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JP2010275988A - Valve device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2010275988A
JP2010275988A JP2009131941A JP2009131941A JP2010275988A JP 2010275988 A JP2010275988 A JP 2010275988A JP 2009131941 A JP2009131941 A JP 2009131941A JP 2009131941 A JP2009131941 A JP 2009131941A JP 2010275988 A JP2010275988 A JP 2010275988A
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valve
temperature chamber
exhaust
combustion gas
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JP2009131941A
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Inventor
Motoyuki Takahashi
元幸 高橋
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably enhance scavenging efficiency by causing combustion gas to flow to a low-temperature chamber without branch flow. <P>SOLUTION: The valve device 20 for internal combustion engine includes a main valve 4 which opens and closes an exhaust port 2a; a high-temperature chamber 22 which introduces and discharges combustion gas of early exhaust discharged from the exhaust port 2a when the main valve 4 is opened; the low-temperature chamber 24 which introduces and discharges combustion gas discharged from the exhaust port between the middle period of exhaust and the completion of exhaust; and a sub-valve 31 which switches the flow of combustion gas between the high-temperature chamber and the low-temperature chamber. The sub-valve 31 includes a cylindrical portion 32 through which the combustion gas discharged from the exhaust port is passed; and a guide blade 33 disposed above the cylindrical portion to guide combustion gas discharged through an upper opening of the cylindrical portion to the high-temperature chamber during the early stage of exhaust and to the low-temperature chamber between the middle period of exhaust and the completion of exhaust. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の弁装置に関する。   The present invention relates to a valve device for an internal combustion engine.

内燃機関の弁装置、例えば2サイクルディーゼル機関の排気弁装置として、図6及び図7に示すものがある。図6及び図7に示すように、排気弁装置10は、シリンダブロック1の燃焼室2の頂部に設けられた排気口2aの弁座3の真上に配設されており、排気弁装置10の一部であるシリンダヘッド11内には、上部に高温室12とこの高温室12に連通する高温排気通路13とが形成され、下部には低温室14とこの低温室14に連通する低温排気通路15とが形成されている。   As a valve device for an internal combustion engine, for example, an exhaust valve device for a two-cycle diesel engine, there are those shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, the exhaust valve device 10 is disposed directly above the valve seat 3 of the exhaust port 2 a provided at the top of the combustion chamber 2 of the cylinder block 1. In the cylinder head 11, which is a part of the cylinder head 11, a high temperature chamber 12 and a high temperature exhaust passage 13 communicating with the high temperature chamber 12 are formed in the upper portion, and a low temperature chamber 14 and low temperature exhaust communicating with the low temperature chamber 14 are formed in the lower portion. A passage 15 is formed.

この高温室12及び低温室14は排気口2aの上方に配設されてており、排気口2aと連通している。油圧シリンダブロック16の下端部16aには、高温室12の中央下部近傍に、高温の燃焼ガス(排気ガス)を高温室12及び高温排気通路13に円滑に導くための案内翼17が設けられている。   The high temperature chamber 12 and the low temperature chamber 14 are disposed above the exhaust port 2a and communicate with the exhaust port 2a. The lower end portion 16 a of the hydraulic cylinder block 16 is provided with a guide vane 17 for smoothly guiding high-temperature combustion gas (exhaust gas) to the high-temperature chamber 12 and the high-temperature exhaust passage 13 in the vicinity of the lower center of the high-temperature chamber 12. Yes.

一方、シリンダブロック1の燃焼室2の排気口2aを開閉するための傘状の主弁4は、弁ステム5の上端に設けられると共に空気ばね室18内に収容された図示しない空気ピストンが、空気圧により押し上げられることにより閉弁する。また、主弁4は、弁ステム5の図示しない上端面に高圧の油圧が供給され、この弁ステム5が上記空気ピストンが受ける空気圧に抗して押し下げられたときに開弁する。   On the other hand, the umbrella-shaped main valve 4 for opening and closing the exhaust port 2a of the combustion chamber 2 of the cylinder block 1 is provided at the upper end of the valve stem 5 and an air piston (not shown) housed in the air spring chamber 18 is provided. The valve is closed by being pushed up by air pressure. The main valve 4 opens when high pressure oil pressure is supplied to the upper end surface (not shown) of the valve stem 5 and the valve stem 5 is pushed down against the air pressure received by the air piston.

他方、副弁7は略円筒形状をなし、複数の輻(スポーク)7aにより副弁ステム8の下端部に固定されており、副弁ステム8の上端部には、空気ばね室18内に収容された空気ピストン9が取り付けられている。主弁4の弁ステム5は、副弁7のパイプ状の副弁ステム8内を、図示しないシール部材を介して摺動自在に気密に貫通しており、主弁4と副弁7は、同軸弁とされている。   On the other hand, the auxiliary valve 7 has a substantially cylindrical shape, and is fixed to the lower end portion of the auxiliary valve stem 8 by a plurality of radii (spokes) 7 a, and is accommodated in the air spring chamber 18 at the upper end portion of the auxiliary valve stem 8. An air piston 9 is attached. The valve stem 5 of the main valve 4 penetrates the pipe-like sub valve stem 8 of the sub valve 7 through a seal member (not shown) so as to be slidable and airtight. The main valve 4 and the sub valve 7 are It is a coaxial valve.

副弁7は、副弁ステム8の上端に設けられた空気ピストン9に付与される空気圧により押し下げられて、図6に示すように低温室14を閉塞する。また、副弁7は、油圧シリンダブロック16内の油圧シリンダ19により副弁ステム8が空気ピストン9の空気圧に抗して上方に押し上げられたときに、図7に示すように低温室14を開口すると共に、上記案内翼17と共働して高温室12を閉塞する。   The auxiliary valve 7 is pushed down by the air pressure applied to the air piston 9 provided at the upper end of the auxiliary valve stem 8 and closes the low temperature chamber 14 as shown in FIG. The auxiliary valve 7 opens the low temperature chamber 14 as shown in FIG. 7 when the auxiliary valve stem 8 is pushed upward against the air pressure of the air piston 9 by the hydraulic cylinder 19 in the hydraulic cylinder block 16. At the same time, the high temperature chamber 12 is closed together with the guide vanes 17.

副弁7は、主弁4の閉弁時及び開弁初期(排気初期)において低温室14を閉塞し、図6に示すように、開弁初期に燃焼室2から排気口2aを通して排出された高温高圧の燃焼ガス(排気ガス)を、矢印で示すように上端部7bの開口部から排出し、案内翼17により高温室12に導入して、高温排気通路13を通して排気させる。   The sub-valve 7 closes the low temperature chamber 14 when the main valve 4 is closed and at the initial opening (exhaust initial), and is discharged from the combustion chamber 2 through the exhaust port 2a at the initial valve opening as shown in FIG. High-temperature and high-pressure combustion gas (exhaust gas) is discharged from the opening of the upper end 7 b as shown by the arrow, introduced into the high-temperature chamber 12 by the guide vanes 17, and exhausted through the high-temperature exhaust passage 13.

また、副弁7は、主弁4の開弁中期から閉弁するまでの間(排気の途中から排気が終了するまでの間)は、図7に示すように油圧シリンダ19により上方に押し上げられて、その下端部7cが低温室14を開口すると共に、上端部7bの開口部が案内翼17により密閉されて高温室12を閉塞する。   Further, the sub-valve 7 is pushed upward by the hydraulic cylinder 19 as shown in FIG. 7 from the middle of the opening of the main valve 4 until it closes (from the middle of the exhaust to the end of the exhaust). The lower end 7 c opens the low temperature chamber 14 and the opening of the upper end 7 b is sealed by the guide vanes 17 to close the high temperature chamber 12.

これにより燃焼室2内の低温低圧の燃焼ガスが、矢印で示すように低温室14に導入され、低温排気通路15を通して排気(掃気)される。このようにして、排気弁装置10は、1つの筒状の副弁7によって高温室12と低温室14への燃焼ガスの流れの切り替えを行っている。   As a result, the low-temperature and low-pressure combustion gas in the combustion chamber 2 is introduced into the low-temperature chamber 14 as indicated by an arrow, and exhausted (scavenged) through the low-temperature exhaust passage 15. In this way, the exhaust valve device 10 switches the flow of the combustion gas to the high temperature chamber 12 and the low temperature chamber 14 by one cylindrical sub valve 7.

内燃機関の吸排気弁装置として、シリンダヘッドの上部に排気口及び排気通路を配設すると共に、下部に吸気口及び吸気通路を配設して、吸排気管制弁(副弁に相当)により排気口と吸気口を交互に切り替える内燃機関の吸排気弁の作動機構が提案されている(例えば、特許文献1,2など参照)。   As an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine, an exhaust port and an exhaust passage are provided in the upper part of the cylinder head, and an intake port and an intake passage are provided in the lower part, and exhausted by an intake / exhaust control valve (corresponding to a sub valve). An operation mechanism of an intake / exhaust valve of an internal combustion engine that alternately switches the inlet and the intake port has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開昭63−289204号公報(図1,3)JP 63-289204 A (FIGS. 1 and 3) 実開昭64−22805号公報(6−9頁、図1)Japanese Utility Model Publication No. 64-22805 (page 6-9, FIG. 1)

しかしながら、上述の図6に示す従来の排気弁装置10は、シリンダヘッド11の上部に配設された高温室12と、高温室12の下部に配設された低温室14への燃焼ガスの切り替えを1つの筒状の副弁7で行っているため、構造上主弁4の開弁中期から閉弁するまでの間は、図7に示すように、副弁7の上端部7bの開口部が案内翼17により密閉されて、上部が有底の円筒形状となる。   However, in the conventional exhaust valve device 10 shown in FIG. 6 described above, the combustion gas is switched to the high temperature chamber 12 disposed above the cylinder head 11 and the low temperature chamber 14 disposed below the high temperature chamber 12. Is performed by one cylindrical sub-valve 7, so that the opening of the upper end 7 b of the sub-valve 7 is shown in FIG. Is hermetically sealed by the guide vanes 17 to form a cylindrical shape with a bottom at the top.

この結果、燃焼室2から排気口2aを通して排出された燃焼ガスの低温室14への流れが、矢印で示すように分岐流となるため、分岐損失が発生し、流路抵抗が大きくなる。この結果、低温排気通路15への燃焼ガスの流れが悪くなり、掃気効率が著しく悪くなるという問題がある。   As a result, the flow of the combustion gas discharged from the combustion chamber 2 through the exhaust port 2a to the low temperature chamber 14 becomes a branch flow as indicated by an arrow, so that a branch loss occurs and the flow path resistance increases. As a result, there is a problem that the flow of the combustion gas to the low temperature exhaust passage 15 is deteriorated and the scavenging efficiency is remarkably deteriorated.

なお、上述の特許文献1,2に記載されている内燃機関の吸排気弁の作動機構は、シリンダヘッドの上部に排気口及び排気路を、下部に吸気口及び吸気路をそれぞれ配設して、吸排気管制弁(副弁に相当)により排気口と吸気口とを交互に切り替える構造である。   Note that the operation mechanism of the intake and exhaust valves of the internal combustion engine described in Patent Documents 1 and 2 described above has an exhaust port and an exhaust passage in the upper part of the cylinder head, and an intake port and an intake passage in the lower part. In this structure, the exhaust port and the intake port are alternately switched by an intake / exhaust control valve (corresponding to a sub valve).

したがって、排気路は高温室と低温室との2つの排気室により構成されていないために、吸排気管制弁により排気口に切り替えた際に、シリンダ側から排気される燃焼ガスに、上述のような分岐流を生じることはない。すなわち、吸気時には吸気が外部からシリンダ内へ流れ込むため、排気管制弁がこのような構成であっても分岐流の問題は発生しない。   Therefore, since the exhaust path is not composed of two exhaust chambers, a high temperature chamber and a low temperature chamber, when switching to the exhaust port by the intake / exhaust control valve, the combustion gas exhausted from the cylinder side is changed as described above. No branching flow is generated. That is, since intake air flows into the cylinder from outside during intake, the problem of branch flow does not occur even if the exhaust control valve has such a configuration.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高温室と、その下方に配設された低温室への燃焼ガスの流れの切り替えを副弁で行う内燃機関の弁装置において、低温室への燃焼ガスの流れに分岐流が発生しないようにして掃気効率を著しく高めることができる、内燃機関の弁装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such a problem. In a valve device for an internal combustion engine, which uses a sub valve to switch a flow of combustion gas to a high temperature chamber and a low temperature chamber disposed below the high temperature chamber. Another object of the present invention is to provide a valve device for an internal combustion engine that can significantly improve the scavenging efficiency by preventing a branch flow from occurring in the flow of combustion gas to the low temperature chamber.

上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、シリンダブロックの燃焼室の頂部に設けられた排気口を開閉する主弁と、シリンダヘッド内に配設されると共に主弁の開弁時に排気口から排出された排気初期の燃焼ガスを導入して排気する高温室と、シリンダヘッド内に高温室の下方に配設されると共に排気中期から排気終了まで排気口から排出された燃焼ガスを導入して排気する低温室と、シリンダヘッド内に収容されると共に高温室と低温室への燃焼ガスの流れを切り替える副弁とを備えた内燃機関の弁装置において、副弁は、排気口から排出された燃焼ガスを内部通過させる筒部と、筒部の上方に配設されて筒部の上端開口部から排出された燃焼ガスを排気初期には高温室へ及び排気中期から排気終了までは低温室へ導く案内翼とからなることにある。   In order to solve the above-mentioned problems, the means employed by the present invention includes a main valve that opens and closes an exhaust port provided at the top of the combustion chamber of the cylinder block, and a main valve that is disposed in the cylinder head and that opens the main valve. A high-temperature chamber that introduces and exhausts combustion gas at the initial stage of exhaust discharged from the exhaust port at the time of the valve, and a combustion that is disposed under the high-temperature chamber in the cylinder head and exhausted from the exhaust port from the middle of the exhaust to the end of exhaust In a valve device for an internal combustion engine comprising a low-temperature chamber that introduces and exhausts gas, and a sub-valve that is housed in a cylinder head and switches the flow of combustion gas to the high-temperature chamber and the low-temperature chamber, The cylinder part through which the combustion gas discharged from the opening passes, and the combustion gas disposed above the cylinder part and discharged from the upper end opening of the cylinder part are exhausted to the high temperature chamber at the beginning of exhaust and exhausted from the middle of the exhaust Guide to the cold room until It lies in the fact consisting of a.

副弁は、主弁の開弁初期において筒部が低温室を閉塞しており、主弁の開弁初期に燃焼室の排気口から排出された高温高圧の燃焼ガスがこの副弁の筒部内を通って上端開口部から排出され、筒部の上方に配設された案内翼により高温室に導入され、その後に外部へ排気される。   In the secondary valve, the cylinder portion closes the low-temperature chamber in the initial stage of opening the main valve, and high-temperature and high-pressure combustion gas discharged from the exhaust port of the combustion chamber in the initial stage of opening the main valve is in the cylinder portion of the secondary valve. Then, the gas is discharged from the upper end opening, introduced into the high temperature chamber by the guide vanes disposed above the cylinder, and then exhausted to the outside.

副弁は、主弁のほぼ開弁中期に切り替えられ、主弁の開弁中期から閉弁するまでの間、燃焼室の排気口から排出された低温低圧の燃焼ガスが副弁の筒部内を通って上端開口部から排出され、案内翼により低温室に導入され、その後に外部へ排気される。このように、燃焼室の排気口から排出された燃焼ガスは、副弁の上端開口部から排出されるから、従来のように副弁近傍において分岐流が発生することはない。   The sub-valve is switched to almost the middle opening of the main valve, and during the period from the middle opening of the main valve to the closing, the low-temperature and low-pressure combustion gas discharged from the exhaust port of the combustion chamber passes through the cylinder of the sub-valve. The air is discharged from the upper end opening, introduced into the low temperature chamber by the guide vanes, and then exhausted to the outside. Thus, since the combustion gas discharged from the exhaust port of the combustion chamber is discharged from the upper end opening of the sub valve, no branch flow is generated in the vicinity of the sub valve as in the prior art.

上述の内燃機関の弁装置において、副弁の筒部は、排気口に連通する低温室の開口部内を気密に摺動して低温室を開閉し、案内翼は、略漏斗状をなして筒部と共働して筒部の上端開口部との間に環状の通路を形成すると共に上端部が排気口に連通する高温室の開口部を開閉することが望ましい。   In the valve device for an internal combustion engine described above, the cylinder portion of the auxiliary valve slides in an airtight manner in the opening portion of the low temperature chamber communicating with the exhaust port to open and close the low temperature chamber, and the guide vanes form a substantially funnel-shaped cylinder. It is desirable to form an annular passage between the upper end opening portion of the cylinder portion in cooperation with the upper portion, and to open and close the opening portion of the high temperature chamber whose upper end portion communicates with the exhaust port.

副弁は、筒部が低温室を閉塞したときに、筒部の上端開口部との間の環状の通路が高温室に開口して、主弁の開弁初期に排出される高温高圧の燃焼ガスを高温室に導く。副弁は、主弁のほぼ開弁中期に切り替えられて筒部が低温室を開口すると共に、案内翼の上端部が高温室を閉塞して環状の通路が高温室に開口し、主弁の開弁中期から閉弁までの間、排出される低温低圧の燃焼ガスを筒部内を通して環状の通路から低温室に導く。これにより、低温室への燃焼ガスの流れに、分岐流が確実に発生しないようにすることができる。   The auxiliary valve is a high-temperature and high-pressure combustion that is discharged at the initial opening of the main valve when an annular passage between the upper end opening of the cylinder part opens into the high-temperature chamber when the cylinder part closes the low-temperature chamber. Lead the gas to the hot chamber. The sub-valve is switched to almost the middle of the main valve opening so that the cylinder portion opens the low temperature chamber, the upper end of the guide blade closes the high temperature chamber, and the annular passage opens to the high temperature chamber. During the period from the middle of the valve opening to the closing of the valve, the low-temperature and low-pressure combustion gas discharged is guided from the annular passage to the low-temperature chamber through the cylinder portion. Thereby, it can be ensured that a branch flow is not generated in the flow of the combustion gas to the low temperature chamber.

上述の内燃機関の弁装置において、副弁は、筒部が低温室を閉塞しているときに環状の通路が高温室に開口し、案内翼の上端部が高温室を閉塞しているときに環状の通路が低温室に開口することが望ましい。   In the valve device for an internal combustion engine described above, the sub-valve has an annular passage that opens to the high temperature chamber when the cylinder portion closes the low temperature chamber, and the upper end portion of the guide blade closes the high temperature chamber. It is desirable for the annular passage to open into the cold chamber.

副弁は、筒部が低温室を閉塞しているときに環状の通路が高温室に開口して主弁の開弁初期に排出される高温高圧の燃焼ガスを高温室に導き、案内翼の上端部が高温室を閉塞しているときに環状の通路が低温室に開口して主弁の開弁中期から閉弁までの間、低温低圧の燃焼ガスを低温室に導く。これにより、1つの副弁で高温室と低温室への燃焼ガスの流れの切り替えを行い、低温室への排気流に分岐流が確実に発生しないようにすることができる。   The sub-valve guides the high-temperature and high-pressure combustion gas discharged at the initial opening of the main valve to the high-temperature chamber when the cylindrical part closes the low-temperature chamber and opens to the high-temperature chamber, When the upper end closes the high-temperature chamber, the annular passage opens into the low-temperature chamber and guides the low-temperature and low-pressure combustion gas to the low-temperature chamber from the middle of the main valve opening to the closing. Thereby, the flow of the combustion gas to the high temperature chamber and the low temperature chamber can be switched by one sub valve, and the branch flow can be surely not generated in the exhaust flow to the low temperature chamber.

上述の内燃機関の弁装置において、副弁の筒部と案内翼は、副弁を作動させる副弁ステムに一体に取り付けられていることが望ましい。このように、1つの副弁ステムに副弁の筒部と案内翼を一体に取り付けることにより、副弁の筒部と案内翼を簡単な構造で確実に連動させることができる。   In the valve device for an internal combustion engine described above, it is desirable that the cylinder portion of the auxiliary valve and the guide vane are integrally attached to the auxiliary valve stem that operates the auxiliary valve. In this way, by integrally attaching the cylinder portion of the auxiliary valve and the guide vane to one auxiliary valve stem, the cylinder portion of the auxiliary valve and the guide vane can be reliably interlocked with a simple structure.

上述の内燃機関の弁装置において、副弁の筒部は、内側下部が排気口に滑らかに連通するようにテーパ状をなしていることが望ましい。このように、副弁の筒部が、その内側下部が排気口に滑らかに連通するようにテーパ状をなしていることにより、特に副弁が下降して燃焼ガスが低温室へ導かれる際に、燃焼室の排気口から排出された燃焼ガスが、筒部内へ円滑に流入することができる。   In the valve device for an internal combustion engine described above, it is desirable that the cylinder portion of the sub-valve has a tapered shape so that the inner lower portion communicates smoothly with the exhaust port. As described above, the cylinder portion of the auxiliary valve is tapered so that the inner lower portion thereof communicates smoothly with the exhaust port, and therefore, particularly when the auxiliary valve is lowered and the combustion gas is guided to the low temperature chamber. The combustion gas discharged from the exhaust port of the combustion chamber can smoothly flow into the cylindrical portion.

上述の内燃機関の弁装置において、副弁の筒部は、内側下部の下端部が外側に折曲されて拡径され、その先端部により低温室を閉塞可能とされていることが望ましい。このように、筒部の下端部が拡径されることにより、その端面によって低温室をより確実に閉塞することができる。   In the above-described valve device for an internal combustion engine, it is desirable that the cylinder portion of the sub-valve has the lower end of the inner lower portion bent outward to be expanded in diameter, and the tip portion can close the low temperature chamber. In this way, by expanding the diameter of the lower end portion of the cylindrical portion, the low temperature chamber can be more reliably closed by the end surface.

上述の内燃機関の弁装置において、案内翼は、筒部の上端開口部に面する側が滑らかな曲面からなる案内面とされて、筒部の上端開口部から排出される燃焼ガスを高温室及び低温室へ円滑に導くことが望ましい。   In the above-described valve device for an internal combustion engine, the guide blade is a guide surface having a smooth curved surface on the side facing the upper end opening of the cylindrical portion, and the combustion gas discharged from the upper end opening of the cylindrical portion It is desirable to smoothly lead to a low greenhouse.

このように、案内翼が、筒部の上端開口部に面する側が滑らかな曲面からなる案内面とされることにより、筒部内を通って上端開口部から排出された燃焼ガスは、筒部の上端開口部との間に形成された環状の通路から、案内翼の案内面に沿って排出される。これにより、燃焼ガスが高温室及び低温室に円滑に導入される。   In this way, the guide blade is a guide surface having a smooth curved surface on the side facing the upper end opening of the tube portion, so that the combustion gas discharged from the upper end opening through the tube portion is It discharges along the guide surface of a guide blade from the annular passage formed between upper end openings. Thus, the combustion gas is smoothly introduced into the high temperature chamber and the low temperature chamber.

上述の内燃機関の弁装置において、筒部と案内翼と副弁ステムとが一体に精密鋳造により形成されてなることが望ましい。このように、副弁の筒部と案内翼及び副弁ステムが一体に精密鋳造により形成されることにより、例えば鍛造削りだし等による場合に比し、複雑な形状の副弁の製造コストを大幅に低減することができる。   In the above-described valve device for an internal combustion engine, it is desirable that the cylindrical portion, the guide vane, and the auxiliary valve stem are integrally formed by precision casting. As described above, the cylindrical portion of the auxiliary valve, the guide vane, and the auxiliary valve stem are integrally formed by precision casting, so that the manufacturing cost of the auxiliary valve having a complicated shape is greatly increased as compared with, for example, forging. Can be reduced.

上述のように、本発明の内燃機関の弁装置は、シリンダブロックの燃焼室の頂部に設けられた排気口を開閉する主弁と、シリンダヘッド内に配設されると共に主弁の開弁時に排気口から排出された排気初期の燃焼ガスを導入して排気する高温室と、シリンダヘッド内に高温室の下方に配設されると共に排気中期から排気終了まで排気口から排出された燃焼ガスを導入して排気する低温室と、シリンダヘッド内に収容されると共に高温室と低温室への燃焼ガスの流れを切り替える副弁とを備えた内燃機関の弁装置において、副弁は、排気口から排出された燃焼ガスを内部通過させる筒部と、筒部の上方に配設されて筒部の上端開口部から排出された燃焼ガスを排気初期には高温室へ及び排気中期から排気終了までは低温室へ導く案内翼とからなる。   As described above, the valve device for an internal combustion engine according to the present invention includes a main valve that opens and closes an exhaust port provided at the top of the combustion chamber of the cylinder block, and is disposed in the cylinder head and is open when the main valve is opened. A high-temperature chamber that introduces and exhausts combustion gas at the initial stage of exhaust exhausted from the exhaust port, and a combustion gas that is disposed in the cylinder head below the high-temperature chamber and exhausted from the exhaust port from the middle exhaust stage to the end of exhaust. In a valve device for an internal combustion engine comprising a low-temperature chamber that is introduced and exhausted, and a sub-valve that is accommodated in the cylinder head and switches the flow of combustion gas to the high-temperature chamber and the low-temperature chamber, A cylinder part that allows the exhausted combustion gas to pass inside, and a combustion gas that is disposed above the cylinder part and exhausted from the upper end opening of the cylinder part to the high temperature chamber at the beginning of exhaust and from the middle stage of exhaust to the end of exhaust From the guide wing leading to the low greenhouse .

したがって、高温室とその下方に配設された低温室への燃焼ガスの流れの切り替えを副弁で行う内燃機関の弁装置において、低温室への燃焼ガスの流れに分岐流が発生しないようになり、掃気効率を著しく高めることができるという優れた効果を奏する。   Therefore, in a valve device for an internal combustion engine in which the sub-valve switches the flow of the combustion gas to the high temperature chamber and the low temperature chamber disposed below the high temperature chamber, a branch flow is not generated in the flow of the combustion gas to the low temperature chamber. Thus, the scavenging efficiency can be remarkably enhanced.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気弁装置の、特に低温室を示すための断面図である。It is sectional drawing for showing the low temperature chamber especially of the exhaust valve apparatus of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示した排気弁装置の、特に高温室を示すための断面図である。It is sectional drawing for showing the high temperature chamber of the exhaust valve apparatus shown in FIG. 1 especially. 図2に示した排気弁装置において、高温室に導入される燃焼ガスの流れを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a flow of combustion gas introduced into a high temperature chamber in the exhaust valve device shown in FIG. 2. 図3に示した排気弁装置において、低温室に導入される燃焼ガスの流れを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a flow of combustion gas introduced into a low temperature chamber in the exhaust valve device shown in FIG. 3. 図1ないし図4に示した排気弁装置の、主弁と副弁の動作を説明するグラフである。It is a graph explaining operation | movement of the main valve and subvalve of the exhaust valve apparatus shown to FIG. 従来の内燃機関の排気弁装置の、特に高温室に導入される燃焼ガスの流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the combustion gas introduce | transduced into the high temperature chamber especially of the exhaust valve apparatus of the conventional internal combustion engine. 図6に示した排気弁装置の、特に低温室に導入される燃焼ガスの流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the combustion gas especially introduce | transduced into the low temperature chamber of the exhaust valve apparatus shown in FIG.

本発明の内燃機関の弁装置の発明を実施するための形態を、図1ないし図4を参照して詳細に説明する。図1及び図2は、本発明に係る内燃機関の弁装置を実施した2サイクルのディーゼル機関の排気弁装置の要部断面図である。   An embodiment for carrying out the invention of a valve device for an internal combustion engine of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views of main parts of an exhaust valve device for a two-cycle diesel engine in which the valve device for an internal combustion engine according to the present invention is implemented.

図1及び図2に示すように、排気弁装置20は、シリンダブロック1の燃焼室2の頂部に設けられた排気口2aに装着された弁座3の真上に配設されている。シリンダヘッド21は、上部には高温室22とこの高温室22に連通する高温排気通路23が形成され、高温室22の真下位置(下方)には、低温室24とこの低温室24に連通する低温排気通路25が形成されている。高温室22と低温室24は、排気口2aの真上に位置しており、それぞれ排気口2aと連通している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust valve device 20 is disposed directly above the valve seat 3 attached to the exhaust port 2 a provided at the top of the combustion chamber 2 of the cylinder block 1. In the upper part of the cylinder head 21, a high temperature chamber 22 and a high temperature exhaust passage 23 communicating with the high temperature chamber 22 are formed, and a low temperature chamber 24 and the low temperature chamber 24 are communicated directly below the high temperature chamber 22 (downward). A low temperature exhaust passage 25 is formed. The high greenhouse 22 and the low temperature chamber 24 are located immediately above the exhaust port 2a and communicate with the exhaust port 2a.

これらの高温室22と低温室24は、排気口2aよりも大径の略ドーナツ形状とされ、その内径、すなわち排気口2aに連通する開口部22a、24aが略同径とされ、かつ、排気口2aよりも僅かに大径とされている。高温排気通路23と低温排気通路25は、開口方向の中心線が、シリンダヘッド21を上方から見て、例えば45°程度の角度をなして配置されている(図2参照)。   The high temperature chamber 22 and the low temperature chamber 24 have a substantially donut shape larger in diameter than the exhaust port 2a, and the inner diameters thereof, that is, the openings 22a and 24a communicating with the exhaust port 2a have substantially the same diameter. The diameter is slightly larger than the opening 2a. The center line in the opening direction of the high temperature exhaust passage 23 and the low temperature exhaust passage 25 is disposed at an angle of, for example, about 45 ° when the cylinder head 21 is viewed from above (see FIG. 2).

これにより、高温室22の直下に低温室24を配設して、高温室22の開口部22aと低温室24の開口部24aの上端とを一致させることが可能となる。すなわち、図1に示すように、高温室22の開口部22aと低温室24の開口部24aの上端が一体に形成されている。   As a result, the low temperature chamber 24 is disposed immediately below the high temperature chamber 22, and the opening 22 a of the high temperature chamber 22 and the upper end of the opening 24 a of the low temperature chamber 24 can be matched. That is, as shown in FIG. 1, the upper end of the opening 22a of the high temperature chamber 22 and the opening 24a of the low temperature chamber 24 are integrally formed.

燃焼室2の排気口2aを開閉する傘状の主弁4の弁ステム5は、後述する副弁31のパイプ状の副弁ステム34内を軸方向に摺動自在に貫通し、さらにケーシング44の空気ばね室45を貫通し、上部5aがケーシング47の油圧シリンダ48内に嵌挿されて油圧ピストンとされている。   The valve stem 5 of the umbrella-shaped main valve 4 that opens and closes the exhaust port 2a of the combustion chamber 2 penetrates the pipe-shaped sub valve stem 34 of the sub valve 31 described later so as to be slidable in the axial direction. The upper part 5a is inserted into the hydraulic cylinder 48 of the casing 47 to form a hydraulic piston.

また、弁ステム5の上部に、空気ばね室45内に収容されている空気ピストン6が、図示しない固定部材により固定されている。主弁4は、空気ピストン6が空気ばね室45の空気圧により押し上げられて閉弁し、弁ステム5の上端面5bに高圧の油圧が供給され、空気ピストン6が空気圧に抗して押し下げられると開弁する。   An air piston 6 accommodated in the air spring chamber 45 is fixed to the upper portion of the valve stem 5 by a fixing member (not shown). The main valve 4 is closed when the air piston 6 is pushed up by the air pressure of the air spring chamber 45, high pressure oil pressure is supplied to the upper end surface 5 b of the valve stem 5, and the air piston 6 is pushed down against the air pressure. Open the valve.

すなわち、主弁4の開弁動作は、高圧の油圧によって動作する油圧シリンダ48が、弁ステム5を図中下方に押動することにより行われ、閉弁動作は、弁ステム5に取り付けられた空気ピストン6が、弁ステム5を図中上方に引き上げることにより行われる。そして、空気ピストン6の下方に形成された空気ばね室45内の空気圧が、主弁4の閉弁動作の作動源となっている。   That is, the valve opening operation of the main valve 4 is performed by the hydraulic cylinder 48 that is operated by high-pressure oil pressure pushing the valve stem 5 downward in the figure, and the valve closing operation is attached to the valve stem 5. The air piston 6 is performed by pulling up the valve stem 5 upward in the figure. The air pressure in the air spring chamber 45 formed below the air piston 6 is the operating source for the valve closing operation of the main valve 4.

副弁31は、例えば、筒部32と、この筒部32の上方に配設された案内翼33と、筒部32と案内翼33を支持するパイプ状の副弁ステム34とが一体に形成され、主弁4と同軸弁とされている。   For example, the sub valve 31 is integrally formed with a cylindrical portion 32, a guide vane 33 disposed above the cylindrical portion 32, and a pipe-shaped sub valve stem 34 that supports the cylindrical portion 32 and the guide vane 33. Thus, the main valve 4 and the coaxial valve are used.

筒部32は、低温室24の開口部24a内を気密に摺動可能とされ、図2に示すように、上限位置まで移動したときに低温室24の開口部24aを閉塞可能となっている。筒部32は、内周面の略中央部が複数の輻(スポーク)32aによって副弁ステム34の下端部に連設されている。   The cylindrical portion 32 can be slid in an airtight manner in the opening 24a of the low temperature chamber 24, and can close the opening 24a of the low temperature chamber 24 when moved to the upper limit position as shown in FIG. . In the cylindrical portion 32, a substantially central portion of the inner peripheral surface is connected to the lower end portion of the auxiliary valve stem 34 by a plurality of radii (spokes) 32 a.

筒部32の下部32bは、排気口2aに向ってテーパ状をなして下方に向かって縮径して、排気口2aと略同径とされる。また、その下端部32cが外側に略直角に折り返されて拡径し、その端面が、図2に示すように低温室24の開口部24aの内周面に気密に摺接可能となっている。   The lower portion 32b of the cylindrical portion 32 is tapered toward the exhaust port 2a and is reduced in diameter toward the lower side so as to have substantially the same diameter as the exhaust port 2a. Further, the lower end portion 32c is folded outward at a substantially right angle to expand its diameter, and the end surface thereof can be air-slidably contacted with the inner peripheral surface of the opening 24a of the low temperature chamber 24 as shown in FIG. .

これにより、図1に示すように、排気口2aから排出された燃焼ガスを円滑に筒部32内へ導入することが可能となると共に、図2に示すように、下端部32cにより低温室24を閉塞することが可能になっている。   As a result, as shown in FIG. 1, the combustion gas discharged from the exhaust port 2a can be smoothly introduced into the cylindrical portion 32, and as shown in FIG. 2, the low temperature chamber 24 is formed by the lower end portion 32c. It is possible to block.

案内翼33は、図1に示すように、その下端部33aが小径をなし、上端部33bが大径をなす略漏斗状をなしている。下端部33aは、副弁ステム34の筒部32の上端開口部近傍に連設され、上端部33bが、筒部32の上端部32dの上方に所定の間隔を存して配設されている。そして、筒部32の上端部32dと案内翼33との間に環状の通路(開口部)35が形成されている。この環状の通路35は、筒部32の上端開口部から排出された燃焼ガスを高温室22又は低温室24に導くためのものである。   As shown in FIG. 1, the guide vane 33 has a substantially funnel shape in which a lower end portion 33a has a small diameter and an upper end portion 33b has a large diameter. The lower end portion 33 a is connected to the vicinity of the upper end opening of the cylindrical portion 32 of the sub valve stem 34, and the upper end portion 33 b is disposed above the upper end portion 32 d of the cylindrical portion 32 with a predetermined interval. . An annular passage (opening) 35 is formed between the upper end portion 32 d of the cylindrical portion 32 and the guide vane 33. The annular passage 35 is for guiding the combustion gas discharged from the upper end opening of the cylindrical portion 32 to the high temperature chamber 22 or the low temperature chamber 24.

案内翼33の上端部33bは、筒部32の外径と略同径とされ、図1に示すように、筒部32が下限位置まで下降したときに、高温室22の開口部22aを閉塞可能となっている。また、案内翼33の下端部33aから上端部33bに至る上記筒部32の開口部側の外面33cは、燃焼ガスの案内面33cとされ、筒部32内を通って上端開口部から排出される燃焼ガスを、図1に示す低温室24又は図2に示す高温室22に円滑に導く形状となっている。   The upper end portion 33b of the guide vane 33 has substantially the same diameter as the outer diameter of the cylindrical portion 32, and closes the opening 22a of the high temperature chamber 22 when the cylindrical portion 32 is lowered to the lower limit position as shown in FIG. It is possible. The outer surface 33c on the opening side of the cylindrical portion 32 extending from the lower end portion 33a to the upper end portion 33b of the guide vane 33 is a combustion gas guiding surface 33c, and is discharged from the upper end opening portion through the cylindrical portion 32. The combustion gas is smoothly guided to the low temperature chamber 24 shown in FIG. 1 or the high temperature chamber 22 shown in FIG.

上述したように、副弁31は、筒部32の上端部32dと案内翼33との間に環状の通路35が形成され、かつ筒部32と案内翼33が副弁ステム34と一体に上下移動して、常時環状の通路35が形成されている構造となっていればよい。従って、筒部32と案内翼33を一体に形成して副弁ステム34の下端部に固定しても、また、筒部32と案内翼33と副弁ステム34とを一体に形成してもよい。   As described above, in the auxiliary valve 31, the annular passage 35 is formed between the upper end portion 32 d of the cylinder portion 32 and the guide vane 33, and the cylinder portion 32 and the guide vane 33 are integrated with the auxiliary valve stem 34. It is only necessary to have a structure in which the annular passage 35 is always formed by moving. Therefore, the cylindrical portion 32 and the guide vane 33 may be integrally formed and fixed to the lower end portion of the auxiliary valve stem 34, or the cylindrical portion 32, the guide vane 33, and the auxiliary valve stem 34 may be integrally formed. Good.

後者の場合、副弁ステム34をさらに上下に分割し、下側の副弁ステムと筒部32と案内翼33とを一体に精密鋳造により形成することができる。このため、例えば鍛造削りだし等による場合に比し、複雑な形状の副弁31の製造コストを大幅に低減することができる。図1は、筒部32と案内翼33と下側の副弁ステム34を一体に形成した場合を示している。上側の副弁ステム34と下側の副弁ステム34は、例えば溶着により連結される。   In the latter case, the auxiliary valve stem 34 can be further divided into upper and lower parts, and the lower auxiliary valve stem, the cylindrical portion 32 and the guide vane 33 can be integrally formed by precision casting. For this reason, the manufacturing cost of the subvalve 31 having a complicated shape can be significantly reduced as compared with, for example, the case of forging. FIG. 1 shows a case where a cylindrical portion 32, a guide vane 33, and a lower auxiliary valve stem 34 are integrally formed. The upper sub valve stem 34 and the lower sub valve stem 34 are connected by welding, for example.

また、筒部32と案内翼33を別体に形成し、筒部32の上端開口部との間に環状の通路35を形成するように、筒部32と案内翼33とを副弁ステム34に固定するようにしてもよい。   Further, the cylindrical portion 32 and the guide vane 33 are formed separately and the annular portion 35 is formed between the upper end opening of the cylindrical portion 32 and the cylindrical portion 32 and the guide vane 33 are connected to the auxiliary valve stem 34. You may make it fix to.

図1に示すように、弁座3のシリンダヘッド21側の開口端3aは、所定の長さ(深さ)にわたり低温室24の開口部24aと略同径とされ、副弁31の筒部32が、図示の下限位置まで下降したときに、下端部32cと弁座3との間に僅かな隙間を設けてある。   As shown in FIG. 1, the opening end 3 a on the cylinder head 21 side of the valve seat 3 is substantially the same diameter as the opening 24 a of the low-temperature chamber 24 over a predetermined length (depth). When 32 is lowered to the illustrated lower limit position, a slight gap is provided between the lower end portion 32 c and the valve seat 3.

そして、筒部32が図示の下限位置まで下降して低温室24の開口部24aを閉塞したときに、その下端部32cが弁座3に着座することを防止している。このように筒部32の下端部32cの弁座3への着座を防止することで衝撃が防止されるから、副弁31を鍛造削りだし等ではなく、精密鋳造により形成することが可能となっている。   And when the cylinder part 32 descend | falls to the illustrated lower limit position and obstruct | occludes the opening part 24a of the low temperature chamber 24, the lower end part 32c is prevented from seating on the valve seat 3. Since the impact is prevented by preventing the lower end portion 32c of the cylindrical portion 32 from being seated on the valve seat 3 in this way, the auxiliary valve 31 can be formed by precision casting rather than forging. ing.

副弁ステム34は、油圧ブロック41を貫通してケーシング44の空気ばね室45内に突出し、その上端部に、空気ばね室45に収容されている空気ピストン9が図示しない固定部材により固定されている。図1に示すように、副弁31は、空気ピストン9が空気ばね室45の空気圧により押し下げられると、案内翼33が高温室22の開口部22aを閉塞し、環状の通路35が低温室24に開口する。   The sub-valve stem 34 penetrates the hydraulic block 41 and protrudes into the air spring chamber 45 of the casing 44, and the air piston 9 accommodated in the air spring chamber 45 is fixed to the upper end portion thereof by a fixing member (not shown). Yes. As shown in FIG. 1, in the auxiliary valve 31, when the air piston 9 is pushed down by the air pressure of the air spring chamber 45, the guide vane 33 closes the opening 22 a of the high temperature chamber 22, and the annular passage 35 is the low temperature chamber 24. Open to.

図2に示すように、副弁31は、油圧シリンダブロック41に設けられた複数の油圧シリンダ42により空気ピストン9が空気圧に抗して上方に押し上げられると、筒部32が低温室24を閉塞し、環状の通路35が高温室22に開口する。   As shown in FIG. 2, when the air piston 9 is pushed upward against the air pressure by the plurality of hydraulic cylinders 42 provided in the hydraulic cylinder block 41, the sub-valve 31 closes the low temperature chamber 24 by the cylindrical portion 32. The annular passage 35 opens into the high temperature chamber 22.

すなわち、副弁31の低温室24と高温室22への燃焼ガスの流れの切り替え動作は、油圧シリンダブロック41に設けられた複数の油圧シリンダ42が、高圧の油圧によって空気ピストン9を図中上方に押動することにより行われる。また、復旧動作は、この複数の油圧シリンダ42の油圧を逃がして、空気ピストン9により副弁ステム34を下方に押動することにより行われる。空気ピストン9の上方に形成された空気ばね室45内の空気圧が、副弁31の復旧動作の作動源となっている。   That is, the switching operation of the flow of the combustion gas from the auxiliary valve 31 to the low temperature chamber 24 and the high temperature chamber 22 is performed by the plurality of hydraulic cylinders 42 provided in the hydraulic cylinder block 41 moving the air piston 9 upward in the figure by high pressure oil pressure. This is done by pushing. Further, the restoring operation is performed by releasing the hydraulic pressure of the plurality of hydraulic cylinders 42 and pushing the sub valve stem 34 downward by the air piston 9. The air pressure in the air spring chamber 45 formed above the air piston 9 is the operating source for the recovery operation of the sub valve 31.

なお、図面の煩雑を避けるために、副弁ステム34とこの副弁ステム34内を貫通する主弁4の弁ステム5との間、油圧シリンダブロック41とこの油圧シリンダブロック41を貫通する副弁ステム34との間に介挿されているシール部材は省略されている。   In order to avoid complication of the drawing, the hydraulic cylinder block 41 and the auxiliary valve penetrating the hydraulic cylinder block 41 are arranged between the auxiliary valve stem 34 and the valve stem 5 of the main valve 4 passing through the auxiliary valve stem 34. The seal member inserted between the stem 34 is omitted.

図1に示すように、副弁31は、主弁4が閉弁しているときには案内翼33の上端部33bが高温室22の開口部22aを閉塞し、環状の通路35が低温室24に開口している。燃焼室2内の図示しないピストンが上死点(TDC)を過ぎると、図2に示すように、副弁31が上方に押し上げられて筒部32が低温室24の開口部24aを閉塞すると共に、筒部32の上端33dと案内翼33との間の環状の通路35が高温室22に開口する。   As shown in FIG. 1, when the main valve 4 is closed, the auxiliary valve 31 has an upper end 33 b of the guide vane 33 that closes the opening 22 a of the high temperature chamber 22, and an annular passage 35 is connected to the low temperature chamber 24. It is open. When a piston (not shown) in the combustion chamber 2 passes the top dead center (TDC), as shown in FIG. 2, the auxiliary valve 31 is pushed upward and the cylinder portion 32 closes the opening 24 a of the low temperature chamber 24. An annular passage 35 between the upper end 33 d of the cylindrical portion 32 and the guide blade 33 opens into the high temperature chamber 22.

図3に示すように、主弁4が開弁すると、燃焼室2から排気口2aを通して排出された排気初期の高温高圧の燃焼ガスが、副弁31の筒部32内を通り、環状の通路35から案内面33cに沿って矢印で示すように高温室22に円滑に流入し、高温排気通路23へと排出される。   As shown in FIG. 3, when the main valve 4 is opened, the high-temperature and high-pressure combustion gas discharged from the combustion chamber 2 through the exhaust port 2 a passes through the cylindrical portion 32 of the sub-valve 31 and passes through the annular passage. As shown by the arrow along the guide surface 33 c from 35, the air smoothly flows into the high temperature chamber 22 and is discharged to the high temperature exhaust passage 23.

副弁31は、ピストンが下死点(BDC)近傍に達して主弁4が開弁中期になると、図4に示すように押し下げられて、案内翼33の上端部33bが高温室22の開口部22aを閉塞すると共に、環状の通路35が低温室24に開口する。   The sub-valve 31 is pushed down as shown in FIG. 4 when the piston reaches the bottom dead center (BDC) and the main valve 4 is in the middle of the valve opening, so that the upper end 33b of the guide vane 33 opens the high-temperature chamber 22. The portion 22 a is closed and an annular passage 35 opens into the low temperature chamber 24.

これにより、主弁4の開弁中期から閉弁するまでの間、排気口2aから排出される低温低圧の燃焼ガスが、矢印で示すように筒部32内を通って上端開口部に至り、環状の通路35から案内面33cに沿って低温室24に円滑に流入し、低温排気通路25へと排出される。   Thereby, the low-temperature and low-pressure combustion gas discharged from the exhaust port 2a passes through the inside of the cylindrical part 32 as shown by the arrow until the valve is closed from the middle of the opening of the main valve 4 to the upper opening, The air smoothly flows into the low temperature chamber 24 along the guide surface 33 c from the annular passage 35 and is discharged to the low temperature exhaust passage 25.

副弁31の筒部32は、上端が開口しているために、主弁4の開弁中期から閉弁するまでの間、排気口2aから排出される低温低圧の燃焼ガスが筒部32内を通って上端開口部から排出される。これにより、低温室24への燃焼ガスの流れに、分岐流が発生しないようになる。この結果、分岐損失が解消されて、主弁4の開弁中期から閉弁するまで燃焼ガスを円滑に排気させることができ、掃気効率を著しく向上させる。   Since the upper end of the cylindrical portion 32 of the auxiliary valve 31 is open, the low-temperature and low-pressure combustion gas discharged from the exhaust port 2 a is not generated in the cylindrical portion 32 until the valve is closed from the middle of the opening of the main valve 4. Through the top opening. Thereby, a branch flow is prevented from being generated in the flow of the combustion gas to the low temperature chamber 24. As a result, the branching loss is eliminated, and the combustion gas can be smoothly exhausted from the middle of the opening of the main valve 4 until the valve is closed, and the scavenging efficiency is remarkably improved.

そして、弁装置20は、主弁4が閉弁すると図1に示す状態に戻る。図5は、排気弁装置20の上述した主弁4及び副弁31の各動作を示し、太線で示すグラフは主弁4の動作を示し、細線で示すグラフは副弁31の動作を示している。   The valve device 20 returns to the state shown in FIG. 1 when the main valve 4 is closed. FIG. 5 shows the operations of the main valve 4 and the sub valve 31 of the exhaust valve device 20 described above, the graph shown by a thick line shows the operation of the main valve 4, and the graph shown by a thin line shows the operation of the sub valve 31. Yes.

本発明は、上述した一実施の形態に係る2サイクルのディーゼル機関の弁装置に限定されるものではなく、4サイクルのディーゼル機関の弁装置、及びその他様々な内燃機関の弁装置に対して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the valve device for a two-cycle diesel engine according to the above-described embodiment, but is implemented for a valve device for a four-cycle diesel engine and various other valve devices for an internal combustion engine. Is possible.

1 シリンダブロック
2 燃焼室
2a 排気口
3 弁座
3a 開口端
4 主弁
5 弁ステム
5a 上部
5b 上端面
6 空気ピストン
7 副弁
7a 輻(スポーク)
7b 上端部
7c 下端部
8 副弁ステム8
9 空気ピストン
10 排気弁装置
11 シリンダヘッド
12 高温室
13 高温排気通路
14 低温室
15 低温排気通路
16 油圧シリンダブロック
16a 下端部
17 案内翼
18 空気ばね室
19 油圧シリンダ
20 排気弁装置
21 シリンダヘッド
22 高温室
22a 開口部
23 高温排気通路
24 低温室
24a 開口部
25 低温排気通路
31 副弁
32 筒部
32a 輻(スポーク)
32b 下部
32c 下端部
32d 上端部
33 案内翼
33a 下端部
33b 上端部
33c 案内面
34 副弁ステム
35 環状の通路
41 油圧シリンダブロック
42 油圧シリンダ
44 ケーシング
45 空気ばね室
47 ケーシング
48 油圧シリンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Combustion chamber 2a Exhaust port 3 Valve seat 3a Open end 4 Main valve 5 Valve stem 5a Upper part 5b Upper end surface 6 Air piston 7 Sub valve 7a Radiation (spoke)
7b Upper end 7c Lower end 8 Sub valve stem 8
9 Air piston 10 Exhaust valve device 11 Cylinder head 12 High greenhouse 13 High temperature exhaust passage 14 Low greenhouse 15 Low temperature exhaust passage 16 Hydraulic cylinder block 16a Lower end 17 Guide vane 18 Air spring chamber 19 Hydraulic cylinder 20 Exhaust valve device 21 Cylinder head 22 High temperature Chamber 22a Opening 23 High-temperature exhaust passage 24 Low greenhouse 24a Opening 25 Low-temperature exhaust passage 31 Sub valve 32 Tube 32a Radiation (spoke)
32b Lower 32c Lower end 32d Upper end 33 Guide vane 33a Lower end 33b Upper end 33c Guide surface 34 Sub valve stem 35 Annular passage 41 Hydraulic cylinder block 42 Hydraulic cylinder 44 Casing 45 Air spring chamber 47 Casing 48 Hydraulic cylinder

Claims (8)

シリンダブロック(1)の燃焼室(2)の頂部に設けられた排気口(2a)を開閉する主弁(4)と、シリンダヘッド(21)内に配設されると共に前記主弁(4)の開弁時に前記排気口から排出された排気初期の燃焼ガスを導入して排気する高温室(22)と、前記シリンダヘッド内に前記高温室の下方に配設されると共に排気中期から排気終了まで前記排気口から排出された前記燃焼ガスを導入して排気する低温室(24)と、前記シリンダヘッド内に配設されると共に前記高温室と前記低温室への前記燃焼ガスの流れを切り替える副弁(31)とを備えた内燃機関の弁装置(20)において、前記副弁は、前記排気口から排出された前記燃焼ガスを内部通過させる筒部(32)と、前記筒部の上方に配設されて前記筒部の上端開口部から排出された前記燃焼ガスを前記排気初期には前記高温室へ及び前記排気中期から前記排気終了までは前記低温室へ導く案内翼(33)とからなることを特徴とする内燃機関の弁装置。   A main valve (4) for opening and closing an exhaust port (2a) provided at the top of the combustion chamber (2) of the cylinder block (1), and a main valve (4) disposed in the cylinder head (21). A high-temperature chamber (22) for introducing and exhausting combustion gas at the initial stage of exhaust exhausted from the exhaust port when the valve is opened, and being disposed in the cylinder head below the high-temperature chamber and exhausting from the middle stage of exhaust A low-temperature chamber (24) for introducing and exhausting the combustion gas discharged from the exhaust port, and being disposed in the cylinder head and switching the flow of the combustion gas to the high-temperature chamber and the low-temperature chamber In the valve device (20) of the internal combustion engine provided with the auxiliary valve (31), the auxiliary valve includes a cylinder part (32) through which the combustion gas discharged from the exhaust port passes, and an upper part of the cylinder part. Arranged at the upper end opening of the tube The valve device of the discharged above the combustion gas into the hot chamber to the exhaust initial and from the exhaust metaphase to said exhaust ends internal combustion engine characterized by comprising from the guide vanes (33) leading to the cold room. 前記副弁(31)の前記筒部(32)は、前記排気口(2a)に連通する前記低温室(24)の開口部(24a)内を気密に摺動して前記低温室を開閉し、前記案内翼(33)は、略漏斗状をなして前記筒部(32)と共働して前記筒部の上端開口部との間に環状の通路(35)を形成すると共に上端部(33b)が前記排気口(2a)に連通する前記高温室(22)の開口部(22a)を開閉することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の弁装置。   The cylinder part (32) of the sub-valve (31) slides in an airtight manner in the opening (24a) of the low temperature chamber (24) communicating with the exhaust port (2a) to open and close the low temperature chamber. The guide vane (33) has a substantially funnel shape and cooperates with the cylindrical portion (32) to form an annular passage (35) between the upper end opening of the cylindrical portion and the upper end portion ( The valve device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein 33b) opens and closes an opening (22a) of the high temperature chamber (22) communicating with the exhaust port (2a). 前記副弁(31)は、前記筒部(32)が前記低温室(24)を閉塞しているときに前記環状の通路(35)が前記高温室(22)に開口し、前記案内翼(33)の上端部(33b)が前記高温室(22)を閉塞しているときに前記環状の通路(35)が前記低温室(24)に開口することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の弁装置。   The sub-valve (31) has the annular passage (35) opened to the high temperature chamber (22) when the cylindrical portion (32) closes the low temperature chamber (24), and the guide blade ( The annular passage (35) opens into the low temperature chamber (24) when the upper end (33b) of 33) closes the high temperature chamber (22). A valve device for an internal combustion engine. 前記副弁(31)の前記筒部(32)と前記案内翼(33)は、前記副弁を作動させる副弁ステム(34)に一体に取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関の弁装置。   The said cylinder part (32) and the said guide blade (33) of the said subvalve (31) are integrally attached to the subvalve stem (34) which act | operates the said subvalve. 4. The valve device for an internal combustion engine according to any one of 3 above. 前記副弁(31)の前記筒部(32)は、内側下部(32b)が前記排気口(2a)に滑らかに連通するようにテーパ状をなしていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の内燃機関の弁装置。   The cylindrical portion (32) of the sub-valve (31) is tapered so that the inner lower portion (32b) smoothly communicates with the exhaust port (2a). The valve device for an internal combustion engine according to any one of the above. 前記副弁(31)の前記筒部(32)は、前記内側下部(32b)の下端部(32c)が外側に折曲されて拡径され先端部により前記低温室(24)を閉塞可能とされていることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の弁装置。   The cylinder part (32) of the sub-valve (31) has a lower end part (32c) of the inner lower part (32b) bent outward and expanded in diameter, and the tip part can close the cold chamber (24). The valve device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the valve device is provided. 前記案内翼(33)は、前記筒部(32)の上端開口部に面する側が滑らかな曲面からなる案内面(33c)とされて前記筒部(32)の上端開口部から排出される前記燃焼ガスを前記高温室(22)及び前記低温室(24)へ円滑に導くことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の内燃機関の弁装置。   The guide wing (33) is discharged from the upper end opening of the cylindrical portion (32) with the side facing the upper end opening of the cylindrical portion (32) being a guide surface (33c) having a smooth curved surface. The valve device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein combustion gas is smoothly guided to the high temperature chamber (22) and the low temperature chamber (24). 前記筒部(32)と前記案内翼(33)と前記副弁ステム(34)とが一体に精密鋳造により形成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の内燃機関の弁装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the cylindrical portion (32), the guide vane (33), and the auxiliary valve stem (34) are integrally formed by precision casting. Valve device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013019364A (en) * 2011-07-12 2013-01-31 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Internal combustion engine

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