JPS6081412A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

エンジンのバルブタイミング制御装置

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JPS6081412A
JPS6081412A JP18865783A JP18865783A JPS6081412A JP S6081412 A JPS6081412 A JP S6081412A JP 18865783 A JP18865783 A JP 18865783A JP 18865783 A JP18865783 A JP 18865783A JP S6081412 A JPS6081412 A JP S6081412A
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valve
intake
turning
valve timing
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Toshiharu Masuda
益田 俊治
Hiroyuki Oda
博之 小田
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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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
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのバルブタイミング制御装置に関
するものである。
〔従来技術〕
一般にエンジンのバルブタイミング制御装置は、エンジ
ンの運転状態に応じて該エンジンの吸、排気弁の開閉時
期を可変制御し、エンジンを9)ノ率よく運転しようと
するものである。そしてこのバルブタイミング制御装置
の1例として、従来、特公昭52−35819号公報に
示されるように、エンジンの出力軸とカムシャフトとの
間に遠心ガバナによって制御される遊星歯車機構を設け
、エンジンの回転によって生ずる遠心力を利用して出力
軸及びカムシャフトの回転に位相差を生しさせ、これに
よりバルブタイミングを可変制御するようにしたものが
ある。また他の装置として、カムシャフトにその軸方向
にプロフィールの異なるカム面を形成し、該カムシャフ
トを軸方向に摺動させて、これによりバルブタイミング
を可変制御するようにしたものがある。
しかしながら前者の従来公報記載のバルブタイミング制
御装置では、構造が複雑であり、しかもエンジン回転数
以外の運転状態に応じてバルブタイミングを変えること
ができないという問題があった。一方、後者の装置では
、これも構造が複雑であり、しかもカムシャフトを軸方
向に摺動させるようにしているので、動作の応答性及び
信頼性が悪いという問題があった。
これに対し本件出願人は、カムシャフトに回動部材を回
動自在に支承するとともに、この回動部材の嵌装孔にバ
ルブステムに力を伝達するタペットを摺動自在に嵌装し
、さらに上記回動部材と電磁ソレノイド等のアクチュエ
ータによって摺動されるコントロールシャフトとを保合
連結し、このアクチュエータによりエンジンの運転状態
に応して回動部材を回動させ、カム面のタペットへの押
圧タイミングを変えてバルブタイミングを可変制御する
ようにしたものを既に開発している(特願昭57−17
5578号)。この構造のバルブタイミング制御装置は
、従来装置に比し、構造が簡単であり、しかもその構造
上、確実な動作を期待しうるという利点を有するが、回
動部材にカム面からの押圧に摺動して回動部材が逆方向
に回動するおそれがあり、又かかる問題点を解決するた
めには電磁ソレノイドに電流を流し続けておく等、アク
チュエータを保持制御する必要があって該アクチュエー
タの耐久性が低下するおそれがある。
〔発明の目的〕
この発明は、かかる状況においてなされたもので、本件
出願人の開発に係るエンジンのバルブタイミング制御装
置をさらに発展させ、アクチュエータを保持制御するこ
となく、回動部材の逆転を防止せんとするものである。
〔発明の構成〕
そこでこの発明は、タペットを内装した回動51:材を
カムシャフト回りに回動させることによってバルブタイ
ミングを可変制御するようにしたエンジンのバルブタイ
ミング制御装置において、コントロールシャフトをエン
ジンの運転状態に応して回転するようにし、このコント
ロールシャフトと回動部材とをウオームギヤにより連結
するようにしたものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図及び第2図は本発明の一実施例によるエンジンの
バルブタイミング制御装置を示し、これはデュアルイン
ダクション方式の4気筒エンジンに適用した例である。
図において、1は第1〜第4の4つの気筒2a〜2dを
有するエンジンであり、上記各気筒2a〜2dにはそれ
ぞれ高負荷用及び低負荷用吸気ボー)3a、3bと第1
.第2の排気ボート4a、4bとが形成され、該各ボー
ト3a、3b、4a、4bにはそれらを開閉する吸、排
気弁5a、5b、6a、6bが配設されている。また上
記吸気ボート3a、3bには吸気マニホールド7a、7
bが、上記排気ポート4a。
4bには排気マニホールド8a、8bがそれぞれ接続さ
れ、上記高負荷用吸気ボート3aの吸気マニホールド7
aの途中には高負荷時に開放される開閉弁9が配設され
ており、上記各気筒2a〜2dWは低負荷時は低負荷用
吸気ボート3bのみから、高負荷時は高負荷用及び低負
荷用の両吸気ボート3a、3bから吸気が供給されるよ
うになっている。
また上記エンジン1には上記吸、排気弁5a。
5b、6a、6bをそれぞれ開閉駆動する吸気側及び排
気側の動弁装置10.11が設けられている。この動弁
装置10.11において、吸、排気弁5a、5b、6a
、6bのバルブステム12゜13(但し、図中には1組
の吸、排気弁5a、6aのバルブステムのみが示されて
いる)はバルブガイド14..15を介してエンジン1
のシリンダヘンド1aに支承され、該バルブステム12
.13の上端付近にはコック16を介してリテーナ17
が取付けられ、該リテーナ17とシリンダヘッド1a間
にはバルブステム12.13を上方に付勢するバルブス
プリング18,19が配設されている。またバルブステ
ム12.13の上方には円柱状のクペノ1−20.21
が配設され、該タペット20.21の上方には該タペノ
)20.21を介して吸、排気弁5a、5b、6a、6
bを押圧するカムシャフト22.23が設けられ、該カ
ムシャフト22,23はタイミングベルト24を介して
エンジンのクランクシャフト(図示せず)と連結され、
エンジンの出力によって回転駆動されるようになってい
る。
さらに上記エンジン1には上記2組のうちの1組の吸、
排気弁5a、5aの開閉時期を可変制御するバルブタイ
ミング可変機構25が設けられてイル。この可変機構2
5において、26.27は上記タペソ)20.21を摺
動自在に嵌装する嵌結 袋孔26a、27aを有する回動部材で、該回転部材2
6.27はカムシャフト22.23の回りに回動自在に
支承されており、該回動部材2G。
27の上方には相互に連結されたコントロールシャフト
28.29が配設され、該コントロールシャフト28.
29はモータ30によってエンジン回転数に応じて回動
されるものである。
そして上記左右の回動部材26.27を連結する連結軸
32.33の中央突起部32a、33aには相互に反対
方向にウオーム歯車加工が施され、一方上記コントロー
ルシャフト28.29には上記中央突起部32a、33
aのウオーム歯と噛合するこれも反対方向に切られた歯
を有するウオームギヤ34.35が形成されており、こ
のようにして上記回動部材26.27とコントロールシ
ャフト28.29とは上記ウオーム歯とウオームギヤ3
4.35とからなるウオームギヤ機構36゜37によっ
て連結され、上記コントロールシャフト28.29の同
一方向の回転により上記回動部材26.27がカムシャ
ツ)[2,23の回りに相互に反対方向に回動されるよ
うになっている。
また上記2組のうちの他方の吸、排気弁5b。
6bの動弁装置10.IIにおいては、そのタペット2
0.21はシリンダへノド1aに支承されており、従っ
てこの吸、排気弁5b、6bの開閉時期は常に一定とな
っている。
次に第3図を用いて動作について説明する。ここで第3
図はエンジン低回転時及び高回転時における吸、排気弁
5a、5b、6a、6b(7)開閉時期を示す。
エンジンが作動すると、カムシャフト22.23がエン
ジンと同期回転して、該カムシャフト22.23のカム
面22a、23aはタペット20゜21を介して吸、排
気弁5a〜6bを押圧し、該吸、排気弁5a〜6bは吸
、排気ポーt−3a〜4bを開閉する。そしてエンジン
の低負荷時には、高負荷側の吸気マニホールド7aの開
閉弁9は全閉状態に保持されており、各気筒2a〜2d
には低負荷用吸気ポー1−3bのみから吸気が供給され
る。
またエンジンの高負荷時には、高負荷側吸気マニホール
ド7aの開閉弁9は開かれ、各気筒2a〜2dにば今度
は高負荷用及び低負荷用の両吸気ポー)3a、3bから
吸気が供給されることとなる。そしてこの高負荷時にお
いて、エンジンが低回転のときには、バルブタイミング
可変機構25は作動しておらず、回動部材26.27は
その中心線a、bが吸、排気弁5a、6aの中心線C2
dとほぼ一致する状態となっている。この状態では、吸
、排気弁5a、5b、6a、6bは第3図に破線11.
Elで示すようなタイミングで開閉される。即ち、排気
弁6a、6bはピストン下死点BDC付近で開いたのち
ピストン上死点T D C付近で閉じ、吸気弁5a、5
bはピストン上死点TDC付近で開いたのちピストン下
死点BDC付近で閉しることとなる。
次にこの高負荷時においてエンジンが高回転になると、
モータ30がコントロールシャフト28゜29をそれぞ
れ回転させ、該コントロールシャフト28.29の回転
はウオームギヤ36.37によって回動部材26.27
に伝達され、該回動部材26.27はカムシャフト22
.23の回りに矢印入方向、B方向、即ちカムシャツ)
22.23の回転方向と同方向、逆方向に回動する。す
るとこの状態では、排気例のカムシャフト23のカム面
23aのタペット21を押圧するタイミングが早くなり
、吸気側のカムシャフト22のカム面22aのタペット
20を押圧するタイミングが遅くなり、これにより排気
弁6aは第3図に実線E2で示すように、他方の排気弁
6bの開閉タイミング(第3図の破線E1参照)に比し
進んだタイミングで開閉され、吸気弁5aは第3図に実
線■2で示すように、他方の吸気弁5bの開閉タイミン
グ(第3図の破線■1参照)に比し遅れたタイミングで
開閉されることとなる。
このようにエンジンの高負荷低回転時にはエンジンの爆
発行程において排気弁が遅れて開閉することによって膨
張力が無駄なくピストンに伝達され、吸入行程において
吸気弁が早く開閉することによって吸気流速が遅くても
十分な吸入空気量が確保されるとともに、吸気の吹き返
しによる充填効率の低下が防止され、その結果燃費を大
幅に改善できる。またエンジンの高負荷高回転時には、
排気行程において一方の排気弁が早く開閉することによ
って排気が早く排出されてピストンの抵抗が軽減され、
吸入行程において一方の吸気弁が遅く開閉することによ
って全体としての吸気弁の開弁時間が長くなり、慣性力
によって吸入空気量が増大して充填効率が向上し、その
結果高エンジン出力を得ることができる。
ルシャフトと回動部材とをウオームギヤで連結するよう
にしたので、カムの押圧力が回動部材に作用しても、該
回動部材の回動力がウオームギヤを介してコントロール
シャフトに伝達されて該コントロールシャフトが回転し
てしまうということはなく、その結果回動部材の逆転は
確実に防止される。またこのようにコントロールシャフ
トは回動部材の回動力によっては回転しない結果、モー
タに一定のトルクをかけておく必要がなく、その結果モ
ータの保持制御が不要となるとともに、モータの耐久性
を保証できる。
また本装置では、吸気弁側と排気弁例の各々のバルブタ
イミングを変えるバルブタイミング可変機構を設け、該
可変機構をウオームギヤ機構でもって構成したので、1
つのアクチュエータでもって吸気弁と排気弁のバルブタ
イミングを独立に制御することができ、その結果エンジ
ンの運転状態に応じた最適なバルブタイミング制御が可
能となり、エンジンを効率よく運転できる。
なお上記実施例ではデュアルインダクション方式の4バ
ルブエンジンに通用した場合について説明したが、本発
明は吸、排気ボートを1つずつ備えた2バルブエンジン
についても同様に適用できる。またバルブタイミング可
変機構は吸気弁側及び排気弁側をそれぞれ反対方向に制
御するものではなく、両者を同一方向に制御するもので
あってもよい。
また上記実施例では吸、排気弁の両方のバルブタイミン
グを制御する場合について説明したが、本発明は吸、排
気弁のいずれか一方のバルブタイミングを制御する場合
についても同様に通用できる。またバルブタイミングの
制御の方法は上記実施例と異なる方法であってもよい。
さらにバルブタイミングの制御はエンジン回転数に応し
て行なうものに限らず、負荷その他のエンジンの運転状
態に応じて行なうようにしてもよい。またさらにバルブ
タイミングの変化量は、ウオームギヤ機構のギヤ比ある
いはギヤのピッチを吸気弁側と排気弁側とで異なる値に
設定して、コントロールシャフトの同一回転量に対して
吸気弁側と排気弁側とでエンジンの要求に応して異なる
変化量としてもよいものである。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係るエンジンのバルブタイミン
グ制御装置によれば、その回動によってバルブタイミン
グを可変にする回動部材と、エンジンの運転状態に応じ
て回動するコントロールシャフトとをウオームギヤで連
結し、コントロールシャフトの回転により回動部材を回
動させるようにしたので、アクチュエータを保持制御す
る必要がなく、該アクチュエータの耐久性を保証でき、
又回動部材の逆転を確実に防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるエンジンのバルブタイ
ミング制御装置の平面図、第2図は上記装置の要部の断
面図、第3図は上記装置の動作を説明するための吸、排
気弁の開閉時期を示す図である。 5a、6a・・・吸、排気弁、12.13・・・ハルブ
ステム、20.21・・・タペット、22.23・・・
カムシャフト、22a、23a・・・カム面、26,2
7・・・回動部材、26a、27a・・・嵌装孔、28
゜29・・・コントロールシャツl−136,37・・
・ウオームギヤ。 特許出願人 東洋工業株式会社 代理人 弁理士 早 瀬 憲 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) エンジンの運転状態に応じてバルブタイミング
    を可変制御するエンジンのバルブタイミング制御装置で
    あって、カムシャフトのカム面からの力をバルブステム
    へ伝達するタペットと、該タペットを摺動自在に嵌装す
    る嵌装孔を有し上記カムシャフト回りに回動自在に支承
    されバルブタイミングを可変にする回動部材と、エンジ
    ンの運転状態に応じて回転するコントロールシャフトと
    、上記コントロールシャフトと回動部材とを連結し該コ
    ントロールシャフトの回転により上記回動部材をカムシ
    ャフト回りに回動させるウオームギヤとを備えたことを
    特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
JP18865783A 1983-10-07 1983-10-07 エンジンのバルブタイミング制御装置 Granted JPS6081412A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130508A (ja) * 1989-10-16 1991-06-04 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の可変バルブタイミング機構
US7699030B2 (en) 2006-07-25 2010-04-20 Honda Motor Co., Ltd. Variable valve system of internal combustion engine

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