JPS6228663Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンジンの燃焼筒に連結された排気
路の排気を制御する装置に関する。

通常、エンジンは、その出力を確保するため、
排圧が過度に大きくならないよう、排気管、マフ
ラ等の通気抵抗を低く押えている。しかし、エン
ジンを取付けた自動車が制動力を必要とする場合
には、このエンジンに対し、車輪側から車体の慣
性による回転力が逆に加わり、エンジンはポンプ
損失を受け、いわゆるエンジンブレーキとしても
働く。このような場合に対処できる装置として、
排気路を積極的に閉鎖し、エンジンのポンプ損失
の増大を計る排気ブレーキが知られている。この
排気ブレーキはスイツチ操作により排気路を開閉
する弁を用い、これにより排圧の制御を行なつて
いる。一方、エンジンの低温時における始動性を
向上させる手段をして、燃焼筒から排気の排出量
を押え、燃焼筒内に比較的高温の残留ガスを留
め、これにより、筒内気体温度を高く保ち、燃焼
を安定化させる低温始動補助装置が知られてい
る。

このように、排気路を通る排気流量を制御する
ことにより、エンジンはより有効に、かつ、容易
に利用される。ところで、排気路の断面積を可変
させる排気制御装置は、排気路を開閉する弁を備
える。この弁はこれに作動力を加える弁作動手段
を接続しており、作動気体を受けて設定ストロー
ク往復動するピストンのような可動部材より開閉
作動力を受けて、設定範囲を変動する。しかし、
この可動部材は作動気体を受けない時にホームポ
ジシヨンに留まり、作動気体を受けると設定量変
動するという２ポジシヨンに保持され得るのみで
ある。このため、従来の排気制御装置は、排気路
を断続するのみであり、排気の排圧や流量を所望
量に制御することはできず、特に、これを用いて
排気ブレーキを兼ねた低温始動補助装置を形成す
るような場合、不都合を生じている。即ち、この
低温始動補助装置に用いられる弁は、排気ブレー
キ性能を働かす際には排気路を密閉し、低温始動
性能を働かす際にはエンジンの駆動を続けるに必
要なわずかの開口面積を確保せねばならない。し
かし、従来の装置は、これら相反する要求の妥協
した極くわずかな開度に開閉弁を保持する２ポジ
シヨン開閉弁を用いている。このため、排気ブレ
ーキが十分には働かず、更に、低温始動補助装置
として作動すると、過度の排圧上昇、吸入空気量
の低減により、黒煙の発生を生じることもある。

この考案は排気路の開口面積を可変する弁本体
が全開、全閉に加え中間開度をも保持できるエン
ジンの排気制御装置を提供することを目的とす
る。

この考案によるエンジンの排気制御装置は、エ
ンジンの排気路を開閉可能な開閉弁と、圧力供給
源からの作動気体が、この作動気体の流動を制御
する手段を介し供給される作動気体受室と、上記
開閉弁に連結され、かつ、作動気体受室内の作動
気体により変動される可動部材と、設定された中
間位置に可動部材を保持するよう、上記作動気体
の流動を制御する手段に信号を送出する中間位置
規制手段とを有し、上記中間位置規制手段の作動
時に、開閉弁が設定された中間位置に対応した中
間開度に保持される構成である。

このようなエンジンの排気制御装置によれば、
中間位置規制手段の信号により作動気体の流動を
制御する手段が働き、中間位置に達した可動部材
のずれを低減させるよう、作動気体受室内の作動
気体を制御し、可動部材と連結される開閉弁を所
望の中間開度に保持する。このため、エンジンの
排気制御装置は排気路中の排気を所望の流動状態
に制御できる。特に、このエンジンの排気制御装
置は従来の２ポジシヨンの排気制御装置を利用し
ても形成することができ、コストの低減を計れ
る。

以下、この考案を添付図面と共に説明する。

第１図にはこの考案の一実施例としてのエンジ
ンの排気制御装置（以後単に排気制御装置と記
す）１を示した。この排気制御装置１はデイーゼ
ルエンジン２の排気管３に取付けられる。この排
気制御装置１はこれに作動気体としての負圧気体
を供給する負圧気体制御部４０１と共に、排気ブ
レーキを兼ねた低温始動補助装置４を形成する。

第２図に示すように排気制御装置１は排気管３
内の排気路Ｒを開閉するようスライド作動するギ
ロチン型弁（以後単に弁本体と記す）５と、この
弁本体を排気路Ｒの中心線と垂直な断面の方向Ａ
に案内する溝６の形成された弁支持体７と、この
弁支持体に一体的に取付けられたシリンダ８と、
このシリンダ内に、その中心線ｌの方向に摺動可
能なよう収容されるピストン９と、このピストン
を設定された後述する中間位置POに保持するた
めの中間位置規制手段としての第１および第２マ
イクロスイツチ回路（以後単に第１および第２ス
イツチ回路と記す）１０，１１と、これら両スイ
ツチ１０，１１回路の出力である信号Ｉ１，Ｉ２
により、シリンダ８内の作動気体受室（以後単に
受室と記す）１２の負圧気体の流動を制御する手
段１３とで形成される。ピストン９は弁本体５と
ロツド１４を介し一体的に連結される。第２図，
第３図ｃに示すように、弁本体５が全開開度より
全閉開度を保持する際、ピストン９は全開位置で
あるホームポジシヨンＰ１より全閉位置Ｐ２まで
のストロークＬ１をリターンスプリング１５の弾
性力に抗して摺動する。更に、弁本体５は、排気
路Ｒの開口面積を狭め、エンジンの暖機を継続す
るに必要な暖機隙間Ｘ１を形成する中間開度（第
３図ｂ参照）を保持する。この場合、弁本体５と
一体のピストン９はホームポジシヨンＰ１より距
離ａだけ離れた中間位置POに達する。第１およ
び第２スイツチ回路１０，１１は、第１および第
２スイツチ１０１，１１１を有し、第１スイツチ
１０１が後述する三方電磁弁１６に、第２スイツ
チ１１１が後述する電磁弁１７にそれぞれ接続さ
れる。負圧気体の流動を制御する手段１３は、負
圧気体供給口１６１と大気開放口１６２に対し受
室１２側の口１６３を択一的に連続させることが
でき、かつ、第１スイツチ１０１の信号Ｉ１を受
けた際オン作動し、受室側の口１６３を大気開放
口１６２より負圧気体供給口１６１に切換接続す
る三方電磁弁１６と、この三方電磁弁の大気開放
口１６２に連結され、第２スイツチ１１１の信号
Ｉ２を受けた際、オン作動し、大気開放口１６２
を開より閉に切換る電磁弁１７とで形成される
（第２図参照）。第１および第２スイツチ１０１，
１１１は共にその作動片１０２，１１２を受室１
２内に突設している。両作動片１０２，１１２は
ピストン９にそれぞれ突設された第１および第２
押片１８，１９と当接可能であり、その際、常閉
スイツチである第１および第２スイツチ１０１，
１１１をオフ作動する。両作動片１０２，１１２
は受室１２の中心線ｌ方向に対し同一位置に配置
され、これらの内の第１作動片１０２に第１押片
１８が当接した際（第３図ａ参照）、ピストン９
は中間位置POの許容域ｂの前端PO１に達し、第
２作動片１１２に第２押片１９が当接した際（第
３図ｃ参照）、ピストン９は中間位置POの許容域
ｂの後端PO２に達する。即ち、第１押片１８は
第２押片１９より許容域ｂの間隙分大きくピスト
ン９側より突出している。

三方電磁弁１６に負圧気体を供給する負圧気体
制御部４０１は負圧気体を収容するバキユームタ
ンク２０と、このバキユームタンク２０より三方
電磁弁１６に負圧気体を導びく、供給管２１と、
三方電磁弁１６に全閉信号Ｉ３を与えることがで
き、かつ、互いに並列接続される低温始動制御回
路２２および排気ブレーキ用のスイツチ２３１を
備えた回路２３とで形成される。第２図に示すよ
うに、低温始動制御回路２２はデイーゼルエンジ
ン２の回転数に対応した回転数信号SOを発する
回転数検出器２２１を接続しており、デイーゼル
エンジン２の冷却水温度Ｔが設定値以下であり、
かつ、回転数信号SOを受け、これがＯ乃至500
〔rpm〕の第１設定域ａ１にあれば全閉信号Ｉ３
を三方電磁弁１６に与える。更に、回転数信号
SOが500乃至1000〔rpm〕の第２設定域a2にあれ
ば第１および第２スイツチ回路１０，１１をそれ
ぞれ駆動させるための閉回路信号Ｉ４を発する。

第１図に示した排気制御装置１の作動を第２図
および第３図を参照しつつ、低温始動補助装置の
負圧気体制御部４０１の作動と共に説明する。

まず、デイーゼルエンジン２のスタートと共に
低温始動制御回路２２が作動を始める。この低温
始動制御回路２２は設定値を下回る冷却水温度Ｔ
と、第１設定域ａ１とを検出した際（第４図参
照）、全閉信号Ｉ３を出力する。このため、三方
電磁弁１６はオン作動し、負圧気体供給口１６１
と受室側口１６３を連通させる。するとピストン
９に負圧気体が作用し、ピストン９はストローク
Ｌ１を摺動し、閉鎖開度（第２図に一点鎖線で示
した）に弁本体５を保持する。このため、排圧は
上昇し、残留ガスにより、デイーゼルエンジン２
の筒内のガス温度が高く保たれ、比較的エンジン
遊回運動がスムーズに連続する。やがて、第２設
定域ａ２に入ると、低温始動制御回路２２は全閉
信号Ｉ３に代え、閉回路信号Ｉ４を出力する。こ
れにより、第１および第２スイツチ回路１０，１
１が作動を始める。まず、リターンスプリング１
５によりホームポジシヨンＰ１側にピストン９が
移動した状態において、両スイツチ１０１，１１
１は閉じる。すると、三方電磁弁１６はオン作動
し、負圧気体を受室１２に作用させる（第３図ａ
参照）。このため、ピストン９は摺動し、まず、
第１押片１８が第１作動片１０２を押圧する。次
の時点で、三方電磁弁１６はオフ作動し、受室１
２に大気開放口１６２を連通させる。この時、大
気開放口１６２は電磁弁１７により閉じられてお
り、受室１２内負圧は一定に保持される。この
時、ピストン９は中間位置POの許容域ｂ内に位
置しているため、これと連動する弁本体５は暖機
を行なうに適する隙間ｘ１を形成する中間開度
（第３図ｂ参照）に保持される。このため、排気
は適量だけ流出し、排圧も一度低下する。なお、
ピストン９は第１作動片１０２を押圧した後、そ
の慣性等により、第２押片１９が第２作動片１１
２をも押圧し、許容域ａを外れると、電磁弁１７
がオフ作動し大気開放口１６２を開き、受室１２
の負圧は低下する。これにより再度第２スイツチ
１１１は閉じ、電磁弁１７は大気開放口１６２を
閉じる。逆に、１度許容域ａに達したピストン９
がホームポジシヨンＰ１側に外れると第１スイツ
チ１０１も閉じる。これにより受室１２には高レ
ベルの負圧気体が再度作用する。すると、ピスト
ン９は再度許容域ａに達することができる。

更に回転数が上昇すると、排圧は再び上昇を始
め（第４図参照）、筒内ガス温度も上昇し、デイ
ーゼルエンジン自体の加熱が促進され、回転数の
上昇が続く。このような暖機は筒内温度が残留ガ
スにより高く保たれることにより、早めに完了す
る。この時、冷却水温度Ｔは設定値を上回る。こ
の時点で低温始動制御回路２２は閉回路信号Ｉ４
をストツプさせ、両電磁弁１６，１７は共に大気
開放位置に留まり、ピストン９はリターンスプリ
ング１５の弾性力によりホームポジシヨンＰ１に
戻る（第２図参照）。このように暖機の完了した
デーゼルエンジン２は以後定常運転に入る。一
方、定常運転にあるデイーゼルエンジン２におい
て、排気ブレーキスイツチ２３１がオンされると
三方電磁弁１６は全閉信号Ｉ３を受け、弁本体５
は閉鎖開度（第２図の一点鎖線を参照）に保持さ
れる。すると排圧は急上昇し、デイーゼルエンジ
ン２は強制的に車両の慣性力で回転され、ポンプ
損失を生じることにより、排気ブレーキを精度よ
く働かす。

このように、排気制御装置１は全閉、全開の外
に設定された中間開度に弁本体５を保持できる。
しかも、従来の２ポジシヨンバルブに中間位置規
制手段としての第１および第２スイツチ回路１
０，１１を付加することにより、中間開度を保持
できる。このように、従来の排気制御装置を用い
ても本考案にかかる排気制御装置１を形成でき、
コストの低減を計れる。更に、排気制御装置１を
排気ブレーキを兼ねた低温始動補助装置４として
用いることにより、排気ブレーキとして排気路Ｒ
の密閉を有効に行ない、十分な精度の排気ブレー
キ性能を得られ、かつ、低温始動時に、徐々に増
大する回転数に応じて増大する排圧を、弁開度を
変化させることにより所定値以下に押えることが
できる。しかも暖機時において、黒煙発生域Ｂ
（第４図参照）へ排圧が突入することを防止でき
る。

第１図に示した排気制御装置１は第１および第
２スイツチ回路１０，１１にそれぞれ作動片１０
２，１１２を備えた別個のスイツチ１０１，１１
１を用い、これらに対向する２つの押片１８，１
９をピストン９に取付けた構成であつたが、これ
に代え、第５図に示すようなスイツチ２６を用い
てもよい。このスイツチ２６は第１および第２ス
イツチ回路１０，１１に共用される作動片２６１
と、この作動片と常閉状態にある第１スイツチ回
路１０側の固定片１０３と、作動片２６１と常開
状態にある第２スイツチ回路１１側の固定片１１
３とで形成される。この場合、ピストン９には１
つの押片２７が形成されている。そして、この押
片が作動片２６１に当接した際（第５図の実線を
参照）、ピストン９は中間位置POの許容域ｂの前
端PO１に達する。更に、押片２７に押された作
動片２６１が固定片１１３に接触した際（第５図
の一点鎖線を参照）ピストン９は許容域ｂの後端
PO２に達する。なお、第２スイツチ回路１１側
に接続される電磁弁１７１は三方電磁弁の大気開
放口１６２（第２図参照）を常閉するものであ
り、第６図に示すように、作動片２６１と固定片
１１３とが閉じた際、大気開放口１６２を閉より
開に切換ることができる。第５図に示したスイツ
チ２６を用いた場合、部品数が少なくなり、装置
をコンパクト化するのに都合がよい。

上述の処において、排気制御装置１は作動気体
として負圧を利用していたが、これに代え正圧を
利用してもよく、この場合、ピストン９に対し、
第２図に示した作動気体受室１２と反対側に正圧
を受ける受室（図示せず）を形成し、これに応じ
て各スイツチ回路、両電磁弁を連結すればよい。
この場合も、第１図に示した排気制御装置１と同
様の作用効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例としての排気制御
装置を取付けたデイーゼルエンジンの概略側面
図、第２図は同上排気制御装置の拡大概略図、第
３図は同上排気制御装置に用いるピストンの作動
説明図、第４図は同上デイーゼルエンジンの排圧
−回転数線図、第５図はこの考案の他の実施例と
しての排気制御装置に用いられるスイツチの作動
説明図、第６図は第５図中の電磁弁の概略断面図
をそれぞれ示している。 １……排気制御装置、２……デイーゼルエンジ
ン、５……弁本体、９……ピストン、１０……第
１スイツチ回路、１１……第２スイツチ回路、１
２……受室、１６……三方電磁弁、１７……電磁
弁、２０……バキユームタンク、PO……中間位
置、Ｒ……排気路、Ｉ１……第１スイツチの信
号、Ｉ２……第２スイツチの信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気路を開閉可能な開閉弁と、圧力
   供給源からの作動気体が、この作動気体の流動を
   制御する手段を介し供給される作動気体受室と、
   上記開閉弁に連結され、かつ、作動気体受室内の
   作動気体により変動される可動部材と、設定され
   た中間位置に可動部材を保持するよう、上記作動
   気体の流動を制御する手段に信号を送出する中間
   位置規制手段とを有し、上記中間位置規制手段の
   作動時に、開閉弁が設定された中間位置に対応し
   た中間開度に保持される構成のエンジンの排気制
   御装置。