JPH0143441Y2

JPH0143441Y2 -

Info

Publication number: JPH0143441Y2
Application number: JP15222984U
Authority: JP
Priority date: 1984-10-11
Filing date: 1984-10-11
Publication date: 1989-12-18
Also published as: JPS6169413U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案はバルブ停止装置を有する内燃機関の動
弁系構造に関し、機関軽負荷時に吸気弁又は排気
弁の運動を停止して新気及び燃料を遮断すること
によつて一部気筒群を休止する分割運転制御式内
燃機関、或いは多バルブ機関の一方の吸気弁を休
止することによつて燃焼を改善する可変バルブ数
内燃機関等に使用することができる。[Detailed description of the invention] Industrial application field The present invention relates to a valve train structure for an internal combustion engine that has a valve stop device, and is designed to stop the movement of the intake valve or exhaust valve when the engine is lightly loaded, thereby shutting off fresh air and fuel. This can be used in split-operation control internal combustion engines that deactivate some cylinder groups, or variable valve number internal combustion engines that improve combustion by deactivating one intake valve of a multi-valve engine. can.

従来の技術バルブ停止装置を有する動弁系としては、実開
昭59−67506号公報や実開昭59−68108号公報に記
載されているようなロツカーアームのピボツト位
置を変えるもの、又はカムピースを移動させるも
の等があり、さらに、ロツカアームを分割して必
要に応じて連結させるもの等がある。Prior Art Valve systems with valve stop devices include those that change the pivot position of a rocker arm, or those that move a cam piece, as described in Japanese Utility Model Application No. 59-67506 and Japanese Utility Model Application Publication No. 59-68108. In addition, there are also devices in which the rocker arm is divided and connected as necessary.

考案が解決しようとする問題点カムの力が、力の伝達方向を変えないで直接バ
ルブリフタに伝えられる直動式（DOHC）動弁
機構では、ロツカーアームのピボツト位置を変え
るタイプのバルブ停止装置は使用できず、カムと
バルブリフタの間に脱着可能な何らかの介在物を
配置するか又はカム自体を移動させる構造とせざ
るを得ないが、カム自体を移動させるものについ
ては高い精度が要求されることからコストアツプ
が著しくカムを横方向に動かすための駆動機構も
複雑なものとなる。カムとバルブリフタの間に介
在物を配設するものについては、カムの側に、バ
ルブ揚程曲線輪郭部（ノーズ）のあるカム部とベ
ース円のみのカム部とをカム軸に軸方向に隣接し
て設けられ、介在部がそれらのカム部のいずれか
一方に接触するように切替えられ、この介在物を
介してバルブリフタへカム力が伝達されるように
なした動弁系構造が提案されている。Problems that the invention aims to solve: In a direct-acting (DOHC) valve train in which the cam force is directly transmitted to the valve lifter without changing the direction of force transmission, a type of valve stop device that changes the pivot position of the rocker arm is not used. If this is not possible, a removable object must be placed between the cam and the valve lifter, or the cam itself must be moved. However, this requires high precision, which increases costs. This significantly increases the complexity of the drive mechanism for moving the cam in the lateral direction. For those in which an inclusion is installed between the cam and the valve lifter, on the cam side, a cam part with a valve lift curve contour (nose) and a cam part with only a base circle are placed adjacent to the cam shaft in the axial direction. A valve train structure has been proposed in which the intervening part is switched to contact one of the cam parts, and the cam force is transmitted to the valve lifter via the intervening part. .

しかしながら、バルブ停止装置を具備する一部
の動弁機構のみにこのような介在物があるため
に、すべての気筒の動弁機構について、カム軸か
らバルブ開閉部までの動弁系の全体の高さを高く
しなければならず、それに伴つてエンジンの全高
も大きくなり、エンジンの車輌への搭載上大きな
問題となる。 However, since such inclusions exist only in some valve train mechanisms that are equipped with valve stop devices, the overall height of the valve train system from the camshaft to the valve opening/closing part is limited for all cylinder valve train mechanisms. The height of the engine must be increased, and the overall height of the engine also increases, which poses a major problem when installing the engine in a vehicle.

問題点を解決するための手段このように問題点を解決するために、本考案で
は、カムの力を、力の伝達方向を変えないで直接
バルブリフタに伝達することによりバルブを開閉
させる動弁機構を有すると共に、気筒又はバルブ
の一部について、動弁機構はバルブの開閉動作を
停止させるバルブ停止装置を具備する可変気筒エ
ンジンの動弁系構造において、前記バルブ停止装
置を具備する動弁機構のバルブスプリングのみチ
タン系の材質で製造しかつバルブ停止装置を具備
しない動弁機構のバルブスプリングよりも巻数を
減らしてスプリング長を短くしたことを特徴とす
る可変気筒エンジンの動弁系構造が提供される。Means for Solving the Problems In order to solve the problems as described above, the present invention provides a valve train that opens and closes the valve by directly transmitting the force of the cam to the valve lifter without changing the direction of force transmission. In a valve train structure of a variable cylinder engine, the valve train is equipped with a valve stop device for stopping the opening/closing operation of the valve for some of the cylinders or valves. A valve train structure for a variable cylinder engine is provided, characterized in that only the valve spring is manufactured from a titanium-based material, and the number of turns is reduced and the spring length is shortened compared to a valve spring of a valve train that does not include a valve stop device. Ru.

実施例第１図に示す動弁機構は、図の右側がバルブ停
止機構を有する気筒の動弁機構Ａであり、図の左
側がバルブ停止機構を有していない気筒の動弁機
構Ｂである。バルブ１は、シリンダヘツドに形成
されたバルブステムガイド２，１２内を案内され
るバルブステム３，１３に取付けられた吸気弁又
は排気弁である。バルブステム３，１３にはバル
ブスプリング４，１４を受けるためのリテーナ
５，１５がコツタ６，１６により取付けられてお
り、バルブステム３，１３の上端にはバルブリフ
タ７，１７が取付けられる。ここに示される動弁
機構はバルブリフタ７，１７に装着したシム９，
１９とカム軸２０上のカム８，１８とが直接的に
係合する直動式（DOHC）動弁系として形成さ
れたものであるが、図の右側の動弁機構Ａはバル
ブ停止装置を形成すべく、バルブリフタ７のシム
９とカム８との間にはアーム部材２１の自由端部
が介在される。アーム部材２１は、第２図に示す
ように、カム軸２０と平行な軸線を有する軸２２
に回動自在に取付けられ、その自由端はカム８及
びバルブリフタ７のシム８に常時接触することが
できる。Embodiment In the valve mechanism shown in FIG. 1, the right side of the figure is a valve mechanism A for a cylinder that has a valve stop mechanism, and the left side of the figure is a valve mechanism B for a cylinder that does not have a valve stop mechanism. . The valve 1 is an intake or exhaust valve mounted on a valve stem 3, 13 guided in a valve stem guide 2, 12 formed in the cylinder head. Retainers 5, 15 for receiving valve springs 4, 14 are attached to the valve stems 3, 13 by retainers 6, 16, and valve lifters 7, 17 are attached to the upper ends of the valve stems 3, 13. The valve mechanism shown here includes shims 9 attached to valve lifters 7 and 17.
19 and the cams 8 and 18 on the camshaft 20 are formed as a direct-acting (DOHC) valve train in which the cams 8 and 18 on the camshaft 20 directly engage, but the valve train A on the right side of the figure has a valve stop device. For this purpose, the free end of the arm member 21 is interposed between the shim 9 of the valve lifter 7 and the cam 8. As shown in FIG. 2, the arm member 21 has a shaft 22 having an axis parallel to the camshaft 20.
It is rotatably attached to the cam 8 and the shim 8 of the valve lifter 7 at all times with its free end.

動弁機構Ａのカム８はカム軸２０の軸線方向に
隣接した二つのカム部分８ａ，８ｂから形成さ
れ、一方の部分８ａはベース円とベース円から一
部隆起したノーズ部とからなる通常のバルブ揚程
曲線輪部（動弁機構Ｂのカム１８と同じ）を有
し、他の部分８ｂは一方の部分８ａのベース円と
同じベース円のみからなる輪郭を有するものであ
る。従つて、中高負域でアーム部材２１がカム８
の一方の部分８ａに係合しているときにはバルブ
１はカム８の運動に従つて普通のように開閉され
る。一方、軽負荷域でアーム部材２１がカム８の
他方の部分８ｂに係合されているときにはバルブ
１には揚程が与えられずに閉弁したままとなり、
バルブ１は停止されることになる。 The cam 8 of the valve mechanism A is formed of two cam parts 8a and 8b adjacent to each other in the axial direction of the camshaft 20, and one part 8a is a normal cam part consisting of a base circle and a nose part partially raised from the base circle. It has a valve lift curve ring portion (same as the cam 18 of the valve mechanism B), and the other portion 8b has a contour consisting only of the same base circle as the base circle of the one portion 8a. Therefore, the arm member 21 is in contact with the cam 8 in the medium and high negative ranges.
When the valve 1 is engaged with one part 8a of the cam 8, the valve 1 is opened and closed in the usual manner according to the movement of the cam 8. On the other hand, when the arm member 21 is engaged with the other portion 8b of the cam 8 in a light load range, the valve 1 is not given any lift and remains closed.
Valve 1 will be stopped.

従つて、バルブの作動と停止は、アーム部材２
１のカム軸線方向への位置の移動によつて行われ
る。 Therefore, the valve is actuated and stopped by the arm member 2.
This is done by moving the position of the cam 1 in the axial direction.

第１図において、アーム部材２１の自由端にお
ける厚さないし高さａは、バルブ８の部分８ａの
バルブ揚程（リフト）に等しいか又はそれ以上で
なければならない。ところで、動弁機構Ａ，Ｂの
バルブリフタ７，１７、シム９，１９、リテーナ
５，１５、コツタ６，１６はそれぞれ同一形状、
同一寸法で同じ材質のものを使用することができ
る。ところが、動弁機構Ａのバルブステム３は動
弁機構８ａのバルブステム１３に比べａに等しい
長さだけ短くしなければならない。そこで、本考
案では、動弁機構Ａのバルブスプリング４は材質
としてチタン（Ti）系のもの、例えばヤング率
11.50Kg／cm²、密度４，４ｇ／cm³のものを用い、
動弁機構Ｂのバルブスプリング１４よりもスプリ
ング巻数を少なくしてスプリング長を例えば寸法
ａに相当する長さだけ短くした。バルブスプリン
グ１４は通常のシリコン−クローム（Si−Cr）
系のもの、例えばヤング率21.0Kg／cm²、密度7.9
ｇ／cm³のものを用いる。 In FIG. 1, the thickness or height a of the arm member 21 at its free end must be equal to or greater than the valve lift of the portion 8a of the valve 8. By the way, the valve lifters 7, 17, shims 9, 19, retainers 5, 15, and lockers 6, 16 of the valve train mechanisms A and B have the same shape, respectively.
The same dimensions and the same material can be used. However, the valve stem 3 of the valve train A must be shorter than the valve stem 13 of the valve train 8a by a length equal to a. Therefore, in the present invention, the valve spring 4 of the valve train A is made of titanium (Ti) material, for example, with Young's modulus.
11.50Kg/cm ² , density 4.4g/cm ³ ,
The number of spring turns is smaller than that of the valve spring 14 of the valve train B, and the spring length is shortened by, for example, a length corresponding to the dimension a. The valve spring 14 is made of ordinary silicon-chrome (Si-Cr).
For example, Young's modulus is 21.0Kg/cm ² and density is 7.9.
g/cm ³ is used.

このようにバルブスプリング４はバルブスプリ
ング１４に対してヤング率が約1/2のものを使用
しているので、スプリング長を寸法ａに相当する
長さだけ短くしても、バルブスプリング１４と同
じ程度のバルブスプリング力を得ることができ
る。すなわち、スプリングバルブ４，１４の初期
設定（バルブ閉）の状態より、バルブ全開に至る
バルブ揚程（弁リフト）の範囲内では、両バルブ
スプリング４，１４は、カムリフトに対するスプ
リング応力をほぼ同じになるように設定すること
ができる。 In this way, the valve spring 4 uses a material whose Young's modulus is approximately 1/2 that of the valve spring 14, so even if the spring length is shortened by the length corresponding to dimension a, it will be the same as the valve spring 14. It is possible to obtain a certain amount of valve spring force. That is, within the range of the valve lift (valve lift) from the initial setting (valve closed) state of the spring valves 4, 14 to the valve fully open, both valve springs 4, 14 have approximately the same spring stress against the cam lift. It can be set as follows.

例えば量産されているある種のエンジンで、コ
イルスプリングに前記に例示したようなチタン
（Ti）系材料を用いて設計計算した結果を以下に
示す。弁リフト量は7.2mm、従つて前記のａの寸
法は最少7.2mm必要である。動弁機構Ａは従来の
機能を有するという条件、すなわち、組付時荷
重、高回転時の余裕荷重等は動弁機構Ｂと同一と
言う条件で、バルブスプリングの材料を現状のシ
リコン−クローム（Si−Cr）鋼から前記に例示
したようなチタン（Ti）系（例えばTi−6Al−
4V）に変更すると、組付時のスプリング高さは
34.7mmから26.5mmとなり、寸法ａ（7.2mm）より大
きい8.2mmの減少となり、カムの高さを変更する
ことは不安となる。 For example, the results of a design calculation using a titanium (Ti) material as exemplified above for a coil spring in a certain type of mass-produced engine are shown below. The valve lift amount is 7.2 mm, so the dimension a mentioned above must be at least 7.2 mm. On the condition that valve train A has the conventional functions, that is, the assembly load, allowance load at high rotations, etc. are the same as valve train B, the material of the valve spring is the current silicon-chrome ( Si-Cr) steel to titanium (Ti) steel (e.g. Ti-6Al-
4V), the spring height when assembled is
It becomes 26.5mm from 34.7mm, which is a decrease of 8.2mm which is larger than dimension a (7.2mm), making it uneasy to change the height of the cam.

第２図および第３図において、アーム部材２１
は管状摺動部材３２上に回動可能に取付けられ、
この管状摺動部材３２からトーシヨンスプリング
３３が延びてアーム部材２１をバルブリフタ７に
押付けている。管状部材３２の内周部にはその長
手方向に沿つてボール３４が挿入されており、こ
のボール３４は軸２２の外周面に形成したガイド
溝３５にも係合するようになつており、従つて管
状部材３２はアーム部材２１を保持したまま軸２
２に対して長手方向に摺動可能である。軸２２と
摺動部材３２との間には動部材３２の各側におい
て対向するように引張りスプリング３６，３７が
配設されている。なお、アーム部材２１がカム８
の部分８ａのノーズ部に係合しているとカム８と
バルブリフタ７間にはこのときに最も力が加わつ
ているためにアーム部材２１はこれら間で摩擦力
を受けて移動することができず、カム８がさらに
回転して部分８ａのベース円部がきたときにスプ
リング３６，３７の作用によりアーム部材２１が
移動することになる。即ち、バルブ作動状態から
バルブ停止状態への切換えはベース円部において
円滑に行われる。逆に、軸２２が下方に制御され
るとアーム部材２１も下方に移動されることにな
るが、カム８の部分８ａのノーズ部がアーム部材
２１にひつかかる位置にある場合にはアーム部材
２１が移動することができず、従つてこの場合に
も切換えはベース円部で行われることになる。 In FIGS. 2 and 3, the arm member 21
is rotatably mounted on the tubular sliding member 32,
A torsion spring 33 extends from the tubular sliding member 32 and presses the arm member 21 against the valve lifter 7. A ball 34 is inserted into the inner circumferential portion of the tubular member 32 along its longitudinal direction, and this ball 34 also engages with a guide groove 35 formed on the outer circumferential surface of the shaft 22. While holding the arm member 21, the tubular member 32 is inserted into the shaft 2.
It is slidable in the longitudinal direction with respect to 2. Tension springs 36 and 37 are disposed between the shaft 22 and the sliding member 32 so as to face each other on each side of the moving member 32. Note that the arm member 21 is connected to the cam 8.
When the arm member 21 is engaged with the nose portion of the portion 8a, the greatest force is applied between the cam 8 and the valve lifter 7 at this time, so the arm member 21 cannot move due to the frictional force between them. When the cam 8 further rotates and the base circular portion of the portion 8a comes, the arm member 21 is moved by the action of the springs 36 and 37. That is, the switching from the valve operating state to the valve stopped state is smoothly performed at the base circular portion. Conversely, when the shaft 22 is controlled downward, the arm member 21 is also moved downward, but if the nose portion of the portion 8a of the cam 8 is in a position where it is in contact with the arm member 21, the arm member 21 is moved downward. cannot move, so that in this case too the switching will take place at the base circle.

考案の効果例えば、４気筒エンジンで、バルブ停止装置の
組み込まれた＃２、＃３気筒のみ運転条件に応じ
てバルブを停止させる場合について考えてみる。
すべて同じ材質・寸法のバルブスプリングを使用
すると、＃２、＃３気筒の動弁機構を＃１、＃４
気筒の動弁機構に比べて高さを少なくとも寸法ａ
だけ高くしなければならず、その結果カムシヤフ
トを高くする必要があり、バルブ停止装置のない
エンジンに対してシリンダヘツドを大幅に変更し
なければならない。従つて、バルブ停止装置を持
たないエンジンとのシリンダヘツドの共用化がで
きない。＃２、＃３気筒のバルブスプリングの巻
数を＃１、＃４気筒のものよりも少なくして、カ
ムシヤフトの高さを、バルブ停止装置のないエン
ジンと等しくすることも考えられるが、＃２、
＃３気筒のバルブスプリングが過少となつてサー
ジングの問題を起こすおそれがある。しかるに、
本考案によると、停止気筒（＃２、＃３）のみバ
ルブスプリングをヤング率の低いチタン（Ti）
系材料としてスプリング巻数を少なくしてスプリ
ング長を短くしているので、カムシヤフトの高さ
をバルブ停止装置のないエンジンから変更しなく
ても、各気筒でのバルブスプリング力を等しくす
ることができる。Effects of the Idea For example, let us consider a case in which, in a four-cylinder engine, the valves of only the #2 and #3 cylinders, which are equipped with a valve stop device, are stopped depending on the operating conditions.
If all valve springs are made of the same material and dimensions, the valve mechanism for #2 and #3 cylinders will be replaced by #1 and #4 cylinders.
The height is at least dimension a compared to the cylinder valve mechanism.
The camshaft must be made taller, resulting in a taller camshaft and significant cylinder head modifications for engines without valve stops. Therefore, the cylinder head cannot be shared with an engine that does not have a valve stop device. It is also possible to reduce the number of turns of the valve springs in cylinders #2 and #3 compared to those in cylinders #1 and #4 so that the height of the camshaft is equal to that of an engine without a valve stop device.
There is a risk that the #3 cylinder's valve spring may become too small, causing a surging problem. However,
According to this invention, only the valve springs for the stopped cylinders (#2 and #3) are made of titanium (Ti) with a low Young's modulus.
Since the spring length is shortened by reducing the number of spring turns in the system material, it is possible to equalize the valve spring force in each cylinder without changing the height of the camshaft from an engine without a valve stop device.

従つて、エンジンの全体の高さをバルブ停止装
置のないエンジンと同程度にでき、エンジンの車
輌への搭載が容易となる。また、シリンダヘツド
等の共用も可能であり、コスト上有利である。 Therefore, the overall height of the engine can be made comparable to that of an engine without a valve stop device, and the engine can be easily mounted on a vehicle. Furthermore, cylinder heads and the like can be shared, which is advantageous in terms of cost.

また、一般的に、バルブを停止する気筒は、バ
ルブ停止時にバルブステムの温度が下がりタペツ
トクリアランスが大きくなりやすい。その場合に
おいて、バルブステム３へは、バルブ停止時に
は、バルブリフタ７又はアーム部材２１よりもむ
しろコツタ６、リテーナ５、バルブスプリング４
の接触部を経由して冷却されるが、本考案のよう
にチタン（Ti）系のバルブスプリング４は熱伝
導率が低いため、冷却されにくく、従つてバルブ
ステム３の温度が下がりにくいという効果もあ
る。 Additionally, in general, in cylinders whose valves are stopped, the temperature of the valve stem decreases and the tappet clearance tends to increase when the valves are stopped. In that case, when the valve is stopped, the valve stem 3 is connected to the lever 6, the retainer 5, and the valve spring 4 rather than the valve lifter 7 or the arm member 21.
However, as in the present invention, the titanium (Ti) based valve spring 4 has a low thermal conductivity, so it is difficult to be cooled, and therefore the temperature of the valve stem 3 is difficult to decrease. There is also.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案の動弁系構造の断面図、第２図
は第１の線−における断面図、第３図はアー
ム部材の動きを示すための図で第２図の線−
に相当する断面図である。１，１１……バルブ、４，１４……バルブスプ
リング、７，１７……バルブリフタ、８，１８…
…カム、８ａ，８ｂ……カム部分、２０……カム
シヤフト、２１……介在物（アーム部材）、Ａ…
…バルブ停止装置を具備する気筒の動弁機構、Ｂ
……バルブ停止装置を具備しない気筒の動弁機
構。 Fig. 1 is a cross-sectional view of the valve train structure of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the first line -, and Fig. 3 is a diagram showing the movement of the arm member along the line -
FIG. 1, 11... Valve, 4, 14... Valve spring, 7, 17... Valve lifter, 8, 18...
...Cam, 8a, 8b...Cam portion, 20...Camshaft, 21...Inclusion (arm member), A...
...Cylinder valve mechanism equipped with a valve stop device, B
...A cylinder valve mechanism that does not have a valve stop device.

Claims

[Scope of utility model registration request]

It has valve operating mechanisms A and B that open and close the valves by directly transmitting the force of the cams 8 and 18 to the valve lifters 7 and 17 without changing the direction of force transmission, and also has a valve operating mechanism for a part of the cylinder or valve. A
In the valve train structure of a variable cylinder engine, which is equipped with a valve stop device for stopping the opening/closing operation of a valve, only the valve spring 4 of the valve train equipped with the valve stop device is manufactured from a titanium-based material, and the valve stop device is A valve train structure for a variable cylinder engine, characterized in that the number of windings is reduced and the spring length is made shorter than that of a valve spring 14 of a valve train without a valve spring 14.