JPH0263084B2 - - Google Patents
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- JPH0263084B2 JPH0263084B2 JP58080473A JP8047383A JPH0263084B2 JP H0263084 B2 JPH0263084 B2 JP H0263084B2 JP 58080473 A JP58080473 A JP 58080473A JP 8047383 A JP8047383 A JP 8047383A JP H0263084 B2 JPH0263084 B2 JP H0263084B2
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- Japan
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- pressure
- valve
- exhaust valve
- hydraulic
- oil
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 33
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
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、シリンダブロツ
ク11の中をピストン12が往復し、上部には排
気弁13をブツシユ14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1
9を設けている。排気弁13には弁ばね16と油
圧シリンダ17内を摺動する油圧ピストン18が
取付けられている。油圧シリンダ17は高圧管2
1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。ここで、カム軸31に取付けられた
カム32によりローラ33が駆動されさらに油圧
ポンプ22のプランジヤ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によつて閉じ
られており、ローラ33はばね34によりカム3
2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を押し上げるとプ
ランジヤ23が上昇し油圧ポンプ22の中の作動
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、
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。プランジ
ヤ23の上昇にともないPは上がり、弁ばね16
のセツト力につり合う圧力P1になる。さらにプ
ランジヤ23が上昇し、クランク角度θ1で燃焼室
10内の作動ガス圧力につり合う作動油の圧力
P2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10内の作動ガスが
排気通路19に流出して行くため、燃焼室10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、両者の差は小さくなるので、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、あとは弁ばね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、プラ
ンジヤ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のセツト力につり合う圧力P1に再
び戻るクランク角度θ3で排気弁13が閉じ終る。
置を第1図に示す。図において、シリンダブロツ
ク11の中をピストン12が往復し、上部には排
気弁13をブツシユ14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1
9を設けている。排気弁13には弁ばね16と油
圧シリンダ17内を摺動する油圧ピストン18が
取付けられている。油圧シリンダ17は高圧管2
1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。ここで、カム軸31に取付けられた
カム32によりローラ33が駆動されさらに油圧
ポンプ22のプランジヤ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によつて閉じ
られており、ローラ33はばね34によりカム3
2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を押し上げるとプ
ランジヤ23が上昇し油圧ポンプ22の中の作動
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、
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。プランジ
ヤ23の上昇にともないPは上がり、弁ばね16
のセツト力につり合う圧力P1になる。さらにプ
ランジヤ23が上昇し、クランク角度θ1で燃焼室
10内の作動ガス圧力につり合う作動油の圧力
P2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10内の作動ガスが
排気通路19に流出して行くため、燃焼室10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、両者の差は小さくなるので、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、あとは弁ばね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、プラ
ンジヤ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のセツト力につり合う圧力P1に再
び戻るクランク角度θ3で排気弁13が閉じ終る。
しかし上記のものには次の欠点がある。
第2図には弁ばね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プランジヤ23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り、それだけ機
関の燃料消費率を悪化させている。
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プランジヤ23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り、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をプランジヤ23に
発生させる必要があり、このため大きなカム軸3
1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、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。
につり合う作動油の圧力P2をプランジヤ23に
発生させる必要があり、このため大きなカム軸3
1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、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。
本発明の目的は上記の点に着目し、カム軸及び
カムの装置をなくし、構造を簡略化し、油圧駆動
装置の消費動力を減らし、電子制御により排気弁
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,シリンダ内のガ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ヤポンプを
備えたことである。
カムの装置をなくし、構造を簡略化し、油圧駆動
装置の消費動力を減らし、電子制御により排気弁
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,シリンダ内のガ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ヤポンプを
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。
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。
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。
置を示す説明図である。
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4
1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であり、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。即ち、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。
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4
1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であり、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。即ち、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。
作動油タンク53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
ポンプ54によつて高圧の作動油が蓄圧器55に
供給される。
モータあるいは機関クランク軸で駆動される油圧
ポンプ54によつ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
戻りの作動油は、それぞれ電磁弁72,74を通
つて、戻り管52に集められ作動油タンク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角度信号62
が入力される。
に流入する。開弁油室42、閉弁油室43からの
戻りの作動油は、それぞれ電磁弁72,74を通
つて、戻り管52に集められ作動油タンク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角度信号62
が入力される。
さらに、シリンダブロツク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より径の小さい油圧バレル83
内を摺動する油圧プランジヤ84を取付けてい
る。
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より径の小さい油圧バレル83
内を摺動する油圧プランジヤ84を取付けてい
る。
上記ガスピストン81、バレル82、油圧バレ
ル83及び油圧プランジヤ84によりプランジヤ
ポンプを構成する。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。
ル83及び油圧プランジヤ84によりプランジヤ
ポンプを構成する。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。
ここで、排気弁40の燃焼室10内の作動ガス
受圧面積をAVG、開弁油室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、油圧プランジヤ84の油圧の受圧面積を
APOとする。
受圧面積をAVG、開弁油室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、油圧プランジヤ84の油圧の受圧面積を
APOとする。
このときAVG/AVO<APG/APOになるように、
それぞれの寸法をきめる。
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の出力信号により電磁弁
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。
場合、コントローラ61の出力信号により電磁弁
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PZ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。
角度θに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12によりシリンダ内の作動ガスが圧縮され
始め圧力PZが高くなりはじめる。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、PZは最高圧力Pnax
となる。以後ピストン12の下降に従いPZは低
下する。クランク角度θ5で排気弁40が開きはじ
め、さらにPZは低下する。
トン12によりシリンダ内の作動ガスが圧縮され
始め圧力PZが高くなりはじめる。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、PZは最高圧力Pnax
となる。以後ピストン12の下降に従いPZは低
下する。クランク角度θ5で排気弁40が開きはじ
め、さらにPZは低下する。
第4図には排気弁40のリフト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PZ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ヤ
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。
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PZ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ヤ
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PZが高
くなりはじめると、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。
くなりはじめると、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。
PO=APG/APO×PZ …(1)
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。
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。
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)式の力が作用する。
するため上向きに(2)式の力が作用する。
FU=AVG×PZ …(2)
しかし、閉弁油室43内の油圧により受圧カラ
ー41が下向きに受ける力は(3)式となる。
ー41が下向きに受ける力は(3)式となる。
FD=AVO×PO …(3)
ここで(1)式を代入すると、
FD=AVO×APG/APO・PZ …(4)
(2),(4)式から
FU/FD=AVG/AVO・1/(APG/APO) …(5)
ところで、構造の説明で述べたようにAVG/AVO<
APG/APOに作つているので、(5)式は
FU/FD<1 …(6)
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PZ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に高圧の
作動油が作用する。この結果、排気弁40は確実
に開弁する。
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PZ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に高圧の
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の出力信号
により開弁油室42の油圧が下がり、閉弁油室4
3の作動油圧が高くなり閉弁しはじめ、クランク
角度θ6で閉弁し終る。
BDCをすぎると、コントローラ61の出力信号
により開弁油室42の油圧が下がり、閉弁油室4
3の作動油圧が高くなり閉弁しはじめ、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、構造が単純になり大巾な価格低
減が可能となる。
要としないため、構造が単純になり大巾な価格低
減が可能となる。
さらにコントローラ61の出力信号により排気
弁40の開閉タイミングが決められるので、機関
が低速になつた場合には排気弁40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、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。
弁40の開閉タイミングが決められるので、機関
が低速になつた場合には排気弁40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、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40を使用しており、
閉弁中に作用する高いシリンダ内圧力PZ、特に
第4図に示すPnaxによつても排気弁40が開かな
いようにする必要があるが、(6)式で示すように、
Pnaxの値によらず排気弁40を下向きに押える力
が大きくなり開くことがない。
閉弁中に作用する高いシリンダ内圧力PZ、特に
第4図に示すPnaxによつても排気弁40が開かな
いようにする必要があるが、(6)式で示すように、
Pnaxの値によらず排気弁40を下向きに押える力
が大きくなり開くことがない。
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、PZ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。
ようガスピストン81が動くが、PZ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PZ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40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43の油圧は低くてよ
い。
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40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43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
り、機関全体としての燃費改善を実現することが
できる。
くてよく、油圧ポンプ54の消費動力は少なくな
り、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ト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、71,72,73,74……電磁弁、81…
…ガスピストン、82……バレル、83……油圧
バレル、84……油圧プランジヤ。
図、第2図は第1図の装置の排気弁のリフト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、71,72,73,74……電磁弁、81…
…ガスピストン、82……バレル、83……油圧
バレル、84……油圧プランジヤ。
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ヤポンプを備えた
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 JPS59206606A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0263084B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| FR2702003A1 (fr) * | 1993-02-25 | 1994-09-02 | Arlaud Roger | Dispositif de commande électrohydraulique de soupape à ouverture intérieure pour moteur à combustion interne. |
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-
1983
- 1983-05-09 JP JP58080473A patent/JPS59206606A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59206606A (ja) | 1984-11-22 |
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