JPS6220674Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車用デイーゼルエンジンの吸気
装置に関するものである。

（従来技術） 一般に、デイーゼルエンジンはガソリンエンジ
ンと異なり、吸気通路に絞り弁が設けられていな
いため、低負荷時とくにアイドリング時に吸気量
が過剰になり、エンジンの圧縮抵抗が大きくなつ
てトルク変動が発生し、振動および騒音が発生す
るという問題がある。また、通常の減速時におい
ても吸気脈動による気柱振動等によつて吸気騒音
が発生するという問題がある。

上記アイドリング時ないし低負荷運転時の吸気
騒音を防止する手段として、従来からたとえば特
開昭52−8217号公報に示されるように吸気通路
に、ガソリンエンジンの絞り弁に相当する補助ス
ロツトルバルブを開閉可能に設け、アイドリング
時ないし低負荷運転時にのみ上記補助スロツトル
バルブを閉じて吸気通路を絞り、吸気量を減少さ
せてエンジンの吸気振動および騒音の減少を図る
ことが知られている。

一方、デイーゼルエンジンを搭載した自動車に
おいて、排気通路に開閉可能な排気制動弁を設
け、この排気制動弁を閉じて排気通路内の排気ガ
ス圧力、つまりエンジンの背圧を高めることによ
つてエンジンの圧縮抵抗を大きくし、圧縮損失を
生じさせて自動車の制動を行う排気ブレーキも公
知である。しかし、このような排気ブレーキを採
用したデイーゼルエンジンにおいて、前述したよ
うな吸気騒音を防止できるようにしたものは未だ
実用化されていない。

ところで、この種のデイーゼルエンジンにおい
ては、アイドリング時ないし低負荷運転時だけで
なく、減速時にも吸気騒音の発生を防止するのが
望ましい。しかしながら、上記のように排気ブレ
ーキを採用したデイーゼルエンジンの吸気通路に
単に前述したような補助スロツトルバルブを設け
ただけでは実際の使用に供し得ない。すなわち排
気ブレーキによつて減速および制動する際に、通
常の減速時と同様に吸気側で補助スロツトルバル
ブ等により吸気通路を閉じてしまうと、エンジン
の吸気量が減少するとともに、排気量も減少する
ために排気ブレーキの性能が悪くなるという問題
がある。

（考案の目的） 本考案は、このような点に鑑み、アイドリング
時ないし低負荷運転時はいうまでもなく、通常の
減速時においても吸気量を減少させてエンジンの
振動および騒音を減少できるようにし、かつ、排
気ブレーキによる減速および制動時には吸気量を
減少させないようにして排気ブレーキの性能が低
下しないようにし、良好な排気ブレーキ性能を発
揮できる自動車用デイーゼルエンジンの吸気装置
を提供することを目的とする。

（考案の構成） 本考案は、排気通路に排気制動弁を備えた自動
車用デイーゼルエンジンにおいて、吸気通路に開
位置と、吸気絞り量が吸気負圧で150〜350mmHg
となる閉位置とに切替自在に設けられた吸気シヤ
ツタと、アクセルペダルの操作状態を検出するス
イツチと、排気制動弁の作動状態を検出するスイ
ツチとを備え、かつ、上記両スイツチの作動に基
づいて吸気シヤツタを、アクセルペダルの非操作
時でかつ排気制動弁の非作動時に上記閉位置に切
替え、他の運転時に開位置に保持させる吸気シヤ
ツタ作動手段を具備していることを特徴とするも
のである。

この構成により、アクセルペダルの非操作時で
かつ排気制動弁の非作動時、すなわちアイドリン
グ時と、通常の減速時には吸気シヤツタが上記閉
位置に切替えられて吸気量が大きく絞られ、吸気
騒音が大幅に減少され、また、排気制動弁を作動
させて排気ブレーキによる減速および制動を行う
時には吸気シヤツタが開位置となり、排気ブレー
キ性能が大幅に向上される。

（実施例） 本考案を図に示す実施例によつて説明する。

図において、１はエンジン、２および３はエン
ジン１の燃焼室に連通する吸気通路および排気通
路である。吸気通路２には蝶型弁で構成される吸
気シヤツタ４が、排気通路３には排気制動弁５が
それぞれ開閉可能に設けられている。

上記吸気シヤツタ４の作動手段として、リンク
機構６と、第１パワーチヤンバ８と、第１三方電
磁切替弁１０とが設けられ、排気制動弁５の作動
手段として、リンク機構７と、第２パワーチヤン
バ９と、第２三方電磁切替弁１１とが設けられて
いる。すなわち、吸気シヤツタ４および排気制動
弁５は、リンク機構６，７を介して第１、第２パ
ワーチヤンバ８，９に連結され、各パワーチヤン
バ８，９内のスプリング８ｃ，９ｃによつて開位
置に付勢され、パワーチヤンバ８，９の負圧室８
ａ，９ａが負圧状態になつた時に、ダイヤフラム
８ｂ，９ｂとリンク機構６，７を介して閉位置に
切替えられる。

上記各パワーチヤンバ８，９の負圧室８ａ，９
ａは第１、第２三方電磁切替弁１０，１１を介し
て大気に通じる大気孔１０ａ，１１ａと、バキユ
ームタンク１３に通じる負圧通路１２とに切替自
在に接続されている。上記三方電磁切替弁１０，
１１は、そのソレノイドが消磁された時に、負圧
通路１２側を閉じて上記パワーチヤンバ８，９の
負圧室８ａ，９ａを大気孔１０ａ，１１ａを介し
て大気に解放させ、励磁された時に、大気孔１０
ａ，１１ａ側を閉じて上記負圧室８ａ，９ａを負
圧通路１２を介してバキユームタンク１３に連通
させる。バキユームタンク１３にはチエツク弁１
４を介してエンジン１により駆動されるバキユー
ムポンプ１５が接続されている。

１９はメカニカルガバナを備えた燃料噴射ポン
プで、エンジン１によつて駆動されるとともに、
アクセルペダル１６によりケーブル１７（ロツド
でもよい）を介してコントロールレバー１８を操
作することによつて、アクセル開度とエンジン回
転数に応じた燃料をエンジン１の気筒に噴射する
ように構成されている。

２０は電源としてのバツテリで、これにキース
イツチ２１と、アクセルスイツチ２２と、排気ブ
レーキスイツチ２３と、クラツチスイツチ２４
と、ニユートラルスイツチ２５と、第２三方電磁
切替弁１１のソレノイドとが順次直列に接続され
ている。上記キースイツチ２１はエンジン１の運
転時にオンされ、停止時にオフされる。アクセル
スイツチ２２はアクセルペダル１６の操作状態を
検出するもので、アクセルペダル１６を踏むとオ
フ、離すとオンされる。排気ブレーキスイツチ２
３は運転者により手動操作で選択的にオン、オフ
される。クラツチスイツチ２４はクラツチペダル
（図示省略）の操作状態を検出するもので、クラ
ツチペダルを踏むとオフ、離すとオンされる。ニ
ユートラルスイツチ２５はミツシヨンがニユート
ラルか否かを検出するもので、チエンジレバーの
ニユートラル位置でオフ、シフト位置でオンされ
る。

上記吸気シヤツタ４を作動させるための第１三
方電磁切替弁１０は、上記アクセルスイツチ２２
と、排気ブレーキ２３との間にリレースイツチ２
６を介して並列に接続されている。リレースイツ
チ２６は、排気制動弁５の作動を検出するもの
で、排気制動弁５を作動させるための第２三方電
磁切替弁１１のソレノイドに連動して作動し、第
２三方電磁切替弁１１のソレノイドが消磁されて
いる時すなわち排気制動弁５が開の時にオンさ
れ、同ソレノイドが励磁された時すなわち排気制
動弁５が閉の時にオフされる。

上記の構成において、エンジン１の暖機状態に
おけるアイドリング時には、キースイツチ２２が
オンされたままで、アクセルペダル１６の踏込み
が解除されるためにアクセルスイツチ２２がオン
されることになる。一方、排気ブレーキスイツチ
２３、クラツチスイツチ２４、ニユートラルスイ
ツチ２５のうち少なくとも一つがオフされるの
で、第２三方電磁切替弁１１のソレノイドは消磁
され、排気制動弁５は図示の開位置にあり、従つ
て、排気ブレーキは働かず、これに伴つてリレー
スイツチ２６はオンされたままとなる。

すなわち、このアイドリング時には、排気制動
弁５が開位置のままで、上記キースイツチ２２、
アクセルスイツチ２２、リレースイツチ２６がそ
れぞれオンされる。このため、第１三方電磁切替
弁１０のソレノイドが励磁され、同弁１０が第１
パワーチヤンバ８の負圧室８ａを負圧通路１２に
連通させる位置に切替えられ、上記負圧室８ａに
負圧通路１２を通じてバキユームタンク１３から
負圧が導かれ、ダイヤフラム８ｂによりリンク機
構６を介して吸気シヤツタ４が図面二点鎖線に示
す閉位置に切替えられる。これによつて、エンジ
ン１への吸気量が絞られ、このアイドリング時に
おけるエンジン１の振動、騒音は抑制されること
になる。

また、エンジン１の通常の減速時においても、
上記アイドリング時と同様に、アクセルペダル１
６の踏込みが解除され、アクセルスイツチ２２が
閉じられるので、上記アイドリング時と同様の作
動で吸気シヤツタ４が閉じられ、吸気脈動等によ
る吸気騒音が低減されることになる。

ここで、上記吸気シヤツタ４による吸気通路２
の絞り量を考察すると、上記アイドリング時およ
び通常の減速時における吸気騒音を防止するため
には、吸気シヤツタ４の閉位置での吸気絞り量を
その下流の吸気負圧が100mmHg以上となるように
設定するのが望ましく、150〜350mmHgに設定し
ておくのが最も効果的であることを実験により確
認した。すなわち、上記吸気負圧が100mmHg未満
であると、吸気絞りによる騒音防止効果が小さ
く、あまり絞り過ぎるとたとえば400mmHg以上に
すると、エンジン１に対する吸気量が不足してエ
ンジン１の回転に支障をきたすことになる。従つ
て上記吸気負圧を100〜400mmHgとすることが考
えられるが、この臨界域まで絞り範囲を広げる
と、その臨海点付近で不可避的な作動誤差によつ
て制御精度が悪くなる。このため、本考案では、
上記吸気負圧が150〜350mmHgとなるように設定
したのであり、これによつて上記アイドリング時
および通常の減速時に吸気騒音を確実にかつ効率
よく低減できるのである。

次に、排気ブレーキによる減速および制動を行
う場合、キースイツチ２１はオンされたままで、
アクセルペダル１６およびクラツチペダルの踏込
みはなく、かつ、チエンジレバーがいずれかの変
速位置（シフト位置）にあるので、アクセルスイ
ツチ２２と、クラツチスイツチ２４と、ニユート
ラルスイツチ２５がいずれもオンされる。従つ
て、この状態で運転者が排気ブレーキスイツチ２
３をオンすれば、上記各スイツチ２１〜２５がす
べてオンされ、第２三方電磁切替弁１１のソレノ
イドが励磁され、第２パワーチヤンバ９の負圧室
９ａにバキユームタンク１３から負圧が導かれ、
ダイヤフラム９ｂによりリンク機構７を介して排
気制動弁５が閉位置となる（図面二点鎖線参
照）。これによつて、エンジン１の排気量が絞ら
れ、排気ガス圧力が高くなり、エンジン１の背圧
が高められて圧力抵抗が大きくなり、排気ブレー
キによる減速および制動が行われる。

上記排気ブレーキによる制動時には、第２三方
電磁切替弁１１のソレノイドが励磁されると同時
に、リレースイツチ２６が励磁されてスイツチオ
フされるので、第１三方電磁切替弁１０のソレノ
イドは消磁され、吸気シヤツタ４は図面実線で示
す開位置に保持されることになり、吸気量が減少
することはない。こうして排気ブレーキによる制
動時には、エンジン１に対し、十分な吸気量が確
保され、排気量も十分で、排気ブレーキ性能が低
下することはなく、効率のよいブレーキ作用が発
揮される。

なお、通常の走行運転時には、アクセルペダル
１６の踏込みによりアクセルスイツチ２２がオフ
されるので、上記両三方電磁切替弁１０，１１は
いずれも消磁されたままであり、従つて、吸気シ
ヤツタ４が閉じられることはなく、排気制動弁５
が閉じられることもない。

上記実施例において、クラツチスイツチ２４お
よびニユートラルスイツチ２５は、減速運転とア
イドリング運転とを識別検出するものであるか
ら、これらのスイツチ２４，２５の代りに、アイ
ドリング時にオフされ、アイドリング時よりも若
干高いエンジン回転数の時（低負荷運転時）にオ
ンされる回転数スイツチを用いても差支えない。

また、上記アクセルスイツチ２２、クラツチス
イツチ２４、ニユートラルスイツチ２５は、必ず
しもアクセルペダル、クラツチペダル、チエンジ
レバーの動きに調節応動する形式である必要はな
く、間接的に動きを検知する形式のセンサを用い
てもよい。たとえば、アクセルスイツチ２２では
燃料噴射ポンプ１９のコントロールレバー１８の
アイドリング位置を検知するアイドリングスイツ
チを適用することもできる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、アイドリ
ング時に、吸気シヤツタを自動的に閉じて吸気量
を吸気負圧で150〜350mmHgまで大きく絞ること
により、エンジンの振動、騒音を大幅に低減で
き、かつ、通常の減速時においても上記吸気シヤ
ツタを自動的に閉じて吸気騒音を大幅に低減で
き、しかも、排気ブレーキによる制動時には、吸
気シヤツタが閉じないようにして吸気量および排
気量を十分に確保し、排気ブレーキの性能が低下
しないようにでき、良好な排気ブレーキ効果が発
揮できる等、実用的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す自動車用デイーゼ
ルエンジンの吸気装置の全体構成図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……吸気シヤツタ、５……排気制動弁、
６，７……リンク機構、８……第１パワーチヤン
バ、９……第２パワーチヤンバ、１０……第１三
方電磁切替弁、１１……第２三方電磁切替弁、１
２……負圧通路、１３……バキユームタンク、１
４……チエツク弁、１５……バキユームポンプ、
２０……バツテリ、２１……キースイツチ、２２
……アクセルスイツチ、２３……排気ブレーキス
イツチ、２４……クラツチスイツチ、２５……ニ
ユートラルスイツチ、２６……リレースイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に排気制動弁を備えた自動車用デイー
   ゼルエンジンにおいて、吸気通路に開位置と、吸
   気絞り量が吸気負圧で150〜350mmHgとなる閉位
   置とに切替自在に設けられた吸気シヤツタと、ア
   クセルペダルの操作状態を検出するアクセルスイ
   ツチと、排気制動弁の作動状態を検出するスイツ
   チとを備え、かつ、上記両スイツチの作動に基づ
   いて吸気シヤツタを、アクセルペダルの非操作時
   でかつ排気制動弁の非作動時に上記閉位置に切替
   え、他の運転時に開位置に保持させる吸気シヤツ
   タ作動手段を具備していることを特徴とする自動
   車用デイーゼルエンジンの吸気装置。