JPH0610091Y2 - 多気筒内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、カムシャフトに形成された複数のカムによ
って各気筒の吸・排気弁を開閉駆動する多気筒内燃機関
の動弁装置の改良に関する。

従来の技術 ４サイクル内燃機関における吸・排気弁は、機関に同期
して回転するカムシャフトの各カムによって、直接にも
しくはロッカアーム等を介して間接に開閉駆動されるの
であるが、この駆動装置にあっては、バルブステムの熱
膨張等に対処するために、周知のように適宜なバルブク
リアランスを予め与えておく必要がある。このバルブク
リアランスの調整は、通常シックネスゲージを用いて行
われ、アジャストスクリューの調節あるいはシムの交換
などによって、所定の温度条件の下で所定のバルブクリ
アランスとなるようにするのである。そして、その調整
値は、一般に吸気弁と排気弁とでは異なるが、多気筒内
燃機関の場合に各気筒で異なることはなく、全気筒で同
一のバルブクリアランスが与えられる。

しかし、ある一定の温度条件、例えば冷間時に全気筒で
同一のバルブクリアランスとなるように調整を行ったと
しても、実際の機関運転時には、機関の温度分布の不均
一などにより各気筒で実際のバルブクリアランスが異な
る値となってしまい、弁開閉時期ひいてはバルブオーバ
ラップ等が各気筒で不均一となる虞れがある。

第２図は、従来の動弁装置におけるカムのカムプロフィ
ールを示すカムリフト特性図であり、特にバルブオーバ
ラップ付近における吸気弁ＩＮと排気弁ＥＸのカムリフ
トを示している。図の縦軸に付した目盛は、バルブクリ
アランスを0.3mmの設計値とした場合の弁リフト量を示
す。尚、多気筒内燃機関において、各気筒のカムプロフ
ィールは勿論同一である。

ここで、例えば直列４気筒機関では、冷却水の入口に近
い、つまり最も冷却効果が高い＃１気筒と、冷却水出口
に近く最も冷却効果が低い＃４気筒とで、実際の運転時
におけるバルブクリアランスが大きく異なり易い。その
ため、例えば＃１気筒では図示するように運転中のバル
ブクリアランスが0.3mm程度の適正値であったとして
も、＃４気筒では0.4mm程度に拡大してしまうことがあ
り、この結果、＃１気筒と＃４気筒とで、弁開閉時期や
バルブオーバラップが著しく不均一となってしまうので
ある。これは、各気筒の筒内圧力の不均一を招き、例え
ばアイドル不調の原因となる。

尚、近年では、バルブクリアランスを自動的に零に調整
する油圧式ラッシュアジャスタを備えた動弁装置も多く
採用されているが、この場合でも、上記ラッシュアジャ
スタで吸収すべきバルブクリアランス量が各気筒、例え
ば＃１気筒と＃４気筒とで異なってくると、ラッシュア
ジャスタのリークダウン量が不均一となり、やはり弁開
閉時期やバルブオーバラップを均一に確保することがで
きなくなってしまう。

そこで、従来、例えば特開昭５８−５１２０４号公報に
おいて、各気筒のカムのベースサイクル径を予め異なる
ものとして、実際の運転時に各気筒で均一かつ適切なバ
ルブクリアランスが得られるように構成した多気筒内燃
機関の動弁装置が提案されている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、このように各カムのベースサイクルを予め異な
る径に設定した場合、機関の冷間時には、当然のことな
がら各気筒のバルブクリアランスは気筒毎に異なる値と
なる。従って、冷間時にバルブクリアランス調整を行う
とすると、各気筒毎に異なるシックネスゲージを用い
て、夫々異なった設定値となるように調整を行わねばな
らず、非常に面倒であるとともに、調整ミスが生じ易く
なるという問題点がある。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記の問題点を解決するために、カムシャ
フトに形成された複数のカムによって吸・排気弁を開閉
駆動する多気筒内燃機関の動弁装置において、上記カム
のベースサークルを各気筒で同一径に形成するととも
に、機関の冷却水出口に近い気筒のカムリフト量特性が
冷却水入口に近い気筒のカムリフト量特性に比して各位
相で所定量だけ増大したものとなるように、各気筒のカ
ムのカムリフト量を気筒毎に異なるものとしたことを特
徴としている。

作用 上記構成では、ベースサイクルが同一径であるので、機
関冷間時には各気筒で同一のバルブクリアランスが与え
られる。そして、機関の実際の運転時には、冷却水出口
に近い気筒の動弁装置の温度が冷却水入口に近い気筒に
比較して高温となり、バルブクリアランスが相対的に大
きくなるが、この冷却水出口に近い気筒のカムのカムリ
フト量特性が冷却水入口に近い気筒のカムのカムリフト
量特性に比して各位相で所定量だけ増大したものとなっ
ていることから、温度差によるバルブクリアランスの差
が相殺され、弁開閉時期やバルブオーバラップが各気筒
で均一となる。

実施例 第１図は、この考案に係る動弁装置におけるカムプロフ
ィールを示す第２図と同様のカムリフト特性図である。
この図では、例えば直列４気筒機関を例として、前述し
たように最も冷却効果が高い＃１気筒と、最も冷却効果
が低い＃４気筒のカムプロフィールを示してある。

すなわち、同図に示すように、＃１気筒のカムと＃４気
筒のカムとでは、カムベースサークルの径が同一に設定
されているのに対し、カムリフト部分のプロフィールと
しては、＃４気筒カムのリフト量が＃１気筒のカムリフ
ト量を常に一定量例えば0.1mmづつ上廻るように設定さ
れている。また、図では示されていないが、このカムリ
フト量の上乗せに伴い、カムイベント角も夫々異なるも
のとなっている。尚、吸・排気弁の実際のリフトに寄与
しないバルブクリアランスに相当する部分の緩衝曲線の
傾斜を、＃１気筒カムと＃４気筒カムとで異なるものと
して、カムイベント角を両気筒で等しく設定することも
できる。

この動弁装置においては、バルブクリアランスの調整は
機関の冷間時に行われ、＃１気筒を基準として各気筒で
一律に調整される（吸気弁と排気弁とで異なる値にして
も良いのは勿論である）。

そして、機関が実際に運転されている状態では、前述し
たように、冷却水出口に近い＃４気筒付近が冷却水入口
に近い＃１気筒付近よりも熱的影響を強く受けるので、
例えば＃１気筒の実際のバルブクリアランス0.3mm程度
であるのに対し、＃４気筒の実際のバルブクリアランス
が0.4mm程度に拡大する。従って、この両者のバルブク
リアランスの差と、上述した＃１気筒カムと＃４気筒カ
ムのリフト量の差とが相殺され、機関運転中における弁
開閉時期ならびにバルブオーバラップは、図示するよう
に＃１気筒と＃４気筒とで略均一のものとなる。

尚、中間に位置する＃２気筒と＃３気筒のカムプロフィ
ールは図示していないが、同様に機関運転中の実際のバ
ルブクリアランスを考慮して、所定の弁開閉時期ならび
にバルブオーバラップが得られるように設定すれば良
い。

このように、上記動弁装置によれば、例えば直列４気筒
機関の＃１気筒と＃４気筒のように、運転中の温度分布
等によってバルブクリアランスが不均一となる場合で
も、弁開閉時期ならびにバルブオーバラップを均一に確
保することが可能である。そして、カムベースサークル
は各気筒で同一径であるので、機関冷間時には、各気筒
のバルブクリアランスが均一となり、換言すれば、バル
ブクリアランス調整を行う際に、その値を各気筒で同一
のものとすることができる。また、油圧式ラッシュアジ
ャスタを用いた場合でも、各気筒におけるラッシュアジ
ャスタのリークダウン量を略均一に維持でき、筒内圧力
等の均一化が図れる。

尚、上記実施例における具体的数値等はあくまでも例示
に過ぎず、本考案がこれに何ら限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る多気筒内
燃機関の動弁装置においては、内燃機関の温度分布の不
均一等の起因した運転中のバルブクリアランスの気筒毎
のバラツキを、カムプロフィールによって相殺すること
ができ、弁開閉時期やバルブオーバラップを所定値に均
一に確保して、特にアイドル運転の安定化が図れる。し
かも、カムベースサークルは各気筒で同一径であるの
で、例えば冷間時に手動でバルブクリアランス調整を行
う場合に、各気筒で同一の値に調整すれば良く、その作
業の複雑化を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る動弁装置におけるカムプロフィ
ールの一実施例を示す特性図、第２図は従来の動弁装置
におけるカムプロフィールを示す特性図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】カムシャフトに形成された複数のカムによ
   って吸・排気弁を開閉駆動する多気筒内燃機関の動弁装
   置において、上記カムのベースサークルを各気筒で同一
   径に形成するとともに、機関の冷却水出口に近い気筒の
   カムリフト量特性が冷却水入口に近い気筒のカムリフト
   量特性に比して各位相で所定量だけ増大したものとなる
   ように、各気筒のカムのカムリフト量を気筒毎に異なる
   ものとしたことを特徴とする多気筒内燃機関の動弁装
   置。