JP5762495B2 - クロスヘッドおよびカム駆動式排気弁作動システムを有する大型低速ターボ過給式2ストロークユニフロー内燃機関 - Google Patents
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Claims (15)
- クロスヘッド(22)を備える大型低速多気筒ターボ過給式2ストロークユニフロー内燃機関(1)であって、
それぞれ少なくとも一つの排気弁(11)及び少なくとも一つの弁座(18)を備え、それぞれ前記弁座に着座する閉鎖位置と、開放位置との間を移動しうる、複数のシリンダと、
前記排気弁(11)のいずれかに関連付けられる気体バネ(38)であって、対応する前記排気弁(11)を閉鎖位置の方向へ及び前記弁座へと付勢する、気体バネ(38)と、
それぞれ対応する前記排気弁(11)を作動するためのカムプロファイルを有する複数の排気カム(29)であって、それぞれ開弁のための立ち上がり部(71)と、閉弁のための立ち下がり部(73)、前記立ち上がり部を前記立ち下がり部につなぐドエル部(72)、前記立ち下がり部を前記立ち上がり部につなぐベースサークル部(70)とを有する複数の排気カムが配されている少なくとも一つのカムシャフト(28)と、
前記シリンダのいずれかの前記排気弁に関連付けられる油圧プッシュロッドと、
を備え、前記油圧プッシュロッドが、
前記カムシャフト(28)のいずれかの排気カム(29)によって駆動されるポンプピストン(32)を備える油圧ピストンポンプ(31)と、
関連する前記排気弁を開放方向に移動させるように該排気弁に作用するアクチュエータピストン(35)を備える油圧アクチュエータ(34)と、
前記油圧ピストンポンプと前記油圧アクチュエータ等を接続する油圧経路(36)と、
前記ポンプピストン(32)と前記アクチュエータピストン(35)との間に存在する前記油圧プッシュロッド内の油圧油と、を備え、
前記機関はさらに、前記排気弁が開いている時間を延長するために、前記立ち下がり部がアクティブである期間の間に前記油圧プッシュロッドにある量の油圧油を選択的に加えるように構成され、また、前記カムプロファイルにより定められる閉鎖時点よりも遅れて前記排気弁がその弁座に戻ることを可能にすべく、前記立ち下がり部がアクティブであることを止めた後のある遅延時間後に、前記油圧プッシュロッドに加えた前記量の油圧油を該油圧プッシュロッドから抜き取るように構成される装置(50)を備える、機関。 - 前記排気弁がその開放位置に停留し、前記排気カムの前記ドエル部がアクティブであるときに、前記気体バネを圧縮することは、前記油圧プッシュロッド内の油圧油に停留圧力を生じさせ、前記装置(50)は、前記停留圧力よりも低い圧力で、前記量の油圧油を前記油圧プッシュロッドへ押し入れようとするように構成される、請求項1に記載の機関。
- 前記装置(50)がさらに、
完全に後退した位置と完全に前進した位置との間のストロークを有し、その一方の側に、前記油圧プッシュロッド内の前記油圧油と流体的につながっている調節室(53)を有する調節ピストン(52)と、
前記調節ピストンに作用する電子制御式の作動システムであって、前記ドエル部分がアクティブである間に、前記調節ピストンを、前記完全に後退した位置から前記完全に前進した位置の方へ、前記調節室内の圧力に対応する力で付勢することを開始するように構成される、前記電子制御式の作動システムとを備え、
ここで、前記立ち下がり部がアクティブになって、前記油圧プッシュロッド内の油圧油の圧力が前記停留圧力よりも下がるまでは、前記調節ピストンがその前進方向への移動を始めないように、前記調節室内の圧力は前記停留圧力より低い、請求項1に記載の機関。 - 前記電子制御式作動システムは、前記ドエル部分がアクティブである間に、前記調節ピストンを、その完全に後退した位置から前進位置の方へ付勢することを開始するように構成され、
また前記電子制御式作動システムは、前記遅延時間が経過するまで前記付勢することを続け、その後、前記調節ピストンが前記完全に後退した位置へと戻ることを許すか又は戻るように強いるように構成される、
請求項3に記載の機関。 - 前記調節ピストンは、該調節ピストンをその前進方向へ付勢する拡張ピストン(54)につながっており、また前記調節ピストン(52)は、該調節ピストンをその後退方向へ付勢する戻りピストン(56)につながっている、請求項3に記載の機関。
- 前記拡張ピストンは自身に関係付けられる作用室(55)を有し、該作用室は電子制御式油圧弁(69)に接続され、該電子制御式油圧弁は、前記作用室を圧力源(80)又はタンクに選択的に接続する、請求項5に記載の機関。
- 前記装置(50)は前記拡張ピストンと、前記戻りピストンと、前記電子制御式油圧弁とを備える、請求項6に記載の機関。
- 前記電子制御式油圧弁は電子制御ユニット(90)に接続される、請求項7に記載の機関。
- 前記戻りピストンの直径は前記拡張ピストンの直径よりも小さく、
前記戻りピストンは自身に関係付けられる作用室(57)を有し、該作用室は前記圧力源(90)に持続的に接続されている、請求項6に記載の機関。 - クランクシャフト(3)又は前記カムシャフト(28)の角度位置を示す位置センサを更に備える請求項8に記載の機関であって、前記電子制御式油圧弁は、前記排気弁の閉弁を遅らせるためにアクティブにされ、ここで前記遅らせることは、所望の圧縮圧と掃気圧との比のマップに基づく変換マップに基づいて制御された遅延量に基づいてなされる、機関。
- 前記排気弁がその弁座(18)に戻り、前記調節ピストンもその後退位置に対応する弁座に戻ることができるように、前記電子制御ユニット(90)は、前記立ち下がり部がアクティブであることを止めた時点からある程度遅れて、前記拡張ピストンに関係付けられる前記作用室(55)をタンクに接続するように、前記電子制御式油圧弁(69)に指示するように構成される、請求項9に記載の機関。
- クロスヘッドを備える大型低速多気筒ターボ過給式2ストロークユニフロー内燃機関(1)を制御する方法であって、
ただし前記機関(1)は、それぞれ少なくとも一つの排気弁(11)及び少なくとも一つの弁座(18)を備える複数のシリンダと、前記排気弁(11)のいずれかに関連付けられる気体バネ(38)であって、対応する前記排気弁(11)を閉鎖位置の方向へ及び前記弁座へと付勢する、気体バネ(38)と、それぞれ対応する前記排気弁(11)を作動するためのカムプロファイルを有する複数の排気カム(29)であって、それぞれが配されている少なくとも一つのカムシャフト(28)と、前記シリンダのいずれかの前記排気弁に関連付けられて、該排気弁に前記カムプロファイルを伝達する油圧プッシュロッドであって、油圧油を有する油圧プッシュロッドと、を備え、前記排気弁が前記カムプロファイルにより制御される動作シーケンスを有し、前記カムプロファイルは開弁のための立ち上がり部(71)と、閉弁のための立ち下がり部(73)、前記立ち上がり部を前記立ち下がり部につなぐドエル部(72)、前記立ち下がり部を前記立ち上がり部につなぐベースサークル部(70)とを有し、前記気体バネを付勢する力が、停留期間において前記油圧プッシュロッド中の前記油圧油に所定の停留圧を生じさせる、ように構成される機関であり、
前記方法は、
前記立ち下がり部がアクティブである期間において、前記停留期間中の前記油圧プッシュロッド中の前記油圧油にある量の油圧油を加えること、ただし前記加えることは、前記停留期間中に前記油圧プッシュロッドに存在する圧力よりも小さな圧力で行うことと、
前記立ち下がり部がアクティブであることを止めた時点からある程度遅れて、前記油圧プッシュロッド中の油圧油から前記加えた量の油圧油を抜き取ることと、
を含む、方法。 - 前記加えられる油圧油は、完全に後退した位置と完全に前進した位置との間のストロークを有し、その一端側に調節室(53)を有する、調節ピストン(52)によって加えられ、前記調節室は前記油圧プッシュロッドと油圧油をやりとりできるようにされており、
前記方法は、前記ドエル部分がアクティブである間に、前記調節ピストンを、前記完全に後退した位置から前記完全に前進した位置の方へ付勢することを開始することを含み、ただし、前記調節ピストンを付勢する力は、前記調節室の圧力が前記停留期間中の圧力よりも小さくなるようなものであり、このため前記調節ピストンは、前記立ち下がり部がアクティブになって前記油圧プッシュロッド内の前記油圧油の圧力が前記停留期間中の圧力よりも小さくなるまで、その前進方向への移動を始めることができない、請求項12に記載の方法。 - 前記油圧プッシュロッド内の油圧油から前記加えた量の油圧油を抜くことを始める時間は、クランクシャフトの角度位置を示す信号に基づいて決定される、請求項12に記載の方法。
- 前記油圧プッシュロッド内の油圧油から前記加えた量の油圧油を抜くことを始める時間は、関連するシリンダの燃焼室の圧縮圧を制御するために用いられる、請求項14に記載の方法。
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