JPS61252811A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JPS61252811A
JPS61252811A JP9426085A JP9426085A JPS61252811A JP S61252811 A JPS61252811 A JP S61252811A JP 9426085 A JP9426085 A JP 9426085A JP 9426085 A JP9426085 A JP 9426085A JP S61252811 A JPS61252811 A JP S61252811A
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秀寿 延本
Hirobumi Nishimura
博文 西村
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Mazda Motor Corp
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
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    • F02F1/24Cylinder heads
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
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    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (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) 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に1
気筒当り2個のバルブを設けたエンジンにおいて、バル
ブリフト特性および吸気スワールを運転状態に応じて調
整することのできるエンジンの動弁装置に関するもので
ある。
(従来技術) エンジンの吸、排気パルプの作動特性を設定する場合に
、低速時にはパルプオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹扱けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、バルブリフト岳および開
弁期間を比較的小さくすることが望ましく、高速時には
出力の向上等のためバルブリフト量や開弁期間を大きく
することが望ましい。
このような要求を満足するため、形状の異なる複数のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的にバルブを
連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替えるよ
うにした動弁装置は従来においても知られており、この
種の動弁装置としては、例えば実開昭57−18220
5号公報に示されているようなものがある。この装置は
、1個のバルブに対して低速型と高速型の2個のカムと
1個のロッカーアームとを有し、ロッカーアームのカム
側部分を2又状に形成してその一方の端部を低速型カム
への当接部とするとともに、他方の端部に摺動可能な高
速カム当接部材およびその摺動を阻止するストッパを装
備し、このストッパを油圧シリンダ等のアクチュエータ
により連動機構を介して作動するようにしている。そし
て上記アクチュエータを運転状態に応じて制御すること
により、低速時には上記高速カム当接部材が遊動して高
速型カムの作動がバルブに伝達されず低速型カムでバル
ブが作動され、高速時には上記高速カム当接部材の摺動
が阻止されて高速型カムの作動がバルブに伝達されるよ
うにしている。
ところで、上記従来装置は、吸気系もしくは排気系のバ
ルブが1気筒につぎ1個設けられたエンジンにおいて、
この1気筒につき1個のバルブのリフト特性を運転状態
に応じて変えるようにしているにすぎず、吸気バルブ、
排気バルブの双方もしくはいずれか一方が1気筒につき
2個設けられたエンジンには適用されていなかった。特
にこの種のエンジンでは、気筒内のスワールも燃焼性等
に影響するので運転状態に応じて調整することが望まし
いが、従来ではバルブリフト特性の調整とスワールの調
整とをうまく組合わせて行うことができなかった。また
、単にバルブリフト特性を低速側と高速側とで切替える
だけでは、その切替点付近の中速域でトルクの落込みが
生じ易かった。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしくは排気系
の少なくとも一方に、1気筒当り2個のバルブを設けた
エンジンにおいて、バルブリフト特性および気筒内のス
ワールを運転状態に応じて調整することができ、特に、
低速域、中速域および高速域の名城に亘って吸気導入状
態を適正に調整することができ、かつ、中速域等でのト
ルクの落込みを防止することができるエンジンの動弁装
置を提供するものである。
(発明の構成) 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
1気筒当り2個のバルブを設けたエンジンにおいて、低
速型カムと高速型カムとを含む複数のカムからなるカム
群と、このカム群の個々のカムと上記各バルブとの連係
を制御する制御機構と、低速域では1個のバルブのみを
低速型カムに連係させ、中速域では1個のバルブのみを
高速型カムに連係させ、高速域では両バルブを各々低速
型カムと高速型カムとに連係させるように上記制御機構
をコントロールするコントロール手段とを設けたもので
ある。
つまり、燃焼室に対するバルブの開口缶や間口時間が、
低速域と中速域と高速域で段階的に変えられ、かつ低速
域から中速域に亘って充分なスワールが得られるように
したものである。
(実施例) 第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示し、図では吸
気バルブに適用した場合を示しており、これらの図にお
いて1はシリンダヘッド、2は気筒であり、この気筒2
には2個の吸気バルブ3゜4が装備されている。気筒2
には排気バルブも装備されるが、排気バルブおよびその
駆動系については図示を省略している。上記両吸気パル
プ3゜4に対しては、カムシャフト5に配設された複数
個のカム6.7.8からなるカム群と、ロッカーシャフ
ト9に支承された2組のロッカーアーム10.30とで
駆動系が構成されている。
上記カム群は低速型と高速型の2種のカムを含み、図例
では、一方の吸気バルブ3に対して設けられた低速型カ
ム6と、他方の吸気バルブ4に対して設けられた高速型
カム7とでカム群が構成されている。上記低速型カム6
は、バルブリフトH1および開弁期間を比較的小さくす
るようにカムノーズが小さく形成され、上記高速型カム
7は、低速型カム6よりもバルブリフト但もしくは開弁
期間の少なくとも一方を大きくするように、カムノーズ
が大きく形成されている。
上記両口ツカ−アーム10.30には、各カム6.7.
8と各吸気バルブ3,4との連係を制御する制御機構が
設けられている。当実施例ではこの制御1lIfi構と
して、各ロッカーアーム10.30にそれぞれバルブ停
止機構を設けている。
このバルブ停止機構を一方のロッカーアーム10につい
て詳述すると、このロッカーアーム10は、低速型カム
6に当接するカム側アーム11と、一方の吸気バルブ3
に当接するバルブ側アーム12とに分割され、この両ア
ーム11.12がロッカーシャフト9回りに相対運動可
能に支承されるとともに、この両アーム12を接続状態
と非接続状態とに切替え可能とするセレクタ13がロッ
カーアーム10に組込まれている。
上記セレクタ13はプランジャ14およびレバ一部材1
5を協え、具体的には次のような構造となっている。す
なわら、カム側アーム11の上部にはバルブ側アーム1
2の上部に向かって開口するガイド孔16が形成され、
このガイド孔16に上記プランジャ14が移動可能に収
容され、このプランジャ14はガイド孔16内のスプリ
ング17によってバルブ側アーム12に当接するように
付勢されており、プランジャ14の途中部には小径の係
合部18が形成されている。また、カム側アーム11の
上部には、上記レバ一部材15がプランジャ14に直交
してロッカーシャフト9の軸方向に移動可能に支承され
ており、このレバ一部材15には、プランジャ14より
若干大径のプランジャ挿通孔19と上記係合部18に対
応する大きざで上記プランジャ挿通孔19に連なった係
止孔20とが形成されている。上記レバ一部材15の端
部はロッカーシャフト9の周囲に設けられた環状の油圧
式のアクチュエータ21にレバ一部材15のアーム15
8を介して連結されており、このアクチュエータ21に
図外のオイルポンプからオイル通路23を介してオイル
が供給されたときにはレバ一部材15が後記ロック位置
に向けて作動され、アクチュエータ21からオイルがリ
リーフされたときはリターンスプリング22によりレバ
一部材15が後記非ロツク位置に向けて作動されるよう
になっている。レバ一部材15を作動するアクチユエー
タは上記の油圧式のものに限らず、ソレノイド等を用い
てもよい。
こうして、上記レバ一部材15の係止孔20がプランジ
ャ14の係合部18から離脱してプランジャ挿通孔19
にプランジャ14が挿通される非ロツク位置にレバ一部
材15があるときは、プランジャ14の摺動が許容され
ることにより両アーム11.12の相対運動が許容され
(このときが非接続状態)、他方、係止孔20が係合部
18に係合するロック位置にレバ一部材15が作動され
たときは、プランジャ14の摺動が阻止されることによ
り、両アーム11.12の上部が互いに接近する方向の
相対運動が阻止されるようにしている(このときが接続
状!l!>。そして、上記両アーム11.12が非接続
状態となったときは、低速型カム6の回転に伴うカム側
アーム11の揺動がバルブ側アーム12に伝達せず、つ
まり低速型カム6と吸気バルブ3との連係が遮断されて
吸気バルブ3の作動が停止され、また両アーム11.1
2が接続状態となったときは、低速型カム6の回転に伴
うカム側アーム11の揺動がバルブ側アーム12に伝達
され、つまり吸気バルブ3が低速型カム6に連係されて
作動されることとなる。
他方のロッカーアーム30のパルプ停止機構も同様に構
成され、つまりロッカーアーム30がカム側アーム31
とバルブ側アーム32とに分割されるとともに、この両
アーム31.32が、プランジャ34およびレバ一部材
35等で構成されたセレクタ33によって接続状態と非
接続状態とに切替可能とされ、このセレクタ33が油圧
式のアクチュエータ41およびスプリング42等により
作動されるようになっている。
上記制御機構は、コントロール手段としてのマイクロ=
Iンビュータ等からなる制御回路に一一一45によりコ
ントロールされている。
この制御回路45は、回転数信号46等を受け、例えば
上記各アクチュエータ21.41に対するオイル通路2
3.43に設けられた制御バルブ24.44を介して各
アクチュエータ21.41へのオイルの供給、排出を制
御することにより、各セレクタ13.33の作動を制御
するようになっている。そして、低速域では一方のロッ
カーアーム1oの両アーム11.12を接続状態、他の
ロッカーアーム30の両アーム31.32を非接続状態
とすることにより、一方の吸気バルブ3を低速型カム6
に連係するとともに他方の吸気バルブ4を停止させ、中
速域では一方のロッカーアーム10の両アーム11.1
2を非接続状態、他方のロッカーアーム30の両アーム
31.32を接続状態とすることにより、一方の吸気バ
ルブ3を停止させて他方の吸気バルブ4を高速型カム7
に連係させ、高速域では各ロッカーアーム10.30の
アーム11.12およびアーム31.32をそれぞれ接
続状態とすることにより、両吸気バルブ3.4を各カム
6.7にそれぞれ連係させるように制御している。
この動弁装置によると、低速域、中速域、高速域のそれ
ぞれにおいて吸気バルブのリフト特性は第4図(a) 
(b) (c)に実線で示すようになる。なお、破線B
は排気バルブのリフト特性である。
この図によって上記動弁装置の作用を説明すると、低速
域では、一方の吸気バルブ3のみが、第4図(a)に曲
線A1で示すように比較的小さなリフト量、開弁期間を
もって作動される。従って、気筒2の燃焼室には一方の
吸気バルブ3のみを通して吸気が導入されることにより
吸気スワールが生じ、かつ吸気バルブ3と排気バルブと
のオーバーラツプ量が小さくなって排気の吹返しゃ吸気
の吹抜は等が抑制され、これらの相乗作用により、低速
時の燃焼性が良くなり、低速高負荷時の耐ノツク性が高
められ、燃費やエミッションも良好となる。また中速域
では、他方の吸気バルブ4のみが、第4図 (b)に曲
線A2で示すように比較的大きなリフト」、開弁期間を
もって作動される。従って、燃焼室に上記他方の吸気バ
ルブ4のみを通して吸気が導入されることにより吸気ス
ワールが生じて燃焼促進作用が維持されながら、中速域
で要求される吸気量の導入を充分に許容する程度に燃焼
室へのパルプ開口量、開口時間が大きくなる。
さらに高速域では、第4図(C)に示すように両吸気バ
ルブ3.4がそれぞれ所定のリフト特性(曲線A1.A
2 )でともに作動される。従って、中速域と比べると
曲線A1のリフト特性による吸気バルブ3の作動が加わ
る分だけ、全体として燃焼室へのパルプ開口量、開口時
間が大きくなり、高速域で要求される多層の吸気の導入
が許容されることとなる。
そしてこのように低速、中速、高速の各運転域で適正に
吸気導入状態が調整されることにより各運転域に亘って
トルクが^められ、中速域においてもトルクが落込むこ
とがなく、また低速域から中速域、高速域へと移行する
につれて段階的に吸気導入状態が変化するので運転状態
変動時のトルクショックも軽減されることとなる。
上記実施例構造によると、両吸気バルブ3.4に対して
1個ずつのカム6.7と、2組のパルプ停止機構とから
なる簡単な構造で上記のような3段階にわたる吸気導入
状態の調整、制御を行うことができる。
なお、本発明において両吸気バルブ3.4と各カム6.
7との連係を制御する制御機構の具体的構造は上記実施
例に限定されず、種々変更可能である。例えば各ロッカ
ーアーム10.30をそれぞれ一体化し、その代りに、
各ロッカーアーム10.30のカム6.7に当接する端
部に摺動可能なプランジVおよびこれに係脱するストッ
パ部材を装備することにより、この端部でカム6.7の
作動の吸収、伝達を可能とする用に各バルブ停止機構を
構成してもよい。また2組のバルブ停止機構を用いる代
りに、一方の吸気バルブ3に対してパルプ停止機構を用
いるとともに、他方の吸気バルブ4に対しては低速型、
高速型の2個のカムとに選択的に連係できるような連係
切替i構を用い、一方の吸気バルブ3を低、中速域で停
止させるとともに、他方の吸気バルブ4を低速域では低
速型  −カムに、中、高速域では高速型カムに連係さ
せるようにしてもよい。
また、上記実施例では吸気バルブに適用した場合を示し
たが、本発明は、排気バルブが1気筒当り2個設けられ
ているエンジンにおいて、その2個の排気バルブに適用
してもよく、この場合も、排気バルブのリフト特性の調
整によってバルブオーバーラツプ量等を調整でき、また
、一方の排気バルブを停止すれば気筒内にスワールが生
じるので、吸気バルブに適用した場合と同様にカムとの
連係を制御すればよい。
(発明の効果) 以上のように本発明は、吸気系もしくは排気系の少なく
とも一方に1気筒当り2個のバルブを設けたエンジンに
おいて、低速域では1個のバルブのみが低速型カムで作
動され、中速域では1個のバルブのみが高速型カムで作
動され、高速時には両バルブがそれぞれ低速型カムと高
速型カムで作動されるようにしているので、低速、中速
、高速の6域に亘ってトルクの向上が図られ、中速域等
でのトルクの落込みを防止することができ、また燃費や
エミッションも向上することができ、しかも制御l1機
構を比較的簡単な構造とすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第2図は
第1図のII−II線に沿った断面図、第3図はロッカ
ーシャフト位置でのw11重部図、第4図(a) (b
) (c)はそれぞれ低速域、中速域、高速域でのバル
ブリフト特性の説明図である。 3.4・・・吸気バルブ、6・・・低速型カム、7・・
・高速型カム、10.30・・・ロッカーアーム、13
゜33・・・セレクタ(制御機構)、45・・・制御回
路(コントロール手段)。 特許出願人    マ ツ ダ 株式会社代 理 人 
   弁理士   小谷悦司同      弁理士  
 長1)正 向      弁理士   板谷康夫 第  1  図 ■1 ■」 第  2  図 第  3  図 第  4  図 (a) ↑ X4 L クランク#I

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、1気筒
    当り2個のバルブを設けたエンジンにおいて、低速型カ
    ムと高速型カムとを含む複数のカムからなるカム群と、
    このカム群の個々のカムと上記各バルブとの連係を制御
    する制御機構と、低速域では1個のバルブのみを低速型
    カムに連係させ、中速域では1個のバルブのみを高速型
    カムに連係させ、高速域では両バルブを各々低速型カム
    と高速型カムとに連係させるように上記制御機構をコン
    トロールするコントロール手段とを設けたことを特徴と
    するエンジンの動弁装置。
JP9426085A 1985-04-30 1985-04-30 エンジンの動弁装置 Expired - Lifetime JPH063130B2 (ja)

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JPS61252811A true JPS61252811A (ja) 1986-11-10
JPH063130B2 JPH063130B2 (ja) 1994-01-12

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