JP2922367B2 - Sealed air system for internal combustion engine - Google Patents
Sealed air system for internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、排気弁用の弁ハウジン
グを有する内燃機関の封止空気装置であって、前記ハウ
ジングは機関の作動シリンダと接続され、前記排気弁の
弁棒は弁ハウジング内に軸受を介して支持されると共に
空気式ばね内まで上方に延び、前記空気式ばねは弁ハウ
ジング上に取り付けられて空気式ばね室と弁棒に固定さ
れた空気式ばねピストンより成ると共に閉鎖方向に排気
弁を作動させることが可能であり、油圧シリンダに軸受
を介して接続された作動ピストンにより排気弁を開方向
に作動させ、弁ハウジング内のジャーナル上方の領域で
弁棒が、封止空気の供給用の入口開口部を備えた封止空
気室を貫通する封止空気装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealed air system for an internal combustion engine having a valve housing for an exhaust valve, wherein the housing is connected to a working cylinder of the engine, and a valve stem of the exhaust valve is a valve housing. And a pneumatic spring mounted on the valve housing and fixed to the pneumatic spring chamber and the valve stem and closed with a pneumatic spring mounted on the valve housing. It is possible to operate the exhaust valve in the direction, the exhaust valve is operated in the opening direction by an operating piston connected via a bearing to the hydraulic cylinder, and the valve stem is sealed in the area above the journal in the valve housing. The present invention relates to a sealed air device penetrating a sealed air chamber provided with an inlet opening for supplying air.
【0002】機関の燃焼行程の終わりにアクチュエータ
ピストンにより排気弁が開口すると、弁ハウジング内の
排気流路を通る燃焼ガスの排出は、流路内に強い圧力波
を生成した後、その内部の圧力は、弁が再び閉まるまで
降下して周囲圧力に接近する。排気弁の弁棒は、弁ハウ
ジング内のガイドを上方に貫通すると共に軸受を介して
支持されており、ガイドに対して僅かな隙間を形成して
いる。弁が開口しているとき、強い圧力波とそれに伴う
流路内の比較的高い圧力により、弁棒と弁ガイドとの間
の隙間に排気ガスが付勢される。その結果、スラグ粒子
及び凝結体の形で燃焼残滓が滑り弁又は弁棒のジャーナ
ル表面に堆積する。ガイドを通って上方へかけて弁棒の
温度は低いので、排気ガスに含まれる硫酸は、弁棒とガ
イド上に凝結することがある。このため、弁棒及びガイ
ド表面の腐食及び磨耗分解により弁棒の寿命を短縮す
る。When the exhaust valve is opened by the actuator piston at the end of the combustion stroke of the engine, the discharge of the combustion gas through the exhaust flow passage in the valve housing generates a strong pressure wave in the flow passage and then the pressure inside the exhaust passage. Descends to approach ambient pressure until the valve closes again. The valve stem of the exhaust valve penetrates a guide in the valve housing upward and is supported via a bearing, and forms a slight gap with the guide. When the valve is open, the exhaust gas is urged into the gap between the valve rod and the valve guide by the strong pressure wave and the associated relatively high pressure in the flow path. As a result, combustion residues in the form of slag particles and aggregates accumulate on the journal surface of the sliding valve or valve stem. Since the temperature of the valve stem is lower through the guide, sulfuric acid contained in the exhaust gas may condense on the valve stem and the guide. Therefore, the life of the valve stem is shortened due to corrosion and abrasion of the valve stem and the guide surface.
【0003】ガイド上方に位置する封止空気室を加圧す
ることにより、ガイド及び弁棒の間の隙間に侵入する排
気ガスを減少させることが知られている。排気ガスは種
々の寸法の小さな粒子を含有し、封止空気の下方への流
動にも拘わらず前記空気流の一部は、排気弁が開口する
ときに生じる圧力パルスにより付勢されて隙間に貫入す
る。この圧力パルスは、隙間内で瞬間的な上方への空気
流を生じるものである。更に、ある寸法の粒子は、隙間
内の下方への空気流にも拘わらず隙間を通って機械的に
上方へ搬送される。封止空気室へ封止空気を供給するこ
とにより、弁軸から前記粒子を吹き飛ばし、粒子は弁軸
の風下の封止空気室内に堆積することが経験的に分かっ
ている。隙間への排気ガスの貫入を規制する他に、封止
空気室は上方へ搬送される粒子のトラップとして重要な
機能を果たす。これにより、粒子が空気式ばねの底部で
弁棒の周りの封止リング内に侵入してこれを腐食するこ
とを防止することができる。[0003] It is known to reduce the amount of exhaust gas entering the gap between the guide and the valve stem by pressurizing the sealed air chamber located above the guide. The exhaust gas contains small particles of various sizes, and despite the downward flow of the sealing air, a part of said air flow is energized by the pressure pulses that occur when the exhaust valve opens, causing it to enter the gap. Penetrate. This pressure pulse creates an instantaneous upward airflow within the gap. In addition, particles of a certain size are mechanically transported upward through the gap despite the downward airflow within the gap. It has been empirically shown that by supplying the sealing air to the sealing air chamber, the particles are blown off from the valve shaft and the particles are deposited in the sealing air chamber downwind of the valve shaft. In addition to restricting the ingress of exhaust gas into the gap, the sealed air chamber also plays an important role as a trap for upwardly transported particles. This prevents particles from penetrating and corroding the sealing ring around the valve stem at the bottom of the pneumatic spring.
【0004】米国特許第3120221号の開示は、カ
ム軸により作動される排気弁と共に空気式リセット装置
を備えた内燃機関に関する。この機関において、弁ハウ
ジングは封止空気室を有せず、弁軸の周囲に封止リング
を使用した場合には、弁軸とガイドとの間に隙間に貫入
する粒子により磨耗することがある。空気式ばねから漏
入した空気は、制御不能の状態で隙間に侵入降下し、弁
棒の冷却に寄与する。従来技術の機関において、封止空
気は一般に機関の掃気受けから採られる。しかしなが
ら、これは、すす含有オイルの封止空気室内への堆積を
招来する。これを防ぐために、機関の実際の掃気圧力よ
り高い約0.2バールの有効圧力で、予め圧縮した作動
空気を別の公知の機関の封止空気室供給している。これ
により、全ての機関負荷において、排気ガスの前記隙間
への侵入を比較的許容し得る範囲まで低下させている。The disclosure of US Pat. No. 3,120,221 relates to an internal combustion engine having a pneumatic reset device with an exhaust valve operated by a camshaft. In this engine, the valve housing does not have a sealing air chamber, and if a sealing ring is used around the valve shaft, it may be worn by particles penetrating into the gap between the valve shaft and the guide. . The air leaking from the pneumatic spring enters the gap in an uncontrollable state and descends, contributing to cooling of the valve stem. In prior art engines, the sealed air is generally taken from an engine scavenge receiver. However, this leads to the accumulation of soot-containing oil in the sealed air chamber. To prevent this, precompressed working air is supplied to the sealed air chamber of another known engine at an effective pressure of about 0.2 bar above the actual scavenging pressure of the engine. As a result, at all engine loads, the intrusion of exhaust gas into the gap is reduced to a relatively acceptable range.
【0005】従来技術の封止空気装置の共通の特徴は、
各機関シリンダの封止空気室まで封止空気を搬送させる
共通の外部パイプシステムを機関シリンダが有すること
である。そのようなパイプシステムは、製造コストが高
いことを別にしても、封止空気室の容積と比較して極め
て大きな容積を有するので、封止空気室内への排気ガス
の侵入がパイプシステム内に顕著な圧力増加に必然的に
つながることはない。更に、従来技術の装置には、機関
の掃気圧力が機関負荷が低い場合には急激に降下しその
ような負荷条件では封止空気圧力が十分に高いものにな
らないという問題がある。[0005] A common feature of prior art sealed air systems is that
The engine cylinder has a common external pipe system for conveying the sealing air to the sealing air chamber of each engine cylinder. Apart from the high manufacturing costs, such pipe systems have a very large volume in comparison with the volume of the sealed air chamber, so that the ingress of exhaust gases into the sealed air chamber can occur in the pipe system. It does not necessarily lead to a significant pressure increase. In addition, prior art devices have the problem that the scavenging pressure of the engine drops sharply when the engine load is low, and the sealing air pressure does not become sufficiently high under such load conditions.
【0006】本発明の目的は、封止空気装置の設計を単
純化して問題を生じることなく排気弁を作動させ得るよ
うに改善することにある。It is an object of the present invention to improve the design of the sealed air system so that the exhaust valve can be operated without problems.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明に係る装置は、空気流路が封止空気室の入口開口部を
空気式ばね室と接続しており、前記空気流路は空気流量
制御部材を有しており、前記空気流量制御部材は、少な
くとも排出弁が開いたことに伴って前記空気式ばね室内
で所定値以上の圧力が得られた場合には、前記空気式ば
ね室から前記封止空気室へ空気を導入するようになって
いることを特徴とする。For this purpose, the device according to the invention is characterized in that the air flow path defines an inlet opening of the sealed air chamber.
Connected to a pneumatic spring chamber, the air flow path is
A control member, wherein the air flow control member has a small
At least with the opening of the discharge valve, the pneumatic spring chamber
If a pressure equal to or higher than the predetermined value is obtained in
The air was introduced from the chamber to the sealed air chamber
And wherein the Iruko.
【0008】封止空気を排気弁と連係した空気式ばね室
から採ることにより、封止空気の配置は簡単化される。
なぜなら、個別のシリンダに封止空気を搬送させるため
に従来利用されていた外部パイプシステムはもはや必要
ないからである。そして排気弁が開いている時には空気
式ばねピストンが弁棒と共に下方に移動しているため、
空気式ばね室内の空気が圧縮されて空気式ばね室内は高
い圧力状態にあり、逆に排気弁が閉じている時には空気
式ばね室内は低い圧力状態にある。空気流量制御部材
は、空気式ばね室内が所定値以上の、少なくとも最大の
圧力状態にある時に、空気式ばね室から封止空気室へ空
気を導入する。このため、排気弁が開位置に移動される
時、封止空気室には相対的に高い圧力で空気が供給さ
れ、結局、封止空気室内の空気圧力は排気弁が開く度毎
に高められる。封止空気は、排気弁が開きかつ燃焼室か
らの排気ガスの流出のため排気流路内の圧力が上昇する
時に特に必要であるが、本手段では排気弁が開く度毎に
封止空気室内の圧力を空気式ばね室内の最大圧力に対応
する高レベルまで上昇させることができる。排気弁が閉
じているとき封止空気は供給されないので、従来技術の
機関の消費量と比較して封止空気の消費量を相当増加す
ることなく、封止空気圧力を機関の排気空気圧力より実
質的に高く設定することができる。封止空気圧力が高い
こと、更に、封止空気圧力が機関の負荷と独立であるた
め、弁棒とそのガイドとの間の隙間の浄化効果は、大幅
に改善されている。更に、従来使用された共通のパイプ
システムを完全に除去することにより、機関のオーバホ
ールで排気弁を外すとき、パイプシステムを外す必要が
ないので、機関の維持管理が一層簡単である。 The arrangement of the sealing air is simplified by taking the sealing air from a pneumatic spring chamber associated with the exhaust valve .
Because the individual cylinders carry the sealing air
External pipe systems previously used in
Because there is no. And when the exhaust valve is open air
Because the type spring piston moves down with the valve rod,
The air in the pneumatic spring chamber is compressed, and
Pressure when the exhaust valve is closed.
The spring chamber is in a low pressure state. Air flow control member
Is at least the maximum value of the pneumatic spring chamber
Empty from pneumatic spring chamber to sealed air chamber when under pressure
Introduce qi. For this reason, the exhaust valve is moved to the open position
At this time, air is supplied to the sealed air chamber at a relatively high pressure.
As a result, the air pressure in the sealed air chamber increases every time the exhaust valve opens.
To be increased. The sealed air is discharged from the exhaust valve and the combustion chamber.
Pressure in the exhaust passage increases due to the outflow of exhaust gas
Although it is particularly necessary at times, with this method, every time the exhaust valve opens,
The pressure in the sealed air chamber corresponds to the maximum pressure in the pneumatic spring chamber
Can be raised to a higher level. Since the sealing air is not supplied when the exhaust valve is closed, the sealing air pressure is reduced from the exhaust air pressure of the engine without significantly increasing the consumption of the sealing air compared to the consumption of the prior art engine. It can be set substantially higher. Because of the high sealing air pressure and the fact that the sealing air pressure is independent of the engine load, the cleaning effect of the gap between the valve stem and its guide is greatly improved. Furthermore, by completely removing the commonly used common pipe system, it is not necessary to remove the pipe system when the exhaust valve is removed due to overhaul of the engine, so that maintenance of the engine is easier.
【0009】空気流路は、従来公知のパイプシステムよ
り内部容積が実質的に小さく、封止空気室の容積も小さ
いので、排気ガスの侵入が封止空気室内の圧力増加に帰
結して排気ガスの更なる侵入を阻止するという利点を有
する。油圧シリンダから一定量の作動油が作動ピストン
及びばねピストンを通過して空気式ばね室の底部に至る
ことは不可避である。空気流路が空気式ばね室の底部に
連通する本発明に係る装置の好ましい実施例において、
前記作動油を弁軸の潤滑のために使用してもよい。作動
油は封止空気と共に連行され、弁棒とガイドとの間の隙
間に侵入する。作動油が弁棒の磨耗を低減する他に、従
来技術の機関では空気式ばねがオーバホールの間に機能
停止すると煩わしいオイルミストとして機関室に吹き出
されたオイル堆積物を、空気式ばね室から除去できると
いう利点を有する。The air flow passage has a substantially smaller internal volume than the conventionally known pipe system, and the volume of the sealed air chamber is also smaller, so that the intrusion of the exhaust gas results in an increase in the pressure in the sealed air chamber and the exhaust gas. Has the advantage of preventing further intrusion. It is inevitable that a certain amount of hydraulic oil from the hydraulic cylinder passes through the working piston and the spring piston and reaches the bottom of the pneumatic spring chamber. In a preferred embodiment of the device according to the invention, wherein the air passage communicates with the bottom of the pneumatic spring chamber,
The hydraulic oil may be used for lubrication of the valve shaft. Hydraulic oil is entrained with the sealing air and enters the gap between the valve stem and the guide. In addition to the hydraulic oil reducing the wear of the valve stem, in the prior art engines, when the pneumatic spring stops functioning during overhaul, the oil deposits blown into the engine room as troublesome oil mist are removed from the pneumatic spring chamber. It has the advantage that it can be removed.
【0010】上述した封止空気装置の好ましくは小さい
容積の利点は、空気流路内のストップ部材(空気流量制
御部材)を好ましくは封止空気室近傍に位置決めして侵
入排気ガスが封止空気室内の空気のみを圧縮するように
することにより、更に増加する。本発明に係る封止空気
装置は、空気式ばねが安全弁を有する既存の機関に適用
してもよい。この場合、現存する外部封止空気装置を取
り外すと同時に排気空気受け上の封止空気出口を塞ぎ、
更に、各機関シリンダ上の安全弁の空気出口を外部導管
を介して、関連する封止空気室の空気入口と接続するこ
とより成る簡単な修正だけで機関を再調整することでき
る。機関の修正前の安全弁は異常に高い空気式ばね圧力
でのみ開くように通常設定されているという事実に鑑み
て、弁の開口圧力及び1機関サイクルの間の空気式ばね
室内の最大圧力は、実質的に各機関サイクルの間に封止
空気が空気式ばね室から封止空気室へ搬送されるように
互いに調整する必要がある。[0010] The advantage of the preferably small volume of the sealed pneumatic device described above is that a stop member (air flow control) in the air flow path is provided.
This is further enhanced by positioning the control member) preferably near the sealed air chamber so that invading exhaust gas compresses only air in the sealed air chamber. The sealed pneumatic device according to the present invention may be applied to an existing engine in which a pneumatic spring has a safety valve. In this case, at the same time as removing the existing external sealing air device, close the sealing air outlet on the exhaust air receiver,
Furthermore, the engine can be readjusted with a simple modification consisting of connecting the air outlet of the safety valve on each engine cylinder via an external conduit to the air inlet of the associated sealed air chamber. In view of the fact that the safety valve before the modification of the engine is usually set to open only at abnormally high pneumatic spring pressure, the opening pressure of the valve and the maximum pressure in the pneumatic spring chamber during one engine cycle are: It is necessary to coordinate with each other such that the sealing air is transferred from the pneumatic spring chamber to the sealing air chamber during substantially each engine cycle.
【0011】各機関サイクルの間の封止空気の消費量が
空気式ばねの容積と比較して単に小さいという事実に鑑
みて、排気弁の各開口部で必要な封止空気が正確に供給
されるまで、安全弁の開口圧力を低下させることが可能
である。空気式ばねの最大圧力が僅かでも低下すること
が望まれない場合には、弁の開口圧力を低下させる代わ
りに或いはその補完として、空気式ばねへの供給空気圧
力を上昇させてもよい。以下、本発明の好ましい実施例
を、添付図面を参照して一層詳細に説明する。In view of the fact that the consumption of the sealing air during each engine cycle is merely small compared to the volume of the pneumatic spring, the required sealing air at each opening of the exhaust valve is precisely supplied. Until the opening pressure of the safety valve is reduced. If it is not desired that the maximum pressure of the pneumatic spring is slightly reduced, the supply air pressure to the pneumatic spring may be increased instead of, or in addition to, reducing the opening pressure of the valve. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
【0012】[0012]
【実施例】図1は、エンジンシリンダの図示されていな
いカバーの頂部に取り付けられる排気弁ハウジング1を
示す。弁ハウジング1は、エンジンの燃焼室からの排気
ガスを搬送するための排気流路2を有する。排気弁3
は、弁の図示の閉位置において弁座5上に当接すると共
に排気流路2への出入りを遮断する弁体4を備えてい
る。弁体4から上方に続く弁棒6は、弁ハウジング1の
上部を通って上方に延びている。弁棒6は、弁ハウジン
グの上部を通る内腔内に挿入されたガイドブッシュ7内
で軸受を介して支持されている。1 shows an exhaust valve housing 1 mounted on top of a cover, not shown, of an engine cylinder. The valve housing 1 has an exhaust passage 2 for conveying exhaust gas from a combustion chamber of the engine. Exhaust valve 3
Is provided with a valve body 4 that abuts on a valve seat 5 at the illustrated closed position of the valve and that shuts out of the exhaust passage 2. A valve stem 6 extending upward from the valve body 4 extends upward through an upper portion of the valve housing 1. The valve stem 6 is supported via a bearing in a guide bush 7 inserted into a lumen passing through the upper part of the valve housing.
【0013】空気式ばね8及び油圧シリンダ9は、弁ハ
ウジング1の頂部にブッシュ7と同軸に取り付けられて
いる。弁棒6の頂部に軸受を介して支持されたアクチュ
エータピストン10は、油圧シリンダの作動室11へ作
動油が付与されると、弁3に下向きの開放力を付与す
る。空気式ばねピストン12は周知の方法で弁棒に固定
されているので、弁の開口時にはピストン12が弁棒6
と共に下方へ移動してピストン12の下方に位置する空
気式ばね室13内の空気を圧縮する。排気弁が閉鎖する
時には作動室11内の圧力は解放され、それに続いて、
空気式ばね室13内の圧力がピストン12と更には弁棒
6にも上向きに作用する閉鎖力を付与するので排気弁は
空気式ばね8により閉位置に反転する。逆止め弁14を
備えた空気入口は、必要な空気を所望の閉鎖力に対応す
る圧力で空気式ばね室13に供給する。横方向内腔15
は空気式ばね室13の底部から延び、圧力が調整可能な
安全弁16に連通する。その位置で、空気式ばね8を貫
通する弁棒6は、弁棒6を取り囲む環状の封止リング1
7により下方に封止される。A pneumatic spring 8 and a hydraulic cylinder 9 are mounted on the top of the valve housing 1 coaxially with the bush 7. The actuator piston 10 supported on the top of the valve stem 6 via a bearing applies a downward opening force to the valve 3 when hydraulic oil is applied to the operating chamber 11 of the hydraulic cylinder. Since the pneumatic spring piston 12 is fixed to the valve stem in a known manner, the piston 12 is
, And moves downward to compress the air in the pneumatic spring chamber 13 located below the piston 12. When the exhaust valve closes, the pressure in the working chamber 11 is released, and subsequently
The pressure in the pneumatic spring chamber 13 exerts a closing force acting upward on the piston 12 and also on the valve stem 6, so that the exhaust valve is reversed to the closed position by the pneumatic spring 8. An air inlet with a check valve 14 supplies the required air to the pneumatic spring chamber 13 at a pressure corresponding to the desired closing force. Lateral lumen 15
Extends from the bottom of the pneumatic spring chamber 13 and communicates with a pressure-adjustable safety valve 16. In that position, the valve stem 6 passing through the pneumatic spring 8 is connected to the annular sealing ring 1 surrounding the valve stem 6.
7 seals downward.
【0014】弁棒6とブッシュ7との間には、上述した
ように、例えば2乃至10ミリメートルの範囲で隙間が
設けられている。ブッシュ7の上部フランジの直ぐ上側
には、排気ガスが上向きに隙間を通って侵入するのを阻
止するために、封止空気室18を設けている。封止空気
室18は、弁ハウジングの上端部に設けた凹部の側壁に
より横方向に画定されると共に、ブッシュ7の上部フラ
ンジの上側と空気式ばね8のハウジングの下側とにより
それぞれ軸方向に画定されている。封止空気室18の側
壁の入口開口部19は、弁ハウジング1の横方向内腔2
0を介して、導管22の一端のパイプソケット21と連
通している。導管22の他端は、安全弁16の空気出口
23上に取り付けられている(図2参照)。As described above, a gap is provided between the valve stem 6 and the bush 7 in a range of, for example, 2 to 10 mm. Immediately above the upper flange of the bush 7, a sealed air chamber 18 is provided to prevent exhaust gas from entering upward through a gap. The sealed air chamber 18 is defined laterally by a side wall of a recess provided at the upper end of the valve housing, and is axially defined by an upper side of the upper flange of the bush 7 and a lower side of the housing of the pneumatic spring 8. It is defined. The inlet opening 19 in the side wall of the sealing air chamber 18 is provided in the lateral bore 2 of the valve housing 1.
0 and communicates with the pipe socket 21 at one end of the conduit 22. The other end of the conduit 22 is mounted on the air outlet 23 of the safety valve 16 (see FIG. 2).
【0015】大型の低速2行程内燃機関では、弁軸の直
径が非常に大きいので、寒暖の条件差で生じる軸の直径
の変動に対応できるように隙間を大きくとる必要があ
る。隙間の面積は、入口開口部19の面積と一致させて
もよい。従って、このような2行程機関においては、封
止リング17と封止空気室18は、十分な空気式ばね機
能を得るために重要である。In a large, low-speed, two-stroke internal combustion engine, the diameter of the valve shaft is very large. Therefore, it is necessary to provide a large gap so as to cope with fluctuations in the diameter of the shaft caused by a difference in conditions of cold and warm. The area of the gap may be equal to the area of the entrance opening 19. Therefore, in such a two-stroke engine, the sealing ring 17 and the sealing air chamber 18 are important for obtaining a sufficient pneumatic spring function.
【0016】横方向内腔15、安全弁16、導管22、
及び横方向内腔20は、空気式ばね室13を封止空気室
18と接続する空気流路を構成する。安全弁16の開口
圧力は、排気弁3が開放状態にあるときに空気が空気式
ばね室13から封止空気室18へ吹き送られるように調
整される。安全弁16は、例えば、空気式ばね室内の圧
力が15バールに達したときに開いて封止空気を供給す
るように調整してもよい。封止空気室18内の圧力は、
かくして排気流路2内の排気ガスの圧力より相当高くな
るので、封止空気は弁棒6及びブッシュ7との間の隙間
を通って流れ、排気ガスから生じる不純物が弁棒に混入
することはない。The lateral lumen 15, safety valve 16, conduit 22,
The lateral lumen 20 forms an air flow path connecting the pneumatic spring chamber 13 with the sealed air chamber 18. The opening pressure of the safety valve 16 is adjusted so that air is blown from the pneumatic spring chamber 13 to the sealed air chamber 18 when the exhaust valve 3 is in the open state. The safety valve 16 may be adjusted, for example, to open and supply sealed air when the pressure in the pneumatic spring chamber reaches 15 bar. The pressure in the sealed air chamber 18 is
Thus, since the pressure of the exhaust gas in the exhaust passage 2 becomes considerably higher, the sealed air flows through the gap between the valve stem 6 and the bush 7, and impurities generated from the exhaust gas do not enter the valve stem. Absent.
【0017】図4に示した排気弁の実施例において、安
全弁16は空気式ばね8の底部にある内腔24内に取り
付けられている。安全弁16の入口開口部は、図示しな
い内腔を介して空気式ばね室13の底部と連通し、安全
弁16の出口は空気式ばねのハウジング内の下方に延び
る通路25及び弁ハウジング1と連通し、この通路25
は、弁ハウジング1内に位置して封止空気室18へ延び
る横方向通路26に連通する。逆止め弁27は、封止空
気室内の通路26の出口に位置する。前記逆止め弁は、
封止空気室18からの空気が通路26内に逆流しないよ
うにしている。通路26には、径方向外側に延びる方向
に、通路26のねじ山に螺合する長軸のボルト28を挿
入してもよい。この場合、ボルトの端面は通路25の出
口の直ぐ外側の通路26内に位置する。安全弁16は、
内腔36及びこの内腔内のばね式逆止め弁37を介し
て、空気式ばね室13の外側に位置する排気弁のオイル
ドレンと接続されている。逆止め弁37は、空気式ばね
の通常の作動圧力以上の圧力で開くように調整されてい
る。これにより、逆止め弁は、空気流路16、25、2
6が不純物により遮断された場合に開く安全弁として機
能する。In the embodiment of the exhaust valve shown in FIG. 4, the safety valve 16 is mounted in a bore 24 at the bottom of the pneumatic spring 8. The inlet opening of the safety valve 16 communicates with the bottom of the pneumatic spring chamber 13 through a lumen (not shown), and the outlet of the safety valve 16 communicates with the downwardly extending passage 25 and the valve housing 1 in the housing of the pneumatic spring. , This passage 25
Communicates with a lateral passage 26 located in the valve housing 1 and extending to the sealed air chamber 18. The check valve 27 is located at the outlet of the passage 26 in the sealed air chamber. The check valve is
The air from the sealed air chamber 18 is prevented from flowing back into the passage 26. A long-axis bolt 28 screwed into the thread of the passage 26 may be inserted into the passage 26 in a direction extending radially outward. In this case, the end face of the bolt is located in the passage 26 just outside the outlet of the passage 25. The safety valve 16
It is connected to an oil drain of an exhaust valve located outside the pneumatic spring chamber 13 through a lumen 36 and a spring check valve 37 in the lumen. The check valve 37 is adjusted to open at a pressure higher than the normal operating pressure of the pneumatic spring. Thereby, the check valve is connected to the air passages 16, 25, 2
6 functions as a safety valve that opens when blocked by impurities.
【0018】図示しない別の実施例において、弁ハウジ
ング1の通路25及び26は、弁ハウジングの上部表面
で上向きに開口する流路として形成してもよい。この場
合、前記流路は、空気式ばねのハウジング内の内腔25
から封止空気室18まで延びている。この実施例は、製
造が極めて簡単であることをその特徴としている。図5
は、空気式ばねの安全弁が装置の一部を構成しない封止
空気装置の第三の実施例を示す。通路30に作動油を少
しずつ流すために、空気式ばね室13の底部に周方向に
作動油収集溝29を設けている。通路30は溝29から
下方に延びて弁ハウジング1に至り内腔31と連通す
る。内腔31は、比較的小さい通路32を介して封止空
気室18と接続する。内腔31の一番内側の長さ部分に
は雌ねじを備えて、内腔31を外側方向に遮蔽するボル
ト33を螺合させている。屈曲した通路34をボルト3
3の内端部に設け、通路34の一方の端部が通路30と
対向すると共に、その他方の端部が封止空気室の入口開
口部19まで延びた内腔31と連通するようにしてい
る。通路34の一番内側の部分は直径が大きくなるよう
にしてストップ部材としてのばね式逆止め弁35と螺合
する雌ねじを形成している。ストップ部材としての逆止
め弁35は、空気式ばね室13内の圧力がそのピーク値
に達すると、開いて封止空気を供給する。空気式ばね室
13と封止空気室18を結ぶ空気流路は、通路30、3
2及び34より成る。In another embodiment, not shown, the passages 25 and 26 of the valve housing 1 may be formed as upwardly open channels on the upper surface of the valve housing. In this case, the flow path is a lumen 25 in a pneumatic spring housing.
To the sealed air chamber 18. This embodiment is characterized in that it is very simple to manufacture. FIG.
Shows a third embodiment of a sealed pneumatic device in which the pneumatic spring safety valve does not form part of the device. A hydraulic oil collecting groove 29 is provided at the bottom of the pneumatic spring chamber 13 in the circumferential direction so that the hydraulic oil flows into the passage 30 little by little. The passage 30 extends downward from the groove 29 to the valve housing 1 and communicates with the lumen 31. The lumen 31 connects to the sealed air chamber 18 via a relatively small passage 32. A female screw is provided in the innermost length portion of the lumen 31, and a bolt 33 that shields the lumen 31 outward is screwed into the female thread. Bolt 3
3 so that one end of the passage 34 faces the passage 30 and the other end communicates with the lumen 31 extending to the inlet opening 19 of the sealed air chamber. I have. The innermost portion of the passage 34 is formed so as to have a larger diameter to form a female screw that is screwed with a spring check valve 35 as a stop member . When the pressure in the pneumatic spring chamber 13 reaches its peak value, the check valve 35 as a stop member opens to supply sealing air. The air flow path connecting the pneumatic spring chamber 13 and the sealed air chamber 18 includes passages 30, 3
2 and 34.
【0019】上記空気流路の一つの適当な位置に絞りス
トップ部材を挿入することにより、封止空気の消費を制
限することも当然可能である。空気式ばね室13内の圧
力は、排気流路2内の排気ガスの圧力より実質的に高い
ので、そのような絞り弁部材を備えた封止空気装置は十
分に機能する。絞り弁部材は逆止め弁16と組み合わせ
て使用してもよいし、或いは空気式ばね室を封止空気室
と常に接続しておきたい場合には別個に設けてもよい。It is of course possible to limit the consumption of sealing air by inserting a throttle stop at one suitable position in the air flow path. Since the pressure in the pneumatic spring chamber 13 is substantially higher than the pressure of the exhaust gas in the exhaust passage 2, the sealed pneumatic device provided with such a throttle valve member functions well. The throttle valve member may be used in combination with the check valve 16 or may be provided separately if it is desired to keep the pneumatic spring chamber connected to the sealed air chamber.
【0020】空気式ばねの空気入口14は、約5.5乃
至7バールの供給圧力で空気を搬送してもよい。連続的
な封止空気供給が必要とされる場合には、空気流路内の
ストップ部材を、4.0乃至5.5バールの範囲の圧力
で開くように調整してもよい。供給圧力が.5.5バー
ルであるとき、ピストン直径が60センチメートルの機
関のシリンダあたり封止空気の消費量は、例えば1kg
/時間であり、供給圧力が約7バールであるときは、封
止空気の消費量は3kg/時間である。The air inlet 14 of the pneumatic spring may carry air at a supply pressure of about 5.5 to 7 bar. If a continuous sealed air supply is required, the stop member in the air flow path may be adjusted to open at a pressure in the range of 4.0 to 5.5 bar. Supply pressure. At 5.5 bar, the consumption of sealing air per cylinder of an engine with a piston diameter of 60 cm is, for example, 1 kg
/ Hour and at a supply pressure of about 7 bar, the consumption of the sealing air is 3 kg / hour.
【図1】本発明に係る封止空気装置を備えた油圧作動で
空気リセットされる排気弁の、図2の線I−Iに沿った
軸方向断面図。1 is an axial cross-sectional view of a hydraulically actuated air-reset exhaust valve with a sealed pneumatic device according to the invention, taken along line II in FIG.
【図2】排気弁を上方から見た図。FIG. 2 is a view of the exhaust valve as viewed from above.
【図3】図2の線III −III に沿った排気弁の軸方向断
面図。FIG. 3 is an axial sectional view of the exhaust valve taken along a line III-III in FIG. 2;
【図4】本発明に係る封止空気装置を備えた排気弁の第
二の実施例の、上方部分を通る軸方向断面図。FIG. 4 shows an axial section through the upper part of a second embodiment of an exhaust valve with a sealed air device according to the invention.
【図5】封止空気装置の第三の実施例の図4に対応する
断面図。FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of a third embodiment of the sealed air device.
1 弁ハウジング 3 排気弁 6 弁棒 7 ガイドブッシュ 8 空気式ばね 9 油圧シリンダ 10 作動ピストン 12 空気式ばねピストン 13 空気式ばね室 15、30 空気流路 18 封止空気室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve housing 3 Exhaust valve 6 Valve rod 7 Guide bush 8 Pneumatic spring 9 Hydraulic cylinder 10 Working piston 12 Pneumatic spring piston 13 Pneumatic spring chamber 15, 30 Air flow path 18 Sealed air chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−200015(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 3/08 F01L 9/02 F16F 9/00 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-58-200015 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F01L 3/08 F01L 9/02 F16F 9 / 00
Claims (5)
する内燃機関の封止空気装置であって、 前記ハウジングは機関の作動シリンダと接続され、前記
排気弁の弁棒(6)は弁ハウジング内に軸受を介して支
持されると共に空気式ばね(8)内まで上方に延び、前
記空気式ばね(8)は弁ハウジング上に取り付けられて
空気式ばね室(13)と弁棒に固定された空気式ばねピ
ストン(12)より成ると共に閉鎖方向に排気弁(3)
を作動させることが可能であり、 油圧シリンダ(9)に軸受を介して接続された作動ピス
トン(10)により排気弁を開方向に作動させ、 弁ハウジング内のジャーナル上方の領域で弁棒(6)
が、封止空気の供給用の入口開口部(19)を備えた封
止空気室(18)を貫通する封止空気装置において、空気流路(15、16、22、20;16、25、2
6;30、32、34)が前記封止空気室(18)の入
口開口部(19)を前記空気式ばね室(13)と接続し
ており、 前記空気流路は、空気流量制御部材(16、35、3
7)を有しており、 前記空気流量制御部材は、少なくとも前記排出弁(3)
が開いたことに伴って前記空気式ばね室(13)内で所
定値以上の圧力が得られた場合には、前記空気式ばね室
(13)から前記封止空気室(18)へ空気を導入する
ようになっている ことを特徴とする内燃機関の封止空気
装置。1. A sealed air system for an internal combustion engine having a valve housing (1) for an exhaust valve (3), wherein the housing is connected to a working cylinder of the engine and a valve stem (6) of the exhaust valve. Is supported in the valve housing via bearings and extends upward into the pneumatic spring (8), said pneumatic spring (8) being mounted on the valve housing and having a pneumatic spring chamber (13) and a valve stem. A pneumatic spring piston (12) fixed to the exhaust valve (3) in the closing direction
The exhaust valve is operated in the opening direction by an operating piston (10) connected via a bearing to a hydraulic cylinder (9), and the valve stem (6) is provided in a region above the journal in the valve housing. )
Air passages (15,16,22,20; 16,25,25 ) in a sealed air device passing through a sealed air chamber (18) provided with an inlet opening (19) for supplying sealed air . 2
6; 30, 32, 34) are the inlets of the sealed air chamber (18).
A mouth opening (19) is connected to the pneumatic spring chamber (13).
The air flow path is provided with an air flow control member (16, 35, 3).
7), wherein the air flow control member includes at least the discharge valve (3).
Is opened in the pneumatic spring chamber (13).
If a pressure equal to or greater than a predetermined value is obtained, the pneumatic spring chamber
Air is introduced from (13) into the sealed air chamber (18).
Sealing air system of an internal combustion engine, it characterized that it is so.
ね室(13)の底部で開口することを特徴とする請求項
1記載の封止空気装置。2. The sealed pneumatic device according to claim 1, wherein the air flow path (15; 30) opens at the bottom of the pneumatic spring chamber (13).
上端部に設けられた凹部であり、 前記空気流路が、弁ハウジングの上側に形成された通路
を有し、その通路は一端で封止空気室(18)に連通す
ると共に、他端で空気式ばね室(13)に延びる空気式
ばねのハウジング内の内腔と対向することを特徴とする
請求項1又は2記載の封止空気装置。3. The sealed air chamber (18) is a recess provided at an upper end of a valve housing, and the air flow path has a passage formed on an upper side of the valve housing, and the passage has one end. 3. A seal as claimed in claim 1 or 2, characterized in that it communicates with the sealing air chamber (18) at the other end and faces the lumen in the housing of the pneumatic spring extending at the other end into the pneumatic spring chamber (13). Air shutoff device.
するストップ部材(35)を、前記封止空気室に近接し
て配置したことを特徴とする前記請求項のいずれか1項
記載の封止空気装置。4. An air flow control member in the air flow path.
A sealed pneumatic device according to any of the preceding claims, characterized in that a stop member (35) is arranged adjacent to the sealed air chamber.
する安全弁(16)を有し、 前記空気流路が、安全弁(16)の空気出口(23)を
封止空気室(18)の空気入口(21)と接続する導管
(22)を有し、更に、 安全弁の開放圧力と1機関サイクルの間の空気式ばね室
(13)内の最大圧力とを、実質的に各機関サイクルの
間に封止空気が空気式ばね室から封止空気室(18)ま
で搬送されるように調整したことを特徴とする前記請求
項のいずれか1項記載の封止空気装置。5. The pneumatic spring forms an air flow control member.
A safety valve (16), said air flow path comprising a conduit (22) connecting an air outlet (23) of the safety valve (16) with an air inlet (21) of a sealed air chamber (18); Furthermore, the sealing air is released from the pneumatic spring chamber to the sealed air chamber (substantially between each engine cycle) and the maximum pressure in the pneumatic spring chamber (13) during one engine cycle. The sealed pneumatic device according to any one of the preceding claims, wherein the device is adjusted to be conveyed to (18).
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