JPH0615812B2 - 内燃機関の吸気動弁装置の吸気閉弁時期遅角装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、吸気弁の閉弁時期をエンジンの回転速度に合
せて制御し、吸気の充填効率を高められるようにした吸
気閉弁時期の調節装置に関し、その前提構造を例えば、
第２図及び第１３図に示すように内燃機関１の吸気動弁
装置１５のカム軸１７の吸気カム１８と従節２０との間
に遅角作動体１９を介在させ、遅角作動体１９を遅角駆
動装置３９で吸気カム１８と同期して吸気カム１８の周
方向に沿つて往復駆動して、吸気弁１０の閉弁時期を遅
角するように構成し、遅角作動体１９の遅角往復駆動距
離を遅角調節装置３３で調節可能に構成したものに関す
る。

＜従来例＞ 従来、この種の装置として特開昭５９−９３９０９号公
報に示されたものが知られている。

これは、第１３図に示すように、吸気カム１８と従節２
０との間に、上下一対のリンク６０・６１と、下方のリ
ンク６１に揺動可能に枢支されたブリッジ６２と、ブリ
ッジ６２と上方のリンク６０との間に圧縮ばね６３で吸
気カム１８の回転方向進み側に押圧されたローラー６４
とで構成した遅角駆動装置３９を設けてあり、圧縮ばね
６３の押圧力を受けるピン６５の移動量をガイド６６と
ストッパ６７で制御することにより、吸気弁の弁開閉時
期を調節し、第１４図に示すようにエンジンの低速運転
時には高速運転時よりも吸気弁を開弁時は遅く、閉弁時
は早くし、エンジンの全回転速度域で吸気の充填効率を
高めようとするものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記のように構成したものでは次のような問題があつ
た。

即ち、上方のリンク６０と、カム１８の通過によつて姿
勢が変化するブリッジ６２との角度変化でローラー６４
を圧縮ばね６３に抗して移動させ、従節２０を下降させ
て吸気弁を閉弁する構造なので、上方のリンク６０及び
ブリッジ６２とローラー６４の移動時期が大巾に変化し
てしまつたり、エンジンが高速になると、ローラー６４
の移動が遅れて正確に追従しなくなり、吸気弁の閉弁時
期を高精度に制御することができない。

従つて、こうしたものでは、特に高速側で従節が吸気カ
ムへの追従性が悪いことからエンジンを高速化すること
ができない。

しかも、吸気カム１８と従節２０との間にブリッジ６２
とローラー６４及び上部リンク６０の三部品を介装しな
ければならなず、装置が大形になり、エンジンが大形化
してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み提案されたもので、エンジン
の回転速度全域に合せて吸気弁の閉弁時期を高精度に制
御して吸気の充填効率を高め、エンジンの高速化を図れ
るようにするとともに、装置全体を小形にまとめられる
ようにすることを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記目的を達成するために、例えば第１図に
乃至第１１図に示すように上記前提構成に加えて遅角駆
動装置３９は遅角カム３７と中間伝動具３６と戻しばね
４８とからなり、遅角カム３７は吸気カム１８を形成し
たカム軸１７上に形成し、遅角作動体１９を中間伝動具
３６を介して、遅角カム３７で遅角側に往行駆動すると
ともに、戻しばね４８で進角側に復帰作動させるように
構成するものである。

＜作 用＞ 上記のように構成したものでは、吸気カムで従節２０が
遅角作動体１９を介して押上げられて吸気弁１０を開弁
する。

そして、遅角作動体１９が中間伝動具３６と戻しばね４
８とで遅角駆動装置３９に拘束されており、遅角駆動装
置３９がエンジン１の回転速度に応じて揺動されると、
例えばエンジン１の高速運転時には遅角カム３７で遅角
駆動装置３９とともに、遅角作動体１９が吸気カム１８
の周方向に大きく遅角揺動させられる。

こうして、遅角作動体１９が吸気カム１８と連動して遅
角揺動させられると、その間従節２０が吸気カム１８で
押上げられた状態を保持されるので吸気弁１０の閉弁時
期が遅角し、高速運転時の吸気の充填効率が高められ
る。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は１気筒に吸気弁と排気弁とをそれぞれ二つづつ
設けた４弁式直噴形３気筒ディーゼルエンジンの動弁機
構を示す概略斜視図、第２図は吸気弁の動弁機構部分の
縦断正面図、第３図はブースタシリンダ部分の縦断正面
図、第４図はブースタシリンダ部分の横断平面図をそれ
ぞれ示す。

図において、符号１はエンジン全体を示し、このエンジ
ン１は、クランクケース２の上方にシリンダブロック３
を一体に形成し、シリンダブロック３の上方にシリンダ
ヘッド４とヘッドカバー５を順に載置固定してエンジン
本体６を形成してある。

シリンダブロック３のシリンダ７内にはピストン８を上
下摺動自在に収容してあり、ピストン８の上方にシリン
ダヘッド４の下方に燃焼室９を形成してある。

この燃焼室９は吸気弁１０で開弁制御される二つの吸気
ポート１１でシリンダヘッド４内に形成された吸気路１
２に連通させてあり、排気路(図示略)には排気弁１３で
開閉制御される排気ポート１４で連通させてある。

吸気弁１０を駆動する動弁装置１５は、ギヤ電動装置１
６を介して回転駆動される吸気カム軸１７と吸気カム１
８で遅角作動体１９を介して押上げ駆動されるタペット
(従節)２０、タペット２０の動きを伝えるプッシュロッ
ド２１とプッシュロッド２１で揺動されるロッカアーム
２２で構成されている。

尚、吸気カム１８を形成した吸気カム軸１７には燃料噴
射カム２３を形成してある。

ギヤ伝動装置１６は第１図に示すように、エンジン本体
６の前面に突出形成されたクランクギヤ２４の回転を、
左右に配置された吸気カムギヤ２５及び排気カムギヤ２
６にアイドルギヤ２７を介して伝えられ、吸気カムギヤ
２５及び排気カムギヤ２６はクランクギヤ２４に対して
１／２減速されて回転するようになっている。

吸気カムギヤ２５の前面にはエンジン１の回転速度に比
例した圧油を吐出するブースタポンプ２８が取付けられ
ており、吸気カムギヤ２５の下方には、エンジン１の回
転速度及び設定回転速度に見合う燃料を調量してユニッ
トインゼクタ２９に供給するミータリングユニット３０
を設けてある。

遅角作動体１９はブースタポンプ(制御駆動装置)２８
と、ブースタポンプ２８から吐出される圧油を油路３２
を介して供給されるブースタシリンダ(遅角調節装置)３
３、ブースタシリンダ３３のロッド３４で回動される制
御軸３５、及び制御軸３５の回動によつて遅角作動体１
９の遅角揺動量を制御する中間動具３６とで遅角駆動制
御されるようになつており、中間伝動具３６と後述する
遅角カム３７及び戻りばね３８で遅角駆動装置３９を形
成してある。

そして、遅角作動体１９とこれを遅角駆動する中間伝動
具３６は第５図Ａ・Ｂ乃至第１０図Ａ・Ｂに示すように
構成される。

即ち、各シリンダ７に対応する吸気カム軸１７部分に
は、第５図Ａ・Ｂで示すように、軸受メタル４０と燃料
噴射カム２３との間に一対の吸気カム１８を形成し、吸
気カム１８と燃料噴射カム２３との間、及び吸気カム１
８と軸受メタル４０との間にそれぞれ吸気カム軸１７の
軸心Ｐから偏心した遅角カム３７を形成してある。

次に、第６図Ａ・Ｂで示すＵ形のガイド部材４１を吸気
カム軸１７の吸気カム１８同士間に嵌着し、第７図Ａ・
Ｂで示す門形の摺動部材４２をガイド部材４１のスリッ
ト４３に昇降自在に挿し込み、第８図Ａ・Ｂで示す遅角
作動部４４を形成する。

こうして形成された遅角作動部４４は、吸気カム軸１７
周りに回動することができるとともに、摺動部材４２の
上方に形成された遅角作動体１９が吸気カム１８に接当
し、吸気カム１８で摺動部材４２が押上げ駆動されるよ
うになつている。

遅角作動体１９の遅角揺動を制御する中間伝動具３６は
第９図Ａ・Ｂで示すように、正面視でＵ字形に形成する
とともに、左端寄り部を入力部材４６で連結し、右端部
を制限部材４７で連結し、平面視で角枠状に形成してあ
る。

このように形成した中間伝動具３６を遅角作動部４４に
外嵌し(第１０図Ａ・Ｂ参照)、ガイド部材４１の下端部
４１ａを復帰ばね４８で反時計回りに押圧すると、ガイ
ド部材４１の右端部から突出させた接当部４９が制限部
材４７に接当して遅角作動体１９が中間伝動具３６に拘
束され、中間伝動具３６の内面に形成された摺接面５０
が吸気カム軸１７の遅角カム３７に接当する。

しかして遅角作動体１９は、前述のブースタシリンダ３
３で制御軸３５が回転されると、第１１図に示すよう
に、中間伝動具３６の入力部材４６に連結してある連結
軸５１が進退調節され、中間伝動具３６の摺接面５０と
遅角カム３７との接当時期が調節されて遅角揺動量が制
御されるようになつている。

上記のように構成した吸気閉弁時期遅角装置の作用を次
に説明する。

先ず、エンジン１が回転すると、吸気カム軸１７が回転
し、タペット２０が吸気カム１８で遅角作動体１９を介
して押上げられ、プッシュロッド２１及びロッカアーム
２２を介して吸気弁１０を押下げ、吸気ポート１１を開
く、吸気ポート１１が開かれるとピストン８の下降が吸
気路１１から燃焼室９内に空気を吸入する。

次に、吸気カム１８の頂部が遅角作動体１９を通り過ぎ
ると吸気カム１８のカム面に沿つて遅角作動体１９も下
降し、タペット２０、プッシュロッド２１及びロッカア
ーム２２を介して吸気弁１０が上昇し、閉弁して吸気が
停止される。

このとき、エンジン１の回転速度が低い時は、ブースタ
ポンプ２８からの圧油の圧力が低く、制御軸３５を回動
させるブースタシリンダ３３の伸長が少ないため、中間
伝動具３６の入力部材４６を押す連結軸５１の突出量が
少なく、中間伝動具３６の摺接面５０は遅角カム３７の
略頂点付近で接触し、中間伝動具３６はほとんど動かな
い。

中間伝動３６が揺動しない時は、第１２図Ａに示すよう
に、タペット２０は吸気カム１８のカム面に沿つて昇降
する。

そして、エンジン１が高速になると、これに伴なつてブ
ースタポンプ２８からの圧油の圧力が高くなり、中間伝
動具３６の入力部材４６が連結軸５１で右方に大きく押
込まれる。

中間伝動具３６の入力部材４６が大きく押込まれると、
摺接面５０が遅角カム３７に早く接当し、吸気カム１８
に連動する遅角カム３で中間伝動具３６が大きく揺動さ
せられる。

こうして、中間伝動具３６が遅角カム３７で遅角揺動さ
せられると、中間伝動具３６の制限部材４７がガイド部
材４１の接当部４９を押下げ、遅角作動体１９を有する
遅角作動部４４を戻しバネ４８に抗して吸気カム１８の
周方向に遅角摺動させる。遅角作動体１９が吸気カム３
１で回動させられると、吸気カム１８でリフトされた状
態で揺動するので、吸気弁１０の閉弁時期が第１２図Ｂ
で示すように遅角し、高速時の吸気の充填効率が高めら
れる。

尚、上記実施例では各シリンダ７毎に設けた中間伝動具
３６を１本のブースタシリンダ３３で制御軸３５を介し
て遅角制御するようにしてあるが、各シリンダ７毎にブ
ースタシリンダ３３を設け、このブースタシリンダ３３
で中間伝動具３６を直接制御することにより、上記実施
例の制御軸３５及び連結軸５１を省略するようにしても
よい。

また、上記のプッシュロッド式のエンジン１はオーバー
ヘッドカム式のエンジンに代えることや遅角調節装置３
３を手動で調節するようにしてもよいことは勿論であ
る。

＜発明の効果＞ 本発明は、以上のように構成され、作用する事から、次
の効果を奏する。

即ち、吸気カムと、これで昇降駆動される従節との間に
介装された遅角作動体が中間伝動具に拘束されながら遅
角駆動されるので吸気弁の閉弁時期をその回転速度に合
せて拘束運転時でも常に高精度に遅角制御して吸気の充
填効率を大巾に向上させエンジンを高速化することがで
きる。

しかも、吸気カムと従節との間には遅角作動体を介在さ
せるだけなので、吸気カムと従節との間を大きく形成し
なくても済むうえ、遅角作動体を拘束する中間伝動具及
び戻しばね吸気カムの周囲に形成できるので遅角駆動装
置を小形にまとめられ、エンジンを小形化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２図は本発明の実施例を示し、第１図は
４弁式直噴形ディーゼルエンジンの動弁機構の概略斜視
図、第２図は吸気弁の動弁機構部分の縦断正面図、第３
図はブースタシリンダ部分の縦断正面図、第４図は動弁
機構とブースタシリンダ部分の横断平面図、第５図Ａは
吸気カム軸の縦断正面図、第５図Ｂはその平面図、第６
図Ａはガイド部材の正面図、第６図Ｂはその平面図、第
７図Ａは摺動部材の正面図、第７図Ｂはその平面図、第
８図Ａはガイド部材に摺動部材を取付けて形成した遅角
作動部の正面図、第８図Ｂはその平面図、第９図Ａは遅
角駆動具の正面図、第９図Ｂはその平面図、第１０図Ａ
は遅角作動部に遅角駆動具を取付けた正面図、第１０図
Ｂはその平面図、第１１図は閉弁時期遅角装置の作用を
説明するための正面図、第１２図は吸気開弁量とクラン
ク角との関係を示すグラフ、第１３図は従来例の要部の
正面図、第１４図は従来例の第１２図相当図である。 １……内燃機関(エンジン)、１０……吸気弁、 １５……吸気動弁装置、１７……吸気カム軸、 １８……吸気カム、１９……遅角作動体、 ２０……従節(タペット)、 ２８……制御駆動装置(ブースタポンプ)、 ３３……遅角調節装置(ブースタシリンダ)、 ３６……中間伝動具、３７……遅角カム、 ３９……遅角駆動装置、４８……戻しばね。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関１の吸気動弁装置１５のカム軸１
   ７の吸気カム１８と従節２０との間に遅角作動体１９を
   介在させ、遅角作動体１９を遅角駆動装置３９で吸気カ
   ム１８と同期して吸気カム１８の周方向に沿つて往復駆
   動して、吸気弁１０の閉弁時期を遅角するように構成
   し、遅角作動体１９の遅角往復駆動距離を遅角調節装置
   ３３で調節可能に構成した内燃機関の吸気動弁装置の吸
   気閉弁時期遅角装置において、遅角駆動装置３９は遅角
   カム３７と中間伝動具３６と戻しばね４８とからなり、
   遅角カム３７は吸気カム１８を形成したカム軸１７上に
   形成し、遅角作動体１９を中間伝動具３６を介して、遅
   角カム３７で遅角側に往行駆動するとともに、戻しばね
   ４８で進角側に復帰作動させるように構成した事を特徴
   とする内燃機関の吸気動弁装置の吸気閉弁時期遅角装置
2. 【請求項２】遅角調節装置３３を制御駆動装置２８で機
   関の回転速度に対応して制御駆動するように構成した特
   許請求の範囲第１項に記載した内燃機関の吸気動弁装置
   の吸気閉弁時期遅角装置
3. 【請求項３】遅角調節装置３３を手動調節可能に構成し
   た特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の吸気動弁装
   置の吸気閉弁時期遅角装置