JPS61226509A - 内燃機関の吸排気時期調整装置 - Google Patents

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】 「窒業上の利用分野」 本発明は、内燃機関の高負荷運転時及び低負荷運転時に
それぞれ対応させて吸気弁、排気弁の開閉時期を調整す
る吸排気時期調整装置に関する。

「従来の技術」 内燃機関に設けられた吸気弁、排気弁の開き角度及び開
閉時期は、ある範囲内でその出力、回転数に応じた最適
な状態に設定されているが、高負荷運転時、１１！関出
力の増大に伴って高過給化するのに従い、爆発圧力を抑
制するために有効圧縮比を低（とると共に、掃気効果を
高めて熱負荷を抑えるために、吸気弁と排気弁とが同時
に開いている時期Ｃオーバーラツプ期間）を大きくとる
必要がある。逆に無過給に近い低負荷運転時には有効圧
縮比を高（して、爆発圧力を高め、膨張圧力を十分に利
用するため、上記オーバラップ期間を短かくする必要が
ある。従って、高負荷時に最良の性能を発揮するように
弁曲閉時期を設定した内燃機関にかいては、低負荷運転
時に圧縮比不足による燃焼不良を生じ＋ｐ、ｔ、＋オー
バーラツプ期間の過大により排ガスが燃焼室内及び吸気
側に逆流して種々の問題を生じていた。

そこで、低負荷運転時に生じる問題を解消するために、
弁開閉時期を高負荷運転及び低負荷運転に適するように
切換えて運転することが考えられた。例えば、第７図に
示すように、第１りンク１に２個のローラ２．３が回転
自在に設けられ、該各ローラ２．３がカム４とタペット
５との間に介在せしめられると共に、上記笛１リンクｌ
が第２０−ラ３のａ−ラ軸を介して第２　Ｑンク６の先
端に揺動自在に止着され、かつ第２リンク６の後端が枢
軸７にて揺動レバー８の下端に止着されている一方、中
間点９に卦いて揺動自在に支持された揺動レバー８の上
端がシリンダ１０のピストンロッド１１に連結これ、ま
た上記第１りンク１の後ｇ＃Ａ部が第２リンク６の中間
部に形成した鉤状のストッパ１２内ζこ挿入でれ、ざら
にＩｆｆリンク１の後端部と第２リンク６との間にスプ
リング１３が圧縮間在されている動弁装置が知られてい
るＣ特公昭５６−４２７２５号公報参照）。この動弁装
置にちっては、高負荷時に、上記２つのａ−ラ２゜３を
カム４とタペット５との間に介在させることによ）、タ
ペット５がカム４の回転に伴って、第２０−ラ３にて上
昇させられ、第１０−ラ２にて下降させられることにな
り、弁の開き角度Ｃ作動範囲）が広（なる一方、低負荷
運転時シリンダ１０のピストンロッド１１を縮めて、第
２０−ラ３のみをカム４とタペット５との間に介在させ
ることにより、タペット５が第２０−ラ３にて昇降ざぜ
られることになり、弁の開き角度が狭まシ、弁の開き始
めが遅れ、かつ弁の閉じ終りが早（なることになる。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来の動弁装置にあっては、カム４
とタペット５との間に介在させるローラの数を切換える
ために、各リンク１．６、揺動レバー８、シリンダ１０
．ストッパ１２．スプリング１３等が必要であり、構造
が複雑となり、製作組立が難しいという問題がある。ま
た％２つのローラ２．３とタペット５の下端曲面との接
触位置合せが難しく、特に低負荷運転と高負荷運転との
切換え時の各ａ−ラ２．３とタペット５との移行が円滑
に行なわれにくいという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、構造が簡単で、円滑にかつ確実に高負
荷運転時と低負荷運転時における吸気弁及び排気弁の開
閉時期を変更することができて、各弁間のオーバーラツ
プ期間を容易に切換えることができる内燃機関の吸排気
時期−整装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明は、カム軸に、吸気
弁あるい灯排気弁を開閉するための弁駆動カムと該弁の
開閉時期を調整するための時期調整カムとをそれぞれ設
け、弁駆動カムの動きを上記弁側に伝達する揺動アーム
を調整リンクに回転自在に設け、力為つ調整リンクを支
持軸に回転自在に設けると共に、該支持軸に、上記調整
リンクを時期調整カムに接触させる軸移動機構を設けた
ものである。

「作用」 本発明の吸排気時期調整装置にあっては、軸移動機構に
よって支持軸を移動させて、支持軸に回転自在に設けら
れた調整リンクを時期調整カムに接触させ、あるいは時
期調整カムとの接触を解除し、Ｑｌ整リンクに回転自在
に設けられた揺動アームと弁駆動カムとの接触状態を変
化させて、吸気弁あるいは排気弁の開閉時期を切換える
。

「実施例」 以下、第１図ないし第６図に基づいて、本発明の一実抱
例を説明する。

図中２０は、カム軸であり、このカム軸２０には、吸気
弁あるい燻排気弁を開閉するための弁駆動カム２１と誼
弁の開閉時期を１１ｍ１整するための時期調整カム２２
とがカム軸２０の軸線に沿って、それぞれ、装着されて
いる。そして、上記弁駆動カム２１の上方には、揺動ア
ーム２３が、その先端下部にピン２４によシ回転自在に
支持された第１０−ラ２５を弁駆動カム２盲に接触させ
て配設されている。、また、この揺動アーム２３の先端
上部に形成された凹部２３ａには、上記弁にロッカーア
ームを介して弁駆動カム２１の動きを伝達するブツシュ
ロッド２６の下端部が嵌め込まれている。そして、上記
揺動アーム２３は、その基端部を調整リンク２７の一喝
偶の二股に分岐した分岐部２７ａに嵌入してビン２８に
より回転自在に調整リンク２７に連結されている。さら
に、調整リンク２７の他端側には、上記時期調整カム２
２に対向する位置に、該時期誠整カム２２に接触して転
動スる＠２０−ラ２９がビン３０によシ回転自在に支持
されており、かつ調整リンク２７の他端側の先端部に装
着された取付ビン３１と固定部材３２との間に、第２０
−ラ２９を上記時期調整カム２２側に押し付けるバネ３
３が連結されている。

さらにまた、上記ＩＡ４整りンク２７の中間部には、支
持軸３４が回転自在に挿入されており、この支持軸３４
の端部には、作動軸ｆ軸移動機構）３５が偏心した状態
で一体的に連結されている。そして、上記支持軸３４に
は突起３６が形成されておシ、上記Ｆｉｌ整リンク２７
の該突起３６に対向する位置に、調整リンク２７の回動
角を一定範囲内に制限する円弧状の凹部３７が形成場れ
ている。

また、上記弁駆動カム２１は、例えば、高負荷運転時の
吸気弁あるいは排気弁の弁開き角度（作動範囲）に合わ
せてカムの突起部が形成されている一方、上記時期調整
カム２２は、吸気弁用、排気弁用がともに、弁開き時期
を遅（シ、かつ弁閉じ時期を早めるために、核カム２２
の弁開き時期及ｒメ弁閉じ時期に上記ｉ＠２０−ラ２９
に接触する位置の近傍に、凸部及び凹部をそれぞれ形成
するようｌこして低負荷運転時に最適なように設定づれ
ている。

さらｔこ、上記カム軸２０には、燃料ポンプ４０を１動
する燃料カム４１が装着されており、該燃料カム４１の
上方番こけ、燃料アーム４２が、その先端下部にビン４
３によシ回転自在に支持された燃料ａ−ラ４４を燃料カ
ム４１に接触させて配役されている、そして、この燃料
アーＡ４２の先端上部に形成された突起部４２ａが上記
燃料ポンプ４０の可動部材４５に接触せしめられており
、この可動部材４５を突起部４２ａが押し上げることに
より、燃料ポンプ４０のプランジャが突き上げられ、燃
料とシリンダ内へ供給するようになっている。また、上
記燃料アーム４２は、その基漏部を、（字状の燃料リン
ク４６の一喝部にビン４７によシ回転自在に連結されて
おシ、この燃料リンク４６の中間部には、上記支持軸３
４が回転自在に挿着されている７そして、上記燃料リン
ク４６の他端上部には、固定アーム４８にビン４９によ
り回動自在に取付けられた支持ローラ５０が接触ぜしめ
られてシシ、燃料リンク４６の他端下部に装着された取
付ビン５１と固定部材５２との間に、該燃料リンク４６
の他端上部を上記支持ローラ５０に押し付けるバネ５３
が連結されている、上記のように構成された吸排気時期
：Ａ！１装置を備えた内燃漬関で高負荷運転を行なう場
合には。

第１図において、作動軸３５をその軸心Ｏの回りにＯＦ
Ｆ　＠（時計回９）に回動させる。これにより、作動軸
３５に偏心した状態で連結嘔れている支持軸３４が、該
作動軸３５の軸心Ｏを中心にして、第２図において時計
回ルに回動し、支持軸３４の軸心が高負荷位置０１　に
這するρ為ら、支持軸３４の突起３６が調整リンク２７
の凹部３７の一端側に係止して、！！！Ｉｌ整リンク２
７の他端側を左方に移動させる。従って、調整リンク２
７の他端側の第２０−ラ２９が時期調整カム２２から離
れる。この状！１１こおいて、カム軸２０が第２図に示
すように時計回りに回転すると、カム軸２０に装着した
弁駆動カム２１の高負荷運転に最適なように設定享れた
凸凹形状薯゛こ基づいて、揺動アーム２３がビン′２８
を中心にして上下に回動し、これにより揺動アーム２３
の先端上部に嵌合しているブツシュロッド°２６が上下
に移動して、吸気弁Ａ及び排気弁Ｅが第６図の実線に示
すように所定の時期に１閉させられる。

また、上記作動軸３５をＯＦＦ　側に回１させることに
より、支持軸３４が作動軸３５の軸心０を中心にして、
第４図において時計回りに回動し、支持軸３４の軸心が
高負荷位置０、に達するから。

支持軸３４に装着された燃料、リンク４６がその他熾部
を固定アーム４８の支持ローラ５０とバネ５３とで挾持
された状態で左方に移動する。従つて、燃料リンク４６
に連結された燃料アーム４２が左方に動くから、燃料ア
ー１４２の先端の燃料ロー５４４が燃料カム４１の上面
に沿って左方に移動し、高負荷運転に適した位置に設Ｗ
ｌこれる。

・　　この状態において、カム軸２０が、第４図に示す
ように時計回りに回転すると、燃料カム４１の外周面に
沿って上記燃料ローラ４４が転動して、該燃料カム４１
の凸部４１ａＲ：基づいて、燃料ローラ４４が上方に押
し上げられることにより、燃料アーム４２がビン４７を
中心にして上方に回動し、燃料アーム４２の先端上部の
突起部４２８によって、燃料ポンプ４０の可動部材４５
が突き上げられる。この結果、燃料ポンプ４０のプラン
ジャが押し上げられて、高負荷運転に適した所定時期に
燃料がシリンダ内に供給される。

次に、低負荷運転を行なう場合には％第１図において、
作動軸３５をＯＮ側（反時計回シ）５こ回動させること
により、作動軸３５に偏心した状態で連結されている支
持軸３４が、該作動軸３５の軸心０を中心にして、第３
図にかいて、反時計回りに回動し、支持軸３４の軸心が
低負荷位ｆ！ｔＯ′１に達するから、支持軸３４の突起
３６が調整りンク２７の凹部３７の一端側力為ら離れ、
調整リンク２７が支持軸３４に対して一定角度の範囲内
での回動を許容される状態になる。従って、調整りンク
２７の他端側が、バネ３３の作用により、第３図におい
て反時計方向に回動して、―整すンク２７の第２０−ラ
２９を時期調整カム２２の外周面に押し付ける、この状
態において、カム軸２０が時計回りに回転して、カム軸
２０に装着した弁駆動カム２１の凸部が上記揺動アーム
２３の先端の第１ｅｔ−ラ２５に近づくと、それに連動
して、時期調整力Ａ２２の弁開き用凸部が―整すンク２
７の他端側の第２０−ラ２９に近づ（、そして、＃第２
ｅＩ−ラ２９が時期調整カム２２の凸部に乗り上げるこ
とによシ、−整リンク２７が支持軸３４を中心にして時
計回りに回動するから、１ｉＩ１１リンク２７の一端側
に連結された揺動アーム２３が右方に移動する。この結
果、揺動アーム２３の第１０−ラ２５が弁駆動カム２１
の外周面に沿つて右方に移動するから％＠１０−ラ２５
が弁駆動力Ａ２１の凸部に乗り上げて揺動アーム２３が
ビン２８を中心にして上方１こ回動する時期が上記高負
荷運＠時に比べて遅れる。従って％揺動アーム２３の先
端上部に嵌合しているブツシュミツＶ２６が上方に移動
して、吸気弁Ａ及び排気弁Ｅの開く時期が、第６図の点
線に示すように遅れる。

そして、カム軸２０がさらに回転して、第１０−ラ２５
が弁駆動カム２１の凸部の終りの部分に近づくと、それ
に連動して、時期ｖ４整カム２２の弁閉め用凹部が調整
リンク２７の第２ａ−ラ２９に近づ（７そして、該第２
０−ラ２９が時期調整カム２２の弁閉め用凹部に嵌オリ
込むことにより、調整りンク２７が支持軸３４を中心に
して反時計回シに回転するから、調整リンク２７の一端
側に連結されている揺動アーム２３が左方に移動する、
この結果、揺動アーム２３のｗｔｌａ−ラ２５が弁駆動
カム２１の凸部から外れてカムリフトが０となる領域に
早く至ることにより、揺動アーム２３がビン２８を中心
にして下方に回動する時期が早（なるから、揺動アーム
２３の先端上部に嵌合しているブツシュロッド２６が下
方に移動して、吸気弁Ａ及び排気弁Ｅの閉じる時期が＠
６図の点線に示すように早まる。

また、上記作動軸３５をＯＮ側に回動させることにより
、支持軸３４が作動軸３５の軸心Ｏを中心にして、塩５
図において反時計回りに回動し、支持軸３４の軸心が低
負荷位置Ｏ′１に這するから。

支持軸３４に装着された燃料リンク４６がその他端部を
固定アーム４８の支持ローラ５０とバネ５３とで挾持さ
れた状態で右方に移動する。従って、燃料タンク４６に
連結された燃料アーム４２が右方に物（から、燃料アー
ム４２の先端の燃料ローラ４４が燃料カム４１の上面に
沿って右方に移動しＣ燃料ローラ４４の軸心０□がカム
軸２０を中心にして時計回シに角度α回゛動し）、低負
荷運転に適した位置に設置される、この状態にかいて、
カム軸２０が第５図に示すように時計回りに回転すると
、燃料カム４１の外周面に沿って上記燃料ローラ４４が
転動して％核燃料カム４１の凸部４１ａに基づいて、燃
料ローラ４４が上方に押し上げられることによシ、燃料
アーム４２がビン４７を中心にして上方に回動し、燃料
アーム４２の先端上部の突起部４２ａによって、燃料ポ
ンプ４０の可動部材４５が突き上げられる。この際、上
記燃料ローラ４４の位置が高負荷運転時よりも右方に＠
動しているから、燃料カム４１の凸部４１ａによって燃
料ローラ４４が押し上げられる時期が遅れ、これにより
、鄭料ポンプ４０の可動部材４５が燃料アーム４２の突
起部４２ａによって突き上げられる時期が遅れる。従っ
て、燃料ポンプ４０のプランジャが押し上げられて、燃
料がシリンダ内に供給される時期を遅らすことによって
、従来、高負荷運転と同じ時期に燃料の噴射を行なった
場合に圧ａ［ｊが低いために生じていた白煙及び燃焼不
良の問題が解消され、良好な燃焼状態が得られる。

このようにして、弁駆動カム２１と時期調整カム２２と
の形状を適宜選定すると共に、作動軸３５によシ支持軸
３４の位置を移動させることによって、時期調整カム２
２と調整リンク２７の第２ｃ１−ラ２９とを接触させた
場合に、時期−瞥カム２２の凹凸形状で弁駆動カム２１
による弁開き時期及び弁閉じ時期をそれぞれ任意に早め
たシ遅らせたりできるから、低負荷運転時及び高負荷運
転時のそれぞれについて、最適の弁開閉時期を得ること
ができる。また、同時に、支持軸３４に燃料噴射時期ｍ
整用の燃料リンク４６を装着して、上記支持軸３４の位
置の移動に伴い、燃料リンク４６を介して燃料アーム４
２及び燃料ローラ４４を燃料カム４１の上方で左右に移
動させるようにしたから、低負荷運転時の燃料ポンプ４
０の突初め時期を遅らせることができ、シリンダ内の燃
焼状態を良好に保つことができ、白煙を生じることがな
い。

「発明の効果」 以上説明したように１本発明は、カム軸に、吸気弁ある
いは排気弁を開閉するための弁駆動カムと蚊弁の開閉時
期を調整するための時ｌＯＪ調整カムとをそれぞれ設け
、弁駆動カムの動きを上記弁側に伝達する揺動アームを
調整リンクに回転自在に設け、かつ調整リンクを支持軸
に回転自在に設けると共に、該支持軸に、上記ｌｌ整リ
ンクを時期調整カムに接触させる軸移動機構を設けた亀
のであるから、軸移動’ｌ構によって、支持軸のみを移
動ζぜて、支持軸に回転自在に設けられ九ｖ４Ｓリンク
を時期―整カムに接触さぜ、あるいは時期調整カムとの
接触を解除し、調整リンクに回転自在に設けられた揺動
アーふと弁駆動カムとの接触状態を変化でぜろことによ
り円滑にかつ確実に高負荷運転時と低負荷運転時の吸気
弁及び排気弁の弁開き時期、弁閉じ時期を変更でき、し
かも構造が簡単で、農作が容易であるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし篇６図は、本発明の一実施例を示すもので
、＠１図は斜視図、第２図は高負荷運転時を示す概略説
明図、第３図は低負荷運転時を示す概略説明図、第４図
は高負荷運転時の燃料噴射時期調整機構の概略説明図、
第５図は低負荷運転時の燃料噴射時期Ｉ！ｌｌ整機構の
概略説明図、第６図は、吸気弁Ａと排気弁Ｅの弁開閉時
期を示す特性図、＃Ｘ７図は従来の動弁＠胃を示す概略
説明図である。 ２０・・・・・・カム軸、２１・・・・・・弁駆動カム
、２２・・・・・・時期ｍ整カム、２３・・・・・・揺
動アーム、２７・・・・・・調整リンク、３４・・・・
・・支持軸、３５・・・・・・作動軸Ｃ軸移動機構）。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カムを有するカム軸の回転に応じて吸気弁あるいは排気
   弁を開閉させる内燃機関の吸排気時期調整装置において
   、上記カム軸に、上記弁を開閉するための弁駆動カムと
   上記弁の開閉時期を調整するための時期調整カムとがそ
   れぞれ設けられ、上記弁駆動カムに接触して該弁駆動カ
   ムの動きを上記弁側に伝達する揺動アームが調整リンク
   に回転自在に設けられ、かつ該調整リンクが支持軸に回
   転自在に設けられると共に、該支持軸を移動して上記調
   整リンクを上記時期調整カムに接触させる軸移動機構が
   上記支持軸に設けられたことを特徴とする内燃機関の吸
   排気時期調整装置。