JPH10513243A - 内燃機関のためのシリンダーヘッドにおける装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は燃焼機関のためのシリンダーヘッドにおける装置に関する。シリンダーヘッド（１）はシリンダーヘッド内の燃焼室（５）と管（９）の間の連通を制御するために吸気または排気弁（８）をそれぞれ有する少なくとも一つの吸気及び少なくとも一つの排気管（９）を持つ。弁のそれぞれはバルブディスク（１０）が弁座（１５）と接触している第１位置とバルブディスクが弁座（１５）から離れている第２位置の間で移動できるきのこ弁からなる。本発明によれば、各シリンダー（３）のための少なくとも一つの弁（８）はバルブディスク（１０）が第２弁座（１９）と接触している第３位置に移動可能であり、第１及び第２弁座（１５，１９）は管（９）において互いに間隔をあけて設けられ、管は二つの弁座間の室（１３）内に広がっている。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関のためのシリンダーヘッドにおける装置 本発明は内燃機関のためのシリンダーヘッドにおける装置であって、各シリンダ ーのための前記シリンダーヘッドがシリンダーヘッド内に少なくとも部分的に設 けられている燃焼室と吸気管の間の連通を制御するための吸気弁を有する少なく とも一つの吸気管、及び燃焼室と排気管の間の連通を制御するための排気弁を有 する少なくとも一つの排気管を含み、バルブのそれぞれがきのこ弁であり、バル ブディスクが問題の管と燃焼室の間の連通を止めるためにシリンダーヘッド内の 弁座と接触している第１位置とバルブディスクが弁座から間隔をあけ連通状態に ある第２位置の間でシフト可能である装置に関する。 上記タイプのシリンダーヘッドは例えば自動車のための動力装置として機能す るほとんどの内燃機関で使用されている。これらのシリンダーヘッドにおける弁 は機関内のガス交換を制御することに関して極めて有効であり、それらはバルブ ディスクが燃焼室自体に設けられるような方法で通常設置されている。 現在の運転条件に適応できるようにすることによって機関効率を増大すること は内燃機関を設計するときの一般的な目的である。効率を上げることによって、 燃料消費を減らし、機関排気中の毒性成分を減らすことを意図している。異なる 運転条件下で効率の増大を達成するために、弁の開閉回数を変更すること、圧縮 比を変更すること及び燃料供給及び点火のためのシステムを変えることが提案さ れ、これらの手段は別々に又は様々な組合せで行われている。 圧縮比の変更は運転条件の変更に適応させることによって内燃機関の効率を増 大する際の効率的なステップである。運転中に圧縮比を変更するための装置は知 られているが、これらの公知の装置は複雑なデザインからなりかつ／又は実際に 満足のいく結果を与えない。それゆえ運転条件の変更に適応するために運転中に 内燃機関の圧縮比を変更するための簡略な装置に対する要求が存在する。 それゆえ本発明は信頼性のある方法で運転中に機関の圧縮比を変更することが できる、内燃機関のためのシリンダーヘッドにおける装置を達成することを意図 したものである。これは装置を請求の範囲第１項の特徴部分に開示された特別な 特徴で作ることによって冒頭に記載されたタイプの装置において本発明に従って 達成される。 本発明の特別な具体例はサブクレームに開示されている。 本発明は添付の図面を参照して以下に詳細に記載されるだろう。それらの図面 は内燃機関の上部の概略的な部分破断図を示したものである。 図１は第１の、閉じられた位置の弁を有する機関を示したものである。 図２は第２の、開かれた位置の弁を有する機関を示したものである。 図３は図２に示されたものに相当する位置の弁を有する機関を示すが、別の弁 機構によって作動されているものが示されている。 図４は第３の、閉じられた位置の弁を有する機関を示したものである。 図面はシリンダーヘッド１及びシリンダーブロック２を含む内燃機関の一部を 極めて概略的に示している。シリンダーブロック２のうちシリンダー３の一部と その中に配置されたピストン４で上部だけが示されている。ピストン４上のシリ ンダー３の一部及びシリンダーヘッド１にはスパークプラグ６が広がる燃焼室５ が存在する。またシリンダーヘッド１内にカムシャフト７も装着されている。 上記の構成要素は従来の機関に相当する方法で作られるが、多シリンダー機関 では機関内にシリンダーの数に相当する数の構成要素が存在する。 図１及び２は本発明の装置による装置を用いて作られた、シリンダーヘッド１ を有する機関を示しており、前記装置は機関に第１圧縮比を与える方法で作動す る。図３及び４では図１及び２と同じ機関が示されているが、本発明による装置 は機関に第２圧縮比を与える方法で作動する。本発明による装置は管９と燃焼室 ５の間の連通を制御するために管９内に配置された弁８を含む。管９はこの場合 において吸気管または排気管のいずれかであることができ、弁８は吸気弁又は排 気弁である。弁８はバルブディスク１０及びバルブステム１１を有し、バルブス テムはバルブディスク１０から離れて面するその一端でタペット１２によって作 動される。バルブディスク１０は管９の広くなった部分に位置し、この広がった 部分は室１３を形成し、それは開口１４を介して燃焼室５と連通している。 図１は管９と室１３の間の変わり目に設けられた第１弁座１５に対して閉じら れた弁８を示している。室１３及び開口１４を介しての管９と燃焼室５の間の連 通は従って遮断されている。同時に、室１３及び開口１４は燃焼室５の体積を増 加し、機関内で予め決められた圧縮比にする。 図１に示された閉じられた位置から、弁８は図２に示されている第２の、開放 位置に移動することができる。弁８はカムシャフト７上のカムローブ７ａによっ て作用される。カムローブ７ａはロッカーシャフト１６上に装着されたロッカー １７を介してタペット１２に作用する。従って弁８はバルブスプリング１８の効 果に対して開放し、それは弁８を閉じられた位置に片寄らす。バルブディスク１ ０が図２に示された開放位置にあるとき、室１３及び開口１４を介しての燃焼室 ５と管９の間の連通は室１３がバルブディスク１０により大きな直径からなり、 そのためバルブディスク１０の周囲に流れが生じるという事実によって開放され ている。これはバルブ８が図１及び２に示されたように機能するとき、内燃機関 において従来のきのこ弁として機能することを意味する。 図３は原理的には図２に示されたのと同じ位置の弁８を示したものである。図 ２と図３の違いは図３では、弁８がロッカーシャフト１６上に装着されカムシャ フト７上のカムローブ７ｂによって作用されるロッカー１７ａによって開放位置 を保たれていることである。図３に示された開放位置から、弁８はカムローブ７ ｂ及びロッカー１７ａによって図４に示された閉じられた位置に移動することが できる。 図４に示された位置では、バルブディスク１０は室１３と開口１４の間の変わ り目に配置された第２弁座１９と封止接触している。バルブディスク１０は従っ てカムローブシャフト７上のカムローブ７ｂ、ロッカー１７ａ、バルブタペット １２及びバブルステム１１の助けで弁座１９に対して押しつけられている。それ ゆえカムローブ７ｂはバルブディスク１０が封止するのに十分な力で第２弁座１ ９に対して押しつけるような方法で作られなければならない。 弁８は図３及び４に示された位置間で作動するとき、燃焼室５は弁８が図１及 び２に従って作動するときよりかなり小さい体積を持つだろう。これは図３及び ４に従ったバルブ作動が機関においてより高い圧縮比を持つことを意味している 。 上記からわかるように、単一の弁８を用いる本発明の装置で極めて簡単な方法 で機関内で二つの異なる圧縮比を達成することができる。二つの異なる圧縮比間 のシフトは様々な方法で実施できるが、これはここではさらに詳細に説明しない 。また上述の記載は吸気弁又は排気弁のいずれであることができる弁に適用でき ることも気づくべきである。もし吸気弁及び排気弁の両方が本発明に従って設計 され、室１３が異なる体積を与えられるなら、一方の又は両方の弁の機能を変更 することによって四つの異なる圧縮比を達成することができる。シリンダーあた り四つの弁を有し、弁の全てが本発明に従って作られ、異なる体積の室を有する 機関では、可能な圧縮比の数をさらに増加することができる。これは機関排気中 の毒性成分の放出及び燃料消費の減少に関して及び機関の効率に関しての両方を 達成する利点を有しながら、機関の圧縮比を様々な運転条件に良好に適合させる ことができる。 本発明は上記例に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で変更することが できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関のためのシリンダーヘッドにおける装置であって、各シリンダー （３）のための前記シリンダーヘッド（１）がシリンダーヘッド（１）内に少な くとも部分的に設けられている燃焼室（５）と吸気管（９）の間の連通を制御す るための吸気弁（８）を有する少なくとも一つの吸気管（９）、及び燃焼室（５ ）と排気管（９）の間の連通を制御するための排気弁（８）を有する少なくとも 一つの排気管（９）を含み、バルブのそれぞれがきのこ弁（８）であり、バルブ ディスク（１０）が問題の管（９）と燃焼室（５）の間の連通を止めるためにシ リンダーヘッド（１）内の弁座（１５）と接触している第１位置とバルブディス ク（１０）が弁座（１５）から間隔をあけ連通状態にある第２位置の間でシフト 可能である場合において、各シリンダー（３）のための弁（８）の少なくとも一 つがシリンダーヘッドに配置された第２弁座（１９）と接触している第３位置に 移動可能であること、第１及び第２弁座（１５，１９）が問題の管（９）におい て互いに間隔をあけていること、及び管（９）が二つの弁座（１５，１９）間の 室（１３）内に広がっていることを特徴とする装置。 ２．第１弁座（１５）が管（９）の方に向けられた室（１３）の端に設けられ ていること、及び第２弁座（１９）が燃焼室（５）の方に向けられた室（１３） の端に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 ３．室（１３）が開口（１４）によって燃焼室（５）に接合されていることを 特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ４．機関内の各シリンダーのための吸気及び排気管（８）の両方が請求の範囲 第１項の特徴部分に従って作られていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第 ３項のいずれか記載の装置。