排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置以及具有該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其采用排氣閥的開關(guān)時(shí)刻可變的凸輪油壓驅(qū)動(dòng)方式，并且不會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙，可靠性較高。在沖桿(11)上形成有連通孔(12)，其從沖桿(11)加壓作動(dòng)油的加壓室(29)連通至位于沖桿(11)的外周面上的外周面開口部(11d)，在第二氣缸(27)的內(nèi)周面上形成有槽部(30)，其在沖桿(11)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程的一部分的期間內(nèi)與外周面開口部(11d)連通，在槽部(30)上連接有用于排出作動(dòng)油的作動(dòng)油排出回路(31)，在作動(dòng)油排出回路(31)上設(shè)置有排出量調(diào)節(jié)閥(33)。
【專利說(shuō)明】
排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置以及具有該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種由凸輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置以及具有該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，作為低速二沖程柴油機(jī)的船用柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))，其利用油壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排氣閥。使用電磁閥對(duì)該油壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行油壓控制的電子控制式發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷控制排氣閥的開關(guān)時(shí)刻，使其保持最佳。另一方面，機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是凸輪油壓驅(qū)動(dòng)方式，即利用凸輪驅(qū)動(dòng)沖桿，并相應(yīng)因沖桿產(chǎn)生的油壓的壓力變化運(yùn)行排氣閥執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)方式，由于排氣閥的開關(guān)時(shí)刻取決于凸輪輪廓，因此難以在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行變更。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，在專利文獻(xiàn)I中，采用了從另外設(shè)置的加壓作動(dòng)油源向作動(dòng)油管供給高壓作動(dòng)油的結(jié)構(gòu)，所述作動(dòng)油管向驅(qū)動(dòng)排氣閥的排氣閥執(zhí)行器供給作動(dòng)油。具體而言，通過(guò)切換電子控制油壓閥，向作動(dòng)油管追加供給來(lái)自加壓作動(dòng)油源的作動(dòng)油，使排氣閥的打開時(shí)刻早于由凸輪輪廓所決定的時(shí)刻。并且，通過(guò)在凸輪的作動(dòng)期間中追加供給作動(dòng)油，使排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻晚于由凸輪輪廓所決定的時(shí)刻。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開2010-106843號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，在專利文獻(xiàn)I記載的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置中，在因作為加壓作動(dòng)油源的栗發(fā)生故障等而油壓下降的情況下，排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻由凸輪輪廓決定，無(wú)法通過(guò)向作動(dòng)油管追加供給作動(dòng)油而推遲排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷的情況下，無(wú)法推遲至原來(lái)的排氣閥關(guān)閉時(shí)刻，從而會(huì)導(dǎo)致筒內(nèi)的壓縮壓力和燃燒壓力比通常要大，并可能導(dǎo)致超過(guò)設(shè)計(jì)容許壓力而損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，在電子控制油壓閥關(guān)閉的狀態(tài)下發(fā)生粘著，因而無(wú)法向作動(dòng)油管追加供給作動(dòng)油的情況下也可能發(fā)生與上述相同的問(wèn)題。
[0009]另外，在電子控制油壓閥打開的狀態(tài)下發(fā)生粘著，因而從加壓作動(dòng)油源向作動(dòng)油管一直連續(xù)供給作動(dòng)油的情況下，無(wú)法關(guān)閉排氣閥，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0010]本發(fā)明鑒于上述事實(shí)而完成，提供了一種排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置以及具有該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)，所述排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置采用排氣閥的開關(guān)時(shí)刻可變的凸輪油壓驅(qū)動(dòng)方式，并且不會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙，可靠性較高。
[0011]技術(shù)方案
[0012]為解決上述課題，本發(fā)明的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置以及具有該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)采用以下方法。
[0013]本發(fā)明的第一實(shí)施方式為一種排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其具有:執(zhí)行器，其驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的排氣閥；油壓回路，其供給使該執(zhí)行器動(dòng)作的作動(dòng)油;沖桿，其與該油壓回路連接;氣缸，其收納該沖桿；以及凸輪，其使所述沖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，所述執(zhí)行器通過(guò)被所述沖桿加壓的所述作動(dòng)油進(jìn)行動(dòng)作并打開所述排氣閥，所述執(zhí)行器通過(guò)所述沖桿對(duì)加壓的所述作動(dòng)油進(jìn)行減壓而動(dòng)作并關(guān)閉所述排氣閥，在所述沖桿上形成有連通孔，其從該沖桿加壓所述作動(dòng)油的加壓空間連通至位于該沖桿的外周面上的外周面開口部，在所述氣缸的內(nèi)周面上形成有槽部，其在所述沖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的一部分的期間內(nèi)與所述外周面開口部連通，在該槽部上連接有用于排出所述作動(dòng)油的作動(dòng)油排出回路，在該作動(dòng)油排出回路上設(shè)置有排出量調(diào)節(jié)閥。
[0014]本發(fā)明為通過(guò)凸輪使沖桿動(dòng)作的機(jī)械式排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置。即，根據(jù)由凸輪的動(dòng)作而驅(qū)動(dòng)的沖桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)排氣閥進(jìn)行開關(guān)。
[0015]在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，在沖桿上設(shè)置有連通孔，其使作動(dòng)油從沖桿對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓的加壓空間流動(dòng)至沖桿外周面的開口部。并且，在氣缸的內(nèi)周面上形成有槽部，其在沖桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程的一部分的區(qū)間內(nèi)與所述連通孔的外周面開口部連通。槽部?jī)?nèi)的作動(dòng)油經(jīng)由作動(dòng)油排出回路從槽部排出。由此，在沖桿的連通孔與氣缸的槽部連通的期間，能夠從利用沖桿對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓的加壓空間排出作動(dòng)油。因此，在沖桿對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓的過(guò)程中，加壓中的作動(dòng)油經(jīng)由沖桿的連通孔排出，從而延后了作動(dòng)油的壓力上升，并能夠推遲排氣閥的打開時(shí)刻。另一方面，在沖桿對(duì)加壓后的作動(dòng)油進(jìn)行減壓的過(guò)程中，由于加壓中作動(dòng)油流走作動(dòng)油壓下降，因此能夠提前排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻。
[0016]并且，在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，在作動(dòng)油排出回路上設(shè)置排出量調(diào)節(jié)閥，對(duì)來(lái)自加壓空間的作動(dòng)油的排出流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此能夠調(diào)節(jié)利用沖桿對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓時(shí)的壓力上升的程度和利用沖桿加壓后的作動(dòng)油的達(dá)到壓力的下降程度，并能夠任意變更排氣閥的打開時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。
[0017]另外，在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，并未采用向油壓回路供給通過(guò)另外設(shè)置的加壓源加壓的作動(dòng)油的結(jié)構(gòu)，而是經(jīng)由連通孔排出作動(dòng)油從而調(diào)整作動(dòng)油的壓力變化，因此沒(méi)有必要另外設(shè)置作動(dòng)油的加壓源。因此，在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，無(wú)需承擔(dān)因另外設(shè)置的加壓源發(fā)生故障而對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙的風(fēng)險(xiǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的可靠性。
[0018]作為排出量調(diào)節(jié)閥，可使用通過(guò)電子控制的比例控制閥或具有機(jī)械結(jié)構(gòu)的可變節(jié)流裝置等。
[0019]在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置中，所述排出量調(diào)節(jié)閥可以是，其開度被控制為隨著所述內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的下降而增大的結(jié)構(gòu)。
[0020]當(dāng)將排出量調(diào)節(jié)閥控制為開度增大的方向即打開方向時(shí)，作動(dòng)油壓的下降程度增大，因此排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻提前。排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻越早，排氣閥關(guān)閉時(shí)密封在燃燒室內(nèi)的空氣量越多，因此壓縮的空氣(新空氣)增多，內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力升高。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷下降而將排出量調(diào)節(jié)閥控制為打開方向，從而即使在低負(fù)荷下，也可改善內(nèi)燃機(jī)的燃燒并改善燃料消耗率。
[0021]此外，當(dāng)控制排出量調(diào)節(jié)閥使其隨著柴油機(jī)的負(fù)荷的下降而為打開方向，并推遲排氣閥的打開時(shí)刻時(shí)，雖有可能縮短燃燒氣體與新空氣在筒內(nèi)進(jìn)行氣體交換的時(shí)間，但在負(fù)荷下降的部分負(fù)荷狀態(tài)下，由于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，因此能夠充分確保用于氣體交換的時(shí)間。并且，通過(guò)推遲排氣閥的打開時(shí)刻，能夠在推遲了打開時(shí)刻的時(shí)間段內(nèi)維持燃燒后的筒內(nèi)壓力不降低，因此能夠從維持為該燃燒后的筒內(nèi)壓力的筒內(nèi)氣體獲取更多的軸旋轉(zhuǎn)力，并進(jìn)一步改善燃料消耗率。
[0022]在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置中，可設(shè)定所述槽部相對(duì)于所述外周面開口部的連通期間，以便當(dāng)所述排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度時(shí)，在所述排氣閥關(guān)閉的時(shí)刻，即使所述內(nèi)燃機(jī)為高負(fù)荷，該內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下。
[0023]排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻越早，排氣閥關(guān)閉時(shí)密封在燃燒室內(nèi)的空氣量越多，因此壓縮的新空氣增多，內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力升高。并且，排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻最早時(shí)為排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度時(shí)。這樣一來(lái)，決定了槽部相對(duì)于外周面開口部的連通期間，以便當(dāng)排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度時(shí)，即使內(nèi)燃機(jī)為高負(fù)荷，內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下。即，作動(dòng)油的排出流量取決于槽部相對(duì)于外周面開口部的連通期間，因此即使排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度且作動(dòng)油的排出量為最大，也能夠限制槽部相對(duì)于外周面開口部的連通期間，使內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力在設(shè)計(jì)容許壓力以下。因此，即使排出量調(diào)節(jié)閥由于某種原因在最大開度的狀態(tài)發(fā)生粘著的情況下，作動(dòng)油的排出流量也會(huì)被限制在安全范圍內(nèi)，因此壓縮壓力以及燃燒壓力不會(huì)升高至超過(guò)設(shè)計(jì)容許壓力，能夠避免內(nèi)燃機(jī)的損傷。
[0024]在上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置中，所述排出量調(diào)節(jié)閥可設(shè)為全閉。
[0025]通過(guò)將排出量調(diào)節(jié)閥設(shè)為全閉，能夠設(shè)為不從沖桿的加壓空間排出作動(dòng)油的狀態(tài)。由此，排氣閥能夠隨著凸輪的輪廓而動(dòng)作。
[0026]另外，如上述排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置所述，決定槽部相對(duì)于外周面開口部的連通期間，以便排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度下，即使內(nèi)燃機(jī)為高負(fù)荷，內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下，在這種情況下，即使排出量調(diào)節(jié)閥由于某種原因在全閉的狀態(tài)發(fā)生粘著時(shí)，由于排氣閥僅隨凸輪輪廓?jiǎng)幼?，排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻會(huì)遲于排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度時(shí)的時(shí)刻，因此壓縮壓力以及燃燒壓力不會(huì)升高至超過(guò)設(shè)計(jì)容許壓力，能夠避免內(nèi)燃機(jī)的損傷。
[0027]本發(fā)明的第二實(shí)施方式為一種內(nèi)燃機(jī)，其具有:上述任意一種所述的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置;受該排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的所述排氣閥；以及收納該排氣閥的燃燒室。
[0028]由于具備上述任意一種排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，因此能夠提供可靠性較高的內(nèi)燃機(jī)。
[0029]有益效果
[0030]由于在本發(fā)明中，并未采用向油壓回路追加供給通過(guò)另外設(shè)置的加壓源加壓的作動(dòng)油的結(jié)構(gòu)，而是經(jīng)由連通孔排出作動(dòng)油，從而調(diào)整作動(dòng)油的壓力變化，因此無(wú)需設(shè)置加壓作動(dòng)油源。因此，無(wú)需承擔(dān)因加壓作動(dòng)油源發(fā)生故障而對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙的風(fēng)險(xiǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的概要構(gòu)成圖。
[0032]圖2是表示使用圖1的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)的作動(dòng)油的壓力變化以及排氣閥升降變化的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]圖1中表示本實(shí)施方式所涉及的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I。排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I設(shè)置在船舶主機(jī)用柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))上。船舶主機(jī)用柴油機(jī)(以下稱為“柴油機(jī)”)為例如低速二沖程機(jī)，采用從下方送氣向上方排氣的單向掃氣的單流型。柴油機(jī)的輸出經(jīng)由圖中未示出的螺旋槳軸直接或間接地與螺旋槳連接。
[0035]如圖1所示，排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I具有:排氣閥5，其對(duì)形成于氣缸蓋3上的排氣流路進(jìn)行開關(guān);活塞(執(zhí)行器)7，其驅(qū)動(dòng)排氣閥5;油壓回路9，其向活塞7供給作動(dòng)油;沖桿11，其與油壓回路9連接;以及凸輪13，其使沖桿11往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0036]活塞7與沿上下方向延伸的排氣閥5的軸部5a連接，并在第一氣缸15內(nèi)沿上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由第一氣缸15和活塞7形成的油壓室17與油壓回路9的一端9a連接。并且，排氣閥5通過(guò)圖中未示出的空氣彈簧等施力單元向上方即第一氣缸15的方向施力。
[0037]在油壓回路9上，連接有從第一分支點(diǎn)9a分支出的節(jié)流用回路19。在節(jié)流用回路19上，設(shè)置有作為固定節(jié)流閥的節(jié)流裝置21。
[0038]當(dāng)油壓回路9內(nèi)的壓力在規(guī)定值以上時(shí)，規(guī)定量的作動(dòng)油從節(jié)流裝置21排出到油壓回路9的外部。由此，通過(guò)在利用沖桿11進(jìn)行加壓時(shí)將規(guī)定量的作動(dòng)油排出到油壓回路9的外部，并在利用沖桿11進(jìn)行減壓時(shí)減少殘留在油壓回路9中的油量，活塞7和排氣閥5與加壓時(shí)相比保持在上方(排氣閥關(guān)閉方向)。并且，在壓低沖桿11并吸入作動(dòng)油時(shí)吸入與加壓時(shí)等量的油量，因此活塞7在通過(guò)沖桿11完成減壓之前切實(shí)被吸向上方且排氣閥5穩(wěn)定關(guān)閉。
[0039]在油壓回路9上，連接有從第二分支點(diǎn)9c分支出的低壓作動(dòng)油供給回路23。在該低壓作動(dòng)油供給回路23上，從圖中未示出的低壓作動(dòng)油源供給用于對(duì)排氣閥5進(jìn)行開關(guān)時(shí)作為基準(zhǔn)的油壓。在低壓作動(dòng)油供給回路23上，設(shè)置有單向閥25，當(dāng)油壓回路9內(nèi)的油壓在規(guī)定值以下時(shí)，從低壓作動(dòng)油供給回路23供給不足份的作動(dòng)油。由此維持作為基準(zhǔn)的油壓，具體而言，為圖2(c)所示的最低作動(dòng)油壓，即基準(zhǔn)壓力。另一方面，當(dāng)油壓回路9內(nèi)的壓力在規(guī)定值以上時(shí)，單向閥25—直為關(guān)閉狀態(tài)。即，通過(guò)沖桿11進(jìn)行加壓程序時(shí)，單向閥25關(guān)閉。
[0040]沖桿11在第二氣缸27內(nèi)沿上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由第二氣缸27和沖桿11形成的加壓室(加壓空間)29與油壓回路9的另一端9d連接。在沖桿11上形成有連通孔12，其連接端面開口部Ilb與外周面開口部lld，所述端面開口部Ilb設(shè)置在面向加壓室29的端面Ila上，所述外周面開口部Ild設(shè)置在構(gòu)成沖桿11側(cè)面的外周面Ilc上。連通孔12由中心軸孔部12a和半徑孔部12b構(gòu)成，所述中心軸孔部12a沿沖桿11的中心軸形成，所述半徑孔部12b與中心軸孔部12a的下端連接并且朝向外周面Ilc形成于半徑方向上。加壓室29內(nèi)的作動(dòng)油通過(guò)該連通孔12從外周面開口部Ild排出到外部。另外，連通孔12的形狀并非特定，只要是能夠?qū)⒆鲃?dòng)油從加壓室29排出到外部的形狀即可。
[0041]在構(gòu)成第二氣缸27的側(cè)面的內(nèi)周面上，在與外周面開口部Ild對(duì)向的位置，形成有槽部30。槽部30的高度，即在沖桿11往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上的尺寸為沖桿11在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一部分行程的期間內(nèi)與外周面開口部Ild連通的尺寸。具體而言，槽部30的下端設(shè)定在當(dāng)沖桿11位于下死點(diǎn)時(shí)外周面開口部Ild與槽部30連通的的位置，槽部30的上端設(shè)定在沖桿11位于上死點(diǎn)之前槽部30被沖桿11的外周面Ilc堵塞的位置。更具體而言，決定槽部30相對(duì)于外周面開口部Ild的連通期間，以便當(dāng)排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度時(shí)，即使柴油機(jī)為高負(fù)荷，筒內(nèi)的壓縮壓力和燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下，并且根據(jù)所述期間決定槽部30的高度。
[0042]在槽部30與低壓作動(dòng)油供給回路23之間，連接有作動(dòng)油排出回路31。在作動(dòng)油排出回路31上，設(shè)置有排出量調(diào)節(jié)閥33。使用通過(guò)電子控制的比例控制閥或具有機(jī)械結(jié)構(gòu)的可變節(jié)流裝置等作為排出量調(diào)節(jié)閥33，并通過(guò)圖中未示出的控制部控制其開度。排出量調(diào)節(jié)閥33的開度可無(wú)段式調(diào)整，也可為全閉。根據(jù)柴油機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行排出量調(diào)節(jié)閥33的開度調(diào)整，當(dāng)柴油機(jī)為高負(fù)荷時(shí)調(diào)整為全閉，隨著柴油機(jī)負(fù)荷的下降向打開方向調(diào)整。
[0043]在沖桿11的下部，安裝有連接軸35，在該連接軸35的下端設(shè)置有凸輪滾輪37。凸輪滾輪37沿下方的凸輪13的外周面，即凸輪輪廓上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0044]凸輪13固定在凸輪軸39上，與凸輪軸39—起旋轉(zhuǎn)。凸輪軸39與柴油機(jī)的曲軸同步旋轉(zhuǎn)。
[0045]接下來(lái)，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]首先，對(duì)排出量調(diào)節(jié)閥33為全閉的情況進(jìn)行說(shuō)明，然后對(duì)排出量調(diào)節(jié)閥33為打開的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0047]〈排出量調(diào)節(jié)閥33:全閉〉
[0048]當(dāng)排出量調(diào)節(jié)閥33為全閉時(shí)，由于不會(huì)從加壓室29排出作動(dòng)油，因此排氣閥5隨著凸輪13的輪廓進(jìn)行開關(guān)。排出量調(diào)節(jié)閥13為全閉的情況主要為柴油機(jī)的負(fù)荷為高負(fù)荷附近的情況。
[0049]在圖2中，(a)表示凸輪13的升降量，(b)表示排出量調(diào)節(jié)閥33的閥開度，(C)表示油壓回路9上的作動(dòng)油壓，(d)表示排氣閥5的升降量。在本圖中，用實(shí)線表示排出量調(diào)節(jié)閥33為全閉的情況。
[0050]如本圖(b)所示，排出量調(diào)節(jié)閥33的開度在凸輪升降量上升并下降的一個(gè)周期內(nèi)一直為全閉。
[0051 ]在t0時(shí)刻，當(dāng)凸輪升降量隨著凸輪13的輪廓而增大且沖桿11開始提升時(shí)，加壓室29即油壓回路9的作動(dòng)油壓開始上升。然后，在tl時(shí)刻，凸輪升降量達(dá)到最大值且沖桿11被提升至上死點(diǎn)，作動(dòng)油壓達(dá)到最大值，此時(shí)在t2時(shí)刻，活塞7側(cè)的油壓室17中的油壓發(fā)揮作用，克服圖中未示出的空氣彈簧的施力和筒內(nèi)壓力而將活塞7壓低。由此，排氣閥升降增大，排氣閥5打開。這時(shí)，隨著壓低活塞7，作動(dòng)油進(jìn)入油壓室17，因此作動(dòng)油壓急劇減小。
[0052]并且，在沖桿11隨著凸輪13的輪廓而維持在上死點(diǎn)直至t3時(shí)刻為止的期間，排氣閥升降量也維持在最大，排氣閥5—直為打開狀態(tài)。
[0053]在t3時(shí)刻，當(dāng)凸輪升降量隨著凸輪13的輪廓而減小且沖桿11開始下降時(shí)，作動(dòng)油壓開始下降。當(dāng)作動(dòng)油壓下降至規(guī)定值時(shí)，圖中未示出的空氣彈簧的施力和筒內(nèi)壓力占上風(fēng)，從t4時(shí)刻開始活塞7被推向上方，由此排氣閥升降量開始減小。當(dāng)凸輪升降量達(dá)到最小值且沖桿11下降至下死點(diǎn)時(shí)，排氣閥5在t5時(shí)刻變?yōu)槿]狀態(tài)。
[0054]〈排出量調(diào)節(jié)閥33:打開〉
[0055]接下來(lái)，對(duì)以下情況進(jìn)行說(shuō)明，S卩，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷減小而為低負(fù)荷附近時(shí)，根據(jù)來(lái)自圖中未示出的控制部的指示，將排出量調(diào)節(jié)閥33僅打開規(guī)定量。如圖2 (b)中的虛線所示，排出量調(diào)節(jié)閥33的開度在凸輪升降量上升并下降的一個(gè)周期內(nèi)其規(guī)定開度保持固定。
[0056]如圖2(c)所示，在t0時(shí)刻，即使凸輪升降量隨著凸輪13的輪廓而增大且沖桿11開始提升，在直至t(T時(shí)刻為止的規(guī)定期間，作動(dòng)油壓也不會(huì)上升。原因是，在該期間沖桿11的連通孔12與第二氣缸27的槽部30連通，即使沖桿11上升，由于加壓室29內(nèi)的作動(dòng)油排出到?jīng)_桿11外部，因此加壓室29即油壓回路9的壓力不會(huì)上升。
[0057]并且，在超過(guò)t(T時(shí)刻后，連通孔12不再與槽部30連通，因此作動(dòng)油壓開始上升。這樣一來(lái)，與排出量調(diào)節(jié)閥33全閉時(shí)(實(shí)線)相比，如虛線所示，作動(dòng)油的壓力上升的時(shí)刻從t0時(shí)刻推遲至t(T時(shí)刻，因此排氣閥5的打開時(shí)刻也會(huì)推遲。即，排氣閥升降量從比t2時(shí)刻推遲規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻〖2'開始上升。
[0058]在t3時(shí)刻，當(dāng)凸輪升降量隨著凸輪13的輪廓而減小且沖桿11開始下降時(shí)，作動(dòng)油壓開始下降。這時(shí)，由于在連通孔12與槽部30連通的時(shí)間即時(shí)刻t0至t(T之間排出規(guī)定量的作動(dòng)油，因此如圖2(c)中虛線所示的作動(dòng)油壓比排出量調(diào)節(jié)閥33全閉時(shí)(實(shí)線)的作動(dòng)油壓低。由此，圖中未示出的空氣彈簧的施力和筒內(nèi)壓力提前克服作動(dòng)油壓，因此排氣閥升降量在比t4時(shí)刻早的時(shí)刻開始減小，其結(jié)果為，排氣閥5在比t5時(shí)刻早的〖5'時(shí)刻完全關(guān)閉。
[0059]這樣一來(lái)，參照?qǐng)D2(d)的排氣閥升降量的變化可知，通過(guò)打開排出量調(diào)節(jié)閥33，能夠推遲排氣閥5的打開時(shí)刻，并且提前排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻。并且，根據(jù)來(lái)自圖中未不出的控制部的指令適時(shí)調(diào)節(jié)排出量調(diào)節(jié)閥3 3的開度，能夠調(diào)節(jié)排氣閥5的開關(guān)時(shí)刻。
[0060]根據(jù)本實(shí)施方式的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I，能夠起到以下作用效果。
[0061]在沖桿11上設(shè)置連通孔12，其使作動(dòng)油從沖桿11的端面Ila的開口部Ilb向沖桿11的外周面開口部Ild流動(dòng)。并且，在第二氣缸27的內(nèi)周面上形成槽部30，其在沖桿11進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程的一部分的區(qū)間內(nèi)與所述連通孔12的外周面開口部Ild連通。另外，槽部30內(nèi)的作動(dòng)油經(jīng)由作動(dòng)油排出回路31從槽部30排出。由此，在沖桿11的連通孔12與第二氣缸27的槽部30連通的期間，能夠從利用沖桿11對(duì)動(dòng)作油進(jìn)行加壓的加壓室39排出作動(dòng)油。因此，在沖桿11對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓的過(guò)程中，加壓中的作動(dòng)油經(jīng)由沖桿11的連通孔12排出，從而延后作動(dòng)油的壓力上升，并能夠推遲排氣閥5的打開時(shí)刻。另一方面，在沖桿11對(duì)加壓后的作動(dòng)油進(jìn)行減壓的過(guò)程中，由于加壓中作動(dòng)油流走作動(dòng)油壓下降，因此能夠提前排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻。
[0062]并且，在作動(dòng)油排出回路31上設(shè)置排出量調(diào)節(jié)閥33，對(duì)來(lái)自加壓室29的作動(dòng)油的排出流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此能夠調(diào)節(jié)利用沖桿11對(duì)作動(dòng)油進(jìn)行加壓時(shí)的壓力上升的程度和利用沖桿11加壓后的作動(dòng)油的達(dá)到壓力的下降程度，并能夠任意變更排氣閥5的打開時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。
[0063]另外，并未采用向油壓回路9供給通過(guò)另外設(shè)置的加壓源(例如專利文獻(xiàn)I的加壓作動(dòng)油源)加壓的作動(dòng)油的結(jié)構(gòu)，而是經(jīng)由連通孔12排出作動(dòng)油，從而調(diào)節(jié)作動(dòng)油的壓力變化，因此無(wú)需另外設(shè)置作動(dòng)油的加壓源。因此，無(wú)需承擔(dān)因另外設(shè)置的加壓源發(fā)生故障而對(duì)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙的風(fēng)險(xiǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的可靠性。
[0064]另外，當(dāng)將排出量調(diào)節(jié)閥33控制為打開方向時(shí)，作動(dòng)油壓的下降程度增大，因此排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻提前。排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻越早，排氣閥關(guān)閉時(shí)密封在燃燒室內(nèi)的空氣量越多，因此壓縮的新空氣增多，筒內(nèi)的壓縮壓力和燃燒壓力升高。因此，控制排出量調(diào)節(jié)閥33使其隨著柴油機(jī)的負(fù)荷的下降而為打開方向，從而即使在低負(fù)荷下，也能夠改善柴油機(jī)的燃燒，并改善燃料消耗率。
[0065]此外，當(dāng)控制排出量調(diào)節(jié)閥33使其隨著柴油機(jī)的負(fù)荷的下降而為關(guān)閉方向，并推遲排氣閥5的打開時(shí)刻時(shí)，雖有可能縮短燃燒氣體與新空氣在筒內(nèi)進(jìn)行氣體交換的時(shí)間，但在負(fù)荷下降的部分負(fù)荷狀態(tài)下，由于柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，因此能夠充分確保用于氣體交換的時(shí)間。并且，通過(guò)推遲排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻，能夠在推遲了關(guān)閉時(shí)刻的時(shí)間段內(nèi)維持燃燒后的筒內(nèi)壓力不降低，因此能夠從維持為該燃燒后的筒內(nèi)壓力的筒內(nèi)氣體獲取更多的軸旋轉(zhuǎn)力，并能夠進(jìn)一步改善燃料消耗率。
[0066]如上所述，排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻越早，排氣閥關(guān)閉時(shí)密封在燃燒室內(nèi)的空氣量越多，因此壓縮的新空氣增多，內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力升高。并且，排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻最早時(shí)為排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度時(shí)。這樣一來(lái)，決定了槽部30相對(duì)于外周面開口部Ild的連通期間，以便當(dāng)排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度時(shí)，即使柴油機(jī)為高負(fù)荷，筒內(nèi)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下。即，作動(dòng)油的排出流量取決于槽部30相對(duì)于外周面開口部Ild的連通期間，因此即使排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度且作動(dòng)油的排出量為最大，也能夠限制槽部30相對(duì)于外周面開口部Ild的連通期間，使柴油機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力在設(shè)計(jì)容許壓力以下。因此，即使排出量調(diào)節(jié)閥33由于某種原因在最大開度的狀態(tài)進(jìn)發(fā)生粘著的情況下，作動(dòng)油的排出流量也會(huì)受到限制，因此壓縮壓力以及燃燒壓力不會(huì)升高至超過(guò)設(shè)計(jì)容許壓力，能夠避免柴油機(jī)的損傷。
[0067]通過(guò)將排出量調(diào)節(jié)閥33設(shè)為全閉，能夠設(shè)為不從沖桿11的加壓室29排出作動(dòng)油的狀態(tài)。由此，排氣閥5能夠隨著凸輪13的輪廓而動(dòng)作。
[0068]另外，如上所述，決定槽部30相對(duì)于外周面開口部Ild的連通期間，以便排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度下，即使柴油機(jī)為高負(fù)荷，筒內(nèi)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下，因此，即使排出量調(diào)節(jié)閥33由于某種原因在全閉的狀態(tài)發(fā)生粘著時(shí)，由于排氣閥5僅隨凸輪輪廓?jiǎng)幼?，排氣閥5的關(guān)閉時(shí)刻會(huì)遲于排出量調(diào)節(jié)閥33為最大開度時(shí)的時(shí)刻，因此壓縮壓力以及燃燒壓力不會(huì)升高至超過(guò)設(shè)計(jì)容許壓力，能夠避免柴油機(jī)的損傷。
[0069]另外，可在柴油機(jī)的每個(gè)氣筒上設(shè)置上述排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置I，或者可在各個(gè)氣筒上設(shè)置活塞7、第一氣缸15、凸輪13以及沖桿11，并在多個(gè)氣筒之間共用作動(dòng)油排出回路31以及排出量調(diào)節(jié)閥33。
【附圖說(shuō)明】
[0070]
[0071]I排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置
[0072]3氣缸蓋
[0073]5排氣閥
[0074]7活塞
[0075]9油壓回路
[0076]11沖桿
[0077]Ild外周面開口部
[0078]12連通孔
[0079]13凸輪
[0080]15第一氣缸
[0081 ]17油壓室
[0082]19節(jié)流用回路
[0083]21節(jié)流裝置
[0084]23低壓作動(dòng)油供給回路
[0085]25單向閥
[0086]27第二氣缸
[0087]29加壓室
[0088]30槽部
[0089]31作動(dòng)油排出回路
[0090]33排出量調(diào)節(jié)閥[0091 ]35連接軸
[0092]37凸輪滾輪
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其具有:執(zhí)行器，其驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的排氣閥； 油壓回路，其向所述執(zhí)行器供給作動(dòng)油； 沖桿，其與所述油壓回路連接； 氣缸，其收納所述沖桿； 以及凸輪，其使所述沖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 其中所述執(zhí)行器通過(guò)被所述沖桿加壓的所述作動(dòng)油進(jìn)行動(dòng)作并打開所述排氣閥，所述排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于， 在所述沖桿上形成有連通孔，其從所述沖桿加壓所述作動(dòng)油的加壓空間連通至位于所述沖桿的外周面上的外周面開口部， 在所述氣缸的內(nèi)周面上形成有槽部，其在所述沖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的一部分的期間內(nèi)與所述外周面開口部連通， 在所述槽部上連接有用于排出所述作動(dòng)油的作動(dòng)油排出回路， 在所述作動(dòng)油排出回路上設(shè)置有排出量調(diào)節(jié)閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，控制所述排出量調(diào)節(jié)閥，使其開度隨所述內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的下降而增大。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)定所述槽部相對(duì)于所述外周面開口部的連通期間，以便當(dāng)所述排出量調(diào)節(jié)閥為最大開度時(shí)，在所述排氣閥關(guān)閉的時(shí)刻，即使所述內(nèi)燃機(jī)為高負(fù)荷，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮壓力以及燃燒壓力也會(huì)在設(shè)計(jì)容許壓力以下。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述排出量調(diào)節(jié)閥能夠?yàn)槿]。5.—種內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，具有: 權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置； 受所述排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的所述排氣閥；以及 收納所述排氣閥的燃燒室。
【文檔編號(hào)】F01L9/02GK105917086SQ201480064357
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年9月26日
【發(fā)明人】村田聰, 樋口純
【申請(qǐng)人】三菱重工業(yè)株式會(huì)社