JPH0621533B2 - 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、多気筒エンジンにおける吸気弁の閉弁時期を
エンジンの回転速度に合わせて制御し、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、多気筒内燃機関１の吸気動弁装置１５の各気筒７
の吸気カム１８と従節２１との間に遅角作動体２０を介
在させ、各遅角作動体２０を各遅角駆動装置４４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２０の遅角用往復駆動距離を遅角調節装
置３４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図に示すように構成されている。

遅角作動体２０はローラ５４からなる。遅角調節装置４
４は、ローラ５４、バネ５６で遅角側へ押付けるととも
に、リンク式戻し機構６０で進角側へ押戻すようになつ
ている。リンク式戻し機構６０は、ローラ５４を上下か
ら挟圧するリンク５２とブリッジ５３とからなり、吸気
カム１７のカム山１７aのトップ１７bがブリッジ５３を
通過した直後に、リンク５２に対してブリッジ５３を仮
想線図の先すぼまり状の傾斜姿勢から実線図の先拡がり
状の傾斜姿勢にして、ローラ５４をブリッジ５３とリン
ク５２とがなすテーパー面の挟みつけによる推力でバネ
５６に抗して進角側へ押し動かし、これにより従節２２
を下降させて吸気弁を閉弁させる。遅角調節装置３４は
上下方向に調節可能な３角孔部材５９からなり、遅角調
節斜辺５９aでローラ５４の進角側への移動を受止める
ものであり、実線図の下降位置から仮想線図の上昇位置
に近づくほど吸気閉弁時期の遅角が大きくなる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来例では、吸気閉弁時期の遅角の制御に誤差が生
じるという問題がある。

即ち、ブリッジ５３が先拡がり状に傾斜していくにつれ
て、ローラ５４を進角側へ押し動かす推力が次第に大き
くなり、この推力がバネ５６の張力よりも強くなつた時
点からローラ５４を遅角調節斜辺５９aへ押し動かして
いく。

このため、バネ５６の張力の誤差が、吸気閉弁時期の遅
角の誤差となつて現われる。即ち、バネ５６の張力が強
過ぎる場合、ローラ５４の移動が遅れて、遅角が大きく
なり過ぎるし、逆に弱過ぎる場合、ローラ５４が早く移
動して遅角が小さくなり過ぎる。

また、ローラ５４とブリッジ５３及びリンク５２との摩
擦抵抗が大き過ぎる場合も、ローラ５４の移動が遅れ
て、遅角が大きくなり過ぎ、逆に摩擦抵抗が小さ過ぎる
場合も遅角が小さくなり過ぎる。

さらに、機関の回転速度が速くなるほど吸気カム１７の
角速度に対するローラ５４の移動速度が遅くなるため、
遅角が大きくなり過ぎる。このため、機関の高速回転化
には適応できない。

しかも、吸気弁の時期を高精度に制御することができな
いことから、多気筒エンジンに実施した場合、各気筒の
閉弁時期が不揃になつてしまう。従って、各気筒の吸気
効率が異なつて出力がアンバランスになり、エンジン振
動が大きくなつたり出力低下を招いたりするという問題
があつた。

本発明は上記問題に鑑み提案されたもので、多気筒エン
ジンにおいて、エンジンの回転速度に合せて各気筒の吸
気の閉弁時期を高精度に制御して吸気の充填効率を高め
エンジン出力を向上でき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図乃至
第１２図に示すように、遅角駆動装置４４は遅角カム３
９を吸気カム１８と同期して連動する構造にし、この遅
角カム３９で遅角作動体２０を拘束して強制的に駆動す
るように構成し、各遅角作動体２０を共通の中間伝動機
構３６を介して一台の遅角調節装置３４に連動連結して
構成した事を特徴とするものである。

〈作 用〉 上記のように構成すると、エンジンが回転すると、吸気
カム１８で従節２２が遅角作動体２０を介して押上げら
れる。

そして、遅角作動体２０が遅角カム３９でそのエンジン
回転速度に応じた遅角揺動距離分吸気カム１８の周方向
に同行回転するので、従節２２は吸気カム１８で押上げ
られた状態を保持され、吸気の閉弁時期を高速回転にな
るほど大きく遅角する。

このとき、各シリンダ７に設けた遅角作動体２０は遅角
揺同距離を共通の遅角調節装置３４で制御されるので、
各遅角作動体２０の遅角揺動距離は等しく制御され、各
シリンダ７の吸気弁１０の遅角閉弁時期は高精度に制御
することができる。

〈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図は遅角駆動装置部分の縦断正面図、
第４図は動弁機構と遅角駆動装置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の上方でシリン
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を駆動する吸気動弁装置１５は、ギヤ電動装
置１６を介して回転駆動される吸気カム軸１７、吸気カ
ム軸１７の吸気カム１８で遅角作動体２０を介して押上
げ駆動されるタペット(従節)２１、タペット２１の動き
を伝えるプッシュロッド２２とプッシュロッド２２で揺
動されるロッカアーム２３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２４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グギヤ２５の回転をア
イドルギヤ２６を介して左右に配置された吸気カムギヤ
２７及び排気カムギヤ２８に伝えられ、吸気カムギヤ２
７及び排気カムギヤ２８はクランクギヤ２５の回転に対
して１／２減速されて回転するようになつている。

また、吸気カムギヤ２７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２９が取
付けられており、吸気カムギヤ２７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３０に供給するミータリングユニ
ット３１を設けてある。

遅角作動体２０を駆動する駆動装置２２はブースタポン
プ(制御駆動装置)２９と、ブースタポンプ２９から吐出
される圧油を油路３３を介して供給されるブースタシリ
ンダ(遅角調節装置)３４、ブースタシリンダ３４のロー
ラ３５で回動される制御軸(中間伝動機構)３６、及び制
御軸３６の回動によつて各気筒に設けた遅角作動体２０
の遅角揺動量を制御する遅角調節具(遅角駆動装置)４４
とからなる。

そして、遅角作動体２０及び遅角調節具４４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部分には、第
５図Ａ・Ｂで示すように、軸受メタル３８と燃料噴射カ
ム２４との間の中寄り部に一対の吸気カム１８を形成
し、吸気カム１８と燃料噴射カム２４との間及び吸気カ
ム１８と軸受メタル３８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３９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４０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４１をガイド部材４０のスリッ
ト４２に昇降自在に挿し込み、第８図Ａ・Ｂで示す遅角
作動部４３を形成する。

こうして形成された遅角作動部４３は、吸気カム軸周り
に回動することができるとともに、摺動部材４１の上方
に形成された翼状の遅角作動体２０が吸気カム１８に接
当し、吸気カム１８で摺動部材４１が押上げ駆動される
ようになつている。

遅角作動体２０の遅角揺動量を制御する遅角調節具４４
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４５で連結し、右端
部を制限部材４６で連結して平面視で角枠状に形成して
ある。このように形成した遅角調節具４４を遅角作動部
４３に外嵌し(第１０図Ａ・Ｂ参照)、ガイド部材４０の
下端部を復帰バネ４７で反時計回りで押圧すると、ガイ
ド部材４０の右端部から突出させた接当部４８が制限部
材４６に接当して遅角作動部４３が遅角調節具４４に拘
束される。また、遅角調節具４４の内面に形成された摺
接面４９が吸気カム軸１７の遅角カム３９に接当する。

この遅角作動体２０は、前述のブースタシリンダ３４で
制御軸３６が回転されると、第１１図に示すように遅角
調節具４４の入力部材４５に連結してある連結軸５０が
進退調節され、遅角調節具４４の摺接面４９と、偏心カ
ム３９との接当時期が調節され、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２１が吸気カム１８で遅角作動体２０を介
して押上げられ、プッシュロッド２２及びロッカアーム
２３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の下降で吸
気路１２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２０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２０も下
降し、タペット２１、プッシュロッド２２及び及びロッ
カアーム２３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、プースタ
ポンプ２９からの圧油の圧力が低く、制御軸３６を回動
させるブースタシリンダ３４の伸長が少ないため、遅角
調節具４４の入力部材４５を押す連結軸５０の突出量が
少なく、遅角調節具４４の摺接面４９を遅角カム３９の
略頂点付近で接触し、遅角調節具４４はほとんど動かな
い。このように遅角調節具４４が揺動しない場合には、
第１２図Ａで示すように、タペット２１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２９からの圧油の圧力が高くなることか
ら、遅角調節具４４の入力部材４５が連結軸５０で右方
に大きく押込まれる。

遅角調節具４４の入力部材４５が大きく押込まれると、
摺接面４９が遅角カム３９に早く接当し、その分吸気カ
ム１８に連動する遅角カム３９で遅角調節具４４が大き
く揺動させられる。

こうして、遅角調節具４４が遅角カム３９で遅角揺動さ
せられると、遅角調節具４４の制限部材４６がガイド部
材４１の接当部４８を押下げ、遅角作動体２０を有する
遅角作動部４３を復帰バネ４７に抗して吸気カム１８の
周方向に遅角摺動させて、遅角作動体２０を吸気カム１
８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で示すようにその分遅角し、高速時
の吸気の充填効率が高められる。

尚、上記実施例では遅角作動部４３の遅角揺動量を設定
する遅角調節具４４が吸気カム軸１７に形成された遅角
カム３９で駆動されるように構成してあるが、これを第
１１図中に想像線図で示すように、遅角カム３９を吸気
カム軸１７とは別に設けて吸気カム１８に連動させ、こ
の遅角カム１８で遅角調節具４４の揺動駆動を制御する
ようにしてもよい。この場合、遅角調節具４４の入力部
材４５を押引きする連結具５０の作動方向は、上記実施
例とは逆に、高速運転時には図上左方に引き込むように
制御される。

加えて、本発明を実施するエンジンが上記実施例でプッ
シュロッド式のエンジンであるが、これをオーバーヘッ
ドカム式のエンジンにしてもよいことは勿論である。こ
の場合、遅角作動体は吸気弁の上端部を直接またはロッ
カアームを介して作用するように設けられる。

また、中間伝動機構を操作する遅角調節装置はブースタ
シリンダに代えて手動レバーを設け、この手動レバーを
人為操作するようにしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明は、以上に述べたように構成され作用するので次
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(タペット)
との間に介装された遅角作動体が遅角駆動装置で拘束さ
れながら遅角駆動制御される。

これにより、吸気弁の閉弁時期をその回転速度に合せて
常に高精度に遅角制御することができる。

また、遅角作動体の遅角揺動量は中間伝動機構を介して
一台の遅角調節装置で行なわれるので、多気筒エンジン
の各気筒にそれぞれ設けた遅角作動体の遅角揺動量を性
格に揃えて吸気の閉弁時期の不揃いをなくせる。これに
より、各気筒の吸気のアンバランスによるエンジン振動
をなくすとともに、エンジンの出力を向上させることが
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は遅角制御具の
正面図、第９図Ｂはその平面図、第１０図Ａは遅角作動
部に遅角制御具を取付けた正面図、第１０図Ｂはその平
面図、第１１図は遅角駆動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
示すグラフであり、第１３図は従来例の要部の正面図で
ある。 １……多気筒内燃機関(エンジン)、７……気筒、 １０……吸気弁、１５……吸気動弁装置、 １８……吸気カム、２０……遅角作動体、 ２１……従節(タペット)、 ２９……制御駆動装置(ブースタポンプ)、 ３４……遅角調節装置(ブースタシリンダ)、 ３６……中間伝動機構、３９……遅角カム、 ４４……遅角駆動装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒内燃機関１の吸気動弁装置１５の各
   気筒７の吸気カム１８と従節２１との間に遅角作動体２
   ０を介在させ、各遅角作動体２０を各遅角駆動装置４４
   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２０の遅角用往復駆動距離を遅角
   調節装置３４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４
   ４は遅角カム３９を吸気カム１８と同期して連動する構
   造にし、この遅角カム３９で遅角作動体２０を拘束して
   強制的に駆動するように構成し、各遅角作動体２０を共
   通の中間伝動機構３６を介して一台の遅角調節装置３４
   に連動連結して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３４を制御駆動装置２９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３４を手動調節可能に構成し
   た特許請求の範囲第１項に記載した内燃機関の吸気動弁
   装置の吸気閉弁時期遅角装置