JPS62129518A

JPS62129518A - 掃気ポ−ト管制式内燃機関

Info

Publication number: JPS62129518A
Application number: JP26804085A
Authority: JP
Inventors: Osamu Motomura; 本村　収
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1987-06-11

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、シリンダライナに掃気ポートをそなえた内燃
（機関に関する。

〔従来の技術〕

一般に、シリンダライナに掃気ポートをそなえだ内燃機
関では、掃気ポートはシリンダライナにおけるビストン
ストローク内の下死点付近に設けられている。機関の）
膨張行程、すなわちピストン下降時において、同ピスト
ンの上端部が前記掃気ポート」―端を通過した時点で掃
気が開始される。

、′７めと叛、シリンダ内の憔４５ガ又４を昂ちτ上ｎ
　ｔ、１’：ｎ圧であると、その燃焼ガスが掃気ポート
から掃気室１こ向けて逆流をおこして掃気効率が低下し
てしまう。このため、掃気開始前にあらかじめ排気弁を
適当なタイミングで聞きながら、シリンダ内の燃焼ガス
の圧力を低下させて燃焼ガスの逆流を防ｔしている。

また、この排気弁を開くタイミングは、掃気開始＋ｉｆ
ｆにおいて、できるだけピストンが下降したところに設
定するようにして、機関の熱効率の向りをはかっている
。これは、ピストンがその上死点通過時から下降して排
気弁が開く瞬間までに動く距離、つま菅）有効ストロー
クを、より艮くすることが機関の熱効率を向上させるた
めである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のように、従来のシリンダライナに
掃気ポートをそなえた内燃機関においては、膨張行程に
おいてピストン上端が掃気ポート上端を通過する以的に
排気弁を開かなければならない。このため、ピストンの
有効ストロークは、ピストンの」二死点位置から掃気ポ
ート上端までの距離以内に限定されてしまう。

一方、上記の有効ストロークは、機関の熱効率を向上さ
せるためには、より長くとった方が有利である。このた
め、さらに機関の熱効率を向上させるためにピストンの
有効ストロークをより延長させるには、掃気ポートの高
さをさらに低下させることが考えられる。

しかし、掃気ポートの高さを１氏くすると掃気ポート面
積が不足して、掃気効率の低下を招ｂ、がえってけ関全
体の熱効率上からも不利となってしまう。つまり、掃気
効率の向」二のためには、掃気ポート高さを高くする必
要があり、有効ストローク延長のためには、逆に掃気ポ
ート高さを低くする必要があるという相反する条件が必
要とされてしまうのである。

本発明は、上述の問題点の解決をはかろうとするもので
、掃気ポートの高さを低下させないようにして、十分な
掃気ポート面積を確保しながら、掃気効率を維持すると
ともに、ピストンの有効ストロークも延長しで、機関の
熱効率の向上をはがれるようにした掃気ポート管制式内
燃機関を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このため、本発明の掃気ポート管制式内燃機関は、内燃
機関のシリンダライナにおいて掃気ポートをそなえ、同
掃気ポートまたはその付近にシリンダ内のブスの流出を
阻止する管制弁が設けられたことを特徴としている。

〔作坩〕

上述の本発明の掃気ポート管制式内燃機関では、シリン
ダライナの掃気ポートまたはその付近に設けられた管制
弁が、掃気ポートが開口する際に、同掃気ポートにおい
て、シリンダ内へ向かう給気ｆ７）流入は許容し、シリ
ンダ内のブスのシリンダ外・＼の流出は阻ＩＬする。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての掃気ポート
管制式内燃機関について説明すると、第１図はその縦断
面図、第２図はその掃気ポート部を拡大した縦断面図、
第３図はその作動状態を示ｔＰＶ線図、第４図はその排
気弁および掃気ボーｌの開閉状況を示す時間面積図であ
る。

第１，２図に示すように、シリンダライナ４下部１こは
高さト■の掃気ポート８が開口されていて、同ライナ４
内部にはピストン１０が摺動可能に内挿されている。シ
リンダライナ４上部にはシリンダカバー３がＶｔ着され
、同シリンダカバ−３上部に排気弁箱１が設けられてい
る。排気弁箱１の内部は、シリンダ室Ｇ内からの排気管
１２への排気通路１６としての孔部が形成されている。

排気弁箱１には、排気通路１６とシリンダ室Ｇ内との境
界部を開閉で外るように、排気ｆＰ２が、上下方向に摺
動可能に配設されていて、同排気弁２には図示しない（
ト気弁駆動様構がそなえられている。また、排気通路１
６は４１１−気管１２を経て、過給機１３にわたって配
設されている。

さらに、前記シリンダライナ４の外周にはシリンダジャ
ケット５が結合されていて、同ジャケット５とシリンダ
ライナ４とから、シリンダライナ４下顛か山句十７．ｌ
ｔら【゛シ漬γ宕１１ＡＣＩＴちｆπさハでいる。また
、掃気室１１は空気溜］５、空気冷却器１４を経て、面
記過給磯１３に連通している。

シリンダライナ４における掃気ポート８の外側部には、
）逆止弁室ハウジング１７が付設されながら、逆止弁室
７が形成され一〇いる。逆止弁室ハウジング１７には管
制弁としての逆上弁９がそなえられでいる。

この逆止弁９は、逆止弁板１９とバランスウェイト２０
とから構ｌ＆されている。そして、逆止弁９は、逆止ナ
ト室ハウジング１７の掃気室側開口部を開閉できるよう
に、逆止弁室ハウジング１７に枢着され、矢印のように
回動可能となっている。また、逆止弁室ハウジング１７
にはストッパー１８が設けられていて、）芝止弁９が閉
位置を越えて掃気室側に過回動しないようになっている
。さらに、’＞ｅ　＋Ｉ：弁９は通常はバランスウェイ
ト２０の作用によりｒＩＨ１γ置にあり、シリンダ室６
内の圧力が掃気室側の圧力よりも一定以上小さくなった
場合のみ回動して開位置となる７本発明カー実施例としての掃気ボー）管制式内燃は関は
上述のごとく構成されているので、膨張行程つまりピス
トンの下降行程において、ピストン頂部が掃気ポート８
上端を通過しても、シリンダ室６内は燃焼ガスにより高
圧になっているため逆＋を弁９は閉位置の状態のままと
なる。このとさ、シリンダ室Ｇ内の高圧燃焼ガスは、掃
気ポート８および逆止弁室７内に侵入したところで逆止
弁９により制止されて、掃気室１１内に流出することは
ない。

さらにピストンが下降して下死点近くになったところで
、図示しない排気弁駆動＋幾構により排気弁２が開放さ
れると、シリンダ室６内の燃焼がスが排気通路１Ｇを通
って排気管１２に排出される。

これとともに、シリンダ室６内の圧力が低下して、同シ
リンダ室６内の圧力が、過給Ｐ１１１３によって加圧さ
れた掃気室１１内の圧力より低くなって、その圧力差に
よる力が、逆１１ユ弁９のバランスウェイト２０の力を
越えた時点で、逆止弁９が開となる。この逆止弁９の開
放により、掃気室１１内の新気がシリンダ室６内に流入
する。

この掃気作用は、排気弁２の閉鎖とともにピストン１０
が上昇を開始し、このピストン１０の上昇による掃気ポ
ート８の閉鎖で終了する。そして、圧縮、燃焼、膨張の
行程へと移行する。

このように、逆止弁９の働きによって、掃気効率を損な
わないように、掃気ポート高さＩ■を確保しながら、有
効ストロークの延長が行なえるのである。

第３図は本実施例の掃気ポート管制式内燃機関の作動状
態を示すｐｖｉ図であり、横軸に体積■。

縦紬に圧力Ｐがとられている。そして、図中実線ｕ−ｂ
−ｃ　　ｄ−ｅ　−４−ａは本発明の掃気ポートの管制
式内燃機関のＰＶ線図を示し、破線ａ’　　ｂ’−ｃｄ
ｃ’ｒ’ａ’は従来の内燃機関のＰＶ線図を示す。また
、Ｖｌｌは、ピストン１０が下死点１こある時の燃焼Ｖ
容積を示す。

従来は機関の膨張行程は燃焼室容積Ｖｌｌに達する以ｉ
宵の符号ｅ′で示す時点（このとき、掃気ポートが開放
してしまう）で打ち切られていたのに対し、本実施例に
よれば、掃気ポート８の開放が遅延するため符号ｅで示
すように、はぼ容積Ｖｌｌまで膨張行程が行なわれる。

第４図は掃気ポートおよび排気弁の時間面積図に示すも
ので、横軸に時間（右に向かい時間が経過する）が、縦
軸に各開口πがとられている。また、実線Ｃ，Ｅは実施
例の掃気ポート８．排気弁２について示し、さらに、掃
気ポート８の開放時がＳ１０で、閉鎖時がＳ／Ｃで示さ
れ、排気弁２の開放時がＥ／○で、閉鎖時がＥ／Ｃでそ
れぞれ示されている。なお、破線り、Ｆは、従来の掃気
ポート。

朋気弁について示している。

本実施例では、掃気ポート８の開放するタイミングが遅
れるのに伴い、シリンダ内必要空気電を確保するため、
掃気ポート閉および排気ナト閉のタイミングも遅くなる
。このため、圧縮行程の開始もｆｊＳ３図に示されるよ
うに図中ａ′からａに遅れることになる。したがって、
図示有効仕事は、第３図１こおける斜線部Ａと斜線部Ｂ
とに示す量だけ増加することになる。このような図示有
効仕事の増こうして、有効ストｏ−夕の延長により機関
の熱効率が大幅に向」ニするのである。

なお、本発明の管制弁としては、本実施例で示した逆止
弁の他に、ピストンの上下動を感知し、それに同期して
適切なタイミングで開閉するような電磁外等を使用して
もよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の掃気ポート管制式内燃機
関によれば、内燃機関のシリンダライナにおいて掃気ポ
ートをそなえ、同掃気ポートまたはその付近にシリンダ
内のガスの流出を阻止する管制弁が設けられるという１
７！！累な構成によって、掃気効率を損うことなしに、
機関の有効ストロークの延長ができ、機関の熱効率を大
幅に向上させることがで外るのである。

【図面の簡単な説明】

ｆｊＳｌ−４図は本発明の一実施例としての掃気ポート
管制式内燃機関を示すもので、第１図はその縦断面図、
１ｌｌｌ’Ｇ２図はその掃気ポート部を拡大した縦断面
図、第３図はその作動状態を示すＰＶ線図、第１１図は
その排気弁す３よび掃気ポートの開閉状況を示す時間面
櫃図である。１・・排気ナト箱、？・・排気弁、３・・シリンダカバ
ー、４・・シリンダライナ、５・・シリンダノヤケット
、６・・シリンダ室、７・・逆上弁室、８・・掃気ポー
ト、９・・管制ナトとしての逆止弁、１０・・ピストン
、１１・・掃気室、１２・・排気管、１３・・過給機、
１４・・空気冷却器、１５・・空気溜、１６・・排気通
路、１７・・逆止弁室ハウジング、１８・・ストッパー
、１つ・・）色土弁板、２０・・バランスウェイト。復代理人　弁理士　飯　沼　義　彦第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

内燃機関のシリンダライナにおいて掃気ポートをそなえ
、同掃気ポートまたはその付近にシリンダ内のガスの流
出を阻止する管制弁が設けられたことを特徴とする、掃
気ポート管制式内燃機関。