JPS6263143A - ディーゼルエンジンの吸気制御装置 - 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〕 本発明はエンジンの吸気制御装置に係り、詳しくは、デ
ィーゼルエンジンにおける始動時などの低回転時に、吸
気通路を遮断することによりクランキング回転数を上げ
、始動を容易にした吸気制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

ディーゼルエンジンにおいては、寒冷時には、オイル粘
度が大きくなることによる機械的負荷の増大や、バッテ
リの性能低下に伴うスタータモータの出力不足などによ
り、クランキング回転数が常温時よりもかなり低下する
ことに加え、吸気温度が低いことなどの要因が重なり、
始動性が著しく低下する。従来、寒冷時の始動性を向上
するため、始動時に一時的に吸気通路を遮断することに
より吸気を停止し、ピストンの圧縮運動に要する力を軽
減してクランキング回転数を増大させるような装置が用
いられている。このような装置の１つに、吸気通路に開
閉自在な吸気シャッタを設け、この吸気シャッタの開閉
をスタータモータを駆動させるスイッチの操作に連動さ
せ、スタータモータを駆動させている間吸気シャッタを
閉じるようにしたものがある。この装置によれば、吸気
シャッタの開閉動作は、もっばらスタータモータのスイ
ッチを操作する操縦者の判断に委ねられることになるの
で、スタータモータを必要以上に駆動させたりするなど
その操作が適切に行われない場合には、往々にしてバッ
テリの電力を過度に消費することとなる。

この手動式の難点を解消するために、吸気シャッタの開
閉を自動的に行うようにしたものとして、例えば、特公
昭５６−２４７９２号公報に開示されたディーゼルエン
ジンの始動促進機構がある。これは、モータに減速機構
を介して連結した吸気シャッタ開閉用の運動変換機構と
、この運動変換機構と同期して１８０度回転毎にスター
タスイッチに連動したコントロールスイッチの開閉によ
ってモータへの電流回路を開閉するリミットスイッチ等
を備え、上記運動変換機構によって、吸気シャッタを開
閉するようにした装置である。その装置は、特に、上記
コントロールスイッチより上記リミットスイッチに至る
間にリレースイッチを介在させ、エンジン予熱用グロー
プラグの予熱完了を検知するセンサの働きをもとに、上
記吸気シャッタを一旦閉路とすべく上記リレースイッチ
を切り換え、かつ時限スイッチによりスタータ作動後も
吸気シャッタをある時間だけ閉じ続けるようにしている
。このような始動促進機構によれば、始動時にエンジン
の予熱が完了するまで吸気シャッタを閉じて吸気を停止
し、クランキング回転数を上昇させ、時限スイッチでも
って自動的に吸気シャッタを開くことができるので、手
動式における上記した難点は解消される。しかし、この
始動促進機構においては、時限スイッチによって吸気シ
ャッタを開け、るため、本来、シリンダ内に吸気を導入
して燃焼による十分な回転上昇が望める回転数域であっ
ても、まだ吸気シャッタを閉じ続け、その分、スタータ
モータを停止させる回転域まで到達時間が長くなり、バ
ッテリ電力を無駄に使うという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、ディーゼル
エンジンにおいて、バフテリ電力を無駄に消費すること
なく始動性の向上を図るようにしたエンジンの吸気制御
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明のエンジンの吸気制御装置の特徴は、以下の通り
である。

吸気シャッタが吸気通路に設けられ、クランキング時に
吸気シャッタが閉じられるようにしたエンジンにおいて
、上昇時におけるエンジン回転数がアイドル回転数未満
の所定回転数に達した時に、上記吸気シャッタを閉状態
から開弁させるように機能する制御手段を設けたことで
ある。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例Ｉ） 本実施例における吸気制御装置は、第１図に示すように
、ディーゼルエンジンの吸気通路１に吸気シャッタ２が
設けられ、クランク軸３に連動して作動するバキューム
ポンプ４と、上記吸気シャッタ２を開閉操作するダイア
フラム装置５との間に、蓄圧バルブ６が介装されたもの
である。これらの構成による制御手段Ａは、クランク軸
３に連動じて駆動されるバキュームポンプ４で発生する
負圧が、蓄圧バルブ６の設定圧より大きい値になると、
蓄圧バルブ６が開弁してダイアフラム装置５に負圧を掛
け、その作用により吸気シャッタ２を開くようにしてい
る。したがって、蓄圧バルブ６の設定圧を適当に設定す
ることにより、クランキング時に、アイドル回転数未満
の始動可能な所　定の回転数に達するまで吸気シャッタ
２を閉じてクランク軸３の回転を容易にし、より早く着
火可能な所定のクランキング回転数に到達させることが
できる。所定のクランキング回転数に到達した時点で吸
気シャッタ２が自動的に開き、吸気をシリンダ７内に導
入するので、吸気は直ちに所定圧まで圧縮され、着火さ
れることになる。

寒冷時には、前述したような種々の要因が重なって始動
が容易でないため、スタータモータの負荷が大きくなり
、バッテリの容量も大きなものが必要とされる。しかし
、上述のように、エンジンの吸気通路１に開閉操作でき
る吸気シャッタ２を設け、クランキング時に、一時的に
吸気を遮断してピストン８の圧縮仕事を低減させるよう
にすると、スタータモータの負荷を小さくしてクランキ
ング回転数を高めることができる。したがって、より短
い時間で始動可能なりランキング回転数に到達でき、寒
冷時にも容易に始動できかつバッテリ電力の消費を低減
することができるのである。

なお、ディーゼルエンジンの始動可能なりランキング回
転数は、１１００ｒｐ前後であるが、寒冷時特に−２０
℃以下の極低温時にも確実に始動できるためには、１５
０ｒｐｍ程度の回転数が必要とされる。したがって、本
実施例においては、極低温時にも対応できる良好な始動
性を得るため、クランキング回転数が１５Ｏｒｐｍ以下
の状態で吸気シャッタ２を閉じて吸気を遮断し、１５０
ｒｐｍ以上になれば直ちに自動的に吸気シャッタ２を開
くようしている。

ところで、ディーゼルエンジンを搭載した車両にあって
は、制動のために真空倍力装置が設置され、その作動源
としてバキュームポンプ４が装着されている。このバキ
ュームポンプ４は、上述した機能を発揮させるために、
クランク軸３の回転数にほぼ比例した負圧を発生させる
ことができる。

本実施例にあっては、バキュームポンプ４を利用し、ク
ランキング回転数１５０ｒｐＩＩ＋に対応して発生され
る負圧力値を蓄圧バルブ６の設定圧とし、それより大き
い負圧が蓄圧バルブ６に作用すれば、開弁するようにす
る。蓄圧バルブ６が開弁すれば、直ちにダイアフラム装
置５に負圧が掛かり、ダイアフラム５ａを負圧室５ｂの
方向に変位させる。

このダイアフラム５ｂにはロッド５Ｃを介してレバー２
ａが連結されており、このレバー２ａの作動により、吸
気通路ｌを閉じていた吸気シャッタ２が瞬時に全開され
、吸気がシリンダ７内に導入される。その結果、吸気が
直ちに所定圧まで圧縮されて着火し、エンジンが始動−
される。

上記の蓄圧バルブ６は、第２図および第３図に示される
ような、負圧のオンオフ動作を行うもめである。円筒型
のシリンダ１０内に、コイルスプリング１１により付勢
されたダイアフラム１２が取り付けられ、一方のシリン
ダ壁１０ａとの間に負圧室１３を形成し、その人口１４
がバキュームポンプ４と連結されている。このダイアフ
ラム１２の中央部に、これを貫通して負圧室１３と内部
が連通ずるように作動筒１５の一端が固定され、シリン
ダ１０の長手方向に摺動自在となるように支持部材１６
によって支持され、他端が仕切板１７の中央部に穿設さ
れた受孔１７ａに嵌入している。このダイアフラム１２
と仕切板１７との間に二次室１８が形成され、その仕切
板１７の近傍部に出口１９が設けられ、ダイアフラム装
置５の負圧室５ｂと連通されている。上記の作動筒１５
の他端の開口部は、他方のシリンダ壁１０ｂに一端を制
止されたコイルスプリング２０により付勢される蓋体２
１によって閉止されている。この仕切板１７とシリンダ
壁ｔａｂとの間に大気圧室２２が形成され、開口２３に
より大気と通じている。

この蓄圧バルブ６に、バキュームポンプ４で発生する負
圧が所定の負圧値を超えて作用すれば、第３図に示すよ
うに、ダイアフラム１２がコイルスプリング１１の付勢
力に抗して矢印り方向に湾曲し、作動筒１５を同方向に
移動させ、作動筒１５の他端が仕切板１７に設けられた
受孔１７ａから離脱し、二次室１８内に開口する。それ
と同時に、蓋体２１はコイルスプリング２０によって仕
切板１７に密着され、受孔１７ａを塞ぐ。したがって、
バキュームポンプ４で発生された負圧は、まず、蓄圧バ
ルブ６の負圧室１３に導入され、次いで、作動筒１５を
通って二次室１８に入り、出口１９からダイアフラム装
置５の負圧室５ｂに至り、ダイアフラム５ａを同室５ｂ
方向に湾曲させる。それと同時に、ダイアフラム５ａの
中央部に連結されたロッド５ｃが矢印Ｅ方向に移動され
、レバー２ａを介して吸気シャッタ２が仮想線で示され
るような状態に回動され、吸気通路１を全開する。

このような吸気制御装置によれば、クランキング時には
、吸気が遮断されることにより、ピストンは本来の圧縮
動作を行わず、もっばら、負圧と大気圧の間で往復動す
ることになる。このようなピストンの運動では圧縮仕事
が大幅に減り、仕事量はかなり低減されている。したが
って、クランり軸を回転させるスタータモータの負荷が
軽減され、また、バッテリ容量が小さくて済み、かつ、
着火できるに十分な回転がクランク軸に与えられた後は
、自動的に吸気が行われて直ちに始動され、バッテリ電
力を過度に消費するのが回避される。

また、ディーゼルエンジンを搭載した車両は、停止直前
にある程度振動するが、これは、エンジンの圧縮比が高
いため、低回転になるとスムーズに回転し得ないためで
ある。この吸気制御装置によれば、前記したように、エ
ンジンが所定の回転数である１５０ｒｐｍ以下になると
、自動的に吸気シャッタ２を閉じるので、車両を停止さ
せる時も、始動時と同様にエンジンの圧縮仕事が緩和さ
れ、いわゆる上記のキーオフショックの発生も防止され
る。

（実施例■） この実施例は、上述した実施例■における蓄圧バルブ６
のシリンダ壁１０ａ内へ、第４図に示すように、バイメ
タル２４を介装し、コイルスプリング１１の付勢力を温
度の変化に対応して自動的に調整できるようにしたもの
である。すなわち、低温になる程バイメタル２４が湾曲
して、コイルスプリング１１の弾発力が強化され、負圧
室１３に一層大きな負圧が作用しなければ作動筒１５が
移動しないように、温度に反比例して蓄圧バルブ６の設
定圧を変化させるようにしたものである。

このような温度補正を行うことにより、特に、−２０℃
以下の極低温域においても、確実に始動できるクランキ
ング回転数に達するまで、蓄圧バルブ６を閉じておくこ
とができる。加えて、常温域にあっては、バイメタル効
果により、クランキング回転数を通常の着火限界近くに
戻すことができ、過剰なりランキングを回避できる利点
がある。

（実施例■） この実施例は、第５図に示すように、クランキング回転
数を適当に検出して、所定の回転数以下においては、ス
イッチ２５をオフにして吸気シャッタ２を閉じ、所定の
回転数以上になればオンにしてソレノイド２６を作動さ
せることにより、これと連動された吸気シャッタ２を開
弁させるようにしたものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の説明から判るように、エンジン
がアイドル回転数未満の所定回転数より低い回転時に上
記吸気シャッタを閉じ、エンジンが十分着火できる回転
数に達した時に自動的に吸気シャッタが開弁するように
したので、クランキング回転時の圧縮仕事が低減され、
スタータモータの負荷を少なくす、ると共に、バッテリ
電力の無駄な消費をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例■における模式的構成図、第２
図は蓄圧バルブの概略断面図、第３図は同作動状態を示
す断面図、第４図は実施例■における蓄圧バルブの断面
図、第５図は実施例■の模式図を示す。 １−・−吸気通路、２−吸気シャッタ、Ａ−制御手段。 特許出願人　　マ　ツ　ダ　株式会社 代理人　弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気シャッタが吸気通路に設けられ、クランキン
   グ時に吸気シャッタが閉じられるようにしたエンジンに
   おいて、 上記吸気シャッタを、スタータモータの駆動初期では閉
   弁保持し、上昇時におけるエンジン回転数がアイドル回
   転数未満の所定回転数に到達した時に、上記吸気シャッ
   タを開けるようにした制御手段を有することを特徴とす
   るエンジンの吸気制御装置。