JPS5919790Y2 - 内燃機関のアンダピストンポンプ切換弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のアンダピストンポンプ切換弁装置に
関する。

舶用２サイクルテ゛イ一ゼル機関では、ピストンの下部
室にアンダピストンポンプと呼ばれる一種の往復式ポン
プを設けているものがある。

これはシリンダライナポートにて掃気する機関では掃気
圧力が不十分な場合、この往復式ポンプの働きで掃気圧
力を高めて掃気効率を上げるというもので、クロス掃気
、ループ掃気という比較的掃気が困難な形式によく用い
られている。

しかしながら、このアンダピストンポンプはピストンの
下降行程の仕事により掃気を圧縮しているため、機関全
体からみれば負の仕事となり有効仕事の２％程度が消費
されるという欠点があり、掃気圧力の高い常用負荷域で
アンダピスＩ〜ンポンプを不使用にすることは、機関の
有効仕事を高め、燃料使用量低減を可能にする。

しかし、従来からこのアンダピストンポンプに用いられ
る弁（掃気弁）は固定式であり、負荷に応じてアンダピ
ストンポンプの作動を切換えることができない欠点か゛
ある。

燃料経済の上から燃費の節減は重要なファクタであり、
２％ながらも燃費の低減を可能とする“アンダピストン
ポンプの不使用“を掃気圧力の高い常用負荷域で適用す
ることは非常に有効である。

本考案の目的は上記の点に着目し、掃気圧力が低く掃気
効率の悪い低負荷域ではアンダピストンポンプを働かせ
、掃気圧力が高く掃気効率の良い高負荷域ではアンダピ
ストンポンプを不使用とするため、従来の固定式掃気弁
はそのままとし、別途に切換弁を設ける場合の切換弁装
置を提供することであり、勿論従来の固定式掃気弁に本
切換弁装置を適用することもできる。

本考案の特徴とするところは、共通空気溜とそれぞれ第
１の逆止弁を介して連通ずる各シリンダのピストン下部
室、掃気ポートを介して各シリンダの内部に連通ずる掃
気室、ピストン下降行程中にピストン背面で上記共通空
気溜より導入された上記ピストン下部室内の空気を圧縮
して上記掃気室へ供給するアンダピストンポンプを有す
る内燃機関において、ピストン下部室と掃気室との間に
設けられピストン下部室から掃気室へ向かう空気の流れ
のみを許容する第２の逆止弁、上記ピストン下部室また
は掃気室と上記共通空気溜との間に設けられたバタフラ
イ型の開閉弁、同開閉弁をリンク機構を介して揺動させ
て開閉する流体圧シリンダ、同流体圧シリンダの両端開
口と流体源との接続路の分岐点に設けられ通電により流
体を所定の一端開口へ供給し他端開口より排出し上記開
閉弁を開弁させる４方向電磁弁、所定の掃気圧力または
ガバナハンドルの所定位置を検知してまたはスイッチ操
作で上記電磁弁に通電して上記４方向電磁弁及び流体圧
シリンダを介して上記開閉弁を常用負荷時には開放し一
定負荷よりも低負荷時には閉塞せしめる電気回路を備え
たことである。

以下図面を参照して本考案による実施例につき説明する
。

第１図は本考案による１実施例の内燃機関の要部を示す
断面図である。

図において、１は共通空気溜、２は各シリンダのピスト
ン下部室３への共通空気溜１からの人口部を形成する第
１掃気室、４はピストン下部室３とシリンダライナ１４
の掃気ポート５との間に設けられた第２掃気室で、空気
溜は共通空気溜１、第１掃気室２、第２掃気室４で構成
されている。

６は燃焼室、７は補助ブロア室、８は第１掃気弁で、共
通空気溜１と第１掃気室２との間に設けられ、共通空気
溜１より第１掃気室２への空気流れのみを許容する逆止
弁であり、９は第２掃気弁で、ピストン下部室３と第２
掃気室４との間に設けられ、ピストン下部室３より第２
掃気室４への空気流れのみを許容する逆止弁である。

１０は補助ブロア掃気弁（逆止弁）、１２はピストン、
１３はシリンダジャケット、１５はシリンダカバーであ
る。

矢印時は排気ガス流れ、矢印に）は掃気用空気流れを示
す。

以上の構成は従来のアンダピストンポンプを有する機関
であり、給気は共通空気溜１よりピストン１２の上昇行
程と共に逆止弁８を通り第１掃気室２よりピストン下部
室３へ通気され、ピストン１２の下降行程では圧縮され
逆止弁９を通り掃気室４へ行く。

ここで、ピストン１２が掃気ポート５を開くまで下がる
と圧縮された掃気がポート５を通りシリンダ６内へ通気
される。

しかるにこのアンダピストンポンプを切換える方式とし
ては、逆止弁８を可動式とするか、切換弁１１を共通空
気溜１と第２掃気室４との間に図示のように設けるか、
あるいは共通空気溜１と第１掃気室２との間に設けて、
弁開にてアンダピストンポンプの作動を止め、弁閉にて
作動を回復せしめることで可能となる。

本考案は上記切換弁１１の構造に関するもので、第２図
ａより第２図ｆまでを参照して説明する。

第２図ａは空気溜を示す横断面図で、Ｅは機関側を示し
、第２図すは第２図ａのＣ−Ｃ矢視断面図、第２図Ｃは
第２図すのＡ−Ａ矢視断面図、第２図ｄは第２図すのＢ
矢視部と関連部材とを示す説明図、第２図ｅは切換弁を
示す説明図、第２図ｆは第２図ｅの上部軸受部を拡大し
て示す断面図である。

切換弁はバタフライ型開閉弁であり、弁装置は空気シリ
ンダ１６、連結棒１７、駆動レバー１８、回転軸１９、
上部、中間及び下部の各軸受２０．２１．２２、弁板２
３及び弁保持金属２４によって構成されている。

また駆動側機器として、４方向電磁弁２５、操作スイッ
チ２６、絞り弁３０をもち、夫々の作用系統に作動空気
管系Ａ、 Ｂ、 Ｃ及び配線りが付属する。

即ち、低負荷域では、第２図ｄに示すように、操作スイ
ッチ２６は無操作、４方向電磁弁２５は無励磁のため、
空気圧は空気源である操縦空気管系Ａから作動空気接続
管Ｂを経て、空気シリンダ１６の両端開口のうちの一方
の閉側間ロイへ入り、連結棒１７、駆動レバー１８を介
して回転軸１９に固定された弁板２３を閉じる。

この時空気シリンダ１６の他方の開側開口口側の残気は
作動空気接続管Ｃを通り４方向電磁弁２５から排気され
る。

一方、常用負荷時には、操作スイッチ２６を操作するこ
とにより、４方向電磁弁２５は励磁され切換る。

従って、空気圧は操縦空気管系Ａから作動空気接続管Ｃ
を経て、空気シリンダ１６の開側間ロロに入り、上記低
負荷時の逆作動で弁板２３が開となる。

この時空気シリンダ１６の閉側間ロイ側の残気は、作動
空気接続管Ｂを通り４方向電磁弁２５から排気される。

また、弁板２３の開閉スピードは作動空気接続管Ｂ、
Ｃに装着した絞り弁３０（第２図ｄでは接続管Ｃに示す
）の絞り度を調整することにより、最適に調整できる。

さらに第３図ａ、 ｌ）を参照してその電気操作回路
の作動について説明する。

第３図ａは操作線図、第３図すは回路構成図である。

なお、２９は電源を示す。

切換弁は次の３つの方式の選択または併用によって操作
する。

（１） ケース１：押釦スイッチ（または切換スイッ
チ）による場合 操作パネルに押釦スイッチ２６（または切換スイッチ）
を設け、手動により切換弁を開閉する。

即ち、電路ＩＩＩの開接点を手動でオンとすることによ
り、リレーＸ１が励磁され、電路ＩのＡ接点Ｘ１がオン
となり、ソレノイドＳＯＬが励磁（切換弁開側動作）と
なる。

同時に電路ＩＶのＡ接点Ｘ１がオンとなり自己保持され
る。

また、電路ＩＩＩの閉接点を手動操作でオフとすること
により、リレーＸ１の励磁は解け、ソレノイドＳＯＬは
無励磁（切換弁閉側動作）となる。

以下ケース２、ケース３についても動作は同様である。

（２）ケース２：掃気圧力による場合 掃気室内圧力を電路Ｖの圧力スイッチ２７で検出し自動
的に切換弁を開閉する。

（３）ケース３：ガバナハンドル位置による場合ガバナ
バンドル（または燃料リンク）のノツチを電路Ｖｌｌの
リミットスイッチ２８で検出し自動的に切換弁を開閉す
る（例えば燃料バンドル５ノツチ以上で開）。

また、作動源としては空気圧の代りに油圧を用いてもよ
く、さらに作動圧及び電磁弁の仕様は図示の値（即ち、
７ ｋｇ／ｃｍ□及びＡＣ１００Ｖ ｏｒ ＤＣ２
４■）に規定するものでなく、切換弁の装着条件により
選択され得るものである。

さらに、４方向電磁弁に代って、４方向電磁弁の切換機
能を有する機械的な作動弁を装着することもできる。

また、本切換弁の安全機構について説明する。

何等かの原因により作動空気源が喪失したときに次の様
な装置で弁板２３は閉じるようになっている。

（１）作動空気が空気シリンダに作用しない時に、弁板
２３を常時閉位置に作動させる引張りばね３１を連結棒
１７に装着している。

（２）第４図に示すように、空気シリンダ１６′を低負
荷時はばね３２の荷重により連結棒１７を全閉位置ａに
移動させ、常用負荷時には操作スイッチの操作により作
動空気ｅを入口Ｃより導入し、連結棒１７を全開位置す
に移動させる構造とする。

勿論、作動空気ｅは開位置時、即ち常用負荷時のみ送ら
れている。

なお、ｄは空気孔である。

この場合は、第２図、第３図のものとは別の実施例でも
ある。

上述のような本考案による切換弁はその切換えを機関運
転中に遠隔操作によって実施でき、次の効果がある。

（１）低負荷域では、アンダピストンポンプを使用する
ことにより十分な掃気圧力が得られ、ｉ）煙色悪化、燃
費の悪化等を防ぐことができる。

１１）起動性悪化を防ぐことができる。

１［０過給機故障、補助ブロワ故障時の場合でも２０％
負荷程度まで運転でき、長所とすることができる。

（２）一方高負荷域では、風量は若干減るが、機関性能
には殆んど影響せず、燃費が２％低減できる。

（３）４方向電磁弁により、高圧流体源がらの作動流体
が給排される流体圧シリンダの操作力により作動するバ
タフライ型開閉弁を開閉し、更に４方向電磁弁は、電気
回路を介して開閉弁を常用負荷時には開、低負荷時には
閉とすべく流体圧シリンダを正確に制御するように構成
したので、給気圧力や排気圧力を利用したものに較べ大
きな力でかつ正確に開閉弁を操作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による１実施例の内燃機関の要部を示す
断面図、第２図ａは空気溜を示す横断面図、第２図すは
第２図ａＬ７）ｃ−ｃ矢視断面図、第２図Ｃは第２図す
のＡ−Ａ矢視断面図、第２図ｄは第２図すのＢ矢視部と
関連部材とを示す説明図、第２図ｅは切換弁を示す説明
図、第２図ｆは第２図ｅの上部軸受部を拡大して示す断
面図、第３図ａは操作線図、第３図すは回路構成図、第
４図は空気シリンダの他の実施例を示す説明図である。 １・・・・・・共通空気溜、２・・・・・・第１掃気室
、３・・・・・・ピストン下部屋、４・・・・・・第２
掃気室、５・・・・・・掃気ポート、８・・・・・・第
１掃気弁、９・・・・・・第２掃気弁、１１・・・・・
・切換弁、１６・・・・・・空気シリンダ、１７・・・
・・・連結棒、１８・・・・・・駆動レバー、１９・・
・・・・回転軸、２０．２１゜２２・・・・・・軸受、
２３・・・・・・弁板、２４・・・・・・非保持金物、
２５・・・・・・４方向電磁弁、２６・・・・・・操作
スイッチ、２７・・・・・・圧力スイッチ、２８・・・
・・・リミットスイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 共通空気溜とそれぞれ第１の逆止弁を介して連通ずる各
   シリンダのピストン下部室、掃気ポートを介して各シリ
   ンダの内部に連通ずる掃気室、ピストン下降行程中にピ
   ストン背面で上記共通空気溜より導入された上記ピスト
   ン下部室内の空気を圧縮して上記掃気室へ供給するアン
   ダピストンポンプを有する内燃機関において、ピストン
   下部室と掃気室との間に設けられピストン下部室から掃
   気室へ向かう空気の流れのみを許容する第２の逆止弁、
   上記ピストン下部室または掃気室と上記共通空気溜との
   間に設けられたバタフライ型の開閉弁、同開閉弁にリン
   ク機構を介して連結され高圧流体源より内部に給排され
   る作動流体の圧力によ・り上記開閉弁を開閉する流体圧
   シリンダ、通電により作動流体を流体圧シリンダの所定
   の一端開口へ供給し他端開口より排出し上記開閉弁を開
   弁させる４方向電磁弁、所定の掃気圧力またはガバナハ
   ンドルの所定位置を検知してまたはスイッチ操作で上記
   電磁弁に通電して上記電磁弁及び流体圧シリンダを介し
   て上記開閉弁を一定負荷以上の常用負荷時には開放し一
   定負荷よりも低負荷時には閉塞せしめる電気回路を備え
   たことを特徴とする内燃機関のアンダピストンポンプ切
   換弁装置。