を介して弁体１３
より下流の吸気通路６に連通し、他ツノの室１７は吸気
通路６の−に流側に連通してほぼ大気圧に保ｌ、：れで
いる。この構造ににると、ダイ曳７フラム１５　Ｊ３　
Ｊ：び弁体１３の受圧面積を適度に設定し、かつリター
ンスプリング１８のバネ力を比較的小さくしておくこと
により、吸気通路６内に位置した状態では、燃焼室３内
おｊ；びこれに連通ずる吸気通路６下流側に生じる負圧
が所定値以上どなる吸気行程途中で弁体１３が聞かれ、
その後０圧が充分に小さくなった時点で弁体１３が閉じ
られる。従って、上記開閉弁１０が吸気通路６内に位置
しているどきは作動状態となり、また開閉弁１０が第１
図に２貞鎖線で示Ｊ−格納位置にｌ１ｉｌ　ｕ’ｊノさ
れたときは吸気通路６が開通するとともに開閉弁１００
作動機能が停止する作動停止状態となる。

２１は開閉弁１０を作動状態と作動停止状態とに切替え
る駆動手段としてのアクチュエータであり、第３図に示
ＪＪ：うに上記アクチュエータ２１は、シリンダごとに
設りられた各開閉弁１０に対応させて複数段りられてお
り、各開閉弁１０の回転軸１０ａがそれぞれ各アクチュ
エータ２１に連結されている。これら各アクチュエータ
２１は例えばダイセフラム装置により形成され、通路２
２を介して真空ポンプ２３に接続されており、」−記通
路２２中には、各アクチュエータ２１に対してそれぞれ
切替弁２／１が設けられている。そして、上記切替弁２
４を介してアクチュエータ２１に大気または真空ポンプ
２３からの負圧が選択的に導入されることにより、それ
に応じて開閉弁１０が作動状態と作動停止状態とに切替
えられるＪ：うにしている。

２５はマイクロコンピュータ等からなる制御回路（制御
手段）であって、燃料噴則ポンプ等に装備された回転数
検出手段２６および負荷検出手段２７等からの運転状態
を検出Ｊ−る信号を受け、各切替弁２４に制御信号を出
力している。この制御Ｕ路２５は、予め開閉弁１０の作
動領域を記憶しており、この作動領域は燃焼不良等が生
じ易い比較的低回転、低負傭側の運転領域（始動運転時
を含む）に設定されている。イして、１−記名検出手段
２６．２７からの検出信号に応じ、運転状態が上記作動
領域ｊこり高回転、高０荷側の非作動領域にｄうるどさ
は各開閉弁１０を作動停止り状態とする信号を各切替弁
２７１に出力し、運転状態が非作動領域から作動領域に
移行したとぎは、開閉弁１０を作動状態に切替える信号
を、制御回路２５内のタイマー等にＪ、り設定した所定
時間ずつずらけて各切替弁２７Ｉに順次出力Ｊ−るＪ：
うにしている。

この各開閉弁１０の作動状態への切替えは、失火が生じ
易いシリンダ１に対応するものから順に行うＪ：うにし
、その順序は、各シリンダ１の配置や燃料噴射吊等との
関係で、例えば端のシリンダ１は放熱され易いため失火
し易いというような一般的傾向に基づき、予め制御回路
２５内で設定してお【ノばＪ：い。あるいは、名シリン
ダ１別に検出した１ノ１気温度の検出信号２８ａ〜２８
ｄを制御回路２５に入力し、作動領域への移行時点での
ｉＪｌ気温度が低いシリンダ１に対応り−る開閉弁１０
から−９＝ 順に作動状態に切替えるＪ：うにしてもよい。

」−記のごとき吸気装置によると、開閉弁１０が吸気通
路６中に位置した作動状態にあるときは、吸気行程の途
中で開閉弁１０が聞き、つまり吸気１１程の途中までは
燃焼室３への吸気導入が制限されて燃焼室３内の負圧が
次第に人ぎくなり、この負圧が所定値以上になると上記
開閉弁１０が聞かれて吸気通路６から燃焼室３に急激に
多聞の吸気が導入される。これにＪ：って吸気の断熱圧
縮が行われ、燃焼室３内の温度が上品する。そして、本
来的に失火や燃焼不良等が生じ易い領域である比較的低
回転、低負荷側の前記作動領域で上記のように開閉弁１
０が作動され、吸気温度が高められることにより、着火
性おＪ：び燃焼性が高められる。

一方、高回転、高負荷側の非作動領域では本来的に失火
や燃焼不良等が生じにくく、またこのにうな領域で開閉
弁１０が作動されると吸気不足が生じる可能性があるの
で、開閉弁１０の作動機能が停止されて吸気通路６が開
通され、吸気不足にＪ：る黒煙の発生等が防止される。

また、特に非作動領域から作動領域への移行時には、各
間開弁１０の作動状態への切替わりが所定時間ずつずら
されることにより、エンジン回転数の急激な変化が防止
される。この作用をｉり１明Ｊ−るため、第４図に開１
１１弁１０の作動状態への切替わりに応じた各シリンダ
１におりる排気ガス湿度の変化およびエンジン回転数の
変化を示す。上記ＩＪＩ気ガス濡度は燃焼性に対応する
ものである。この図に示すように、各開閉弁１０が作動
状態に切替わると、各シリンダ１の燃焼性が高められて
＋１気ガス温度が上昇し、失火状態がひどかったシリン
ダ１ばと大ぎり１ｊ１気ガス渇度が上界づ−る（曲線Δ
１）。この場合、各開閉弁１０が同時に切替えられると
、２　ｒ：Ｘ　’１ｍ線Δ′で示すＪ：うに各シリンダ
１の燃焼性（排気ガス温度）が−挙に高められることに
Ｊ：す、２点鎖線Ｂ′　で示すＪ：うにエンジン回転数
が＠激に上品してしまうが、本発明の装置では各開閉弁
１０が所定時間ずつずらせた時点し１〜ｔ４で順次切替
えられるため、これに応じて各シリンダ１の燃焼性が実
線Ａ１〜Δ４で丞すＪ：うに順次高められ、エンジン回
転数が曲線Ｂで示ずにうに少しずつ段階的に変化するこ
ととなる。

そし−Ｃ失火し易いシリンダ１に対応する開閉弁１０か
ら順に切替えられるＪ：うにすれば、失火は速やかに解
）肖することができる。

第５図および第６図は本発明の第２実施例を示している
。この実施例では、各シリンダ１別の吸気通路６が主吸
気通路６ａと副吸気通路６ｂとからなり、主吸気通路６
ａに吸気絞り弁３０が設りられるどともにその下流側に
副吸気通路６ｂの下流端が間口し、この副吸気通路６ｂ
に圧力変化に応動する自動弁タイプの開閉弁１０が設け
られ、こうして吸気心入規制装置が構成されている。ま
た上記吸気絞り弁３０を開閉作動するアクチュエータ３
１が各吸気絞り弁３０に対応して複数段りられるととも
に、これを働かせるための通路３２、真空ポンプ３３お
Ｊ：び切替弁３４が配設され−Ｃいる。この構造による
場合、吸気絞り弁３０により主吸気通路６ａを絞った状
態では開閉弁１０が自動的に吸気行程の途中で開くよう
に作動し、吸気絞り弁３０が開かれると主吸気通路６ａ
から燃焼室３に吸気が自由に導入されて開閉弁１００作
動が停止する。従って開閉弁１０は副吸気通路６ｂに固
定的に配置してＡＮノばＪζい。

この実施例では各吸気絞り弁３０を開閉作動する各アク
チユエータ３１が各開閉弁１０を作動状態と作動停止状
態とに切替える駆動手段となり、この各アクチユエータ
３１を制御回路２５によって第１実施例の場合と同様に
制御するＪ：うにしておりばよい。

第７図は本発明の第３実施例を示している。この実施例
では、自動弁タイプの開閉弁１０の代りに、図外のエン
ジン出力軸に連動して吸気行程の途中で開りＪ：うに開
閉Ｖ［動するロータリバルブタイプの開閉弁４０が副吸
気通路６ｂに設けられ−Ｃいる。この構造による場合も
、主吸気通路６ａに設けられた吸気絞り弁３０が聞かれ
ると、主吸気通路６ａから燃焼室３に自由に吸気が導入
され、吸気導入の規制が解除されることにＪ：す、実質
的に開閉弁４０の作動機能が停止される。従って上２各
吸気絞り弁３０に対応する複数のアクチュエータ３１等
の構成おにび制御回路２５による各アクチュエータ３１
の制御は第２実施例ど同様どしておけばよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、シリンダ別の吸気通路に設けた
各開閉弁を吸気行程の途中で聞くように作動させて吸気
の断熱圧縮ににり吸気濡面を上昇させるＪζうにしたデ
ィーゼルエンジンの吸気装置において、上記各開閉弁を
作動状態と作動停止状態とに切替える駆動手段を複数段
【ノ、各駆動手段による開閉弁の作動停止状態から作動
状態への切替えを所定時間ずつずらせて行わせるように
しているので、開閉弁の作動状態への切替わり時に急激
にエンジン回転数が変化することを防止し、トルクショ
ックを軽減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の装置の断面図、第２図は
開閉弁の拡大断面図、第３図はこの装置の概略平面図、
第４図は各開閉弁の作動停止状態−１４＝ から作動状態への切替えに応じた排気ガス渇庶の変化お
よびエンジン回転数の変化を示Ｊ−説明図、第５図は本
発明の第２実施例を示す断面図、第６図はこの実７＋１
例の装２°１の概略平面図、第７図は本発明の第３実施
例を示す断面図である。 １・・・シリンダ、３・・・燃焼室、４・・・吸気弁、
６・・・吸気通路、１０．／１０・・・開閉弁、３０・
・・吸気絞り弁、２１．３１・・・アクチコエーク（駆
動手段）、２５・・・制御回路。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会礼代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）１ 同　　　　　　弁理士　　　板谷Ｉル夫め

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　エンジンのシリンダ別の各吸気通路にそれぞれ開
   閉弁を設け、吸気行程途中までは上記開閉弁を閉状態と
   して燃焼室への吸気の導入を制限し、吸気行程途中で上
   記開閉弁を開くことにより急激に吸気を燃焼室に導入し
   て断熱圧縮を行わせるようにしたディーゼルエンジンの
   吸気装置において、上記開閉弁を作動させる状態と上記
   開閉弁の作動機能を停止させて吸気通路を吸気行程全期
   間にわたり開通させる作動停止状態とに切替える駆動手
   段を各開閉弁に対応させて複数設けるとともに、上記開
   閉弁を作動停止状態から作動状態に切替えるときに上記
   各駆動手段による切替え時期を所定時間ずつずらせるよ
   うに制御する制御手段を設けたことを特徴とするディー
   ゼルエンジンの吸気装置。