JPS59206606A - 内燃機関の排気弁駆動装置 - Google Patents
内燃機関の排気弁駆動装置Info
- Publication number
- JPS59206606A JPS59206606A JP58080473A JP8047383A JPS59206606A JP S59206606 A JPS59206606 A JP S59206606A JP 58080473 A JP58080473 A JP 58080473A JP 8047383 A JP8047383 A JP 8047383A JP S59206606 A JPS59206606 A JP S59206606A
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- JP
- Japan
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- pressure
- valve
- exhaust valve
- oil
- cylinder
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関の排気弁駆動装置に関する。
従来の２サイクル内燃機関の排気弁油圧駆動装置を第１
図に示す。図において、シリンダブロック１１の中をピ
ストン１２が往復し、上部には排気弁１３をブツシュ１
４で保持する排気弁箱１５を設けている。ピストン１２
の上部は燃焼室１０で排気弁箱１５には排気弁１３から
の排気通路１９を設けている。排気弁１３には弁ばね１
６と油圧シリンダ１７内を摺動する油圧ビス゛トン１８
が取付けられている。油圧シリンダ１７は高圧管２１を
経由して油圧ポンプ２２から高圧の作動油が供給される
。ζこで、カム軸３１に取付けられたカム３２によジロ
ー２３３が駆動されさらに油圧ポンプ２２のプランジャ
２３が駆動される。ローラ３３にはばね３４が設けられ
ている。第１図に示すように排気弁１３は弁ばね１６に
よって閉じられており、ローラ３３はばね３４によシカ
ム３２に押し付けられている。ここで、カム軸３１が回
転してカム３２がローラ３３を押し上けるとシランジャ
２３が上昇し油圧ポンプ２２の中に作動油を圧縮する。
図に示す。図において、シリンダブロック１１の中をピ
ストン１２が往復し、上部には排気弁１３をブツシュ１
４で保持する排気弁箱１５を設けている。ピストン１２
の上部は燃焼室１０で排気弁箱１５には排気弁１３から
の排気通路１９を設けている。排気弁１３には弁ばね１
６と油圧シリンダ１７内を摺動する油圧ビス゛トン１８
が取付けられている。油圧シリンダ１７は高圧管２１を
経由して油圧ポンプ２２から高圧の作動油が供給される
。ζこで、カム軸３１に取付けられたカム３２によジロ
ー２３３が駆動されさらに油圧ポンプ２２のプランジャ
２３が駆動される。ローラ３３にはばね３４が設けられ
ている。第１図に示すように排気弁１３は弁ばね１６に
よって閉じられており、ローラ３３はばね３４によシカ
ム３２に押し付けられている。ここで、カム軸３１が回
転してカム３２がローラ３３を押し上けるとシランジャ
２３が上昇し油圧ポンプ２２の中に作動油を圧縮する。
このため、高圧管２１を経由して油圧シリンダ１７内の
作動油の圧力が高くなり。
作動油の圧力が高くなり。
油圧ピストン１８に下向きに排気弁１３を開く力が作用
する。このときの油圧シリンダ１７内の作動油の圧力Ｐ
と排気弁１３のリフトＬの変化をクランク角度を横軸に
して第２図に示す。シランジャ２３の上昇にともないＰ
は上がり、弁ばね１６のセット力につシ合う圧力Ｐｌに
なる。さらにシランジャ２３が上昇し、クランク角度θ
Ｉｆ燃焼室１０内の作動ガス圧力につり合う作動油の圧
力ｐ、になると、排気弁１３が開き始める。排気弁１３
が開き続けると、燃焼室ｌｏ内の作動ガスが排気通路１
９に流出して行くため、燃焼室ｌｏ内の作動ガス圧力が
低下し、排気通路１９の作動ガス圧力が上昇し１両者の
差は小さくなるので２作動油の圧力も低下し、θ２で両
者の作動ガス圧力が等しくなると、あとは弁はね１６を
押し縮めるのに対応する作動油の圧力で排気弁１３を開
いて行くことになる。さらにカム軸３１が回転し、シラ
ンジャ２３が下降し始めると、油圧シリンダ１７内の作
動油の圧力が低下し始め、弁ばね１６の力により排気弁
１３は閉じ始める。作動油の圧力Ｐが弁ばね１６のセッ
ト力にっ多合う圧力Ｐ！に再び戻るクランク角度θ３で
排気弁１３が閉じしかし上記のものには次の欠点がある
。
する。このときの油圧シリンダ１７内の作動油の圧力Ｐ
と排気弁１３のリフトＬの変化をクランク角度を横軸に
して第２図に示す。シランジャ２３の上昇にともないＰ
は上がり、弁ばね１６のセット力につシ合う圧力Ｐｌに
なる。さらにシランジャ２３が上昇し、クランク角度θ
Ｉｆ燃焼室１０内の作動ガス圧力につり合う作動油の圧
力ｐ、になると、排気弁１３が開き始める。排気弁１３
が開き続けると、燃焼室ｌｏ内の作動ガスが排気通路１
９に流出して行くため、燃焼室ｌｏ内の作動ガス圧力が
低下し、排気通路１９の作動ガス圧力が上昇し１両者の
差は小さくなるので２作動油の圧力も低下し、θ２で両
者の作動ガス圧力が等しくなると、あとは弁はね１６を
押し縮めるのに対応する作動油の圧力で排気弁１３を開
いて行くことになる。さらにカム軸３１が回転し、シラ
ンジャ２３が下降し始めると、油圧シリンダ１７内の作
動油の圧力が低下し始め、弁ばね１６の力により排気弁
１３は閉じ始める。作動油の圧力Ｐが弁ばね１６のセッ
ト力にっ多合う圧力Ｐ！に再び戻るクランク角度θ３で
排気弁１３が閉じしかし上記のものには次の欠点がある
。
第２図に弁ばね１６の力に対応する作動油の圧力を一点
鎖線で示す。第２図に斜線で示す部分は排気弁１３に作
用する燃焼室１０内と排気通路１９内の作動ガスの圧力
差に対して排気弁１３を駆動するために必要なシランジ
ャ３４の仕事である。即ち、従来の排気弁油圧駆動装置
では、この分の仕事をカム軸がする必要があシ、それだ
け機関の燃料消費率を悪化させている。
鎖線で示す。第２図に斜線で示す部分は排気弁１３に作
用する燃焼室１０内と排気通路１９内の作動ガスの圧力
差に対して排気弁１３を駆動するために必要なシランジ
ャ３４の仕事である。即ち、従来の排気弁油圧駆動装置
では、この分の仕事をカム軸がする必要があシ、それだ
け機関の燃料消費率を悪化させている。
次に第２図に示す燃焼室１０内の作動ガス圧力につり合
う作動油の圧力Ｐ２をシランジャ２３に発生させる必要
があり、このため大きなカム軸３１及びカム３２の装置
を必要とする。さらに。
う作動油の圧力Ｐ２をシランジャ２３に発生させる必要
があり、このため大きなカム軸３１及びカム３２の装置
を必要とする。さらに。
カム３２はカム軸３１に固定されているため１機関の運
転中にカムの位相をかえ、排気弁１３の開閉タイミング
を変えることができない。
転中にカムの位相をかえ、排気弁１３の開閉タイミング
を変えることができない。
本発明の目的は上記の点に着目し、カム軸及びカムの装
置をなくシ、構造を簡略化し、油圧駆動装置の消費動力
を減らし、電子制御によシ排気弁の開閉タイミングを運
転中に変更できる排気弁駆動装置を提供することであり
、その特徴とするところは、燃焼室の外側へ向けて開く
外開き型に形成された排気弁、同排気弁の弁棒端に固着
された流体圧ピストンが内挿された流体圧シリンダ、同
流体圧シリンダへの高圧流体の供給路及び排出路にそれ
ぞれ設けられ同各路の開閉を制御する電磁弁、シリンダ
内の力゛ス圧で駆動され発生流体圧を上記流体シリンダ
に伝達するプランジャポンプを備えたことである。
置をなくシ、構造を簡略化し、油圧駆動装置の消費動力
を減らし、電子制御によシ排気弁の開閉タイミングを運
転中に変更できる排気弁駆動装置を提供することであり
、その特徴とするところは、燃焼室の外側へ向けて開く
外開き型に形成された排気弁、同排気弁の弁棒端に固着
された流体圧ピストンが内挿された流体圧シリンダ、同
流体圧シリンダへの高圧流体の供給路及び排出路にそれ
ぞれ設けられ同各路の開閉を制御する電磁弁、シリンダ
内の力゛ス圧で駆動され発生流体圧を上記流体シリンダ
に伝達するプランジャポンプを備えたことである。
本発明は内燃機関、往復動圧縮機に適用できる。
以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。
。
第３図は本発明による１実施例の排気弁駆動装置を示す
説明図である。
説明図である。
図において、排気弁４０は上方に上がると開く外開き型
にし、排気弁４０の弁棒上部に受圧カラー４１．即ちピ
ストンを取付ける。受圧カラー４１の下部は電磁弁７１
を通して高圧給油管５１からの作動油が流入する開弁油
室４２であシー、受圧カラー４１の上部は電磁弁７３及
び逆止弁７５を通して高圧給油管５１からの作動油が流
入する閉弁油室４３である。部ち、開弁油室４２．閉弁
油室４３で受圧カラー４１が摺動する流体圧シリンダを
構成している。
にし、排気弁４０の弁棒上部に受圧カラー４１．即ちピ
ストンを取付ける。受圧カラー４１の下部は電磁弁７１
を通して高圧給油管５１からの作動油が流入する開弁油
室４２であシー、受圧カラー４１の上部は電磁弁７３及
び逆止弁７５を通して高圧給油管５１からの作動油が流
入する閉弁油室４３である。部ち、開弁油室４２．閉弁
油室４３で受圧カラー４１が摺動する流体圧シリンダを
構成している。
作動油クンク５２の中には作動油がためられ。
モータあるいは機関クランク軸で駆動される油圧Ｉング
５４によって高圧の作動油が蓄圧器５５に供給される。
５４によって高圧の作動油が蓄圧器５５に供給される。
蓄圧器５５からの高圧作動油は高圧給油管５１に流入す
る。開弁油室４２．閉弁油室４３からの戻υの作動油は
、それぞれ電磁弁７２．７４を通って、戻勺管５２に集
められ作動油タック５３に至る。また、電磁弁７１．、
．７２．７３．７４はコントローラ６１からの電気信号
により開閉し、コントローラ６１には機関のクランクｍ
度信号６２が入力される。
る。開弁油室４２．閉弁油室４３からの戻υの作動油は
、それぞれ電磁弁７２．７４を通って、戻勺管５２に集
められ作動油タック５３に至る。また、電磁弁７１．、
．７２．７３．７４はコントローラ６１からの電気信号
により開閉し、コントローラ６１には機関のクランクｍ
度信号６２が入力される。
さらに、シリンダグロック１１にシリンダ内作動ガスが
作用するガスピストン８１が摺動するバレル８２を設け
る。ガスピストン８１の先きにはガスピストン８１よシ
径の小さい油圧バレル８３内を摺動する油圧プランジャ
８４を取付けている。
作用するガスピストン８１が摺動するバレル８２を設け
る。ガスピストン８１の先きにはガスピストン８１よシ
径の小さい油圧バレル８３内を摺動する油圧プランジャ
８４を取付けている。
油圧バレル８３内の油圧は導管８５を通して逆止弁７５
の下流に結合している。
の下流に結合している。
ここで、排気弁４０の燃焼室１０内の作動ガス受圧面積
をＡｖＧ ｒ閉弁油室４３．の受圧カラー４１の受圧面
積をＡｖｏ ’ガスピストン８１の受圧面積をＡＰＧ
ｌ油圧プランジャ８４の油圧の受圧面積をＡＰｏとする
。
をＡｖＧ ｒ閉弁油室４３．の受圧カラー４１の受圧面
積をＡｖｏ ’ガスピストン８１の受圧面積をＡＰＧ
ｌ油圧プランジャ８４の油圧の受圧面積をＡＰｏとする
。
このとき、ｖＧ／ＡＶｏ＜ＡＰ０／ＡＰｏになるように
。
。
それぞれの寸法をきめる。
上記構成の場合の作用について述べる。
第３図に示すように、排気弁４０が閉じている場合、コ
ントローラ６１の出力信号によシミ磁弁７４が閉じ、電
磁弁７３が開き、閉弁油室４３に逆止弁７５を通して高
圧の作動油が作用して、排気弁４０を閉じている。
ントローラ６１の出力信号によシミ磁弁７４が閉じ、電
磁弁７３が開き、閉弁油室４３に逆止弁７５を通して高
圧の作動油が作用して、排気弁４０を閉じている。
ここで、シリンダ内圧力Ｐ２の機関のクランク角度θに
対する変化を調べると第４図のようになる。
対する変化を調べると第４図のようになる。
クランク角度θ４で排気弁４０が閉じると、ピストン１
２によりシリンダ内の作動ガスが圧縮され始め圧力Ｐ
が高くなシはじめる。ピストン１２の上死点ＴＤＣ付近
で燃焼室１０の作動ガス中に燃料が噴射され燃焼するた
め、ｐ （ｄ最高圧力”ｍａｘとなる。以後ピストン
１２の下降に従いＰは低下する。クランク角度θ５で抽
気弁４０が開きはじめ、さらにＰ は低下する。
２によりシリンダ内の作動ガスが圧縮され始め圧力Ｐ
が高くなシはじめる。ピストン１２の上死点ＴＤＣ付近
で燃焼室１０の作動ガス中に燃料が噴射され燃焼するた
め、ｐ （ｄ最高圧力”ｍａｘとなる。以後ピストン
１２の下降に従いＰは低下する。クランク角度θ５で抽
気弁４０が開きはじめ、さらにＰ は低下する。
第４図には排気弁４０のリン）Ｌも同時に示している。
ここで、クランク角θ４で排気弁４０が閉じると、閉じ
た直後はＰ が低いので、ガスピストン８１は、逆止弁
７５を通して油圧プランジャ８４に作用する高圧の作動
油の力で作動ガス側に押し付けられている。
た直後はＰ が低いので、ガスピストン８１は、逆止弁
７５を通して油圧プランジャ８４に作用する高圧の作動
油の力で作動ガス側に押し付けられている。
さらにクランク角度θが進み、さらにＰ２が高くなシは
じめると、ガスピストン８１にも作動ガス圧力が作用す
るため、油圧バレル８３内の油圧は高圧給油管５１内の
圧力を越えて次の（１）式の値となる。
じめると、ガスピストン８１にも作動ガス圧力が作用す
るため、油圧バレル８３内の油圧は高圧給油管５１内の
圧力を越えて次の（１）式の値となる。
この油圧は導管８５を通して閉弁油室４３に作用する。
このとき逆止弁７５があるので、この油圧が高圧給油管
５１に作用することはない。
５１に作用することはない。
ところで、排気弁４０にも作動ガス圧力が作用するため
上向きに（２）式のカが作用する。
上向きに（２）式のカが作用する。
ＦＵ ＝ ＡＶＧ ｘＰＺ ・＝ （２）しかし
、閉弁油室４３内の油圧によυ受圧カラー４１が下向き
に受ける力は（３）式となる。
、閉弁油室４３内の油圧によυ受圧カラー４１が下向き
に受ける力は（３）式となる。
ＦＤ”” ＡＶｏＸ”ｏ −（３）ここで（１）
式を代入すると。
式を代入すると。
（２） 、 （４）式から
＝ｌ〈１ ・・・（６）
Ｄ
となる。即ち、下向きの力ＦＤの方が大きくなる。
クランク角θ５になると、コントローラ６１の出力信号
により電磁弁７４が開き、電磁弁７３が閉じるため、閉
弁油室４３の圧力が低下する。そのため、シリンダ内圧
力Ｐ２の排気弁４０に作用する力で排気弁４０が開きは
じめる。このとき、同時にコントローラ６１の出力信号
で電磁弁７２が閉じ、電磁弁７１が開いて開弁油室４２
に晶圧の作動油が作用する。この結果、排気弁４０は確
実に開弁する。
により電磁弁７４が開き、電磁弁７３が閉じるため、閉
弁油室４３の圧力が低下する。そのため、シリンダ内圧
力Ｐ２の排気弁４０に作用する力で排気弁４０が開きは
じめる。このとき、同時にコントローラ６１の出力信号
で電磁弁７２が閉じ、電磁弁７１が開いて開弁油室４２
に晶圧の作動油が作用する。この結果、排気弁４０は確
実に開弁する。
さらに、クランク角θがピストン１１の下死点ＢＤＣを
すぎると、コントローラ６１の出力（ｇ号によシ開弁油
室４２の油圧が下がり、閉弁油室４３の作動油圧が高く
なシ閉弁しはじめ、クランク角度θ６で閉弁し終る。
すぎると、コントローラ６１の出力（ｇ号によシ開弁油
室４２の油圧が下がり、閉弁油室４３の作動油圧が高く
なシ閉弁しはじめ、クランク角度θ６で閉弁し終る。
上述の場合には次の効果がある。
第３図に示すように大きなカム軸及びカムを必要としな
いため、構造が単純になシ大巾な価格低減が可能となる
。
いため、構造が単純になシ大巾な価格低減が可能となる
。
さらにコントローラ６１の出力信号によシ排気弁４０の
開閉タイミングが決められるので２機関が低速になった
揚台には排気弁４ｏの開閉タイミングを遅らせピストン
の有効ストロークを増大して燃費低減を計る等９機関の
運転状態に応じて排気弁４０の開閉タイミングを変える
ことができる。
開閉タイミングが決められるので２機関が低速になった
揚台には排気弁４ｏの開閉タイミングを遅らせピストン
の有効ストロークを増大して燃費低減を計る等９機関の
運転状態に応じて排気弁４０の開閉タイミングを変える
ことができる。
また、外開き型の排気弁４ｏを使用しておシ。
閉弁中に作用する高いシリンダ内圧力Ｐ２．特に第４図
に示すＰｍ１Ｌｘによっても排気弁４ｏが開がないよう
にする必要があるが、（６）式で示すように。
に示すＰｍ１Ｌｘによっても排気弁４ｏが開がないよう
にする必要があるが、（６）式で示すように。
ＰｍａｘＯ値によらず排気弁４ｏを下向きに押えるカが
犬きくなシ開くことがない。
犬きくなシ開くことがない。
さらに、高いＰｚのときに高い油圧を発生するようガス
ピストン８１が動くがＩ Ｐ、の低下と共に再び作動ガ
ス側に戻るので、エネルギとしての損失は生じない。
ピストン８１が動くがＩ Ｐ、の低下と共に再び作動ガ
ス側に戻るので、エネルギとしての損失は生じない。
さらに、開弁時にはシリンダ内圧力Ｐ２は開弁を早める
方向に作用するため開弁油室４２の油圧は低くてすみ、
閉弁時には排気弁４ｏに作用するシリンダ内圧力と排気
通路１９内の作動ガス圧力とが等しいため、閉弁油室４
３の油圧は低くてよい。
方向に作用するため開弁油室４２の油圧は低くてすみ、
閉弁時には排気弁４ｏに作用するシリンダ内圧力と排気
通路１９内の作動ガス圧力とが等しいため、閉弁油室４
３の油圧は低くてよい。
以上の結果、全体として蓄圧器５５の圧力は低くてよく
、油圧ポンプ５４の消費動力は少なくなシ２機関全体と
しての燃費改善を実現することができる。
、油圧ポンプ５４の消費動力は少なくなシ２機関全体と
しての燃費改善を実現することができる。
第１図は従来の排気弁油圧駆動装置を示す説明図、第２
図は第１図の装置の排気弁のリフ）Ｌと油圧シリンダ内
の作動油の圧力Ｐの変化を示す線図、第３図は本発明に
よる１実施例の排気弁駆動装置を示す説明図、第４図は
シリンダ内圧力と第３図の装置の排気弁のリフトの変化
を示す線図である。 １０・・・燃焼室、４０・・・排気弁、４１・・・受圧
カラー、４２・・・開弁油室、４３・・・閉弁油室、７
１゜７２．７３．７４・・・電磁弁、８１・・・ガスピ
ストン。 ８２・・・バレル、８３・・・油圧バレル、８４・・・
油圧ｆジンジャ〇 ：・−エシノ１ Ｏ 牙１図 ７２図 θ （θ４） ７４図
図は第１図の装置の排気弁のリフ）Ｌと油圧シリンダ内
の作動油の圧力Ｐの変化を示す線図、第３図は本発明に
よる１実施例の排気弁駆動装置を示す説明図、第４図は
シリンダ内圧力と第３図の装置の排気弁のリフトの変化
を示す線図である。 １０・・・燃焼室、４０・・・排気弁、４１・・・受圧
カラー、４２・・・開弁油室、４３・・・閉弁油室、７
１゜７２．７３．７４・・・電磁弁、８１・・・ガスピ
ストン。 ８２・・・バレル、８３・・・油圧バレル、８４・・・
油圧ｆジンジャ〇 ：・−エシノ１ Ｏ 牙１図 ７２図 θ （θ４） ７４図
Claims (1)
- １、燃焼室の外側へ向けて開く外開き型に形成された排
気弁、同排気弁の弁棒端に固着されたピストンが内挿さ
れた流体圧シリンダ、同流体圧シリンダへの高圧流体の
供給路及び排出路にそれぞれ設けられ同各路の開閉を制
御する電磁弁、シリンダ内のガス圧力で駆動され発生流
体圧を上記流体圧シリンダに伝達するプランジャポンプ
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気弁駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080473A JPS59206606A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 内燃機関の排気弁駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080473A JPS59206606A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 内燃機関の排気弁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206606A true JPS59206606A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0263084B2 JPH0263084B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=13719230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080473A Granted JPS59206606A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 内燃機関の排気弁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59206606A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791895A (en) * | 1985-09-26 | 1988-12-20 | Interatom Gmbh | Electro-magnetic-hydraulic valve drive for internal combustion engines |
| US5335633A (en) * | 1993-06-10 | 1994-08-09 | Thien James L | Internal combustion engine valve actuator apparatus |
| FR2702003A1 (fr) * | 1993-02-25 | 1994-09-02 | Arlaud Roger | Dispositif de commande électrohydraulique de soupape à ouverture intérieure pour moteur à combustion interne. |
| USRE36499E (en) * | 1996-04-22 | 2000-01-18 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for holding a cylinder valve closed during combustion |
| EP1536107A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-01 | Thomas Friedhelm Buschkuehl | Valve operating apparatus and method for an engine |
| WO2007060452A1 (en) * | 2005-11-26 | 2007-05-31 | Houghton-Parkhouse Limited | Improvements in and relating to internal combustion engine valves |
-
1983
- 1983-05-09 JP JP58080473A patent/JPS59206606A/ja active Granted
Cited By (6)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0263084B2 (ja) | 1990-12-27 |
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