JPH1089033A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JPH1089033A
JPH1089033A JP8269247A JP26924796A JPH1089033A JP H1089033 A JPH1089033 A JP H1089033A JP 8269247 A JP8269247 A JP 8269247A JP 26924796 A JP26924796 A JP 26924796A JP H1089033 A JPH1089033 A JP H1089033A
Authority
JP
Japan
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cam
exhaust
camshaft
engine
auxiliary
Prior art date
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Pending
Application number
JP8269247A
Other languages
English (en)
Inventor
Chikashi Sato
近 佐藤
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1089033A publication Critical patent/JPH1089033A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08Shape of cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications 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
    • F01L2013/0078Modifications 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 by modification of cam contact point by axially displacing the camshaft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多気筒エンジンの場合においても気筒間のバ
ラツキの少ない状態で補助カム山による排気弁の揚程量
および揚程期間をエンジンの運転状態に応答して的確に
変化させてEGR率などを最適制御することができる簡
潔構成の動弁装置を提供する。 【解決手段】 軸方向移動可能に支持されたカムシャフ
ト1に設けた排気カム4の主体部を構成する主カム山4
aの回転前方または後方に補助カム山4bを設ける。補
助カム山4bの高さをカムシャフト1の一端から他端に
向うにつれて次第に大きくするとともに、エンジンの運
転状態に応答してカムシャフト1の軸方向位置を制御す
るアクチュエータ6を設けたことにより、EGR率ある
いはエキゾーストブレーキ力などを最適制御できるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの動弁装置
に係り、特に、排気2山カムの2山目のカム山による排
気弁の揚程量および揚程期間を可変制御してEGR率あ
るいはエキゾーストブレーキ力を最適制御することがで
きるようにした動弁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】排気カムを回転位相を異ならせた主カム
山と補助カム山で構成した場合は、排気行程において主
カム山で排気弁を開弁させる他に、補助カム山によるリ
フト作用で吸入行程において排気弁を補助的に開弁させ
て内部EGRを行なわせ、あるいは、膨張行程において
排気弁を一時的に開弁させてエキゾーストブレーキ力を
強化することができる。ところが、従来の動弁装置によ
る場合は、補助カム山による排気弁の揚程量をエンジン
の運転状態に応答して任意に変更することが困難であっ
たために、EGR率を最適制御することが困難であっ
た。
【0003】かかる事態を回避するために、例えば実開
昭57−2号公報などに見られるように、カムシャフト
の一端から他端に向うにつれて高さが次第に大きくなる
ように設定した補助カム山を構成する駒を主カム山の外
周部に軸方向移動可能に取り付けるとともに、エンジン
の運転状態に応答して前記駒を移動制御するコントロー
ラを設けることにより、エンジンの運転状態に応答して
補助カム山による揚程量を可変制御できるようにしたも
のがある。
【0004】しかしながら、このように補助カム山を構
成する駒を主カム山に対して移動させて補助カム山によ
る排気弁の揚程量を可変制御するようにした場合は、エ
ンジンの気筒数が多くなるとすべての駒を均等に移動制
御するために複雑な移動機構を設ける必要性があり、し
かも、移動機構内に存在する加工誤差および組立誤差に
よって各駒の移動量が異なってしまうために、気筒間に
おけるEGR率のバラツキが大きくなってしまうなどの
不具合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、多気筒エンジンの場合にお
いても気筒間のバラツキの少ない状態で補助カム山によ
る排気弁の揚程量および揚程期間をエンジンの運転状態
に応答して的確に変化させてEGR率などを最適制御す
ることができる簡潔構成の動弁装置を提供することを課
題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、軸方向移動可能に支持されたカムシャフト
に設けた排気カムの主体部を構成する主カム山の回転前
方または後方に補助カム山を設けている。また、該補助
カム山の高さをカムシャフトの一端から他端に向うにつ
れて次第に大きくするとともに、エンジンの運転状態に
応答して前記カムシャフトの軸方向位置を制御するアク
チュエータを設けたことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るエンジンの
動弁装置の一実施形態を示すカムシャフトの側面図、図
2は図1に示した排気カムの正面図、図3は図2のA−
A断面図である。
【0008】これらの図において、図示しない多気筒エ
ンジンのシリンダヘッドに軸方向移動可能に取り付けた
カムシャフト1の一端に、スプライン2を介してカムギ
ヤ3を軸方向移動可能に取り付けている。また、図示し
ないクランクシャフトと前記カムギヤ3を図示しないア
イドルギヤおよびクランクシャフトギヤなどを介して噛
み合わせることにより、クランクシャフトの2分の1の
回転数でカムシャフト1を回転駆動させるようにしてい
る。そして、気筒数と同数の排気カム4と吸気カム5を
カムシャフト1に設けることにより、これらのカム4、
5で図示しない排気弁および吸気弁を開閉駆動するよう
にしている。
【0009】排気カム4の主体部は、図示しない排気弁
を排気行程において開弁させるに適したカムプロフィー
ルに設定した主カム山4aで構成している。そして、主
カム4aの回転後方に補助カム山4bを設けることによ
り、図示しない排気弁を吸入行程において一時的に開弁
作動させるようにしている。また、補助カム山4bの高
さおよび幅(作用角度)をカムシャフト1の一端から他
端に向うにつれて次第に大きくしている。
【0010】一方、シリンダヘッドにはアクチュエータ
として機能する油圧シリンダ6を設けている。油圧シリ
ンダ6は、カムシャフト1におけるカムギヤ3と反対側
の端部に結合されたピストン7を備えており、図示しな
いコントローラにより油圧シリンダ6のチャンバ8に供
給される油圧を制御すると、ピストン7が図中左右方向
に移動してカムシャフト1を軸方向に移動させる。9は
リターンスプリング、10、11はシリンダヘッドの定
位置に設けたカムフォロアであり、これらのカムフォロ
ワ10、11を介して図示しない排気弁および吸気弁を
排気カム4および吸気カム5に追従させている。
【0011】かかる構成になるエンジンの動弁装置にお
いてエンジンの運転にともなってカムシャフト1が回転
すると、カムフォロワ10、11が排気カム4および吸
気カム5に追従作動し、図示しない排気弁および吸気弁
をそれぞれ所定の時期に開弁作動させる。
【0012】このとき、排気カム4の主カム山4aは、
図示しない排気弁を排気行程において開弁作動させる
が、補助カム山4bは吸入行程において吸気弁を一時的
に開弁作動させる。また、このような吸入行程における
排気弁の開弁(揚程)期間は、補助カム山4bのカムプ
ロフィールによって定まる。
【0013】すなわち、カムシャフト1を図中右側に移
動させるとカムフォロワ10に作用する補助カム山4b
の有効揚程ならびに作用角度が大きくなる。ところが、
カムシャフト1を図中左側に移動させた場合は、カムフ
ォロワ10に作用する補助カム山4bの有効揚程および
作用角度が小さくなる。
【0014】一方、吸入行程において排気弁を一時的に
開弁させると、排気ポート内に残留している排気の一部
が燃焼室内に吸戻されるために、従来公知の内部EGR
効果が得られる。また、このようにして燃焼室内に吸戻
される排気の量は、排気弁の揚程量ならびに揚程期間に
よって左右されるものであり、補助カム山4bの有効揚
程が大きくなるにつれて排気弁の揚程量が増大し、補助
カム山4bの作用角度が大きくなるにともなって揚程期
間が増加する。
【0015】従って、実施態様に示したように補助カム
山4bを主カム山4aの回転後方に設けることにより、
排気弁を吸入行程において一時的に開弁させて内部EG
Rを行なわせるようにした場合は、運転状態に応じてカ
ムシャフト1の軸方向位置を変化させてEGR率を最適
制御することができる。
【0016】すなわち、エンジンの負荷および回転数が
増大するにつれて油圧シリンダ6のチャンバ8に供給す
る油圧を大きくすると、リターンスプリング9の付勢力
に抗してカムシャフト1が図中右側に移動する。する
と、カムフォロワ10に対する排気カム4の作用点が図
中左側に移動するために、補助カム山4bによるカムフ
ォロワ10の揚程量および揚程期間が増大し、吸入行程
において実行される排気弁の揚程量ならびに揚程期間が
増加する。
【0017】このようにして吸入行程中に行なわれる排
気弁の揚程量および揚程期間が大きくなると、排気ポー
トから燃焼室に吸戻される排気の量が多くなり、EGR
率が高くなってNOxの生成抑制効果が高くなる。よっ
て、エンジンの運転状態に応じてカムシャフト1の軸方
向位置を制御することにより、EGR率を最適制御する
ことができる。
【0018】なお、例えばエンジンの始動時およびアイ
ドル運転時などのように燃焼温度が低くてNOxの生成
量がきわめて少ない場合は、チャンバ8に供給される油
圧を小さくしてカムシャフト1を図中左側端部まで移動
させることにより、カムフォロワ10に対する補助カム
山4bの有効揚程をゼロにする。すると、吸入行程中に
おいて排気弁が開弁されなくなって内部EGRを中断す
るために燃焼を安定化させることができるが、適度な内
部EGRを行なわせて暖機を促進させることもできる。
【0019】上記実施態様においては、補助カム山4b
を主カム山4aの回転後方に設けて内部EGRを行なわ
せる場合について説明しているが、補助カム山4bを主
カム山4aの回転前方に設けた場合は、排気弁を膨張行
程において一時的に開弁させることができるために、エ
キゾーストブレーキ力を強化させることができる。
【0020】なお、このように補助カム山4bを主カム
山4aの回転前方に設けることにより、膨張行程におい
て排気弁を一時的に開弁させてエキゾーストブレーキ力
を強化するようにした場合は、カムシャフト1の軸方向
位置を可変制御してエキゾーストブレーキ力の強化の度
合を変更することができるが、この場合は必ずしもカム
シャフト1の軸方向位置を連続変化させる必要性はな
く、カムシャフト1の軸方向位置、すなわち、カムフォ
ロワ10に作用する補助カム4bの有効揚程および作用
角度を段階的に変化させるようにしても所期の目的を達
成することができる。
【0021】さらに、上記実施態様においてはアクチュ
エータを油圧シリンダ6で構成することにより、小型の
アクチュエータを用いながらもカムシャフト1の軸方向
位置を円滑かつ確実に変化させることができるようにし
ているが、電磁アクチュエータあるいはメカニカルアク
チュエータなどを採用することもできる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、エンジンの運転状態に応じてカムシャフトの軸
方向位置を変更するのみで補助カム山による排気弁の揚
程量および揚程期間を変更することができるために、E
GR率をエンジンの運転状態に応じて最適制御すること
ができ、あるいは、エキゾーストブレーキ力を最適制御
することができる。
【0023】また、カムシャフトに設けた排気カムを主
カム山と補助カム山で構成しているために、多気筒エン
ジンの場合においても格別な連動機構を必要とすること
なく気筒間のバラツキの少ない状態で補助カム山による
排気弁の揚程量および揚程期間をエンジンの運転状態に
応答して的確に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンジンの動弁装置の一実施形態
を示すカムシャフトの側面図である。
【図2】図1に示した排気カムの正面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【符号の説明】
1 カムシャフト 2 スプライン 3 カムギヤ 4 排気カム 4a 主カム山 4b 補助カム山 5 吸気カム 6 油圧シリンダ 7 ピストン 8 チャンバ 9 リターンスプリング 10、11 カムフォロワ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 25/07 510 F02M 25/07 510Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向移動可能に支持されたカムシャフ
    トに設けた排気カムの主体部を構成する主カム山の回転
    前方または後方に補助カム山を設け、該補助カム山の高
    さをカムシャフトの一端から他端に向うにつれて次第に
    大きくするとともに、エンジンの運転状態に応答して前
    記カムシャフトの軸方向位置を制御するアクチュエータ
    を設けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
JP8269247A 1996-09-19 1996-09-19 エンジンの動弁装置 Pending JPH1089033A (ja)

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