CN102661182A - 内燃机的排气气体分离装置的结构 - Google Patents

Abstract

本发明改善内燃机燃耗并提高可靠性及作业效率。低温室（14）以规定位置为起点（SP）至低温排气通道入口的截面面积呈在燃烧气体旋转方向逐渐扩大的涡卷形状。在高温室（12）的内壁面（12a）设置将被导入到高温室内的高温燃烧气体顺畅导入高温排气通道的整流板（17、18）。在形成多个液压缸（43）的液压缸体（40）设置限制副阀空气活塞下限位置并控制副阀（25）的零点限制位置的液压式零点位置控制装置（52）。由外侧液压缸体（41）和内侧液压缸体（42）形成液压缸体（40），在内侧液压缸体形成多个液压缸（43）和第一液压通道（65），在外侧液压缸体和内侧液压缸体之间形成第二液压通道（69），在外侧液压缸体形成第三液压通道（61、62、63）。

Description

内燃机的排气气体分离装置的结构

本发明专利申请是申请号为201010003754.4、申请日为2010年1月18日、发明名称为“内燃机的排气气体分离装置的结构”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及内燃机的排气气体分离装置的结构。

背景技术

在内燃机例如二冲程的直流扫气型柴油机中，如图12所示，在排气阀箱111装入一个排气阀（以下称主阀）121，开闭该主阀121，将燃烧气体（排气气体）排到排气接收器（排气集合部），同时还进行扫气。扫气通过由设在缸套内壁的未图示的扫气口导入扫气而进行。另外，在排气阀箱111设置与主阀121分开的副阀125和经由该副阀125分离成两个的上方的高温室106和下方的低温室108。

另外，在主阀121的开阀初期（排气的初期），高压力且高温度的燃烧气体从缸导入高温室106，从该高温室106经过高温排气通道112，高温的燃烧气体向排气接收器（外部）排出。另外，在从主阀的开阀中期到闭阀（从排气的中期到后期）的期间，缸内的剩余的燃烧气体导入至低温室108，从该低温室108经过低温排气通道113，低温的燃烧气体向外部排出（参照专利文献1）。

因此，在下方的低温室108，在扫气口造成的具有强涡旋的旋转流被引导。在此，导入上方的高温室106的高温的燃烧气体因为是排气初期，所以不带有特别强的涡旋。

作为内燃机的吸气装置，公开了以下的发明（参照专利文献2），即，在设于换向器和发动机盖之间的独立吸气管中，设置在稀薄燃烧时或者怠速或低温时关闭的辅助阀、燃料喷射阀、旁通辅助阀并连结换向器与燃料喷射阀的喷射口两侧的笔直的通道，由此，容易形成吸气通道。

该现有技术的内燃机的排气气体分离装置的结构例如图13所示，低温室108与排气阀箱105的排气口105a以同心方式形成，在从主阀121的开阀中期到闭阀的期间从缸体经过排气阀箱105的排气口105a导入该低温室108的低温的燃烧气体如箭头A~H的流线所示，相对于连结低温排气通道113的出口113a的中心和低温室108的中心的中心线L，带有强涡旋（旋转流）地流向低温排气通道113。在图13中，流线的长度表示在该位置的燃烧气体的流速。

但是，燃烧气体的流速从图13的箭头A的流线位置到箭头H的流线位置逐渐变快，在箭头H的位置得到最大流速，另外，在箭头A~G的流线位置、即排气口105a周围大部分的区域变得极慢。

即，因为低温室108内的燃烧气体的流动阻力大，所以从低温室108向低温排气通道113排出的燃烧气体的流动恶化，不能形成与排气通道113的出口113a的截面面积相称的流量的排气，存在扫气效率极其恶化的问题。

其原因被认为是，由于低温室108与排气阀箱105的排气口105a以同心方式形成，所以相对于连结低温排气通道113的出口113a的中心和排气阀箱105的排气口105a的低温室108内的中心的中心线L左右对称，由此，从低温室108流向低温排气通道113的燃烧气体的流动恶化。

另外，专利文献1中公开的吸气装置是可使吸气通道的构成简单的发明，而不是本申请发明那样从主阀的开阀中期到闭阀的期间使缸内剩余的燃烧气体从低温室经过低温排气通道向排气接收器排出、由缸的扫气口造成的带有强涡旋的扫气被导入低温室的发明。

另外，作为现有技术的内燃机的排气气体分离装置的结构，提出了消除由燃烧残渣附着在整流板上而形成的堆积、防止整流板封堵的内燃机排气净化装置的方案（参照专利文献3）。另外，还提出了在带大型低压涡轮增压器的内燃机中具备可有效抑制振动的排气接收器的内燃机的方案（参照专利文献4）。

但是，该现有技术的内燃机的排气气体分离装置的结构例如形成为在图14所示的断面形状。在该结构中，从缸经过排气阀箱105的排气口105a导入高温室106的燃烧气体，如上所述因为是排气初期所以不特别带有涡旋（旋转流），相对于连结高温排气通道112的出口112a的中心和高温室106的中心的中心线L，如箭头所示呈大致左右对称的流动而排出，流向高温排气通道112。在图14中，表示燃烧气体流动的流线长度示出了在其位置的流速。

在此，从高温室106排出的燃烧气体在高温排气通道112的出口112a的相反侧的位置中与高温室106的内壁面106a相碰，其一部成为回流而滞留停滞，顺畅的流动受到阻碍。另外，在高温室106的高温排气通道112的出口112a侧的位置，在从高温室106排出的燃烧气体的一部分产生涡流，顺畅的流动仍然受到阻碍。

为此，在高温室106内及从高温室106向高温排气通道112内流动的燃烧气体的流动极其恶化。其结果，不能排出与高温排气通道112的最小截面面积相称的流量的燃烧气体，存在排气效率极其恶化的问题。

另外，在上述各专利文献3及4中，关于开闭排气阀而从高温室经过高温排气通道向一个排气接收器（排气集合部）排出燃烧气体的发明并没有作任何公示。

接着，图12所示的排气阀装置110安装在缸体101的例如阀座102上。该排气阀装置110构成为具备：进行排气的排气阀（以下称为主阀）121，排气阀箱111的高温气体用的高温排气通道112和低温气体用的低温排气通道113，切换燃烧气体向该高温排气通道112和低温排气通道113的流动的副阀125，设在壳体115、进行主阀121的开阀动作的液压缸128，设在液压缸体117、进行副阀125的切换动作的多个例如三个液压缸130，固定在主阀121的阀杆122的上部、进行该主阀121的复原动作的主阀空气活塞123，固定在副阀125的阀杆126的上部、进行该副阀125的复原动作的副阀空气活塞127，收纳这些空气活塞123、127、形成付与空气压的空气弹簧室129的壳体116。

在此，上述的排气阀装置110表示了适用于二冲程的直流扫气型内燃机的情况。二冲程的直流扫气型内燃机，例如在缸套侧壁具有吸气口（扫气口），主阀121只进行排气。

主阀121的开阀动作通过由高压的液压进行动作的液压缸128向图示下方推动阀杆122而进行。另外，其闭阀动作（复原动作）由安装在阀杆122上的主阀空气活塞123向图示上方拉起阀杆122而进行。即，形成于主阀空气活塞123下方的空气弹簧室129内的空气压成为主阀121的闭阀动作的动作源。

设于液压缸体117的多个液压缸130由高压液压进行动作，向图示上方推动副阀空气活塞127，由此进行副阀125的切换动作，该副阀空气活塞127安装在与主阀121的阀杆122同心且在轴向自由滑动地外嵌的阀杆126上。

另外，其复原动作通过释放多个液压缸130的液压、由安装在阀杆126上的副阀空气活塞127向图示下方推动阀杆126来进行。即，形成于副阀空气活塞127上方的空气弹簧室129内的空气压成为副阀125的复原动作的动作源。具有这样的副阀的排气阀装置，例如在日本特开2008-248720号公报中公开（参照专利文献5）。

在图12所示的排气阀装置中，副阀125在排气时主阀121开始打开的排气初期保持在图示的位置，把高温的排气气体排出到高温排气通道112，在排气中期以后从图示的位置被压起，切换到低温排气通道113侧，排出到低温排气通道113。

但是，在该现有技术的排气阀装置110中，副阀125呈圆筒形状，内周面由多个板状的肋125c固定在阀杆126上地形成。另外，呈圆筒形状的副阀125的下端部125a形成为其前端（下端面）125b呈喇叭状打开的形状，该前端125b与阀座102上方的圆角部102a存留微小间隙地相向。

副阀125在液压缸130缩退的同时由副阀空气活塞127压下而闭阀，即进行复原动作，但例如在液压缸130的驱动系统发生异常的情况下，副阀空气活塞127过度下降，存在副阀125的前端125b有可能落座（冲突）在阀座102上方的圆角部102a上的问题。

因为副阀125由复杂形状的肋形成，所以在前端125b落座于阀座102上方的圆角部102a的情况下，在肋上作用大的冲击应力而发生破损，由此有时副阀125整体会破损。

为此，副阀125特别需要获得肋的强度，所以难以利用廉价的铸造品形成，而由切削锻造品形成。因此，副阀125的制造成本极高。由于这样的理由，强烈要求即使在液压缸130的驱动系统发生异常的情况下、也可防止副阀125的前端125b落座（冲突）在阀座102上方的圆角部102a。

另外，在上述的现有技术的内燃机的排气气体分离装置的结构中，液压缸体117的多个（三个）液压缸130从该液压缸体117的上端面垂直形成，如图15所示，在其底部通过从侧面117a水平贯穿设置的液压通道131~134连通。

另外，这些液压通道131~134与液压通道135和液压通道136连通，该液压通道135形成于液压缸体117的侧面117a的上部，该液压通道136与液压缸130并列地垂直形成，一端（上端）与液压通道135连通，同时另一端与液压通道131、134连通。

但是，液压缸体117的各液压通道131~136因为由机械加工（钻孔加工）形成，所以加工复杂，同时在钻孔加工时的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的排除困难，存在其后处理需要较多的劳力和费用的问题。另外，在切削屑（切屑）即便是微量地残留在液压通道内的情况下，存在有可能给带来液压缸的滑动不良的问题。

【专利文献1】日本公开实用新型：实开平02-145617号公报

【专利文献2】日本公开专利：特开2002-364472号公报

【专利文献3】日本公开专利：特开2007-182786号公报

【专利文献4】日本公开专利：特开平07-317558号公报

【专利文献5】日本公开专利：特开2008-248720号公报

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而做出的，其课题在于实现内燃机的燃耗改善、可靠性提高以及作业效率提高。

具体来讲，其课题在于，提供减少排气气体分离装置的低温室中的燃烧气体的流动阻力、不阻碍在扫气口造成的带有强涡旋的扫气的流动形态地进行排气、可明显提高扫气效率的内燃机的排气气体分离装置的结构，另外还提供使得用于把高温的燃烧气体向排气接收器排出的排气阀箱内的高温室及高温排气通道中的燃烧气体的流动顺畅、由此明显提高排气效率的内燃机的排气气体分离装置的结构。

进而，其课题还在于，提供即使在使副阀进行开阀动作的液压缸的驱动系统发生异常的情况下也可限制副阀的下限位置、防止其下端部落座在阀座上、防止副阀的破损或变形的内燃机的排气气体分离装置的结构，另外还提供这样的内燃机的排气气体分离装置的结构，即，容易进行连通各液压缸的液压通道的机械加工（钻孔加工），同时可提高在机械加工时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去处理作业的作业性，随之液压缸体的精加工检查也容易，可实现费用的减少；进而，如上述那样液压通道的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去变得容易，由此可防止因切削屑引起的液压缸的滑动不良，实现可靠性的提高。

为了解决上述课题，本发明采用的手段在于内燃机的排气气体分离装置的结构，具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的高温的燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、导入从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体的低温室，设于排气阀箱内、把低温室内的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，低温室呈以规定位置为起点到低温排气通道的入口的截面面积在燃烧气体的旋转方向逐渐扩大的涡卷形状。

在主阀的开阀中期以后从缸排出的燃烧气体被导入低温室，从低温室经过低温排气通道排向外部。通过把低温室的形状形成为以规定位置为起点到低温排气通道的入口的截面面积在燃烧气体的旋转方向逐渐扩大的涡卷形状，从而可把由来自扫气口的扫气造成而带有强涡旋的燃烧气体以不阻碍涡旋的方式导入低温室，可大幅减少燃烧气体的流动阻力。其结果，可顺畅排出与低温排气通道的截面面积相称的流量的燃烧气体，显著提高扫气效率。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，低温室和低温排气通道的入口以不同的曲率半径的曲面圆滑地连续设置。这样，通过将低温室和低温排气通道的入口以不同的曲率半径的曲面圆滑地连续设置，可以进一步减少从低温室排向低温排气通道的排气气体的流动阻力。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，起点位于从连结低温排气通道的出口的中心和缸的排气口的低温室内的中心的中心线向燃烧气体的旋转方向偏移规定角度的位置。这样，通过把低温室的涡卷形状的起点设定在位于从连结低温排气通道的出口的中心和缸的排气口的低温室内的中心中心线向燃烧气体的旋转方向偏移规定角度的位置，可把导入到低温室内的燃烧气体的流动更顺畅地导入低温排气通道。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，低温室由从起点到低温排气通道的入口逐渐变大的不同的曲率半径的曲面形成。这样，通过由从起点到低温排气通道的入口逐渐增大的不同的曲率半径的曲面形成低温室，从而可形成其截面面积向低温排气通道的入口逐渐增大的涡卷状的排气通道，可形成进一步不阻碍燃烧气体涡旋的排气通道。

另外，为了解决上述的课题，本发明采用的手段在于内燃机的排气气体分离装置的结构，其具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的高温的燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，副阀呈直圆筒体形状，同时在前端形成裙部。

这样，通过在呈直圆筒形状的副阀的前端形成裙部，可以把从缸盖的排气口排出的燃烧气体不阻碍涡旋地顺利导入到低温室，显著提高燃烧气体向低温室的扫气效率。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，裙部呈后端的外径比前端的外径大的截头圆锥筒体形状。这样，通过副阀的裙部形成为后端的外径比前端的外径大的截头圆锥筒体形状，从而形成具有与排气阀箱的排气口相向并以从前端到后端扩径的方式倾斜的外周面的裙部，可由该裙部的倾斜的外周面把从排气阀箱的排气ロ排出的燃烧气体更顺畅地导入低温室，进一步提高扫气效率。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，裙部的前端的外径比排气阀箱的排气口的直径小，同时后端的外周面可与排气阀箱的排气口的内周面滑动接触。这样，通过把裙部的前端的外径形成为比排气阀箱的排气口小的直径，且使后端的外周面可与缸盖的排气口的内周面滑动接触，从而可把裙部顺畅地插入排气阀箱的排气口。另外，通过使裙部的后端外周面与排气口滑动接触，可封堵排气口和直圆筒形状的副阀之间的间隙。由此，可以把从缸盖的排气口排出燃烧气体无泄漏地导入低温室。

另外，为了解决上述的课题，本发明采用的手段在于内燃机的排气气体分离装置的结构，其具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、导入从缸经由主阀排出的高温的燃烧气体的高温室，设于排气阀箱内、把高温室内的燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，在高温室的内壁面设置把导入到高温室内的高温的燃烧气体顺畅地导向高温排气通道的整流板。

在该发明中，在主阀的开阀初期从缸排出的高温的燃烧气体被导入到高温室，从高温室经过高温排气通道排向外部。在此，在高温室的内壁面新设置的整流板使从缸排出并导入到高温室的燃烧气体无滞留地顺畅流向高温排气通道。由此，高温室及高温排气通道内的燃烧气体的流动同样，其结果平均流速加快，能够顺利地排出与高温排气通道的最小截面面积相称的流量的燃烧气体。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，整流板由以排气阀箱的排气口为中心位于与高温排气通道的出口侧相反的一侧且向着出口侧的中心设置的第一整流板构成。这样，通过在高温室内壁面的、以排气阀箱的排气口为中心位于高温排气通道的出口侧的相反侧且向着出口侧的中心设置第一整流板，从而在第一整流板的两侧大致均等分配从缸导入到高温室的燃烧气体，且使其沿高温室的内壁面流动，可有效防止该部位的燃烧气体的干涉或滞留。由此，使燃烧气体的流动极其顺畅。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，整流板由以排气阀箱的排气口为中心位于高温排气通道的出口侧且向着出口侧的中心设置的第二整流板构成。这样，通过在高温室的内壁面的、以排气阀箱的排气口为中心位于高温排气通道的出口侧且向着出口侧的中心设置第二整流板，从而在第二流板的两侧大致均等分配从缸导入的燃烧气体，使其在高温排气通道流动，可有效防止该部位的燃烧气体的干涉或滞留。由此，使燃烧气体的流动极其顺畅。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，第一整流板的两侧面从朝向高温排气通道的出口侧中心的前端向着高温室的内壁面呈圆弧状凹曲面地扩大。这样，通过把设于高温室的第一整流板的两侧面，从朝向高温排气通道的出口侧的中心的前端向着高温室的内壁面呈圆弧状凹曲面地扩大形成，可使导入到高温室的燃烧气体沿凹曲面在两侧大致均等地向着高温室的内壁面顺畅流动，使燃烧气体的流动进一步顺畅。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，上述第二整流板的两侧面从朝向高温排气通道的出口侧中心的前端向着高温室的内壁面呈圆弧状凹曲面地扩大。这样，通过把设于高温室的第二整流板的两侧面，从朝向高温排气通道的出口侧的中心的前端向着高温室的内壁面呈圆弧状凹曲面地扩大形成，可使从高温室排出的燃烧气体沿凹曲面在两侧大致均等流动，在高温排气通道顺畅流动。由此，燃烧气体的流动可进一步顺畅。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，在高温室内设置通过使高温室的入口附近的内壁面呈凸状曲面地鼓出而形成的鼓出部。在高温室的入口附近，容易在沿内壁面从缸导入到高温室内的燃烧气体中形成涡流。但是，通过这样把通过使高温室的入口附近的内壁面呈凸状曲面地鼓出而形成的鼓出部设在高温室内，来自缸的燃烧气体在高温室的入口附近沿高温室的内壁面流动，从缸导入的燃烧气体向高温室内、然后向高温排气通道顺滑地流动。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，把呈大致倒圆锥形状的整流部件安装在支承副阀的阀杆的支承部件上，使该整流部件的前端部呈圆弧状凹曲面地缩径成并向主阀侧延伸。这样，通过使安装在支承副阀的阀杆的支承部件上的整流部件的前端部呈圆弧状凹曲面地向主阀侧延伸形成，从而可使来自缸的燃烧气体顺畅地导向高温室内，然后顺畅地导向高温排气通道，可使燃烧气体的流动更加顺畅。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，把呈大致倒圆锥形的整流部件安装在支承副阀的阀杆的支承部件上，使该整流部件的前端部呈与上述鼓出部的凸状曲面对应的圆弧状凹曲面地缩径并向主阀侧延伸，使整流部件的前端部与高温室的鼓出部共同工作。这样，通过把安装在支承副阀的阀杆的支承部件上的整流部件的前端部形成为与设在高温排气通道的鼓出部的凸状曲面对应的凹曲面，与高温室的鼓出部共同工作，从而使得排气通道的形状进一步顺滑，使得来自缸的燃烧气体能够进一步顺畅地导向高温室及高温排气通道。

另外，为了解决上述的课题，本发明采用的手段在于内燃机的排气气体分离装置的结构，具备：进行吸气及/或排气的主阀，进行从缸经由主阀分支延伸的多个吸气及/或排气通道的开闭切换的副阀，进行主阀的开阀动作的液压缸，进行副阀的切换动作的多个液压缸，进行主阀的复原动作的主阀空气活塞，进行副阀的复原动作的副阀空气活塞，驱动主阀空气活塞及副阀空气活塞的空气室；其中，在形成多个液压缸的液压缸体上设置限制副阀空气活塞的下限位置并控制副阀的零点限制位置的液压式的零点位置控制装置。

主阀利用液压缸开阀，利用主阀空气活塞闭阀。副阀利用多个液压缸开阀，利用副阀空气活塞闭阀。液压式的零点位置控制装置在副阀由副阀空气活塞的动作闭阀时、即进行复原动作时，限制其下限位置、即零点位置。由此，可在副阀的下端面和主阀的阀座的上端面之间保证间隙，可防止副阀的下端面落座（冲突）在主阀的阀座的上端面，能够防止副阀的破损或变形。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，零点位置控制装置在液压缸体与副阀空气活塞相向设置多个液压缸地形成。这样，通过相对于牢固结构的副阀空气活塞设置多个牢固的液压缸来形成零点位置控制装置，可使由空气压强力进行闭阀动作（复原动作）的副阀空气活塞可靠地停止。由此，使副阀停止在零点位置（下限位置）、即使副阀的下端面停止在与主阀的阀座的上端面之间存有间隙的位置上。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，零点位置控制装置的多个液压缸在同一圆周上沿周向等间隔配置，且液压通道连同地形成。这样，通过把形成零点位置控制装置的多个液压缸在同一圆周上沿周向等间隔配置，可均等地承受副阀空气活塞的强力的按压力，另外也可防止副阀空气活塞的变形等的不良情况。另外，通过使多个液压活塞的液压通道连通，可使这多个液压活塞以均一的液压同时动作，可使副阀空气活塞良好地停止。由此，可高精度地进行副阀的下限位置（零点位置）的定位控制。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，进行副阀的切换动作的多个液压缸在周向等间隔地配置在同一圆周上，零点位置控制装置的多个液压缸与进行副阀切换动作的多个液压缸交替地配置在同一圆周上。这样，通过把进行副阀的切换动作的多个液压缸在同一圆周上沿周向等间隔配置，可使副阀空气活塞抵抗其强力的空气压地均等推动，另外还可防止副阀空气活塞的变形等的不良情况。另外，通过把形成零点位置控制装置的多个液压缸与进行副阀切换动作的多个液压缸配置在同一圆周上且与这些液压缸交替地配置，与进行副阀的切换动作多个液压缸同样地，能够可均等地承受副阀空气活塞的强力的按压力，另外还可防止副阀空气活塞的变形等的不良情况。由此，可良好地停止副阀空气活塞，可高精度进行副阀的零点位置（下限位置）的定位控制。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，阀装置还具备：对供给到零点位置控制装置的液压进行检测的液压传感器，在液压传感器检测到的液压超过规定压力时产生报警及/或停止内燃机的副阀破损防止装置。这是利用液压传感器检测供给到零点位置控制装置的液压缸的液压，在该液压超过规定压力时，判断副阀的下端面落座（冲突）在主阀的阀座的上端面，执行报警的产生或内燃机的停止。由此，可更为可靠地防止副阀的破损或变形。

另外，在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，副阀呈直圆筒形状，能够与形成为直内圆柱形状的排气阀箱的内周面在轴向滑动，同时其下端面在闭阀位置与主阀的阀座的上端面存留间隙地相向。通过这样设置，副阀的笔直的下端部可一边在排气阀箱的内周面滑动一边顺畅地进行切换动作。另外，副阀由与主阀的阀座的上端面的间隙防止其下端面落座（冲突）在主阀的阀座的上端面，更为可靠地防止副阀破损或变形。

另外，为了解决上述的课题，本发明采用的手段在于内燃机的排气气体分离装置的结构，其在液压缸体的一侧端面形成多个有底的液压缸，各液压缸具备由形成于液压缸体的液压通道连通的排气阀箱；其中，液压缸体由外侧液压缸体、和液密式内嵌在该外侧液压缸体中的内侧液压缸体构成，在内侧液压缸体形成多个液压缸、和其一端在各液压缸开口同时另一端在该内侧液压缸的外周面开口的第一液压通道，在外侧液压缸体和内侧液压缸体之间形成与各第一液压通道连通的第二液压通道，在外侧液压缸体形成其一端在第二液压通道开口同时另一端在外侧液压缸体的外周面开口的第三液压通道。

根据本发明，因为由外侧液压缸体和内嵌在该外侧液压缸体的内侧液压缸体形成液压缸体，在内侧液压缸体形成多个液压缸和其一端在各液压缸开口同时另一端在内侧液压缸体的外周面开口的第一液压通道，所以，可缩短第一液压通道，该第一液压通道的机械加工（钻孔加工）变得容易，而且在钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去处理也变得容易。

另外，因为在外侧液压缸体和内侧液压缸体之间形成与各第一液压通道连通的第二液压通道，所以第二液压通道的加工也变得容易。进而，因为在外侧液压缸体形成一端与第二液压通道开口连通、另一端在外侧液压缸体的外周面开口的第三液压通道，所以，第三液压通道的机械加工（钻孔加工）变得容易，而且也钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑的除去处理也变得容易。

即，通过把液压缸体分割为外侧液压缸体和内侧液压缸体地形成，液压通道的机械加工（钻孔加工）变得极其容易，同时可实现机械加工（钻孔加工）时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去处理作业的作业性的提高。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，外侧液压缸体呈有底圆筒形状，内侧液压缸体呈圆柱形状，多个液压缸在内侧液压缸体沿周向存留间隔地形成，各第一液压通道从各液压缸呈放射状形成，第二液压通道呈环状。这样，通过在呈有底圆筒形状的外侧液压缸体中内嵌圆柱形状的内侧液压缸体，在内侧液压缸体沿周向存留间隔地形成多个液压缸，从各液压缸呈放射状地形成各第一液压通道，将第二液压通道形成为环状，从而外侧液压缸体及内侧液压缸体的加工变得极其容易。另外，通过把在内侧液压缸体形成的第一液压通道从液压缸向该内侧液压缸体的外周面呈放射状形成，可缩短液压通道，同时钻孔加工变得容易。进而，钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑的除去处理也变得容易。另外，通过使第二液压通道形成为环状，容易进行与形成为放射状的各第一液压通道的连通，同时其加工也变得容易。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，第二液压通道使呈圆柱形状的内侧液压缸体的底部侧的外周面以同心方式凹入成环状，在与外侧液压缸体的内周面之间形成环状的液压通道。这样，通过使呈圆柱形状的内侧液压缸体的底部侧的外周面以同心方式凹入成环状，在与外侧液压缸体的内周面之间形成环状的液压通道，把该环状的液压通道作为第二液压通道，第二液压通道的机械加工变得容易。

在上述内燃机的排气气体分离装置的结构中优选的是，第一液压通道的一端在液压缸的底部侧内周面开口。这样，通过使连通各液压缸和第二液压通道的第一液压通道在液压缸的底部侧内周面开口，可缩短第一液压通道，同时该第一液压通道的钻孔加工变得容易，进而钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑的除去处理也变得容易。

如上所述，本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的高温燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、导入从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体的低温室，设于排气阀箱内、把低温室内的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，低温室呈以规定位置为起点到低温排气通道入口的截面面积在燃烧气体的旋转方向逐渐扩大的涡卷形状。

另外，本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的高温的燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，副阀呈直圆筒体形状，而且在前端形成裙部。

因此，起到这样的优异效果：可减少低温室中燃烧气体的流动阻力，可不阻碍在扫气口造成的带有强涡旋的扫气的流动形态地进行排气，能够著显提高扫气效率。

另外，本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构具备：进行缸内的燃烧气体的排气的主阀，设于排气阀箱内、导入从缸经由主阀排出的高温的燃烧气体的高温室，设于排气阀箱内、把高温室内的燃烧气体排向外部的高温排气通道，设于排气阀箱内、把从缸经由主阀排出的低温的燃烧气体排向外部的低温排气通道，设于排气阀箱内、切换燃烧气体向高温排气通道和低温排气通道的流动的副阀；其中，在高温室的内壁面设置把导入到高温室内的高温的燃烧气体顺畅地导入至高温排气通道的整流板。

因此，在用于把高温的燃烧气体排向外部的高温室和高温排气通道中的燃烧气体的流动是同样的，其结果平均流速加快，可顺利排出与高温排气通道的最小截面面积相称的流量的燃烧气体。即，起到这样的优异效果：在高温室和高温排气通道中的燃烧气体的流动变得极其顺畅，可显著提高内燃机的排气效率。

另外，本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构具备：进行吸气及/或排气的主阀，进行从缸经由主阀分支延伸的多个吸气及/或排气通道的开闭切换的副阀，进行主阀的开阀动作的液压缸，进行副阀的切换动作的多个液压缸，进行主阀的复原动作的主阀空气活塞，进行副阀的复原动作的副阀空气活塞，驱动主阀空气活塞及副阀空气活塞的空气室；其中，在形成有多个液压缸的液压缸体上设置限制副阀空气活塞的下限位置并控制副阀的零点限制位置的液压式的零点位置控制装置。

这样，通过在形成使副阀进行切换动作的液压缸的液压缸体上，设置限制副阀空气活塞的下限位置并控制副阀的零点限制位置的液压式的零点位置控制装置，可以在副阀进行了复原动作时限制其下限位置、即零点位置，可精密地调整且保证副阀的下端面与主阀的阀座的上端面之间的间隙，能够防止副阀的下端面落座（冲突）在主阀的阀座的上端面。由此，起到这样的优异效果：能可靠防止副阀的破损或变形，同时可通过精密铸造廉价地形成副阀，可实现成本的大幅降低。

另外，本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构，其在液压缸体的一侧端面形成多个有底的液压缸，各液压缸由形成于液压缸体的液压通道连通；其中，液压缸体由外侧液压缸体和液密式内嵌于外侧液压缸体的内侧液压缸体构成，在内侧液压缸体形成多个液压缸和一端在各液压缸开口同时另一端在内侧液压缸的外周面开口的第一液压通道，在外侧液压缸体和内侧液压缸体之间形成与各第一液压通道连通的第二液压通道，在外侧液压缸体形成一端在第二液压通道开口同时另一端在外侧液压缸体的外周面开口的第三液压通道。

因此，通过把形成多个液压缸的液压缸体分割成外侧液压缸体和内侧液压缸体地形成，起到这样的优异效果：使各液压缸连通的液压通道的机械加工（钻孔加工）变得容易，同时能够实现机械加工时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去处理作业的作业性的提高。随之，液压缸体的精加工检查也变得容易，可实现费用的减少，进而，通过如上所述容易进行液压通道的飞边（卷边）或切削屑（切屑）的除去，可防止因切削屑引起的液压缸的滑动不良，能够实现可靠性的提高，还起到以上这样的优异效果。

另外，通过上述方案可以实现内燃机的燃耗改善和可靠性的提高以及作业效率的提高。

附图说明

图1是表示本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构的柴油机的主要部分剖视图。

图2是沿图1的柴油机的箭头线II-II的剖视图。

图3是模式表示图2所示的低温室和低温排气通道中的燃烧气体流动的说明图。

图4是从另一角度观看图1的柴油机的主要部分剖视图。

图5是沿图4的柴油机的箭头线V-V的剖视图。

图6是模式表示图5所示的高温室和高温排气通道中的燃烧气体流动的说明图。

图7是表示与图1不同的柴油机的主要部分剖视图。

图8是沿图7的柴油机的箭头线VIII-VIII的剖视图。

图9是图7所示的柴油机的与图8不同的动作位置的剖视图。

图10是沿图7的柴油机的箭头线X-X的剖视图。

图11是图8所示的零点位置控制装置的液压缸的局部放大图。

图12是表示现有技术的柴油机的主要部分剖视图。

图13是模式表示图12的柴油机的低温室和低温排气通道中的燃烧气体流动的说明图。

图14是模式表示图12的柴油机的高温室和高温排气通道中的燃烧气体流动的说明图。

图15是沿图12的柴油机的箭头线XV-XV的剖视图。

附图标记说明

1缸体；2阀座；2a排气口；3缸；5排气阀箱；5a排气口；6高温室；6a内壁面；7高温排气通道；7a出口；8低温室；8a内壁面；9低温排气通道；9a出口；10排气阀装置；11排气阀箱；11a排气口；11b下端部；11c下端部内周面；12高温室；12a内壁面；12b鼓出部；12c入口；13高温排气通道；13a出口；13c、13d高温室和高温排气通道入口的连设部；14低温室（低温排气通道）；14a内壁面；15低温排气通道；15a低温排气通道出口；15b、15c低温室和低温排气通道的连设部；17整流板（第一整流板）；17a侧面；18整流板（第二整流板）；18a侧面；16壳体；17液压缸体；17a侧面；21主阀；21a阀面；22阀杆；23主阀空气活塞；24副阀；24a辐（辐板）；24b裙部；25副阀；25c肋；25d下端部；25e下端面；26阀杆；27整流部件；27a前端部；27b凹曲面部；28主阀液压缸；29空气活塞；30液压缸体；31液压缸；35壳体；36空气弹簧室；37副阀空气活塞；40液压缸体；41外侧液压缸体；41a孔；41b外周面；41c内周面；41d上端面；42内侧液压缸体；42a孔；42b外周面；43副阀液压缸；44活塞；45环状的凹部；46液压缸；47活塞；48螺栓；51副阀切换装置；52零点位置控制装置；55液压传感器；61、62、63、65液压通道；66环状槽；67、68、70液压通道；69环状的液压通道；75螺栓；76副阀破损防止装置；Dv阀面的直径；D01低温排气通道的出口内径；D02高温排气通道的出口内径；D1副阀的内径；D2裙部的后端的外径；D3裙部的前端的内径；D4裙部的前端的外径；L1低温排气通道的中心线；L2高温排气通道的中心线；O中心；P液压；R1、R5低温室和低温排气通道的连设部的曲率半径；R2~R4形成低温室的涡卷形状的曲率半径；R11第一整流板的侧面的曲率半径；R21第二整流板的侧面的曲率半径；SP低温室的涡卷形状的起点；θ₁低温室的涡卷的起点相对低温排气通道的中心线的角；θ₂副阀的裙部的外周面相对直径方向的角；δ间隙（余隙）。

具体实施方式

参照图1至图6详细说明用于实施本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构的发明的实施方式。

图1是适用了本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构的柴油机的、以排气阀箱11为中心的主要部分剖视图。如图1所示，排气阀箱11安装在缸体1的阀座2上，具备主阀21、设于排气阀箱11内的高温室12、与高温室12连通的高温排气通道13、低温室14、与低温室14连通的低温排气通道15。另外，具有将燃烧气体的流动切换到高温室12及高温排气通道13的一侧和低温室14及低温排气通道15的一侧的副阀24。

另外，构成为具备：进行主阀21的开阀动作的未图示的液压缸，设于液压缸体30、进行副阀24的切换动作的多个例如三个液压缸31，固定在主阀21的阀杆22的上部、进行主阀21的复原动作的未图示的空气活塞，固定在副阀24的阀杆26的上部、进行副阀24的复原动作的空气活塞29，收纳主阀21的空气活塞和副阀24的空气活塞29、形成用于付与空气压的空气弹簧室36的壳体35。

该排气阀箱11，作为一例表示了适用于二冲程的直流扫气型柴油机的情况，在该二冲程的直流扫气型柴油机中，在缸套侧壁上具有扫气口，主阀21进行排气及扫气。

通过由高压液压进行动作的未图示的液压缸向图示下方推动阀杆22，进行主阀21的开阀动作。另外，通过安装在阀杆22上的未图示的空气活塞向图示上方拉起阀杆22，进行主阀21的闭阀动作（复原动作）。即，形成于上述空气活塞的下方的空气弹簧室36内的空气压成为主阀21的闭阀动作的动作源。

设于液压缸体30的多个液压缸31由高压液压进行动作，把空气活塞29向图示上方推动，由此进行副阀24的切换动作。另外，通过释放液压缸31的液压，由空气活塞29把阀杆26向图示下方推动，进行副阀24的复原动作。即，形成于空气活塞29的上方的空气弹簧室36内的空气压成为副阀24的复原动作的动作源。

如图2所示，低温室14形成为相对于将低温排气通道15的出口15a的中心与排气口11a的中心线的低温室14内的中心O连结起来的中心线L、呈非对称形状的涡卷形状。在低温室14的规定位置上设定该涡卷的起点SP。

起点SP位于比低温室14和低温排气通道15的入口的一侧的连续设置部15b稍靠低温室14侧的位置，以排气口11a的中心线的低温室14内的中心O为中心，设在从低温排气通道15的中心线L在涡卷方向偏移若干、即从中心线L向图示左转方向偏移了规定角度θ₁的位置。

在该内燃机中，在从主阀的开阀中期到闭阀的期间从缸经由排气阀箱11的排气口11a导入到低温室14的低温的燃烧气体，相对于将低温排气通道15的出口15a的中心与低温室14的中心连结起来的中心线L，从图2的图示上方观看，伴随着逆时针方向的强涡旋（旋转流）地流入低温室14。

即，低温室14呈涡卷形状，该涡卷形状以规定位置为起点SP到低温排气通道15的入口的截面面积、更详细地说是从起点SP到与低温排气通道15的另一侧连续设置部15c的截面面积，在燃烧气体的旋转方向朝向低温排气通道15逐渐扩大。换言之，低温室14从图2的图示上方观看，形成为向右转方向其直径逐渐变小的涡卷形状。

低温室14从起点SP到与低温排气通道15的连续设置部15c由不同的曲率半径R2、R3、R4的曲面形成，这些曲率半径为R4>R3>R2，从起点SP到低温室14和低温排气通道15的入口的连续设置部15c，逐渐增大且圆滑地连续设置。

另外，低温室14和低温排气通道15的入口的连续设置部15b、15c以曲率半径R1、R5的曲面分别圆滑地连续设置。例如，角度θ₁约为45°~90°，形成涡卷形状的曲率半径R2~R4为低温排气通道15的出口15a的内径D01的约0.5~2.0倍。

副阀24呈直圆筒形状，其外径比排气阀箱11的排气口11a稍小，其内径（副阀内径）D1与阀座2的排气口2a大致相同。另外，排气阀箱11的排气口11a的直径比阀座2的排气口2a大。副阀24的内周面通过多个板状的辐（辐板）24a连续设置在阀杆26的外周面。从缸3经由主阀21排出的燃烧气体经过这些辐24a之间被排出到高温室12内。

在副阀24，在前端形成从后端（图示上端）向前端（图示下端）缩径的裙部24b。裙部24b呈后端的外径（裙部外径）D2比前端的外径D4大的截头圆锥筒体形状（圆锥台形状），外周面相对呈直圆筒形状的副阀24的直径方向的角度为θ₂。另外，后端的外径D2比副阀24的外径大，前端的外径D4比副阀24的内径D1小。

裙部24b的后端的外周面形成为与呈直圆筒形状的副阀24的外周面平行的面，前端的开口部的内周面形成为与呈直圆筒形状的副阀24的内周面平行的面。因此，裙部24b的前端的外周面形成为与开口部的内周面呈所述角度θ₂的棱（支棱），在该柴油机中，前端的外径D4与前端的内径（裙部内径）D3大致相同。

另外，裙部24b的前端的外径形成得比排气阀箱11的排气口11a稍小，如双点划线所示，后端的外周面可与排气阀箱11的排气口11a的内周面滑动接触。另外，呈直圆筒形状的副阀24的前端在裙部24b的内周面的大致中央部连续设置。

例如，在主阀21的阀面21a的直径为Dv的情况下，副阀24的内径D1与Dv的比D1/Dv约为0.9~1.2，裙部24b后端的外径D2与Dv的比D2/Dv约为1.0~1.3，裙部24b的前端的内径D3与Dv的比D3/Dv约为0.7~1.0。

如图4所示（或图1中双点划线所示），在主阀21开始开阀的初期（排气的初期），副阀24由空气活塞29切换其位置，裙部24b插入到排气阀箱11的排气口11a内，且后端的外周面与排气口11a的内周面滑动接触，经过阀座2的排气口2a与缸3连通。

另外，副阀24经过板状的辐24a之间使缸3和高温室12连通，同时，由其圆筒部闭塞低温室14。由此，缸3内的高温高压的燃烧气体排向高温室12，从高温室12排向高温排气通道13。副阀24在主阀21开始开阀的初期（排气的初期）保持在图4所示的位置，把缸3内的高温高压的燃烧气体排向高温室12，从高温室12排向高温排气通道13。

在主阀21的开阀的中期到后期（闭阀）的期间，空气阀29由液压缸31推起到图1实线所示的位置，副阀24切换到低温室14侧。由此，闭塞高温室12。另外，低温室14与缸3连通，缸3内剩余的燃烧气体（扫气）排向低温室14及低温排气通道15。该燃烧气体沿着设在阀24前端上的裙部24b的倾斜的外周面被顺畅地导入低温室14内。由此，从缸3排出的燃烧气体被良好地导入低温室14。

如上所述，低温室14呈从起点SP到与低温排气通道15的入口的连续设置部15c、在燃烧气体的旋转方向截面面积逐渐扩大的涡卷形状，而且形成为圆滑的曲面，所以，可大幅减少低温室14内的燃烧气体的流动阻力，燃烧气体顺畅地流向低温排气通道15。由此，不会阻碍由缸3的扫气口造成的强涡旋，可把从缸3排向低温室14的燃烧气体排出到低温排气通道15。其结果，可顺畅排出与低温排气通道15的截面面积相称的流量的燃烧气体，扫气效率显著提高。

图3表示图2所示的低温室14及低温排气通道15内的燃烧气体流动的一例。从图1所示的缸3经过排气阀箱11的排出口11a导入到低温室14内的燃烧气体，沿着涡卷形状的内壁面14a如箭头所示的流线A~H那样流动，排向低温排气通道15。

该流线A~H的长度表示该位置的燃烧气体的流速。由图3可知，燃烧气体的流速与图14所示的现有技术的内燃机的排气气体分离装置的结构相比，在排气阀箱11的排出口11a的整周上是同样的，其结果平均流速加快，燃烧气体的排出流量大幅增加。

另外，如图5所示，上述的高温室12形成为相对于将高温排气通道13的出口13a的中心与排气口11a及高温室12的中心O连结起来的中心线L2呈大致对称的形状，在高温室12设置用于使从缸3经由主阀21排出的燃烧气体的流动顺畅的两个整流板17、18。

如图4所示，整流板17、18沿着高温室12的轴向（图示上下方向）、即沿着从缸3排出的燃烧气体的排出方向，且在高温排气通道13的中心线L2上向着高温排气通道13的出口13a侧的中心形成。

整流板17为第一整流板，如图5所示，配置在高温室12的内壁面12a，且以排气阀箱11的排气口11a为中心位于高温排气通道13的出口13a的相反侧，如图4所示，在高温室12的大致整个高度上形成。

整流板18为第二整流板，如图5所示，形成在高温室12的内壁面12a，且以排气阀箱11的排气口11a为中心朝向高温排气通道13的出口13a侧的中心。另外，如图4所示，从高温室12的上壁面到高温室12的大致中央高度附近垂下地形成。

如图5所示，高温室12的内壁面12a的与高温排气通道13的出口13a侧相反的一侧，与出口13a侧相比，缸3的内径、更具体地说是与排气阀箱11的排气口11a之间的间隔狭窄，因此，不能增高（加长）整流板17的高度（高温排气通道13的中心线L2方向的长度）。

为此，整流板17形成得比整流板18低（高温排气通道13的中心线L2方向的长度短），形成为整流板18的大致一半的程度。整流板18向着高温排气通道13的出口13a侧形成得比整流板17高（沿着中心线L2在出口13a方向长）。

整流板17的两侧面17a从前端向着高温室12的内壁面12a，以呈例如曲率半径R11的圆弧状凹曲面的方式扩大形成。同样，整流板18的两侧面18a从前端向着高温室12的内壁面12a，以呈例如曲率半径R21的圆弧状凹曲面的方式扩大形成。

通过这样把整流板17、18的两侧面17a、18a从前端向着高温室12的内壁面12a以呈圆弧状凹曲面扩大的方式形成，从而可使从缸3排向高温室12的燃烧气体的流动顺畅。另外，高温室12的内径比高温排气通道13的内径大，高温室12和高温排气通道13的入口的连续设置部13c、13d成为圆滑的曲面。

例如，在把高温排气通道13的出口13a的内径设为D02、把图4所示的主阀21的阀面（阀接触面）21a的直径设为Dv、把副阀24的通道内径设为D1的情况下，整流板17的侧面17a的曲率半径R11为通道出口直径D02的约0.2~0.5倍，整流板18的侧面18a的曲率半径R21为通道出口直径D02的约0.3～1.0倍的程度。另外，副阀24的通道内径D1和主阀21的阀面（阀接触面）21a的直径Dv的比D1/Dv约为0.9～1.2的程度。

如图4所示，使高温室12的入口12c附近的图示下侧的内壁面12a向图示上方呈凸状曲面地鼓出，在高温室12内形成鼓出部12b。鼓出部12b以围绕高温室12的入口12c的方式形成为环状是理想的。但鼓出部12b不一定必须以围绕入口12c整体的方式形成为环状，也可仅形成在高温排气通道13侧的图示下侧的内壁面12a上。

另外，在使副阀24的阀杆26贯通地对其支承的液压缸体30的下端部设置呈大致倒圆锥形的整流部件27。该整流部件27的前端部27a与高温室12的鼓出部12b相向的外面，形成为与鼓出部12b的凸状曲面对应的呈圆弧状凹曲面的凹曲面部27b，向着副阀24缩径同时朝主阀21的一侧延伸。

通过在高温室12的入口12c附近的图示下侧的内壁面12a设置由凸状曲面构成的鼓出部12b，在与之相向的整流部件27的前端部27a设置与该鼓出部12b的凸状曲面对应的凹曲面部27b，从而高温室12的鼓出部12b和整流部件27的前端部27a共同动作，由它们的相互作用把燃烧气体从缸3排向高温室12内、然后向高温排气通道13顺畅地排出。

图6是表示图5所示的高温室12及高温排气通道13内的燃烧气体的流动的一例的图。从缸3经过排气阀箱11的排出口11a排向高温室12内的燃烧气体，通过沿着整流板17的呈凹曲面的两侧面17a左右大致均等地分开流动，从而可防止相互的干涉，沿着高温室12的内壁面12a向高温排气通道13的方向流动。

从整流板17和整流板18之间排出的燃烧气体沿着高温室12的内壁面12a朝向高温排气通道13流动。另外，从高温室12的整流板18附近排出的燃烧气体以沿着整流板18的呈凹状曲面的两侧面18a的方式向高温排气通道13流动。然而，因为两侧面18a的中心线L2方向的长度长（高），所以通过在中心线L2的两侧在长距离上大致均等地分开，从而可防止相互干涉，可顺畅地流动。

在图6中，流线的长度表示该位置的燃烧气体的流速。由图6也可知，能够大幅改善高温室12及高温排气通道13的通道阻力，可消除高温室12内的燃烧气体因圆形回流而造成的滞留、或高温排气通道13的入口附近的燃烧气体的滞留，可排出与高温排气通道13的最小截面面积相称的流量的燃烧气体，排气效率显著提高。

另外，通过使高温室12的形状形成为相对于高温排气通道13的出口13a对称的形状、即相对于高温排气通道13的中心线L2对称的形状，可把从缸3导入的燃烧气体相对于中心线L2在两侧大致均等地分开排出到高温排气通道13，与上述的整流板17、18相作用，可减少高温室12内的燃烧气体的滞留。

接着，参照图7至图11详细说明用于实施本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构的发明的另一方式。另外，在图7至图11中，对于与在图1至图6所示的部件相同的部件附加相同的附图标记而省略一部分说明。

图7所示的内燃机是作为一例的二冲程的直流扫气型柴油机，该柴油机具有：安装在缸体1的阀座2上、进行排气的主阀21，从缸3经由主阀21在主阀21的后游侧分支延伸的高温气体用的高温排气通道13及低温气体用的低温排气通道15这两个（多个）排气通道，配设在排气阀箱11内、切换燃烧气体向该高温排气通道13和低温排气通道15的流动的副阀25。另外，相对于使副阀25动作的液压缸43，配设用于驱动它们的液压通道。在该柴油机中，从主阀21只进行排气。

如图7所示，用于进行副阀25的切换动作的液压缸体40呈圆柱形状，由外侧液压缸体41和内侧液压缸体42形成。外侧液压缸体41呈有底圆筒形状，内侧液压缸体42呈圆柱形状。在外侧液压缸体41的底部中央及内侧液压缸体42的中心，贯穿设置有插通主阀21的阀杆22、副阀25的阀杆26的孔41a、42a。

外侧液压缸体41从上端面41d沿轴向垂直贯穿设置有液压通道61，在侧面（外周面）41b的上部且在半径方向贯穿设置液压通道62。液压通道62的一端（前端）与液压通道61的上部连通，另一端在外周面41b开口成为液压的供给及排出口。另外，液压通道61的开口端（图示上端）被封堵。

在外周面41b的底部附近在半径方向贯穿设置液压通道63，在其中途垂直方向的液压通道61的下端开口连通，一端（前端）在该外侧液压缸体41的内周面41c开口。这些液压通道61、62、63通过钻孔加工（机械加工）形成。另外，液压通道63的外周面41b的开口端被封堵。

通过这些液压通道61、62、63形成第三液压通道。液压通道61、62、63短且结构简单，可容易除去机械加工（钻孔加工）时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑），后处理容易。

另外，也可以不设置上述的垂直的液压通道61及上部的液压通道62而只设置底部附近的液压通道63，使该液压通道63的外周面41b侧开口而形成液压的供给及排出口，把该液压通道作为第三液压通道。通过这样设置，可以使液压通道63、即第三液压通道极其短且结构也极其简单，随之，可更容易且良好地除去机械加工（钻孔加工）时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑），后处理更容易。

如图8及图10所示，内侧液压缸体42在上端面与中心的孔42a的外侧同心且在同一圆周上沿周向等间隔地形成多个、例如三个副阀液压缸43。

这些副阀液压缸43形成为有底，在底部附近形成液压通道65（图8中只图示一个）。该液压通道65的一端在副阀液压缸43的底部附近的内周面开口，另一端在该内侧液压缸体42的外周面42b（参照图7）开口，沿半径方向呈放射状地形成。

该液压通道65也由钻孔加工（机械加工）形成。该液压通道65极短且结构也简单，可容易除去钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑），后处理容易。另外，该液压通道65成为第一液压通道。

在内侧液压缸体42的外周面42b的下端，在整周上形成环状的凹部45。另外，上述液压通道65的另一端在该环状的凹部45的底面开口。由此，各副阀液压缸43的下部与凹部45连通。

内侧液压缸体42如图8及图10所示，在上端面与副阀液压缸43在同一圆周上且沿周向等间隔地形成多个、例如三个液压缸46。这三个液压缸46在三个副阀液压缸43之间交替地配置，形成得比副阀液压缸43浅（例如1/3程度的深度）（参照图8）。如图11所示，液压缸46的缸套利用螺栓48固定在内侧液压缸体42的上端面。

如图8所示，在内侧液压缸体42的外周面42b，在与液压缸46的底部对应的位置，在整周上形成环状槽66。另外，在这些液压缸46的底部附近，形成液压通道67（图8只图示一个）。该液压通道67在半径方向呈放射状地形成，一端在液压缸46的底部附近的内周面开口，另一端在环状槽66的底面开口。由此，各液压缸46的下部与环状槽66连通。

该液压通道67也由钻孔加工（机械加工）形成。该液压通道67与液压通道65同样极短且结构也简单，可容易除去钻孔加工时产生的飞边（卷边）或切削屑（切屑），后处理容易。

如图8所示，在外侧液压缸体41，在与内侧液压缸体42的环状槽66对应的位置贯穿设置液压通道68，与该环状槽66连通。

另外，内侧液压缸体42经由密封部件液密式内嵌在外侧液压缸体41，如图9所示，由螺栓75紧固固定于排气阀箱11。另外，在内侧液压缸体42的下端部的环状的凹部45与外侧液压缸体41的相向的内周面之间，形成环状的液压通道69。该环状的液压通道69成为第二液压通道。这样，形成了液压缸体40。

如图8所示，各副阀液压缸43的活塞44的各前端面（图示上端面）与副阀空气活塞37的下面抵接。由这三个副阀液压缸43形成使副阀25切换动作的副阀切换装置51。副阀切换装置51通过把进行副阀25的切换动作的多个副阀液压缸43在同一圆周上沿周向等间隔配置，从而可抵抗强力的空气压地均等推动牢固的副阀空气活塞37。另外，因为是沿周向等间隔配置，所以可防止副阀空气活塞37的变形等不良状况。

如图8所示，各液压缸46的活塞47的各前端面（图示上面）与副阀空气活塞37的下面抵接。由这三个液压缸46形成限制副阀25进行复原动作下降时的下限位置（零点位置）的零点位置控制装置52。零点位置控制装置52通过相对牢固结构的副阀空气活塞37设置多个牢固的液压缸46而形成，可以使由空气压强力进行闭阀动作（复原动作）的副阀空气活塞37可靠地停止。

另外，通过把零点位置控制装置52的多个液压缸46与进行副阀25的切换动作的多个副阀液压缸43配置在同一圆周上，且与这些副阀液压缸43交替地配置，从而可与进行副阀25的切换动作的多个副阀液压缸43同样，均等地承受副阀空气活塞37的强按压力，另外，也可以防止副阀空气活塞37的变形等不良情况。

由此，可使副阀空气活塞37良好地停止，可对副阀25的零点位置（下限位置）进行高精度的定位控制。因此，可使副阀25可靠地停止在零点位置（下限位置）、即使副阀25的下端部25d的下端面25e可靠地停止在与主阀21的阀座2的上端面2a之间存留有间隙（余隙）δ的位置。

副阀25其下端部25d呈直圆筒形状，可与形成为直内圆柱形状的排气阀箱11的下端部11b的内周面11c在轴向滑动。因此，副阀25的笔直的下端部25d一边在排气阀箱11的内周面11c滑动一边顺畅地进行切换动作。由此，可防止副阀25的下端部25d的下端面25e落座（冲突）在主阀21的阀座2的上端面2a，可防止副阀25发生破损或变形。

在图7所示的外侧液压缸体41的液压通道62的外周面41b开口的开口部成为液压的供给及排出口，与未图示的液压源连接，供给高压的液压来驱动副阀切换装置51。另外，图8所示的外侧液压缸体41的液压通道68在外周面41b开口的开口部成为液压的供给及排出口，经由液压通道70与未图示的液压源连接。

该零点位置控制装置52由配设在液压通道68中的液压传感器55检测液压缸46的液压P，在液压传感器检测出的液压超过规定压力时，与液压传感器55连接的副阀破损防止装置76判断为副阀25的下端面25e落座（冲突）在主阀21的阀座2的上端面2a，根据此时的检测值的水平，进行报警灯的点亮（报警的产生）或内燃机的停止。由此，可更为可靠地防止副阀25的破损或变形。

图7及图8所示，在主阀21闭阀时，副阀切换装置51的副阀液压缸43退缩，由该副阀液压缸43和零点位置控制装置52将副阀25保持在零点位置（下限位置）。另外，在主阀21稍稍开阀的排气初期，副阀25仍保持在零点位置（下限位置），把高温的排气气体从各肋25c之间如图7中箭头所示那样排向高温排气通道13。

如图9所示，当主阀21的开阀持续进行经过排气初期时，副阀切换装置51的副阀液压缸43伸长，把副阀空气活塞37向图示上方推起，把副阀25向低温排气通道15侧切换，把剩余的排气气体如箭头所示那样排向该低温排气通道15侧。

当排气结束时，副阀切换装置51的副阀液压缸43退缩，同时由副阀空气活塞37向图示下方推动持续副阀25。另外，如图7及图8所示，副阀空气活塞37与零点位置控制装置52的液压缸46的活塞47抵接，其下降受到限制，可可靠地将副阀25保持在零点位置（下限位置）。

另外，上述的排气阀装置10，作为一例表示了适用于具有副阀的二冲程的直流扫气型柴油机的情况，但本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构也适用于具有副阀的其他内燃机，例如四冲程的柴油机等。在该四冲程柴油机中，例如主阀使用于吸气及排气双方，副阀使用于从缸经由主阀分支延伸的吸气通道和排气通道的开闭切换。

工业实用性

本发明的内燃机的排气气体分离装置的结构，并不限定于上述的一个实施方式的柴油机排气气体分离装置的结构，可针对各种各样的内燃机的排气气体分离装置的结构或一般的液压设备进行实施。

Claims (5)

1.一种内燃机的排气气体分离装置的结构，在液压缸体（40）的一侧端面形成有多个有底的液压缸（43），所述各液压缸具有由形成于所述液压缸体的液压通道（61、62、63、65、66、69）连通的排气阀箱（11）；其特征在于，所述液压缸体由外侧液压缸体（41）、和液密式内嵌于所述外侧液压缸体的内侧液压缸体（42）构成，在所述内侧液压缸体形成所述多个液压缸和第一液压通道（65），该第一液压通道（65）的一端在所述各液压缸开口且另一端在所述内侧液压缸的外周面（42b）开口，在所述外侧液压缸体和所述内侧液压缸体之间形成与所述各第一液压通道连通的第二液压通道（69），在所述外侧液压缸体形成第三液压通道（61、62、63），该第三液压通道（61、62、63）的一端在所述第二液压通道开口且另一端在所述外侧液压缸体的外周面（41b）开口。

2.如权利要求1所述的内燃机的排气气体分离装置的结构，其特征在于，所述外侧液压缸体（41）呈有底圆筒形状，所述内侧液压缸体（42）呈圆柱形状，所述多个液压缸（43）在所述内侧液压缸体沿周向存留间隔地形成，所述各第一液压通道（65）从所述各液压缸呈放射状地形成，所述第二液压通道（69）呈环状。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的排气气体分离装置的结构，其特征在于，所述第二液压通道（69）使呈圆柱形状的所述内侧液压缸体（42）的底部侧的外周面（42b）以同心方式凹入成环状，并且在与所述外侧液压缸体（41）的内周面之间形成为环状。

4.如权利要求1或2所述的内燃机的排气气体分离装置的结构，其特征在于，所述第一液压通道（65）的一端在所述液压缸（43）的底部侧内周面开口。

5.如权利要求3所述的内燃机的排气气体分离装置的结构，其特征在于，所述第一液压通道（65）的一端在所述液压缸（43）的底部侧内周面开口。

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