(57)【要約】      （修正有）【課題】低温室における燃焼ガスの流れ抵抗を低減し、掃気効率を高める。【解決手段】シリンダ内の燃焼ガスの排気を行う主弁と、高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路と、低温の燃焼ガスを導入する低温室１４と、低温室内の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路１５と、高温排気通路と低温排気通路への燃焼ガスの流れを切り替える副弁とを備え、低温室は、所定位置を起点ＳＰとして低温排気通路の入口までの断面積が燃焼ガスの旋回方向に徐々に広くなる渦巻き形状をなしている。また、副弁は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（３）内の燃焼ガスの排気を行う主弁（２１）と、排気弁箱（１１）内に設けられて前記シリンダから前記主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路（１３）と、前記排気弁箱内に設けられて前記シリンダから前記主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを導入する低温室（１４）と、前記排気弁箱内に設けられて前記低温室内の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路（１５）と、前記排気弁箱内に設けられて前記高温排気通路と前記低温排気通路への前記燃焼ガスの流れを切り替える副弁（２５）とを備えた内燃機関の排気通路構造において、前記低温室（１４）は、所定位置を起点（ＳＰ）として前記低温排気通路の入口までの断面積が前記燃焼ガスの旋回方向に徐々に広くなる渦巻き形状をなしていることを特徴とする内燃機関の排気通路構造。
【請求項２】
前記低温室（１４）と前記低温排気通路（１５）の入口は、異なる曲率半径（Ｒ1 ，Ｒ5 ）の曲面で滑らかに連設されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項３】
前記起点（ＳＰ）は、前記低温排気通路（１５）の出口（１５ａ）の中心と前記シリンダ（３）の排気口（２ａ）の前記低温室（１４）内における中心（Ｏ）とを結ぶ中心線から前記燃焼ガスの前記旋回方向に所定角度（θ1 ）だけずれた位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項４】
前記低温室（１４）は、前記起点（ＳＰ）から前記低温排気通路（１５）の入口まで順次大きくなる異なる曲率半径（Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）の曲面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３のいずれかに記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項５】
前記低温室（１４）は、前記起点（ＳＰ）から前記低温排気通路（１５）の入口まで滑らかに大きくな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排気通路構造。
【請求項６】
前記副弁（２５）は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部（２５ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５に記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項７】
シリンダ（３）内の燃焼ガスの排気を行う主弁（２１）と、排気弁箱（１１）内に設けられて前記シリンダから前記主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路（１３）と、前記排気弁箱内に設けられて前記シリンダから前記主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路（１５）と、前記排気弁箱内に設けられて前記高温排気通路と前記低温排気通路への前記燃焼ガスの流れを切り替える副弁（２５）とを備えた内燃機関の排気通路構造において、前記副弁（２５）は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部（２５ｂ）が形成されていることを特徴とする内燃機関の排気通路構造。
【請求項８】
前記副弁（２５）の内径（Ｄ1 ）は、前記排気弁箱（１１）の排気口（１１ａ）と略同径とされることを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項９】
前記スカート部（２５ｂ）は、後端の外径（Ｄ2 ）が先端の外径（Ｄ4 ）よりも大径の截頭円錐筒体形状をなしていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項１０】
前記スカート部（２５ｂ）は、先端の外径（Ｄ4 ）が前記排気弁箱（１１）の排気口（１１ａ）よりも小径とされると共に後端の外周面が前記排気弁箱の前記排気口の内周面に摺接可能とされることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の内燃機関の排気通路構造。
【請求項１１】
前記スカート部（２５ｂ）は、外周面が副弁２５の直径方向に対して所定の角度（θ2 ）をなしていることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれかに記載の内燃機関の排気通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、例えば、２サイクルのユニフロー型ディーゼル機関では、排気弁箱に１つの排気弁（以下、主弁という）が組み込まれ、この主弁を開閉させて、排気レシーバ（排気集合部）に燃焼ガス（排気ガス）を排気すると共に、掃気も行っている。この掃気は、シリンダライナ内壁に設けられた掃気口より掃気が導入されることにより行われる。また、この排気弁箱には、主弁とは別の副弁と、この副弁を介して分離される高温室と低温室とが設けられている。
【０００３】
そして、主弁の開弁初期（排気の初期）に、シリンダから高い圧力と高い温度の燃焼ガスが高温室に導入され、当該高温室から高温の燃焼ガスを排気するための高温排気通路を通して、排気レシーバ（外部）へ排出される。また、主弁の開弁中期から閉弁するまで（排気の中期から後期）の間に、シリンダ内の残余の燃焼ガスが低温室に導入され、当該低温室から低温ガスを排気するための低温排気通路を通して外部に排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
したがって、低温室には、掃気ポートで造成された強いスワールを持った旋回流が導かれる。なお、高温室に導かれる高温の排気ガスは排気初期のため、特に強いスワールは伴っていない。
【０００５】
内燃機関の吸気装置として、コレクタとエンジンヘッドとの間に位置する独立吸気管に、リーン燃焼時やアイドルや低温時に閉じる補助弁と、燃料噴射弁と、補助弁をバイパスしてコレクタと燃料噴射弁の噴射口の両側とを結ぶ真直ぐな通路とを設け、これらにより吸気通路の形成を容易にした発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平０２−１４５６１７号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−３６４４７２号公報（２−３頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の排気弁箱の排気通路の構造は、例えば図４に示すように、低温室８が排気弁箱５の排気口５ａと同心的に形成され、主弁の開弁中期から閉弁までの間にシリンダから排気弁箱５の排気口５ａを通して低温室８に導入された低温の燃焼ガスは、低温排気通路９の出口９ａの中心と低温室８の中心とを結ぶ中心線Ｌに対して、矢印Ａ〜Ｈの流線で示すように、強いスワール（旋回流）を伴って低温排気通路９へと流れる。図４において、流線の長さが、その位置における燃焼ガスの流速を示している。
【０００８】
しかしながら、矢印Ａ〜Ｈの流線で示すように、燃焼ガスの流速は、矢印Ａの流線から矢印Ｈの流線まで徐々に速くなっており、矢線Ｈで最大流速を得ているが、矢印Ａ〜Ｇの流線で示す排気弁箱５の排気口５ａの周囲では、極めて遅くなっている。
【０００９】
即ち、低温室８内の燃焼ガスの流れ抵抗が大きいために、低温室８から低温排気通路９に排出される燃焼ガスの流れが悪くなり、排気通路９の出口９ａの断面積に見合った流量の排気がなされず、掃気効率が極めて悪いという問題を発生させている。
【００１０】
これは、低温室８が排気弁箱５の排気口５ａと同心的に形成されているために、低温排気通路９の出口９ａの中心とシリンダ５の排気口５ａの低温室８内における中心とを結ぶ中心線Ｌに対して左右対称となり、これにより、低温室８から低温排気通路９への燃焼ガスの流れが悪くなると考えられる。
【００１１】
この一方、特許文献１に開示されている吸気装置は、吸気通路の構成を簡単にするものであり、本願発明のように、主弁の開弁中期から閉弁するまでの間にシリンダ内の残余の燃焼ガスが低温室から低温排気通路を経て排気レシーバへと排出され、シリンダの掃気ポートで造成された強いスワールを伴った掃気が低温室へ導かれる発明に関するものではない。
【００１２】
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、低温室における燃焼ガスの流れ抵抗を低減し、掃気ポートで造成された強いスワールを伴う掃気の流れ形態を阻害することがなく排気して、掃気効率を著しく高めることができる、内燃機関の排気通路構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、シリンダ内の燃焼ガスの排気を行う主弁と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを導入する低温室と、排気弁箱内に設けられて低温室内の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路と、排気弁箱内に設けられて高温排気通路と低温排気通路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排気通路構造において、低温室は、所定位置を起点として低温排気通路の入口までの断面積が燃焼ガスの旋回方向に徐々に広くなる渦巻き形状をなしていることにある。
【００１４】
主弁の開弁中期以降にシリンダから排出された燃焼ガスは、低温室に導入され、低温室から低温排気通路を通して外部へ排出される。低温室の形状を、所定位置を起点として低温排気通路の入口までの断面積が燃焼ガスの旋回方向に徐々に広くなる渦巻き形状とすることで、掃気口からの掃気により造成されて強いスワールを伴った燃焼ガスを、スワールを阻害することなく低温室に導くことが可能となり、燃焼ガスの流れ抵抗を大幅に低減することができる。この結果、低温排気通路の断面積に見合った流量の燃焼ガスを円滑に排出することができ、掃気効率が著しく向上する。
【００１５】
上記内燃機関の排気通路構造において、低温室と低温排気通路の入口は、異なる曲率半径の曲面で滑らかに連設されていることが望ましい。このように、低温室と低温排気通路の入口を異なる曲率半径の曲面で滑らかに連設することにより、低温室から低温排気通路に排出させる排気ガスの流れ抵抗をさらに低減することができる。
【００１６】
上記内燃機関の排気通路構造において、起点は、低温排気通路の出口の中心とシリンダの排気口の低温室内における中心とを結ぶ中心線から燃焼ガスの旋回方向に所定角度だけずれた位置であることが望ましい。このように、低温室の渦巻き形状の起点を低温排気通路の出口の中心とシリンダの排気口の低温室内における中心とを結ぶ中心線から、燃焼ガスの旋回方向に所定角度だけずれた位置に設定することにより、低温室内に導入した燃焼ガスの流れをより円滑にして低温排気通路に導くことが可能となる。
【００１７】
上記内燃機関の排気通路構造において、低温室は、起点から低温排気通路の入口まで順次大きくなる異なる曲率半径の曲面により形成されていることが望ましい。このように、低温室を起点から低温排気通路の入口まで順次大きくなる異なる曲率半径の曲面により形成することにより、低温排気通路の入口に向ってその断面積が徐々に大きくなる渦巻き状の排気通路を形成することができ、燃焼ガスのスワールをさらに阻害しない排気通路を形成することができる。
【００１８】
上記内燃機関の排気通路構造において、低温室は、起点から低温排気通路の入口まで滑らかに大きくなることが望ましい。このように、低温室の渦巻状をなす内壁面を起点から低温排気通路の入口まで滑らかに大きくなるように形成することにより、導入された燃焼ガスの流れ抵抗を小さくすることができ、燃焼ガスを低温排気通路に一段と円滑に排出することができる。
【００１９】
上記内燃機関の排気通路構造において、副弁は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部が形成されていることが望ましい。
【００２０】
又は、上記の課題を解決するために、本発明が採用する他の手段は、シリンダ内の燃焼ガスの排気を行う主弁と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路と、排気弁箱内に設けられて高温排気通路と低温排気通路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排気通路構造において、副弁は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部が形成されていることにある。
【００２１】
このように、直円筒形状をなす副弁の先端にスカート部を形成することにより、シリンダヘッドの排気口から排出された燃焼ガスを低温室に、スワールを阻害することなくスムーズに導くことが可能となり、燃焼ガスの低温室への掃気効率が著しく向上する。
【００２２】
上記内燃機関の排気通路構造において、副弁の内径は、排気弁箱の排気口と略同径とされることが望ましい。このように、副弁の内径を排気弁箱の排気口と略同径とすることにより、排気弁箱の排気口から排出された燃焼ガスを低温室に、より円滑に排出させることが可能となり、掃気効率がさらに向上する。
【００２３】
上記内燃機関の排気通路構造において、スカート部は、後端の外径が先端の外径よりも大径の截頭円錐筒体形状をなしていることが望ましい。このように、副弁のスカート部の後端の外径を先端の外径よりも大径の截頭円錐筒体形状とすることにより、排気弁箱の排気口に対向して、先端から後端に拡径するように傾斜する外周面を有するスカート部が形成され、このスカート部の傾斜外周面によって排気弁箱の排気口から排出された燃焼ガスを、より円滑に低温室に導くことが可能となり、掃気効率が一段と向上する。
【００２４】
上記内燃機関の排気通路構造において、スカート部は、先端の外径が前記シリンダヘッドの排気口よりも小径とされると共に後端の外周面が排気弁箱の排気口の内周面に摺接可能とされることが望ましい。スカート部の先端の外径を排気弁箱の排気口よりも小径とし、かつ後端の外周面をシリンダヘッドの排気口の内周面に摺接可能とすることにより、スカート部を排気弁箱の排気口に円滑に挿入させることが可能になる。また、スカート部の後端外周面を排気口に摺接させることで、排気口と直円筒形状の副弁との隙間を塞ぐことができる。これにより、シリンダヘッドの排気口から排出される燃焼ガスを、漏れなく低温室に導くことが可能となる。
【００２５】
上記内燃機関の排気通路構造において、スカート部は、外周面が副弁の直径方向に対して所定の角度をなしていることが望ましい。このように、スカート部の外周面を直円筒形状をなす副弁の直径方向に対して所定の角度をなすように形成することにより、排気弁箱の排気口に対向して先端から後端に拡径するように傾斜する外周面を適切な角度にすることができ、排気弁箱の排気口から排出された燃焼ガスをより円滑に低温室に導くことが可能となり、さらに掃気効率が向上する。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明の内燃機関の排気通路構造は、シリンダ内の燃焼ガスの排気を行う主弁と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを導入する低温室と、排気弁箱内に設けられて低温室内の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路と、排気弁箱内に設けられて高温排気通路と低温排気通路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排気通路構造において、低温室は、所定位置を起点として低温排気通路の入口までの断面積が燃焼ガスの旋回方向に徐々に広くなる渦巻き形状をなしている。
【００２７】
又は、本発明の内燃機関の排気通路構造は、シリンダ内の燃焼ガスの排気を行う主弁と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された高温の燃焼ガスを外部へ排出する高温排気通路と、排気弁箱内に設けられてシリンダから主弁を介して排出された低温の燃焼ガスを外部へ排出する低温排気通路と、排気弁箱内に設けられて高温排気通路と低温排気通路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排気通路構造において、副弁は、直円筒体形状をなすと共に先端にスカート部が形成されている。
【００２８】
したがって、低温室における燃焼ガスの流れ抵抗を低減し、掃気ポートで造成された強いスワールを伴う掃気の流れ形態を阻害することなく排気して、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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気通路構造を適用したディーゼル機関の排気弁箱の要部断面図である。
【図２】図１に示した排気弁箱の矢線II−IIに沿う要部断面図である。
【図３】図２に示した低温室と低温排気通路における燃焼ガスの流れを模式的に示した説明図である。
【図４】従来の排気通路構造における低温室と低温排気通路における燃焼ガスの流れを模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の内燃機関の排気通路構造の発明を実施するための形態を、図１及び２を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る内燃機関の排気通路構造を適用した排気弁箱の要部断面図である。図１に示すように、排気弁箱１１は、シリンダブロック１の弁座２に装着されており、主弁２１と、排気弁箱１１内に設けられた高温室１２と、高温室１２に連通する高温排気通路１３と、低温室１４と、低温室１４と連通する低温排気通路１５とを備え、さらに、高温室１２及び高温排気通路１３の側と、低温室１４及び低温排気通路１５の側との燃焼ガスの流れを切り替える副弁２５を備えている。
【００３２】
また、主弁２１の開弁動作を行わせる図示しない油圧シリンダと、油圧シリンダブロック３０に設けられて副弁２５の切り替え動作を行なう複数の、例えば３本の油圧シリンダ３１と、主弁２１の弁ステム２２の上部に固定されて主弁２１の復旧動作を行わせる図示しない空気ピストンと、副弁２５の弁ステム２６の上部に固定されて副弁２５の復旧動作を行わせる空気ピストン２９と、主弁２１の空気ピストンと副弁２５の空気ピストン２９を収容して空気圧を付与するための空気ばね室３６を形成するケーシング３５とを備えた構成とされる。
【００３３】
この排気弁箱１１は、一例として、２サイクルのユニフロー型ディーゼル機関に適用した場合を示している。この２サイクルのユニフロー型ディーゼル機関においては、シリンダライナ側壁に吸気口（掃気口）があり、主弁２１は排気及び掃気を行なう。
【００３４】
主弁２１の開弁動作は、高圧の油圧によって動作する前記油圧シリンダが弁ステム２２を図中下方に押動することにより行われる。また、その閉弁動作（復旧動作）は、弁ステム２２に取り付けられた前記空気ピストンが、弁ステム２２を図中上方に引き上げることにより行われる。即ち、前記空気ピストンの下方に形成された空気ばね室３６内の空気圧が、主弁２１の閉弁動作の作動源となっている。
【００３５】
副弁２５の切り替え動作は、油圧シリンダブロック３０に設けられた複数の油圧シリンダ３１が高圧の油圧によって動作して、空気ピストン２９を図中上方に押動することにより行われる。また、その復旧動作は、油圧シリンダ３１の油圧を逃がし、空気ピストン２９により弁ステム２６を図中下方に押動することにより行われる。即ち、空気ピストン２９の上方に形成された空気ばね室３６内の空気圧が、副弁２５の復旧動作の作動源となっている。
【００３６】
図２に示すように、低温室１４は、低温排気通路１５の出口１５ａの中心と排気口１１ａの中心線の低温室１４内における中心Ｏを結ぶ中心線Ｌに対して、非対称形状の渦巻き形状に形成されている。低温室１４の所定位置に、この渦巻きの起点ＳＰが設定されている。
【００３７】
起点ＳＰは、低温室１４と低温排気通路１５の入口との一側の連設部１５ｂよりも僅かに低温室１４側に位置しており、排気口１１ａの中心線の低温室１４内における中心Ｏを中心として、低温排気通路１５の中心線Ｌから若干渦巻き方向、即ち、中心線Ｌから図示左回りに所定の角度θ1 ずれた位置に設けられている。
【００３８】
この内燃機関では、主弁の開弁中期から閉弁までの間にシリンダから排気弁箱１１の排気口１１ａを通して低温室１４に導入された低温の燃焼ガスは、低温排気通路１５の出口１５ａの中心と低温室１４の中心とを結ぶ中心線Ｌに対して、図２の図示上方から見て、反時計回りの強いスワール（旋回流）を伴って低温室１４へと流れ込む。
【００３９】
すなわち、低温室１４は、所定位置を起点ＳＰとして低温排気通路１５の入口までの断面積、より詳細には、起点ＳＰから低温排気通路１５との他側の連設部１５ｃまでの断面積が、燃焼ガスの旋回方向に、低温排気通路１５に向かって徐々に広くなる渦巻き形状をなしている。換言すれば、低温室１４は、図２の図示上方から見て、右回りにその径が徐々に狭まっていく右渦巻き形状に形成される。
【００４０】
低温室１４は、起点ＳＰから低温排気通路１５との連設部１５ｃまでが異なる曲率半径Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の曲面により形成されており、これらの曲率半径は、Ｒ4 ＞Ｒ3 ＞Ｒ2 とされ、起点ＳＰから低温室１４と低温排気通路１５の入口との連設部１５ｃまで順次大きくなり、かつ滑らかに連設されている。
【００４１】
また、低温室１４と低温排気通路１５の入口との連設部１５ｂ，１５ｃは、曲率半径Ｒ1 ，Ｒ5 の曲面でそれぞれ滑らかに連設されている。例えば、角度θ1 は約４５°〜９０°、渦巻き形状を形成する曲率半径Ｒ2 〜Ｒ4 は、低温排気通路１５の出口１５ａの内径径Ｄ0 の約０．５〜２．０倍とされる。
【００４２】
副弁２５は、直円筒形状をなし、その外径が排気弁箱１１の排気口１１ａよりも僅かに小径とされ、その内径（副弁内径）Ｄ1 が弁座２の排気口２ａと略同径とされる。尚、排気弁箱１１の排気口１１ａは、弁座２の排気口２ａよりも大径とされる。副弁２５は、その内周面が弁ステム２６の外周面に、複数の板状の輻（スポーク）２５ａにより連設されている。シリンダ３から主弁２１を介して排出された燃焼ガスは、これらの輻２５ａの間を通して高温室１２内に排出される。
【００４３】
副弁２５には、先端に後端（図中上端）から先端（図中下端）に向って縮径するスカート部２５ｂが形成される。スカート部２５ｂは、後端の外径（スカート部外径）Ｄ2 が先端の内径（スカート部内径）Ｄ3 よりも大径の截頭円錐筒体形状（円錐台形状）をなしており、直円筒形状をなす副弁２５の直径方向に対する外周面の角度は、θ2 とされる。そして、後端の外径Ｄ2 は、副弁２５の外径よりも大径とされ、先端の外径は副弁２５の内径Ｄ1 よりも小径とされる。
【００４４】
スカート部２５ｂの後端の外周面は、直円筒形状をなす副弁２５の外周面と平行な面をなし、先端の開口部の内周面は、直円筒形状をなす副弁２５の内周面と平行な面をなしている。従って、スカート部２５ｂの先端の外周面が開口部の内周面と前記角度θ2 をなす稜（ナイフエッヂ）をなしており、先端の内径Ｄ3 と外径Ｄ4 は略同径となる。
【００４５】
また、スカート部２５ｂの先端の外径Ｄ4 は、排気弁箱１１の排気口１１ａよりも僅かに小径をなし、後端の外周面は、２点鎖線で示すように、排気弁箱１１の排気口１１ａの内周面に摺接可能とされる。そして、直円筒形状をなす副弁２５の先端が、スカート部２５ｂの内周面の略中央部に連設されている。
【００４６】
例えば、主弁２１のバルブフェース２１ａの直径をＤｖとした場合、副弁２５の内径Ｄ1 とＤｖの比Ｄ1 ／Ｄｖは約０．９〜１．２、スカート部２５ｂの後端の外径Ｄ2 とＤｖの比Ｄ2 ／Ｄｖは約１．０〜１．３、スカート部２５ｂの先端の内径Ｄ3 とＤｖの比Ｄ3 ／Ｄｖは約０．７〜１．０とされる。
【００４７】
図１において、副弁２５は、主弁２１が開弁し始めた初期（排気の初期）において、空気ピストン２９により２点鎖線で示す位置に切り替えられており、スカート部２５ｂが排気弁箱１１の排気口１１ａ内に挿入され、かつ後端の外周面が排気口１１ａの内周面に摺接し、弁座２の排気口２ａを通してシリンダ３と連通する。
【００４８】
そして、副弁２５が板状の輻２５の間を通してシリンダ３と高温室１２とを連通させると共に、その円筒部により低温室１４を閉塞する。これにより、シリンダ３内の高温高圧の燃焼ガスが高温室１２に排出され、高温室１２から高温排気通路１３へ排出される。
【００４９】
副弁２５は、主弁２１の開弁の中期から後期（閉弁）までの間、空気弁２９が油圧シリンダ３１により実線で示す位置に押し上げられて低温室１４側に切り替えられる。これにより、高温室１２が閉塞される。そして、低温室１４がシリンダ３に連通されてシリンダ３内の残余の燃焼ガスが、排気弁箱１１の排気口１１ａから低温室１４へ排出される。
【００５０】
この燃焼ガスは、副弁２５の先端に設けられたスカート部２５ｂの傾斜している外周面に沿って、低温室１４内へ円滑に導かれる。これにより、シリンダ３から排出された燃焼ガスが低温室１４に良好に導入される。
【００５１】
図２に示すように、低温室１４は、起点ＳＰから低温排気通路１５の入口との連設部１５ｃまで、燃焼ガスの旋回方向に断面積が徐々に広くなる渦巻き形状をなして、しかも滑らかな曲面に形成される一方、低温排気通路１５の入口との連設部１５ｂ，１５ｃが滑らかに形成されていることにより、低温室１４内における燃焼ガスの流れ抵抗が大幅に低減されて、燃焼ガスが低温排気通路１５へ円滑に流れる。
【００５２】
この結果、シリンダ３の掃気ポートで造成された強いスワールを阻害することなく、シリンダ３から低温室１４に排出された燃焼ガスを低温排気通路１５に排出することが可能となる。この結果、低温排気通路１５の断面積に見合った流量の燃焼ガスを円滑に排出させることができ、掃気効率が著しく向上する。
【００５３】
図３は、図２に示す低温室１４及び低温排気通路１５内における燃焼ガスの流れの一例を示すものである。図１に示すシリンダ３から排気弁箱１１の排出口１１ａを通して低温室１４内に導入された燃焼ガスは、渦巻き形状の内壁面１４ａに沿って、矢印で示す流線Ａ〜Ｈのように流れて、低温排気通路１５へ排出される。
【００５４】
この流線Ａ〜Ｈの長さは、その位置における燃焼ガスの流速を表している。図３から明らかなように、燃焼ガスの流速は、図４で示した従来の内燃機関の排気通路構造に比し、排気弁箱１１の排出口１１ａの全周に亘って一様となり、その結果平均流速が速くなり、燃焼ガスの排出流量が大幅に増加するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の内燃機関の排気通路構造は、上述した一実施の形態に係る２サイクルのユニフロー型ディーゼル機関の排気通路に限定されるものではなく、主弁と副弁とを有する内燃機関であれば、どのような形式の内燃機関であっても、その排気通路に対して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  シリンダブロック
２  弁座
２ａ  排気口
３  シリンダ
５  排気弁箱
５ａ  排気口
８  低温室
８ａ  内壁面
９  低温排気通路
９ａ  出口
１１  排気弁箱
１１ａ  排気口
１２  高温室
１３  高温排気通路
１４  低温室
１４ａ  内壁面
１５  低温排気通路
１５ａ  低温排気通路出口
１５ｂ，１５ｃ  低温室と低温排気通路との連設部
２１  主弁
２１ａ  バルブフェース
２２  弁ステム
２５  副弁
２５ａ  輻（スポーク）
２５ｂ  スカート部
２６  弁ステム
２９  空気ピストン
３０  油圧シリンダブロック
３１  油圧シリンダ
３５  ケーシング
３６  空気ばね室
Ｌ  低温排気通路の中心線
Ｄｖ  バルブフェースの直径
Ｄ0   低温排気通路の出口内径
Ｄ1   副弁の内径
Ｄ2   スカート部の後端の外径
Ｄ3   スカート部の先端の内径
Ｒ1 ，Ｒ5   低温室と低温排気通路の連設部の曲率半径
Ｒ2 〜Ｒ4   低温室の渦巻き形状を形成する曲率半径
ＳＰ  低温室の渦巻き形状の起点
Ｏ  中心
θ1   低温室の渦巻きの起点の低温排気通路の中心線に対する角
θ2   副弁のスカート部の外周面の直径方向に対する角
【図１】
2010174843.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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