JPS6132481B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、掃気管制弁を有する掃気型機関に関
する。

たとえば、掃気孔を通じてシリンダ内に空気が
流入され、排気弁を通じてシリンダ内の燃焼ガス
が排出されるユニフロー掃気型機関において、従
来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１
図はユニフロー掃気型機関の下死点近傍における
指圧線図を示したものであるが、排気弁開時期を
通常の場合よりも遅くすることによつて図示平均
有効圧が増大されることを説明している。

いま、図示平均有効圧piと、第１図の斜線部に
示すような有効仕事を増大させ得る余地Δpiと
で、排気線図系数ηgexを次式により定義する。

ηgex＝ｐｉ／ｐｉ＋Δｐｉ ………(1) 上式において、ηgex＝100％はΔpi＝0.0kgf／
cm²を意味し、それ以上排気弁開時期を遅くして有
効仕事を増大させる余地がないことを示すもので
ある。

第２図は、ユニフロー掃気型機関において排気
弁開時期を遅らせた場合の上記排気線図係数、お
よび、通常の排気弁開時期を基準とした燃料消費
率の変化の様子を、それぞれ当該発明者が電算機
シミユレーシヨンにより解析した結果を示すもの
である。この第２図より明らかなように、排気弁
開時期を遅くすることにより燃料消費率が低下し
て熱効率が向上するとともに、排気弁開時期が上
死点後約160度で排気線図係数がほぼ100％に到達
することになる。

ところが、排気弁開時期を遅らせると、通常の
ようにピストン頂部にて掃気孔の開閉を行なうも
のでは、掃気孔開時期においてなおシリンダ内の
ガス圧が高く、燃焼ガスがシリンダから掃気室に
逆流して種々の障害が発生するおそれがある。そ
こで従来、排気弁開時期を遅らせることに伴なつ
て掃気孔開時期をも遅らせようとする試みが種々
なされている。

すなわち、掃気孔の開閉をピストン以外のも
の、たとえばシリンダライナ外周に設けられた掃
気管制弁にて行なうようにしたものが種々提案さ
れている。しかし、これら従来の提案によるもの
は、いずれも掃気管制弁をシリンダライナに沿つ
て上下方向あるいは周方向に摺動させるものであ
り、したがつて摺動面の面圧を高くすることがで
きないためにシリンダ内ガスの漏れを防止できな
いという問題があつた。

そこで本発明は、上記従来技術の有する問題点
を解決し、シリンダライナに対する掃気管制弁の
押し付け力を増大させてその面圧を増大させ、シ
リンダ内ガスの漏れを防止し得る掃気管制弁を有
する掃気型機関を提供することも目的とするもの
である。

上記目的を達成するために、本発明は、シリン
ダライナにおける掃気孔が形成された部分の外周
に沿つて一対の半環状の掃気管制弁を設け、両掃
気管制弁の一端どうしを、シリンダライナの近傍
に設けられたシリンダライナ軸心方向のピンまわ
りに揺動可能に互いに連結し、前記両掃気管制弁
の他端に、該掃気管制弁をシリンダライナの掃気
孔部分に接当離間移動させて前記掃気孔を開閉さ
せる駆動装置をそれぞれ接続したものである。

以下、本発明の実施例を第３図〜第８図にもと
づいて説明する。

第３図〜第６図は、本発明にもとづく掃気管制
弁を有する掃気型機関の動作原理を説明するもの
である。すなわち、１はシリンダライナ２に設け
られた掃気孔であり、また、３はシリンダライナ
２の半径方向に接当および離間移動可能な掃気管
制弁である。第３図および第４図は閉状態を示
し、第５図および第６図は開状態を示している。
第６図において矢印Ａは掃気の流れを示すもので
ある。

第７図は本発明の具体的第１の実施例の横断面
図を示すものであり、シリンダライナ２の掃気孔
１を有する部分の外周には、一対の半環状の掃気
管制弁１３Ａ，１３Ｂが設けられており、その一
端は、シリンダライナ２近傍に固定されたピン１
４まわりに揺動可能なように互いに連結されてい
る。この掃気管制弁１３Ａ，１３Ｂの他端には、
それぞれ油圧シリンダ装置１５Ａ，１５Ｂがピン
１６Ａ，１６Ｂにて連結されている。油圧シリン
ダ装置１５Ａ，１５Ｂを動作させることにより、
第７図ａに示す閉状態と、ｂに示す開状態とに切
り換えることができる。

上記実施例において、シリンダライナ２内でガ
スが膨張しているときには、第７図ａに示す通り
油圧シリンダ装置１５Ａ，１５Ｂによつて掃気管
制弁１３Ａ，１３Ｂは閉じられている。いま、所
定の掃気孔開時期になつたときに油圧シリンダ装
置１５Ａ，１５Ｂを作用させれば、第７図ｂに示
すように掃気管制弁１３Ａ，１３Ｂが開かれて掃
気孔１が開状態となる。所定時期に掃気孔１が閉
じる場合には、油圧シリンダ装置１５Ａ，１５Ｂ
を上述の場合とは逆に作用させればよい。あるい
は、掃気管制弁１３Ａ，１３Ｂを開いたまま、通
常の掃気型機関と同時に、機関のピストンの運動
にもとづいて該ピストン自身にて掃気孔１を閉
じ、その後適当な時期に油圧シリンダ装置１５
Ａ，１５Ｂを動作させて掃気管制弁１３Ａ，１３
Ｂを閉じるようにしてもよい。なお、シリンダラ
イナ２外面に対する掃気管制弁１３Ａ，１３Ｂの
押し付け力は、油圧シリンダ装置１５Ａ，１５Ｂ
によつて適正に加減でき、所定の面圧を得ること
ができてガス漏れを防止できる。

なお、第８図に示すように、シリンダライナ２
の掃気孔１を有する部分の外面と掃気管制弁３と
は、そのいずれか一方または両方の当接部に該当
接部よりも当接面積の小さい当り座を有するよう
にし、押し付け力を弱くしても気密性を保てるよ
うにしてもよい。すなわち、第８図ａはシリンダ
ライナ２が気密リングによる当り座４ａを有する
場合、ｂはシリンダライナ２が当り座４ｂを一体
に有する場合、ｃは掃気管制弁３が当り座４ｃを
一体に有する場合を示す。さらに、シリンダライ
ナ２と掃気管制弁３の両者がともに当り座を有す
るようにして、両当り座どうしを当接させるよう
にしてもよい。

また、上記各実施例では図示していないが、掃
気管制弁移動経路の上下に適当なガイドを設けれ
ば、この方向のガタを防止することができる。さ
らに、掃気管制弁の端部に対応するシリンダライ
ナ部分は掃気孔ピツチを拡げてあるが、この部分
を他の部分と等ピツチとするとともに掃気管制弁
の端部間隙間を詰めるようにしてもよい。加え
て、第７図に示す掃気管制弁を適当なばね材で構
成するようにしてもよい。

以上述べたように本発明によると、掃気管制弁
をシリンダライナの半径方向に接当および離間移
動可能としたため、シリンダライナに対する掃気
管制弁の押し付け力の加減による面圧制御によつ
てシリンダ内ガスの漏れを防止することができ、
また、掃気管制弁を周方向２分割の構成としたた
め、この一対の掃気管制弁のみで全掃気孔を確実
に開閉することが可能となつて、部品点数の増大
をきたすことがなく、さらに、従来のような摺動
構造ではないため、開閉時のステイツクが防止で
きるとともにシリンダライナと掃気管制弁の当接
部の摩耗を防止することがき、しかも掃気管制弁
を周方向複数の分割構造としたため、掃気管制弁
はシリンダライナの全周にわたつて均等にかつ大
きく開弁可能となり、この結果シリンダライナ外
周面と掃気管制弁との間に十分な掃気通路面積を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はユニフロー掃気型機関の下死点近傍に
おける指圧線図、第２図はユニフロー掃気型機関
において掃気弁開時期を遅らせた場合の排気線図
係数および燃料消費率の変化の電算機シミユレー
シヨン結果を示す図、第３図〜第８図は本発明の
実施例を示し、第３図〜第６図はその動作原理を
説明する図であつて、第３図は閉状態を示す図、
第４図は第３図の―断面図、第５図は開状態
を示す図、第６図は第５図の―断面図、第７
図は本発明の具体的実施例の横断面図、第８図は
当り座を説明する図である。 １…掃気孔、２…シリンダライナ、３，１３
Ａ，１３Ｂ…掃気管制弁、１５Ａ，１５Ｂ…油圧
シリンダ装置（駆動装置）、４ａ，４ｂ，４ｃ…
当り座。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダライナにおける掃気孔が形成された
   部分の外周に沿つて一対の半環状の掃気管制弁を
   設け、両掃気管制弁の一端どうしを、シリンダラ
   イナの近傍に設けられたシリンダライナ軸心方向
   のピンまわりに揺動可能に互いに連結し、前記両
   掃気管制弁の他端に、該掃気管制弁をシリンダラ
   イナの掃気孔部分に接当離間移動させて前記掃気
   孔を開閉させる駆動装置をそれぞれ接続したこと
   を特徴とする掃気管制弁を有する掃気型機関。 ２ シリンダライナの掃気孔部分外面と掃気管制
   弁は、そのいずれか一方または両方の当接部に該
   当接部よりも当接面積の小さい当り座を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の掃気
   管制弁を有する掃気型機関。