JPH0742517A - 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 - Google Patents
内燃機関の吸排気弁駆動制御装置Info
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- JPH0742517A JPH0742517A JP5185020A JP18502093A JPH0742517A JP H0742517 A JPH0742517 A JP H0742517A JP 5185020 A JP5185020 A JP 5185020A JP 18502093 A JP18502093 A JP 18502093A JP H0742517 A JPH0742517 A JP H0742517A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸気スワールを生成して、燃焼効率を一層向
上させて燃費及び出力トルクの向上を図る。 【構成】 制御機構23のディスク29を、ディスクハ
ウジング34を介して駆動軸21の軸心Xから偏心させ
て、駆動軸21とカムシャフト22との回転位相差を変
化させる構成である。前記カムシャフト22の外周に有
する一方側カム63の立上り面63aを、他方側カム6
4の立上り面64aよりも急傾斜状に形成して、一方側
カム63による一方側吸気弁25の開時期を他方側吸気
弁26の開時期より遅角させるようにした。
上させて燃費及び出力トルクの向上を図る。 【構成】 制御機構23のディスク29を、ディスクハ
ウジング34を介して駆動軸21の軸心Xから偏心させ
て、駆動軸21とカムシャフト22との回転位相差を変
化させる構成である。前記カムシャフト22の外周に有
する一方側カム63の立上り面63aを、他方側カム6
4の立上り面64aよりも急傾斜状に形成して、一方側
カム63による一方側吸気弁25の開時期を他方側吸気
弁26の開時期より遅角させるようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転状態に
応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御する吸排気弁
駆動制御装置に関する。
応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御する吸排気弁
駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の吸排気弁駆動制御装置と
しては種々提供されているが、その一つとして例えば実
開昭57−198306号公報等に記載されているもの
が知られている。
しては種々提供されているが、その一つとして例えば実
開昭57−198306号公報等に記載されているもの
が知られている。
【0003】図11及び図12に基づいて概略を説明す
れば、図中2はカムシャフト1の外周に相対回転自在に
設けられて、吸気バルブ16をバルブスプリング17の
ばね力に抗して開作動させる単一のカムであって、この
カム2はカム軸受用ブラケット3とカムシャフト1にキ
ー4を介して固設されたフランジ部5とにより軸方向の
位置決めがなされている。また、カム2の一側部にはU
字溝6を有するフランジ部7が形成されている一方、前
記フランジ部5にもU字溝8が形成され、両フランジ部
5,7間に円環状のディスク9が介装されている。この
ディスク9は、両側の対向位置に前記両U字溝6,8に
係合するピン10,11が設けられていると共に、外周
が制御環12に回転自在に支持されている。この制御環
12は、外周の突起12aを介してシリンダヘッド側の
支持孔13に揺動自在に支持されていると共に、該突起
12aの反対側に有する円弧状の歯車部12bがロッカ
アーム15を軸支するロッカシャフト14外周に形成さ
れた平歯形の歯車環14aに噛合している。
れば、図中2はカムシャフト1の外周に相対回転自在に
設けられて、吸気バルブ16をバルブスプリング17の
ばね力に抗して開作動させる単一のカムであって、この
カム2はカム軸受用ブラケット3とカムシャフト1にキ
ー4を介して固設されたフランジ部5とにより軸方向の
位置決めがなされている。また、カム2の一側部にはU
字溝6を有するフランジ部7が形成されている一方、前
記フランジ部5にもU字溝8が形成され、両フランジ部
5,7間に円環状のディスク9が介装されている。この
ディスク9は、両側の対向位置に前記両U字溝6,8に
係合するピン10,11が設けられていると共に、外周
が制御環12に回転自在に支持されている。この制御環
12は、外周の突起12aを介してシリンダヘッド側の
支持孔13に揺動自在に支持されていると共に、該突起
12aの反対側に有する円弧状の歯車部12bがロッカ
アーム15を軸支するロッカシャフト14外周に形成さ
れた平歯形の歯車環14aに噛合している。
【0004】そして、制御環12は、歯車部12bに噛
合した歯車環14aを介して図外の駆動機構により機関
運転状態に応じて、一方あるいは他方向へ揺動するよう
になっている。即ち、例えば機関高速高負荷時には、デ
ィスク9の中心Pが図11に示す位置に保持されて、カ
ムシャフト1とディスク9との回転中心が一致し、した
がってディスク9は、ピン11とU字溝8を介してカム
シャフト1に同期回転する一方、カム2はピン10とU
字溝6を介してカムシャフト1に同期回転する。
合した歯車環14aを介して図外の駆動機構により機関
運転状態に応じて、一方あるいは他方向へ揺動するよう
になっている。即ち、例えば機関高速高負荷時には、デ
ィスク9の中心Pが図11に示す位置に保持されて、カ
ムシャフト1とディスク9との回転中心が一致し、した
がってディスク9は、ピン11とU字溝8を介してカム
シャフト1に同期回転する一方、カム2はピン10とU
字溝6を介してカムシャフト1に同期回転する。
【0005】また、機関低速低負荷時には、駆動機構の
油圧アクチュエータによってロッカシャフト14を回動
させると、歯車環14aと歯車部12bを介して制御環
12が突起12aを支点として揺動し、これによってデ
ィスク9の中心Pがカムシャフト1の中心に対し前記回
動方向に偏心する。このため、ピン10,11が夫々U
字溝6,8に沿って移動し、かつ偏心方向にフランジ部
5,7をカムシャフト1を中心に回動させる。依って、
カムシャフト1の1回転毎に、ディスク9の回転位相が
カムシャフト1に対して変化し、同時にカム2の回転位
相もディスク9に対して変化する。したがって、カム2
は、カムシャフト1に対し、ディスク9のカムシャフト
1に対する位相差の2倍の位相差で回転する。この結
果、吸気弁16の作動角が小さく制御されて、特に閉弁
時期が進角側に制御されて、吸気の充填効率の向上によ
り燃焼効率が向上し、燃費と出力トルクが改善される。
油圧アクチュエータによってロッカシャフト14を回動
させると、歯車環14aと歯車部12bを介して制御環
12が突起12aを支点として揺動し、これによってデ
ィスク9の中心Pがカムシャフト1の中心に対し前記回
動方向に偏心する。このため、ピン10,11が夫々U
字溝6,8に沿って移動し、かつ偏心方向にフランジ部
5,7をカムシャフト1を中心に回動させる。依って、
カムシャフト1の1回転毎に、ディスク9の回転位相が
カムシャフト1に対して変化し、同時にカム2の回転位
相もディスク9に対して変化する。したがって、カム2
は、カムシャフト1に対し、ディスク9のカムシャフト
1に対する位相差の2倍の位相差で回転する。この結
果、吸気弁16の作動角が小さく制御されて、特に閉弁
時期が進角側に制御されて、吸気の充填効率の向上によ
り燃焼効率が向上し、燃費と出力トルクが改善される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前記従来の
装置にあっては、前述のように機関運転状態に応じてカ
ムシャフト1とカム2との回転位相差を変化させること
により、燃費や出力トルクを改善できるものの、燃焼室
内での吸入空気の流動性つまりスワール等の改善につい
ては何らの考慮されていない。このため、前記以上の燃
焼効率の大巾な向上を期待することは不可能である。こ
の結果、燃費や出力トルクの向上も制限的なものとな
り、機関性能の十分な向上を図ることができない。
装置にあっては、前述のように機関運転状態に応じてカ
ムシャフト1とカム2との回転位相差を変化させること
により、燃費や出力トルクを改善できるものの、燃焼室
内での吸入空気の流動性つまりスワール等の改善につい
ては何らの考慮されていない。このため、前記以上の燃
焼効率の大巾な向上を期待することは不可能である。こ
の結果、燃費や出力トルクの向上も制限的なものとな
り、機関性能の十分な向上を図ることができない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の吸
排気弁駆動制御装置の問題点に鑑みて案出されたもの
で、機関によって回転駆動する駆動軸と、該駆動軸の同
軸上に相対回転自在に設けられたカムシャフトと、該カ
ムシャフトの外周に一体に設けられ、1気筒当たり少な
くとも夫々一対の吸排気弁を作動させる少なくとも一対
のカムと、該駆動軸とカムシャフトとを連繋し、かつ駆
動軸の軸心に対して偏心動して駆動軸とカムシャフトと
の相対回転位相を変換させる制御機構と、機関運転状態
に応じて前記制御機構を偏心動させる駆動機構とを備え
た吸排気弁において、前記一方側カムの立上り面を、他
方側カムの立上り面と異なる形状に形成して、前記一方
側カムによる前記吸排気弁の開時期を他方側カムによる
開時期よりも遅角させたことを特徴としている。
排気弁駆動制御装置の問題点に鑑みて案出されたもの
で、機関によって回転駆動する駆動軸と、該駆動軸の同
軸上に相対回転自在に設けられたカムシャフトと、該カ
ムシャフトの外周に一体に設けられ、1気筒当たり少な
くとも夫々一対の吸排気弁を作動させる少なくとも一対
のカムと、該駆動軸とカムシャフトとを連繋し、かつ駆
動軸の軸心に対して偏心動して駆動軸とカムシャフトと
の相対回転位相を変換させる制御機構と、機関運転状態
に応じて前記制御機構を偏心動させる駆動機構とを備え
た吸排気弁において、前記一方側カムの立上り面を、他
方側カムの立上り面と異なる形状に形成して、前記一方
側カムによる前記吸排気弁の開時期を他方側カムによる
開時期よりも遅角させたことを特徴としている。
【0008】
【作用】前記構成の本発明によれば、両カムのプロフィ
ールを異ならしめて、例えば2つの吸気弁の開弁時期を
異ならしめるようにしたため、例えば機関低速低負荷時
における例えば吸気弁の小作動角制御時には、開弁時期
の早い方から燃焼室に流入した吸気が指向性を有して、
燃焼室内で比較的強い旋回流(スワール)を生成する。
ールを異ならしめて、例えば2つの吸気弁の開弁時期を
異ならしめるようにしたため、例えば機関低速低負荷時
における例えば吸気弁の小作動角制御時には、開弁時期
の早い方から燃焼室に流入した吸気が指向性を有して、
燃焼室内で比較的強い旋回流(スワール)を生成する。
【0009】つまり、偏心制御による弁の小作動角制御
時には、バルブリフトの立上り速度が早くなるため、吸
気弁の開時期が早くなる特性となる。このため、先行す
る吸気が強い指向性をもって燃焼室内にスワールを生成
する。そして、この先行する吸気弁の開弁により燃焼室
の内圧が一時的に低下した時点で、開弁時期の遅い方の
吸気弁が開弁するので、吸気が急速に燃焼室内に流入し
て先行するスワールに干渉してさらに強いスワールを生
成する。したがって、前記吸気弁の小作動角制御と相俟
って燃焼効率の大巾な向上が図れる。
時には、バルブリフトの立上り速度が早くなるため、吸
気弁の開時期が早くなる特性となる。このため、先行す
る吸気が強い指向性をもって燃焼室内にスワールを生成
する。そして、この先行する吸気弁の開弁により燃焼室
の内圧が一時的に低下した時点で、開弁時期の遅い方の
吸気弁が開弁するので、吸気が急速に燃焼室内に流入し
て先行するスワールに干渉してさらに強いスワールを生
成する。したがって、前記吸気弁の小作動角制御と相俟
って燃焼効率の大巾な向上が図れる。
【0010】
【実施例】図1〜図4は本発明に係る吸排気弁駆動制御
装置を多気筒機関の吸気側に適用した一実施例を示して
いる。
装置を多気筒機関の吸気側に適用した一実施例を示して
いる。
【0011】即ち、図中21は図外の機関のクランク軸
からスプロケットを介して回転駆動する駆動軸、22は
該駆動軸21の外周に一定の隙間をもって同軸上に配置
され、かつ駆動軸21と相対回転自在な中空状のカムシ
ャフト、23は駆動軸21とカムシャフト22との間に
介装されて、両者21,22を連繋する制御機構、24
は該制御機構23を揺動させる駆動機構である。
からスプロケットを介して回転駆動する駆動軸、22は
該駆動軸21の外周に一定の隙間をもって同軸上に配置
され、かつ駆動軸21と相対回転自在な中空状のカムシ
ャフト、23は駆動軸21とカムシャフト22との間に
介装されて、両者21,22を連繋する制御機構、24
は該制御機構23を揺動させる駆動機構である。
【0012】前記駆動軸21は、機関前後方向へ延設さ
れていると共に、軽量化を図るために内部中空状に形成
されている。
れていると共に、軽量化を図るために内部中空状に形成
されている。
【0013】前記カムシャフト22は、図3にも示すよ
うに長手方向の所定位置で各気筒毎に軸直角方向から分
割形成されており、夫々がシリンダヘッド20上端部に
有するカムブラケット20a,20aに回転自在に支持
されていると共に、外周の所定位置には、1気筒当たり
2つ設けられた吸気弁25,26をバルブスプリング6
1,61のばね力に抗してバルブリフター62,62を
介して開作動させる夫々一対のカム63,64が一体に
設けられている。
うに長手方向の所定位置で各気筒毎に軸直角方向から分
割形成されており、夫々がシリンダヘッド20上端部に
有するカムブラケット20a,20aに回転自在に支持
されていると共に、外周の所定位置には、1気筒当たり
2つ設けられた吸気弁25,26をバルブスプリング6
1,61のばね力に抗してバルブリフター62,62を
介して開作動させる夫々一対のカム63,64が一体に
設けられている。
【0014】この各カム63,64は、図1及び図2に
示すようにそのプロフィールが異なった形状に形成さ
れ、他方側カム64はリフト立上り面64a(開弁側)
とリフト立下り面64b(閉弁側)が中心線Nを中心と
した左右対称形状に形成されているのに対し、一方側カ
ム63は、非対称形状に形成され、リフト立上り面63
aがリフト立下り面63bよりも急傾斜状に形成されて
いる。
示すようにそのプロフィールが異なった形状に形成さ
れ、他方側カム64はリフト立上り面64a(開弁側)
とリフト立下り面64b(閉弁側)が中心線Nを中心と
した左右対称形状に形成されているのに対し、一方側カ
ム63は、非対称形状に形成され、リフト立上り面63
aがリフト立下り面63bよりも急傾斜状に形成されて
いる。
【0015】前記制御機構23は、図1及び図4に示す
ように各カムシャフト22の一端部に一体に設けられた
第1フランジ部27と、駆動軸21の所定外周にスリー
ブ28を介して設けられ、前記第1フランジ部27と対
向する第2フランジ部32と、該両フランジ部29,3
2の間に介装された環状ディスク29と、該環状ディス
ク29の外周を支持孔34a内周面で回転自在に支持す
るディスクハウジング34とから主として構成されてい
る。
ように各カムシャフト22の一端部に一体に設けられた
第1フランジ部27と、駆動軸21の所定外周にスリー
ブ28を介して設けられ、前記第1フランジ部27と対
向する第2フランジ部32と、該両フランジ部29,3
2の間に介装された環状ディスク29と、該環状ディス
ク29の外周を支持孔34a内周面で回転自在に支持す
るディスクハウジング34とから主として構成されてい
る。
【0016】前記第1フランジ部27は、図5にも示す
ように中空部から半径方向に沿った細長い矩形状の係合
溝30が形成されており、また、その外側面に円周方向
に環状ディスク29の一側面に摺接する突起面27aが
一体に設けられている。一方、第2フランジ部32は、
図6に示すようにスリーブ28の機関後端側に一体に設
けられ、前記係合溝30と180°の反対位置に半径方
向に沿った細長い矩形状の係合溝33が形成されてお
り、また、外側面に環状ディスク29の他側面に摺接す
る突起面32aが一体に設けられている。
ように中空部から半径方向に沿った細長い矩形状の係合
溝30が形成されており、また、その外側面に円周方向
に環状ディスク29の一側面に摺接する突起面27aが
一体に設けられている。一方、第2フランジ部32は、
図6に示すようにスリーブ28の機関後端側に一体に設
けられ、前記係合溝30と180°の反対位置に半径方
向に沿った細長い矩形状の係合溝33が形成されてお
り、また、外側面に環状ディスク29の他側面に摺接す
る突起面32aが一体に設けられている。
【0017】前記スリーブ28は、図3に示すように小
径な一端部28bが各カムシャフト22の前記他方側の
分割端部内に回転自在に挿入している共に、略中央位置
に直径方向に貫通した連結軸31を介して駆動軸21に
連結固定されている。
径な一端部28bが各カムシャフト22の前記他方側の
分割端部内に回転自在に挿入している共に、略中央位置
に直径方向に貫通した連結軸31を介して駆動軸21に
連結固定されている。
【0018】前記環状ディスク29は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト22の内径と略同径に形成
されて、駆動軸21の外周面との間に環状の隙間部Sを
形成していると共に小巾の外周部がディスクハウジング
34の一側部に固定された保持部材35を介して保持さ
れている。また、直径線上の対向位置に貫通形成された
ピン孔29b,29cには、各係合溝30,33に係合
する一対のピン36,37が回転自在に挿通支持されて
いる。この各ピン36,37は、互いにカムシャフト軸
方向へ逆向きに突出しており、先端部の両側縁に図5及
び図6に示すように前記係合溝30,33の対向内面3
0a,30b、33a,33bと当接する2面巾状の平
面部36a,36b、37a,37bが形成されてい
る。
を呈し、内径がカムシャフト22の内径と略同径に形成
されて、駆動軸21の外周面との間に環状の隙間部Sを
形成していると共に小巾の外周部がディスクハウジング
34の一側部に固定された保持部材35を介して保持さ
れている。また、直径線上の対向位置に貫通形成された
ピン孔29b,29cには、各係合溝30,33に係合
する一対のピン36,37が回転自在に挿通支持されて
いる。この各ピン36,37は、互いにカムシャフト軸
方向へ逆向きに突出しており、先端部の両側縁に図5及
び図6に示すように前記係合溝30,33の対向内面3
0a,30b、33a,33bと当接する2面巾状の平
面部36a,36b、37a,37bが形成されてい
る。
【0019】前記ディスクハウジング34は、図1に示
すように略円環状を呈し、外周の一端部に有するボス部
34bの枢支孔38を介して支軸40に揺動自在に支持
されていると共に、ボス部34bと直径方向の反対側に
有する突起部34cに矩形状のカム溝39が形成されて
いる。また、このカム溝39内には、制御シャフト42
に一体に設けられた偏心カム41が回動自在に設けられ
ている。したがって、ディスクハウジング34は、偏心
カム41の回転に伴い支軸40を支点として上下に揺動
するようになっている。
すように略円環状を呈し、外周の一端部に有するボス部
34bの枢支孔38を介して支軸40に揺動自在に支持
されていると共に、ボス部34bと直径方向の反対側に
有する突起部34cに矩形状のカム溝39が形成されて
いる。また、このカム溝39内には、制御シャフト42
に一体に設けられた偏心カム41が回動自在に設けられ
ている。したがって、ディスクハウジング34は、偏心
カム41の回転に伴い支軸40を支点として上下に揺動
するようになっている。
【0020】前記支軸40は、図4に示すようにその基
部がシリンダヘッド20の上端部に固定されたブラケッ
ト43の固定用孔43aに固定されている。一方、前記
偏心カム41は、図1に示すように周方向の肉厚が薄肉
部41aと対向する部位が最大厚肉部41bとなるよう
に漸次変化していると共に、その中心P1が制御シャフ
ト42の軸心P2から所定量偏倚している。前記制御シ
ャフト42は、支軸40と並行に機関の前後方向に沿っ
て延設されて、所定部位がシリンダヘッド20上の図外
の軸受に支持されていると共に、前記駆動機構24によ
って回転制御されるようになっている。
部がシリンダヘッド20の上端部に固定されたブラケッ
ト43の固定用孔43aに固定されている。一方、前記
偏心カム41は、図1に示すように周方向の肉厚が薄肉
部41aと対向する部位が最大厚肉部41bとなるよう
に漸次変化していると共に、その中心P1が制御シャフ
ト42の軸心P2から所定量偏倚している。前記制御シ
ャフト42は、支軸40と並行に機関の前後方向に沿っ
て延設されて、所定部位がシリンダヘッド20上の図外
の軸受に支持されていると共に、前記駆動機構24によ
って回転制御されるようになっている。
【0021】前記駆動機構24は、図7に示すように前
記制御シャフト42の一端部に設けられた油圧アクチュ
エータ46と、油圧アクチュエータ46に油圧を給排す
る油圧回路47とを備えている。
記制御シャフト42の一端部に設けられた油圧アクチュ
エータ46と、油圧アクチュエータ46に油圧を給排す
る油圧回路47とを備えている。
【0022】前記油圧アクチュエータ46は、シリンダ
ヘッド20にブラケットを介して固定された筒状ハウジ
ング48と、該筒状ハウジング48内に回転自在に設け
られた2枚羽根の回転ベーン49と、該回転ベーン49
に隔成されて、対角線上に位置する各第1油室50,5
0及び第2油室51,51とを備えており、前記回転ベ
ーン49の中央に制御シャフト42がに連結されてい
る。
ヘッド20にブラケットを介して固定された筒状ハウジ
ング48と、該筒状ハウジング48内に回転自在に設け
られた2枚羽根の回転ベーン49と、該回転ベーン49
に隔成されて、対角線上に位置する各第1油室50,5
0及び第2油室51,51とを備えており、前記回転ベ
ーン49の中央に制御シャフト42がに連結されてい
る。
【0023】前記油圧回路47は、第1,第2油室5
0,51に油圧を給排する一対の第1,第2油通路52
a,52bと、該両油通路52a,52bの端部に設け
られた4ポート2位置型の電磁切換弁53と、オイルメ
インギャラリ54の上流端に設けられたオイルポンプ5
5と、各油通路52a,52bと適宜連通してオイルパ
ン56内に作動油を戻すドレン通路57と、ポンプ吐出
圧を一定圧に制御するリリーフバルブ58とを備えてい
る。
0,51に油圧を給排する一対の第1,第2油通路52
a,52bと、該両油通路52a,52bの端部に設け
られた4ポート2位置型の電磁切換弁53と、オイルメ
インギャラリ54の上流端に設けられたオイルポンプ5
5と、各油通路52a,52bと適宜連通してオイルパ
ン56内に作動油を戻すドレン通路57と、ポンプ吐出
圧を一定圧に制御するリリーフバルブ58とを備えてい
る。
【0024】更に、前記電磁切換弁53は、機関回転数
や吸気空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態を
検出するコントローラ59からのON−OFF信号によ
って切り換え作動し、OFF信号によってオイルポンプ
55と第1油通路52aとを連通させると共に、第2油
通路52bとドレン通路57を連通させ、ON信号によ
って前記とは逆に連通させるようになっている。
や吸気空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態を
検出するコントローラ59からのON−OFF信号によ
って切り換え作動し、OFF信号によってオイルポンプ
55と第1油通路52aとを連通させると共に、第2油
通路52bとドレン通路57を連通させ、ON信号によ
って前記とは逆に連通させるようになっている。
【0025】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、機関の高速高負荷時には、コントローラ59から
電磁切換弁53にOFF信号が出力されて、第1油室5
0,50内の作動油がドレン通路57から排出されると
共に、第2油室51,51内にオイルポンプ55から油
圧が圧送され、回転ベーン49が図7の反時計方向に回
転する。したがって、偏心カム41も反時計方向に回転
して、図1に示す位置に保持される。これによって、デ
ィスクハウジング34も、支軸40を支点として図1の
位置に保持され、環状ディスク29の中心Yが駆動軸2
1の軸心Xと合致する。
まず、機関の高速高負荷時には、コントローラ59から
電磁切換弁53にOFF信号が出力されて、第1油室5
0,50内の作動油がドレン通路57から排出されると
共に、第2油室51,51内にオイルポンプ55から油
圧が圧送され、回転ベーン49が図7の反時計方向に回
転する。したがって、偏心カム41も反時計方向に回転
して、図1に示す位置に保持される。これによって、デ
ィスクハウジング34も、支軸40を支点として図1の
位置に保持され、環状ディスク29の中心Yが駆動軸2
1の軸心Xと合致する。
【0026】依って、環状ディスク29と駆動軸21と
の間に回転位相は生じず、またカムシャフト22の中心
と環状ディスク29の中心Yも合致しているため、両者
22,29間の回転位相差も生じない。したがって、駆
動軸21の回転に伴いスリーブ28が同期回転すると共
に、第2フランジ部32の係止溝33とピン37,環状
ディスク29,ピン36,第1フランジ部27の係止溝
30を介してカムシャフト22も同期回転する。
の間に回転位相は生じず、またカムシャフト22の中心
と環状ディスク29の中心Yも合致しているため、両者
22,29間の回転位相差も生じない。したがって、駆
動軸21の回転に伴いスリーブ28が同期回転すると共
に、第2フランジ部32の係止溝33とピン37,環状
ディスク29,ピン36,第1フランジ部27の係止溝
30を介してカムシャフト22も同期回転する。
【0027】したがって、吸気弁25,26は、図8A
の実線L1,L2で示すように作動角が大きくなり、開
弁時期が早くなると共に、閉弁時期が遅くなるため、吸
気慣性力を利用した吸気充填効率が向上し、高出力化が
図れる。
の実線L1,L2で示すように作動角が大きくなり、開
弁時期が早くなると共に、閉弁時期が遅くなるため、吸
気慣性力を利用した吸気充填効率が向上し、高出力化が
図れる。
【0028】一方、機関低速低負荷時には、コントロー
ラ65から電磁切換弁53にON信号が出力されてオイ
ルポンプ55から吐出された油圧が第1油室50,50
内に流入する一方、第2油室51,51内の作動油がド
レン通路57からオイルパン56内に排出される。この
ため、回転ベーン49が図7の時計方向に回転して制御
シャフト42を同方向に回転させる。したがって、偏心
カム41は、図1に示す実線位置から破線位置まで図中
時計方向へ回転して、θ角度位置まで最大に回転し、最
大肉厚部41bが下部側に移動する。依って、ディスク
ハウジング34は、カム孔39を介して支軸40を支点
として揺動し、環状ディスク29の中心Yが駆動軸21
(カムシャフト22)の中心Xから偏心する。つまり、
偏心カム41の回動に伴い突起部34cが下方向へ引き
下げられると支軸40を支点として全体が下方向へ揺動
して所定量偏心する。したがって、第2フランジ部32
の係止溝33とピン37並びに第1フランジ部27の係
止溝30とピン36との摺動位置が駆動軸21の1回転
毎に移動し、環状ディスク29の角速度が変化して不等
角速度回転になる。
ラ65から電磁切換弁53にON信号が出力されてオイ
ルポンプ55から吐出された油圧が第1油室50,50
内に流入する一方、第2油室51,51内の作動油がド
レン通路57からオイルパン56内に排出される。この
ため、回転ベーン49が図7の時計方向に回転して制御
シャフト42を同方向に回転させる。したがって、偏心
カム41は、図1に示す実線位置から破線位置まで図中
時計方向へ回転して、θ角度位置まで最大に回転し、最
大肉厚部41bが下部側に移動する。依って、ディスク
ハウジング34は、カム孔39を介して支軸40を支点
として揺動し、環状ディスク29の中心Yが駆動軸21
(カムシャフト22)の中心Xから偏心する。つまり、
偏心カム41の回動に伴い突起部34cが下方向へ引き
下げられると支軸40を支点として全体が下方向へ揺動
して所定量偏心する。したがって、第2フランジ部32
の係止溝33とピン37並びに第1フランジ部27の係
止溝30とピン36との摺動位置が駆動軸21の1回転
毎に移動し、環状ディスク29の角速度が変化して不等
角速度回転になる。
【0029】即ち、係止溝30とピン36の摺動位置が
駆動軸21の中心Xに接近する場合は、係止溝33とピ
ン37の摺動位置が中心Xから離れる関係になる。この
場合は、環状ディスク29は、駆動軸21に対して角速
度が大きくなり、環状ディスク29に対しカムシャフト
22の角速度も大きくなる。したがって、カムシャフト
22は、駆動軸21に対して、部分的に2重に増速され
た状態になる。
駆動軸21の中心Xに接近する場合は、係止溝33とピ
ン37の摺動位置が中心Xから離れる関係になる。この
場合は、環状ディスク29は、駆動軸21に対して角速
度が大きくなり、環状ディスク29に対しカムシャフト
22の角速度も大きくなる。したがって、カムシャフト
22は、駆動軸21に対して、部分的に2重に増速され
た状態になる。
【0030】この結果、該夫々の角速度の変化に基づき
カムシャフト22と駆動軸21との回転位相差は、図8
Bに示すように変化し、作動角は同図Aの破線L3,L
4に示すように小作動角に制御される。
カムシャフト22と駆動軸21との回転位相差は、図8
Bに示すように変化し、作動角は同図Aの破線L3,L
4に示すように小作動角に制御される。
【0031】つまり、カムシャフト22の角速度が相対
的に大きい場合は、駆動軸21に対する回転位相は両者
21,22が等速になるまで進み、やがてカムシャフト
22の角速度が相対的に小さくなると回転位相は両者2
1,22が等速になるまで遅れる。そして、図8BAで
示すように回転位相差の最大,最小点の途中に同位相点
(P点)が存在し、同図の破線で示す回転位相の変化で
は、P点よりも前の吸気弁23の開弁時期が遅れ、P点
より後の閉弁時期は進み、図8Aの破線L3,L4で示
すように弁の作動角が小さくなる。したがって、前記の
ように機関低速低負荷域では、吸気弁23の開時期が少
し遅れ、閉時期が早くなる。これによって、吸排気弁の
バルブオーバラップが小さくなり、燃焼室の残留ガスが
減少し、安定した燃焼により燃費の向上が図れる。ま
た、早い閉弁時期により、吸気充填効率が向上し、低速
トルクを高めることができる。
的に大きい場合は、駆動軸21に対する回転位相は両者
21,22が等速になるまで進み、やがてカムシャフト
22の角速度が相対的に小さくなると回転位相は両者2
1,22が等速になるまで遅れる。そして、図8BAで
示すように回転位相差の最大,最小点の途中に同位相点
(P点)が存在し、同図の破線で示す回転位相の変化で
は、P点よりも前の吸気弁23の開弁時期が遅れ、P点
より後の閉弁時期は進み、図8Aの破線L3,L4で示
すように弁の作動角が小さくなる。したがって、前記の
ように機関低速低負荷域では、吸気弁23の開時期が少
し遅れ、閉時期が早くなる。これによって、吸排気弁の
バルブオーバラップが小さくなり、燃焼室の残留ガスが
減少し、安定した燃焼により燃費の向上が図れる。ま
た、早い閉弁時期により、吸気充填効率が向上し、低速
トルクを高めることができる。
【0032】そして、本実施例では、一方側カム63の
立上り面63aを立下り面63bよりも急傾斜状に形成
して、一方側,他方側吸気弁25,26の開時期を異な
らせたため、特に前述の吸気弁25,26の小作動角制
御時に、燃焼室内で強い吸気スワールを生成することが
できる。
立上り面63aを立下り面63bよりも急傾斜状に形成
して、一方側,他方側吸気弁25,26の開時期を異な
らせたため、特に前述の吸気弁25,26の小作動角制
御時に、燃焼室内で強い吸気スワールを生成することが
できる。
【0033】即ち、斯かる弁の小作動角制御時において
は、前記図8Aの破線L3,L4で示したようにバルブ
リフトの立上りが急激になるので、他方側カム64によ
って先に開弁する他方側吸気弁26(破線L3側)の開
弁速度が上昇する。このため、該他方側の吸気弁26を
通った吸気は燃焼室内で強い指向性を持ち、該燃焼室内
で比較的強いスワールを生成する。また、この先行した
他方側吸気弁26の急速な開弁により、燃焼室の内圧が
図8Cの実線で示すように吸気管内圧(一点鎖線)より
も一時的に急激に低下するため、遅れて開弁した一方側
吸気弁25(破線L4側)からの吸気が燃焼室内へ急速
に流入し、先行する吸気スワールに干渉してさらに強い
スワールを生成する。この結果、2弁式による吸気量の
増加と相俟って燃焼効率が一層向上し、出力トルクと燃
費を大巾に改善することが可能になる。
は、前記図8Aの破線L3,L4で示したようにバルブ
リフトの立上りが急激になるので、他方側カム64によ
って先に開弁する他方側吸気弁26(破線L3側)の開
弁速度が上昇する。このため、該他方側の吸気弁26を
通った吸気は燃焼室内で強い指向性を持ち、該燃焼室内
で比較的強いスワールを生成する。また、この先行した
他方側吸気弁26の急速な開弁により、燃焼室の内圧が
図8Cの実線で示すように吸気管内圧(一点鎖線)より
も一時的に急激に低下するため、遅れて開弁した一方側
吸気弁25(破線L4側)からの吸気が燃焼室内へ急速
に流入し、先行する吸気スワールに干渉してさらに強い
スワールを生成する。この結果、2弁式による吸気量の
増加と相俟って燃焼効率が一層向上し、出力トルクと燃
費を大巾に改善することが可能になる。
【0034】また、この小作動角制御時には、閉弁時期
も早くなるため、燃焼室内の圧縮開始時期が早くなっ
て、所謂有効圧縮比が大きくなるので、特に燃焼温度の
低いアイドリング運転に近い低速低負荷域で前述のよう
な燃費等の改善に有効である。
も早くなるため、燃焼室内の圧縮開始時期が早くなっ
て、所謂有効圧縮比が大きくなるので、特に燃焼温度の
低いアイドリング運転に近い低速低負荷域で前述のよう
な燃費等の改善に有効である。
【0035】一方、前述のような両カム63,64の異
なるプロフィールに基づいて、各吸気弁25,26の作
動角を拡大する方向に制御することも可能である。即
ち、斯かる作動角を拡大するには、図9の破線で示すよ
うにディスクハウジング34を図中上方向に揺動させ
て、ディスク29の中心Yを駆動軸21の軸心Xに対し
て上方へ偏心させることによって行うことが可能にな
る。
なるプロフィールに基づいて、各吸気弁25,26の作
動角を拡大する方向に制御することも可能である。即
ち、斯かる作動角を拡大するには、図9の破線で示すよ
うにディスクハウジング34を図中上方向に揺動させ
て、ディスク29の中心Yを駆動軸21の軸心Xに対し
て上方へ偏心させることによって行うことが可能にな
る。
【0036】そして、吸気弁25,26の作動角が図1
0Aの破線L5,L6に示すように拡大されることによ
り、該吸気弁25,26の開時期が同心制御(図中実
線)時よりも進角されて、排気弁(バルブリフトZ)と
のバルブオーバラップも大きくなる。この時、両吸気弁
25,26の開時期の差θ1,θ2は、偏心制御によっ
て大巾に拡大する。したがって、斯かる偏心制御によ
り、他方側吸気弁26のみが大きなバルブオーバラップ
が形成されるため、該吸気弁26の開いた時点で燃焼室
から吸気通路への吸気の逆流が強くなる。このため、2
本の吸気通路のうち、一方が吸気逆流により流れが抑制
されるため、両吸気通路間の吸気流入速度差が大きくな
り、吸気流入の指向性が強くなる。この結果、燃焼室内
で強いスワールが生成される。
0Aの破線L5,L6に示すように拡大されることによ
り、該吸気弁25,26の開時期が同心制御(図中実
線)時よりも進角されて、排気弁(バルブリフトZ)と
のバルブオーバラップも大きくなる。この時、両吸気弁
25,26の開時期の差θ1,θ2は、偏心制御によっ
て大巾に拡大する。したがって、斯かる偏心制御によ
り、他方側吸気弁26のみが大きなバルブオーバラップ
が形成されるため、該吸気弁26の開いた時点で燃焼室
から吸気通路への吸気の逆流が強くなる。このため、2
本の吸気通路のうち、一方が吸気逆流により流れが抑制
されるため、両吸気通路間の吸気流入速度差が大きくな
り、吸気流入の指向性が強くなる。この結果、燃焼室内
で強いスワールが生成される。
【0037】このように、弁の作動角を拡大すること
は、吸気弁25,26の閉時期が遅れ、有効圧縮比も低
下するので、該有効圧縮比が低下しても影響の少ない中
負荷の運転域に適している。
は、吸気弁25,26の閉時期が遅れ、有効圧縮比も低
下するので、該有効圧縮比が低下しても影響の少ない中
負荷の運転域に適している。
【0038】尚、高速高負荷の運転域では、斯かる弁の
作動角を拡大する制御は適しないが、弁作動角を中程度
に制御すれば、十分なスワールを確保しつつ運転性能の
低下を防止することが可能になる。
作動角を拡大する制御は適しないが、弁作動角を中程度
に制御すれば、十分なスワールを確保しつつ運転性能の
低下を防止することが可能になる。
【0039】また、この実施例では、ディスクハウジン
グ34を従来のよに平歯車を用いずに偏心カム41を用
いて揺動させるようにしたため、カムシャフト22の回
転トルク変動に起因するディスクハウジング34の交番
荷重による打音や摩耗等の発生を防止できる。
グ34を従来のよに平歯車を用いずに偏心カム41を用
いて揺動させるようにしたため、カムシャフト22の回
転トルク変動に起因するディスクハウジング34の交番
荷重による打音や摩耗等の発生を防止できる。
【0040】しかも、前述のように各ピン36,37は
両側縁が平面部36a,36b、37a,37bに形成
されているため、各係止溝30,33の対抗内面30
a,30b、33a,33bと面接触状態で当接する。
したがって、駆動軸21からカムシャフト22への回転
伝達時及び環状ディスク29の偏心状態における平面部
36a,36b、37a,37bと対向内面30a,3
0b、33a,33bとの摺動時に両者間の集中荷重の
発生が防止されて、面圧が低下する。この結果、係止溝
30,33とピン36,37間に経時的な摩耗の発生が
防止されて、カムシャフト22の回転トルク変動に伴う
各フランジ部27,32と各ピン36,37との打音の
発生やバルブタイミングのズレによる制御精度の低下等
が防止される。
両側縁が平面部36a,36b、37a,37bに形成
されているため、各係止溝30,33の対抗内面30
a,30b、33a,33bと面接触状態で当接する。
したがって、駆動軸21からカムシャフト22への回転
伝達時及び環状ディスク29の偏心状態における平面部
36a,36b、37a,37bと対向内面30a,3
0b、33a,33bとの摺動時に両者間の集中荷重の
発生が防止されて、面圧が低下する。この結果、係止溝
30,33とピン36,37間に経時的な摩耗の発生が
防止されて、カムシャフト22の回転トルク変動に伴う
各フランジ部27,32と各ピン36,37との打音の
発生やバルブタイミングのズレによる制御精度の低下等
が防止される。
【0041】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、とりわけ、1気筒当たり少なくとも一対の吸気
弁を作動する一方側カムの立上り面を、他方側カムの立
下り面と異なる形状に形成して、前記一方側カムによる
吸排気弁の開時期を他方側カムによる開時期よりも遅角
させたため、例えば吸排気弁の小作動角制御時において
燃焼室内で強い吸気スワールを生成することが可能にな
る。この結果、前記小作動角制御による燃焼効率と相俟
って所定の機関運転状態時における燃焼効率が一層向上
し、燃費と出力トルクをさらに向上させることができ
る。
よれば、とりわけ、1気筒当たり少なくとも一対の吸気
弁を作動する一方側カムの立上り面を、他方側カムの立
下り面と異なる形状に形成して、前記一方側カムによる
吸排気弁の開時期を他方側カムによる開時期よりも遅角
させたため、例えば吸排気弁の小作動角制御時において
燃焼室内で強い吸気スワールを生成することが可能にな
る。この結果、前記小作動角制御による燃焼効率と相俟
って所定の機関運転状態時における燃焼効率が一層向上
し、燃費と出力トルクをさらに向上させることができ
る。
【図1】本発明の一実施例を示す図4のA−A線断面
図。
図。
【図2】本実施例に供されるカムを示す正面図。
【図3】本実施例の要部断面図。
【図4】本実施例の要部平面図。
【図5】図4のB−B線断面図。
【図6】図4のC−C線断面図。
【図7】本実施例に供される駆動機構を示す概略図。
【図8】Aは本実施例の吸気弁によるバルブリフト特性
図、Bは偏心制御時における駆動軸とカムシャフトとの
回転位相差特性図、Cは燃焼室内圧及び吸気通路内圧と
の関係を示す特性図。
図、Bは偏心制御時における駆動軸とカムシャフトとの
回転位相差特性図、Cは燃焼室内圧及び吸気通路内圧と
の関係を示す特性図。
【図9】ディスクの異なる偏心方向を示す図4のA−A
線断面図。
線断面図。
【図10】Aは前記異なる偏心制御時と同心制御時にお
けるバルブリフト特性図、Bは同偏心制御時における駆
動軸とカムシャフトとの回転位相差特性図、Cは同制御
中の燃焼室内圧と吸気通路内圧との関係を示す特性図。
けるバルブリフト特性図、Bは同偏心制御時における駆
動軸とカムシャフトとの回転位相差特性図、Cは同制御
中の燃焼室内圧と吸気通路内圧との関係を示す特性図。
【図11】従来の吸排気弁駆動制御装置を示す要部断面
図。
図。
【図12】図11のD−D線断面図。
21…駆動軸 22…カムシャフト 23…制御機構 24…駆動機構 25…一方側吸気弁 26…他方側吸気弁 63…一方側カム 63a…立上り面 64…他方側カム 64a…立上り面
Claims (1)
- 【請求項1】 機関によって回転駆動する駆動軸と、該
駆動軸の同軸上に相対回転自在に設けられたカムシャフ
トと、該カムシャフトの外周に一体に設けられ、1気筒
当たり少なくとも夫々一対の吸排気弁を作動させる少な
くとも一対のカムと、該駆動軸とカムシャフトとを連繋
し、かつ駆動軸の軸心に対して偏心動して駆動軸とカム
シャフトとの相対回転位相を変換させる制御機構と、機
関運転状態に応じて前記制御機構を偏心動させる駆動機
構とを備えた吸排気弁において、前記一方側カムの立上
り面を、他方側カムの立上り面と異なる形状に形成し
て、前記一方側カムによる前記吸排気弁の開時期を他方
側カムによる開時期よりも遅角させたことを特徴とする
内燃機関の吸排気弁駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18502093A JP3355226B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18502093A JP3355226B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742517A true JPH0742517A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3355226B2 JP3355226B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16163375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18502093A Expired - Fee Related JP3355226B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355226B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18502093A patent/JP3355226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3355226B2 (ja) | 2002-12-09 |
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