JP2007138834A - 掃気管制弁装置を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼ガスの掃気ポートへの吹き抜けを回避してエンジン性能の低下及び燃焼残さのリング摺動面への付着によるピストンリングの焼付きの発生を防止し、掃気孔閉時における燃焼残さの掃気ポート内への堆積を防止し、さらに掃気管制弁駆動用の作動流体の消費量を低減し作動流体の圧縮仕事によるエネルギー損失を低減した掃気管制弁装置付き内燃機関を提供する。
【解決手段】シリンダライナの内側に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されてシリンダライナの掃気孔を開閉しシリンダ内への掃気の供給、遮断を行う掃気管制弁を、円周方向への移動によって前記掃気孔と連通あるいは遮断される掃気ポートを軸方向に複数段設け、前記掃気ポートの１段あたりの高さを、最上段ピストンリングと最下段ピストンリングとの間の内のり距離よりも小さくなるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、２サイクル大型ディーゼル機関に適用され、シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に円周方向に沿って複数穿設された２サイクル内燃機関であって、掃気管制弁の掃気ポートと前記掃気孔とを連通したとき前記シリンダ内へ掃気を供給可能とし、前記掃気ポートとシリンダライナの掃気孔との連通を遮断したとき、シリンダ内への掃気の供給を停止するように構成された掃気管制弁装置を備えた内燃機関に関する。

２サイクル大型ディーゼル機関は、通常、ユニフロー掃気方式が採用されており、ピストンの下死点前に、シリンダライナの下部に周方向に沿って複数個穿設された掃気孔を該ピストンの上縁によって開き、該掃気孔から掃気（空気）をシリンダ内に供給し、該シリンダ内の残留燃焼ガスを、シリンダカバーに設けられた排気弁を通して押し出すように構成されている。

かかるユニフロー掃気式２サイクル大型ディーゼル機関において、シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されてシリンダライナの掃気孔を開閉し、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁をそなえたものが、特許文献１（特開２００４−３４０１２０号公報）により提案されている。

前記特許文献１にて提供されている掃気管制弁装置を備えたディーゼル機関においては、下部にシリンダ内へ掃気を供給する掃気孔が円周方向に沿って複数個穿設されたシリンダライナの内側に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合され、シリンダライナに対する円周方向への相対移動によってシリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有してシリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁をそなえ、電磁弁により作動油の給排が切換えられる掃気管制弁駆動装置によって該掃気管制弁をその円周方向に移動せしめて、該掃気管制弁の掃気ポートとシリンダライナ掃気孔とを連通、遮断するように構成されている。

特開２００４−３４０１２０号公報

しかしながら、前記特許文献１（特開２００４−３４０１２０号公報）等による従来技術には、次のような解決すべき問題点がある。
即ち、図１０は前記従来技術に係る掃気管制弁装置を備えたディーゼル機関の掃気管制弁の掃気ポート近傍の拡大断面図である。かかる掃気管制弁付きディーゼル機関において、１００は図示しない掃気孔をそなえたシリンダライナ、１は掃気ポート４をそなえた掃気管制弁、１０３はピストン、１０６は該ピストン１０３の外周に嵌挿された複数段（この例では４段）のピストンリングである。

かかる掃気管制弁付きディーゼル機関においては、掃気管制弁１の掃気ポート４及びシリンダライナの掃気孔（図示省略）が１段であり、掃気ポート面積を大きくとるため掃気ポート４の高さを大きくとる結果、掃気ポート４の高さが最上段ピストンリング〜最下段ピストンリング間の長さよりも長くなっている。
このため、かかる従来技術にあっては、ピストン１０３が下降して最上段ピストンリング１０６が掃気ポート４を開き始めたとき、図１０にＴ矢印で示されるようにピストンリング上部隙間１０３ａ内の燃焼ガスが掃気ポート４へと吹き抜けてピストン下部のスカート側に達するために、エンジン性能の低下を来すとともに燃焼ガス残さの摺動面１００ｂへの付着によるピストンリングの焼付きを誘発し易い。

また、かかる従来の掃気管制弁付きディーゼル機関においては、電磁弁により作動油の給排が切換えられる掃気管制弁駆動装置によって掃気管制弁をその円周方向に移動せしめて該掃気管制弁の掃気ポートとシリンダライナ掃気孔とを連通、遮断するように構成されているため、掃気管制弁駆動装置を駆動するための作動油の消費量が多くなるとともに、作動油の圧縮仕事によるエネルギー損失が大きくなる、という問題も抱えている。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ピストンリング上部隙間内の燃焼ガスの掃気ポートへの吹き抜けを回避してエンジン性能の低下及び燃焼残さのピストンリング摺動面への付着によるピストンリングの焼付き等の発生を防止するとともに、掃気孔閉時におけるピストンリング上部隙間からの燃焼残さの掃気ポート内への堆積及びこれによるピストンリングの焼付き等の発生を防止し、さらに掃気管制弁を駆動するための作動流体の消費量を低減するとともに作動流体の圧縮仕事によるエネルギー損失を低減した掃気管制弁装置付き内燃機関を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に該シリンダライナの円周方向に沿って複数個穿設された内燃機関において、前記シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されて前記掃気孔を開閉し、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁をそなえ、前記掃気管制弁は、これの円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断される掃気ポートが円周方向に複数個且つ軸方向には複数段設けられるとともに、前記掃気ポートの１段あたりの高さ（Ｌ１）を、ピストンに嵌挿される最上段ピストンリングと最下段ピストンリングとの間の内のり距離（Ｌ２）よりも小さく（Ｌ１＜Ｌ２）形成されたことを特徴とする。

またかかる発明において好ましくは、前記掃気管制弁は、これの円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断される掃気ポートを円周方向に複数個且つ軸方向には複数段そなえ、前記掃気ポートのうち最上段掃気ポートの高さ（Ｈ１）を２段以降の掃気ポートの高さ（Ｈ２）よりも小さく（Ｈ１＜Ｈ２）形成される。

また本発明は、前記内燃機関において、シリンダライナの内側に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されるとともに円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより、該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有してシリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁と、前記シリンダライナの内部に設けられて作動流体の圧力により前記掃気管制弁をその円周方向に移動せしめる流体駆動手段とを、前記掃気管制弁の上部に設置したことを特徴とする。

また本発明は、前記内燃機関において、シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されるとともに円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有してシリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁と、前記シリンダライナの内部に設けられて作動流体の圧力により前記掃気管制弁をその円周方向に移動せしめる流体駆動手段とをそなえ、前記流体駆動手段は、電磁弁の切換えによって作動流体が給排される駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータを前記掃気管制弁の円周方向に設けて該駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータに前記作動流体を給排することにより前記掃気管制弁を駆動方向及び戻し方向に作動させるとともに、次のように構成するのが好ましい。
（１）前記掃気管制弁を駆動方向に作動させる前記駆動側アクチュエータの作動面積を、前記掃気管制弁を戻し方向に作動させる前記戻し側アクチュエータの作動面積よりも大きく構成したことを特徴とする。
（２）前記駆動側アクチュエータの作動流体の圧力を戻し側アクチュエータに供給する作動流体の圧力よりも大きくしたことを特徴とする。

さらに、かかる発明において、次のように構成するのが好ましい。
（１）前記電磁弁の不作動時に、該電磁弁と前記駆動側アクチュエータとを接続する作動流体通路に前記掃気管制弁の掃気ポートと前記シリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように作動流体を供給する掃気孔開放手段をそなえる。
（２）前記電磁弁の不作動時に、前記掃気管制弁の掃気ポートと前記シリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように付勢するスプリングをそなえる。

本発明によれば、掃気管制弁の掃気ポートを軸方向に複数段設けて掃気通路面積を大きく保持しながら、掃気ポートの１段あたりの高さＬ１を、最上段ピストンリングと最下段ピストンリングとの間の内のり距離Ｌ２よりも小さく（Ｌ１＜Ｌ２）形成することにより（請求項１）、複数段のピストンリングのいずれかが常時掃気ポートにかかって掃気ポートのガスシールを行なっているため、ピストンの下降時にピストンリング上部隙間から掃気ポートを経てピストンの下部（スカート部）へと吹き抜けるガスを遮断することができる。
従って、かかる発明によれば、掃気ポートを軸方向に複数段設けて掃気通路面積を大きくし掃気効率を高く保持して良好なエンジン性能を保持しつつ、ピストンリング上部隙間から掃気ポートを通ってピストンスカート側に達する燃焼ガスの吹き抜け、及びこれに伴う燃焼残さのピストンリング摺動面への付着によるピストンリングの焼付き等の発生を防止できる。

また前記掃気管制弁の掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とが遮断された状態で、ピストンが下降して最上段ピストンリングが掃気ポートを開き始めたときに最上段掃気ポートは2段目以降の掃気ポートより比較的高い筒内圧力が作用して燃焼ガスがわずかに洩れるが、本発明において最上段掃気ポートの高さＨ１を２段以降の掃気ポートの高さＨ２よりも小さく（Ｈ１＜Ｈ２）形成することにより（請求項２）、最上段掃気ポートからのガス洩れを少なくすることが出来る。

また本発明によれば、掃気管制弁の上部に前記流体駆動手段を設置することにより（請求項３）、掃気管制弁下部の掃気ポート形成部を薄肉の自由端とすることで、ピストンが筒内圧力を受けて下降する際における掃気管制弁の座屈変形を防止できる。

また、掃気管制弁にあっては、掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とを連通させる開弁速度を速くして排ガスと新気とを迅速に交換することがエンジン性能を上昇させるに必須であるが、前記掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とを遮断する閉弁速度を遅くしてもエンジン性能への影響は無い。
一方、掃気管制弁を駆動するための作動流体は、駆動側あるいは戻し側アクチュエータの受圧面積×ストローク分だけ消費し、また作動油圧×作動油消費量だけの圧縮仕事が必要になることから、アクチュエータの受圧面積が小さい方が作動流体消費量及び作動流体の圧縮仕事が低減でき、また作動油圧が低い方が圧縮仕事を低減できる。

然るに本発明によれば、掃気管制弁を駆動方向に作動させる駆動側アクチュエータの作動面積（受圧面積）を、掃気管制弁を戻し方向に作動させる戻し側アクチュエータの作動面積（受圧面積）よりも大きく構成したので（請求項４）、掃気ポートとシリンダライナの掃気孔との開弁側の作動を行なう駆動側アクチュエータの作動面積（受圧面積）を大きく保持してエンジン性能を目標性能に保持する一方、閉弁側の作動を行なう戻し側アクチュエータの作動面積（受圧面積）を小さくしたことにより、作動流体消費量及び作動流体の圧縮仕事が低減できる。これにより、エンジン全体の効率を上昇できる。

また本発明によれば、駆動側アクチュエータの作動流体の圧力を戻し側アクチュエータに供給する作動流体の圧力よりも大きく構成したので（請求項５）、開弁側の作動を行なう駆動側アクチュエータの作動油圧を高く保持してエンジン性能を目標性能に保持する一方、閉弁側の作動を行なう戻し側アクチュエータの作動油圧を小さくしたことにより作動流体の圧縮仕事が低減できる。これにより、エンジン全体の効率を上昇できる。

また本発明によれば、前記流体駆動手段への作動流体を切換える電磁弁の不作動時に、該電磁弁と駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータとを接続する作動流体通路に、掃気管制弁の掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように作動流体を供給する掃気孔開放手段をそなえ（請求項５）、あるいは電磁弁の不作動時に掃気管制弁の掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように付勢するスプリングをそなえた（請求項６）ことにより、電磁弁が故障等によって不作動となった場合でも、掃気孔開放手段によって掃気ポートとシリンダライナの掃気孔とが連通されることとなって、電磁弁の不作動に影響されることなく通常運転を続行できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の第１〜第６実施例に係る２サイクル大型ディーゼル機関における掃気孔および掃気管制弁の掃気ポートを示すシリンダ中心に沿う断面図、図２は前記第１〜第６実施例における図１のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。
図１〜２において、１００はライナ上部１００ｃ及びライナ外筒部１００ｄからなるシリンダライナ、１０３は該シリンダライナ１００及び後述する掃気管制弁１の内面をピストンリング１０６を介して往復摺動するピストンである。１０５は掃気室である。
１０１は掃気孔で、該シリンダライナ１００の下方部位に円周方向等間隔に複数個穿孔されている。図２の例では、該掃気孔１０１は円周方向に傾斜した傾斜型の掃気孔であるが、傾斜型に限定されることはない。
１は耐摩耗性材料からなる円環状の掃気管制弁で、前記シリンダライナ１００の内周に形成された嵌合面１００ａに該シリンダライナ１００と相対回転可能に嵌合され、内周面１００ｂが前記ピストンリング１０６の摺動面（ピストンリング摺動面）となっている。

前記掃気管制弁１には、図２のように、円周方向に沿って前記掃気孔１０１と同数の掃気ポート４が穿孔されている。該掃気ポート４は、図２のように、全閉時には前記シリンダライナ１００の掃気孔１０１の間に位置し、全開時には前記掃気孔１０１と同一位相に位置して該掃気孔１０１と完全に連通するようになっている。
本発明は以上のように構成された掃気管制弁付き内燃機関における掃気管制弁及び関連部材の改良に係るものである。

図３は本発明の第１実施例における掃気管制弁の掃気ポート部近傍のシリンダ中心に沿う要部断面図、図４は前記第１実施例における作用説明図で、図３に対応する要部断面図である。
かかる第１実施例においては、前記掃気管制弁１において、掃気ポート４を円周方向に複数個且つ軸方向には複数段（この例では３段）設け、該掃気ポート４の１段あたりの高さＬ１を、ピストン１０３に嵌挿される最上段ピストンリング１０６ａと最下段ピストンリング１０６ｄとの間の内のり距離Ｌ２よりも小さく（Ｌ１＜Ｌ２）形成している。尚、１０６ｂ、１０６ｃは第２段ピストンリング、第３段ピストンリングである。
従って、かかる第１実施例においては、上記構成によって、図４の（１）に示すように、Ｓ矢印にて示すピストン１０３の下降時に、最上段ピストンリング１０６ａの下縁が第１段の掃気ポート４の上縁にかかったとき、最下段ピストンリング１０６ｄの上縁が第１段の掃気ポート４の下縁よりも上方にあって、ピストンリング上部隙間１０３ａとピストン１０３の下部（スカート部）および掃気室１０５とを遮断している。
以降のピストン１０３の位置においても、ピストンリング上部隙間１０３ａとピストン１０３の下部（スカート部）および掃気室１０５との連通は、常時遮断されている。

かかる第１実施例によれば、掃気管制弁１の掃気ポート４を軸方向に複数段（この例では３段）設けて掃気通路面積を大きく保持しながら、該掃気ポート４の１段あたりの高さＬ１を、最上段ピストンリング１０６ａと最下段ピストンリング１０６ｄとの間の内のり距離Ｌ２よりも小さく（Ｌ１＜Ｌ２）形成することにより、複数段のピストンリング１０６のいずれかが常時掃気ポート４にかかって、該掃気ポート４のガスシールを行なっているため、ピストン１０３の下降時にピストンリング上部隙間１０３ａから掃気ポート４を経てピストン１０３の下部（スカート部）および掃気室１０５へと吹き抜ける燃焼ガスを遮断することができる。
これにより、掃気ポート４を軸方向に複数段設けて掃気通路面積を大きくし掃気効率を高く保持して良好なエンジン性能を保持しつつ、ピストンリング上部隙間１０３ａから掃気ポート４を通ってピストンスカート側に達する燃焼ガスの吹き抜け、及びこれに伴う燃焼ガス残さのピストンリング摺動面１００ｂへの付着によるピストンリング１０６（１０６ａ〜１０６ｄ）の焼付きの発生を防止できる。

図５は本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は図１のＢ―Ｂ線に沿う断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
かかる第２実施例においては、前記掃気管制弁１の軸方向に複数段設けた掃気ポート４ａ，４ｂのうち、最上段掃気ポート４ａの高さＨ１を第２段以降の掃気ポート４ｂの高さＨ２よりも小さく（Ｈ１＜Ｈ２）形成している。尚、１０３はピストン、２００はシリンダ中心である。

かかる第２実施例によれば、最上段掃気ポート４ａの高さＨ１を第２段以降の掃気ポート４ｂの高さＨ２よりも小さく（Ｈ１＜Ｈ２）形成することにより、ピストン１０３が下降して最上段ピストンリング１０６ａが掃気ポート４aを開き始めたときに、最上段掃気ポート４aにかかる筒内圧力によりライナ外筒部１００ｄと掃気弁１との間から洩れ出す燃焼ガスの量を少なくすることが出来る。

図６は本発明の第３実施例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７は前記第３実施例における図６の要部拡大断面図である。
図６〜図７において、３ａは駆動側アクチュエータ、１００ｅは駆動側作動油出入口、３ｂは戻し側アクチュエータ、１００ｆは戻し側作動油出入口で、該駆動側作動油出入口１００ｅ及び戻し側作動油出入口１００ｆは電磁弁（図示省略）に接続されて、該電磁弁の切換えによって作動油が給排されるようになっている。

即ち、図６、７のように、前記電磁弁からの作動油が駆動側作動油出入口１００ｅを通って駆動側アクチュエータ３ａに供給されるとともに、戻し側アクチュエータ３ｂ内の作動油を戻し側作動油出入口１００ｆから排油側へ抜くと、該駆動側アクチュエータ３ａにより掃気管制弁１は図のＭ矢印の方向に回動せしめられ、掃気ポート４とライナ外筒部１００ｄの掃気孔１０１（図１参照）とが連通されて該掃気管制弁１が開弁せしめられる。
また、前記電磁弁からの作動油が戻し側作動油出入口１００ｆを通って戻し側アクチュエータ３ｂに供給されるとともに、駆動側アクチュエータ３ａ内の作動油を駆動側作動油出入口１００ｅから排油側へ抜くと、該戻し側アクチュエータ３ｂにより掃気管制弁１は図のＭ矢印と逆方向に回動せしめられ、掃気ポート４とライナ外筒部１００ｄの掃気孔１０１（図１参照）との連通が遮断されて該掃気管制弁１が閉弁せしめられる。

かかる第３実施例においては、上記のように構成された駆動側アクチュエータ３ａと戻し側アクチュエータ３ｂとを、駆動側アクチュエータ３ａの作動面積（受圧面積）Ａ１を、前前記戻し側アクチュエータ３ｂの作動面積（受圧面積）Ａ２よりも大きく構成している（Ａ１＞Ａ２）。
ここで、掃気管制弁１にあっては、掃気ポート４とシリンダライナ１００（ライナ外筒部１００ｄ）の掃気孔１０１とを連通させる開弁速度を速くして排ガスと新気とを迅速に交換することがエンジン性能を上昇させるに必須であるが、前記掃気ポート４とシリンダライナの掃気孔１０１とを遮断する閉弁速度を遅くしてもエンジン性能への影響は無い。
一方、前記掃気管制弁１を駆動するための作動油は、駆動側アクチュエータ３ａあるいは戻し側アクチュエータ３ｂの受圧面積（作動面積）×ストローク分だけ消費することから、アクチュエータの受圧面積が小さい方が作動油消費量及び作動油の圧縮仕事が低減できる。
また、かかる第３実施例においては、前記戻し側アクチュエータ３ｂに供給する作動流体の圧力を、駆動側アクチュエータ３ａの作動流体の圧力よりも小さく構成（駆動側アクチュエータ３ａの作動流体の圧力を戻し側アクチュエータ３ｂの作動流体の圧力よりも大きく構成）している。

然るにかかる第３実施例によれば、掃気管制弁１を開弁方向（駆動方向）に作動させる駆動側アクチュエータ３ａの作動面積（受圧面積）Ａ１を、掃気管制弁１を閉弁方向（戻し方向）に作動させる戻し側アクチュエータ３ｂの作動面積（受圧面積）Ａ２よりも大きく構成したので（Ａ１＞Ａ２）、掃気ポート１とシリンダライナの掃気孔１０１との開弁側の作動を行なう駆動側アクチュエータ３ａの作動面積（受圧面積）Ａ１を大きく保持してエンジン性能を目標性能に保持する一方、閉弁側の作動を行なう戻し側アクチュエータ３ｂの作動面積（受圧面積）Ａ２を小さくしたことにより、作動油消費量及び作動油の圧縮仕事が低減できる。これにより、エンジン全体の効率を上昇できる。
また前記作動油圧は作動油圧×作動油消費量だけの圧縮仕事が必要になることから、作動油圧が低い方が圧縮仕事を低減できる。
然るにかかるかかる第３実施例においては、戻し側アクチュエータ３ｂに供給する作動流体の圧力を、駆動側アクチュエータ３ａの作動流体の圧力よりも小さく構成したので、開弁側の作動を行なう駆動側アクチュエータの作動油圧を高く保持してエンジン性能を目標性能に保持する一方、閉弁側の作動を行なう戻し側アクチュエータの作動油圧を小さくしたことにより作動流体の圧縮仕事が低減できる。これにより、エンジン全体の効率を上昇できる。

図８は本発明の第４実施例を示す図１のＡ−Ａ線断面相当図である。
かかる第４実施例においては、前記掃気管制弁１の駆動側アクチュエータ３ａ及び戻し側アクチュエータ３ｂの切換え制御を行う電磁弁を、電磁弁作動時以外は前記掃気管制弁１をこれの掃気ポート４と前記シリンダライナ１００の掃気孔１０１とを連通状態に保持せしめるように設けている。１００ｅは駆動側作動油出入口、１００ｆは戻し側作動油出入口である。
かかる第４実施例によれば、電磁弁５が故障等によって不作動となった場合でも、掃気管制弁１の掃気ポート４とシリンダライナ１００の掃気孔１０１とが連通された状態を保持することとなって、電磁弁の不作動に影響されることなく通常運転を続行できる。

図９は本発明の第５実施例を示す図１のＡ−Ａ線断面相当図である。
かかる第５実施例においては、電磁弁の不作動時に、駆動側アクチュエータ３ａに作動油を供給する電磁弁５１を設けるとともに、戻し側アクチュエータ３ｂに代えてスプリング１１を設け、駆動側アクチュエータ３ａをスプリング１１の弾力とバランスさせて位置設定している。
かかる第５実施例によれば、電磁弁が故障等によって不作動となった場合でも、スプリング１１によって、掃気管制弁１の掃気ポート４とシリンダライナ１００の掃気孔１０１とが連通された状態を保持することが出来る。

本発明の第６実施例は、図１及び図６〜７において、前記掃気管制弁１の上部を駆動部１００ｆとして構成し、この駆動部１００ｆに前記駆動側アクチュエータ３ａ及び戻し側アクチュエータ３ｂからなる流体駆動手段を設置している。
かかる第６実施例によれば、掃気管制弁１の上部へ好ましくは掃気ポート４の形成部よりも肉厚に形成した駆動部１００ｆに前記流体駆動手段を設置することにより、該流体駆動手段を設置する駆動部１００ｆの剛性を増大する一方で、掃気管制弁１下部の掃気ポート４形成部を薄肉の自由端とすることで、ピストン１０３が筒内圧力を受けて下降する際における掃気管制弁１の座屈変形を防止できる。

本発明によれば、ピストンリング上部隙間内の燃焼ガスの掃気ポートへと吹き抜けを回避してエンジン性能の低下及び燃焼ガス残さのピストンリング摺動面への付着によるピストンリングの焼付きの発生を防止するとともに、掃気孔閉時におけるピストンリング上部隙間からの燃焼残さの掃気ポート内への堆積及びこれによるピストンリング摺動面の焼付き等の発生を防止し、さらに掃気管制弁を駆動するための作動流体の消費量を低減するとともに作動流体の圧縮仕事によるエネルギー損失を低減した掃気管制弁装置付き内燃機関を提供できる。

本発明の第１〜第６実施例に係る２サイクル大型ディーゼル機関における掃気孔および掃気管制弁の掃気ポートを示すシリンダ中心に沿う断面図である。 前記第１〜第６実施例における図１のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施例における掃気管制弁の掃気ポート部近傍のシリンダ中心に沿う要部断面図である。 前記第１実施例における作用説明図で、図３に対応する要部断面図である。 本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は図１のＢ―Ｂ線に沿う断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第３実施例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 前記第３実施例における図６の要部拡大断面図である。 本発明の第４実施例を示す図１のＡ−Ａ線断面相当図である。 本発明の第５実施例を示す図１のＡ−Ａ線断面相当図である。 従来技術に係る掃気管制弁装置を備えたディーゼル機関の掃気管制弁の掃気ポート近傍の拡大断面図である。

符号の説明

１００ シリンダライナ
１００ａ 嵌合面
１００ｂ ピストンリング摺動面
１００ｄ ライナ外筒部
１００ｆ 駆動部
１０１ 掃気孔
１０３ ピストン
１０３ａ ピストンリング上部隙間
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ ピストンリング
１ 掃気管制弁
３ａ 駆動側アクチュエータ
３ｂ 戻し側アクチュエータ
４ 掃気ポート
１１ スプリング

Claims (7)

1. シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に該シリンダライナの円周方向に沿って複数個穿設された内燃機関において、前記シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されて前記掃気孔を開閉し、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁をそなえ、前記掃気管制弁は、これの円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断される掃気ポートが円周方向に複数個且つ軸方向には複数段設けられるとともに、前記掃気ポートの１段あたりの高さ（Ｌ１）を、ピストンに嵌挿される最上段ピストンリングと最下段ピストンリングとの間の内のり距離（Ｌ２）よりも小さく（Ｌ１＜Ｌ２）形成されたことを特徴とする掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
2. 前記掃気管制弁は、これの円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断される掃気ポートを円周方向に複数個且つ軸方向には複数段そなえ、前記掃気ポートのうち最上段掃気ポートの高さ（Ｈ１）を２段以降の掃気ポートの高さ（Ｈ２）よりも小さく（Ｈ１＜Ｈ２）形成されたことを特徴とする請求項１記載の掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
3. シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に該シリンダライナの円周方向に沿って複数個穿設された内燃機関において、前記シリンダライナの内側に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されるとともに円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有して、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁と、前記シリンダライナの内部で、かつ前記掃気管制弁の上部に設けられて作動流体の圧力により前記掃気管制弁をその円周方向に移動せしめる流体駆動手段とをそなえたことを特徴とする掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
4. シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に該シリンダライナの円周方向に沿って複数個穿設された内燃機関において、前記シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されるとともに、円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有して、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁と、前記シリンダライナの内部に設けられて作動流体の圧力により前記掃気管制弁をその円周方向に移動せしめる流体駆動手段とをそなえ、前記流体駆動手段は、電磁弁の切換えによって作動流体が給排される駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータを前記掃気管制弁の円周方向に設けて該駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータに前記作動流体を給排することにより、前記掃気管制弁を駆動方向及び戻し方向に作動させるとともに、前記掃気管制弁を駆動方向に作動させる前記駆動側アクチュエータの作動面積を、前記掃気管制弁を戻し方向に作動させる前記戻し側アクチュエータの作動面積よりも大きく構成したことを特徴とする掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
5. シリンダ内に掃気を供給する掃気孔がシリンダライナの下部に該シリンダライナの円周方向に沿って複数個穿設された内燃機関において、前記シリンダライナの内側もしくは外側の何れか一方に形成された嵌合面に該シリンダライナの円周方向に移動可能に嵌合されるとともに、円周方向への移動によって前記シリンダライナの掃気孔と連通あるいは遮断することにより該掃気孔を開閉する掃気ポートを円周方向に複数個有して、シリンダ内への掃気の供給、遮断を行う円環状の掃気管制弁と、前記シリンダライナの内部に設けられて作動流体の圧力により前記掃気管制弁をその円周方向に移動せしめる流体駆動手段とをそなえ、前記流体駆動手段は、電磁弁の切換えによって作動流体が給排される駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータを前記掃気管制弁の円周方向に設けて該駆動側アクチュエータ及び戻し側アクチュエータに前記作動流体を給排することにより、前記掃気管制弁を駆動方向及び戻し方向に作動させるとともに、前記掃気管制弁を駆動方向に作動させる前記駆動側アクチュエータの作動流体の圧力を、前記掃気管制弁を戻し方向に作動させる前記戻し側アクチュエータの作動流体の圧力よりも大きく構成したことを特徴とする掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
6. 前記電磁弁の不作動時に、該電磁弁と前記駆動側アクチュエータとを接続する作動流体通路に、前記掃気管制弁の掃気ポートと前記シリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように作動流体を供給する掃気孔開放手段をそなえたことを特徴とする請求項４記載の掃気管制弁装置を備えた内燃機関。
7. 前記電磁弁の不作動時に、前記掃気管制弁の掃気ポートと前記シリンダライナの掃気孔とを連通状態に保持せしめるように付勢するスプリングをそなえたことを特徴とする請求項４記載の掃気管制弁装置を備えた内燃機関。

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