JP2002371815A - Lift valve for four-cycle engine - Google Patents
Lift valve for four-cycle engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路と排気通
路の燃焼室側の開口部がそれぞれのリフト弁によって開
閉される４サイクルエンジンに関し、特に、そのような
４サイクルエンジンのリフト弁における弁体の表面処理
構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-stroke engine in which openings on the combustion chamber side of an intake passage and an exhaust passage are opened and closed by respective lift valves. The present invention relates to a body surface treatment structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両用等のエンジンとして広く使用され
ている４サイクルエンジンでは、エンジンの燃焼室に通
じる吸気通路と排気通路の燃焼室側の開口部が、傘部と
弁棒部を備えたきのこ形状の弁体によるリフト弁によっ
て開閉されており、そのようなリフト弁の弁体として
は、排気側と吸気側の何れにおいても、ＳＵＨ材のよう
な鋼材を材質とした弁体の表面に、耐摩耗性を高めるた
めの窒化処理やクロムメッキのような表面処理を施した
ものが従来から使用されている。2. Description of the Related Art In a four-stroke engine widely used as an engine for vehicles or the like, openings of an intake passage and an exhaust passage leading to a combustion chamber of the engine on the combustion chamber side are provided with an umbrella portion and a valve rod portion. It is opened and closed by a lift valve with a mushroom-shaped valve element. As the valve element of such a lift valve, on both the exhaust side and the intake side, the surface of a valve element made of a steel material such as SUH material is provided. What has been subjected to a surface treatment such as nitriding treatment or chromium plating for enhancing abrasion resistance has been conventionally used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の４サイクルエンジンのリフト弁において、排気
通路の燃焼室側開口部を開閉する排気弁では、傘部の排
気通路側や弁棒部の下部で、排気ガス中のカーボンが弁
体表面に付着し、長期の運転により付着したカーボンが
堆積することによって、排気効率が低下することでエン
ジン性能の低下を招くことがある。なお、この排気弁で
のカーボンの堆積は、カーボンの炭素原子が高温下で弁
体の表面金属素地に固溶，吸着，或いは化学的に結合
し、更に結合した炭素原子に他の炭素原子が吸着結合す
ることによって起きるものであり、それによって固化し
たカーボン（ドライカーボン）が堆積することとなる。By the way, in the lift valve of the conventional four-stroke engine as described above, the exhaust valve for opening and closing the opening of the exhaust passage on the combustion chamber side includes the exhaust passage side of the umbrella portion and the valve rod portion. In the lower part, carbon in the exhaust gas adheres to the valve body surface, and the carbon adhered by the long-term operation accumulates, so that the exhaust efficiency is reduced and the engine performance may be reduced. In addition, carbon deposits at the exhaust valve are formed by dissolving, adsorbing, or chemically bonding carbon atoms of the carbon to the surface metal substrate of the valve body at a high temperature, and further bonding other carbon atoms to the bonded carbon atoms. This is caused by the adsorption and bonding, whereby solidified carbon (dry carbon) is deposited.
【０００４】一方、吸気通路の燃焼室側開口部を開閉す
る吸気弁では、図２に示すように、高速運転域での排気
効率を上げるために、吸気弁が完全に閉じられる前に排
気弁を開き始めるようなバルブタイミングでエンジンが
運転される場合に、低中速運転域において既燃焼ガスが
吸気通路内に一旦逆流してから新気に押されて燃焼室に
戻るような現象が発生するが、そのような低中速運転域
が長期間実施されると、逆流した既燃焼ガス中のカーボ
ンが、傘部の吸気通路側や弁棒部の下部で弁体表面に付
着して堆積することがあり、その結果、吸気効率が低下
することでエンジン性能の低下を招くことがある。On the other hand, as shown in FIG. 2, in order to increase exhaust efficiency in a high-speed operation range, an exhaust valve for opening and closing an opening of a combustion chamber side of an intake passage is provided before the intake valve is completely closed. When the engine is operated at a valve timing that starts to open, a phenomenon occurs in which the burned gas flows back into the intake passage and is pushed back by fresh air to return to the combustion chamber in the low and medium speed operation range. However, if such a low-medium-speed operation range is performed for a long period of time, the carbon in the back-flowed burned gas adheres to the valve body surface on the intake passage side of the umbrella part and the lower part of the valve rod and accumulates. As a result, a decrease in intake efficiency may lead to a decrease in engine performance.
【０００５】すなわち、新気により冷却される吸気側で
は、高温の排気ガスが通過する排気側ほどの高温下には
ないため、排気側のようにカーボンの炭素原子が高温下
で弁体の表面金属素地に結合してドライカーボンが堆積
するということはないが、吸気弁の弁棒部とこれを案内
するバルブガイドとの僅かな隙間を通ってカム室から滲
み出たオイル（潤滑油）が弁棒部を伝って垂れ下がり、
弁棒部や傘部の裏側（排気通路側）を濡らしていること
で、このオイルの粘着力によりカーボンが弁体の表面に
付着することとなり、また、付着したオイル自体が燃焼
室からの熱により劣化してガム状物質となることから、
長期のエンジン運転により、オイルと混ざり合った粘着
質のカーボンが、傘部の吸気通路側や弁棒部の下部で弁
体表面に堆積することとなる。That is, since the intake side cooled by fresh air is not as hot as the exhaust side through which high-temperature exhaust gas passes, carbon atoms of carbon are exposed to high temperatures at the surface of the valve body as in the exhaust side. Dry carbon does not accumulate on the metal substrate, but oil (lubricating oil) oozing out of the cam chamber through a small gap between the valve stem of the intake valve and the valve guide that guides it. Hanging down the valve stem,
Since the back side (exhaust passage side) of the valve stem and umbrella is wet, carbon adheres to the surface of the valve body due to the adhesive force of this oil, and the attached oil itself generates heat from the combustion chamber. Is deteriorated to become a gum-like substance,
By prolonged engine operation, sticky carbon mixed with oil accumulates on the surface of the valve body on the intake passage side of the umbrella portion and the lower portion of the valve rod portion.
【０００６】本発明は、上記のような問題の解消を課題
とするものであり、具体的には、４サイクルエンジンの
吸気通路や排気通路で燃焼室側開口部を開閉するリフト
弁について、燃焼ガス中に含まれるカーボンが傘部の裏
側や弁棒部の下部で弁体表面に付着して堆積するのを抑
制することで、リフト弁でのカーボンの堆積に起因する
エンジン性能の低下が起きないようにすることを課題と
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. More specifically, a lift valve for opening and closing a combustion chamber side opening in an intake passage or an exhaust passage of a four-stroke engine is provided. By suppressing the carbon contained in the gas from adhering and depositing on the valve body surface on the back side of the umbrella and under the valve stem, the engine performance deteriorates due to the deposition of carbon on the lift valve. The task is to avoid the problem.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するために、吸気通路の燃焼室側開口部を開
閉するためのリフト弁に対して、きのこ形状の弁体の傘
部や弁棒部の表面に、撥油性のある化合物の被膜を形成
したり、或いは、排気通路の燃焼室側開口部を開閉する
ためのリフト弁に対して、きのこ形状の弁体の傘部や弁
棒部の表面に、耐熱性のある無機化合物の被膜を形成す
ることを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a lift valve for opening and closing a combustion chamber side opening of an intake passage, which is provided with a mushroom-shaped valve body. An umbrella of a mushroom-shaped valve element for a lift valve for forming a film of an oil-repellent compound on the surface of the section or valve stem, or for opening and closing the combustion chamber side opening of the exhaust passage And a film of a heat-resistant inorganic compound is formed on the surface of the valve stem.
【０００８】上記のような構成によれば、吸気側のリフ
ト弁（吸気弁）では、撥油性のある化合物（低表面エネ
ルギーの化合物）の被膜により、カム室側から漏れてく
るオイルが弁体表面に馴染むのを阻止することで、吸気
の流れにより弁体表面のオイルを飛散させることができ
て、オイルと混ざり合った粘着質のカーボンが弁体表面
に堆積するのを抑制することができる。また、排気側の
リフト弁（排気弁）では、耐熱性のある無機化合物の被
膜により、排気ガス中のカーボンの炭素原子が高温下で
弁体の表面金属素地に固溶，吸着，或いは化学的に結合
するのを阻止することで、固化したカーボン（ドライカ
ーボン）が弁体の表面に堆積するのを抑制することがで
きる。According to the above construction, the oil leaking from the cam chamber side of the lift valve (intake valve) on the intake side is covered with the oil-repellent compound (compound having low surface energy). By preventing the oil from being absorbed into the surface, the oil on the valve body surface can be scattered by the flow of the intake air, and the sticky carbon mixed with the oil can be prevented from being deposited on the valve body surface. . Further, in the exhaust-side lift valve (exhaust valve), the carbon atoms of the exhaust gas are dissolved, adsorbed, or chemically dissolved in the surface metal body of the valve body at a high temperature due to a heat-resistant inorganic compound film. By preventing the carbon from binding to the valve body, it is possible to suppress the solidified carbon (dry carbon) from being deposited on the surface of the valve body.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の４サイクルエンジ
ンのリフト弁の実施形態について、図面に基づいて説明
する。なお、図１は、４サイクルエンジンの燃焼室付近
を示し、図２は、高速運転域で排気効率を上げるための
エンジン運転状態におけるリフト弁（吸気弁と排気弁）
の開閉タイミングとバルブリフト状態を示し、図３は、
化合物の被膜（コーティング）の有無による吸気弁と排
気弁のそれぞれでのカーボン付着量の違いをグラフによ
り示すものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a lift valve of a four-stroke engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the vicinity of a combustion chamber of a four-stroke engine, and FIG. 2 shows lift valves (intake and exhaust valves) in an engine operating state for increasing exhaust efficiency in a high-speed operation range.
FIG. 3 shows the opening / closing timing and the valve lift state of FIG.
FIG. 4 is a graph showing the difference in the amount of carbon attached to each of an intake valve and an exhaust valve depending on the presence or absence of a coating film of a compound.
【００１０】４サイクルエンジンでは、図１に示すよう
に、シリンダヘッド１の下面側に凹設された燃焼室２に
連通する吸気通路３と排気通路４に対して、吸気通路３
の燃焼室側開口部を開閉する吸気弁５と、排気通路４の
燃焼室側開口部を開閉する排気弁６とが、それぞれのバ
ルブガイド７，８により摺動可能に案内された状態で配
設されており、吸気通路３を通って燃焼室２に導入され
た混合気（空気と燃料）は、燃焼室２内で燃焼してか
ら、排気ガスとして排気通路４を通って排出される。In the four-stroke engine, as shown in FIG. 1, an intake passage 3 and an exhaust passage 4 communicating with a combustion chamber 2 recessed on the lower surface side of a cylinder head 1 are connected to an intake passage 3.
An intake valve 5 for opening and closing the combustion chamber side opening of the exhaust passage 4 and an exhaust valve 6 for opening and closing the combustion chamber side opening of the exhaust passage 4 are slidably guided by respective valve guides 7 and 8. An air-fuel mixture (air and fuel) introduced into the combustion chamber 2 through the intake passage 3 is combusted in the combustion chamber 2 and then discharged through the exhaust passage 4 as exhaust gas.
【００１１】そのため、排気側では、排気弁６の傘部６
ａの裏側（排気通路４の側）や弁棒部６ｂの下部が、排
気通路４内を通過する高温の排気ガスに曝されること
で、排気ガス中に含まれるカーボンの炭素原子が、高温
下で弁体の表面金属素地に固溶，吸着，或いは化学的に
結合し、更に結合した炭素原子に他の炭素原子が吸着す
ることによって、排気弁６の傘部６ａの裏側や弁棒部６
ｂの下部で弁体表面にカーボンが固化して付着する。Therefore, on the exhaust side, the head 6 of the exhaust valve 6
a (exhaust passage 4 side) and the lower portion of the valve stem 6b are exposed to the high-temperature exhaust gas passing through the exhaust passage 4 so that carbon atoms of carbon contained in the exhaust gas are heated to a high temperature. Under the surface of the valve element, solid solution, adsorption, or chemical bonding to the metal body, and other carbon atoms are adsorbed to the bonded carbon atoms, so that the back side of the umbrella portion 6a of the exhaust valve 6 and the valve stem portion. 6
Carbon solidifies and adheres to the valve body surface at the lower part of b.
【００１２】そのようなカーボンの付着が長期のエンジ
ン運転によって積み重なると、排気弁６の傘部６ａの裏
側や弁棒部６ｂの下部で、固化したカーボン（ドライカ
ーボン）が弁体表面に堆積することとなるが、そのよう
なカーボンの堆積を抑制するために、本実施形態では、
排気弁６の傘部６ａや弁棒部６ｂの表面に、耐熱性のあ
る無機化合物の被膜を形成している。When such adhesion of carbon is accumulated due to long-term engine operation, solidified carbon (dry carbon) is deposited on the valve body surface on the back side of the umbrella portion 6a of the exhaust valve 6 and the lower portion of the valve rod portion 6b. In other words, in order to suppress such carbon deposition, in the present embodiment,
A coating of a heat-resistant inorganic compound is formed on the surface of the umbrella portion 6a and the valve rod portion 6b of the exhaust valve 6.
【００１３】一方、吸気側では、吸気弁５の傘部５ａの
裏側（吸気通路３の側）や弁棒部５ｂの下部は低温の新
気（空気と燃料の混合気）により冷却されているが、エ
ンジンの高速運転域での排気効率を上げるために、図２
に示すようなバルブタイミングでエンジン運転した場
合、吸気側が完全に閉じられる前に排気側が開き始める
ことで、低中速運転域において、燃焼室２内で燃焼した
既燃焼ガスが吸気通路３内に一旦逆流してから新気に押
されて燃焼室２内に戻るような現象が発生することとな
り、その際に、逆流した既燃焼ガスが吸気弁５の傘部５
ａの裏側や弁棒部５ｂの下部に吹き付けられることとな
る。On the other hand, on the intake side, the rear side of the umbrella portion 5a of the intake valve 5 (the side of the intake passage 3) and the lower portion of the valve rod portion 5b are cooled by low-temperature fresh air (air-fuel mixture). However, in order to increase the exhaust efficiency in the high-speed operation range of the engine,
When the engine is operated at the valve timing as shown in the figure, the exhaust side starts to open before the intake side is completely closed, and the burned gas burned in the combustion chamber 2 enters the intake passage 3 in the low and medium speed operation range. A phenomenon occurs in which the gas flows back once, is pushed by fresh air, and returns to the inside of the combustion chamber 2.
a and the lower part of the valve stem 5b.
【００１４】そのような場合、新気によって冷却される
吸気弁５では、排気弁６のような固化したカーボン（ド
ライカーボン）の堆積は起きないものの、吸気弁５の弁
棒部５ｂとこれを案内するバルブガイド７との僅かな隙
間を通ってカム室側から滲み出たオイルによって弁棒部
５ｂの下部や傘部５ａの裏側が濡れることで、このオイ
ルの粘着力により、逆流した既燃焼ガス中に含まれてい
るカーボンが、傘部５ａの裏側や弁棒部５ｂの下部に付
着することとなり、また、燃焼室からの熱により付着し
たオイル自体が劣化してガム状物質となる。In such a case, the intake valve 5 cooled by fresh air does not deposit solidified carbon (dry carbon) like the exhaust valve 6, but the valve stem 5b of the intake valve 5 and the The oil oozing out from the cam chamber through a small gap with the valve guide 7 to be guided wets the lower part of the valve stem 5b and the back side of the umbrella part 5a. The carbon contained in the gas adheres to the back side of the umbrella portion 5a and the lower portion of the valve stem 5b, and the attached oil itself is deteriorated by the heat from the combustion chamber to become a gum-like substance.
【００１５】そのようなカーボンの付着が長期間のエン
ジン運転によって積み重ねられると、吸気弁５の傘部５
ａの裏側や弁棒部５ｂの下部で、オイルと混ざり合った
粘着質のカーボンが弁体表面に堆積することとなるが、
そのようなカーボンの堆積を抑制するために、本実施形
態では、吸気弁５の傘部５ａや弁棒部５ｂの表面に、撥
油性のある無機或いは有機の化合物（即ち、低表面エネ
ルギーである無機或いは有機の化合物）の被膜を形成し
ている。When such carbon deposits are accumulated during long-term engine operation, the head 5 of the intake valve 5
On the back side of a and on the lower part of the valve stem 5b, sticky carbon mixed with oil is deposited on the valve body surface.
In order to suppress such carbon deposition, in the present embodiment, an oil-repellent inorganic or organic compound (that is, low surface energy) is formed on the surface of the umbrella portion 5a or the valve stem portion 5b of the intake valve 5. (Inorganic or organic compound).
【００１６】吸気弁５や排気弁６に化合物の被膜を形成
するための方法については、例えば、耐熱鋼ＳＵＨ１の
材質によってきのこ形状に形成された弁体を、脱脂・乾
燥してから、コーティング工程で、所謂ゾル−ゲル法と
言われる処理法により、コーティング液に浸漬（ディッ
ピング）し、引き上げて乾燥してから加熱や焼成するこ
とにより、弁体表面に化合物の被膜を形成している。For the method of forming a film of a compound on the intake valve 5 and the exhaust valve 6, for example, a mushroom-shaped valve body made of heat-resistant steel SUH1 is degreased and dried, and then a coating process is performed. Then, a coating film of the compound is formed on the valve body surface by immersing (dipping) in a coating solution, pulling up and drying, and then heating or firing by a so-called sol-gel method.
【００１７】なお、ゾル−ゲル法については、基材表面
に無機や有機の化合物の被膜を生成させるために従来か
ら一般的に行われている処理法であり、金属アルコキシ
ド（液体）を重合させることで無機や有機の化合物の固
体を生成するものであって、このような処理法によれ
ば、基材表面に厚み約０．０５μｍ以上の無機や有機の
化合物の被膜を形成することができる。Note that the sol-gel method is a treatment method which has been generally performed so far to form a film of an inorganic or organic compound on the surface of a substrate, and polymerizes a metal alkoxide (liquid). This produces a solid of an inorganic or organic compound, and according to such a treatment method, a coating of an inorganic or organic compound having a thickness of about 0.05 μm or more can be formed on the substrate surface. .
【００１８】その反応機構（無機化合物の被膜を形成す
る場合）の概要については以下に示すようなものであ
る。The outline of the reaction mechanism (in the case of forming an inorganic compound film) is as follows.
【化１】 Embedded image
【００１９】上記のような処理法により、本実施形態で
は、排気弁６について、具体的には、その弁体表面（少
なくとも傘部６ａの裏側や弁棒部６ｂの下部の表面）に
対して、ＳｉＯ2 の被膜をそれぞれコーティングしてい
るが、その際にコーティング処理液として使用する金属
アルコキシド溶液の組成の一例については以下に示す通
りである。 テトラエトキシシラン・・・・２９．０ｇ エタノール・・・・４３．５ｇ 水・・・・２７．２ｇ 塩酸・・・・０．３ｇAccording to the above-described processing method, in this embodiment, the exhaust valve 6, specifically, its valve body surface (at least the back surface of the umbrella portion 6a and the lower surface of the valve rod portion 6b). , SiO 2 are coated, and an example of the composition of the metal alkoxide solution used as the coating solution at that time is as follows. Tetraethoxysilane 29.0 g Ethanol 43.5 g Water 27.2 g Hydrochloric acid 0.3 g
【００２０】上記のような金属アルコキシド溶液をコー
ティング処理液として、その液中に弁体をディッピング
（浸漬）してから、常温で引き上げて乾燥することで、
弁体の表面にコーティングゲルフィルムを付着させるこ
とができ、その後、５００℃×１０分の焼成処理を行う
ことで、弁体の表面に厚さが約０．０５〜２μｍのＳｉ
Ｏ2 の被膜を形成することができる。The above-mentioned metal alkoxide solution is used as a coating solution, and the valve body is dipped (immersed) in the solution, then pulled up at room temperature and dried.
A coating gel film can be adhered to the surface of the valve body, and thereafter, a baking treatment at 500 ° C. for 10 minutes is performed, so that the surface of the valve body has a thickness of about 0.05 to 2 μm.
An O 2 coating can be formed.
【００２１】一方、吸気弁５について、具体的には、そ
の弁体表面（少なくとも傘部５ａの裏側や弁棒部５ｂの
下部の表面）に対して、有機化合物であるフルオロアル
キルシラン（ＦＡＳ）化合物の被膜をそれぞれコーティ
ングしているが、その際のコーティング処理液の組成の
一例については以下に示す通りである。 オクチル酸ジルコニウム・・・・２０ｇ ｎ−ブチルアルコール・・・・８００ｇ フルオロアルキルシラン・・・・１．５ｇOn the other hand, with respect to the intake valve 5, specifically, the surface of the valve body (at least the back surface of the umbrella portion 5a and the lower surface of the valve rod portion 5b) is coated with an organic compound, fluoroalkylsilane (FAS). Each of the compound films is coated, and an example of the composition of the coating solution at that time is as follows. Zirconium octylate 20 g n-butyl alcohol 800 g Fluoroalkylsilane 1.5 g
【００２２】上記のようなコーティング処理液中に弁体
をディッピング（浸漬）してから、常温で引き上げて乾
燥することで、弁体の表面にコーティングゲルフィルム
を付着させることができ、その後、５０℃×１０分の加
熱処理を行うことで、弁体の表面に厚さが約０．０５〜
２μｍのフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）化合物の被
膜を形成することができる。The valve body is dipped (immersed) in the coating solution as described above, then pulled up at room temperature and dried, whereby a coating gel film can be adhered to the surface of the valve body. By performing the heat treatment at 10 ° C. for 10 minutes, the thickness of the valve body becomes about 0.05 to
A 2 μm fluoroalkylsilane (FAS) compound coating can be formed.
【００２３】上記のような方法により吸気弁５と排気弁
６にそれぞれ異なる有機と無機の化合物の被膜を形成し
ている本実施形態の４サイクルエンジンのリフト弁によ
れば、吸気弁５においては、カム室側から漏れたオイル
が弁棒部５ｂから傘部５ａに垂れ下がってきても、弁体
表面が撥油性のある有機化合物（低表面エネルギーの有
機化合物）の被膜により覆われていることで、オイルは
弁体表面に馴染むことなく弾かれた状態となり、そのた
め、吸気の流れで弁体表面からオイルが直ちに飛散させ
られることとなる。According to the lift valve of the four-stroke engine of the present embodiment, in which the coatings of different organic and inorganic compounds are formed on the intake valve 5 and the exhaust valve 6 by the method described above, Even if oil leaked from the cam chamber side hangs down from the valve stem 5b to the umbrella 5a, the valve body surface is covered with a film of an oil-repellent organic compound (low surface energy organic compound). The oil is repelled without being adjusted to the surface of the valve body, so that the oil is immediately scattered from the surface of the valve body by the flow of the intake air.
【００２４】したがって、燃焼室２内で燃焼した既燃焼
ガスが吸気通路３内に逆流しても、吸気弁５の弁棒部５
ｂの下部や傘部５ａの裏面で、弁体表面がオイルにより
べったり濡れていないことから、既燃焼ガス中に含まれ
ているカーボンは、オイルの粘着力により弁体表面に多
く付着するようなことはなく、オイルと混ざり合った粘
着質のカーボンが弁体表面に堆積するのが抑制されるこ
ととなる。Therefore, even if the burned gas burned in the combustion chamber 2 flows back into the intake passage 3, the valve rod 5 of the intake valve 5
In the lower part of b and the back surface of the umbrella part 5a, since the valve body surface is not greasy or wet with oil, the carbon contained in the burned gas is likely to adhere to the valve body surface due to the adhesive force of the oil. In other words, the deposition of sticky carbon mixed with oil on the valve body surface is suppressed.
【００２５】また、排気弁６においては、燃焼室２内で
燃焼した高温の排気ガスが排気通路４内を通過しても、
排気弁６の弁棒部６ｂの下部や傘部６ａの裏面では、弁
体表面が耐熱性のある無機化合物の被膜により覆われて
いることで、排気ガス中のカーボンの炭素原子が高温下
で弁体の表面金属素地に結合して弁体表面に付着するの
が阻止されて、固化したカーボン（ドライカーボン）が
弁体表面に堆積するのが抑制されることとなる。In the exhaust valve 6, even if high-temperature exhaust gas burned in the combustion chamber 2 passes through the exhaust passage 4,
At the lower portion of the valve stem 6b of the exhaust valve 6 and the back surface of the umbrella portion 6a, the valve element surface is covered with a heat-resistant inorganic compound film, so that carbon atoms of carbon in the exhaust gas are exposed to high temperatures. Bonding to the surface metal substrate of the valve body and adhesion to the valve body surface are prevented, and accumulation of solidified carbon (dry carbon) on the valve body surface is suppressed.
【００２６】なお、上記のように吸気弁５と排気弁６に
それぞれ異なる化合物の被膜が形成されている本実施形
態の４サイクルエンジンのリフト弁について、図３は、
被膜（コーティング）を施していない比較例とのカーボ
ン付着量の違いを示すものであって、この結果から見て
も、被膜（コーティング）の有るものでは、被膜（コー
ティング）の無いものと比べて、弁体表面へのカーボン
の付着（堆積）が大幅に抑制されていることが判る。FIG. 3 shows the lift valve of the four-stroke engine according to the present embodiment in which the intake valve 5 and the exhaust valve 6 are coated with different compounds as described above.
It shows the difference in the amount of carbon adhered to the comparative example without a coating (coating), and from this result, it can be seen that the film with the coating (coating) is compared with the one without the coating (coating). It can be seen that the adhesion (accumulation) of carbon on the valve body surface is greatly suppressed.
【００２７】以上、４サイクルエンジンのリフト弁の一
実施形態について説明したが、本発明は、上記のような
実施形態に限られるものではなく、例えば、上記の実施
形態では吸気弁と排気弁の両方に対してそれぞれ化合物
の被膜を形成しているが、吸気弁と排気弁の何れか一方
にだけ化合物の被膜を形成するようにしても良い。ま
た、弁体にコーティングする化合物については、吸気弁
では、上記の実施形態に示したような有機化合物である
フルオロアルキシラン（ＦＡＳ）の被膜に限らず撥油性
のある化合物被膜であれば、例えば、テトラフルオロエ
チレン等のその他の有機化合物の被膜であっても良く、
テトラフルオロエチレン含有ニッケル膜やテトラフルオ
ロエチレン含有ＳｉＯ2 膜というような無機化合物と有
機化合物を混合状態とした被膜であっても良く、更に
は、排気弁に使用できる耐熱性の無機化合物のうちの撥
油性のあるものを使用しても良い。一方、排気弁につい
ても、上記の実施形態に示したＳｉＯ2 に限らず、例え
ば、ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｓｉ 3 Ｎ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｂ
ａＴｉＯ3 ，Ｙ2 Ｏ3 等のその他の耐熱性のある無機化
合物であっても良い等、適宜変更可能なものであること
は言うまでもない。As described above, one of the lift valves of the four-stroke engine is used.
Although the embodiment has been described, the present invention
The present invention is not limited to the embodiment.
In the form, each compound is used for both the intake valve and the exhaust valve.
Is formed, but either the intake valve or the exhaust valve
The film of the compound may be formed only on the substrate. Ma
For the compounds to be coated on the valve body,
Is an organic compound as shown in the above embodiment.
Oil repellency not limited to fluoroalkane (FAS) coating
If the compound coating has
It may be a film of another organic compound such as styrene,
Nickel film containing tetrafluoroethylene or tetrafluoro
Ethylene containing SiOTwo With inorganic compounds such as membranes
It may be a coating in which organic compounds are mixed,
Is a heat-resistant inorganic compound that can be used for exhaust valves.
Oily substances may be used. On the other hand,
However, the SiO 2 shown in the above embodimentTwo Not limited to
For example, TiOTwo , ZrOTwo , Si Three NFour, AlTwo OThree , B
aTiOThree , YTwo OThree Other heat resistant mineralization such as
It can be changed as appropriate, such as a compound
Needless to say.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したような本発明の４サイクル
エンジンのリフト弁によれば、燃焼ガス中に含まれるカ
ーボンが傘部の裏側や弁棒部の下部で弁体表面に付着し
て堆積するのを抑制することができ、それによって、リ
フト弁でのカーボンの堆積に起因するエンジン性能の低
下を防止することができる。According to the lift valve of the four-stroke engine of the present invention as described above, carbon contained in the combustion gas adheres to and accumulates on the valve body surface on the back side of the umbrella portion and the lower portion of the valve stem. This can prevent the engine performance from being degraded due to carbon accumulation at the lift valve.
【図１】４サイクルエンジンの燃焼室付近を示す縦断面
図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of a combustion chamber of a four-cycle engine.
【図２】高速運転域で排気効率を上げるためのエンジン
運転状態における吸気弁と排気弁の開閉タイミングとバ
ルブリフト状態を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing opening / closing timing of an intake valve and an exhaust valve and a valve lift state in an engine operating state for increasing exhaust efficiency in a high-speed operation range.
【図３】化合物の被膜（コーティング）が有る場合と無
い場合のリフト弁（吸気弁と排気弁）へのカーボン付着
量の違いを示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the difference in the amount of carbon attached to a lift valve (intake valve and exhaust valve) with and without a compound film (coating).
２ 燃焼室 ３ 吸気通路 ４ 排気通路 ５ 吸気弁（リフト弁） ５ａ （吸気弁の）傘部 ５ｂ （吸気弁の）弁棒部 ６ 排気弁（リフト弁） ６ａ （排気弁の）傘部 ６ｂ （排気弁の）弁棒部 Reference Signs List 2 Combustion chamber 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Intake valve (lift valve) 5a Headpiece (of intake valve) 5b Valve stem part (of intake valve) 6 Exhaust valve (lift valve) 6a Headpiece (of exhaust valve) 6b ( Valve stem part of exhaust valve)
Claims (2)
めのリフト弁に対して、きのこ形状の弁体の傘部や弁棒
部の表面に、撥油性のある化合物の被膜が形成されてい
ることを特徴とする４サイクルエンジンのリフト弁。1. A coating film of an oil-repellent compound is formed on a surface of an umbrella portion and a valve rod portion of a mushroom-shaped valve body with respect to a lift valve for opening and closing a combustion chamber side opening of an intake passage. A lift valve for a four-stroke engine.
めのリフト弁に対して、きのこ形状の弁体の傘部や弁棒
部の表面に、耐熱性のある無機化合物の被膜が形成され
ていることを特徴とする４サイクルエンジンのリフト
弁。2. A film of a heat-resistant inorganic compound is formed on the surface of an umbrella portion and a valve rod portion of a mushroom-shaped valve body with respect to a lift valve for opening and closing a combustion chamber side opening of an exhaust passage. A lift valve for a four-stroke engine, wherein the lift valve is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001183433A JP2002371815A (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Lift valve for four-cycle engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001183433A JP2002371815A (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Lift valve for four-cycle engine |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002371815A true JP2002371815A (en) | 2002-12-26 |
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ID=19023384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001183433A Withdrawn JP2002371815A (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Lift valve for four-cycle engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002371815A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309176A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2008530440A (en) * | 2005-02-15 | 2008-08-07 | カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Anti-adhesion coating on components to prevent oil carbon adhesion |
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-
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- 2001-06-18 JP JP2001183433A patent/JP2002371815A/en not_active Withdrawn
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