JPS595763B2 - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の排気装置の改善に関する。

２ストロ一り内燃機関の膨張行程の終りの段階でシリン
ダ内作動ガスを排出する装置としては、一般的にはシリ
ンダ上部に設けられたポペット弁またはピストン弁によ
るもの、及びシリンダ下部側方に設けられた排気孔をピ
ストン自身で開閉して排気を行わせるものがある。

ピストン弁は、ポペット弁の弁シート部摺合せの如き作
業が不要で、かつ開弁時特有の騒音の問題を除くことが
でき、またポペット弁に比べ排気口開口時の時間面積（
開口面積を時間で積分したもの）が大きくとれるので、
排気タイミングを遅らせることによるシリンダ内有効仕
事の増大で燃費の向上が期待できるが、その反面シリン
ダ内ガス圧力が高まる時、ピストン弁燃焼室側の面にか
かるガス圧による生じる極めて大きな力を支えるメカニ
ズムが必要である。

そのサイズは通常の動弁装置とは比較にならない程大が
かりなものとなる。

本発明の目的は上記欠点を排除したピストン弁形排気装
置を提供することであり、その特徴とするところは、シ
リンダ内ガス圧が高まる時、そのガス圧に基づきピスト
ン弁の燃焼室側の面にかかる極めて大きな力を閉ざされ
た油圧室の油圧で支え、開弁時には油圧室の排油弁を開
くのみで、ピストン弁の燃焼室側の面にかかるガス背圧
により急速にピストン弁が押上げられ開弁するようにし
たことである。

これにより、大きなメカニズムを持たず、また大容量の
作動油圧源を必要としない。

以下図面を参照して本発明による１実施例の装置につき
説明する。

第１図は本発明による１実施例の装置を示す断面図であ
る。

図において、シリンダ蓋２には油圧主シリンダ５が設け
られ、同シリンダ５の一端側はシリンダの燃焼室に開口
すると共に側壁には機関の排気管（図示せず）に接続す
る排気口４が設けられている。

１はピストン弁で、油圧主シリンダ５に嵌挿され、天井
板１ａを燃焼室へ向けて、同シリンダ５内部を油室に形
成すると共に同シリンダ５内を摺動し、排気口４を開閉
する。

開弁１の局面にはガスをシールするピストンリング及び
油をシールするパンキンが設けられている。

１０は油圧主シリンダ５と共軸に設げられた油圧作動シ
リンダ、２０はピストン弁１とロンド３により連結され
油圧作動シリンダ１０内を摺動するピストンである。

油圧主シリンダ５は、給排油孔６を経て、排油弁７、給
油弁８により油溜９に通じている。

油圧作動シリンダ１０はカム１２によりコントロールさ
れる油圧管制弁１１により作動し、このカム１２は排油
弁７、給油弁８と共にクランク軸（図示せず）に連動し
ている。

油溜９には油を冷却するためのポンプ１３、冷却器１４
が設けられている。

上記構成の場合の作用について述べる。

２ストロ一り内燃機関のシリンダ上部にピストン弁１を
設け、開弁１を上下運動させることにより、シリンダ蓋
上部の排気口４を開閉して燃焼ガスの排出を行う。

エンジンの圧縮、燃焼期間中は、燃焼室のガス圧上昇に
伴い、過大な力がピストン弁１にかかるが、その時油圧
主シリンダ５内には油溜９よりの油が満され、排油弁７
、給油弁８は共に閉じられているので、同シリンダ５内
にとじ込められた油の圧力は燃焼室ガス圧と同じ圧力に
上昇する。

この結果、特に犬がかりなメカニズムを用いろことなく
、容易にピストン弁１を固定することができる。

なお、この時ピストン弁の燃焼室側天井板１ａは室１ｂ
内に背圧があるので薄肉にも拘らず強度上問題なく軽量
化、熱負荷低減に有効である。

開弁行程では、クランク軸と連動するカム１２により管
制される油圧管制弁１１により孔１０ａより給油、孔１
０ｂより排油し、作動シリンダ１０が作動すると共に、
同じくクランク軸と連動する排油弁７が開き、ピストン
弁燃焼室壁面１ｃにかかるガス圧（１０気圧前後）の助
けもかり、ピストン弁１は急速に押上げられる。

この時油圧主シリンダ５内の油は油溜９に押出される。

閉弁行程では、油圧管制弁１１により孔１０ｂより給油
、孔１０ａより排油し、作動シリンダ１０が働き、ピス
トン弁１を押下げる。

この時、給油弁８は開いており、油溜９よりの油が油圧
主シリンダ５へ吸入される。

ピストン弁１０行程が下限に達した時、給油弁８は閉じ
られて、油圧主シリンダ５は密閉状態となり、燃焼室の
ガス圧が上昇してもピストン弁１はそのまま固定される
。

ピストン弁１のストローク毎に油圧主シリンダ５内に流
入する油でピストン弁１は冷却される。

油溜９内の油は別に設けられたポンプ１３と冷却器１４
で並行して循環冷却される。

上述のように本発明による場合は、次の効果がある。

（１）油圧主シリンダ内を油の充満した密閉状態とする
ことにより、機関の圧縮、燃焼期間中の燃焼室ガス圧に
よる大きな力に対し、特に強固なメカニズムを要するこ
となく、容易にピストン弁を固定することができる。

（２）油圧管制弁で制御される油圧作動シリンダにより
ピストン弁は往復運動を行い排気弁を開閉するが、特に
開弁時には油圧主シリンダの排油弁が開くと、燃焼室の
ガス圧によりピストン弁が付勢され、急速開弁が可能で
あり、機関性能を改善できろ。

（３）燃焼室側のガス圧と油圧主シリンダ側の油圧とが
バランスするので、強度上楽な設計ができ、運動部分の
軽量化が容易である。

（４） ピストン弁は開閉ストローク毎に油圧主シリン
ダに流出入する油で冷却され、ピストン弁及び付属する
ピストンリングの耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１実施例を示す断面図である。 １・・・・・・ピストン弁、２・−−−−−シリンダＬ
３−・・−ロンド、４・・・・・・排気２０．５・
・・・・・油圧主シリンダ、６・・・・・・給排油孔、
７・・・・・・排油弁、８・・・・・・給油弁、９・・
・・・・油溜、１０・・・・・・油圧作動シリンダ、１
１・・・・・・油圧管制弁、１２・・・・・・カム、２
０・・・・・・ピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ蓋に設けられ燃焼室に開口すると共に側壁
   に排気管に接続する排気口を設けた油圧主シリンダ、同
   油圧主シリンダと共軸に設けられた油圧作動シリンダ、
   上記油圧主シリンダに嵌挿され同シリンダ内部を油室に
   形成すると共に同シリンダ内を摺動し上記排気口を開閉
   するピストン弁、同ピストン弁にロンドを介して連結さ
   れ上記油圧作動シリンダ内を摺動するピストン、上記油
   圧作動シリンダへの圧油の給排を制御し上記ピストンを
   介して上記ピストン弁を往復動させる油圧管制弁、上記
   油圧主シリンダの油室への給油路及び排油路にそれぞれ
   設けられた給油弁と排油弁、上記油圧管制弁と上記給油
   弁及び排気弁をクランク軸に連動して作動させ、上記ピ
   ストン弁の開弁行程で上記油圧主シリンダの油室より排
   油し、閉弁行程で上記油室を油で充満させて密閉する動
   弁機構を備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。