JPS5815715A - 掃気管制装置 - Google Patents

掃気管制装置

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JPS5815715A
JPS5815715A JP56114901A JP11490181A JPS5815715A JP S5815715 A JPS5815715 A JP S5815715A JP 56114901 A JP56114901 A JP 56114901A JP 11490181 A JP11490181 A JP 11490181A JP S5815715 A JPS5815715 A JP S5815715A
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JP
Japan
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scavenging
control valve
cylinder
valve
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP56114901A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Nagai
将 永井
Akira Suzuki
暁 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダ2イナの掃気孔部分外周に掃気管制
弁を有するユニフロー掃気型機関の掃気管制装置に関す
る。
第1図に例示する通常の二ニア0−攪気型機関において
、掃気管(1)の内の空気は、ピストン(2)の往復運
動に伴って鍍ビス)/(2)自身にて開閉される播気孔
襲)を通ってシリンダ(4)内に流入し、機関の圧縮、
湯発行程を経て燃焼ガスとなり、排気弁(5)の開動作
によって排気管(6) K流出゛される。いま、第:L
 FiAK示す機関のpv線図は例えば第2図のように
なり、従来当該機関の熱効率を向上させる手段として、
排気弁開時期を遅くしてシリンダ内の膨張仕事を増大さ
せることが広く知られている。すなわち、第2図のム部
分を第3図に拡大すると、図中の破線に示す排気弁開時
期を遅くした場合には、図中の実線で示す通常の場合と
比べて斜線で示す部分の膨張仕事が増大し、したがって
熱効率の向上が可能になるものである。第2図、第3図
とも横軸はシリンダ容積v1縦軸はシリンダ内圧力pを
示す。
第4図は、第3図の横軸をクランク角度0に置きかえて
示したものである。すなわち、第3図と同様に、実線は
通常の場合、破線は排気弁開時期を遅くした場合を示し
、絨実線と賦破線で囲まれた部分は膨張仕事の増大分に
相当する。ところが、排気弁開時期を破線に示す程度に
遅くした場合には、掃気孔開時期のシリンダ内圧力が掃
気圧力まで低下せず燃焼ガスがシリンダから掃気皇に逆
流して種々の障害が発生する。そのため、排気弁一時期
を遅くするものでは、実線に示すように、掃気孔開時期
におけるシリンダ内圧力が掃気圧力以下になるぎりぎシ
のところが、排気弁開時期の実際的な限界となっていた
上述の問題点を解決する手段として第5図〜第6図に示
すように掃気孔上縁を下げるものが考えられる。すなわ
ち、第6図に示すようにシリンダ(4)に対する掃気孔
(3)の平断面形状は通常のままとし、第5図のB−B
矢視図である第6図に示すように掃気孔(3)の上縁(
3a)を下げ、シリンダ(4)内のピストン(2)の頂
部(2a)が掃気孔(3)の上縁(3a)を横切る時期
を遅らせることによって掃気孔開時期を遅らせ、これに
伴って排気弁一時期を遅らせて膨張仕事を増大させるも
のである。ところが、このように掃気孔上縁を下げて掃
気孔高さを低くした場合には、第1図に示すように掃気
孔開時期を遅らせると同時に掃気孔開時期を進めること
になり、かつ掃気通路面積が小路くなるためシリンダ内
に供給される空気量が低下することになり、有効なもの
ではない。
本発明は、上記のすべての問題点を容易に解決して、シ
リンダ内の膨張ガスによる有効仕事を増大させ、機関の
熱効率を大幅に向上させることを目的とするものであっ
て、ユニフロー掃気型機関のシリンダライナの掃気孔部
分を覆う掃気管制弁を所定時期に開開可能な掃気管制装
置を提供するものである。
以下本発明の一実施例をgs図〜第13図に基づいて説
明する。第8図において、シリンダ(4)を形成するシ
リンダライナo4VCは同局方向に複数の掃気孔(3)
が貫通されている。シリンダライナ(転)には、掃気孔
(3)と同−内局方向ピッチの貫通孔a論を有する環状
の掃気管制弁(2)が、該シリンダライナ(イ)の外周
面に対し周方向に摺動可能に外嵌■れている。
(2)は掃気管制弁(2)に取や付けられたリンクで、
ビン(14vcて油圧シリンダ装置(2)に連動連結さ
れている。油圧シリンダ装置に)は機関本体(至)に揺
動可能に取り付けられており、作動油供給管路Q7)お
よび作動油排出管路(至)がそれぞれ接続されている。
00゜瞬は上記各管路の途中に設けられたパルプであり
、制御信号(2)、四によって各々開閉される。翰は油
圧シリンダ装置(2)内でピストン(財)の後部に配設
されるとともに、作動油(2)を作動油排出管路(至)
を介して排出するときに該ビス)/?I4を押し戻すた
めの圧縮ばねである。鴫は制御装置であって、掃気管制
弁(2)の所定開弁時期に相当するクランク軸位相もし
くはピストン位置を検出するセンサ(ロ)、および、掃
気管制弁(6)の所定閉弁時期に相当するクランク軸位
相もしくはピストン位置を検出するセンナ員からの信号
に従って、パルプ(至)1goをそれぞれ開閉制御する
ものである。な訃、第9図は第8図のC−C矢視図であ
る。
掃気管制弁(至)の所定開弁時期および所定閉弁時期に
相当するピストン位置を検出するセンナの例を第10図
に示す。第10図において第1図のものと同一の部材に
は第1図と同一の番号を付して、その説明を省略する。
(6)は掃気管制弁であり、(27a)は掃気管制弁(
ロ)の所定開弁時期に相当するピストン位置を検出する
センナ、(28a )は掃気管制弁(6)の所定閉弁時
期に相当するピストン位置を検出するセンナである。両
センナともシリンダライナ(It)の下端部近傍に設け
られ、ピストン(2)の下端が該センサを横切つ死時を
所定時期として検出する様にされている。
シリンダ(4)内でガスが膨張した後に排気弁が開かれ
死時点では、第8図および第9図に示す通り、油圧シリ
ンダ装置(至)内のピストン(財)はばねに)にて押し
戻されており、掃気管制弁(2)は閉じられている0 いま、第8図において、掃気管制弁(2)の所定開弁時
期に相当するクランク軸位相もしくはピストン位置をセ
/す(2)が検出したならば、制御装置員から制御信号
四が発せられ、パルプ(至)を閉じた状態でパルプ四が
開かれ、油圧シリンダ装置(2)内に作動油供給管路(
財)から作動油(2)が充填されてピストンQ4が押し
上げられ、したがって第11図に示すよりに掃気管制弁
@が開かれて掃気孔(3)が開状態となる。すなわちS
 gli図は掃気管制弁(ロ)が開かれ良状態を示して
おシ、皺第11図において第8図のものと同一の部材に
は518図と同一の番号を付してその説明は省略する。
第12図は第11図のD−D矢視図である。
次に、掃気管制弁(ロ)の所定閉弁時期に相当するクラ
ンク軸位相もしくはピストン位置をセンサ(至)が検出
したならば、制御装置−から制御信号軸が発せられ、パ
ルプ員を閉じた状態でパルプ(至)が開かれる。すると
、第8図に示すようにばね(至)の力にてピストン■が
押し戻され、油圧シリンダ装置(至)内の作動油四が作
動油排出管路(至)を経て排出されて掃気管制弁(2)
が閉りられて掃気孔(3)が閉じられる。
410図では、掃気管制弁(至)の所定開弁時期または
所定閉弁時期に相当するピスト/位置を検出する七/す
の具体的なものを示したが、上述のように公知のクラン
ク軸位相検出センサを利用できることは勿論である。ま
た、掃気孔(3)は上述のように掃気管制弁(6)を閉
弁して閉じても良いし、また、掃気管制弁(2)を開い
たまま通常のユニ70−掃気11機関と同様にビス)y
(2)の運動に基づいて紋ビス)/(2)自身にて°閉
じ、その後適当な時期に油圧シリンダ装置(至)を動作
させて掃気管制弁(2)を閉じるようにしても良い。
第13図は第8図〜第9図および第11図〜第12図に
示すものの掃気孔開口面積の変化を示したものである。
すなわち、掃気管制弁(2)を機関のピスト/の動きあ
るいはクランク軸の回転と連動することによシ、掃気孔
O)開口面積を減らすことなしに、掃気孔(3)開時期
をピスト/F死点位置付近まで遅くすることができ、ま
た、必要とあらば、機関のピストンが不死点を過ぎ死後
に掃気孔(3)を開くことも可能であり、最適な掃気タ
イミングに容易に制御することがで龜るとともに、十分
な量の空気をシリンダ(4)内に供給することが可能で
ある。
なお、第8図〜第13図に示す実施例では圧縮ばね曽で
油圧シリンダ装置(至)のピストン■を押し戻すものを
採用しているが、第14図に示すように、41&関本体
−に取り付けられ九油圧シリンダ装置四に第1の作動油
給排系曽および第2の作動油給排系(至)をそれぞれ接
続し、ピストンに)の各面を作動油(至)または(至)
で押して動作させるようにしてもよい。(至)〜(至)
はパルプ、(至)〜−は各パルプ(至)〜(至)を動作
させるための制御信号であり、制御装置−より発せられ
る。
以上に述べた実施例においては、貫通孔を有する環状の
掃気管制弁を周方向に駆動させるものを示し九が、例え
ば貫通孔を有しない掃気管制弁をシリンダの上下方向に
駆動させても良いことは明らかである。また、上記実施
例では、掃気管制弁を油圧シリンダ装置にて局方向に往
復駆動させるものを示したが、油圧シリンダ装置と公知
のラチェット装置を利用し、局方内環ピッチの掃気孔を
有するシリンダライチに数種気孔と同一円周ピッチの貫
通孔を有する掃気管制弁を外嵌し、該掃気管制弁を周方
向の一方向に順送り駆動させても何ら差支えない。
以上述べた通り本発f!AKよると、ユニ70−掃気l
1機関のシリンダクイナの掃気孔部分に外嵌した環状の
掃気管制弁を摺動可能に配設し、掃気・R制弁の所定開
弁時期および所定閉弁時期に相当するクランク軸位相も
しくはピストン位置を検出し、制御装置にて絨弁の開閉
を制御するため、掃気開口面積を減らすことなしに掃気
孔開時期を運くする仁とができ、したがって排気弁開時
期も遅くすることができて、シリンダ内の膨張ガスによ
る有効仕事が増大でき、機関の熱効率を大幅に向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1FjAは通常のユニ70−掃気型機関を示す縦断面
図、第2図は第1図に示す機関のpV線図の一例、第3
図は、Ilz図のム部拡大図、第4図は第3図の横軸を
り2ンク角度に置き換え死因、第5図〜第7図は掃気孔
上縁を下げて掃気孔高さを低くした場合を示し、第6図
は崗咳シリンダの横断平面図、第6図は@5SのB−B
矢視図、第7図社当該シリンダを用いた場合の措排気孔
の開孔面積を示す図、第8図〜第13図は本発明の一実
施例を示し、i@8図は掃気管制弁の閉弁状態の図、第
9図は第8図のC−C矢視図、第1O図はピストン位置
検出センto堰付状−図、第11図は掃気管制弁の開弁
状線の図、第12図はsl1図のD−D矢視図、第13
図は本発明に基づく掃気管制装置を用いた場合の播排気
孔の開口面積の一例を示す図、第14図は掃気管制弁駆
動用シリンダの他の実施例を示す図である。 (2)・・・ピストン、(3)−・・播気孔、0)・・
・シリンダ、M・・・シリンダライナ、(6)・・・掃
気管制弁、(至)・・・油圧シリンダ装置、(ロ)・−
・作動油供給管路%(至)・・・作動油排出管路、(至
)曽・・・パルプ、…1・・制御信号、曽・・・制御装
置、帽1・・センナ 代理人    森   本   義   弘(ロ) 第1図 第2N 第8図 、)  0 −3 一第1ρ図 第74図 第1i図       第12図 第13図 フラ〉7角准F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L ユニ70−掃気型機関のシリンダ2イナの掃気孔部
    分を覆う掃気管制弁と、該掃気管制弁をシリンダ2イチ
    外周面に沿って摺動させて開閉動作させる油圧シリンダ
    装置と、前記掃気管制弁の所定開弁時期および所定閉弁
    時期に相当するクランク軸位相もしくはピストン位置を
    検出する手段と、この検出された信号に基づいて前記油
    圧シリンダ装置の作動弁を開閉動作させる制御装置とを
    有することを特徴とする掃気管制装置。
JP56114901A 1981-07-21 1981-07-21 掃気管制装置 Pending JPS5815715A (ja)

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JP56114901A JPS5815715A (ja) 1981-07-21 1981-07-21 掃気管制装置

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JP56114901A JPS5815715A (ja) 1981-07-21 1981-07-21 掃気管制装置

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JPS5815715A true JPS5815715A (ja) 1983-01-29

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JP56114901A Pending JPS5815715A (ja) 1981-07-21 1981-07-21 掃気管制装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016094839A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 本田技研工業株式会社 ユニフロー2ストロークエンジン
JP2017145767A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 三菱重工業株式会社 ターボチャージャ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016094839A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 本田技研工業株式会社 ユニフロー2ストロークエンジン
JP2017145767A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 三菱重工業株式会社 ターボチャージャ

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