JPH02149708A - 4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置

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JPH02149708A
JPH02149708A JP30250188A JP30250188A JPH02149708A JP H02149708 A JPH02149708 A JP H02149708A JP 30250188 A JP30250188 A JP 30250188A JP 30250188 A JP30250188 A JP 30250188A JP H02149708 A JPH02149708 A JP H02149708A
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、吸気カム軸と排気カム軸を各別に備えた4サ
イクルエンジンにおいて、その吸気バルブの開閉タイミ
ングを変化させるための制御装置に関する。
[従来技術〕 この種の4サイクルエンジンにおいて、吸入効率を高め
るためにはエンジン回転数に対する吸気バルブの開閉タ
イミングを最適なものとする必要がある。このため、高
回転、高出力形のエンジンでは吸気バルブが閉じるタイ
ミングを遅くする、つまり第7図に示すように上死点後
吸気バルブが最大に開くまでのイベントアングル(E、
A)を大きく設定するとともに、低中速域の性能を重視
したエンジンでは、逆にイベントアングルを小さくして
、吸気バルブが閉じるタイミングを早めることが行なわ
れている。
ところが、吸気バルブのイベントアングルを大きくする
と、第8図中破線で示すように高速回転域でのトルクは
増大するものの、逆に低中速回転域では吸入効率が低下
して、トルク不足となってしまう。また、イベントアン
グルを小さくした場合には、第8図中実線で示すように
低中速回転域でのトルクは増大するが、高速回転域にお
いてトルクが急激に低下するという問題があり、低中速
回転域か高速回転域のいずれかの性能が犠牲となってい
た。
このことから、最近、吸気カム軸に連結された吸気側カ
ムプーリに対して上記吸気カム軸を一定角度相対的に回
動させ、吸気カムに位相差を生じさせることにより、高
速回転域においては吸気バルブが閉じるタイミングを遅
くし、低中回転域においては吸気バルブが閉じるタイミ
ングを早めるようにした制御装置が開発されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この従来の制御装置は、吸気カム軸とカ
ムブーりとを連結するヘリカルギヤを油圧によって軸方
向に移動させるとともに、この油圧をエンジン回転数や
エンジン負荷に応じてマイクロコンピュータで電子制御
しているために、格別な油圧装置やマイクロコンピュー
タは勿論のこと、エンジンの運転状況を検知する各種の
センサ類を必要としている。したがって、装置全体が複
雑かつ大炎りなものとなり、コスト的な面で問題があっ
た。
本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
簡単な構成で吸気バルブの開閉タイミングを変えること
ができる4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装
置の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] そこで、本発明においては、吸気バルブを開閉する吸気
カム軸と排気バルブを開閉する排気カム軸を各別に備え
、これらカム軸とクランク軸との間に、クランク軸の回
転をカム軸に伝える伝動手段を介在させた4サイクルエ
ンジンにおいて、上記伝動手段は吸気カム軸上にクラン
ク軸からの動力伝達により回転駆動される歯付き車を備
え、この歯付き車を上記吸気カム軸に対し一定角度相対
的に回転自在に設けるとともに、これら歯付き車と吸気
カム軸との間に、クランク軸の回転数が予め設定された
値に達した際の上記歯付き車に加わる駆動力よりも大き
な付勢力を有し、上記吸気カム軸に対する歯付き車の軸
回り方向の位置決めをなす弾性体を介在させたことを特
徴としている。
[作用] この構成によれば、吸気カム軸と歯付き車との位置決め
をなす弾性体は、クランク軸の回転数、つまりエンジン
回転数が予め設定された値に達するまでは、この歯付き
車に加わるクランク軸からの駆動力を上回る付勢力を有
しているので、吸気カム軸と歯付き車との相対的な回動
が阻止され、これら両者は一体に回転することになる。
そして、エンジン回転数の増大により、この回転数が上
記設定値を上回ると、歯付き車の駆動力が弾性体の付勢
力に打ち勝つので、上記弾性体が次第に圧縮されていき
、吸気カム軸に対して歯付き車が相対的に回動する。こ
のため、吸気カム軸に位相差が生じるので、所望の回転
数で歯付き車が回動し得るように弾性体の付勢力を設定
すれば、吸気バルブが閉じるタイミングをエンジン回転
数に応じて自由に変えることができ、全回転域において
良好な吸入効率を確保することができる。
しかも、この場合、吸気カム軸に対し一定角度相対的に
回転可能な歯付き車を弾性体で付勢するといった構成で
、吸気バルブの開閉タイミングを変えられるので、従来
の如き各別な油圧装置やマイクロコンピュータを始めと
して、エンジンの運転状62を検知するための各種のセ
ンサ類は一切不要となり、その分、構造および制御を簡
略化して安価に提供することができる。
[実施例] 以下本発明の第1実施例を、第1図ないし第4図にもと
づいて説明する。
第3図は例えば自動二輪車用の4サイクル並列4気筒エ
ンジンを示し、図中符号■はシリンダブロック、2はシ
リンダヘッド、3はヘッドカバーである。シリンダヘッ
ド2には各気筒4に対応して吸気バルブ5と排気バルブ
(図示せず)が二個づつ設けられている。このシリンダ
ヘッド2とヘッドカバー3との間の動弁室6には、吸気
バルブ5を開閉する吸気カム軸7と排気バルブを開閉す
る排気カム軸8が夫々設けられている。吸気カム軸7の
外周には吸気バルブ5に対応して円弧状の吸気カム9が
形成されており、これら吸気カム9はバルブリフタ■0
を介して吸気バルブ5のバルブステム5aに接している
吸気カム軸7および排気カム軸8の外周には、夫々歯付
き車としてのカムスプロケット11.12が取付けられ
ている。これらカムスプロケット11.12とクランク
軸13上に設けたクランクスプロケット14との間には
、タイミングチェーン15が架は渡されており、本実施
例の場合は、これらカムスプロケット11,12 、ク
ランクスプロケット14およびタイミングチェーン15
がクランク軸13の回転をカム軸7.8に伝える伝動手
段を構成している。
なお、カムスプロケット11.12は各カム軸7.8の
中間部、つまり二番気筒4と三番気筒4との間に設けら
れているが、これら各カム軸7.8の一端部に設けても
良い。
ところで、吸気カム軸7上のカムスプロケット11は、
吸気カム軸7に対しエンジン回転数に応じて一定角度相
対的に回転し得るように取付けられている。この取付は
構造について第1図および第2図を参照して説明すると
、上記カムスプロケット11は吸気カム軸7の外周に対
し同軸的かつ軸回り方向に回転自在に取付けられており
、このカムスプロケット11の一側面は吸気カム軸7の
外周に突設した円板状のフランジ部20に重ね合わされ
ている。また、吸気カム軸7の外周には、カムスプロケ
ット11の他側面に接する支持プレート21が同軸的に
取付けられている。支持プレート21は皿ばね22によ
ってフランジ部20側に付勢されており、このフランジ
部20との間でカムスプロケット11を摺動自在に挾み
込んで保持している。
カムスプロケット11とフランジ部20との摺接面には
、夫々開口部23.24が設けられている。これら開口
部23.24はカムスプロケット11の周方向に沿う四
箇所に位置するとともに、このカムスプロケット11の
回転方向に沿う長方形状をなしており、互いに重なり合
って連通している。そして、この連通状態ある夫々の開
口部23.24内には、弾性体としての圧縮コイルばね
26が収容されている。圧縮コイルばね26の両端部は
開口部23.24の回転方向に沿う両端部に接しており
、カムスプロケット11とフランジ部20とを逆向きに
付勢している。この場合、圧縮コイルばね26の付勢力
は、クランク軸I3の回転数が予め設定されたある値に
達した際に、クランク軸からタイミングチェーン15を
介してカムスプロケット11に加わる駆動力よりも大き
く設定されている。
また、フランジ部20側の開口部24には、その回転方
向後方側の開口縁部から回転方向に沿って突出するスト
ッパピン25が設けられている。ストッパピン25はカ
ムスプロケットII側の開口部24内に入り込んでおり
、その全長が開口部23.24の長さよりも短く形成さ
れている。ストッパピン25の基端は上記圧縮コイルば
ね2Bの付勢力を受けて両方の開口部23.24の回転
方向後方側の開口縁部に当接されており、この当接によ
りカムスプロケットllと吸気カム軸7との位置決めが
なされている。
また、ストッパピン25の突出先端部と開口部23.2
4の回転方向前方側の開口縁部との間には、カムスプロ
ケット11と吸気カム軸7との軸回り方向の相対的な回
動を許容する隙間Ωが設けられており、このため、カム
スプロケット11はクランク軸13の回転数が上記設定
値に達するまでは吸気カム軸7と同期して一体に回転さ
れる。
なお、第4図中符号27はチェーンガイド、28はチェ
ーンテンショナーを夫々示す。
次に、上記構成の作用について説明する。
吸気カム軸7とカムスプロケット11との位置決めをな
す圧縮コイルばね26は、クランク軸13の回転数、つ
まりエンジン回転数が予め設定されたある回転数に達す
るまでは、カムスプロケット11に加わるクランク軸1
3の駆動力よりも大きな付勢力でカムスプロケット■1
とフランジ部20とを逆向きに付勢しているので、スト
ッパピン25と開口部23.24とは当接状態に維持さ
れる。このため、クランク軸13の回転に伴ってカムス
プロケット11に駆動力が加わっても、カムスプロケッ
トitが吸気カム軸7に対し相対的に回転することはな
く、このカムスプロケット11と吸気カム軸7とは同期
して一体に回転される。
ところで、カムスプロケット11に加わる駆動力は、ク
ランク軸13の回転数が増大する程大きくなるため、エ
ンジン回転数が上記設定数を上回ると、カムスプロケッ
ト11に加わる駆動力が圧縮コイルばね2Bの付勢力に
打ち勝つことになる。このため、圧縮コイルばね26が
次第に圧縮され、第2図に示すようにカムスプロケット
11がフランジ部20に対してストッパピン25と開口
部23.24との間の隙間gに相当する角度α分だけ相
対的に回動する。したがって、吸気カム9に位相差が生
じ、上記エンジン回転数が設定値を上回った時点で、吸
気カム9のイベントアングルを上記角度α分大きくする
ことができる。
したがって、圧縮コイルばね2Gの付勢力を適宜設定す
れば、吸気バルブ5のイベントアングル、すなわち、吸
気バルブ5が閉じるタイミングをエンジン回転数に応じ
て自由に変えることができ、全回転域において良好な吸
入効率を確保することができる。
そして、上記構成においては、吸気カム軸7のフランジ
部20に対し、一定角度相対的に回転自在なカムスプロ
ケット11を、圧縮コイルばね25で位置決めするのみ
で、エンジン回転数に応じて吸気バルブ5の開閉タイミ
ングを変えることができるので、従来の如き各別な油圧
装置やこの油圧装置を制御するマイクロコンピュータを
始めとして、エンジンの運転状況を検知するための各種
のセンサ類が一切不要となる。このため、構造や制御を
大幅に簡略化することができ、その分、安価に提供でき
る利点がある。
なお、上述した第1実施例では、ストッパピンと圧縮コ
イルばねを同一の開口部内に組み込んだが、本発明はこ
れに制約されるものではなく、第5図および第6図に本
発明の第2実施例を示す。
すなわち、カムスプロケット11には開口部23の間に
位置して貫通孔31が開口されており、この貫通孔31
はカムスプロケット11の回転方向に沿う長円形状をな
している。そして、この貫通孔31内には円板状のスト
ッパ駒32が収容されている。ストッパ駒32はフラン
ジ部20と支持プレート21との間に架設した枢支ビン
33上に支持されており、このストッパ駒32は圧縮コ
イルばね2Gの付勢力を受けて貫通孔31の回転方向後
方側の開口縁部に当接されている。したがって、ストッ
パ駒32と貫通孔31の回転方向前方側の開口縁部との
間には、カムスプロケット11とフランジ部20との相
対的な回動を許容するための隙間gが形成されている。
このような構成の第2実施例においても、エンジン回転
数がある設定値に達すると、圧縮コイルばね26が圧縮
されて、隙間gの分だけカムスプロケット11とフラン
ジ部20とが相対的に回動し、吸気カム9に位相差を生
じさせることができる。
また、上記各実施例においては、クランク軸の回転をタ
イミングチェーンを介してカム軸に伝えるようにしたが
、このタイミングチェーンの代わりに歯付きベルトある
いは互いに噛み合うギヤを用いても良く、このため、歯
付き車もスプロケットに限らず、歯付きプーリあるいは
ギヤであっても良い。
[発明の効果] 以上詳述した本発明によれば、吸気カム軸に対し一定角
度相対的に回転可能な歯付き車を弾性体で付勢するとい
った構成で、吸気バルブの開閉タイミングを変えること
ができ、従来の如き各別な油圧装置やマイクロコンピュ
ータおよびエンジンの運転状況を検知するための各種の
センサ類が一切不要となる。このため、構造や制御を簡
略化することができ、その分、安価に提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例を示し、第1
図はカムスプロケットの取付は部分の断面図、第2図は
第1図中■−■線に沿う断面図、第3図はエンジンを一
部断面した正面図、第4図はカム軸の駆動経路を示す断
面図、第5図および第6図は本発明の第2実施例を示し
、第5図はカムスプロケットの取付は部分の断面図、第
6図は第5図中Vl−vt線に沿う断面図、第7図およ
び第8図は従来技術を示し、第7図は吸気バルブおよび
排気バルブの開閉タイミングを示す特性図、第8図はエ
ンジン回転数に対するトルクの推移を示す特性図である
。 5・・・吸気バルブ、7・・・吸気カム軸、8・・・排
気カム軸、11・・・歯付き車(カムスプロケット) 
、14.15・・・伝動手段(クランクスブロケッット
、タイミングチェーン)、26・・・弾性体(圧縮コイ
ルばね)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 吸気バルブを開閉する吸気カム軸と排気バルブを開閉す
    る排気カム軸を各別に備え、これらカム軸とクランク軸
    との間に、クランク軸の回転をカム軸に伝える伝動手段
    を介在させた4サイクルエンジンにおいて、 上記伝動手段は吸気カム軸上にクランク軸からの動力伝
    達により回転駆動される歯付き車を備え、この歯付き車
    を上記吸気カム軸に対し一定角度相対的に回転自在に設
    けるとともに、これら歯付き車と吸気カム軸との間に、
    クランク軸の回転数が予め設定された値に達した際の上
    記歯付き車に加わる駆動力よりも大きな付勢力を有し、
    上記吸気カム軸に対する歯付き車の軸回り方向の位置決
    めをなす弾性体を介在させたことを特徴とする4サクル
    エンジンのバルブタイミング制御装置。
JP63302501A 1988-11-30 1988-11-30 4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置 Expired - Fee Related JP2738941B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5493711A (en) * 1978-01-06 1979-07-25 Robaato Kuribusu Jiyon Brakeecontrolled automatically variable valve timing apparatus for internal combustion engine
JPS57171106U (ja) * 1981-04-23 1982-10-28

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5493711A (en) * 1978-01-06 1979-07-25 Robaato Kuribusu Jiyon Brakeecontrolled automatically variable valve timing apparatus for internal combustion engine
JPS57171106U (ja) * 1981-04-23 1982-10-28

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