JP2007211688A - Compression pressure release type engine brake - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮圧開放型エンジンブレーキに関するものである。 The present invention relates to a compression pressure release type engine brake.
従来よりトラックやバスなどの大型車両では、もともと車両重量が大きい上に積載荷重が加わる為、減速時に慣性力が大きく作用することになり、常用ブレーキ装置にかかる負担が大きくなる。 Conventionally, in large vehicles such as trucks and buses, since the vehicle weight is originally large and a load is applied, the inertial force acts greatly at the time of deceleration, which increases the burden on the service brake device.
そこで、下り坂などでブレーキをかける頻度が高い時には、一般的にエンジンブレーキを併用することが行われているが、積載荷重が大きい場合や坂道が急勾配であるような場合には、十分なエンジンブレーキの効果が得られないことがある。 Therefore, when braking is frequently performed on downhills, etc., engine brakes are generally used together. However, when the load is large or the slope is steep, it is sufficient. The engine brake effect may not be obtained.
この為、エンジンの圧縮上死点付近で排気弁を強制的に開作動して圧縮圧力を開放することにより次の膨張行程におけるピストンを押し下げる力の発生を少くして圧縮行程で得た制動力を有効に作用させるようにした圧縮圧開放型エンジンブレーキを補助的に装備することが行われている。 For this reason, the braking force obtained in the compression stroke is reduced by forcibly opening the exhaust valve near the compression top dead center of the engine and releasing the compression pressure to reduce the generation of the force that pushes down the piston in the next expansion stroke. It has been practiced to equip with a compression pressure release type engine brake that effectively works.
図2は前記圧縮圧開放型エンジンブレーキの一例を示すもので、図中1はシリンダ、2は燃焼室、3はピストン、4は排気弁、5は排気流路を夫々示し、排気行程でカムシャフト6に装備した排気カム7により基端をローラ8aを介し押し上げられて傾動するロッカーアーム8の先端によりバルブブリッジ9を介し両方の排気弁4が押し下げられて開作動され、燃焼室2から排気流路5へと排気ガス10が掃気されるようになっている。
FIG. 2 shows an example of the compression pressure release type engine brake. In the figure, 1 is a cylinder, 2 is a combustion chamber, 3 is a piston, 4 is an exhaust valve, 5 is an exhaust passage, and cams in the exhaust stroke Both
ここで、図示する例においては、ロッカーアーム8の先端に、バルブブリッジ9の頂部までの間隔を調整する為のアジャストスクリュー15が装備されており、該アジャストスクリュー15の下端部には、バルブブリッジ9の頂部に対し常に水平状態で当接し得るようチップ15aが揺動自在に装備されている。
Here, in the illustrated example, an
そして、前記ロッカーアーム8の先端によりバルブブリッジ9を介し両方の排気弁4が押し下げられて開作動される際には、前記ロッカーアーム8の基端が上方の油圧ユニット11に備えられたマスターピストン12を押し上げ、前記油圧ユニット11内に穿設された油通路13に圧力を発生させて別のシリンダ1の上方にあるスレーブピストン14を従動させて下降せしめ、該スレーブピストン14により当該シリンダ1のロッカーアーム8の先端側上部を押し下げてバルブブリッジ9を介し両方の排気弁4を開作動し得るようにしてある。
When both
即ち、排気行程となっている別のシリンダ1のマスターピストン12の作動により、圧縮上死点付近となっているシリンダ1のスレーブピストン14が従動されるよう行程タイミングの合うシリンダ1相互のスレーブピストン14とマスターピストン12との間が油通路13で接続されており、該油通路13には、該油通路13の油圧の保持・開放を切り替える為の作動油供給手段であるソレノイドバルブ16及びコントロールバルブ17を介し作動油18(エンジンオイル)が供給されるようになっている。
That is, the operation of the
ここで、ソレノイドバルブ16は、制御装置19からの制御信号16aにより作動油18の供給・遮断を行い、コントロールバルブ17は、ソレノイドバルブ16が開いた状態で前記油通路13の油圧が保持されるよう逆止弁として機能し且つソレノイドバルブ16が閉じた状態では前記油通路13の油圧をリリーフ口20へと開放するよう機能するものである。
Here, the
尚、図中21は吸入空気、22は吸気流路、23は吸気や排気を担うロッカーアーム8を回動自在に軸支して該ロッカーアーム8の傾動軸を成すロッカーシャフトを示す。
In the figure,
而して、斯かる圧縮圧開放型エンジンブレーキにおいては、制御信号16aによりソレノイドバルブ16を開けておくと、コントロールバルブ17が逆止弁として機能して油通路13が閉じるので、各シリンダ1の夫々が異なるタイミングで圧力上死点付近となった際に、排気行程にある別のシリンダ1の排気弁4を開作動する為の排気カム7の押し上げによりロッカーアーム8を介しマスターピストン12が押し上げられて油通路13に圧力が発生し、圧縮上死点付近にあるシリンダ1のスレーブピストン14が従動されて一方の排気弁4が開作動されるので、燃焼室2内から排気流路5へと圧縮空気が開放されて次の膨張行程におけるピストン3を押し下げる力の発生が少くなり、圧縮行程で得た制動力が有効に活用されることになる。
Thus, in such a compression pressure release type engine brake, if the
また、制御信号16aによりソレノイドバルブ16を閉じておけば、コントロールバルブ17により油通路13の油圧が開放され、油通路13内には圧力が発生しないので、スレーブピストン14が従動されなくなり、排気弁4は通常の開弁操作により排気行程でのみ開作動されて圧縮上死点付近では開作動されなくなる。
If the
ただし、以上に述べた如きマスターピストン12をロッカーアーム8により作動させる方式では、タイミングの合うシリンダ1同士を油通路13で結ぶことになるので、油通路13が互いに錯綜して油通路13の複雑化を招くことになり、また、各シリンダ1のバルブ開閉タイミングが一義的に決まっているので、各シリンダ1の排気弁4を圧縮上死点付近における最適なタイミングで開作動させることが難しかった。
However, in the system in which the
そのため、近年においては、複雑な油通路13を要することなく排気弁4を圧縮上死点付近における最適なタイミングで開作動し得るようにするため、図3に示す如く、吸気弁4’をロッカーアーム8を介し開作動させるための吸気カム7’と、排気弁4をロッカーアーム8を介し開作動させるための排気カム7とを装備したカムシャフト6に対しブレーキ専用カム24を増設し、このブレーキ専用カム24によりブレーキ用ロッカーアーム25を介しマスターピストン12を圧縮上死点付近で作動することが提案されている。
Therefore, in recent years, in order to allow the
ここで、ブレーキ用ロッカーアーム25の具体的な構造は図4に示す通りであり、ここに図示しているブレーキ用ロッカーアーム25では、ロッカーシャフト23に対し基端側を傾動自在に外嵌されたレバー構造を成しており、その先端側下部に装備した転動自在なローラ25aを介しブレーキ専用カム24に接触して該ブレーキ専用カム24により押し上げられ、これによりロッカーシャフト23を中心に傾動して先端側上部でマスターピストン12を押し上げるようになっている。
Here, the specific structure of the
このようにカムシャフト6にブレーキ専用カム24を増設してブレーキ用ロッカーアーム25を介しマスターピストン12を作動させる方式を採用した場合、各シリンダ1毎に油通路13が完結することになるため、油圧ユニット11を全シリンダ1に亘るような単一ブロックとしなくても複数ブロックに分割構成することが可能となり、例えば、6気筒エンジンにあっては、各シリンダ1を前後三つずつにグループ分けして油圧ユニット11を2ブロックに分割した例が既に実用化されている。
In this way, when the
尚、この種の圧縮圧開放型エンジンブレーキに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。
しかしながら、現状の圧縮圧開放型エンジンブレーキにあっては、油圧ユニット11を単一ブロックで構成していた時の設計思想がそのまま踏襲されており、エンジンの圧縮上死点付近で排気弁4を強制的に開作動して圧縮圧力を開放するという圧縮圧開放手段を全てのシリンダ1について装備するか、或いは、全てのシリンダ1から圧縮圧開放手段を取り外すかの二者択一となっているため、積載量の多い運搬車両などで丁度良いブレーキ力が得られるとしても、積載量の少ない運搬車両などではブレーキ力が必要以上に効き過ぎてしまい、これにより加減速の頻度が増して燃費の悪化を招くという不具合があった。
However, in the current compression pressure release type engine brake, the design concept when the
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、積載量の少ない運搬車両などで過剰にブレーキ力が増強されてしまうことを回避し得る圧縮圧開放型エンジンブレーキを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a compression pressure release type engine brake capable of avoiding an excessive increase in braking force in a transport vehicle having a small load. .
本発明は、エンジンの圧縮上死点付近で排気弁を強制的に開作動して圧縮圧力を開放して制動力を得るようにした圧縮圧開放型エンジンブレーキであって、排気弁を圧縮上死点付近で開作動する圧縮圧開放手段を全シリンダのうちの一部のシリンダについてだけ限定的に装備したことを特徴とするものである。 The present invention relates to a compression pressure release type engine brake that forcibly opens an exhaust valve near the compression top dead center of an engine to release a compression pressure to obtain a braking force. Only a part of all the cylinders is provided with compression pressure releasing means that opens near the dead center.
而して、このようにすれば、全シリンダのうちの一部のシリンダについてだけ限定的に圧縮上死点付近で排気弁が開作動され、全シリンダに圧縮圧開放手段を装備した場合よりも少ないブレーキ力に調整することが可能となるので、積載量の少ない運搬車両などで過剰にブレーキ力が増強されてしまうことが回避される。 Thus, in this way, the exhaust valves are opened only in the vicinity of the compression top dead center for only a part of all the cylinders, and compared with the case where all the cylinders are equipped with the compression pressure release means. Since it is possible to adjust to a small braking force, it is avoided that the braking force is excessively increased in a transport vehicle having a small load.
即ち、過剰なブレーキ力の増強が要求されていない使用形態の車両にあっては、圧縮圧力の開放による補助的なブレーキ力を抑制することによって、ブレーキ力が必要以上に効き過ぎてしまうことを防止し、加減速の頻度を抑制して燃費の悪化を防ぎ且つ過剰な付帯装備を省いてコスト及び車両重量の削減を図ることが可能となる。 That is, in a vehicle in a usage pattern in which an excessive increase in braking force is not required, by suppressing the auxiliary braking force due to release of the compression pressure, the braking force is more effective than necessary. It is possible to prevent the deterioration of fuel consumption by suppressing the frequency of acceleration / deceleration and to reduce the cost and the vehicle weight by omitting excessive incidental equipment.
また、本発明においては、吸気カムと排気カムを装備したカムシャフトに増設されたブレーキ専用カムと、該ブレーキ専用カムにより押し上げられて傾動し得るようロッカーシャフトに軸支されたブレーキ用ロッカーアームと、該ブレーキ用ロッカーアームにより圧縮上死点付近で作動するマスターピストンと、該マスターピストンに対し油通路を介して接続され且つ該油通路に前記マスターピストンの作動により油圧が発生した際に排気弁を開作動するスレーブピストンと、前記油通路の油圧の保持・開放を切り換える作動油供給手段とにより圧縮圧開放手段を構成することが可能である。 Further, in the present invention, a brake dedicated cam added to a camshaft equipped with an intake cam and an exhaust cam, a brake rocker arm pivotally supported on the rocker shaft so as to be tilted by being pushed up by the brake dedicated cam, A master piston that is operated near the compression top dead center by the brake rocker arm, and an exhaust valve that is connected to the master piston via an oil passage and hydraulic pressure is generated in the oil passage by the operation of the master piston. It is possible to constitute the compression pressure release means by the slave piston that opens the valve and the hydraulic oil supply means that switches between holding and releasing the hydraulic pressure of the oil passage.
更に、本発明を6気筒エンジンに適用するに際しては、各シリンダを前後三つずつにグループ分けし且つその何れか一方のグループの三つのシリンダについてだけ圧縮圧開放手段を装備するようにすれば良い。 Furthermore, when the present invention is applied to a six-cylinder engine, each cylinder may be grouped into three groups at the front and rear, and compression pressure release means may be provided for only three cylinders in one of the groups. .
上記した本発明の圧縮圧開放型エンジンブレーキによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the above-described compression pressure release type engine brake of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、積載量の少ない運搬車両などで過剰にブレーキ力が増強されてしまうことを回避することができるので、加減速の頻度を抑制して燃費の悪化を防ぐことができ、しかも、過剰な付帯装備(全シリンダへの圧縮圧開放手段の装備)を省いてコスト及び車両重量の削減を図ることができる。
(I) According to the invention described in
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、各シリンダ毎に油通路が完結することになるため、圧縮圧開放手段を任意のシリンダについてだけ装備することを容易に実現することができる。
(II) According to the invention described in
(III)本発明の請求項3に記載の発明によれば、6気筒エンジンの各シリンダを前後三つずつにグループ分けして油圧ユニットを2ブロックに分割した例が既に実用化されているので、一方のグループに適用されている既存の圧縮圧開放手段だけを油圧ユニット単位で残して他方のグループの圧縮圧開放手段を油圧ユニット単位で取り外すようにするだけで部品の新設なく極めて安価に実施することができる。
(III) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すものであるが、以下の説明では先に背景技術の説明で用いた図2〜図4も参照するものとする。 FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. In the following description, reference is also made to FIGS.
即ち、図1に概念図として示している如く、本形態例においては、エンジンの圧縮上死点付近で排気弁4を強制的に開作動して圧縮圧力を開放するようにした圧縮圧開放手段26を、全てのシリンダ1について装備することに替えて、全シリンダ1のうちの一部のシリンダについてだけ限定的に装備したことを特徴としており、図1の如き6気筒エンジンに適用する例では、各シリンダ1(#1〜#6)を前後三つずつ(#1〜#3と#4〜#6)にグループ分けし、その一方のグループの三つのシリンダ1(#1〜#3)についてだけ圧縮圧開放手段26を装備するようにしている。
That is, as shown in the conceptual diagram of FIG. 1, in this embodiment, the compression pressure release means for releasing the compression pressure by forcibly opening the
ここで、この圧縮圧開放手段26は、先に背景技術の説明に用いた図2〜図4に示してある通り、吸気カム7’と排気カム7を装備したカムシャフト6に増設されたブレーキ専用カム24と、該ブレーキ専用カム24により押し上げられて傾動し得るようロッカーシャフト23に軸支されたブレーキ用ロッカーアーム25と、該ブレーキ用ロッカーアーム25により圧縮上死点付近で作動するマスターピストン12と、該マスターピストン12に対し油通路13を介して接続され且つ該油通路13に前記マスターピストン12の作動により油圧が発生した際に排気弁4を開作動するスレーブピストン14と、前記油通路13の油圧の保持・開放を切り替えるための作動油供給手段であるソレノイドバルブ16及びコントロールバルブ17とにより構成されている。
Here, the compression pressure release means 26 is a brake added to the
そして、一方のグループの三つのシリンダ1(#1〜#3)に装備された各圧縮圧開放手段26の油通路13は、単一の油圧ユニット11(図1参照)にまとめて形成されるようになっており、各圧縮圧開放手段26のマスターピストン12やスレーブピストン14、作動油供給手段を成すソレノイドバルブ16及びコントロールバルブ17といった構成要素も前記油圧ユニット11(図1参照)に一体的にまとめられている。
The
而して、このように圧縮圧開放型エンジンブレーキを構成すれば、全シリンダ1(#1〜#6)のうちの一部のシリンダ1(#1〜#3)についてだけ限定的に圧縮上死点付近で排気弁4が開作動され、全シリンダ1(#1〜#6)に圧縮圧開放手段26を装備した場合よりも少ないブレーキ力に調整することが可能となるので、積載量の少ない運搬車両などで過剰にブレーキ力が増強されてしまうことが回避される。
Thus, if the compression pressure release type engine brake is configured in this way, only a part of the cylinders 1 (# 1 to # 6) among all the cylinders 1 (# 1 to # 6) are limitedly compressed. Since the
即ち、過剰なブレーキ力の増強が要求されていない使用形態の車両にあっては、圧縮圧力の開放による補助的なブレーキ力を抑制することによって、ブレーキ力が必要以上に効き過ぎてしまうことを防止し、加減速の頻度を抑制して燃費の悪化を防ぎ且つ過剰な付帯装備(全シリンダ1への圧縮圧開放手段26の装備)を省いてコスト及び車両重量の削減を図ることが可能となる。 That is, in a vehicle in a usage pattern in which an excessive increase in braking force is not required, by suppressing the auxiliary braking force due to release of the compression pressure, the braking force is more effective than necessary. It is possible to prevent the deterioration of fuel consumption by suppressing the frequency of acceleration / deceleration and to reduce the cost and the vehicle weight by omitting excessive incidental equipment (equipment of the compression pressure release means 26 to all the cylinders 1). Become.
また、本形態例においては、カムシャフト6にブレーキ専用カム24を増設してブレーキ用ロッカーアーム25を介しマスターピストン12を作動させる方式を採用しているので、各シリンダ1毎に油通路13が完結することになり、圧縮圧開放手段26を任意のシリンダ1についてだけ装備することを容易に実現することができる。
Further, in the present embodiment, a system is adopted in which a brake dedicated
特に、ここに図示している例では、6気筒エンジンの各シリンダ1(#1〜#6)を前後三つずつ(#1〜#3と#4〜#6)にグループ分けし、その一方のグループの三つのシリンダ1(#1〜#3)についてだけ圧縮圧開放手段26を装備するようにしているが、6気筒エンジンの各シリンダ1を前後三つずつにグループ分けして油圧ユニットを2ブロックに分割した例が既に実用化されているので、一方のグループに適用されている既存の圧縮圧開放手段26だけを油圧ユニット単位で残して他方のグループの圧縮圧開放手段26を油圧ユニット単位で取り外すようにするだけで部品の新設なく極めて安価に実施することが可能である。
In particular, in the example shown here, each cylinder 1 (# 1 to # 6) of a 6-cylinder engine is grouped into three groups (# 1 to # 3 and # 4 to # 6). The compression pressure release means 26 is provided only for the three cylinders 1 (# 1 to # 3) of the above group, but each
尚、本発明の圧縮圧開放型エンジンブレーキは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、6気筒エンジンへの適用に限定されるものではなく、また、必ずしも半分のシリンダについてだけ圧縮圧開放手段を装備することに限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the compression pressure release type engine brake of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is not limited to the application to a six-cylinder engine. Of course, the present invention is not limited to the provision of the opening means, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 シリンダ
4 排気弁
6 カムシャフト
7 排気カム
7’ 吸気カム
8 ロッカーアーム
12 マスターピストン
13 油通路
14 スレーブピストン
16 ソレノイドバルブ(作動油供給手段)
17 コントロールバルブ(作動油供給手段)
23 ロッカーシャフト
24 ブレーキ専用カム
25 ブレーキ用ロッカーアーム
26 圧縮圧開放手段
DESCRIPTION OF
17 Control valve (hydraulic oil supply means)
23
Claims (3)
Priority Applications (1)
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JP2006032530A JP2007211688A (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Compression pressure release type engine brake |
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JP2006032530A JP2007211688A (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Compression pressure release type engine brake |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015508144A (en) * | 2012-02-23 | 2015-03-16 | ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド | Engine system using engine braking mechanism for early opening of exhaust valve and method of operation |
-
2006
- 2006-02-09 JP JP2006032530A patent/JP2007211688A/en active Pending
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