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JP2000018013A - 内燃機関の圧縮比調整装置 - Google Patents

内燃機関の圧縮比調整装置

Info

Publication number
JP2000018013A
JP2000018013A JP10188337A JP18833798A JP2000018013A JP 2000018013 A JP2000018013 A JP 2000018013A JP 10188337 A JP10188337 A JP 10188337A JP 18833798 A JP18833798 A JP 18833798A JP 2000018013 A JP2000018013 A JP 2000018013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
exhaust valve
piston
drive
hydraulic oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10188337A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Nakano
良治 中野
Yasutaka Irie
泰隆 入江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP10188337A priority Critical patent/JP2000018013A/ja
Publication of JP2000018013A publication Critical patent/JP2000018013A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気弁油圧駆動装置を備えた内燃機関におい
て、排気弁の開弁および閉弁時期を機関の運転中におい
ても随時変更可能とし、これによって機関の圧縮比を調
整可能として、燃料噴射タイミングに影響されることな
く筒内最高圧力を上昇可能として、排気ガスの浄化を保
持しつつ燃料消費率を低く維持できる内燃機関を提供す
る。 【解決手段】 タペットに連動されて駆動シリンダ内を
往復動する駆動ピストンによって作動油を圧送する駆動
部と、従動シリンダ内に形成された油室内に導入された
作動油を排気弁に固定された従動ピストンに作用させて
これを開弁するようにした排気弁部とを備えた排気弁油
圧駆動装置を備えた内燃機関において、前記駆動部は、
前記駆動ピストンの作動油圧縮始め時期を調整して前記
排気弁の閉時期を変化させるプリストローク調整手段を
有し、前記排気弁部は、前記油室と該油室内の作動油を
排出するためのドレン通路との間に絞り面積を調整して
前記排気弁の閉時期を変化させるオリフィス装置を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関、特に排気
弁油圧駆動装置を備えた２サイクル大型ディーゼル機関
における圧縮比調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型２サイクルディーゼル機関において
は、近年、排気弁を油圧で駆動する油圧駆動式排気弁が
用いられてきている。図９〜図１０はかかる排気弁油圧
駆動装置の従来技術の１例を示し、図９は被駆動部であ
る排気弁部、図１０は排気カムにより駆動される駆動部
である。
【０００３】図９において、３６は排気弁箱、３６ａは
該排気弁箱３６内に形成された排気通路、３３は該排気
通路３６ａを開閉する排気弁、３３ａは該排気弁３３の
弁棒である。３９はシリンダカバー、３８は該シリンダ
カバー３９に固着されたバルブシートで、該バルブシー
ト３８のシート面に前記排気弁３３の傘部３３ｂが着脱
することにより、前記排気通路３６ａを開閉するように
なっている。３７は前記排気弁箱３６に固着された弁ブ
ッシュで、該弁ブッシュ３７の内周に前記排気弁３３の
弁棒３３ａが往復摺動自在に嵌合されている。
【０００４】７１は空気シリンダで、内部に空気が充填
されて空気ばね３４を構成している。７２は弁棒３３ａ
の中間部にコッタ７３を介して固着されたピストンで前
記排気弁３３の下降時に該ピストン７２によって空気ば
ね３４を圧縮し、その弾力によって排気弁３３を閉方向
に戻すようになっている。３１は従動シリンダで、その
内部には従動ピストン３２が往復摺動自在に嵌合されて
いる。該従動ピストン３２には前記排気弁３３の弁棒３
３ａの上端が固定され、該従動ピストン３２は前記排気
弁３３とともに前記従動シリンダ３１内を往復動するよ
うになっている。
【０００５】３１ａは前記従動シリンダ３１内の前記従
動ピストン３２の上部に形成された油室、３５は該油室
３１ａへの油入口穴である。４５は前記油室３１ａと外
部とを接続するドレン穴である。該ドレン穴４５の出口
端は前記従動シリンダ３１の出口空間３１ｂに開口さ
れ、該出口空間３１ｂはドレン穴３１ｃを介して外部に
連通されている。前記ドレン穴４５は作動油の漏油量を
規制するため、固定絞りのオリフィスに構成されてい
る。
【０００６】駆動部を示す図１０において、５９はエン
ジンのクランク軸に連動されて回転するカム（排気カ
ム）、５６はガイドである。５５は該ガイド５６のタペ
ット穴５６ａに往復摺動自在に嵌合されたタペットで、
該タペット５５にはピン５８を介してローラ５７が枢支
され、前記カム５９と転接している。５４は前記タペッ
ト５５の戻し用のばね、５２は該タペット５５の上端に
嵌着された駆動ピストンである。
【０００７】５０は駆動シリンダで、その内部には前記
駆動ピストン５２が往復摺動自在に嵌合されている。６
８は前記駆動シリンダ５０内に形成された油室で前記駆
動ピストン５２の上面が臨んでいる。６１は一端が前記
油室６８に連通される油出口穴で、該出口穴６１の他端
は作動油管（不図示）を介して前記排気弁部の従動シリ
ンダ３１（図９参照）の油入口穴３５に接続されてい
る。６２は給油口、６４は該給油口６２から分岐されて
前記油室６８に接続される油路である。６３は前記給油
口６２を前記油出口穴６１との間に設けられた逆止弁
で、給油口６２側から油出口穴６１側へ向かう油の流れ
のみを許容するように構成されている。
【０００８】かかる排気弁油圧駆動装置の作動時におい
て、タペット５５のローラ５７がカム５９のベース円５
９ａに接してカムリフトが０（ゼロ）のときには、前記
駆動部のピストン５２の上端面と油路６４の油室６８へ
の開口部６４ａの上縁との間にプリストロークｌが形成
されている。カム５９の回転とともに、タペット５５が
リフトし、前記プリストロークｌが０になって開口部６
４ａが閉じられると、油室６８内の作動油が加圧され油
出口穴６１から作動油管（不図示）を通って図９に示す
排気弁部の油入口穴３５から油室３１ａ内に入る。
【０００９】そして、前記油室３１ａ内の作動油圧によ
ってピストン３２及び排気弁３３が空気ばね３４の弾力
に抗して押し下げられて開弁する。前記カム５９の回転
により、ローラ５７、タペット５５を介して駆動ピスト
ン５２が下動すると排気弁部の従動シリンダ３１の油室
３１ａ内の作動油は作動油管（不図示）を経て駆動部の
油室６８内に戻されて従動シリンダ３１の油室３１ａ内
の油圧が低下する。従って、排気弁３３は、前記空気ば
ね３４の弾力によって上動し、傘部３３ｂがバルブシー
ト３８のシート面に当接し前記排気弁３３は閉弁され
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】かかる排気弁油圧駆動
装置を備えた内燃機関においては、前記駆動部における
駆動ピストン５２のプリストロークｌ及び排気弁部にお
ける油室３１ａからの漏油用オリフィスであるドレン穴
４５の径は機関の製作時に決定されて変更あるいは調整
不可能な構造となっている。従って、かかる従来技術に
おいては、排気弁３３の開弁時期及び閉弁時期も一義的
に決まり、機関の要求に応じて随時変更することはでき
ない。
【００１１】一方燃料噴射タイミングについては、、燃
料噴射始めの時期を遅らせる、つまり噴射始めの遅延角
を大きくすると、図１１に示すように筒内最高圧力Ｐｍ
ａｘが低下するとともに排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化
物）の量も減少することが知られている。しかしなが
ら、かかる機関において、前記のようにＮＯｘを低減さ
せるために遅延角θt を大きくすると筒内最高圧力Ｐｍ
ａｘが低下して燃料消費率が増加するとともにＨＣ、Ｃ
Ｏ2 等の排出量が増加する。
【００１２】従って、前記従来技術にあっては、前記の
ように、排気弁の開閉タイミングが一義的に固定されて
いるため、燃料噴射タイミングの調整のみでは、ＮＯｘ
の排出量と筒内最高圧力とが背反する関係があることか
ら、ＮＯｘの低減による排ガスの浄化と筒内最高圧力Ｐ
ｍａｘの上昇による燃料消費率の低減を同時に実現する
のは困難である。
【００１３】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、排
気弁油圧駆動装置を備えた内燃機関において、排気弁の
開弁及び閉弁時期を機関の運転中においても、随時変更
可能とし、これによって機関の圧縮比を調整可能とし
て、燃料噴射タイミングに影響されることなく筒内最高
圧力を上昇可能として、排気ガスの浄化を保持しつつ燃
料消費率を低く維持できる内燃機関を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、クランク軸に
連動されるカムの回転によりリフトされるタペットに連
動されて駆動シリンダ内を往復動する駆動ピストンによ
って作動油を圧送する駆動部と、従動シリンダ内に形成
された油室内に前記作動油が導入され、該作動油を排気
弁の弁棒に固定された従動ピストンに作用させて該排気
弁を開弁するようにした排気弁部とを備えた内燃機関に
おいて、前記駆動部は、前記駆動ピストンの作動油圧縮
始め時期を調整して前記排気弁の閉時期を変化させるプ
リストローク調整手段を備えてなることを特徴とする内
燃機関の圧縮比調整装置を提案する。
【００１５】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明の第１の具体的手段に係り、前記プリストロー
ク調整手段が、前記駆動シリンダ内に往復動自在に嵌合
されるとともに内周に前記駆動ピストンが嵌合され、該
駆動ピストンによって開閉される排油穴が設けられた筒
状のブッシュと、該ブッシュに制御油を作用させ前記排
油穴の閉時期を変化させて作動油圧縮始め時期を調整す
る制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】さらに、請求項５記載の発明は、請求項１
記載の発明の第２の具体的手段に係り、前記プリストロ
ーク調整手段が、前記駆動シリンダ内に固定されるとと
もに内周に前記駆動ピストンが嵌合され、該ピストンに
よって開閉される排油穴を有するブッシュと、前記タペ
ットと駆動ピストンとの間に介装され、制御油を前記駆
動ピストンの前記タペットとの連結部に作用させ前記排
油穴の閉時期を変化させて作動油圧縮始め時期を調整す
る制御手段と備えていることを特徴とする。
【００１７】請求項１及び４記載の発明によれば、駆動
部に設けられたプリストローク調整手段のブッシュに制
御油圧を作用させ、該ブッシュの内周に往復摺動自在に
嵌合された駆動ピストンが該ブッシュに設けられた排油
穴を閉じる時期を早めてプリストロークを減少させる
と、排気弁の開弁時期が早まる（進角する）とともに閉
弁時期が遅れる（遅角する）。従って、シリンダ内の実
圧縮始めの容積が小さくなって圧縮比は小さくなる。一
方、前記とは逆に、プリストローク調整手段のブッシュ
への制御油圧の作用を解除して、駆動ピストンがブッシ
ュの排油穴を閉じる時期を遅らせてプリストロークを増
大させると、排気弁の閉弁時期が早まる（進角する）。
これによって実圧縮始めのシリンダ容積が増大し、圧縮
比が大きくなる。
【００１８】また請求項５記載の発明によれば、駆動部
のタペットと駆動ピストンとの間に介装された制御手段
に制御油圧を作用させて駆動ピストンがブッシュに設け
られた排油穴を閉じる時期を早めてプリストロークを減
少させ、前記と同様に排気弁の閉弁時期を遅らせること
により、圧縮比を小さくすることができる。また、上記
とは逆に、前記駆動ピストンへの制御油圧を解放し該ピ
ストンが排油穴を閉じる時期を遅らせてプリストローク
を増加させ、排気弁の開弁時期を早めることにより圧縮
比を大きくすることができる。
【００１９】次に請求項２記載の発明は、クランク軸に
連動されるカムの回転によりリフトされるタペットに連
動されて駆動シリンダ内を往復動する駆動ピストンによ
って作動油を圧送する駆動部と、従動シリンダ内に形成
された油室内に前記作動油が導入され、該作動油を排気
弁の弁棒に固定された従動ピストンに作用させて該排気
弁を開弁するようにした排気弁部とを備えた内燃機関に
おいて、前記排気弁部は、前期油室と該油室内の作動油
を排出するためのドレン通路との間に、絞り面積を調整
して排気弁の閉時期を変化させるオリフィス装置を設け
てなることを特徴とする内燃機関の圧縮比調整装置にあ
る。
【００２０】また請求項６記載の発明は、請求項２記載
の発明の具体的手段に係り、前記オリフィス装置は、オ
リフィス本体内に形成されて制御油が給排される油室
と、該オリフィス本体内に往復動自在に嵌合され前記油
室内の制御油の圧力により前記従動シリンダ内の油室と
前記ドレン通路との間に設けられた絞り通路を開閉する
ピストンとを備えてなる。
【００２１】請求項２及び６記載の発明によれば、オリ
フィス装置の油室に制御油を導入して、ピストンに制御
油圧を作用させると該ピストンが押し下げられて絞り通
路面積を減少させる。これにより従動シリンダの油室か
らドレン通路に逃げる漏洩油量が減少し、排気弁の開弁
時期が遅れ、従って圧縮比は小さくなる。一方、前記オ
リフィス装置のピストンへの制御油圧の作用を解除して
絞り面積を増加すると、前記従動シリンダの油室からド
レン通路への漏油量が増加し、排気弁の閉弁時期が早ま
り、従って圧縮比は大きくなる。
【００２２】そして請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明と請求項２記載の発明とを組合わせたものであ
り、クランク軸に連動されるカムの回転によりリフトさ
れるタペットに連動されて駆動シリンダ内を往復動する
駆動ピストンによって作動油を圧送する駆動部と、従動
シリンダ内に形成された油室内に前記作動油が導入さ
れ、該作動油を排気弁の弁棒に固定された従動ピストン
に作用させて該排気弁を開弁するようにした排気弁部と
を備えた内燃機関において、前記駆動部は、前記駆動ピ
ストンの作動油圧縮始め時期を調整して前記排気弁の閉
時期を変化させるプリストローク調整手段を備えてな
り、前記排気弁部は、前記油室と該油室内の作動油を排
出するためのドレン通路の間に、絞り面積を調整して、
前記排気弁の閉時期を変化させるオリフィス装置を設け
てなることを特徴とする内燃機関の圧縮比調整装置にあ
る。
【００２３】従って、請求項３記載の発明によれば、請
求項１記載の発明と請求項２記載の発明とを相乗した効
果を奏することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【００２５】図１は発明の第１実施形態に係る排気弁油
圧駆動装置の被駆動部である排気弁部の縦断面図、図２
（Ａ）、（Ｂ）は該排気弁部におけるオリフィス装置部
の要部断面図、図３は駆動部の縦断面図、図４（Ａ）、
（Ｂ）は駆動部におけるプリストローク調整部の要部断
面図である。
【００２６】図１において、３６は排気弁箱、３６ａは
該排気弁箱３６内に形成された排気通路、３３は該排気
通路３６ａを開閉する排気弁、３３ａは該排気弁３３の
弁棒である。３９はシリンダカバー、３８は該シリンダ
カバー３９に固着されたバルブシートで、該バルブシー
ト３８のシート面に前記排気弁３３の傘部３３ｂが着脱
することにより、前記排気通路３６ａを開閉するように
なっている。３７は前記排気弁箱３６に固着された弁ブ
ッシュで、該弁ブッシュ３７の内周に前記排気弁３３の
弁棒３３ａが往復摺動自在に嵌合されている。
【００２７】７１は空気シリンダで、内部に空気が充填
されて空気ばね３４を構成している。７２は弁棒３３ａ
の中間部にコッタ７３を介して固着されたピストンで、
前記排気弁３３の下降時に該ピストン７２によって空気
ばね３４を圧縮し、その弾力によって排気弁３３を閉方
向に戻すようになっている。３１は従動シリンダで、そ
の内部には従動ピストン３２が往復摺動自在に嵌合され
ている。前記従動ピストン３２には前記排気弁３３の弁
棒３３ａの上端が固定され、該従動ピストン３２は前記
排気弁３３とともに、前記従動シリンダ３１内を往復動
するようになっている。３１ａは前記従動シリンダ３１
内の前記従動ピストン３２の上部に形成された油室、３
５は該油室３１ａへの油入口穴である。以上に示した排
気弁部の構成は図９に示す従来技術と同様である。
【００２８】４５は前記油室３１ａと外部とを接続する
ドレン穴である。該ドレン穴４５の出口端は前記従動シ
リンダ３１内の出口空間３１ｂに開口され、該出口空間
３１ｂはドレン穴３１ｃを介して外部に連通されてい
る。４１は前記ドレン穴４５の油室３１ａ出口部に設け
られたオリフィス装置である。
【００２９】図２（Ａ）、（Ｂ）は前記オリフィス装置
４１の詳細を示し、図２（Ａ）は絞り通路面積が小さい
とき、図２（Ｂ）は絞り通路面積が大きいときを示す。
図２（Ａ）、（Ｂ）において、４１ａは前記油圧シリン
ダ３１の上部にねじ込まれたオリフィス本体である。４
２は該本体４１ａ内に往復摺動自在に嵌合されたピスト
ンで、該ピストン４２の下面は入口穴４３を介して前記
従動シリンダ３１内の油室３１ａに連通され、上面は制
御油入口４７から制御油が導入される油室４６に臨んで
いる。４４（４４ａ，４４ｂ）は前記ピストン４２の往
復動によって開閉される絞りで、上下２段設けられてい
る。４１ｂは前記オリフィス本体４１ａの下部外周に臨
んで形成された溝で前記絞り４４ａ及び４４ｂの出口端
が開口するとともに、該絞り４４ａ、４４ｂは該溝４１
ｂを介して前記ドレン穴４５に連通するようになってい
る。
【００３０】前記排気弁油圧駆動装置の駆動部を示す図
３〜図４（Ａ）、（Ｂ）において、５９はエンジンのク
ランク軸に連動されて回転するカム（排気カム）、５６
はガイドである。５５は該ガイド５６のタペット穴５６
ａに往復摺動自在に嵌合されたタペットで、該タペット
５５にはピン５８を介してローラ５７が枢支され、前記
カム５９とを転接している。５４は前記タペット５５の
戻し用のばね、５２は該タペット５５の上端に嵌着され
た駆動ピストンである。以上に示した駆動部の構成は図
１０に示す従来技術と同様である。
【００３１】５０は駆動シリンダで、該シリンダ５０内
には筒状のブッシュ５１が往復摺動自在に嵌合されると
ともに、該ブッシュ５１の内周を前記駆動ピストン５２
が往復摺動するようになっている。５１ａは前記ブッシ
ュ５１の下部を構成するつば部で、前記シリンダ５０の
下部の嵌合穴５０ｂ内に往復摺動自在に嵌合されてい
る。該つば部５１ａの上面には環状の制御室６６が形成
され、該制御室６６には制御油入口６７を経て制御油が
給排されるようになっている。また前記つば部５１ａの
下面５１ｂは前記タペット用のばね５４の上端が当接さ
れるばね座となっている。
【００３２】また、６８は前記ブッシュ５１の上部内周
とピストン５２の上面とが臨んで形成された油室であ
る。５０ａは前記ブッシュ５１の外周に形成された溝
で、前記ブッシュ５１に設けられた排油穴６５（詳細は
後述）を介して前記油室６８と連通可能となっている。
６１は一端が前記油室６８に連通される油出口穴で、そ
の他端は作動油管（不図示）を介して前記排気弁部の従
動シリンダ３１（図１参照）の油入口穴３５に接続され
ている。６２は給油口、６４は給油口６２から分岐され
て前記溝５０ａに接続される油路である。６３は前記給
油口６２と前記油出口穴６１との間に設けられた逆止弁
で、給油口６２側から油出口穴６１側へ向かう油の流れ
のみを許容するように構成されている。
【００３３】５３は前記ガイド５６の上面とシリンダ５
０の下面との間に介装されたライナである。そして、前
記ブッシュ５１は、そのつば部５１ａが前記タペット５
５のばね５４によって、前記シリンダ５０の当接面５０
ｃ押し付けられたとき、該ライナ５３の上面５３ａと前
記つば部５１ａの下面５１ｂとの間に間隙δが形成さ
れ、また、前記制御室６６内に制御油が供給されて該つ
ば部５１ａに作用して、該ブッシュ５１が押し下げられ
たとき、該つば部５１ａの下面５１ｂが前記ライナ５３
の上面と当接して該ブッシュ５１の下動が係止されるよ
うに構成されている。
【００３４】図３及び図４（Ａ）において、ｌ1 はプリ
ストロークで、前記タペット５５のローラ５７がカム５
９のベース円５９ａに当接してカムリフトが０（ゼロ）
のときの駆動ピストン５２の上面と前記排油穴６５の上
縁との距離であり、前記ブッシュ５１の移動量によって
変化可能となっている。
【００３５】かかる構成からなる排気弁油圧駆動装置に
おいて、図３及び図４（Ａ）に示すように前記タペット
５５のローラ５７がカム５９のベース円５９ａに当接し
てカムリフトが０（ゼロ）のときには、前記駆動部ピス
トン５２の上端面と排油穴６５の上縁との間にプリスト
ロークｌ1 が形成されている。また、このとき、前記ブ
ッシュ５１はばね５４の弾力により上方に押され、その
つば部５１ａの上面がシリンダ５０の当接面５０ｃに当
接されて、ライナ５３の上面５３ａとつば部５１ａの下
面５１ｂとの間には間隙δが形成されている。
【００３６】そしてカム５９の回転とともに、タペット
５５がリフトし、前記プリストロークｌ1 が０になって
排油穴６５が閉じられると、油室６８内の作動油が加圧
され油出口穴６１から作動油管（不図示）を通って図１
に示す排気弁部の油入口穴３５から油室３１ａ内に入
る。このとき前記オリフィス装置４１の油室４６には加
圧された制御油が導入されてピストン４２は下動し、上
段側の絞り４４ａが閉じられ、下段側の絞り４４ｂが開
いて前記油室３１ａは該下段側の絞り４４ｂを介してド
レン穴４５に連通される。そして、前記油室３１ａ内の
作動油圧によってピストン３２及び排気弁３３が空気ば
ね３４の弾力に抗して押し上げられて開弁する。
【００３７】そして、カム５９の回転により、ローラ５
７及びタペット５５を介して駆動ピストン５２が下動す
ると排気弁部の従動シリンダ３１の油室３１ａ内の作動
油は作動油管（不図示）を経て駆動部の油室６８内に戻
されて従動シリンダ３１の油室３１ａ内の油圧が低下す
る。従って、排気弁３３は前記空気ばね３４の弾力によ
って上動し、傘部３３ｂがバルブシート３８のシート面
に当接し前記排気弁３３は閉塞される。
【００３８】次に、前記オリフィス装置４１の油室４６
から制御油を排出すると、図２（Ｂ）のように油室３１
ａ内の作動油圧によってピストン４２は上動し、上側の
絞り４４ａ及び下側の４４ｂの双方が開く。これによっ
て、ドレン穴４５に通ずるオリフィスの絞り面積が前記
の場合（図２（Ａ）の場合）よりも大きくなる。これに
よって、前記のように絞り４４ｂ１個が開いている場合
（図２（Ａ））と同じカムリフトであっても、前記絞り
面積が増大し、ドレン量が増加する分だけ排気弁リフト
は小さくなる。
【００３９】図７は前記絞り４４ａ、４４ｂの開口数を
変えた場合の排気弁リフトＬの比較を示す。図７におい
てＣはカムリフト、Ｖ3 は前記絞り４４ｂのみが開いて
いる場合（図４（Ａ）の状態）の排気弁リフト、Ｖ4 は
前記絞り４４ａ、４４ｂの双方が開いている場合（図４
（Ｂ）の状態）を示す。図７に明らかなように、前期絞
り４４ｂ１個のみの開口状態から、絞り４４ａ、４４ｂ
の双方が開いて絞り面積が大きくなって漏油量が増加す
ると、排気弁リフトＶ3 がＶ4 のように小さくなるとと
もに、排気弁３３の開弁角が図２（Ａ）の場合よりもΔ
θc だけ早くなる。
【００４０】次に、前記駆動部において、プリストロー
クｌ1 の状態にて制御油入口６７から制御室６６に加圧
された制御油を供給してブッシュ５１のつば部５１ａに
作用させると、該ブッシュ５１は前記ばね５４を押し縮
めながら下動し、図４（Ｂ）に示すように、該つば部５
１ａの下面５１ｂが前記ライナ５３の上面５３ａと当接
する。このとき、図４（Ｂ）に示すように、つば部５１
ａの上面５１ｃとシリンダ５０の当接面５０ｃとの間の
間隙はδとなり、またプリストロークｌ2 ＝ｌ1 −δと
なる。
【００４１】図６の（Ａ）は、ブッシュ５１が図４
（Ａ）の状態にあってプリストロークがｌ1 のときのリ
フト線図、図６の（Ｂ）はブッシュ５１が図４の（Ｂ）
の状態にあってプリストロークがｌ2 のときのリフト線
図をそれぞれ示す。図６（Ａ）、（Ｂ）において、横軸
はクランク角θ、縦軸は排気弁リフト及びカムリフトＬ
であり、実線Ｃ1 、Ｃ2 はカムリフト、破線Ｖ1 、Ｖ2
は排気弁リフトである。
【００４２】図６において、（Ａ）に示すプリストロー
クｌ1 の大きい場合には、排気弁３３の開弁角θ01、開
弁角θC1であるのに対し、（Ｂ）に示すプリストローク
がｌ 2 と小さい場合には、前記開弁角はθ02に進角（早
くなる）するとともに、開弁角はθC2に遅角する。
【００４３】ここで、２サイクル大型ディーゼル機関に
おいては、前記排気弁３３が閉じ終ってからシリンダ内
ガスの圧縮が始まり、該排気弁３３が開き始めるとシリ
ンダ内ガスの圧縮状態が開放され、圧縮比εは、排気弁
３３の閉じ終り時におけるシリンダ容積と最小シリンダ
容積との比となる。従って、排気弁３３の開弁角θC1、
θC2あるいはθC3、θC3＋ΔθC を変化させることによ
り、前記圧縮比εを変化させることができ、前記閉弁角
が大きくなる、つまり排気弁３３が閉じる時期が遅くな
ると圧縮比εは小さくなる。
【００４４】よって、かかる実施形態において、駆動側
におけるプリストロークを、図４（Ａ）に示されたｌ1
から図４（Ｂ）に示されたｌ2 に減少させ、図６（Ａ）
に示される閉弁角θC1から図６（Ｂ）に示される閉弁角
θC2に遅角させると、圧縮比εは小さくなる。
【００４５】また、排気弁側のオリフィス装置４１の絞
り面積を、図２（Ａ）に示す絞り４４ｂのみの面積から
図２（Ｂ）に示す２個の絞り４４ａ及び４４ｂに増大さ
せ、図７に示すように排気弁３３の開弁角をθC3からΔ
θC だけ遅角させると前記圧縮比εは小さくなる。
【００４６】図８はかかる２サイクルディーゼル機関に
おける前記圧縮比εと圧縮圧力Ｐc及び筒内最高圧力Ｐ
ｍａｘとの関係を示す。図８に示されるように、圧縮比
εに比例して筒内最高圧力Ｐｍａｘが変化する（増大す
る）こととなり、かかる実施形態においては、機関の運
転中であっても前記プリストロークｌ1 あるいはｌ2 を
変化させ、あるいはオリフィス装置４１の絞り面積を変
化させて漏油量を変化させることにより、圧縮比εを最
適の筒内最高圧力Ｐｍａｘ及び最少の燃料消費率が得ら
れるように調整することができる。
【００４７】図５は本発明の第２実施形態を示す排気弁
油圧駆動装置の駆動部の縦断面図である。この実施形態
においては、図３に示す第１実施形態の駆動部に対し
て、ブッシュ５１を固定し、駆動ピストン５２を制御油
圧によって移動させ、プリストロークを変化させるよう
に構成している。即ち、図５において、駆動ピストン５
２の下部には別体のロッド８１が固定され、該ロッド８
１の下端にはピストン部８１ａが形成されている。
【００４８】一方、前記タペット５５内には制御シリン
ダ５５ａが形成され、該制御シリンダ５５ａ内に前記ロ
ッド８１のピストン部８１ａが往復摺動自在に嵌合され
ている。８２は前記制御シリンダ５５ａ内に形成された
制御油室で、前記ピストン部８１ａの下面が臨んでい
る。８３は前記タペット５５の内部に設けられた制御油
路、５６ｂは前記ガイド５６に設けられた制御油入口で
あり、該制御油入口５６ｂは前記制御油路８３を介して
前記制御油室８２に連通され、該制御油室８２内への制
御油の給排を可能としている。そして前記ブッシュ５１
は駆動シリンダ５０に固定され、そのつば部５１ａ下面
が、前記タペット５５用のばね５４の上部ばね受けとな
っている。
【００４９】かかる第２実施形態において、制御油室８
２に制御油が導入されていないときは、駆動ピストン５
２及びロッド８１は油室６８内の作動油圧によって押し
下げられ、カム５９のリフト０（ゼロ）のときの前記駆
動ピストン５２の上面と排油穴６５の上縁との距離即ち
プリストロークはｌ1 となる。
【００５０】一方、前記制御油室８２内に加圧された制
御油が導入されると、該制御油室８２内の制御油圧が前
記ピストン部８１ａの下面に作用して、前記ロッド８１
及び駆動ピストン５２をδだけ押し上げる。これによ
り、前記プリストロークｌ2 はｌ2 ＝ｌ1 −δと小さく
なる。従って、前記プリストロークのｌ2 への減少によ
り、前記第１形態における図６（Ｂ）のように、排気弁
３３の開時期がθ02と進角するとともに、閉時期がθ C2
と遅角する。
【００５１】
【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、排
気弁油圧駆動装置の駆動部にプリストローク調整手段を
設けて、駆動ピストンが排油穴を閉じて排気弁部への作
動油の圧送が始まるまでのプリストロークの量を調整す
ることによって排気弁の閉時期を変化させ、あるいは、
排気弁部の従動シリンダの油室とドレン通路との間にオ
リフィス装置を設けて該オリフィス装置の漏油穴即ち絞
り通路の面積を変化させ、漏油量を調整することによっ
て排気弁の閉時期を変化させることによって、機関の圧
縮比を、機関の運転中においても随時調整することがで
きる。
【００５２】これにより、燃料噴射タイミングに影響さ
れることなく筒内最高圧力を上昇させることができ、Ｎ
Ｏｘ、ＣＯ2 等の排出を抑制しつつ燃料消費率を低く保
持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るディーゼル機関
の排気弁油圧駆動装置における排気弁部の縦断面図であ
る。
【図２】 上記第１実施形態におけるオリフィス装置の
縦断面図で（Ａ）は制御油圧作動時、（Ｂ）は不作動時
を示す。
【図３】 上記第１実施形態における排気弁油圧駆動装
置の駆動部の縦断面図である。
【図４】 上記第１実施形態における上記駆動部の作用
説明用縦断面図で、（Ａ）はプリストロークが大きいと
き、（Ｂ）はプリストロークが小さいときを示す。
【図５】 本発明の第２実施形態を示す図３に対応する
図である。
【図６】 上記第１実施形態における排気弁リフト線図
で、（Ａ）はプリストロークが大きいとき、（Ｂ）はプ
リストロークが小さいときを示す。
【図７】 上記第１実施形態におけるオリフィス装置に
係る作用説明用の弁リフト線図である。
【図８】 ディーゼル機関における圧縮比と筒内圧力と
の関係を示す線図である。
【図９】 従来技術にかかるディーゼル機関の排気弁油
圧駆動装置の排気弁部を示す図１対応図である。
【図１０】 上記従来技術における駆動部を示す図３対
応図である。
【図１１】 ディーゼル機関の燃料噴射タイミングと筒
内圧力の関係線図である。
【符号の説明】
３１ 従動シリンダ ３１ａ 油室 ３２ 従動ピストン ３３ 排気弁 ３３ａ 弁棒 ３４ 空気ばね ３５ 油入口穴 ３６ 排気弁箱 ３７ 弁ブッシュ ３９ シリンダカバー ４１ オリフィス装置 ４１ａ オリフィス本体 ４１ｂ 溝 ４２ ピストン ４４ａ、４４ｂ 絞り ４５ ドレン穴 ４６ 油室 ５０ 駆動シリンダ ５１ ブッシュ ５１ａ つば部 ５０ｂ 嵌合穴 ５２ 駆動ピストン ５４ ばね ５５ タペット ５５ａ 制御シリンダ ５６ ガイド ５７ ローラ ５９ カム ６１ 油出口穴 ６２ 給油口 ６３ 逆止弁 ６４ 油路 ６５ 排油穴 ６６ 制御室 ６７ 制御油入口 ６８ 油室 ８１ ロッド ８１ａ ピストン部 ８２ 制御油室 ８３ 制御油路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 AA02 AA11 AA12 DA02 DA06 DD03 DF04 DF08 DF10 DG05 DG06 EA03 EA04 EA28 EA29 FA17 FA24 HA14X HC01X

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク軸に連動されるカムの回転によ
    りリフトされるタペットに連動されて駆動シリンダ内を
    往復動する駆動ピストンによって作動油を圧送する駆動
    部と、 従動シリンダ内に形成された油室内に前記作動油が導入
    され、該作動油を排気弁の弁棒に固定された従動ピスト
    ンに作用させて該排気弁を開弁するようにした排気弁部
    とを備えた内燃機関において、 前記駆動部は、前記駆動ピストンに作動油圧縮始め時期
    を調整して前記排気弁の閉時期を変化させるプリストロ
    ーク調整手段を備えてなることを特徴とする内燃機関の
    圧縮比調整装置。
  2. 【請求項２】 クランク軸に連動されるカムの回転によ
    りリフトされるタペットに連動されて駆動シリンダ内を
    往復動する駆動ピストンによって作動油を圧送する駆動
    部と、 従動シリンダ内に形成された油室内に前記作動油が導入
    され、該作動油を排気弁の弁棒に固定された従動ピスト
    ンに作用させて該排気弁を開弁するようにした排気弁部
    とを備えた内燃機関において、 前記排気弁部は、前記油室と該油室内の作動油を排出す
    るためのドレン通路との間に、絞り面積を調整して前記
    排気弁の閉時期を変化させるオリフィス装置を設けてな
    ることを特徴する内燃機関の圧縮比調整装置。
  3. 【請求項３】 クランク軸に連動されるカムの回転によ
    りリフトされるタペットに連動されて駆動シリンダ内を
    往復動する駆動ピストンによって作動油を圧送する駆動
    部と、 往復シリンダ内に形成された油室内に前記作動油が導入
    され、該作動油を排気弁の弁棒に固定された従動ピスト
    ンに作用させて該排気弁を開弁するようにした排気弁部
    とを備えた内燃機関において、 前記駆動部は、前記駆動ピストンの作動油圧縮始め時期
    を調整して前記排気弁の閉時期を変化させるプリストロ
    ーク調整手段を備えてなり、 前記排気弁部は、前記油室と該油室内の作動油を排出す
    るためのドレン通路との間に、絞り面積を調整して前記
    排気弁の閉時期を変化させるオリフィス装置を設けてな
    ることを特徴とする内燃機関の圧縮比調整装置。
  4. 【請求項４】 前記プリストローク調整手段は、 前記駆動シリンダ内に往復動自在に嵌合されるとともに
    内周に前記駆動ピストンが嵌合され、該駆動ピストンに
    よって開閉される排油穴が設けられた筒状のブッシュ
    と、 該ブッシュに制御油を作用させ前記排油穴の閉時期を変
    化させて作動油圧縮始め時期を調整する制御手段とを備
    えてなる請求項１または３記載の内燃機関の圧縮比調整
    装置。
  5. 【請求項５】 前記プリストローク調整手段は、 前記駆動シリンダ内に固定されるとともに内周に前記駆
    動ピストンが嵌合され、該ピストンによって開閉される
    排油穴を有するブッシュと、 前記タペットと駆動ピストンとの間に介装され、制御部
    を前記駆動ピストンの前記タペットとの連結部に作用さ
    せ、前記排油穴の閉時期を変化させて作動油圧縮始め時
    期を調整する制御手段とを備えてなる請求項１または３
    記載の内燃機関の圧縮比調整装置。
  6. 【請求項６】 前記オリフィス装置は、オリフィス本体
    内に形成されて制御油が給排される油室と、該オリフィ
    ス本体内に往復動自在に嵌合され前記油室内の制御油の
    圧力により前記従動シリンダ内の油室と前記ドレン通路
    との間に設けられた絞り通路を開閉するピストンとを備
    えてなる請求項２又は３記載の内燃機関の圧縮比調整装
    置。
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