JPH06200713A - 内燃機関用弁機構装置 - Google Patents

内燃機関用弁機構装置

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JPH06200713A
JPH06200713A JP21187893A JP21187893A JPH06200713A JP H06200713 A JPH06200713 A JP H06200713A JP 21187893 A JP21187893 A JP 21187893A JP 21187893 A JP21187893 A JP 21187893A JP H06200713 A JPH06200713 A JP H06200713A
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JP
Japan
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cam
switching
cams
fixed
valve
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JP21187893A
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English (en)
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Winfried Krebs
ウインフリート・クレブス
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
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    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 少なくとも１本のカム軸とその上の少なくと
も２本の、輪郭の異なるガス交換弁作動用のカムとを有
する内燃機関用弁機構装置。ガス交換弁はいずれかのカ
ムの選択にによって、カム軸とガス交換弁の間に配設さ
れた伝達要素がこれらの要素中に支承されて軸方向に摺
動するピストンによって相互に非摩擦係合することによ
って作動させられる。 【構成】 伝達要素をカムによって形成し、少なくとも
１本のカムを回転不能に固定カム１５，１６としてカム
軸１に連結する。他のカムを回転可能に切換えカム１４
としてカム軸１の上に配設する。 【効果】 従来の装置より小型で、従って軽量の装置に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関用弁機構装置
であって、少なくとも１本のカム軸とその上に設けられ
た少なくとも２本の、異なる輪郭をもつガス交換弁作動
用のカムとを有し、ガス交換弁はいずれかのカムの選択
により、カム軸とガス交換弁の間に配設された伝達要素
がこれらの要素中に支承されて軸方向に摺動するピスト
ンによって相互に非摩擦係合連結されることによって作
動させられる弁機構装置にに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のガス交換弁をいろいろに、即
ち制御時間及び／或いはストロークを種々に変えて操作
することが知られている。ＥＰ−Ｏ267 687 Ｂ１には、
２本の入口弁を傾倒レバーとして構成した伝達要素を介
在して異なるカムを備えた１本のカム軸により作動させ
る弁駆動装置を開示してある。傾倒レバーの内部には軸
方向に摺動するピストンを支承してある。これらのピス
トンはそれぞれその位置によって傾倒レバーを相互に非
摩擦係合式に連結させる。弁行程の大きいカムはピスト
ンが移動したとき２本の外側の傾倒レバーを介して、中
央の傾倒レバーに接続されている弁を作動させる。ピス
トンが中へ入っているときは中央の傾倒レバーは連結を
解除され、弁は外側の傾倒レバーを介して弁行程の小さ
いカムによって作動させられる。
【０００３】このような構造は大きい空間を必要とし、
重量も大きくなる。というのはカム軸に傾倒レバーを支
承するための別の軸を追加して設けてあるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、以
上のような構造を小さくすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、伝達要素を
カムによって形成し、少なくとも１個のカムを回転不能
に固定カムとしてカム軸に連結し、他のカムを回転可能
に切換えカムとしてカム軸の上に配設することにより解
決される。
【０００６】この他の有利なこの発明の構成を請求項２
〜１３に記載する。３個のカムが隣接してカム軸上にあ
り、そのうち中央のカム或いは両方の外側のカムが切り
換え可能な場合にはガス交換弁が輪郭の異なるカムで操
作される。
【０００７】中央のカムが接続可能であり且つ行程が大
きいと、１個の共通のタペットを介してたとえば２個の
弁が内燃機関の上部負荷領域で操作されて、ガス交換が
改善される。
【０００８】行程は同一であるが、輪郭は異なる３個の
カムという構造により、たとえば中央に配設された切り
換えカムが部分負荷領域に対して最善の弁行程過程を経
ることができる。その際生じる摩擦損失を減少させるた
めに切り換えカムはタペット中に組み込まれたころの上
にのぼることができる。行程の少ない固定カムの中央配
設によりタペットに対してかける負荷の少ない位置を接
続された回転数の大きい切り換えカムが占めることがで
きる。
【０００９】
【実施例】実施例を示した図をもとに以下にこの発明を
詳細に説明する。ここには図示してない内燃機関の円筒
頭部中でカム軸１が軸受２に保持され、鎖車３を介して
図示してないクランクシャフトによって駆動される。
【００１０】カム軸１は多数のカムを有し、これらのカ
ムは伝達要素としてカム軸１と入口弁４との間で、１個
のタペット５を介在して機能する。カム軸１は中央孔６
を有し、この孔の中で栓７によって部分８が区切られ
る。
【００１１】部分８の内側にある軸受け２には溝９があ
り、この溝に圧油導管１１から給油され、この溝は半径
方向の孔１０を介して中央孔６と連通している。カムの
領域には半径方向孔１２があり、この孔は中央孔６と交
差して且つ１個のカムの円筒状の液圧室１３に通じてい
る。
【００１２】図１の第一実施例では切り換えカム１４と
して形成された第一の中央カムが回転可能にカム軸１に
支承され、更に両側に固定カム１５，１６として第二及
び第三のカムを回転不能に配設してある。
【００１３】切り換えカム１４はその最大限の凸所の領
域に貫通孔１７を有し、その中にピストン１８が軸方向
に摺動するように支承されている。２個の固定カム１
５，１６は貫通孔１７に対応する孔１９，２０を有す
る。孔１９には半径方向孔１２が通じ、更に摺動可能な
ピストン２１が支承されている。
【００１４】孔２０はばね負荷された中空ピストン２２
を有し、そのばね２３は孔２０の底部２４に支承されて
いる。孔１９，２０と貫通孔１７はカム軸１の長手軸Ａ
−Ａに対して同じ間隔Ｈだけ間隔を空けており、ピスト
ン１８，２１と中空ピストン２２は同一の直径Ｄを有す
る。固定カム１５，１６の最大限の行程は切り換えカム
１４のそれより小さい。
【００１５】全てのカムがタペット５に作用する。タペ
ットは一体構成で、両方の弁４に同時に作用する。その
場合各弁４には通常の弁ばね２５と、タペット５に組み
込まれた液圧式弁遊隙均衡要素２６を併設してある。
【００１６】圧油導管１１には停止弁２９を配設してあ
る。停止弁は導管３０を介して電子制御装置３１によっ
て開閉される。この制御装置３１は特に、油温Ｔと内燃
機関回転数Ｎの実際値に対応する信号を受け取る。圧油
導管１１は分配導管３２に接続され、この導管は別の圧
油導管１１を介して内燃機関のすべての円筒に連結さ
れ、入口３３から圧油を供給される。
【００１７】内燃機関の部分負荷運転の場合は停止弁２
９は閉鎖され、液圧室１３中には油圧がなくなる。油圧
があると中空ピストン２２のばね２３がピストン１８か
２１を完全に併設の切り換えカム１４か固定カム１５に
押し込む。切り換えカム１４は接続を解除され、カム軸
１はこのカム１４の中で自由に回転する。固定カム１５
と１６はタペット５に同期して乗り、比較的行程の小さ
い入口弁４を作動させる。内燃機関の特定の負荷状態を
超えると停止弁２９は開き、円形に巡っている溝９は絶
えず孔１０を介して圧油導管１１から給油される。ピス
トン２１に作用する油圧はこのピストンを切り換えカム
１４の方へ押し動かす。貫通孔１７の前方で回転方向に
向いている取り入れプラットフォーム３４が溢れるとピ
ストン２１は一部がこの貫通孔１７に押し込まれ、その
際ピストン１８を孔２０の中へ滑り込ませる。その際中
空ピストンはばね２３に逆らって底部２４に接触するま
で移動させられる。非摩擦係合的に接続された切り換え
弁１４は固定カム１５，１６と同期して回転し、大きな
行程によってタペット５を作動させる。
【００１８】図２に示したこの発明の第二の実施態様の
切り換えカムの接続はピストン２１を使用する固定カム
１５を介してのみ行われる。タペット５はころタペット
として形成してある。このタペットについてはＤＥ40 3
9 256 A1に記載されているのでここには詳細に説明する
ことはしない。中央のカムはこの場合内燃機関の部分負
荷領域用に固定カム１５，１６のように他の輪郭を備え
ていて、ころ３５を介して摩擦を起こさずにタペット５
を作動させる。その場合停止弁２９は開いている。すべ
てのカムは同一の行程を有する。
【００１９】内燃機関の負荷が大きいとき停止弁２９は
閉じるので、切り換えカム１４は接続が外され、タペッ
ト５は固定カム１５、１６によって作動させられる。他
の部分についてはすべて図１の実施態様の部分と同じで
ある。
【００２０】図３のこの発明の第三の実施態様は固定カ
ム４０として構成された中央カムを有し、その両側に切
り換えカム４１，４２として形成されたカムを１個づつ
有する。半径方向孔１２は固定カム４０の中心部を通っ
ており、中心を通って対向する２個のピストン４３と貫
通孔１９との間に形成された液圧室１３に通じる。切り
換えカム４１と４２はそれぞれ１個のばね負荷された中
空ピストン２２を有する。
【００２１】軸受け２には溝９を円弧形に設けてあり、
円筒全部に対してただ１個の共通の停止弁２９を供給管
３３中に併設してある。中心のカムは小さい行程を備え
て部分負荷領域に併設してある。一方負荷が大きく且つ
停止弁２９が開いているとき行程の大きい切り換えカム
４１，４２は非摩擦係合してタペット５を作動させる。
【００２２】この場合両方の切り換えカム４１，４２は
入口プラットフォーム３４を有する。制御装置３１は補
足的に実際の絞り弁角Ｋに対応する信号を発信する。こ
の発明の全ての態様で切り換えカムの接続・遮断は少な
くとも内燃機関回転数Ｎに応じて行われる。補足的に別
のパラメータ、たとえば絞り弁角Ｋは負荷情報として制
御装置３１に送ることができる。制御装置３１は対応接
続部材として構成することができる。その場合図１に示
すように別の入力部４３からたとえば絞り弁角Ｋの経時
変化に関する１個の信号がこの弁駆動装置を装備した自
動車の走行運転の力学の尺度として捉えられる。その場
合動力学的飛躍のない意識的に静かな走行の仕方は行程
の大きなカムの接続を内燃機関の経済的な回転数領域に
ずらす。特にスポーツ式走行態様の場合接続は、能力と
回転トルクに対して最善値を出す領域にずらされる。
【００２３】その変形で手動式スイッチ４４を設けるこ
とができる。このスイッチは制御装置３１に入っている
確定した固有の場に従って経済的走行とスポーツ的走行
との間の切り換えを可能にする。これらの固有の場から
回転数Ｎに応じて切り換えカムを接続するための値が読
み取られる。
【００２４】すべての実施例で解放された切り換えカム
１４，４１，４２を固定するためにピストン４６を備え
た液圧作動式固定設定機４５が使用される。このピスト
ンは図６に示すようにシリンダヘッドに保持されたケー
シング４７に案内してあり、切り換えカム１４；４１，
４２を解放したとき圧力管４８を介して外へ移動させら
れる。こうしてピストンが改めて入るとき決まる位置が
与えられ、非摩擦結合にかかる時間間隔が十分に長くと
れる。この位置はその場合、切り換えカムがその基本円
形４９との接続作用中タペット５上を移動する。
【００２５】
【効果】この発明の構成により、弁駆動装置でカムを伝
達要素として構成してあり、そのうち１個のカムを回転
不能に、そして他のカムを回転可能にカム軸上に配設し
てあると、全部のカムが直接弁に作用する緊密な構造で
はピストンの位置によって回転不能に配設されたカム或
いは非摩擦係合式に接続された回転カムが弁に作用する
ことができる。同時に伝達要素として機能するカムの構
成によって傾倒レバー軸とそれに類似するものは不要に
なる。占める場所は、カムが直接弁に作用する従来の弁
駆動装置と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施態様の断面の概略図である。
【図２】第二実施態様の断面の概略図である。
【図３】第三実施態様の断面の概略図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】固定された切り換えカムを有する図１のＶＩ−
ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図であ
る。
【符号の説明】
１ カム軸 ２ 軸受け ３ 鎖車 ４ 入口弁 ５ タペット ６ 中央孔 ７ 栓 ８ 部分 ９ 溝 １０ 孔 １１ 圧油導管 １２ 半径方向孔 １３ 液圧室 １４ 切り換えカム １５ 固定カム １６ 固定カム １７ 貫通孔 １８ ピストン １９ 孔 ２０ 孔 ２１ ピストン ２２ 中空ピストン ２３ ばね ２４ 底部 ２５ 弁ばね ２６ 弁遊隙均衡要素 ２９ 停止弁 ３０ 導管 ３１ 制御装置 ３２ 分配管 ３３ 給油管 ３４ 入口プラットフォ−ム ３５ ころ ４０ 固定カム ４１ 切り換えカム ４２ 切り換えカム ４３ ピストン ４４ スイッチ ４５ 固定設定機 ４６ ピストン ４７ ケーシング ４８ 圧力管 ４９ 基本円

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関用弁機構装置であって、少なく
    とも１本のカム軸とその上に設けられた少なくとも２本
    の、異なる輪郭をもつガス交換弁作動用カムを有し、ガ
    ス交換弁はいずれかのカムの選択により、カム軸とガス
    交換弁の間に配設された伝達要素がこれらの要素中に支
    承されて軸方向に摺動するピストンによって相互に非摩
    擦係合的に連結されることによって作動させられる弁機
    構装置において、伝達要素をカムによって形成し、少な
    くとも１本のカムを固定カム（１５，１６；４０）とし
    て回転不能にカム軸（１）に連結し、他のカムを切換え
    カム（１４；４１，４２）として回転可能にカム軸
    （１）の上に配設したことを特徴とする弁機構装置。
  2. 【請求項２】 固定カム（１５，４０）をカム軸（１）
    上の切換えカム（１４；４１）に直接隣接配設し、固定
    カム（１５，４０）の１個の液圧室（１３）に支承され
    たピストン（２１；４３）を油圧によって非摩擦係合的
    に切換えカム（１４；４１）の貫通孔（１７）の中へ摺
    動可能に構成したことを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 切換えカム（１４；４１）或いは固定カ
    ム（１５，４０）を共通のタペット（５）を介して入口
    弁（４）として構成されたガス交換弁を作動させるよう
    に構成したことを特徴とする請求項２の装置。
  4. 【請求項４】 ２個の固定カム（１５，１６）の間に最
    大限のストロークが固定カム（１５，１６）のストロー
    クより大きい切換えカム（１４）を配設したことを特徴
    とする請求項１の装置。
  5. 【請求項５】 １個の固定カム（１６）の１個の孔（２
    ０）に１個のばね負荷中空ピストン（２２）を配設し、
    この中空ピストンは油圧の遮断時１本のピストン（１
    ８）を切換えカム（１４）の貫通孔（１７）の中で摺動
    させ且つこのピストンが他の固定カム（１５）の１個の
    孔（１７）の中で１本のピストン（２１）を摺動させる
    ことを特徴とする請求項４の装置。
  6. 【請求項６】 切換えカム（１４）がタペット（５）に
    連結されたころ（３５）を介してガス交換弁に作用する
    ように構成したことを特徴とする請求項３の装置。
  7. 【請求項７】 切換えカム（１４）に直接隣接してカム
    軸（１）の上に、切換えカム（１４）が固定カム（１５
    と１６）間の中心にくるように別の固定カム（１６）を
    配設したことを特徴とする請求項２の装置。
  8. 【請求項８】 固定カム（４０）に直接隣接してカム軸
    （１）の上に、固定カム（４０）が切換えカム（４１と
    ４２）間の中心にくるように別の切替えカム（４２）を
    配設したことを特徴とする請求項２の装置。
  9. 【請求項９】 すべてのカムが同一ストロークで１個の
    共通のタペット（５）に作用するように構成したことを
    特徴とする請求項２または７の装置。
  10. 【請求項１０】 固定カム（４０）のストロークが切換
    えカム（４１，４２）より短いことを特徴とする請求項
    ２または８の装置。
  11. 【請求項１１】 液圧室（１３）をカム軸（１）に通し
    てある中央孔（６）を介して圧油導管（１１）に連結
    し、圧油導管は電子制御装置（３１）によって作動させ
    られる停止弁（２９）と共に作用するように構成したこ
    とを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一の装置。
  12. 【請求項１２】 手動スイッチ（４４）を制御装置（３
    １）に連結し、このスイッチで制御装置（３１）に記憶
    された固有場を選択可能にし、これらの固有場が停止弁
    （２９）を制御するように構成したことを特徴とする請
    求項１１の装置。
  13. 【請求項１３】 停止弁（２９）が停止しているとき外
    側移動可能なピストン（４６）を有する液圧式固定設定
    機（４５）により切換えカム（１４；４１，４２）を固
    定するように構成したことを特徴とする請求項２〜１２
    のいずれか一の装置。
JP21187893A 1992-08-29 1993-08-26 内燃機関用弁機構装置 Withdrawn JPH06200713A (ja)

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DE4228796A DE4228796A1 (de) 1992-08-29 1992-08-29 Ventilantriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine
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EP (1) EP0585568B1 (ja)
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KR (1) KR940004177A (ja)
DE (2) DE4228796A1 (ja)

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