排气阀驱动装置以及具有该排气阀驱动装置的内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用凸轮进行驱动的机械式排气阀驱动装置以及具有该排气阀驱动装置的内燃机。
【背景技术】
[0002]例如作为低速二冲程柴油机的船舶用柴油机(内燃机)，其使用油压机构驱动排气阀。使用电磁阀对该油压机构进行油压控制的电子控制式发动机中，其相应运转负载进行控制，使排气阀的开闭时间成为最佳。另一方面，机械式发动机采用的是凸轮油压驱动方式，即利用凸轮驱动冲杆，并相应因冲杆产生的油压的压力变化运行排气阀执行器的驱动方式，由于排气阀的开闭时间是依据凸轮轮廓来决定的，所以在运转中难以变更。
[0003]为了解决上述问题，专利文献I中采用了一种结构，其通过从向驱动排气阀的排气阀执行器供给作动油的油压管向缓冲罐排出作动油，从而减少导入至排气阀执行器的作动油的油量。因此，由凸轮轮廓决定的排气阀的打开时间会延迟，并且关闭时间会提早。
[0004]此外，专利文献2中采用了的一种结构，其从另外设置的加压作动油源对于向驱动排气阀的排气阀执行器供给作动油的作动油管，提供高压作动油。具体而言，通过切换电子控制油压阀，将来自加压作动油源的作动油追加供给至作动油管，使排气阀的打开时间早于依据凸轮轮廓决定的时间。此外，通过在凸轮的作动期间内追加供给作动油，使排气阀的关闭时间晚于依据凸轮轮廓决定的时间。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本专利特开平6-288210号公报
[0008]专利文献2:日本专利特开2010-106843号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]如上述专利文献I和2所示，进行了各种研究，例如通过从向排气阀执行器供给作动油的油压管排出或对其追加供给作动油，直接控制油压管内的作动油。但是，本发明者等的目的在于，研究一种无需直接控制油压管内的作动油即可变更排气阀的开闭时间的替代方法。
[0011]本发明鉴于上述问题开发而成，其目的在于提供一种无需直接控制油压管内的作动油即可调整排气阀的开闭时间的排气阀驱动装置以及具有该排气阀驱动装置的内燃机。
[0012]技术方案
[0013]为解决上述课题，本发明的排气阀驱动装置以及具有该排气阀驱动装置的内燃机采用以下方法。
[0014]本发明的第一方式的排气阀驱动装置，具有:执行器，其运行内燃机的排气阀；油压回路，其向该执行器供给作动油;冲杆，其连接至该油压回路;气缸，其收容该冲杆；凸轮，其使所述冲杆进行往复运动；以及按压机构，其通过所供给的流体将所述排气阀按向关闭方向，通过由所述冲杆加压的所述作动油运行所述执行器，打开所述排气阀，其特征在于，具有压力变更机构，其变更供给至所述按压机构的所述压缩性流体的供给压力。
[0015]其为通过凸轮运行冲杆的机械式排气阀驱动装置。也就是说，其相应通过凸轮的动作而驱动的冲杆的往复运动，对排气阀进行开关。
[0016]根据该结构，通过利用变更流体的供给压力的压力变更机构来调整按压力，能够变更排气阀的开闭时间。
[0017]例如，提高流体的供给压力增大按压力后，在冲杆对作动油进行加压并打开排气阀的行程中，按压力能够作为反作用力发挥作用，延迟排气阀的打开时间。另一方面，在冲杆对加压后的作动油进行减压并关闭排气阀的行程中，会因按压力加大作用力，因此能够提早排气阀的关闭时间。
[0018]另外，优选使用空气或氮气等压缩性流体作为流体，并使用压缩性流体的压缩反作用力。
[0019]此外，按压机构典型的是采用按压排气阀的阀轴的结构，但也可以采用按压连接于排气阀的阀轴的执行器的结构。
[0020]上述本发明的排气阀驱动装置中，所述压力变更机构可以采用使所述流体的供给压力随着所述内燃机的负载降低而提高的结构。
[0021]如果以提高流体的供给压力的方式进行控制，则按压力会增大，因此排气阀的关闭时间会提早。排气阀的关闭时间越早，则排气阀关闭时密闭在燃烧室内的空气量就会越多，因此被压缩的新气会增多，内燃机的压缩压力和燃烧压力会增大。因此，通过实施控制，使供给压力随着内燃机的负载降低而提高，即使在低负载时也能够改善内燃机的燃烧，并改善燃料消耗率。
[0022]此外，如果以提高流体的供给压力的方式进行控制，延迟排气阀的打开时间，则燃烧气体和新气在筒内进行气体交换的时间可能会缩短，但在负载降低的部分负载状态下，内燃机的转速低，因此能够充分获得气体交换所需的时间。此外，通过延迟排气阀的打开时间，能够相应打开时间的延迟时间，维持燃烧后的筒内压力而不使其降低，所以能够通过维持该燃烧后的筒内压力的筒内气体取出更多的轴旋转力，并且进一步改善燃料消耗率。
[0023]本发明的第二方式的排气阀驱动装置，具有:执行器，其运行内燃机的排气阀；油压回路，其向该执行器供给作动油;冲杆，其连接至该油压回路;气缸，其收容该冲杆；凸轮，其使所述冲杆进行往复运动；以及按压机构，其通过所供给的流体将所述排气阀按向关闭方向，通过由所述冲杆加压的所述作动油运行所述执行器，打开所述排气阀，其中所述按压机构具有:受压构件，其受到来自所述流体的压力并向所述排气阀传递按压力；以及受压面积变更机构，其可变更该受压构件的受压面积。
[0024]其为通过凸轮运行冲杆的机械式排气阀驱动装置。也就是说，其相应通过凸轮的动作而驱动的冲杆的往复运动，对排气阀进行开关。
[0025]根据该结构，可变更按压机构的受压构件的受压面积并调整按压力，因此能够变更排气阀的开闭时间。
[0026]例如，增大受压面积并增大压缩反作用力后，在冲杆对作动油进行加压并打开排气阀的行程中，流体产生的按压力能够作为反作用力发挥作用，延迟排气阀的打开时间。另一方面，在冲杆对加压后的作动油进行减压并关闭排气阀的行程中，会因流体产生的按压力加大作用力，因此能够提早排气阀的关闭时间。
[0027]另外，优选使用空气或氮气等压缩性流体作为流体，并使用压缩性流体的压缩反作用力。
[0028]上述本发明的排气阀驱动装置中，所述受压面积变更机构也可以采用使所述受压面积随着所述内燃机的负载降低而增大的结构。
[0029]如果以使受压面积增大的方式进行控制，则流体产生的按压力会增大，因此排气阀的关闭时间会提早。排气阀的关闭时间越早，则排气阀关闭时密闭在燃烧室内的空气量就会越多，因此被压缩的新气会增多，内燃机的压缩压力和燃烧压力会增大。因此，通过实施控制，使供给压力随着内燃机的负载降低而提高，即使在低负载时也能够改善内燃机的燃烧，并改善燃料消耗率。
[0030]此外，如果以增大受压面积的方式进行控制，延迟排气阀的打开时间，则燃烧气体和新气在筒内进行气体交换的时间可能会缩短，但在负载降低的部分负载状态下，内燃机的转速低，因此能够充分获得气体交换所需的时间。此外，通过延迟排气阀的打开时间，能够相应打开时间的延迟时间，维持燃烧后的筒内压力而不使其降低，所以能够通过维持该燃烧后的筒内压力的筒内气体取出更多的轴旋转力，并且进一步改善燃料消耗率。
[0031]上述本发明的排气阀驱动装置中，所述按压机构具有多个所述受压构件，所述受压面积变更机构可采用变更用来向所述排气阀传递按压力的受压构件的数量的结构。
[0032]通过变更向排气阀施加压缩反作用力的受压构件的数量，能够变更受压面积。因此，能够任意变更排气阀的开闭时间。
[0033]此外，本发明的第三方式的内燃机，其具有:上述任一项中所述的排气阀驱动装置;所述排气阀，其由该排气阀驱动装置进行驱动；以及燃烧室，其收容该排气阀。
[0034]由于具有上述任一项所述的排气阀驱动装置，所以能够提供一种可通过简单的结构来调整排气阀动作的内燃机。
[0035]有益效果
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