JPH06346710A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
内燃機関の動弁装置Info
- Publication number
- JPH06346710A JPH06346710A JP14170093A JP14170093A JPH06346710A JP H06346710 A JPH06346710 A JP H06346710A JP 14170093 A JP14170093 A JP 14170093A JP 14170093 A JP14170093 A JP 14170093A JP H06346710 A JPH06346710 A JP H06346710A
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- JP
- Japan
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- cam
- valve
- control rod
- shaft
- camshaft
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- Pending
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブ開時期,閉時期の双方を運転状態に応
じて連続的に可変制御できるようにする。 【構成】 1個のバルブタペットに対し開弁用カム5と
閉弁用カム6とが隣接して配置される。これらのカム
5,6はカムシャフト7とは別体であり、カムシャフト
7に摺動可能にスプライン嵌合している。カムシャフト
7のスプライン状の凹溝8は、緩い螺旋状をなすように
ねじれている。第1制御ロッド10,第2制御ロッド1
1のホルダ部12,13が各カム5,6を両側から挟ん
で位置決めしている。運転状態に応じて各制御ロッド1
0,11が軸方向に動くと、カム5,6はそれぞれカム
シャフト7に対し相対的に回転し、バルブ開時期,閉時
期が変化する。
じて連続的に可変制御できるようにする。 【構成】 1個のバルブタペットに対し開弁用カム5と
閉弁用カム6とが隣接して配置される。これらのカム
5,6はカムシャフト7とは別体であり、カムシャフト
7に摺動可能にスプライン嵌合している。カムシャフト
7のスプライン状の凹溝8は、緩い螺旋状をなすように
ねじれている。第1制御ロッド10,第2制御ロッド1
1のホルダ部12,13が各カム5,6を両側から挟ん
で位置決めしている。運転状態に応じて各制御ロッド1
0,11が軸方向に動くと、カム5,6はそれぞれカム
シャフト7に対し相対的に回転し、バルブ開時期,閉時
期が変化する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気バル
ブあるいは排気バルブの開閉時期を運転状態に応じて無
段階に制御可能な内燃機関の動弁装置に関する。
ブあるいは排気バルブの開閉時期を運転状態に応じて無
段階に制御可能な内燃機関の動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】クランク角に対するカムの位相を変化さ
せることでバルブ開閉時期を可変制御し得るようにした
動弁装置は、従来から種々の形式のものが提案されてい
る。その多くは、カムシャフト全体の位相を変化させる
構成となっているが、例えば実開昭62−195608
号公報に示すように、カム部分のみをカムシャフトに対
し回動可能とし、その回動によりバルブ開閉時期を変化
させるようにしたものもある。上記公報の装置では、一
つのバルブに対しカムシャフトに固定された固定カムと
回動可能な可動カムとを有し、可動カムをリターンスプ
リングにより固定カムと並ぶ初期位置に付勢するととも
に、可動カム内部に油圧室を設けた油圧機構により該可
動カムを固定カムに対し所定角度回動させ得るようにな
っている。
せることでバルブ開閉時期を可変制御し得るようにした
動弁装置は、従来から種々の形式のものが提案されてい
る。その多くは、カムシャフト全体の位相を変化させる
構成となっているが、例えば実開昭62−195608
号公報に示すように、カム部分のみをカムシャフトに対
し回動可能とし、その回動によりバルブ開閉時期を変化
させるようにしたものもある。上記公報の装置では、一
つのバルブに対しカムシャフトに固定された固定カムと
回動可能な可動カムとを有し、可動カムをリターンスプ
リングにより固定カムと並ぶ初期位置に付勢するととも
に、可動カム内部に油圧室を設けた油圧機構により該可
動カムを固定カムに対し所定角度回動させ得るようにな
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、可動カムの位置が2段階に切り換えられる
に過ぎず、従ってバルブ開閉時期も2段階に変化するの
で、その切換時のトルク変動が大きくなり易い。換言す
れば、運転状態に最適となるようなきめ細かい開閉時期
制御は実現できない。
の構成では、可動カムの位置が2段階に切り換えられる
に過ぎず、従ってバルブ開閉時期も2段階に変化するの
で、その切換時のトルク変動が大きくなり易い。換言す
れば、運転状態に最適となるようなきめ細かい開閉時期
制御は実現できない。
【0004】また、可動カムが動いた状態で該可動カム
がバルブ開時期もしくはバルブ閉時期の一方を規定し、
かつ他方を固定カムが規定するようになっているため、
開時期もしくは閉時期のいずれか一方しか位相を変化さ
せることができない。
がバルブ開時期もしくはバルブ閉時期の一方を規定し、
かつ他方を固定カムが規定するようになっているため、
開時期もしくは閉時期のいずれか一方しか位相を変化さ
せることができない。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の動弁装置は、外周にカム面を有し、かつシャフト貫通
孔が設けられたカムと、このカムのシャフト貫通孔に挿
通され、該カムを支持するとともに、クランクシャフト
に連動して回転するカムシャフトと、このカムシャフト
の表面に軸方向に沿って形成され、かつ緩い螺旋状にね
じれ角を有する凹溝もしくは突条と、この凹溝もしくは
突条と係合するようにシャフト貫通孔内周に形成された
係合部と、上記カムの両側を挟むホルダ部を有し、かつ
カムシャフトの軸方向へカムを移動させる制御ロッド
と、を備えて構成されている。
の動弁装置は、外周にカム面を有し、かつシャフト貫通
孔が設けられたカムと、このカムのシャフト貫通孔に挿
通され、該カムを支持するとともに、クランクシャフト
に連動して回転するカムシャフトと、このカムシャフト
の表面に軸方向に沿って形成され、かつ緩い螺旋状にね
じれ角を有する凹溝もしくは突条と、この凹溝もしくは
突条と係合するようにシャフト貫通孔内周に形成された
係合部と、上記カムの両側を挟むホルダ部を有し、かつ
カムシャフトの軸方向へカムを移動させる制御ロッド
と、を備えて構成されている。
【0006】また請求項2の発明では、各バルブ毎に互
いに隣接した開弁側カムおよび閉弁側カムを有し、かつ
各カムをそれぞれ移動させるように第1制御ロッドと第
2制御ロッドとを備えている。
いに隣接した開弁側カムおよび閉弁側カムを有し、かつ
各カムをそれぞれ移動させるように第1制御ロッドと第
2制御ロッドとを備えている。
【0007】
【作用】カムシャフト自体はクランクシャフトに連動し
て回転する。このカムシャフトに対し、各カムは軸方向
に摺動可能となっているが、回転方向については、シャ
フト側の凹溝もしくは突条とカム側の係合部との係合に
よりカムが支持されるため、カムシャフトの回転に伴っ
てバルブを直接あるいはロッカアーム等を介して開閉駆
動させるこができる。
て回転する。このカムシャフトに対し、各カムは軸方向
に摺動可能となっているが、回転方向については、シャ
フト側の凹溝もしくは突条とカム側の係合部との係合に
よりカムが支持されるため、カムシャフトの回転に伴っ
てバルブを直接あるいはロッカアーム等を介して開閉駆
動させるこができる。
【0008】制御ロッドの位置が運転状態に応じて軸方
向に変化すると、ホルダ部に挟まれたカムが軸方向に移
動する。カムシャフトの凹溝もしくは突条は、緩い螺旋
状にねじれているので、軸方向の移動に伴いカムシャフ
トに対し回転する。つまり、カムの位相が連続的に変化
する。
向に変化すると、ホルダ部に挟まれたカムが軸方向に移
動する。カムシャフトの凹溝もしくは突条は、緩い螺旋
状にねじれているので、軸方向の移動に伴いカムシャフ
トに対し回転する。つまり、カムの位相が連続的に変化
する。
【0009】また請求項2の構成では、開弁側カムと閉
弁側カムの位相がそれぞれ個別に変化するようになり、
バルブの開時期および閉時期の双方が制御可能である。
弁側カムの位相がそれぞれ個別に変化するようになり、
バルブの開時期および閉時期の双方が制御可能である。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0011】図1〜図3は、この発明に係る動弁装置の
要部を示すもので、図2に示すように、吸気バルブもし
くは排気バルブとなるバルブ1がバルブスプリング2に
より常時閉方向へ付勢されているとともに、その端部に
有底円筒状のタペット3が装着され、かつ該タペット3
がシリンダヘッド4により摺動可能にガイドされてい
る。
要部を示すもので、図2に示すように、吸気バルブもし
くは排気バルブとなるバルブ1がバルブスプリング2に
より常時閉方向へ付勢されているとともに、その端部に
有底円筒状のタペット3が装着され、かつ該タペット3
がシリンダヘッド4により摺動可能にガイドされてい
る。
【0012】各タペット3の上方には、図1,図3に示
すように、それぞれ一対のカムつまり開弁側カム5と閉
弁側カム6とが互いに隣接して配置されている。これら
のカム5,6は、カムシャフト7とは別体に形成された
もので、外周にカム面5a,6aを有し、かつカムシャ
フト7が挿通するように、シャフト貫通孔5b,6bが
貫通形成されている。そして、カムシャフト7の表面に
は、軸方向に沿ってスプライン状の多数の凹溝8が形成
され、かつカム5,6のシャフト貫通孔5b,6b内周
には、この凹溝8と係合する多数の凸部9が係合部とし
て設けられている。つまり、カムシャフト7とカム5,
6とは、互いにスプライン嵌合した状態となっている。
ここで、上記凹溝8は、厳密にはカムシャフト7の軸線
と平行ではなく、図1に示すように、所定のねじれ角を
有する緩い螺旋状となっている。尚、カム5,6側の凸
部9も同様にねじれ角を有している。
すように、それぞれ一対のカムつまり開弁側カム5と閉
弁側カム6とが互いに隣接して配置されている。これら
のカム5,6は、カムシャフト7とは別体に形成された
もので、外周にカム面5a,6aを有し、かつカムシャ
フト7が挿通するように、シャフト貫通孔5b,6bが
貫通形成されている。そして、カムシャフト7の表面に
は、軸方向に沿ってスプライン状の多数の凹溝8が形成
され、かつカム5,6のシャフト貫通孔5b,6b内周
には、この凹溝8と係合する多数の凸部9が係合部とし
て設けられている。つまり、カムシャフト7とカム5,
6とは、互いにスプライン嵌合した状態となっている。
ここで、上記凹溝8は、厳密にはカムシャフト7の軸線
と平行ではなく、図1に示すように、所定のねじれ角を
有する緩い螺旋状となっている。尚、カム5,6側の凸
部9も同様にねじれ角を有している。
【0013】またカムシャフト7と平行に第1制御ロッ
ド10と第2制御ロッド11とが配設されている。これ
らの第1,第2制御ロッド10,11は、各カム5,6
の両側を挟むフォーク状のホルダ部12,13を有し、
各カム5,6を回転可能に保持しつつ軸方向の位置を規
制している。詳しくは、第1,第2制御ロッド10,1
1は、図2に示すように、上下に平行に配置されてお
り、上方に位置する第1制御ロッド10のホルダ部12
が開弁側カム5の上部を両側から挟んでいるとともに、
下方に位置する第2制御ロッド11のホルダ部13が閉
弁側カム6の下部を両側から挟んでいる。尚、第1,第
2制御ロッド10,11は、シリンダヘッド4に固定し
た複数のブラケット14によって摺動可能に支持されて
いる。
ド10と第2制御ロッド11とが配設されている。これ
らの第1,第2制御ロッド10,11は、各カム5,6
の両側を挟むフォーク状のホルダ部12,13を有し、
各カム5,6を回転可能に保持しつつ軸方向の位置を規
制している。詳しくは、第1,第2制御ロッド10,1
1は、図2に示すように、上下に平行に配置されてお
り、上方に位置する第1制御ロッド10のホルダ部12
が開弁側カム5の上部を両側から挟んでいるとともに、
下方に位置する第2制御ロッド11のホルダ部13が閉
弁側カム6の下部を両側から挟んでいる。尚、第1,第
2制御ロッド10,11は、シリンダヘッド4に固定し
た複数のブラケット14によって摺動可能に支持されて
いる。
【0014】またカムシャフト7は、図4,図5に示す
ように、各バルブ1の上方部分7aのみに凹溝8が設け
られており、残部は小径な軸部7bとなっている。そし
て、この軸部7bがシリンダヘッド4上面のカムブラケ
ット15によって回転自在に支持されている。尚、凹溝
8のねじれ角α(図4参照)は、バルブスプリング反力
により発生するスラスト力と制御性の点から上限が定ま
り、かつカム5,6のカムシャフト7軸方向の要求移動
量とタペット3中心からの偏心量とによって下限が定ま
るものであり、これらの要素のバランスによって決定さ
れる。具体的には、10°〜15°程度となる。
ように、各バルブ1の上方部分7aのみに凹溝8が設け
られており、残部は小径な軸部7bとなっている。そし
て、この軸部7bがシリンダヘッド4上面のカムブラケ
ット15によって回転自在に支持されている。尚、凹溝
8のねじれ角α(図4参照)は、バルブスプリング反力
により発生するスラスト力と制御性の点から上限が定ま
り、かつカム5,6のカムシャフト7軸方向の要求移動
量とタペット3中心からの偏心量とによって下限が定ま
るものであり、これらの要素のバランスによって決定さ
れる。具体的には、10°〜15°程度となる。
【0015】図6は、例えば第1制御ロッド10の駆動
機構を示すもので、複数個の開弁側カム5を同時に動か
すように構成された第1制御ロッド10の端部に、歯車
機構16が設けられており、該歯車機構16を介してス
テップモータ等からなる制御モータ17の駆動力が伝達
されるようになっている。また、この第1制御ロッド1
0の位置を検出する位置検出センサ18が設けられてお
り、上記制御モータ17を制御するコントロールユニッ
ト19に位置検出信号を出力している。上記コントロー
ルユニット19には、機関運転条件を示す信号として、
機関回転数センサ20およびスロットル開度センサ21
の検出信号が入力されている。また、第1制御ロッド1
0の両端に対向してストッパ部22,23が設けられて
おり、過度の移動を機械的に規制している。尚、第2制
御ロッド11の駆動機構も同様に構成されており、第1
制御ロッド10と第2制御ロッド11とが個別に制御可
能となっている。
機構を示すもので、複数個の開弁側カム5を同時に動か
すように構成された第1制御ロッド10の端部に、歯車
機構16が設けられており、該歯車機構16を介してス
テップモータ等からなる制御モータ17の駆動力が伝達
されるようになっている。また、この第1制御ロッド1
0の位置を検出する位置検出センサ18が設けられてお
り、上記制御モータ17を制御するコントロールユニッ
ト19に位置検出信号を出力している。上記コントロー
ルユニット19には、機関運転条件を示す信号として、
機関回転数センサ20およびスロットル開度センサ21
の検出信号が入力されている。また、第1制御ロッド1
0の両端に対向してストッパ部22,23が設けられて
おり、過度の移動を機械的に規制している。尚、第2制
御ロッド11の駆動機構も同様に構成されており、第1
制御ロッド10と第2制御ロッド11とが個別に制御可
能となっている。
【0016】図7は、上記コントロールユニット19に
よる第1制御ロッド10の位置制御を示すフローチャー
トである。尚、第2制御ロッド11の位置制御も全く同
様の処理により行われる。先ず、ステップ1では、図示
せぬイグニッションキースイッチがスタート位置にある
か否かを判定し、スタート位置にある場合には、ステッ
プ2へ進んで、ロッド目標位置LTとして所定の初期値
をセットする。またイグニッションキースイッチがスタ
ート位置でない場合は、ステップ3へ進んで、ON位置
であるか判定する。イグニッションキースイッチがON
位置であれば、ステップ4で、機関回転数Nとスロット
ル開度TVOとを読み込み、かつステップ5で、これら
の運転条件に対応するロッド目標位置LTを所定のマッ
プに基づいて設定する。
よる第1制御ロッド10の位置制御を示すフローチャー
トである。尚、第2制御ロッド11の位置制御も全く同
様の処理により行われる。先ず、ステップ1では、図示
せぬイグニッションキースイッチがスタート位置にある
か否かを判定し、スタート位置にある場合には、ステッ
プ2へ進んで、ロッド目標位置LTとして所定の初期値
をセットする。またイグニッションキースイッチがスタ
ート位置でない場合は、ステップ3へ進んで、ON位置
であるか判定する。イグニッションキースイッチがON
位置であれば、ステップ4で、機関回転数Nとスロット
ル開度TVOとを読み込み、かつステップ5で、これら
の運転条件に対応するロッド目標位置LTを所定のマッ
プに基づいて設定する。
【0017】次に、ステップ6では、位置検出センサ1
8にて検出される実際のロッド位置Lを読み込み、かつ
ステップ7で、ロッド目標位置LTと実際のロッド位置
Lとを比較する。そして、ロッド目標位置LTに対し実
際のロッド位置Lが大つまりL>LTであればステップ
8へ進んで制御モータ17を逆転させ、L≦LTであれ
ばステップ9へ進んで制御モータ17を正転させる。
8にて検出される実際のロッド位置Lを読み込み、かつ
ステップ7で、ロッド目標位置LTと実際のロッド位置
Lとを比較する。そして、ロッド目標位置LTに対し実
際のロッド位置Lが大つまりL>LTであればステップ
8へ進んで制御モータ17を逆転させ、L≦LTであれ
ばステップ9へ進んで制御モータ17を正転させる。
【0018】上述した構成の動弁装置では、このように
制御ロッド10,11が軸方向に動かされることによ
り、ホルダ部12,13に保持されたカム5,6がカム
シャフト7上を軸方向に移動しようとする。そのため、
凹溝8のねじれに沿って、カム5,6がカムシャフト7
に対し相対的に回転し、その位相が変化する。この位相
変化は、制御ロッド10,11の移動量に応じて連続的
に得ることができる。しかも、第1,第2制御ロッド1
0,11により、開弁側カム5と閉弁側カム6とを個別
に制御できる。
制御ロッド10,11が軸方向に動かされることによ
り、ホルダ部12,13に保持されたカム5,6がカム
シャフト7上を軸方向に移動しようとする。そのため、
凹溝8のねじれに沿って、カム5,6がカムシャフト7
に対し相対的に回転し、その位相が変化する。この位相
変化は、制御ロッド10,11の移動量に応じて連続的
に得ることができる。しかも、第1,第2制御ロッド1
0,11により、開弁側カム5と閉弁側カム6とを個別
に制御できる。
【0019】従って、図8に示すように、基準時のバル
ブリフト特性(イ)に対し、開弁側カム5を進角側へ位
相変化させることにより特性(ロ)として示すようにバ
ルブ開時期を早めることができる。また閉弁側カム6を
遅角側へ位相変化させることにより特性(ハ)として示
すようにバルブ閉時期を遅らせることができる。つま
り、図示したθ1,θ2の範囲内で、開時期および閉時期
の双方を連続的に変化させることが可能であり、機関運
転状態に最適な特性を得ることができる。
ブリフト特性(イ)に対し、開弁側カム5を進角側へ位
相変化させることにより特性(ロ)として示すようにバ
ルブ開時期を早めることができる。また閉弁側カム6を
遅角側へ位相変化させることにより特性(ハ)として示
すようにバルブ閉時期を遅らせることができる。つま
り、図示したθ1,θ2の範囲内で、開時期および閉時期
の双方を連続的に変化させることが可能であり、機関運
転状態に最適な特性を得ることができる。
【0020】尚、上記実施例では、第1,第2制御ロッ
ド10,11を電子制御する構成としたが、構成の単純
化を図るために、クランクシャフトの回転数等に応じて
動く機械的な機構により第1,第2制御ロッド10,1
1を軸方向に動かすようにしても良い。
ド10,11を電子制御する構成としたが、構成の単純
化を図るために、クランクシャフトの回転数等に応じて
動く機械的な機構により第1,第2制御ロッド10,1
1を軸方向に動かすようにしても良い。
【0021】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の動弁装置によれば、バルブ開閉時期を
連続的に変化させることができ、運転状態に応じたきめ
細かい開閉時期可変制御を達成できる。また固定カムが
不要であるため、請求項2のように開弁側カムと閉弁側
カムとを個別に位相制御することが可能であり、バルブ
の開時期と閉時期の双方を最適な特性に得ることができ
る。
に係る内燃機関の動弁装置によれば、バルブ開閉時期を
連続的に変化させることができ、運転状態に応じたきめ
細かい開閉時期可変制御を達成できる。また固定カムが
不要であるため、請求項2のように開弁側カムと閉弁側
カムとを個別に位相制御することが可能であり、バルブ
の開時期と閉時期の双方を最適な特性に得ることができ
る。
【図1】この発明に係る動弁装置の要部を示す斜視図。
【図2】動弁装置要部の断面図。
【図3】図2に示す部分の上面図。
【図4】カムシャフトの平面図。
【図5】カムシャフトの側面図。
【図6】制御ロッドの駆動機構を示す説明図。
【図7】その制御の流れを示すフローチャート。
【図8】この実施例の動弁装置によるバルブリフト特性
図。
図。
5…開弁側カム 6…閉弁側カム 7…カムシャフト 8…凹溝 9…凸部(係合部) 10…第1制御ロッド 11…第2制御ロッド
Claims (2)
- 【請求項1】 外周にカム面を有し、かつシャフト貫通
孔が設けられたカムと、このカムのシャフト貫通孔に挿
通され、該カムを支持するとともに、クランクシャフト
に連動して回転するカムシャフトと、このカムシャフト
の表面に軸方向に沿って形成され、かつ緩い螺旋状にね
じれ角を有する凹溝もしくは突条と、この凹溝もしくは
突条と係合するようにシャフト貫通孔内周に形成された
係合部と、上記カムの両側を挟むホルダ部を有し、かつ
カムシャフトの軸方向へカムを移動させる制御ロッド
と、を備えてなる内燃機関の動弁装置。 - 【請求項2】 各バルブ毎に互いに隣接した開弁側カム
および閉弁側カムを有し、かつ各カムをそれぞれ移動さ
せるように第1制御ロッドと第2制御ロッドとを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14170093A JPH06346710A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 内燃機関の動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14170093A JPH06346710A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 内燃機関の動弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346710A true JPH06346710A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15298174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14170093A Pending JPH06346710A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 内燃機関の動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346710A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261402A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の可変動弁機構およびこれを用いた内燃機関 |
| JP2011102566A (ja) * | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Suzuki Motor Corp | 動弁装置及びこれを備えた内燃機関 |
| CN102720592A (zh) * | 2012-06-30 | 2012-10-10 | 长城汽车股份有限公司 | 一种发动机可变气门开启持续期的凸轮轴总成 |
| WO2019188479A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変バルブタイミング装置 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP14170093A patent/JPH06346710A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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