(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシリンダ（３）を備える内燃機関（１）において追加の空気を供給するための装置であって、該シリンダ（３）に通常の空気を供給するための入口（１１、２３）と、追加の空気を圧力下で貯蔵するためのタンク（１５）と、バルブ装置（１３）を介して該シリンダ（３）に該追加の空気を送るためのフィーダ通路（１９、２０、４８）とを含み、該バルブ装置（１３）が、該通常の空気の供給のための第１のバルブ（２５）を含み、該第１のバルブ（２５）が、該追加の空気の供給のための通路（３４）であって、該フィーダ通路（１９、２０）に接続される通路（３４）とともに形成されること、
該第１のバルブ（２５）が、追加の空気の流れを遮断するための手段（４６）を含むこと；および
該手段（４６）が、該フィーダ通路（４８）を該通路（３４）に接続するための少なくとも１つの孔（４６）によって構成され、該孔（４６）は、該第１のバルブ（２５）の第１の位置にあるときに、該フィーダ通路（４８）と整列されて、追加の空気の通過を可能にし、第２の位置にあるときに、該フィーダ通路（４８）と整列されず、該追加の空気の通過を妨げることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記バルブ装置（１３）が、前記通路（３４）において移動可能に構成される第２のバルブ（３５）であって、前記追加の空気の通過が妨げられる閉位置と、該追加の空気の通過が可能にされる開位置との両方をとるように構成される第２のバルブ（３５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のバルブ（３５）が、該第２のバルブ（３５）を前記閉位置の方向に動かすように構成されるスプリング要素（４１）を介して前記第１のバルブ（２５）に接続されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のバルブ（２５）が第１のバルブステム（２８）を含み、前記第２のバルブ（３５）が、前記通路（３４）において、該第１のバルブステム（２８）に実質的に平行に移動可能な第２のバルブステム（３８）を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のバルブ（２５）が、閉位置にあるときにバルブシート（２４）と接する第１のバルブヘッド（２６）を含み、前記第２のバルブ（３５）が、閉位置にあるときに該第１のバルブヘッド（２６）の内面に接する第２のバルブヘッド（３６）を含むことを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのシリンダ（３）を備える内燃機関（１）において追加の空気を供給するための装置であって、該シリンダ（３）に通常の空気を供給するための入口（１１、２３）と、バルブ装置（１３）を介して該シリンダ（３）に該追加の空気を送るためのフィーダ通路（１９、２０、４８）とを含み、該バルブ装置（１３）の機能は、該エンジン（１）のカムシャフト（５２）によって制御され、該バルブ装置（１３）が、該通常の空気の供給のための第１のバルブ（２５）と、該追加の空気の供給のための第２のバルブ（３５）とを含み、該カムシャフト（５２）が、追加の空気が該シリンダ（３）に供給され得る段階に該第１のバルブ（２５）が閉位置にあり且つ該第２のバルブ（３５）が開位置にあるような形状にされることを特徴とし、該カムシャフト（５２）が、角度セクタ（α5）の間に、一定の半径（ｒ1）を持つ輪郭を有する形状にされ、ここでα5が該カムシャフトの一つの回転周期全体を規定する５つのセクタ（α1〜α5）のうちの一つに対応し、角度セクタ（α5）のサイズが追加の空気が供給される時間間隔であることを特徴とする、装置。
【請求項７】
前記第１のバルブ（２５）が、前記追加の空気の供給のための通路（３４）であって、前記フィーダ通路（１９、２０、４８）に接続される通路（３４）を有する形状にされ、前記第２のバルブ（３５）が、該通路（３４）において移動可能に構成され、該追加の空気の通過が妨げられる閉位置と、該追加の空気の通過が可能にされる開位置との両方をとるように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つのシリンダ（３）を備える内燃機関（１）において追加の空気を供給するための装置であって、該シリンダ（３）に通常の空気を供給するための入口（１１、２３）と、該追加の空気を圧力下で貯蔵するためのタンク（１５）と、バルブ装置（１３）を介して該シリンダ（３）に該追加の空気を送るためのフィーダ通路（４８）とを含み、該装置が、該フィーダ通路（４８）を通る追加の空気の流れを制御するための制御バルブ（１４）であって、該エンジン（１）の所定の動作状態を示す信号を出力する少なくとも１つの検出器（７３）の状態によって制御されるように構成される制御バルブ（１４）を含み、該制御バルブ（１４）が、該動作状態のときに追加の空気が供給される活性位置をとるように構成されることを特徴とし、該バルブ装置（１３）が、該通常の空気の供給のための第１のバルブ（２５）を含み、該第１のバルブ（２５）は、該追加の空気の供給のための通路（３４）であって、該フィーダ通路（４８）に供給される通路（３４）とともに形成されることを特徴とする、装置。
【請求項９】
前記検出器（７３）が、前記エンジン（１）のアクセルペダル位置を検出するためのスイッチからなることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記入口（１１、２３）が、前記制御バルブ（１４）に接続され、前記制御バルブ（１４）が、該制御バルブを閉じるための手段（６２、５８）であって、該入口（１１、２３）内の圧力が予め設定された値を越えると作動される手段（６２、５８）を含むことを特徴とする、請求項８から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つのシリンダ（３）を備える内燃機関（１）において追加の空気を供給するための装置であって、該シリンダ（３）に通常の空気を供給するための入口（１１、２３）と、該追加の空気を圧力下で貯蔵するためのタンク（１５）と、バルブ装置（１３）を介して該シリンダ（３）に該追加の空気を送るためのフィーダ通路（１９、２０）とを含み、該入口（１１、２３）と該内燃機関（１）における煙制限器（６９）との間の接続部（７１）であって、注入ポンプ（７０）に接続される接続部（７１）をさらに含み、該装置が、該接続部（７１）と、制御バルブ（１４）に接続される別の接続部（６６）とが接続されるバルブ（６８）をさらに含み、該バルブ（６８）が、該接続部（７１、６６）に存在する圧力のうちで最も高い圧力を、該煙制限器（６９）に送達するように構成されることを特徴とする、装置。
【請求項１２】
前記バルブ装置（１３）が、前記通常の空気の供給のための第１のバルブ（２５）を含み、該第１のバルブ（２５）が、前記追加の空気の供給のための通路（３４）であって、前記フィーダ通路（１９、２０）に接続される通路（３４）とともに形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
ターボユニット（４）が、前記エンジン（１）の出口（２）と前記入口（１１、２３）との間に接続されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の装置を含むエンジン（１）。
【請求項１５】
少なくとも１つのシリンダ（３）を備える内燃機関（１）において追加の空気を供給する方法であって、通常の空気は、該シリンダ（３）の入口（１１、２３）と、バルブ装置（１３）とを介して該シリンダ（３）に供給され、該追加の空気が、該バルブ装置（１３）の第１のバルブ（２５）内部の通路を介して該シリンダ（３）に供給されること；および
該追加の空気が、該第１のバルブ（２５）が閉じた状態で、該エンジン（１）の吸入ストロークの間の予め設定された時間間隔（α5）の間に供給されることを特徴とする、方法。
【請求項１６】
追加の空気の流れは、前記第１のバルブ（２５）が開かれた状態で、前記エンジン（１）の吸入ストロークの間の別の予め設定された時間間隔（α3、α4）の間、遮断されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記追加の空気が、前記エンジン（１）の所定の動作状態で作動される制御バルブ（１４）を介して送達されることを特徴とする、請求項１５から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記制御バルブ（１４）が、前記エンジン（１）の前記入口（１０、１１）に所定のチャージ圧があるときに非活性状態にされることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記追加の空気が、前記エンジン（１）の煙制限器（６９）を作動させるために用いられることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野：
本発明は、請求項１の前提部に記載の内燃機関における装置に関する。特に、本発明は、エンジンに追加の空気を供給するための装置に関する。本発明はさらに、請求項１９の前提部に記載の追加の空気を供給する方法に関する。
発明の背景：
内燃機関と共に、排気ガスの流れによって回転されるタービンを有するターボユニットが頻繁に用いられる。このようにタービンによって吸収されるエネルギーは、コンプレッサに転送される。コンプレッサは、内燃機関の吸入側で空気を圧縮するように配置され、それによって燃焼室内の空気の量を増加させる。これは、より大量の燃料が、エンジン内の燃焼室に供給され、それによって、エンジンのパワーを増加させ得ることを意味する。
例えば商用車を意図したターボチャージディーゼルエンジンでは、エンジンからの開始トルクが、やや不十分であることが頻繁である。この理由は、ターボチャージエンジンが、低毎分回転数で吸気エンジンとして作用するためである。エンジンが、吸気エンジンの作用に対応する開始段階を有するという事実は、ターボチャージディーゼルエンジンに典型的な量の空気が供給されないことを意味する。これは、ターボユニットが、増加した燃料の量を許容する空気の量を供給し得るまで製造される煙の量を最小にするために、エンジンに注入される燃料の量が、低毎分回転数で制限されなければならないことを意味する。
さらに、上記の連続した事象は、好ましくはない。なぜなら、このような事象によって、エンジンの開始段階中の性能が減少するからである。さらに、エンジンは、開始段階において、乗り物で移動する人々によって「不十分」であると知覚される。なぜなら、初期の「吸気エンジン」段階において供給される燃料の量を制限する必要があったからである。
上記の問題を解決する１つの方法は、この開始段階においてエンジンにさらなる追加の空気を供給し、ターボ機能をシミュレートし、追加の燃料がエンジンに供給され得るようにすることである。このような配置は、特許明細書ＣＨ６２３３８２号から以前より公知であり、開始の際にエンジンのシリンダに圧縮空気がポンプで供給されるエンジンにおける配置を含む。
発明の要旨：
本発明の目的は、ターボ機能が以前より公知の装置よりも迅速に開始され得、エンジンの開始トルクに添加する、好ましくはターボユニットを備えた内燃機関において改善された装置を得ることである。この目的は、最初に述べた種類の装置によって成し遂げられ、その特徴は、請求項１より明らかとなる。この目的はさらに、請求項１９より特徴が明白である方法によって成し遂げられる。
好ましい実施態様は、従属請求項より明らかである。
以下の記載における用語「追加の空気」とは、本発明より、ある所定の条件下でエンジンシリンダのそれぞれに供給される空気を指す。用語「通常の空気」とは、エンジンの正常な動作中にエンジンに供給される空気を指す。
【図面の簡単な説明】
本発明を、添付の図面を参照しながらさらに詳細に以下に説明する。
図１は、本発明が用いられる内燃機関を模式的に示す。
図２は、本発明に従って用いられ得るバルブ装置の断面図を示す。
図３ａから図３ｅは、図２のバルブ装置の機能を模式的に示す。
図４は、本発明において用いられ得るカムシャフトの断面図を示す
図５は、本発明に従って用いられ得る制御バルブの断面図を示す。
図６は、本発明の他の実施態様を示す。
好ましい実施態様：
図１は、本発明が用いられ得る装置を模式的に示す。この図は、好ましくは、従来のディーゼルエンジンである内燃機関１を示す。公知の様式のエンジンは、出口２を有し、この出口２を通してエンジン１の燃焼室において発生した排気ガスが導かれる。エンジン１はさらに、複数のシリンダ３を有する。図１は、６個のシリンダを備えたエンジン１を示すが、本発明は、他のシリンダ構成でも用いられ得る。
出口２は、ターボユニット４に連なり、ターボユニット４は、公知の様式で、タービン５を有する。出口２を通して排気ガスが流れることによって、タービン５は回転し、排気ガスからのエネルギーが吸収される。排気ガスは、タービン５を通過すると、排気パイプ６を通して移動される。公知の様式で、タービン５は、コンプレッサ７を駆動する。コンプレッサ７は、タービン５およびコンプレッサ７に共通のスピンドル８を介してタービン５に連結されている。コンプレッサ７は、入口９を介して取り込まれる空気を圧縮する。コンプレッサ７を介して供給される空気は、終端が吸入ケーシング１１内にある空気通路１０を介してエンジン１に供給される。次に、吸入ケーシング１１を介して供給される空気は、異なるシリンダ３に供給される。さらに、燃料は、注入装置（不図示）を介して異なるシリンダ３に供給される。
本発明は、エンジン１の開始段階に関連して、即ち、エンジンが吸気エンジンとして作用する初期段階において、追加の空気を直接シリンダ３に供給する原理に基づいている。この空気は、複数の空気通路１２を介して供給され、空気通路１２は、異なるシリンダ３へと連なっている。異なるシリンダ３への空気の供給は、異なるシリンダ３のそれぞれに設けられている特別なバルブ装置１３によって成し遂げられる。このようなバルブ装置１３の機能および設計を図２を参照しながら以下に詳細に記載する。
いくつかの異なる空気通路１２への空気は、エンジン１と接続状態で配置される制御バルブ１４によって制御される。制御バルブ１４の機能および設計については、図５に関連して後述する。空気は、問題の乗り物内に配置される圧力タンク１５から制御バルブ１４に供給される。圧力タンク１５には、空気通路１７、および圧力タンク１５と連通状態で配置されるクラックバルブ１８を介して、ブレーキ空気コンプレッサ１６から空気が供給される。ブレーク空気コンプレッサ１６とは別に、この目的のために別の圧縮空気源を用いてもよい。空気は圧力タンク１５から２つのフィーダ通路１９、２０に、さらに制御バルブ１４に供給され得る。圧力タンクと接続状態で配置されるリレーバルブ２１および制御手段２２によって、フィーダ通路１９、２０内の作動圧力を調節することができる。これに関連して、リレーバルブ２１は、圧力タンク１５から制御バルブ１４への大質量の空気流を効率的に処理し得るため、このバルブを用いることは有利である。図１は、フィーダ通路１９、２０に接続されるリレーバルブ２１を示しているが、一方のフィーダ通路のみと接続したリレーバルブもまた本発明により用いられ得る。フィーダ通路１９、２０内の作動圧力は、圧力タンク１５内の圧力より幾分低いように設定される。この圧力差が、システムの能力の尺度となる。
以下にさらに詳細に述べる実施形態によれば、制御バルブ１４は、追加の空気が必要なとき、例えば、エンジンをスタートさせるとき、始動され得る。この場合には、空気はフィーダ通路１９、２０および制御バルブ１４を介して圧力タンク１５からシリンダ３の各バルブ１３に供給される。
空気が特定のシリンダ３に供給される場合、これは上述のバルブ装置１３によって行われる。これについて以下に図２を参照して述べる。バルブ装置１３は、エンジン１のいくつかの異なるシリンダ３の入口２３に配置される。入口２３は、通常の空気をシリンダ３に供給するために使用される。入口２３がシリンダ３に入る位置には、バルブシート２４が配置され、このバルブシートに対して第１のバルブ２５が配置される。このためには、第１のバルブ２５は第１のバルブヘッド２６を含み、これは、下側のほぼ環状の縁２７と接触する。第１のバルブヘッド２６は第１のバルブステム２８に接続し、第１のバルブステムは、ほぼジャケット状のバルブガイド２９内に入る。第１のバルブ２５の機能は、いくつかの異なるシリンダでの燃焼のために通常の空気を供給するディーゼルエンジンの通常のバルブ機能に対応する。
外部バルブスプリング３０および内部バルブスプリング３１からの力の影響を受けて、第１のバルブヘッド２６はバルブシート２４と接触する。より正確に述べると、バルブスプリング３０、３１が、バルブロック３３を介して第１のバルブステム２８と接続状態にあるスプリングワッシャ３２に接触しこれを押し付ける。
第１のバルブステム２８の下部分はほぼ管形状であり、内部通路部３４を有する。内部通路部３４は、第１のバルブヘッド２６の内表面３７の形状の別のバルブヘッドと接触する第２のバルブヘッド３６を有する第２のバルブ３５を収容するように下端で幅広になっている。第２のバルブヘッド３６はさらに、通路部３４の内部に延長部を有する第２のバルブステム３８に接続される。第２のバルブステム３８の上端は、バルブ先端３９に接続される。バルブ先端の上面にはバルブキャップ４０が配置される。第２のバルブヘッド３６は、２つのカップスプリングを備えたスプリング要素４１によって第１バルブヘッド２６の内部と接触する位置に動かされる。このスプリング要素４１は、ロッククリップ４３を用いてバルブ先端３９に対してロックされるスプリングワッシャ４２を介してバルブ先端３９に取り付けられる。
第１のバルブステム２８の上部分は、貫通通路部４４の形状であり、この通路部の内部寸法は、第２のバルブステム３８の外部寸法にほぼ対応する。第２のバルブステム３８はさらに、ライナー４５によって上側通路部４４の内部を通る。上側通路部４４は、上側通路部４４より直径が大きい下側通路部３４と結合する。また、第１のバルブステム２８の周部に沿って複数の、好ましくは４個の穴４６が配置されている。さらに、バルブガイド２９は上部分とシリンダヘッド内に配置された下部分とからなる。上部分の下端と下部分の上端との間の隙間は、空洞部４７として形成され、この空洞部にフィーダ通路４８が接続される。バルブ装置１３の通常位置では、すなわち、第１のバルブ２５がバルブシート２４と接触し、第２のバルブ３５が第１のバルブヘッド２６の内部と接触しているときは、バルブガイド２９の空洞部４７は、第１のバルブステム２８の穴４６と整合する。
追加の空気をシリンダ３に供給するためには、バルブガイド２９の空洞部４７で終結する、有孔フィーダ通路４８がさらに配備される。フィーダ通路４８は、いくつかの異なる空気通路１２（図１と比較のこと）に接続される。後に詳述するように、空気は制御バルブ１４を介してフィーダ通路４８に、さらに下側通路部３４に供給され得る。従って、追加の空気は、所定の条件下で開閉され得る第２のバルブ３５を介してエンジンシリンダに向かって導かれる。これについては後述する。
第２のバルブステム３８は、少なくとも、上側通路部４４の下端に対して良好に適合するような寸法の所定の断面に沿っている。これにより、第２のバルブステム３８と第１のバルブステム２８との間の熱伝導が可能となり、同時に、空気が上側通路部４４に沿って上向きに流れるのを防ぐ密閉機能が提供される。また、特に急速動作中に、第２のバルブステム３８が破損する危険を防ぐ。
バルブ装置１３の機能を図２および図３ａ〜図３ｅを参照して述べる。図３ａ〜図３ｅは、空気をいくつかの異なるシリンダ３に供給するときの、様々な段階を概略的に示している。図３ａ〜図３ｅは、本発明のバルブ装置１３を装備したシリンダ３での吸入ストロークを示す。先ず図３ａに示すように、シリンダ３のピストン４９はシリンダ３内の上方位置にある。ピストン４９は、従来のように、接続ロッド５１を介してクランクシャフト５０に接続される。この上方位置では、スプリング３０、３１（図２と比較のこと）からのバネ力によって、第１のバルブ２５はバルブシート２４と接触している。さらに、スプリング４１からのバネ力によって、第２のバルブ３５は第１のバルブヘッド２６の内部と接触している。
次の段階において、図３ｂに示すように、ピストン４９が下方に移動する。同時に、バルブ装置１３はエンジンのカムシャフト（図示せず）の影響を受ける。従って、スプリング要素４１のばね力をまず越えることにより、第２のバルブステム３８がわずかな距離だけ下方に押され、結果として第２のバルブヘッド３６が持ち上げられて第１のバルブヘッド２６の内側と接触しなくなる。フィーダ通路４８を介した追加の空気の供給条件が満たされており空気が下側通路部３４に供給されていれば、わずかな量（marginal amount）の追加の空気が短い間シリンダ３に供給される。
続く段階を図３ｃに示す。図３ｃにおいて、ピストン４９は下がる途中であり、第１のバルブ２５は持ち上げられてバルブシート２４から外れている。この段階において、通常の空気がシリンダヘッド中の通気口（intake）２３を介してシリンダ３中に導かれる。さらに、第１のバルブステム２８がシリンダ３に向かってある距離だけ下方に変位している。これは、孔４６がもはや空洞４７と整列していないことを意味し、このことによりフィーダ通路４８が通路部３４と連通しなくなる。このことは、この段階中に追加の空気が供給されることがないことを意味している。
図３ｄに示す次の段階において、ピストン４９は最下位をちょうど通過したところであり、上がる途中である。さらに、エンジンのカムシャフトの影響によりバルブ装置１３がその初期位置に向かって移動したため、第１のバルブ２５はいまや閉じている。すなわち、第１のバルブヘッド２６はバルブシート２４と接触している。本発明においてカムシャフトを用いた制御は、第２のバルブヘッド３６が第１のバルブヘッド２６とまだ接触していないように、すなわち第２のバルブ３５が依然として開いているようにされる。さらに、この段階において第１のバルブステム２８は、孔４６が空洞４７と実質的に整列する位置にあることにより、下側通路部３４によって規定される通路を介して追加の空気がシリンダ３に供給される。このようにして、第１のバルブ２５は閉じられかつ第２のバルブ３５は追加の空気の供給（空気がシリンダ３に通常供給されている動作段階の後半において起こる）のために、開かれる。この一連のイベント（すなわち追加の空気の供給）の時間は、後に詳細に記述するようにカムシャフトの形状によって制御される。この時間はまた、孔４６の空洞４７に対する位置にも依存する。
最後に、図３ｅは第２のバルブステム３８従って第２のバルブヘッド３６も上方に向かって解除されたことにより、第２のバルブ３５が閉状態、すなわち第２のバルブヘッド３６が第１のバルブヘッド２６の内側と密閉接触状態にある様子を示している。ここにおいてスプリング要素４１は、第２のバルブ３５を閉じようとするばね力が、下側通路部３４中の空気圧が第２のバルブ３５に影響を与える力を越えるような寸法を有している。この最後の段階の後、ある量の追加の空気がシリンダ３中に供給されているため、公知の方法で圧縮ストロークが開始されて大量の燃料が供給され得る。
図４は、本発明とともに用い得るカムシャフト５２の概略断面図を示している。公知の方法（ｓにおいて詳細には示していない）により、エンジンはカムシャフト５２を駆動するために用いられる。カムシャフト５２はバルブリフタ５３に影響を与え、バルブリフタ５３は（図示しない）プッシュロッドおよびロッカレバー（rocker lever）を備えた構成を介して、バルブ装置１３の開閉を行う。図４に、カムシャフト５２の半径ｒ1を実線で示し、基円（basic circle）の半径ｒ2を点線で示している。また、図３ａ〜３ｅに示した異なる段階に対応する５つの異なる角度部分α1、α2、α3、α4、α5を図示している。角度部分α1は図３ａに示したすなわちバルブ装置１３が閉じた（すなわち第１のバルブ２５および第２のバルブ３５が両方とも閉じた）状態を示している。角度部分α2は、図３ｂに示した状態（すなわち第２のバルブ３５が開き、第１のバルブ２５が閉じた状態）を示している。ここで、異なるシリンダへの空気のわずかな追加は、短い時間の間に起こる。さらに、角度部分α3は、図３ｃに示す状態（すなわち第１のバルブ２５が開いているが孔４６が空洞４７と整列していないために追加の空気が供給されない状態）に対応する。角度部分α4の間に、第１のバルブ２５は閉じ始める。最後に角度部分α5は、図３ｄ、すなわち第１のバルブ２５が閉じているが第２のバルブ３５が依然として開いたままの状態に対応する。この角度部分α5はこのようにして、実質的に一定カムシャフト５２の半径において、追加の空気が異なるシリンダに供給される「プラトー」を形成する。この角度部分α5の大きさを変更することにより、追加の空気が供給される時間を変更することができる。
図５は、追加の空気を圧力タンク１５から異なるシリンダ３に供給するために用いられる制御バルブ１４を示している（図１と比較のこと）。制御バルブ１４はバルブハウジング５３を有しており、その中に電子的ソレノイド５４が構成されている。ソレノイド５４は実質的に公知の種類のものであり、通常状態においては閉バネ５６の影響により出口５７の方向に移動されるコア５５を有している。出口５７は異なる空気通路１２に接続されている。（図１と比較のこと）。制御バルブ１４はさらに、バルブハウジング５３中のシリンダ内を移動するように構成されたピストン６２を有している。ピストン６２はピン５８を有している。ピン５８の下端は出口５７に設けられたシート５９と相互作用するように構成されている。このシートは好ましくはラバー表面を有している。このようにして、以下において明らかになるような特定の条件下において出口５７を閉じることができる。ピストン６２ならびにその対応するピン５８は、開バネ７２によってシリンダ６３内において上方向の位置に向かう影響を受ける。
シリンダ６３にはさらに、エンジンの入口ケーシングから、シリンダ６３につながるさらなる入口６４を介して、チャージ圧を有する空気を供給し得る。図１および図５を参照して、入口ジャケット１１が通路６５を介して入口６４に接続されていることが明らかであろう。
制御バルブ１４の機能は、検出器７３を用いて、好適には乗り物のアクセルペダルの位置を検出するスイッチという形態で制御される。検出器７３は、乗り物の動力源７４とリレー７５とに連結されている。リレー７５にはさらに、エンジンの発電器７６からの電圧も供給されている。このように、ソレノイドは、エンジンが作動しているときのみ作動し得る。この場合、ソレノイドは、アクセルペダルがある位置にある場合、好適には完全に押圧されている場合に作動する。これにより、コア５５はある距離に亘ってソレノイド５４内に押され、ばね５６を圧縮する。通常、このことは、開ばね７２の影響でピストン６２がシリンダ６３内の上方位置に達すると同時に起こる。この場合、ピン５８はシート５９と係合していない。このように、追加の空気が出口５７を介して複数の異なる空気通路１２に供給され得る。この目的のために、フィーダ通路１９および２０は制御バルブ１４、より正確には、２つの入口６０および６１に連通されている。
従って、制御バルブ１４が開位置にある場合、追加の空気は、複数の異なるシリンダに供給される。これにより、追加の燃料が複数の異なるシリンダに供給されることが可能になる。これは、入口ケーシング１１における、従って更に入口６４におけるチャージ圧の上昇につながる。チャージ圧が上昇すると、シリンダ６２およびピン５８に影響を与え、シリンダ６２およびピン５８を、開ばね７２からの力に抗して下方に移動させる。その結果、出口５７は遮断され、空気の供給が断たれる。シリンダ６２が下方に押されるとき、コア５５は依然上方位置にある。従って、制御バルブ１４は、アクセルペダルの位置とエンジンからのチャージ圧とにより制御される。このように、追加の空気は、真に必要であるとき、すなわち、チャージ圧が最低レベル未満まで低下したときのみ、エンジン１に供給され得る。
図６は、本発明の別の実施形態を示す。この実施形態において、上述した部材に対応する部材には、対応する参照符号を付す。この実施形態において、制御バルブ１４はさらに、更なる接続部６６を介して減圧バルブ６７にも連結され、二方バルブ６８に影響を与える、一定の圧力を調整する。この二方バルブ６８は、燃焼に超過の燃料を追加するために、エンジンの煙制限器６９を加圧するように構成されている。煙制限器６９は公知であり、エンジンの注入ポンプ７０に連結されている。従って、エンジンに供給される燃料の量は、チャージ圧または追加の空気によって調整され得る。さらに、入口ジャケット１１と二方バルブ６８との間に、更なる接続部７１がある。
煙制限器６９は、低負荷の場合にエンジン１に注入される燃料の量を制限し、それにより排気ガス中に煙が発生しないようにするために利用される。負荷が増加すると、入口ジャケット１１内のチャージ圧が上昇する。煙制限器は接続部７１を介してチャージ圧の影響を受け、その結果、注入ポンプ７０がエンジン１に更なる燃料を送達する。さらに、二方バルブ６８は、図示しない移動ピストンと、接続部７１用の入口と、接続部６６用の入口と、接続部７１および６６内に存在するうちの最高の圧力で空気を放出する出口とを含む。
本発明によると、追加の空気がシリンダ３に供給され得、従って、より多くの燃料の供給が可能になる。初期には、このことは入口ジャケット内の圧力の上昇を引き起こさない。すなわち、煙制限器６９はいかなるチャージ圧にも曝されない。通常、このことは、燃料の量の増加が許可されないことを意味する。本実施形態によると、煙制限器６９は、このように、二方バルブ６８に連結されている接続部６６によって供給される「人工圧力」に曝される。追加の空気がある圧力で供給されると、この圧力を有する空気が二方バルブ６８にも供給される。このことは、注入ポンプ７０が作動して燃料供給量を増加し得ることを意味する。通常のチャージ圧が、煙制限器６９が制御バルブ１４から二方バルブ６８を介して供給される圧力を超えると、接続部７１内のチャージ圧は二方バルブ６８を介した煙制限器６９の制御を引き継ぐ。接続部６６を介して送達される「人工圧力」は、減圧バルブ６７によって調整される。
制御バルブ１４からの圧力はさらに、減圧バルブ６７の後段に連結されたソレノイドバルブ７７を用いてダンプされ得る。ソレノイドバルブ７７は、リレー７５に連結されている（図５参照）。
本発明は、空気はエンジンの初期の「吸気エンジン段階」中に圧力タンク１５から供給され、従って、供給される燃料の量を上昇させるという原理に基づく。これは、開始トルクの大きな上昇をもたらし、それにより、エンジンは開始トルクに関して不十分であるという認識を排除する。
本発明は、上述の実施形態に限定されず、添付の請求の範囲の範囲内で改変され得る。例えば、本発明は、異なる種類の内燃機関、例えば、ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジンに用いられ得る。本発明はさらに、ターボチャージ型エンジンに関する使用に限られず、ターボユニットのないエンジンにおける追加の空気の供給にも用いられ得る。
さらに、制御バルブ１４のソレノイド５４が作動する条件は、アクセルペダルのフルスロットル位置または他の任意の予め設定されたスロットル位置であり得る。
別の実施形態において、制御バルブ１４はさらに、コンピュータベースの制御ユニットにより制御される電気制御バルブに置換され得る。その場合、アクセルペダルの位置を検出する検出器は、制御ユニットに連結され、制御ユニットは電気バルブを制御して追加の空気を供給する。
最後に、検出器７３に代えて、乗り物のある動作パラメータを検出するために別の検出器が用いられ得る。例えば、制御バルブの機能を制御するために、毎分回転数、燃料の量、およびチャージ圧を検出する検出器が利用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ−ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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