(57)【要約】【課題】ガスと燃料との混合および作動室の内壁の熱負荷を最適化し、しかも簡単で堅牢な構成方法を可能とすることを課題とする。【解決手段】２サイクルエンジンの作動室（３）の新たなガス充填物の角速度および／またはガスと燃料との混合および／または前記作動室（３）の内壁の加熱は、当該ガス充填物が前記作動室（３）内に流入する際に前記ガス充填物に付与されるスワールの強度をエンジンの駆動状態に応じて変化させることによって最適化することができる。【選択図】図１
2010025105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの作動室（３）を有する２サイクルエンジンの駆動方法であって、作動サイクルごとに新たな、少なくとも部分的に空気から成るガス充填物によって前記作動室（３）の掃気を行うことと、前記作動室（３）の前記新たなガス充填物を圧縮することと、前記圧縮されたガス充填物に燃料を噴射することと、点火と燃料の燃焼の後に排ガスを排出することと、が行われ、対応するシリンダライナー（２）の掃気ガス吸気口（１１）を介して前記作動室（３）に供給されるガス充填物には、前記作動室（３）への流入時にスワールが付与され、前記ガス充填物に付与された前記スワールの強度はエンジンの駆動状態に応じて変化される方法において、
前記作動室（３）に供給される前記ガス充填物の前記スワールの強度は、前記シリンダライナー（２）の前記掃気ガス吸気口（１１）の外側に接して設けられている案内羽（18）を備えるリングの上昇および下降によって変えられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガス充填物が前記作動室（３）に流入する際に前記ガス充填物に付与されるスワールの強度は、流入角度および／または開放流入断面の変化によって変えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス充填物が前記作動室（３）に流入する際に前記ガス充填物に付与されるスワールの強度の変化は、エンジンの負荷が増大するとき前記作動室（３）における前記ガス充填物の角速度が減少するように行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス充填物が前記作動室（３）に流入する際に前記ガス充填物に付与されるスワールの強度の変化は、エンジンの負荷が減少するとき前記作動室（３）における前記ガス充填物の角速度が増大するように行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
調整工程を介して調整される前記作動室（３）に供給される前記ガス充填物の前記スワールの強度は、エンジンの連続して行われる複数の作動サイクルにわたって保持されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも一つのシリンダー（１）を有する２サイクルエンジンによって請求項１に記載の方法を実施するための装置であって、前記シリンダーはシリンダライナー（２）と、当該シリンダライナー内に設けられるとともに往復運動するピストン（５）によって画定される作動室（３）とを含み、当該作動室には前記シリンダライナー（２）の下方領域に設けられるとともに前記ピストン（５）を介して制御可能な掃気ガス吸気口（１１）および排ガス排気口（７）とが配設されており、当該排ガス排気口は前記シリンダライナー（２）に載置されたシリンダカバー（４）に設けられているとともに上昇および下降可能な排気弁（８）を介して制御可能であり、前記掃気ガス吸気口（１１）にはスワール調節手段（１６）が配設されており、当該スワール調節手段は前記シリンダライナー（２）の外側に接して設けられており、当該スワール調節手段を用いて、前記掃気ガス吸気口（１１）の領域における流れ方向および／または流れ断面は、前記エンジンの駆動状態に応じて変化可能である装置において、
前記スワール調節手段（１６）は前記掃気ガス吸気口（１１）の領域において前記シリンダライナー（２）を囲繞するとともに、前記シリンダライナー（２）に対して軸方向に移動可能な調節リング（１７）として形成されており、当該調節リング（１７）は円周方向に隣接して設けられている多数の案内羽根（１８）を含み、前記調節リング（１７）の軸方向の延伸は前記掃気ガス吸気口（１１）の軸方向の延伸を上回り、前記掃気ガス吸気口（１１）は前記調節リング（１７）によって常に完全にカバー可能であることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記シリンダライナー（２）は前記調節リング（１７）に対応する領域において加工されており、当該加工の際に壁厚は機械的に必要不可欠な最小厚さにまで減少していることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）の幾何学的形状は、当該案内羽根の長さにわたって連続的または段階的に変化することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）の半径方向に対する傾きは当該案内羽根の長さにわたって変化することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）は、当該案内羽根の長さにわたって当該案内羽根の長手軸を中心としてねじられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）は４０°またはそれ以上ねじられていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）は、当該案内羽根の長さにわたって厚みが可変であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）の少なくとも一方の端部は前記シリンダライナー（２）を囲繞するリング状突縁（１９）に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
前記調節リング（１７）の前記案内羽根（１８）の両方の端部はそれぞれ前記シリンダライナー（２）を囲繞するリング状突縁（１９）に固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記調節リング（１７）は調整装置（２１）を用いて上昇および下降可能であり、当該調整装置（２１）は少なくとも一つのアクチュエータ（２２）を有し、当該アクチュエータはエンジンの作動条件に応じて制御可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１６】
複数のシリンダー（１）を有する２サイクルエンジンにおいて、複数のシリンダー（１）の前記調節リング（１７）に対して共通の調整装置（２１）が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
全てのシリンダー（１）の前記調節リング（１７）に対して共通の調整装置（２１）が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記調節リング（１７）と当該調節リングに対して設けられている前記調整装置（２１）とは、少なくとも部分的にそれぞれ対応する前記シリンダー（１）に配設された掃気ガスボックス（１０）内に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記２サイクルエンジンは２サイクルディーゼルエンジンとして形成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項２０】
前記２サイクルディーゼルエンジンは、クロスヘッドを備える２サイクル大型ディーゼルエンジンとして形成されていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の第一の思想は２サイクルエンジンの駆動方法に関する。当該２サイクルエンジンは少なくとも一つの作動室を有し、作動サイクルごとに新たな、少なくとも部分的に空気から成るガス充填物によって作動室の掃気を行うことと、作動室の当該新たなガス充填物を圧縮することと、圧縮されたガス充填物に燃料を噴射することと、点火と燃料の燃焼の後に排ガスを排出することと、が行われ、対応するシリンダライナーの掃気ガス吸気口を介して作動室に供給されるガス充填物には、作動室への流入時にスワールが付与され、ガス充填物に付与されるスワールの強度はエンジンの駆動状態に応じて変化される。
【０００２】
本発明のさらなる思想は２サイクルエンジンによって前記の方法を実施するための装置に関する。当該２サイクルエンジンは少なくとも一つのシリンダーを有し、当該シリンダーはシリンダライナーと、当該シリンダライナー内に設けられるとともに往復運動するピストンによって画定された作動室とを含み、当該作動室にはシリンダライナーの下方領域に設けられるとともにピストンを介して制御可能な掃気ガス吸気口および排ガス排気口とが配設されており、当該排ガス排気口はシリンダライナーに載置されたシリンダカバーに設けられているとともに上昇および下降可能な排気弁を介して制御可能であり、掃気ガス吸気口にはスワール調節手段が配設されており、当該スワール調節手段はシリンダライナーの外側に接して設けられており、当該スワール調節手段を用いて、掃気ガス吸気口の領域における流れ方向および／あるいは流れ断面は、エンジンの駆動状態に応じて変化可能である。
【背景技術】
【０００３】
知られている２サイクルエンジンでは掃気ガスに付与されるスワールは通常、エンジンの作動条件の変化に関わらず一定である。従って前記のスワールを制御することは不可能であり、そのためガス充填物の角速度を最適化し、それによってガスと燃料との混合および作動室の内壁の熱負荷を最適化することも不可能である。
【０００４】
特許文献１は吸気管を備える一つまたは複数のシリンダーを有する２サイクルエンジンを開示している。当該２サイクルエンジンにおいて吸気管は接線方向かつ斜め上方に向けられており、異なる傾斜角度を有し得る。スワールを可変に制御するために、流入管に制御可能なスロットル装置が設けられている。
【０００５】
特許文献２から、個々のシリンダーが掃気ガス吸気口の領域に設けられたリングと、当該リングと共に回動可能な案内羽根とを有する２サイクルエンジンが知られている。当該リングは円周に歯を備えており、それによって歯車と係合している。これによってリングは回転させられ、それによって回動可能な案内羽根の向きを変化させ、その結果シリンダーにおけるガス流のスワールを制御することができる。
【０００６】
特許文献３から、異なる傾きを有する複数の掃気口を備えるシリンダーを有する２サイクルエンジンが知られている。リング状の部材がシリンダーの外周の、掃気口の領域に回転可能に取り付けられており、当該リング状の部材は掃気口に対応して形成された開口部を有している。エンジンの回転速度に応じてリング状の部材の回転位置が変わることによって、リング状の部材の開口部は多かれ少なかれ、シリンダーの掃気口と部分的に重ね合わされ、これによって有効な掃気断面が制御可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８２７２５０号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０６８８０４号パンフレット
【特許文献３】特開平１０−１９６３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の点に鑑み、本発明は前記のような種類の方法および装置を改良し、それによってガスと燃料との混合および作動室の内壁の熱負荷を最適化し、しかも簡単で堅牢な構成方法を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題は冒頭に述べた同属の方法と組み合わせて以下のように解決される。すなわち、作動室に供給されるガス充填物のスワールの強度は、シリンダライナーの掃気ガス吸気口の外側に接して設けられている案内羽を備えるリングの上昇および下降によって変えられる。
【００１０】
前記の課題はまた、冒頭に述べた同属の装置と組み合わせて以下のように解決される。すなわち、スワール調節手段は掃気ガス吸気口の領域においてシリンダライナーを囲繞するとともに、シリンダライナーに対して軸方向に移動可能な調節リングとして形成されており、当該調節リングは円周方向に隣接して設けられている多数の案内羽根を含み、調節リングの軸方向の延伸は掃気ガス吸気口の軸方向の延伸を上回り、掃気ガス吸気口は調節リングによって常に完全にカバーされる。
【００１１】
上記において提案された調節リングは、固定された案内羽根を備えた、極めて簡単で堅牢かつ耐摩耗性を有する部材である。従って前記の調節リングおよび配設された調整装置の少なくともある部分を、シリンダーに配設された掃気ガスボックスに格納することが可能である。この点に関連して、掃気ガスボックスが燃焼ガスの逆戻り、すなわちいわゆるシリンダー後退にさらされていることに留意すべきである。それによって掃気ガスボックス内部の雰囲気が著しく汚染されることにもなり、同時に掃気ガスボックス内に設けられている個々の機械的装置は、シリンダーの潤滑油および燃焼残留物によって生じる堆積も被るので、これらの堆積物に対して耐性を有することが要求される。さらにシリンダー後退は、掃気ガスボックス内に設けられている個々の装置に作用する強大な流れ力になる可能性もある。提案された調節リングは簡単であるが、前記の条件に対して十分に堅牢かつ耐性を有する。さらなる有利点として、提案された調節リングは保守整備作業を行う場合にシリンダライナーを取り外すための通路を形成している。
【００１２】
上位の請求項に記載の方法の有利な形成によれば、掃気ガスが作動室に流入する際に掃気ガスに付与されるスワールの強度は、流れ方向の角度および／または開放流れ断面の変化によって変えることができる。これらの手段は好適に新たなガス充填物の角度モーメントの変化を生じさせる。
【００１３】
好適にスワールの強度は以下のように変化される。すなわちエンジンの負荷が増大するとき、作動室に供給された新たなガス充填物の角速度が減少し、エンジンの負荷が減少するとき、作動室に供給された新たなガス充填物の角速度が増大する。それによってどんな場合においても、スワールの運動方向において上流にある噴射弁によって発生される炎に燃料を噴射することを回避するために適切な噴射時間を確実に実現させることができる。
【００１４】
上位の請求項に記載の装置の有利な形成によれば、シリンダライナーの調節リングに対応する領域は機械的に必要不可欠な最小厚さにまで加工されている。それによって掃気ガスの流入方向は概ね調節リングの案内羽根の影響を受け、前記の加工をしなければ比較的厚い掃気ガス吸気口の側壁には影響されないことが確実となる。
【００１５】
案内羽根の幾何学的形状は好適に案内羽根の長さにわたって連続的または段階的に変化してよい。それによって流れ方向および／または流れ速度は調節リングが軸方向に移動することによって可変となる。
【００１６】
調節リングの軸方向の移動によって流れ方向の角度を変化させるために、調節リングの案内羽根は当該案内羽根の長手軸を中心にして、案内羽根の長さにわたって好適に９０°ねじれていてよい。
【００１７】
調節リングの軸方向の移動によって有効な流れ断面を変化させ、それとともに流速を変化させるために、案内羽根の厚みは案内羽根の長さにわたって変化してよい。
【００１８】
前記の手段はともに応用されるのが好適である。
【００１９】
調節リングの案内羽根の両端部がシリンダライナーを囲繞するリング状の突縁に固定されていることによって、調節リングのきわめて安定した形成が実現され得る。
【００２０】
本発明のさらなる好適な形成によれば、複数のシリンダーを備える２サイクルエンジンにおいて、複数のシリンダー、好ましくは全てのシリンダーの調節リングは共通の調整装置によって作動され得る。当該調整装置は少なくとも一つのアクチュエータを有し、当該アクチュエータはエンジンの駆動条件に応じて制御可能である。
【００２１】
上位の請求項に記載の手段のさらなる有利な形成および目的に応じたさらなる形成は、図面に基づく以下の実施例の詳細な説明に記載されている。図に示すのは以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】２サイクルエンジンのシリンダーの垂直方向断面図である。
【図２】燃料の噴射中に、図１に示す装置の作動室の上側を内側から見た概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の斜視図である。
【図４】垂直方向において角度が変化する案内羽根の一例を示す図である。
【図５】垂直方向において厚みが変化する案内羽根の一例を示す図である。
【図６】垂直方向において角度と厚みが変化する案内羽根の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の主たる応用領域は通常、船舶用駆動装置または定置型の動力装置のための駆動装置として用いられるような２サイクル大型ディーゼルエンジンである。この種の２サイクルディーゼルエンジンは通常クロスヘッドを備えており、それによって長いピストンストロークと、図１から明らかなように、下方の掃気ガス吸気口から上方の排ガス排出口へのユニフロー式の掃気が可能になる。
【００２４】
前記のような種類のディーゼルエンジンは通常、複数の、列を成すように設けられたシリンダーを有している。図１にはこのようなシリンダー１が示されている。シリンダー１はシリンダライナー２を有し、当該シリンダライナー内に作動室３が設けられている。作動室は上方でシリンダライナー２に固定されたシリンダカバー４によって画定されている。作動室３内では作動サイクルごとに燃焼が行われる。従って作動室は燃焼室を形成している。作動室３は下方で往復運動するピストン５によって画定されている。当該ピストンは図に示す例ではピストン棒６を介して図示されていないクロスヘッドに連結されており、当該クロスヘッドはヒンジで連結された連接棒を介してクランク軸と協働する。往復運動するピストン５によって燃焼室３の容積は拡大および縮小され得る。クロスヘッドを設ける代わりに、ピストン５がヒンジで連結された連接棒を介して直接的にクランク軸と協働することも想定される。
【００２５】
シリンダカバー４の中央には排ガス排出口７が備えられ、当該排ガス排出口は上昇および下降可能な排気弁８を用いて制御可能、すなわち開放および閉止可能である。図１で排気弁８は開放位置、すなわち下降位置にある。シリンダーの上方領域には噴射弁９が設けられており、当該噴射弁は作動室の上方領域に出口を有している。
【００２６】
シリンダライナー２の下方領域は掃気ガスボックス１０内に設けられており、当該掃気ガスボックスには圧力を印加された掃気ガスが供給される。このとき掃気ガスは空気、あるいは空気と排ガスもしくは燃焼ガスまたはその他のガスとの混合物であり得る。シリンダライナー２の下方端部領域は掃気ガスボックス１０内に突出しており、当該シリンダライナーの下方端部領域には、作動室３の掃気を行うために、複数の掃気ガス吸気口１１が円周にわたって配設されている。図１では明瞭にするために互いに対向する二つの掃気ガス吸気口１１のみが示されているが、図３から分かるように、円周にわたって好適に均一に配設された複数の掃気ガス吸気口１１が存在している。掃気ガス吸気口１１は往復運動するピストン５によって制御され得る。すなわち、掃気ガス吸気口は作動室３に対して開放および閉止され得る。掃気ガス吸気口１１と排ガス排出口７とは作動室３の互いに向かい合う端部領域に設けられているので、燃焼室の掃気は一つの方向、本図では垂直方向に行われ、これをユニフロー式の掃気と称する。
【００２７】
２サイクルディーゼルエンジンの作動方法はそれ自体知られている。作動サイクルごとにピストン５は上下運動を一回行い、このとき作動室３は縮小および拡大される。ピストン５が当該ピストンの運動曲線の下方領域を通過する際、排気弁８は開放されている。その他のとき排気弁は閉止されている。ピストン５が当該ピストンの運動曲線の上方領域にあるとき、燃料の噴射が行われる。燃料は圧縮されたガス充填物内に噴射されるので、自動的に自己点火が生じる。噴射された燃料が続いて燃焼する間、ガスの膨張が生じ、それとともにピストン５の下降運動が行われる。ピストン５が当該ピストンの運動曲線の下方領域に到達すると、掃気ガス吸気口１１が開放される。つまり、作動室３が掃気ガスボックス１０と連通可能となる。掃気ガス吸気口１１が開放される直前または直後に排ガス排出口７が開放され、それによって図１において矢印１２で示されている通り、燃焼されたガスは排ガスとして漏れ出し得る。掃気ガス吸気口１１が開放されるやいなや、図１において矢印１３で示されている通り、掃気ガスは掃気ガスボックス１０から作動室３に流入することができる。これにより作動室３は図１において矢印１４で示されている通り、下方から上方に向かって掃気され、それと同時に作動室３には新たなガス充填物が供給される。排気弁８の閉止は、新たなガス充填物が漏れ出ないか、ごく少量のみしか漏れ出し得ないように行われる。ピストン５が上方に移動する間に新たなガス充填物は圧縮され、その後燃料の噴射が行われる。このプロセスはピストン５の運動サイクルごとに、従ってエンジンの作動サイクルごとに繰り返される。
【００２８】
掃気ガス吸気口１１を介して作動室３に流入する掃気ガスにはスワールが付与される。新たなガス充填物のスワールの動きは図２において矢印１５で示されている。燃料噴射の時点でのスワールの動きによって時間間隔が決定され、当該時間間隔においては、図２から読み取れるように、スワールの動きの方向において上流にある噴射弁によって発生される炎に燃料が噴射されることなく、燃料噴射が行われ得る。前記時間間隔はエンジンの作動条件に応じて変化するので、スワールの強度はエンジンの作動条件に応じて変えられる。このために作動室３の新たなガス充填物の角度モーメントはエンジンの作動条件に応じて制御され得る。当該角度モーメントは流れ方向および／または流速を変化させることによって変化され得る。当該流れ方向は、開放された掃気ガス吸気口１１を介して作動室３に流入する掃気ガスをガイドするガイド壁の角度を変化させることよって変化され得る。当該流速は有効な流れ断面を変化させることによって変化され得る。適切な噴射時間を実現するためには、作動室３に供給される新たなガス充填物を変化させ、それによってエンジンの負荷が減少するときには角速度が増大し、エンジンの負荷が増大するときには角速度が減少するようにするのが好適である。
【００２９】
前記のようにスワールの強度を変化させるために、掃気ガス吸気口１１にはシリンダライナー２の外側に接して設けられ、図１で全体として１６として示されている制御装置が配設されている。図に示す実施の形態では当該制御装置は図３に示されるように、シリンダライナー２の掃気ガス吸気口１１の領域を囲繞する調節リング１７によって形成される。調節リング１７は円周方向に隣接して設けられた多数の案内羽根１８を含んでいる。案内羽根１８は掃気ガス吸気口１１と同様、好適に円周にわたって均一に配分されており、案内羽根１８の数は少なくとも掃気ガス吸気口１１の数に相当するか、好ましくは当該掃気ガス吸気口の数を上回る。案内羽根１８の少なくとも一方の端部はシリンダライナー２を囲繞するリング状突縁１９に固定されている。図に示す例では上方のリング状突縁と下方のリング状突縁１９が設けられ、当該突縁に案内羽根１８の上方端部および下方端部が固定されている。調節リング１７の軸方向の寸法は掃気ガス吸気口１１の高さよりも大きく、調節リングは図３において矢印２０で示されているように、軸方向に移動され得る。図１において調節リング１７の最高位置と最低位置は破線によって示されている。調節リング１７がどの位置にあっても、掃気ガス吸気口１１は調節リング１７によって完全にカバーされている。
【００３０】
調節リング１７を下降および上昇させるために調整装置２１が設けられている。当該調整装置は少なくとも一つのアクチュエータ２２を含み、当該アクチュエータはエンジンの作動条件に応じて制御可能であるとともに調節リング１７と協働する。アクチュエータ２２はモータによって作動可能な旋回アームなどの機械的装置、または液圧、空気圧あるいは電気的な手段によって形成され得る。調整装置２１は少なくとも部分的に掃気ガスボックス１０に格納されていてよい。図に示す実施の形態では、図１に示す通り、調整装置２１全体が掃気ガスボックス１０内に配置されている。複数のシリンダー１を備えるディーゼルエンジンにおいて、複数の、あるいは好適には全てのシリンダーの調節リング１７は共通の調整装置を用いて作動され得る。
【００３１】
調節リング１７はシリンダライナー２を当該シリンダライナーの外側に接しながら囲繞しているので、シリンダライナー２および／または調節リング１７は保守整備目的のために容易に取り外すことができる。この目的のために掃気ガスボックス１０は詳しく示していない壁開口部と、底部側の開口部２３とを備えていてよい。調節リング１７は取り付けおよび取り外しを容易にするために、好適に複数のセグメントに分割されていてよく、当該セグメントは着脱可能に互いに固定させることができる。調整装置２１の部材も、好適にシリンダライナー２もしくは開口部２３の外部に設けられているので、シリンダライナー２および／またはピストン５を取り外す場合には当該調整装置の部材を取り外す必要がない。
【００３２】
図１から明らかなように、シリンダライナー２の壁厚は、調節リング１７が移動され得る領域において、構造上の理由から必要となる最小値に縮小されている。この目的のためにシリンダライナー２は前記の領域において加工されている。小さな壁厚によって、作動室３に流入する掃気ガスの流れ方向は、まず調節リング１７の案内羽根１８に影響され、掃気ガス吸気口１１には影響されないか、比較的わずかな影響しか受けない。調節リング１７の上下移動の際に異なる条件を実現するために、案内羽根１８の幾何学的形状１８は当該案内羽根の長さにわたって変化する。案内羽根１８の幾何学的形状は当該案内羽根の長さにわたって連続的または段階的に変化してよいが、連続的な変化の方が好ましい。この目的のために案内羽根１８の角度、すなわち案内羽根１８の半径方向に対する傾きおよび／または案内羽根１８の厚みはそれぞれ当該案内羽根の長さにわたって変化し得る。
【００３３】
図４に基づく第一の実施の形態では、案内羽根１８の厚みは当該案内羽根の高さにわたって一定である。角度、すなわち半径方向に対する傾きのみが、垂直方向において、すなわち案内羽根１８の高さにわたって変化する。図４は異なる高さで切断された三つの断面（Ｃｕｔ１，２，３）を示している。当該異なる断面における案内羽根１８の前記の角度の比較から、当該角度が案内羽根の長さにわたって変動すること、すなわち変わることと、そのために調節リング１７を通過するガスの流れ方向が調節リング１７の上下移動によって制御可能であることとが分かる。角度が変化する案内羽根１８を実現するために、図３に示すように、案内羽根１８は当該案内羽根の長さにわたって当該案内羽根の長手軸を中心としてねじられていてよい。図３に示す実施の形態では、案内羽根１８は当該案内羽根の長さにわたって４５°ねじられている。当然ながらより小さな、あるいは好ましくはより大きなねじり角とすることも可能である。
【００３４】
図５に基づく第二の実施の形態では、案内羽根１８の前記角度、すなわち半径方向に対する傾きは当該案内羽根の高さにわたって一定である。案内羽根１８の厚みのみが、垂直方向において、すなわち案内羽根１８の長さにわたって変化する。図５も異なる高さで切断された三つの断面（Ｃｕｔ１，２，３）を含んでいる。当該三つの断面の比較から、互いに隣接する案内羽根間のクリアランスと、それとともに有効な貫流断面とが、案内羽根１８の高さにわたって変化することと、そのために調節リング１７を通過するガスの流速が調節リング１７の上下移動によって制御可能であることとが分かる。
【００３５】
実際には案内羽根１８の角度の変化と厚みの変化とを組み合わせることが特に好適であると判明している。当該組み合わせは図６に示す第三の実施の形態において実現されている。図６も異なる高さで切断された三つの断面（Ｃｕｔ１，２，３）を含んでいる。当該三つの断面の比較から、案内羽根１８の半径方向に対する傾きのみならず、当該案内羽根の厚みも垂直方向において変化し、それによって双方、すなわち調節リング１７を通過するガスの流れ方向と流速とが調節リング１７の上下移動によって変化され得ることが分かる。当該ガスの流れ方向と流速との変化によって、掃気ガス吸気口１１を介して作動室３に供給される新たなガス充填物の角度モーメント、およびそれとともにスワールを迅速かつ集中的に変化させることができる。エンジンの作動条件に応じて行われる調節リング１７の上下移動によって、ガス充填物のスワールも簡単かつ有効な方法で同様にエンジンの作動条件に応じて制御することができる。このとき前記において説明された種類の調整工程を介して調整される、作動室３に供給されたガス充填物のスワールの強度は、都合のよいことに複数の連続して行われるエンジンの作動サイクルにわたって保持される。
【００３６】
新たなガス充填物が作動室に流入する角度を変化させることによって、スワールの接線方向の成分を調節することができる。有効な流れ断面を変化させることによって、流入速度を調節することができる。流れの角度および／または流速を変化させることはそのまま、回転するガス充填物の角度モーメントを比例的に変化させることにつながる。
【００３７】
前記の手段は非常に好ましい多数の有利点をもたらす。燃料噴射時点での新鮮なガス充填物のスワールの動きは、回転方向において上流にある噴射弁の炎に燃料が噴射されることなく、燃料噴射が行われ得る時間間隔を決定する。スワールの速度が大きければ当該時間間隔は短くなり、スワールの速度が小さければ当該時間間隔は長くなる。このような理由から、スワールの強度を制御することにより、噴射時間を制御することができる。これにより、エンジンの作動範囲全域にわたって燃焼効率が高くなり、燃料の消費が減少し、カーボンブラックなどの微粒子および窒素酸化物の発生が減少することとなる。当該有利点は、スワールの動きが作動サイクルにおける掃気段階においても、燃焼段階においてもガスの混合の強度を決定づけるという事実によってさらに強められる。従って、スワールの強度を最適に変化させることは、良好な掃気を行うとともに高い燃焼効率を得ることにつながる。さらなる有利点は、作動室の内壁の温度が掃気ガスのスワールの強度によって調節可能であることである。その理由は熱負荷が、スワールによって壁に近い領域において作り出される乱流に依存していることにある。スワールが大きければ熱負荷は高くなり、スワールが小さければ熱負荷は低くなる。制御手段をシリンダライナーの外側に接して設けることによって、簡単な構成方法が可能となり、保守作業を行う場合にシリンダライナーから簡単に取りはずことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  シリンダー
２  シリンダライナー
３  作動室
４  シリンダカバー
５  ピストン
６  ピストン棒
７  排ガス排出口
８  排気弁
９  燃料噴射ノズル
１０  掃気ガスボックス
１１  掃気ガス吸気口
１２  矢印（排ガス）
１３  矢印（掃気ガス）
１４  矢印（掃気方向）
１５  矢印（スワールの動き）
１６  制御装置
１７  調節リング
１８  案内羽根
１９  リング状突縁
２０  矢印（垂直方向の動き）
２１  調整装置
２２  アクチュエータ
２３  開口部
【図１】
2010025105.tif 000003
【図２】
2010025105.tif 000004
【図３】
2010025105.tif 000005
【図４】
2010025105.tif 000006
【図５】
2010025105.tif 000007
【図６】
2010025105.tif 000008