JPH0255738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４サイクルエンジンのクランクシヤ
フトの回転に同期して開閉する吸気バルブ及び排
気バルブのバルブタイミングを測定する測定方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、４サイクルエンジンＡには、ピストン
の上下動に連動させて吸気バルブ及び排気バルブ
を開閉させるため、第５図に示す如く、ピストン
１とコネクテイングロツド２を介して連結したク
ランクシヤフト３と、吸気バルブ４及び排気バル
ブ５を開閉するためのカム６，７を有するカムシ
ヤフト８とをタイミングチエーン９によつて連結
している。そして、ピストン１の上下動に連動し
たクランクシヤフト３の回転動によりカムシヤフ
ト８に設けたカム６，７を回転させ、このカム
６，７の動きをロツカーアーム１０，１１を介し
て吸気バルブ４及び排気バルブ５に伝えることに
より、吸気バルブ４及び排気バルブ５をピストン
１の上下動に連動して開閉させている。即ち、ス
プリング１２，１３の弾性力により閉方向に押圧
されている吸気バルブ４及び排気バルブ５の上端
に、摺動自在に支持されたロツカーアーム１０，
１１の他端を上記カム６，７によつて押し上げる
ことにより、スプリング１２，１３の弾性力に抗
して吸気バルブ４或いは排気バルブ５を開くよう
にしてある。そして、この吸排気バルブ４，５の
開閉によつて、シリンダ１４のシリンダヘツドに
設けたインテークポート１５からシリンダ１４内
への混合気の供給及びシリンダ１４からエキゾー
ストポート１６への排気ガスの排出が行われる。

ところで、上記方法によつて吸排気バルブ４，
５の開閉を制御する場合、クランクシヤフト３と
カムシヤフト８との位相がズレたりすると、ピス
トン１の上下動に連動して吸排気バルブ４，５が
正確に開閉しなくなり、吸排気のタイミングが狂
い、出力低下を来したりする。このため、従来か
ら、エンジンの製造時、エンジンがほぼ組上つた
状態でバルブタイミングのテストを行つている。

このバルブタイミングを測定する場合、吸排気
バルブ４，５はエンジンの内部に位置し、外部か
ら吸排気バルブ４，５の動きを直接見ることは非
常に困難である。このため従来は、ロツカーアー
ム１０，１１の動きにより位置変化をダイヤルゲ
ージで検出するなどして、バルブタイミングを間
接的に測定している。

又、他の検出方法としては、特開昭57−1950号
公報に示されたエンジンの動弁系異常判定方法及
びその装置がある。この公報に示されたものは、
エンジンのクランク軸を回転させるためのモータ
と、クランク角度を検知するクランク角度割出基
準センサとを有するクランク角度割出装置と、バ
ルブリテーナに接触してバルブ高さを測定する変
位計と、クランク角度割出装置及び変位計からの
信号が入力され、この信号に基づいてバルブクリ
アランスの大小、カムプロフイルの良否、カム位
相角の良否を演算、表示する演算装置とからなる
エンジンの動弁系異常判定装置を用意する。

そして、先ず、正規の組付状態にあるエンジン
を動弁系異常判定装置にセツトし、エンジンの２
点以上のクランク角度におけるバルブ高さを計測
して、前記クランク角度とバルブ高さとの関係を
演算装置に記憶させる。次に、動弁系の正常、異
常を判定すべきアツセンブリー状態にあるエンジ
ンのクランク角度を前記２点以上のクランク角度
に割出し、このクランク角度におけるバルブ高さ
を計測し、この計測量を前記演算装置に送る。そ
してこの演算装置内で、正規の組付状態にあるエ
ンジンの計測量と、アツセンブリー状態にあるエ
ンジンの計測量とを比較することにより、バルブ
クリアランスの大小、カムプロフイルの良否、カ
ム位相角の良否を判別し表示するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した如く、ロツカーアーム１０，１１の動
きによる位置変化をダイヤルゲージで検出する方
法では、作業者がゲージを用いて測定を行うた
め、測定にバラツキが生じ、又、タペツト隙間の
バラツキによる誤差を補正する必要があり、測定
に時間がかかるといつた問題があつた。

又、動弁系異常判定装置を用いてバルブタイミ
ングの測定を行えば、作業者による測定のバラツ
キやタペツト隙間のバラツキによる誤差は発生し
なくなる。しかし、上記動弁系異常判定装置は、
先ず、正規の組付状態にあるエンジンの２点以上
のクランク角度におけるバルブ高さを、バルブリ
テーナに接触する変位計で測定した後、アツセン
ブリー状態にあるエンジンのクランク角度を前記
２点以上のクランク角度に割出し、この時のバル
ブ高さを、バルブリテーナに接触する変位計で計
測し、両者を比較することにより、バルブリフト
量とクランク角との関係が正常か否かを判別する
方法をとつている。即ち、正規の組付状態及びア
ツセンブル状態にあるエンジンの２点以上のクラ
ンク角度に於けるバルブリフト量を、リテーナの
高さで代替し、この高さを変位計でそれぞれ計測
し、これを元に良否判別を行う方法をとつている
ため、エンジンによつてバルブ全長にバラツキが
生じていたり、或いは、バルブに対するリテーナ
の取付位置にバラツキが生じている場合には、各
エンジン毎にバルブリフト量を正確に検出できな
くなり、これがそのまま測定誤差につながるとい
つた問題があつた。

〔課題を解決するための手段〕

気体供給源及びエンジン駆動用の外部動力を有
する駆動部により、４サイクルエンジンのインテ
ークポート及びエキゾーストポートにエア等の気
体を供給し、この状態でエンジンのクランクシヤ
フトを外部動力によつて強制的に回転させること
により、吸気バルブ及び排気バルブを開閉させ、
この時、バルブの開閉によつてインテークポート
及びエキゾーストポート内に生じる圧力変化を、
圧力変換器によつて電気的に検出し、上記圧力変
化に対応した電気信号を出力させると同時に、ク
ランクシヤフトに連結したロータリーエンコーダ
から、クランクシヤフトの回転角に対応したパル
ス信号を出力させ、上記圧力変化に対応した電気
信号を制御部を構成するマイクロコンピユータに
入力させることにより、吸気バルブ及び排気バル
ブの開閉点を検出すると同時に、上記パルス信号
を上記マイクロコンピユータによつてカウントす
ることにより、クランクシヤフトの回転角を常時
検出しておき、上記開閉点及びクランク角の２種
のデータから、吸気バルブ及び排気バルブの開時
及び閉時のクランク角を検出し、この時の値がマ
イクロコンピユータに予め設定された範囲内に入
つているか否かを判別し、かつ、この時の測定結
果をマイクロコンピユータに接続した表示手段に
よつて表示するようにしたものである。

〔作用〕

４サイクルエンジンのインテークポート及びエ
キゾーストポートにエア等の気体を供給し、この
状態でエンジンを外部動力によつて強制的に回転
させ、この時、吸気バルブ及び排気バルブの開閉
によつてインテークポート及びエキゾーストポー
ト内に生じる圧力変化を元にしてバルブタイミン
グの測定を行うことにより、エンジンが実際に駆
動している時に近い状態でバルブタイミングを測
定するものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の方法の実施に用いるのに適
した測定装置Ｅの構成を示すブロツク図であり、
図中Ｃは、測定が行われる３気筒４サイクルエン
ジンＡに気体、例えばエアを供給すると同時にエ
ンジンのクランクシヤフトを回転させる駆動部を
示し、Ｄは、上記駆動部Ｃにセツトされる、後述
する圧力変換器及びロータリーエンコーダからの
信号を元に、マイクロコンピユータを用いてバル
ブタイミングの良否を判別する制御部を示してい
る。尚、上記駆動部Ｃの具体例及び、駆動部Ｄに
組込まれる表示手段を有する操作バネルＢの具体
例は後述する。

第１図に於て、２０は各シリンダ１４のシリン
ダヘツドに設けたインテークポート１５及びエキ
ゾーストポート１６内に気体となるエアを供給す
るためのノズルであり、この実施例の場合６個の
ノズルを用いる。２１は各ノズル２０にレギユレ
ータ２２を介してエアを供給するための気体供給
源となるエア源である。２３はインテークポート
１５及びエキゾーストポート１６内の空気圧を測
定するため、各ノズル２０に装着した圧力変換
器、２４は圧力変換器２１から出力する各ポート
１５，１６内の圧力変化に対応した検出信号を増
幅するための歪計増幅器、２５は歪計増幅器２４
によつて増幅された検出信号を微分し、圧力変化
率に対応した信号を出力する微分回路である。２
６はロータリーエンコーダであり、このロータリ
ーエンコーダ２６は、エンジンＡのクランクシヤ
フト３を外部動力となる電動モータ４７によつて
強制的に回転させ、バルブタイミングのテストを
行う時、クランクシヤフト３に直結されたフライ
ホイール１７と接続され、クランクシヤフト３の
回転角に対応したパルス信号を出力するためのも
のである。２７は微分回路２５から送られて来る
圧力変化率に対応した電気信号と、ロータリーエ
ンコーダ２６からパルス２倍回路２８を介して送
られて来るクランクシヤフトの回転角に対応した
パルス信号から、吸気バルブ４及び排気バルブ５
の開閉点を検出すると同時に、その時のクランク
角を検出することにより、バルブ開閉点とクラン
クシヤフト３の回転角との関係を検出するための
マイクロコンピユータである。

尚、上記バルブ開閉点のマイクロコンピユータ
２７による検出方法としては、吸気バルブ４及び
排気バルブ５の開閉点に於て、インテークポート
５及びエキゾーストポート１６内の空気圧が急激
に変化することに着目し、微分回路２５から送ら
れて来る圧力変化率に対応した電気信号のレベル
が急激に変化する点を検出し、これを開閉点とす
ればよい。又、上記ロータリーエンコーダ２６か
らのパルス信号を元にバルブ開閉点でのクランク
角を検出するため、クランク角を常時検出してお
く方法としては、クランクシヤフト３とロータリ
ーエンコーダ２６とを位相を合わせた状態で連結
しておき、クランクシヤフト３の回転によつてロ
ータリーエンコーダ２６から出力するパルス信号
を、マイクロコンピユータ２７内にてカウントす
ることにより行えばよい。２９はマイクロコンピ
ユータ２７によつてバルブタイミングの測定を行
う時に必要なデータをマイクロコンピユータ２７
に入力するためのテンキー、３０は同じくフアン
クキーである。尚、このテンキー２９及びフアン
クシヨンキー３０によつてマイクロコンピユータ
２７に入力させるデータは、測定を行うエンジン
に対応したエンジンNo.、各エンジンの吸排気バル
ブ開閉時のクランクシヤフト回転角の下限値及び
上限値のセツト等である。３１は測定結果を表示
する表示手段となる表示器、３２はテンキー２９
及びフアンクシヨンキー３０によつて入力するデ
ータの確認を行うための表示器、３３は必要に応
じて測定結果を記録用紙に記録するためのプリン
タである。

上記構成に於て、本発明に係るバルブタイミン
グ測定方法によりバルブタイミングの測定を行う
には、先ず測定を行うエンジンＡに対応するエン
ジンNo.をテンキー２９及びフアンクシヨンキー３
０を用いてマイクロコンピユータ２７に入力す
る。次にこのエンジンNo.に対応したエンジンＡの
吸排気バルブ４，５の開閉時のクランクシヤフト
回転角の下限値及び上限値を設定する。尚、この
下限値及び上限値が予め設定されている時には、
設定を行う必要はない。このようにして測定に必
要なデータのインプツトが終了すると、テストを
行うエンジンＡのクランクシヤフト３に電動モー
タ４７を接続し、フライホイール１７にロータリ
ーエンコーダ２６を接続する。又各シリンダ１４
のインテークポート１５及びエキゾーストポート
１６にノズル２０を装着する。尚、この時シリン
ダ１４のシリンダヘツドに設けたプラグ穴１８に
はプラグを装着せず、シリンダ１４内と大気とが
連通するようにしておく。次にノズル２０からイ
ンテークポート１５及びエキゾーストポート１６
内にエアを供給し、両者内の気圧を所定値まで上
昇させると同時に、エンジンＡのクランクシヤフ
ト３を電動モータ４７によつて所定の回転数で回
転させる。すると、クランクシヤフト３の回転に
連動してカム６，７を有するカムシヤフト８が回
転し、吸排気バルブ４，５が開閉する。この状態
で、マイクロコンピユータ２７に測定開始信号イ
が出力されると、マイクロコンピユータ２７に
は、吸気バルブ４及び排気バルブ５の開閉により
インテークポート１５及びエキゾーストポート１
６内に生じる気圧の変化が、圧力変換器２３、歪
計増幅器２４及び微分回路２５を介して電気信号
として入力すると同時に、クランクシヤフト３の
回転角に対応したバルス信号が、ロータリーエン
コーダ２６及びパルス２倍回路２８を介して入力
する。このようにして測定に必要なデータがマイ
クロコンピユータ２７に入力すると、マイクロコ
ンピユータ２７では、微分回路２５から出力する
インテークポート１５、エキゾーストポート１６
内の空気圧の変化率に対応した電気信号から、イ
ンテークポート１５及びエキゾーストポート１６
内の空気圧が急激に変化する点、即ち吸気バルブ
４及び排気バルブ５の開閉点を検出すると同時
に、この点のクランク角を検出する。そしてこの
検出結果を表示器３１によつて表示すると同時
に、各バルブ開閉時のクランク角が予め設定され
た範囲内に入つている時には良品検出信号ロを、
又範囲外の時には不良品検出信号ハを出力する。
この後、測定終了信号ニを出力することにより測
定を終了する。又測定結果を記録する場合は、プ
リンタ３３を作動させ、測定結果を記録する。

第２図は上記した制御部Ｄに組込まれる操作パ
ネルＢの一例を示す図面であり、図中２９はテン
キー、３０はフアンクシヨンキーである。３０ａ
はエンジンNo.を表示する表示器、３１ｂは吸気バ
ルブ４及び排気バルブ５の開時及び閉時のクラン
ク角の下限及び上限を表示する表示器、３１ｃは
バルブタイミング測定時、各シリンダ１４に設け
た吸気バルブ４及び排気バルブ５の開時及び閉時
のクラク角をそれぞれ表示する表示器である。３
２はテンキー２９及びフアンクシヨンキー３０に
よつて入力するデータの確認を行うための表示
器、３３はプリンタ、３４はプリンタ３３の
ON、OFFを制御するセレクトスイツチ、３５は
測定を行つたエンジンＡのバルブタイミングに狂
いが検出された時、どのバルブに狂いが生じてい
るかを表示する不良個所表示部である。尚、上記
セレクトスイツチ３４は、プリンタOFF、不良
検出時のみ、その時の測定結果をプリントする不
良ポジシヨン、及び測定結果をすべてプリントす
る全数ポジシヨンがセレクトできるようにしてあ
る。

そして、このパネルＢのテンキー２９及びフア
ンクシヨンキー３０を操作し、前記した如くマイ
クロコンピユータ２７に測定に必要なデータを入
力した後、バルブタイミングの測定を行う。

第３図及び第４図は、前記した測定装置Ｅによ
りバルブタイミングの測定を行うための駆動部Ｃ
の具体例を示す図面である。図中４０は４本の支
柱４０ａと３枚の平板４０ｂによつて構成された
機枠、４１は機枠４０内にシリンダ４２によつて
昇降自在に配置された昇降台、４３，４４，４５
は下降位置にある昇降台４１に、測定を行うエン
ジンＡを載置したパレツト４６ご搬入し、かつ測
定終了後搬出を行うための搬入、搬送、搬出コン
ベアである。４７は昇降台４１によつて測定位置
に保持されたエンジンＡのクランクシヤフト３を
回転させるための電動モータ、４８はエンジンＡ
のフライホイール１７とロータリーエンコーダ２
６とを接続するためのフローテイングジヨイント
である。４９は電動モータ４７とエンジンＡのク
ランクシヤフト３とを接続させるためのエアシリ
ンダ、５０はロータリーエンコーダ２６と接続さ
れたフローテイングジヨイント４８を第３図中左
方にスライドさせ、フローテイングジヨイント４
８とエンジンＡのフライホイール１７とを接続さ
せるためのエアシリンダである。２０はエンジン
Ａの各シリンダ１４に設けたインテークポート１
５及びエキゾーストポート１６にエアを供給する
ためのノズル、５０はノズル２０をインテークポ
ート１５及びエキゾーストポート１６に圧接させ
るためのエアシリンダである。

上記構成に於て、この駆動部Ｃによりエンジン
Ａのインテークポート１５及びエキゾーストポー
ト１６にエアを供給すると同時にクランクシヤフ
ト３を回転させるには、先ずパレツト４６上に載
置されたエンジンＡを搬入コンベア４４により、
下降位置にある昇降台４１上に搬送する。次にエ
アシリンダ４２を伸長させ、昇降台４２を上昇さ
せることにより、エンジンＡを測定位置に支持す
る。この状態でエアシリンダ４９，５０，５１を
作動させ、電動モータ４７をエンジンＡのクラン
クシヤフト３に、ロータリーエンコーダ２６と接
続されたフローテイングジヨイント４８をフライ
ホイール１７に、又各ノズル２０をインテークポ
ート１５及びエキゾーストポート１６にそれぞれ
接続させる。次にノズル２０によりエンジンＡの
インテークポート１５及びエキゾーストポート１
６にエアを供給すると共に、エンジンＡのクラン
クシヤフト３を電動モータ４７によつて所定の回
転数で回転させ、この状態で前記した方法により
エンジンＡのバルブタイミングを測定する。そし
て測定が終了すると、エンジンＡから電動モータ
４７、フローテイングジヨイント４８及びノズル
２０を外し、次にエアシリンダ４２を短縮させ、
エンジンＡを支持している昇降台４１を下降させ
た後、搬送コンベア４５により測定を終えたエン
ジンＡを駆動部Ｃの外部に搬出し、測定動作を終
了する。

〔発明の効果〕

上記した如く、本発明は、４サイクルエンジン
のインテークポート及びエキゾーストポートに、
気体、例えばエアを供給し、この状態でエンジン
を外部動力によつて強制的に回転させ、この時、
吸気バルブ及び排気バルブの開閉によつてインテ
ークポート及びエキゾーストポート内に生じる圧
力変化を圧力変換器によつて電気的に検出し、こ
の検出信号をマイクロコンピユータに送り、この
信号を元にバルブ開閉点を検出すると同時に、エ
ンジンのクランクシヤフトに連結したロータリー
エンコーダから出力するパルス信号をマイクロコ
ンピユータでカウントすることにより、クランク
シヤフトの回転角を検出し、この両検出値から各
バルブの開時及び閉時のクランク角を検出するこ
とにより、バルブタイミングを測定するようにし
たものである。即ち、本発明は、インテークポー
ト及びエキゾーストポート内の圧力変化及びクラ
ンク角を電気的に検出する方法をとつているた
め、従来の作業者が手作業によつてロツカーアー
ムの動きを測定していた時のように、測定を行う
作業者によつて測定にバラツキが生じることはな
くなり、安定した測定結果を得ることが可能とな
る。

又、本発明は、従来の動弁系異常判定装置の如
く、正規の組付状態にあるエンジン、及びアツセ
ンブル状態にあるエンジンの両者の所定のクラン
ク角に於けるバルブリフト両をリテーナの高さに
よつて検出し、この両値を比較することによりバ
ルブタイミングの良否を判別するものではなく、
インテークポート及びエキゾーストポート内にエ
アを供給し、バルブの開閉により上記各ポートに
生じる圧力変化から各バルブの開閉点を検出し、
このバルブ開閉時のクランク角からバルブタイミ
ングの良否を判別するものであり、バルブの開閉
を、エンジンが実際に駆動している時に近い状態
で直接的に検出している。従つて、本発明の方法
を用いれば、従来の動弁系異常判定装置のよう
に、バルブ全長のバラツキ、及びバルブに対する
リテーナの取付位置のバラツキによつて測定結果
がバラツクようなことはなく、常に正確な測定結
果を得ることができる。又、本発明は、バルブの
開閉を直接的に検出しているため、従来の動弁系
異常判定装置のように、正規の組付状態にあるエ
ンジンの測定データと、アツセンブル状態にある
エンジンの測定データとを比較する必要はなく、
本発明の方法により得たバルブ開閉点でのクラン
ク角が、エンジン製造時に予め設定されている許
容誤差の範囲内に入つているか否かを判別するだ
けでよいため、測定が迅速に行えると同時に、正
規の組付状態にあるエンジンを予め用意する必要
もない。更に、本発明に係る測定方法は、測定の
自動化が容易なため、従来の測定方法に比べ測定
時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測定方法を実施するのに
適した測定装置の構成を示すブロツク図、第２図
は操作バネルの具体例を示す平面図、第３図及び
第４図は、駆動部の具体例を示す正面図及び側面
断面図、第５図は４サイクルエンジンの構造を説
明するための斜視図である。 Ａ……４サイクルエンジン、Ｃ……駆動部、Ｄ
……制御部、３……クランクシヤフト、４……吸
気バルブ、５……排気バルブ、１５……インテー
クポート、１６……エキゾーストポート、２０…
…ノズル、２１……エア源、２３……圧力変換
器、２６……ロータリーエンコーダ、２７……マ
イクロコンピユータ、３１……表示器、４７……
電動モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気体供給源及びエンジン駆動用の外部動力を
   有する駆動部により、４サイクルエンジンのイン
   テークポート及びエキゾーストポートにエア等の
   気体を供給し、この状態でエンジンのクランクシ
   ヤフトを外部動力によつて強制的に回転させるこ
   とにより、吸気バルブ及び排気バルブを開閉さ
   せ、この時、バルブの開閉によつてインテークポ
   ート及びエキゾーストポート内に生じる圧力変化
   を、圧力変換器によつて電気的に検出し、上記圧
   力変化に対応した電気信号を出力させると同時
   に、クランクシヤフトに連結したロータリーエン
   コーダから、クランクシヤフトの回転角に対応し
   たパルス信号を出力させ、上記圧力変化に対応し
   た電気信号を制御部を構成するマイクロコンピユ
   ータに入力させることにより、吸気バルブ及び排
   気バルブの開閉点を検出すると同時に、上記パル
   ス信号を上記マイクロコンピユコータによつてカ
   ウントすることにより、クランクシヤフトの回転
   角を常時検出しておき、上記開閉点及びクランク
   角の２種のデータから、吸気バルブ及び排気バル
   ブの開時及び閉時のクランク角を検出し、この時
   の値がマイクロコンピユータに予め設定された範
   囲内に入つているか否かを判別し、かつ、この時
   の測定結果をマイクロコンピユータに接続した表
   示手段によつて表示するようにしたことを特徴と
   するバルブタイミング測定方法。