JPS6165013A - ２サイクルデイ−ゼル機関 - Google Patents

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、ユニフロー掃気式２サイクルディーゼル機関
に関する。

〔従来の技術〕

第１１図に従来のユニフロー掃気式２サイクルディーゼ
ル機関の１例を示す。図において。

シリンダジャケット１１は、下部に掃気孔１２を有する
シリンダライナ１３を支持しており。

上部には排気弁１４が組み込まれたシリンダカバー１５
が載置される。上記シリンダライナ１３の内面にはピス
トンロッド１６に支えられたピストン１７が摺動可能に
嵌合される。

上記ピストンロッド１６はその下端がクロスヘッド１８
に支持され、連接棒２５を介してクランク軸２２に連結
される。上記シリンダジャケット１１の下部には、上記
掃気孔１２に連通される掃気間１９が設けられる。上記
シリンダカバー１５．　　シリンダライナ１３およびピ
ストン１７により燃焼室２１を形成する。

上記ディーゼル機関において、燃焼室２１に図示しない
燃料噴射弁から燃料を噴射すると。

該燃焼室２１内の作動ガスは高温高圧となる。−その後
、ピストン１７がクランク軸２２の回転にし念がい下降
すると１作動ガスは膨張してピストン１７に仕事を与え
る。該ピストン１７が下死点ＢＤＣに近づくと、まず排
気弁１４が開き。

高圧の作動ガスが排気口２７へと排出されて７リンダラ
イナ１３内部の圧力が掃気溜１９内の掃気圧力よりも低
くなる。このとき、ピストン１７が掃気孔１２を開くた
め、掃気がシリンダライナ１３内に流入しはじめる。

第１２図は、クランク軸２２が上記よりもさらに回転し
、掃気孔１２が全開した頃の状態を示す。図において、
シリンダライナ１３の壁面に近い領域２３及び中心部２
４は掃気の流れのデッドゾーンとなり、前のサイクルの
作動ガスすなわち燃焼ガスが残留する。

この状態は、さらにクランク軸２２が回転して、掃気孔
１２がピストン１７により閉塞され。

排気弁１４も閉じて、７リンダライナ１３内の作動ガス
の圧縮が始まるまで続く。

〔発明が解決すべき問題点〕

しかしながら、かかる従来のものには下記問題点がある
。

上記機関において、圧縮始めの時期まで第１２図に示す
ような燃焼ガスの存在する壁面に近い領域２３及び中・
し・部領域２４が残４する。

このため、この燃焼ガスの分だけ圧縮始めにおいて、シ
リンダライナ１３内に存在する掃気の景が減少し、これ
により機関の掃気効率が低下し１機関出力の低下や燃費
の悪化を招く。

本発明は上記に鑑みなされたもので、圧縮始めにおける
・／リンダライナ内の燃焼残留ガス量を減することによ
り７機関の掃気効率を向上せしめることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段１作用〕本発明は、上記
問題点を解決するため、ピストンロッドの内部に流体圧
シリンダ全形成し。

該シリンダ内を往復動する流体圧ピストンの一端に掃気
ディスプレーサ−を連結して、該ディスプレーサ−の下
面をピストンの上面に接脱可能とし、上記流体圧ピスト
ンを駆動する作動流体をクランク軸の回転に応動して給
排するように構成したことを特徴とする。

本発明は、上記構成を具えたことにより、ヒ。

ストンとは独立して流体圧ピストンと共に往復動する掃
気ディスプレーサ−により、シリンタ゛ライナ内壁近傍
やノリンダライナ中心部近傍の燃焼残留ガスを所要のタ
イミングで以って押し出すことがでさる０ 〔実施例〕 以下、第１図ないし第５図を参照して本発明の１実施例
につき説明する。

図において、１１はシリンダジャケット、１３はシリン
ダライナ、１２は該ンリンタ゛ライナ１３に多数穿設さ
れた掃気孔、１４は排気弁＋’　ｌ　５はシリンダカバ
ー、１６はピストンロッド、１７はピストン、１８はク
ロスヘッド、１９は掃気溜である。公り上記シリンダラ
イナー３．ピストン１７及びシリンダカバー１５にエリ
区画形成された燃焼室、２７は排気口である。

上記ピストン１７の上部には下面がこれに密着可能に掃
気ディスプレーサ−３１を設ける。

該、掃気ディスプレーサ−３１は、ピストンロッド１６
内を摺動するロッド３２の一端に固着される。上記、ク
ロスヘッド１８へは、上記掃気ディスプレーサ−３１駆
動用の油圧供給リンク３３．３４を接続する。３６はク
ランクケース２６内の潤滑油を吸引して加圧し、蓄圧器
３５へ供給する油圧ポンプＭである。上記蓄圧器３５の
高圧油は配管３７から油圧管制器３８を通り、配管４１
．４２に経て上記油圧供給リンク３３．３４へ至る。４
５は、クランク軸２２から検出したクランク角度信号４
３が入力しされ、油圧管制器３８へ制御信号４４を出力
する制御器である。

上記掃気ディスプレーサ−３１の詳細を第２図及び第３
図に示す。

図において、掃気ディスプレーサ−３１は。

中央部に開口部５１を有する円環状の形状をなし、中央
部全ロッド３２で支持する。

上記ロッド３２は下端に油圧ピストン５２が固着され、
上部油室５３および下部油室５４の差圧により、ピスト
ンロッド１６内を摺動する。

上記下部油室５４には、油圧供給リンク３３から油圧を
供給し、上部油室５３には油圧供給リンク３４かも、ピ
ストンロッド１６内の油路５５を経て油圧を供給する。

４６は、上記油圧管制器３８とクランクケース２６内と
を接続する戻り油管である。

第４図にピストン１７および掃気ディスプレーサ−３１
のクランク角度に対する位置の状況を示す。

ピストン１７の上死点ＴＤＣでは、掃気ディスプレーサ
−３１はピストン１７の上面に密着している。すなわち
、掃気ディスプレーサ−；３１は燃・焼室２１の壁面の
一部を構成する。ピストン１７が下降し、掃気孔１２を
開きはじめるクランク角度になると、クランク角度信号
４３に基づく制御器４５の制御信号４４により油圧管制
器３８が下部油室５４へ配管４】、油圧供給リンク３３
をへて高圧油を供給する１、その結果。

掃気ディスプレーサ−３１は上方に変位しはじめ、掃気
孔１２が開いている掃排気期間中に７リンダライナ１３
の上部のＡ点まで位動する。

その後、ピストン１７はその上昇により、掃気孔１２を
閉じて圧縮行程にはいり、上死点ＴＤＣに近づく。この
とき、制御器４５からの制御信号４４により、油圧管制
器３８が上部油室５３に配管４２．油圧供給リンク３４
．油路５５を経て高圧油を供給するとともに、下部油室
５４の油を配ｖ４６を経由してクランクケース２６内へ
戻す。この結果、掃気テイスプレーサー３１はピストン
１７に引き戻され、Ｂ点でピストン１７に密着する。

このとき、掃気ディスプレーサ−３１とピストン１７間
に貯められた掃気は、掃気ディスフ。

レーサ°−３１内の開口部５１を経て掃気ティスプレー
サー３１の上部、すなわち燃焼室２１へと移動し、その
後の燃焼にそなえる。

燃焼により燃焼室２１内の作動ガスの圧力が上昇し、掃
気ディスプレーサー３１にその圧力が作用するが、該デ
ィスプレーサ−３１はピストン１７に密着しているため
、該圧力はピストン１７が受圧することとなるので、掃
気ディスプレーサ−３１が破壊することはない。

第５図は、上記掃気ディスプレーサ−３１がピストン１
７から離れて上昇している途中のシリンダライナ１３の
内部の状況を示す。図から明らかなように２円環状の掃
気ディスプレーサ−３１が上昇するため、該ディスプレ
ーサ−３１に押し出されて第２図に示した壁面近くの燃
焼ガスの存在する領域が無くなり、掃気ディスフ。

レーサー３１の下部にはすべて新しい掃気が充填される
。

また、掃気ディスプレーサ−３１上部の領域６２は、開
口部５１を経由して、燃焼ガス６１中に流出した掃気で
あり、第６図に示したＡ点よりも上部に残留した燃焼ガ
ヌは、この掃気が押し出すこととなる。

上記により、シリンダライナ１３内はほぼ完全に掃気で
充満され、掃気効率が向上する。

第６図ないし第１０図は本発明の他の実施例を示す。

図において、１１は７リンダジヤケソト、１３はシリン
ダライナ、１２は該シリンダライナ１３に多数穿設され
た掃気孔、１４は排気弁、１５はシリンダカバー、１６
はピストン１７間、１７はピストン、１８はクロスヘッ
ド、１９は掃気部である。２１は上記シリンダライナ１
３．ピストン１７及びシリンダカバー１５により区画形
成された燃焼室、２７は排気口である。

上記ピストン１７の上部にはこれに密着可酔に掃気ディ
スプレーサー３１１を設ける。該掃気ディスプレーサ−
３１１は、ピストンロット１６内を摺動するロッド３２
の一端に固着されるＯ上記クロスヘッド１８へは、上記
掃気ディスプレーサ−３１１，駆動用の油圧供給リンク
３３．３４を接続する。３６はクランクケース２６内の
潤滑油を吸引して加圧し、蓄圧器３５へ供給する油圧ポ
ンプに）でちる。上記蓄圧器３５の高圧油は、配管３７
から油圧管制器３８を通り、配管４１．４２に経て上記
油圧供給リンク３３゜３４へ至る。４５は、クランク軸
２２から検出したクランク角度信号４３が入力しされ、
油圧管制器３８へ制御信号４・ｌｋ比出力る制御器であ
る。

上記掃気ディスプレーサ−３１１の詳細ヲ、第７図及び
第８図に示す。

図において、掃気ディスプレーサ−３１１はシリンダラ
イナ１３の内径よりも小さい円板状に形成され、これと
７リングライナ１３との間にＩｌ］：Ｉ環状の隙間が形
成されるような大きさとする。

上記ロッド３２は下端に油圧ピストン５２が固着され、
上部油室５３および下部油室５４の差圧によりピストン
ロット１６内全摺動する。

上記下部油室５４には、油圧供給リンク３３から油圧を
供給し、上部油室５３には油圧供給リンク３４から、ピ
ストンロット１６内の油路５５を経て油圧を供給する　
・１６に、上記油圧管匍ｊ器３８とクランクケース２６
内と全接続する戻り油管である。

第９図にピストン１７および掃気ディスプレーサー３１
のクランク角度に対する位置の状況を示す。ピストン１
７の上死点ＴＤＣでは掃気ディスプレーサ−３１ば、ピ
ストン１７の上面に密着している。すなわち、掃気ディ
スプレーサ−３１は燃焼室２１の壁面の一部を構成する
。

ピストン１７が下降し、掃気孔１２に開きにじめるクラ
ンク角度になると、クランク角度信号４３に基づく制御
器４５の制御信号４４により油圧管制器３８が下部油室
５４へ配管４１．油圧供給リンク３３をへて高圧油を供
給する。その結果、掃気ディスプレーサ−３１１は上方
に変する。その後、ピストン１７はその上昇により掃気
孔１２を閉じて圧縮行程にはいり上死点ＴＤＣに近づく
。このとき、制御器４５からの制御信号４４により、油
圧管制器３８が上部油室５３に配管４２．油圧供給リン
ク３・↓、油路５５を経て高圧油を供給するとともに、
下部油室５・１の油を配管４６を経由してクランクケー
ス２６内へ戻す。この結果、掃気ディスプレーサ−３１
１はピストン１７に引き戻され８点でピストン１７に密
着する。

このとき、掃気ディスプレーサ−３１１とピストン１７
間に貯められた掃気は、掃気ディスプレーサ−３１１と
７リングライナ１３との間の円環状の隙間を経て掃気デ
ィスプレーサ−３１１の上部、すなわち燃焼室２１へと
移動し、その後の燃焼にそなえる。

燃焼により燃焼室２１内の作動ガスの圧力が上昇し、掃
気ディスプレーサ−３１にその圧力が作用するが、該デ
ィスプレーサ−３１１はピストン１７に密着しているた
め、該圧力はピストが、ピストン１７から離れて上昇し
ている途中の７リングライナ１３の内部の状況を示す。

図から明らかなように１円板板の掃気ディスプレーサ−
３１１が上昇するにしたがい該ディスプレーサ−３に押
し出されて、第１２図に示した中心付近の燃焼残留ガス
が無くなる。

さらに、掃気ディスプレーサ−３１１と一／リンダライ
ナ１３との間の円環状の隙間７０から流出する掃気６２
により、壁面に近い領域の燃・磯ガスも掃気ディスプレ
ーサ−３１１の上昇にしたがい無くなる。このため、掃
気ディスプレーサ−３１１が第８図のＡ点まで上昇する
とシリンダライナ１３内はほぼ完全に掃気で充？４きれ
る。

これにより、掃気効率が向上する。

〔発明の効果〕　　一 本発明は以上のように構成されており１本発明によれば
、掃気ディスプレーサ−により、シリンダ内壁近傍及び
シリンダ中心近傍の燃焼残留ガスを押し出すことができ
るので、圧縮始めにおけるシリンダ内の掃気充填量が増
加する。

従って、掃気効率が向上し、出力の上昇、燃料消費率の
低下をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は１本発明の第１実施例を示し、第
１図は機関の概略横断面図、第２図は第１図の■−■断
面図、第３図は掃気ディスプレーサ−の詳細断面図、第
４図は作用説明用線図、第５図は作用説明用断面図であ
る。 第６図ないし第１０図は本発明の第２実施例を示し、第
６図は第１図に、第７図は第２図に（第６図の■−■断
面図）、第８図は第３図に。 第９図は第４図に、第１０図は第５図に夫々応当する図
である。 第１１図及び第１２図は、従来のユニフロー掃気式２サ
イクルディーゼル機関の１例を示す概略断面図及び作用
説明用断面図である。 １２・・掃気孔、１３・・・シリンダライナ、１５・・
・シリンダカバー、１６・・・ピストンロッド、１７・
・・ピストン、２１・・・燃焼室、　　３１．　３１１
・・・掃気ディスプレーサ−２３２・・・ロッド、３８
・・油圧管制器、４５・・・制御器、５２・・・油圧ピ
ストン。 ｗ＝を二゛：５ 第２図 第４図 クラレフ角度 第５図 第６７ 第７０ 第８図 第ｑに クランク角度 第（Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ユニフロー掃気式２サイクルディーゼル機関において、
   ピストンロッドの内部にこれの軸方向に形成された流体
   圧シリンダ内に該ピストンロッドと相対移動可能に嵌合
   された流体圧ピストンと、該流体圧ピストンの一端に連
   結されるとともに下面がピストンの上面に接脱可能にさ
   れ、上記ピストンとの相対移動によりシリンダライナ内
   の燃焼残留ガスを排気口へ押し出す掃気ディスプレーサ
   ーと、クランク軸の回転に応動して上記流体圧ピストン
   を駆動する作動流体を上記流体圧シリンダに給排するデ
   ィスプレーサー制御装置とを具えたことを特徴とする２
   サイクルディーゼル機関。