JPH02125905A - エンジンブレーキ装置 - 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、エンジンブレーキ装置に関し、特に、圧縮行
程付近において排気弁を開いて圧縮エネルギを放出させ
ることによりエンジンブレーキ作用が実行されるように
構成されている形式のエンジンブレーキ装置に係り、例
えば、トラックやバス等のような大型自動車に搭載され
るディーゼルエンジンに利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

従来のエンジンブレーキ装置として、圧縮行程付近にお
いて排気弁を開いて圧縮エネルギを放出させることによ
り、ブレーキ作用が実行されるように構成されているも
のがあり、この種のエンジンブレーキ装置として、米国
特許第３２２０３９２号明細書に記載されているものが
ある。

これは、第４図に示されているように、ディーゼルエン
ジン１の排気弁２を開閉作動させる口・ツカアーム５の
排気弁２側に装備されているエンジンブレーキ用シリン
ダ装置３と、排気弁２を開閉操作するためのカム４、ま
たは、これに連動するロッカアーム５に連携して往復動
され、前記エンジンブレーキ用シリンダ装置３に流体連
結されているポンプ６とを備えており、ディーゼルエン
ジン１の圧縮行程に対応するカム４の作動によって、ポ
ンプ６から油圧をエンジンブレーキ用シリンダ装Ｎ３に
圧送させることにより、ディーゼルエンジン１の圧縮行
程において排気弁２を開き、もって、圧縮エネルギを排
気弁２を通じて放出させるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このエンジンブレーキ装置においては、エンジンブレー
キ作用必要時における排気弁の開弁タイミングが、カム
に連携されたポンプの作動によって一律的に規定されて
しまうため、排気弁の開弁タイミングを任意に設定する
ことができないという問題点がある。

また、ごのエンジンブレーキ装置においては、圧縮行程
時に排気弁を開くための油圧発生源としてのポンプがカ
ム、ロッカアーム、ブツシュロッドに装備されているた
め、そのポンプの油圧反力がカム軸、カム、ロッカアー
ム、ブツシュロッドに直接的に作用するため、これらの
耐久性が低下され、その結果、ディーゼルエンジンの信
頼性が低下されてしまうという問題点がある。

本発明の目的は、エンジンブレーキ作用必要時における
排気弁の開弁タイミングの設定自由度を高めることがで
きるとともに、ディーゼルエンジンの信頼性を損なわず
に適正なエンジンブレーキ作用を実現することができる
エンジンブレーキ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るエンジンブレーキ装置は、ディーゼルエン
ジンの排気弁にエンジンブレーキ用シリンダ装置がこの
排気弁を開閉操作するように装備されており、このエン
ジンブレーキ用シリンダ装置は排気弁の開閉に連携して
作動することにより、ディーゼルエンジンの圧縮行程に
おいて排気弁を開くように構成されているエンジンブレ
ーキ装置において、前記エンジンブレーキ用シリンダ装
置の駆動油圧回路にはロータリースプール弁とエンジン
ブレーキ用圧力制御装置とが介設されており、このエン
ジンブレーキ用圧力制御装置はエンジンブレーキ必要時
に油圧を前記ロータリースプール弁に供給するように構
成され、前記ロータリースプール弁は前記排気弁の開閉
に連携してディーゼルエンジンの圧縮行程において前記
油圧を前記エンジンブレーキ用シリンダ装置に供給し、
圧縮行程外においてこのエンジンブレーキ用シリンダ装
置に供給した油圧を排出するように構成されていること
を特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、エンジンブレーキ作用必要時に
おける排気弁の開弁タイミングはロータリースプール弁
によって規定されるため、ロータリースプール弁の排気
弁開閉作動に対する連携系統を適宜調整することにより
、当該排気弁の開弁タイミングは自由に設定することが
できる。

また、前記した手段によれば、ロッカアーム、ブツシュ
ロッド、カム、カム軸等に力がかかる構造を回避するこ
とができるため、これら構成部品の耐久性の低下、およ
びそれにより派生するディーゼルエンジンの信頼性の低
下は防止されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるエンジンブレーキ装置
を示す模式図、第２図はロータリースプール弁を示す縦
断面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図である
。

本実施例において、本発明に係るエンジンブレーキ装置
はディーゼルエンジン１１のエンジンブレーキ作用を実
行するように構成されている。このディーゼルエンジン
１１は６気筒（但し、１気筒のみが図示されている。）
のシリンダ１２を備えており、シリンダ１２にはピスト
ン１３が軸心方向に摺動自在に嵌装されている。ピスト
ン１３はコネクティングロッド１４およびクランク１５
を介してクランク軸１６に連動されており、その往復動
によってクランク軸１６を回転駆動するようになってい
る。シリンダ１２のヘッドには吸気弁１７および排気弁
１８がそれぞれ装備されており、これら吸気弁１７およ
び排気弁１８はクランク軸１６に連携されているカム軸
１９と一体回転するカム２０によりそれぞれ開閉操作さ
れるようになっている。但し、吸気弁１７についての操
作機構の図示は省略されている。

排気弁１８の開閉駆動機構を第１気筒１１ａの排気弁１
８ａについて代表的に説明すると、第１排気弁１８ａは
シリンダヘッドに回動自在に支承された第１０ツカアー
ム２１ａによって往復動されることにより、開閉操作さ
れるようになっており、第１０ツカアーム２１ａはカム
軸１９に固着されている第１カム２０ａにより、第１ブ
ツシユロツド２２ａを介して回動操作されるようになっ
ている。

本実施例において、各気筒のロッカアーム２１にはエン
ジンブレーキ用シリンダ装置２３がロッカアーム２１の
排気弁１８側端部上に配されてそれぞれ設備されており
、エンジンブレーキ用シリンダ装置２３のシリンダ室２
４に摺動自在に嵌装されたピストン２５は、そのピスト
ンロッド２６がロッカアーム２１に押接されている。し
たがって、排気弁１８はピストンロッド２６が往動され
た時には、エンジンブレーキ用シリンダ装置２３により
開放操作されるようになっている。

エンジンブレーキ用シリンダ装置２３はシリンダ室２４
のピストン２５と反対側端に接続されている給排油路２
７と、高圧ポンプ２８に接続されている給油路２９と、
タンク３０に接続されている排油路３１と、ロータリー
スプール弁３２とを備えている。ロータリースプール弁
３２は３ポート・２位置・機械操作式切り換え弁として
構成されている。ロータリースプール弁３２はその負荷
ポートＡが給排油路２７に、その高圧ボートＰが給油路
２９に、そのタンクボートＴが排油路３１にそれぞれ接
続されている。そして、ロータリースプール弁３２は一
方向に回転操作されるように構成されており、ノーマル
ポジションにおいて、高圧ポートＰが閉じられるととも
に、負荷ボートＡがタンクボートＴに接続され、また、
作動ポジションにおいて、高圧ポートＰが負荷ポートＡ
に接続されるとともに、タンクボートＴが閉じられるよ
うに構成されている。

さらに、エンジンブレーキ用シリンダ装置２３の給油路
２９にはエンジンブレーキ用圧力制御装置３４が接続さ
れており、エンジンブレーキ用圧力制御装置３４はアン
ローダ弁３５と、パイロット弁３６と、電磁弁３７とを
備えている。アンローダ弁３５およびパイロット弁３６
はいずれも一定の圧力を維持するように構成されている
。電磁弁３７は２ポート・２位置・常時開・電磁操作式
切り換え弁として構成されている。電磁弁３７のソレノ
イド部３８は自動車の運転席に設備された電気スイッチ
３９に接続されており、この電気スイッチ３９が運転者
によってオンされた時に切り換え作動することにより電
磁弁３７は閉じるように構成されている。そして、エン
ジンプレー二ト用圧力制御装置３４は通常時は高圧ポン
プ２８の油圧をアンローダ弁３５を通じてタンク３０に
放出させる状態になっているが、電磁弁３７の閉じ作動
時にはアンローダ弁３５によるタンク３０への放出作動
を停止することにより、高圧ポンプ２８の油圧を給油路
２９へ送給させる状態になるように構成されている。

本実施例において、６気筒にそれぞれ対応された第１０
−タリースプール弁３２ａ〜第６０−タリースプール弁
３２ｆは同一の弁箱４１に組み込まれて、互いに、かつ
、カム軸１９に同期回転するように構成されている。す
なわち、弁箱４１にはＰ何回転軸（以下、Ｐ軸という。

）４２と、Ｔ何回転軸（以下、Ｔ軸という。）４３とが
両端を略揃えられ、かつ、互いに平行に配されて、それ
ぞれ回転自在に支承されている。Ｐ軸４２はカム軸１９
の回転と同期するように、クランク軸１６等に適当な伝
達機構（図示せず）を介して連携されており、Ｔ軸４３
は伝達機構としての歯車装置４ｉこよりＰ軸４２にこれ
と同期回転するように連携されている。

弁箱４１にはＰポート接続口４５がＰ軸４２の中間部外
周に対応するように配されて開設されており、この接続
口４５には給油路２９が接続されている。１〕軸４２に
はその中心線上に１）ボート油路４７が開設されており
、この油路４７はＰポート接続口４５にＰ軸４２の外周
面に没設された環状溝４６により流体連結されている。

また、弁箱４１にはＴボート接続口４８がＴ軸４３に対
応するように配されて開設されており、このＴボート接
続口４８には排油路３１が接続されている。′「軸４３
にはその中心線上にＴポート油路５０が開設されており
、この油路５０はＴボート接続口４８にＴ軸４３の外周
面に没設された環状溝４９により流体連結されている。

さらに、弁箱４１には６本のＡボート接続口５１ａ〜５
１ｆが軸心方向に一列に並ぶように配されて開設されて
おり、これら接続口５１ａ〜５１ｆには前記各シリンダ
装置２３における給排油路２７のそれぞれが接続されて
いる。各Ａボート接続口は横断面図において丁字形状油
路に形成されており、その両端開口はＰ軸４２の外周と
Ｔ軸４３の外周とにそれぞれ対向するように配設されて
いる。

そして、Ｐ軸４２の外周面には６個のＰボート側弁路（
以下、Ｐ弁路という。）５２ａ〜５２【が、各Ａポート
接続口５１ａ〜５１ｆにそれぞれ対向するように配され
て開設されており、各Ｐ弁路はＰポート油路４７にそれ
ぞれ接続されている。

第３図に示されているように、これらのＰ弁路はＡポー
ト接続口５１ａとの接続部において所定の円弧形状に形
成されζおり、各Ｐ弁路同士においてその周方向の位相
が各気筒における圧縮行程のずれに対応して、適宜ずら
されている。他方、Ｔ軸４３の外周面には６個のＴポー
ト側弁路（以下、Ｔ弁路という。）５３ａ〜５３［が各
Ａボート接続口５１ａ〜５１ｆにそれぞれ対向するよう
に配されて開設されており、各Ｔ弁路はＴボート油路５
０にそれぞれ接続されている。第３図に示されているよ
うに、ごれらのＴ弁路はＡポート接続口５１ａとの接続
部において所定の円弧形状に形成されており、各Ｔ弁路
同士においてその周方向の位相が各気筒における圧縮行
程のずれに対応して適宜ずらされている。

次に作用を説明する。

通常の走行時、電気スイッチ３９がオフ状態に維持され
ていることにより、電磁弁３７が開き状態になっている
ため、高圧ポンプ２日の油圧はエンジンブレーキ用圧力
制御装置３４のアンローダ弁３５を通じてタンク３０に
常時ドレンされている。

この状態においては、給油路２９に油圧が送給されない
ため、ロータリースプール弁３２が開閉操作されても、
油圧がエンジンブレーキ用シリンダ装置２３に供給され
ることはない。したがって、ロッカアーム２１がエンジ
ンブレーキ用シリンダ装Ｍ２３のピストン２５によりピ
ストンロッド２６を介して押し下げられることはなく、
排気弁１Ｂがエンジンブレーキ用シリンダ装置２３によ
り開かれることはない。つまり、各排気弁１８は各カム
２０によって駆動されるブツシュロッド２２の動きによ
ってのみ、開閉操作されることになる。

したがって、ディーゼルエンジン１１においては、正規
の吸気、圧縮、爆発および排気の各行程が繰り返され、
所定の出力が発揮されることになる。

大型自動車が坂道を比較的長時間下る場合等において、
運転席の電気スイッチ３９が運転者の手動操作によって
オンされると、ソレノイド部３８により電磁弁３７が閉
じられるため、高圧ポンプ２８からの油圧はエンジンブ
レーキ用圧力制御装置３４のアンローダ弁３５を通じて
のドレン作動を停止されるとともに、給油路２９へ圧送
される状態になる。

この状態において、例えば、第１気筒１１ａにおけるカ
ム２０ａがそのピストン１３における圧縮行程の上死点
に対応する位置に来ると、このカム２０ａにカム軸１９
を介して同期するように構成されているため、第１０−
タリースプール弁３２ａが切り換えられる。この切り換
え作動により、第１０−タリースプール弁３２ａにおい
ては、高圧ボートＰが負荷ポートＡに接続されるととも
に、タンクポートＴが閉じられる。

すなわち、第１カム２０ａが圧縮行程の上死点に対応す
ると、カム軸１９と同期回転するように連携されたＰ軸
４２により、このＰ軸４２の外周に開設された第１Ｐ弁
路５２ａは第１Ａポート接続口５１ａに流体連結される
。同時に、歯車装置４４を介してカム軸１９と同期回転
するように連携されたＴ軸４３により、このＴ軸４３の
外周に開設された第１Ｔ弁路５３ａは第１Ａポート接続
口５１ａとの流体連結を解除される。

このとき、ロッカアーム２１、ブツシュロッド２２、カ
ム２０、カム軸１９にはロータリースプール弁３２から
の抵抗力が全く加わらないため、これらの構成部品が摩
耗されて耐久性が低下されてしまうことはない。したが
って、これら構成部品の耐久性によってディーゼルエン
ジン１１の信顧性が低下されるという弊害は未然に回避
されたことになる。

この切り換え作動時において、高圧ポンプ２８の油圧が
給油路２９へ送給された状態になっているため、高圧ポ
ンプ２８の油圧は第１０−タリースプール弁３２ａの高
圧ポートＰから負荷ポートＡを通じて、第１気筒１１ａ
に対応するロッカアーム２１ａに装備されているエンジ
ンブレーキ用シリンダ装置２３のシリンダ室２４に送給
されることになる。このシリンダ室２４への油圧の供給
により、ピストン２５がシリンダ室２４内を押し下げら
れるため、第１気筒１１ａのロッカアーム２１ａはピス
トン２５によりピストンロッド２６を介して回動され、
この回動に伴って、第１気筒１１ａにおける排気弁１８
ａはそのロッカアーム２１ａによって開かれる。

そして、第１気筒１１ａのピストン１３によって圧縮さ
れたエアは、この排気弁１８ａの開き作動に伴って、排
気弁１８ａを通じてそのまま放出される。この圧縮エア
の放出によって、圧縮行程に続く爆発が中止されるとと
もに、圧縮エネルギがロスされるため、ディーゼルエン
ジン１１はエンジンブレーキ作用を実質的に実行するこ
とになる。

その後、第１気筒１１ａにおけるカム２０ａがそのピス
トンにおける圧縮行程の上死点に対応する位置を通過す
ると、このカム２０ａに対応された第１Ｐ弁路５２ａお
よび第１Ｔ弁路５３ａのＡポート接続口５１ａに対する
状態が変更されるため、第１０−タリースプール弁３２
ａが元の状態に切り換えられる。すなわち、第１０−タ
リースプール弁３２ａにおいては、高圧ポートＰが閉し
られるとともに、負荷ポートＡがタンクポートＴに接続
される。

この状態において、第１気筒Ｌｌａのロッカアーム２１
ａが排気弁１８ａのスプリング（図示せず）により押し
上げられると、エンジンブレーキ用シリンダ装置２３に
おいてピストン２５がシリンダ室２４内を押し上げられ
るため、シリンダ室２４内の圧油は給排油路２７から第
１０−タリースプール弁３２ａの負荷ポートＡ１タンク
ボートＴおよび給油路２９を経由してタンク３０へ排出
される。したがって、第１気筒１１ａにおいては、排気
弁１（ｌａにより圧縮行程の作用が確保される１７　　
＝ ことになる。

以降、前記作動が繰り返されることにより、ディーゼル
エンジン１１の各気筒において、エンジンブレーキ作用
が実行される。そして、電気スイッチ３９がオフされる
と、ソレノイド部３８によって電磁弁３７が元の状態に
戻されるさとにより、高圧ポンプ２８の油圧がエンジン
ブレーキ用圧力制御装置３４のアンローダ弁３５を通じ
てタンク３０にドレンされて、給油路２９に送給されな
い状態になるため、エンジンブレーキ作用が実行され得
ない、正規のエンジン出力作用が実行される状態になる
。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、ロータリースプール弁はクランク軸を介してカ
ム軸に同期させるように構成するに限らず、発電機等の
ようなエンジン付帯装置、さらには、エンコーダによっ
て制御される専用の駆動モータを介して排気弁の開閉に
連携させるように構成してもよい。

さらに、エンジンの回転速度に対応してロータリースプ
ール弁を排気弁の開弁タイミングに対して進角し得るよ
うに構成してもよい。

エンジンブレーキ用シリンダ装置２３、ロータリースプ
ール弁３２およびエンジンブレーキ用圧力制御装Ｍ３４
の構成は前記実施例に限らず、ディーゼルエンジンの気
筒数、排気弁の構造、数、カムの構造や数等のような種
々の条件において適宜選定することが望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ロータリースプ
ール弁の排気弁開閉作動に対する連携系統を適宜調整す
ることにより、当該排気弁のエンジンブレーキ作用時の
開弁タイミングを自由に設定することができるため、エ
ンジンブレーキ作用についての制御を正確、かつ、精密
に実行させることができる。

また、ロッカアーム、ブツシュロッド、カム、カム軸等
には力は作用しないため、このような構成部品について
の耐久性の低下、並びに、当該耐久性の低下により派生
するディーゼルエンジンの信頼性の低下を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるエンジンブレーキ装置
を示す模式図、第２図はロータリースプール弁を示す縦
断面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図である
。 第４図は従来例を示す模式図である。 １１・・・ディーゼルエンジン、１２・・・シリンダ、
１３・・・ピストン、１６・・・クランク軸、１８・・
・排気弁、１９・・・カム軸、２０・・・カム、２１・
・・ロッカアーム、２２・・・ブツシュロッド、２３・
・・エンジンブレーキ用シリンダ装置、２４・・・シリ
ンダ室、２５・・・ピストン、２６・・・ピストンロッ
ド、２７・・・給排油路、２８・・・高圧ポンプ、２９
・・・給油路、３０・・・タンク、３１・・・排油路、
３２・・・ロータリースプール弁、３３・・・操作部、
３４・・・エンジンブレーキ用圧力制御装置、３５・・
・アンローダ弁、３６・・・パイロット弁、３７・・・
電磁弁、３８・・・ソレノイド部、３９・・・電気スイ
ッチ、４１・・・弁箱、４２・・・Ｐ軸、４３・・・Ｔ
軸、４４・・・歯車装置、４５・・・Ｐポート接続口、
４６．４９・・・環状溝、４７・・・Ｐボート油路、４
８・・・Ｔボート接続口、５０・・・Ｔポート油路、５
１　ａ　〜５１　ｆ−Ａボート接ｍ［ｌ、５２ａ〜５２
［・・・Ｐ弁路、５３ａ〜５３ｆ・・・１゛弁路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ディーゼルエンジンの排気弁にエンジンブレーキ用
   シリンダ装置がこの排気弁を開閉操作するように装備さ
   れており、このエンジンブレーキ用シリンダ装置は排気
   弁の開閉に連携して作動することにより、ディーゼルエ
   ンジンの圧縮行程において排気弁を開くように構成され
   ているエンジンブレーキ装置において、前記エンジンブ
   レーキ用シリンダ装置の駆動油圧回路にはロータリース
   プール弁とエンジンブレーキ用圧力制御装置とが介設さ
   れており、このエンジンブレーキ用圧力制御装置はエン
   ジンブレーキ必要時に油圧を前記ロータリースプール弁
   に供給するように構成され、前記ロータリースプール弁
   は前記排気弁の開閉に連携してディーゼルエンジンの圧
   縮行程において前記油圧を前記エンジンブレーキ用シリ
   ンダ装置に供給し、圧縮行程外においてこのエンジンブ
   レーキ用シリンダ装置に供給した油圧を排出するように
   構成されていることを特徴とするエンジンブレーキ装置
   。