JP2841798B2 - ディーゼルエンジン - Google Patents
ディーゼルエンジンInfo
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- JP2841798B2 JP2841798B2 JP2240525A JP24052590A JP2841798B2 JP 2841798 B2 JP2841798 B2 JP 2841798B2 JP 2240525 A JP2240525 A JP 2240525A JP 24052590 A JP24052590 A JP 24052590A JP 2841798 B2 JP2841798 B2 JP 2841798B2
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- JP
- Japan
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- intake
- negative pressure
- throttle valve
- diesel engine
- ring
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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に関する。
(従来の技術およびその課題) ディーゼルエンジンは火花点火式エンジンに比べて圧
縮比が高く、部分負荷時も全負荷時に近い大量の空気を
圧縮するため、ブローバイガスの吹き抜け量が比較的に
多く、圧縮損失の増大により燃費が大きく悪化する傾向
にあり、従来のディーゼルエンジンでは一般的にピスト
ンとシリンダの間にコンプレッションリングを複数個介
装してシール性を確保している。
縮比が高く、部分負荷時も全負荷時に近い大量の空気を
圧縮するため、ブローバイガスの吹き抜け量が比較的に
多く、圧縮損失の増大により燃費が大きく悪化する傾向
にあり、従来のディーゼルエンジンでは一般的にピスト
ンとシリンダの間にコンプレッションリングを複数個介
装してシール性を確保している。
ところが、ピストンのフリクションおよび慣性質量を
低減するために、コンプレッションリングを単一化した
いという要求があった。
低減するために、コンプレッションリングを単一化した
いという要求があった。
この対策として、コンプレッションリングの合口隙間
を閉塞する凹凸部を形成してシール性を高めることが考
えられるが(特開昭56−159534号公報参照)、吸気通路
の途中に吸気絞弁が介装されて、排気ガスの一部を吸気
系に還流してNOx排出量を低減するディーゼルエンジン
の場合(実開昭62−29453号公報参照)、吸気絞弁が閉
じて吸気管負圧が大きく増大する運転状態があり、単一
のコンプレッションリングではその合口隙間から吸引さ
れるオイル消費量が増えるという問題点が生じた。
を閉塞する凹凸部を形成してシール性を高めることが考
えられるが(特開昭56−159534号公報参照)、吸気通路
の途中に吸気絞弁が介装されて、排気ガスの一部を吸気
系に還流してNOx排出量を低減するディーゼルエンジン
の場合(実開昭62−29453号公報参照)、吸気絞弁が閉
じて吸気管負圧が大きく増大する運転状態があり、単一
のコンプレッションリングではその合口隙間から吸引さ
れるオイル消費量が増えるという問題点が生じた。
本発明は、こうした従来の問題点を解決して、ディー
ゼルエンジンのピストンに備えられるコンプレッション
リングを単一化することを目的とする。
ゼルエンジンのピストンに備えられるコンプレッション
リングを単一化することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明では、吸気通路に吸気
絞弁が介装され、この吸気絞弁の下流側の吸気通路と排
気通路を連通する排気還流通路を備えるディーゼルエン
ジンにおいて、合口隙間を挟んで相対するリング端部の
一方に、その下面に開口する切欠部を形成するととも
に、同じく他端部に前記切欠部を補填する形状の突起部
を形成した単一のコンプレッションリングと、オイルリ
ングをピストンとシリンダの間にそれぞれ介装し、吸気
通路に負圧検出手段を設け、吸気管負圧が燃焼室側に吸
引されるオイル消費量を十分小さくする所定の負圧値以
下になるように前記検出負圧に基づいて吸気絞弁開度を
制御する圧力制御手段を設けた。
絞弁が介装され、この吸気絞弁の下流側の吸気通路と排
気通路を連通する排気還流通路を備えるディーゼルエン
ジンにおいて、合口隙間を挟んで相対するリング端部の
一方に、その下面に開口する切欠部を形成するととも
に、同じく他端部に前記切欠部を補填する形状の突起部
を形成した単一のコンプレッションリングと、オイルリ
ングをピストンとシリンダの間にそれぞれ介装し、吸気
通路に負圧検出手段を設け、吸気管負圧が燃焼室側に吸
引されるオイル消費量を十分小さくする所定の負圧値以
下になるように前記検出負圧に基づいて吸気絞弁開度を
制御する圧力制御手段を設けた。
(作用) 圧縮・膨張行程時に、コンプレッションリングは切欠
部を補填する形状の突起部がリング溝の底面に着座する
ことにより合口隙間を閉塞し、単一のコンプレッション
リングによりブローバイガスの吹き抜けを十分に防止し
て燃費を維持できる。
部を補填する形状の突起部がリング溝の底面に着座する
ことにより合口隙間を閉塞し、単一のコンプレッション
リングによりブローバイガスの吹き抜けを十分に防止し
て燃費を維持できる。
吸入行程に、コンプレッションリングは突起部がリン
グ溝の底面から離れ、合口隙間によってクランク室と燃
焼室を連通するオイルの漏洩経路がつくられるが、吸気
絞弁の開度を調節して吸気管負圧を所定値以下に抑える
圧力制御手段を設けたため、単一のコンプレッションリ
ングにより燃焼室側に吸引されるオイル消費量を十分に
小さく抑えられる。
グ溝の底面から離れ、合口隙間によってクランク室と燃
焼室を連通するオイルの漏洩経路がつくられるが、吸気
絞弁の開度を調節して吸気管負圧を所定値以下に抑える
圧力制御手段を設けたため、単一のコンプレッションリ
ングにより燃焼室側に吸引されるオイル消費量を十分に
小さく抑えられる。
この結果として、吸気通路の途中に吸気絞弁が介装さ
れる排気還流装置を備えるディーゼルエンジンにおい
て、単一のコンプレッションリングを設けることが可能
となり、ピストンのフリクションおよび重量を低減して
ディーゼルエンジンの性能向上がはかれる。
れる排気還流装置を備えるディーゼルエンジンにおい
て、単一のコンプレッションリングを設けることが可能
となり、ピストンのフリクションおよび重量を低減して
ディーゼルエンジンの性能向上がはかれる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第1図に示すように、このディーゼルエンジンには吸
気を導入する吸気管52と、排気ガスを排出する排気管53
が取付けられている。吸気管52と排気管53は、EGR通路5
5,56により連通され、その途中に設けられたEGRバルブ5
7により開閉制御される。通気管52内には絞弁59が介装
され、これはダイヤフラム装置60により駆動される。エ
ンジン10により駆動されるバキュームポンプ58の負圧は
負圧通路61を介して圧力調整弁62,63に送られ、圧力調
整弁62,63は電子制御ユニット68からの信号に応じて負
圧を調整し、負圧通路64,65を介してダイヤフラム装置6
0およびEGRバルブ57をそれぞれ作動させるようになって
いる。
気を導入する吸気管52と、排気ガスを排出する排気管53
が取付けられている。吸気管52と排気管53は、EGR通路5
5,56により連通され、その途中に設けられたEGRバルブ5
7により開閉制御される。通気管52内には絞弁59が介装
され、これはダイヤフラム装置60により駆動される。エ
ンジン10により駆動されるバキュームポンプ58の負圧は
負圧通路61を介して圧力調整弁62,63に送られ、圧力調
整弁62,63は電子制御ユニット68からの信号に応じて負
圧を調整し、負圧通路64,65を介してダイヤフラム装置6
0およびEGRバルブ57をそれぞれ作動させるようになって
いる。
電子制御ユニット68では、基本的に燃料噴射ポンプ54
に設けられたアクセルレバー開度センサー66と回転セン
サー67からの信号が入力され、圧力調整弁62,63の圧力
調整値をそれぞれ演算して出力する。これにより、あら
かじめ設定されたEGR制御マップに応じて排気ガスの還
流量が制御される。
に設けられたアクセルレバー開度センサー66と回転セン
サー67からの信号が入力され、圧力調整弁62,63の圧力
調整値をそれぞれ演算して出力する。これにより、あら
かじめ設定されたEGR制御マップに応じて排気ガスの還
流量が制御される。
第2図において、16はシリンダヘッド、1はピスト
ン、2はシリンダで、ピストン1の頂部にはキャビティ
11が開口し、これらによって画成される燃焼室に臨んで
燃料噴射ノズル12が取付けられる。また、13は吸気ポー
ト、14は吸気弁、15は吸気弁を開閉駆動するカムであ
る。
ン、2はシリンダで、ピストン1の頂部にはキャビティ
11が開口し、これらによって画成される燃焼室に臨んで
燃料噴射ノズル12が取付けられる。また、13は吸気ポー
ト、14は吸気弁、15は吸気弁を開閉駆動するカムであ
る。
ピストン1とシリンダ2との間に、適性な潤滑油膜を
形成するオイルリング3と、燃焼室を密封するコンプレ
ッションリング4とがそれぞれ単一で介装される。
形成するオイルリング3と、燃焼室を密封するコンプレ
ッションリング4とがそれぞれ単一で介装される。
第3図に示すように、コンプレッションリング4の合
口隙間22を形成するリング端部のうち、図で右側端部の
前縁部をリング円周方向に沿って切欠く一方、左側端部
にこの切欠部23を補填する突起部24が形成され、突起部
24とシリンダ壁との摺動面側で合口隙間22を閉塞するよ
うになっている。
口隙間22を形成するリング端部のうち、図で右側端部の
前縁部をリング円周方向に沿って切欠く一方、左側端部
にこの切欠部23を補填する突起部24が形成され、突起部
24とシリンダ壁との摺動面側で合口隙間22を閉塞するよ
うになっている。
コンプレッションリング4はその突起部24がリング溝
26の底面26a側に位置するように組み込まれる。
26の底面26a側に位置するように組み込まれる。
これにより、第4図(A),(B)に示すように、コ
ンプレッションリング4がリング溝26の底面26aに押し
付けられる圧縮・膨張行程では突起部24がリング溝26の
底面26aに密着して合口隙間22と下方のクランク室側と
を遮断するため、図中矢印で示すように上方の燃焼室と
クランク室と間でのガスの漏洩経路は切欠部23と突起部
24のわずかな隙間のみに限定され、ブローバイガスの吹
き抜け量を十分に低減できる。
ンプレッションリング4がリング溝26の底面26aに押し
付けられる圧縮・膨張行程では突起部24がリング溝26の
底面26aに密着して合口隙間22と下方のクランク室側と
を遮断するため、図中矢印で示すように上方の燃焼室と
クランク室と間でのガスの漏洩経路は切欠部23と突起部
24のわずかな隙間のみに限定され、ブローバイガスの吹
き抜け量を十分に低減できる。
その反面、第5図(A),(B)に示すように、吸入
行程でコンプレッションリング4がリング溝26の上面26
bに押し付けられると突起部24がリング溝26の底面26aか
ら離れ、合口隙間22を介してクランク室と燃焼室が連通
する。このため、吸気絞弁59が閉弁した運転状態ではピ
ストン1とシリンダ壁面27との間に保持されていたオイ
ルが図中矢印で示すように合口隙間22を通って低圧の燃
焼室側へと吸い上げられ、オイル消費量が増加するとい
う問題点が生じた。
行程でコンプレッションリング4がリング溝26の上面26
bに押し付けられると突起部24がリング溝26の底面26aか
ら離れ、合口隙間22を介してクランク室と燃焼室が連通
する。このため、吸気絞弁59が閉弁した運転状態ではピ
ストン1とシリンダ壁面27との間に保持されていたオイ
ルが図中矢印で示すように合口隙間22を通って低圧の燃
焼室側へと吸い上げられ、オイル消費量が増加するとい
う問題点が生じた。
そこで本発明は、吸入負圧を所定値以下に抑える制御
手段として、吸気管52の絞弁59より下流側に圧力センサ
69が介装され、電子制御ユニット68はこの圧力センサ69
の検出信号に基づいて絞弁59の開度を制御するように構
成される。
手段として、吸気管52の絞弁59より下流側に圧力センサ
69が介装され、電子制御ユニット68はこの圧力センサ69
の検出信号に基づいて絞弁59の開度を制御するように構
成される。
この制御内容を第6図に示すフローチャートに基づい
て説明する。
て説明する。
まず、ステップ1で、回転数N、燃料噴射量Q、水温
Tw、吸気管負圧Pをそれぞれ読込む。
Tw、吸気管負圧Pをそれぞれ読込む。
ステップ2,3,4,5において、水温Twが所定値以上の暖
機後であり、燃料噴射量Qが所定値以下の低中負荷域で
あり、回転数Nが所定値以下の低中速度域で、EGRバル
ブ57が開弁していることをそれぞれ判定した後に、ステ
ップ6に進んで、吸気管52の負圧Pが所定値以下の場合
にステップ7に進んで絞弁59を閉弁させ、それ以外の運
転状態ではステップ8に進んで絞弁59を開弁する。
機後であり、燃料噴射量Qが所定値以下の低中負荷域で
あり、回転数Nが所定値以下の低中速度域で、EGRバル
ブ57が開弁していることをそれぞれ判定した後に、ステ
ップ6に進んで、吸気管52の負圧Pが所定値以下の場合
にステップ7に進んで絞弁59を閉弁させ、それ以外の運
転状態ではステップ8に進んで絞弁59を開弁する。
第7図は吸気管負圧に応じてオイル消費量が変化する
度合を測定した実験結果であるが、本実施例の場合図中
破線(TR3)で表すように、吸気管負圧が所定値を越え
て増大するとオイル消費量が急激に増加する特性を持っ
ている。したがって、圧力センサ69の検出信号Pに基づ
いて絞弁59の開度を調節して吸気管負圧を所定範囲に保
つことにより、オイル消費量を小さく抑えることができ
る。この制御により規制される吸気管負圧の最大値は通
常の火花点火式ガソリンエンジンに比べて大幅に小さい
値となる。なお、第7図において1点鎖線(TR2)で表
す特性は、コンプレッションリング4をその突起部24が
リング溝26の上面26b側に位置するように組み込まれた
場合の特性であり、実線(TR1)で表す特性はピストン
の摺動方向と平行ないわゆるストレート形状の合口端部
を有するコンプレッションリングの特性である。
度合を測定した実験結果であるが、本実施例の場合図中
破線(TR3)で表すように、吸気管負圧が所定値を越え
て増大するとオイル消費量が急激に増加する特性を持っ
ている。したがって、圧力センサ69の検出信号Pに基づ
いて絞弁59の開度を調節して吸気管負圧を所定範囲に保
つことにより、オイル消費量を小さく抑えることができ
る。この制御により規制される吸気管負圧の最大値は通
常の火花点火式ガソリンエンジンに比べて大幅に小さい
値となる。なお、第7図において1点鎖線(TR2)で表
す特性は、コンプレッションリング4をその突起部24が
リング溝26の上面26b側に位置するように組み込まれた
場合の特性であり、実線(TR1)で表す特性はピストン
の摺動方向と平行ないわゆるストレート形状の合口端部
を有するコンプレッションリングの特性である。
また、第8図はブローバイガスの吹き抜け量に応じて
燃費が増大する度合を測定した実験結果であるが、ディ
ーゼルエンジンはガソリンエンジンに比べて圧力損失の
増大により燃費が大きく悪化することがわかる。本発明
は単一のコンプレッションリング4でも、膨張行程では
突起部24が燃焼ガス圧力を受けてリング溝26の底面26a
に着座して合口隙間22と下方のクランク室側とを遮断す
るため、ブローバイガスの吹き抜け量を十分に低減でき
る。
燃費が増大する度合を測定した実験結果であるが、ディ
ーゼルエンジンはガソリンエンジンに比べて圧力損失の
増大により燃費が大きく悪化することがわかる。本発明
は単一のコンプレッションリング4でも、膨張行程では
突起部24が燃焼ガス圧力を受けてリング溝26の底面26a
に着座して合口隙間22と下方のクランク室側とを遮断す
るため、ブローバイガスの吹き抜け量を十分に低減でき
る。
一般的にガソリンエンジンが7000rpmを越えて運転さ
れるのに対して、ディーゼルエンジンの場合は5000rpm
程度以下で運転されるので、ピストン1が下降する膨張
行程でコンプレッションリング4が慣性力で持ち上がる
ことがなく、シール性を維持できる。
れるのに対して、ディーゼルエンジンの場合は5000rpm
程度以下で運転されるので、ピストン1が下降する膨張
行程でコンプレッションリング4が慣性力で持ち上がる
ことがなく、シール性を維持できる。
(発明の効果) 以上の通り本発明によれば、吸気管の途中に吸気絞弁
を備えるディーゼルエンジンにおいて、ブローバスガス
の吹き抜けを十分に防止して燃費を維持できるととも
に、燃焼室側に吸引されるオイル消費量を十分に小さく
抑えられ、単一のコンプレッションリングを設けること
が可能となり、ピストンのフリクションおよび重量を低
減して性能向上がはかれるとともに、ディーゼルエンジ
ンの小型軽量化に貢献できる。
を備えるディーゼルエンジンにおいて、ブローバスガス
の吹き抜けを十分に防止して燃費を維持できるととも
に、燃焼室側に吸引されるオイル消費量を十分に小さく
抑えられ、単一のコンプレッションリングを設けること
が可能となり、ピストンのフリクションおよび重量を低
減して性能向上がはかれるとともに、ディーゼルエンジ
ンの小型軽量化に貢献できる。
第1図は本発明の実施例を示す排気還流装置の構成図、
第2図はエンジンの横断面図、第3図はコンプレッショ
ンリングの要部斜視図、第4図(A),(B)はその圧
縮・膨張行程時の作用を説明するための合口隙間部分の
縦断面図、斜視図、第5図(A),(B)はその吸入行
程時の作用を説明するための縦断面図、合口隙間部分の
斜視図、第6図は制御内容を表すフローチャート、第7
図,第8図はそれぞれ作用を表す線図である。 1……ピストン、2……シリンダ、3……オイルリン
グ、4……コンプレッションリング、22……合口隙間、
23……凹部、24……突起部、26……リング溝、26a……
リング溝底面、52……吸気管、59……吸気絞弁、68……
電子制御ユニット、69……圧力センサ。
第2図はエンジンの横断面図、第3図はコンプレッショ
ンリングの要部斜視図、第4図(A),(B)はその圧
縮・膨張行程時の作用を説明するための合口隙間部分の
縦断面図、斜視図、第5図(A),(B)はその吸入行
程時の作用を説明するための縦断面図、合口隙間部分の
斜視図、第6図は制御内容を表すフローチャート、第7
図,第8図はそれぞれ作用を表す線図である。 1……ピストン、2……シリンダ、3……オイルリン
グ、4……コンプレッションリング、22……合口隙間、
23……凹部、24……突起部、26……リング溝、26a……
リング溝底面、52……吸気管、59……吸気絞弁、68……
電子制御ユニット、69……圧力センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 45/00 364 F02D 41/02 360 F02D 9/02 F02F 5/00
Claims (1)
- 【請求項1】吸気通路に吸気絞弁が介装され、この吸気
絞弁の下流側の吸気通路と排気通路を連通する排気還流
通路を備えるディーゼルエンジンにおいて、合口隙間を
挟んで相対するリング端部の一方に、その下面に開口す
る切欠部を形成するとともに、同じく他端部に前記切欠
部を補填する形状の突起部を形成した単一のコンプレッ
ションリングと、オイルリングをピストンとシリンダの
間にそれぞれ介装し、吸気通路に負圧検出手段を設け、
吸気管負圧が燃焼室側に吸引されるオイル消費量を十分
小さくする所定の負圧値以下になるように前記検出負圧
に基づいて吸気絞弁開度を制御する圧力制御手段を設け
たことを特徴とするディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2240525A JP2841798B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2240525A JP2841798B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | ディーゼルエンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04121444A JPH04121444A (ja) | 1992-04-22 |
JP2841798B2 true JP2841798B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=17060825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2240525A Expired - Fee Related JP2841798B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2841798B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006098512A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の制御装置及び排気浄化方法 |
CN100572779C (zh) * | 2005-03-18 | 2009-12-23 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机控制装置和排气净化方法 |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2240525A patent/JP2841798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006098512A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の制御装置及び排気浄化方法 |
CN100572779C (zh) * | 2005-03-18 | 2009-12-23 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机控制装置和排气净化方法 |
US7966810B2 (en) | 2005-03-18 | 2011-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device and exhaust purification method of internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04121444A (ja) | 1992-04-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |