JP2004084629A - 動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる動弁装置を提供する。
【解決手段】ロッカシャフト1の周方向に揺動するロッカアーム3と、バルブ弾性部材39の弾性力によって前記ロッカアーム3側に付勢され、該ロッカアーム3の揺動に伴って前記弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジ5とを備え、前記ロッカブリッジ5の上面に配され、前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシム2を介して、前記ロッカアーム3の一端部下端と前記ロッカブリッジ5とが当接し、前記シム2は、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状を呈し、前記シム5を前記弾性力の方向に対して垂直方向の一端側または他端側へ移動させることにより、当該シム5によって前記ロッカブリッジ3が前記弾性力に抗して押し下げられる。
【選択図】 図4
【解決手段】ロッカシャフト1の周方向に揺動するロッカアーム3と、バルブ弾性部材39の弾性力によって前記ロッカアーム3側に付勢され、該ロッカアーム3の揺動に伴って前記弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジ5とを備え、前記ロッカブリッジ5の上面に配され、前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシム2を介して、前記ロッカアーム3の一端部下端と前記ロッカブリッジ5とが当接し、前記シム2は、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状を呈し、前記シム5を前記弾性力の方向に対して垂直方向の一端側または他端側へ移動させることにより、当該シム5によって前記ロッカブリッジ3が前記弾性力に抗して押し下げられる。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は動弁装置に係り、特に、エンジンのエキゾーストバルブの駆動に好適な動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特に大型車両では、長い下り坂等を安全に走行するうえで、補助ブレーキの1つであるエキゾーストブレーキが大きな役割をなす。
【0003】
このエキゾーストブレーキは、排気管内等に設けられた排気絞り弁を絞ることによって、エンジンの排気行程でエキゾーストポートから排出される排気ガスの排気抵抗を高め、これによってブレーキ力を得るものである。
【0004】
このようにエンジンブレーキ力を高める有効な手段として、エキゾーストブレーキの他、シリンダヘッドのロッカカバー内に油圧式アクチュエータを有し、ブレーキ作動時に当該油圧式アクチュエータを駆動して、エキゾーストバルブまたは第3バルブを開くことによって、エンジンの負仕事を増大させる車両用ディーゼルエンジンのデコンプレションブレーキが知られている。
【0005】
また、エキゾーストバルブがエンジン圧縮工程にて開く方法として、実開平6−34104号公報には、偏心ロッカシャフトを使用し、ロッカシャフトを回転させて下げ、エキゾーストバルブが開く方法が開示されている。さらに、特開平8−158836号公報には、ロッカアームに設けた偏心ブッシュと、当該偏心ブッシュを回転させるレバーとアクチュエータで、ロッカアームを下げ、エキゾーストバルブが開く方法が開示されている。
【0006】
しかしながら、これらの手段においては、アクチュエータの応答性が悪く、かつ構成部品の制度を維持するための加工費等が高くつき、精度面およびコスト面において問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる動弁装置の提供を主目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、請求項1に記載するように、ロッカシャフトを軸にして当該ロッカシャフトの周方向に揺動することができるロッカアームと、バルブ弾性部材の弾性力によって前記ロッカアーム側に付勢され、該ロッカアームの揺動に伴って前記弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジとを備え、前記ロッカブリッジに当該ロッカブリッジの前記往復運動に伴って開閉する複数のバルブが接続される動弁装置であって、前記ロッカブリッジの上面に配され、前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシムを介して、前記ロッカアームの一端部下端と前記ロッカブリッジとが当接し、前記シムは、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状を呈し、前記シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向の一端側または他端側へ移動させることにより、当該シムによって前記ロッカブリッジが前記弾性力に抗して押し下げられることを特徴とする動弁装置を提供する。
【0009】
エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いると、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、容易にエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。例えば、エンジンでの圧縮行程の終了間際にエキゾーストバルブを強制的に開けて、ピストンが上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけると、燃焼行程においてもブレーキ力を発生させることができる。すなわち、新たな補助ブレーキを得ることができる。この補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる。
【0010】
上記請求項1に記載された発明においては、請求項2に記載するように、前記シムは摺動部材を介して、シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動させるシム移動手段に連結されており、前記摺動部材は、その一端面にシムの端部が当接し、前記ロッカブリッジの前記往復運動に応じてその一端面において前記シム端部が摺動し、他端面に前記シム移動手段が連結していることが好ましい。摺動部材を設けることにより、ロッカブリッジがバルブ弾性部材の弾性力方向に往復運動をする際に、その往復運動に対応してロッカブリッジと一体となってシムも同様の方向に摺動させることができる。さらに、シム移動手段を作動させることにより、バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向にシムを往復運動させることができるため、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、シムの厚みの違いを利用してエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例について、図1から図4を用いて説明する。本実施形態は、エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いたときの一例である。
【0012】
まず、本実施形態による動弁装置20を構成する各部材の配置と、シムについて説明する。
【0013】
図1は、本実施態様の動弁装置における各部材の側面配置を概略的に示している。ただし、図1においては、エンジンの図示を省略している。図2は、本実施態様におけるシムの他の例を示したものである。さらに、図3は、本実施態様における摺動部材の一例を示した概略断面図であり、図4は、図1に示すロッカブリッジとエンジンとの配置を示す概略部分断面側面図である。
【0014】
まず、図1に示すように、動弁装置20は、ロッカシャフト1を軸にして当該ロッカシャフト1の周方向に揺動することができるロッカアーム3と、バルブ弾性部材(図示せず)の弾性力によってロッカアーム3に押し当てられ、ロッカアーム3の揺動に伴って前記バルブ弾性部材の弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジ5と、ロッカブリッジ5の上面に配され、前記バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシム2とを備えている。
【0015】
本発明においては、シム2を介してロッカアーム3の一端部下端3bと、ロッカブリッジ5とが当接している。当該シム2は、一端側と他端側とで厚みが異なる形状を呈しており、さらに、このようなシム2を、ロッカブリッジ上面上で、バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることにより、ロッカアーム3の揺動を制御することからエキゾーストバルブの開閉を制御するカム11のプロファイルと無関係に、エキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。すなわち、シム2をロッカブリッジ5のアーム5cの一端5a側へ移動させると、厚みの違いにより、ロッカブリッジ5がバルブ弾性部材に抗する方向に押し下げられ、これにより、エキゾーストバルブを開くことができるのである。また、ロッカブリッジ5の上面は平面状に加工されるか、またはシムを収納するような溝を形成するように加工されるなど、板状のシム2を安定性良く配置するように形成されていることが好ましい。
【0016】
本実施態様におけるシム2の形状としては、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状であれば特に限定はされない。このような形状であれば、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させた際、その厚みの差を利用して、エキゾーストバルブの開閉を制御することができるからである。具体的には、図1に示すように、シム2の長手方向の中間部分にテーパが形成され、厚みの異なる2箇所の平面部が形成されている形状や、図2(a)に示すように、2箇所にテーパが形成され、厚みの異なる3箇所の平面部が形成されている形状、さらに、図2(b)に示すように、一端側から他端側にかけて連続的に厚みが変化する形状等を挙げることができる。このようなシム2における厚みの変化としては、エキゾーストバルブを開閉させ、エキゾーストエンジンの補助ブレーキとして作動することを可能とする厚みの変化であれば特に限定はされない。
【0017】
さらに、ロッカブリッジ5がバルブ弾性部材の弾性力方向へ往復移動する際に、その往復移動に応じて、シム2がロッカブリッジ5と一体となって摺動することを可能とするために、当該シム2の端部を摺動部材6の一端面と当接させている。
【0018】
このような摺動部材6としては、シム2をロッカブリッジ5の往復運動に応じて同様の方向に摺動させることを可能とする部材であれば特に限定はされない。具体的には、図3に示すように、シム2の端部と当接する摺動面6aが形成されており、当該摺動面6aにおいて、シム2をロッカブリッジ5の往復運動に応じて摺動させる摺動部材6等を挙げることができる。
【0019】
さらに、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させるシム移動手段7が上述した摺動部材6を介して設けられている。このようなシム移動手段7としては、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることを可能とする手段であれば特に限定はされない。具体的には、シム2をロッカブリッジ5のアーム5c方向の一端5a方向または他端5b方向に移動させることができるエアシリンダ、アクチュエータ等を挙げることができる。
【0020】
このようなシム移動手段7として具体的には、アクチュエータ8が、連結部材10により上述した摺動部材6と連結されているもの等を挙げることができる。当該アクチュエータ8を制御することにより、シム2を摺動部材6とともにロッカブリッジ5のアーム5cの一端5aまたは他端5bへ移動させることができる。
【0021】
従って、このようにシム移動手段7を制御することにより、シム2をバルブ弾性部材の弾性力に対して垂直方向に往復運動させることができ、カム11のプロファイルとは無関係に、エキゾーストバルブの開閉を制御することができるのである。
【0022】
さらに、ロッカアーム3には、当該ロッカアーム3の長手方向の中央部から偏心した位置に例えば貫通孔が形成されており、この貫通孔にロッカシャフト1が通されている。カム11でロッカアーム3の長手方向の一端を押すことによって、ロッカアーム3をロッカシャフト1の周方向に揺動させることができる。当該ロッカアーム3の揺動に連動してロッカブリッジ5はバルブ弾性部材の弾性力方向に往復移動し、このロッカブリッジ5の往復移動を介してエキゾーストバルブの開閉が制御されている。
【0023】
以下、エキゾーストバルブが強制的に開けられる点について、図4を用いて詳述する。
【0024】
図4に示すように、エンジン30は、シリンダ31と、当該シリンダ31内を摺動するピストン32と、シリンダ31の上端に配置されたシリンダヘッド33と、シリンダ31からの排気を制御するエキゾーストバルブ35と、シリンダ31への吸気を制御するインテークバルブ(図示せず)と、シリンダ31内に嵌合されたピストン32の上面に形成された燃焼室41とを有している。
【0025】
ピストン32の外周面にはコンプレッションリング32aとオイルリング32bとが装着されている。
【0026】
シリンダヘッド33の内面には、2つのエキゾーストポート33aが開口しており、これらのエキゾーストポート33aはシリンダヘッド33内で合流して、当該シリンダヘッド33の側面において排気管(図示せず)に接続されている。また、図4には示されていないが、シリンダヘッド33内にはインテークポートも形成されている。
【0027】
個々のエキゾーストポート33aには、当該エキゾーストポート33aへの入り口を閉塞することができるエキゾーストバルブ35が配置されており、インテークポートには、当該インテークポートからの出口を閉塞することができるインテークバルブ(図示せず)が配置されている。
【0028】
各エキゾーストバルブ35は、エキゾーストポート33aへの入り口を閉塞することができるバルブ本体35aと、当該バルブ本体35aに連なってシリンダヘッド33をその厚さ方向に貫通するステム35bとを有している。
【0029】
エキゾーストポート33aへの入り口にはバルブシート36が配置され、当該入り口の閉塞時には、バルブ本体35aとバルブシート36とが密着する。
【0030】
ステム35bとシリンダヘッド33との間にはバルブガイド37が挿入されており、ステム35bそれぞれの一端がシリンダヘッド33を貫通してロッカブリッジ5に接続されている。
【0031】
各ステム35bにおけるロッカブリッジ5側の端部にはリテーナ38が装着されており、個々のリテーナ38とシリンダヘッド33の外表面との間にはバルブ弾性部材39が配置されている。図示の例では、バルブ弾性部材39としてコイルスプリングが使用されている。ステム35bは、当該ステム35bに対応するバルブ弾性部材39に通されている。
【0032】
ロッカブリッジ5の側面視上の中央部に対応して、シリンダヘッド33の外表面には棒状のガイド40が立設されており、このガイド40は、ロッカブリッジ5の側面視上の中央に形成されている脚部5dに通されている。
【0033】
なお、ここでいう側面視とは、ロッカブリッジ5の往復運動の方向と直交し、かつ、ロッカシャフト1の長手方向とも直交する方向から動弁装置20を見ることを意味する。
【0034】
各バルブ弾性部材39は、その弾性力によってロッカブリッジ5をロッカアーム3側に付勢しているが、その長さはロッカアーム3の揺動に伴って変化する。すなわち、ロッカブリッジ5は、バルブ弾性部材39の弾性力の方向へ往復運動することができる。
【0035】
ロッカアーム3の揺動によって、ロッカブリッジ5が各バルブ弾性部材39の弾性力に抗して当該ロッカブリッジ5の下死点側へ移動すると、これに伴って各エキゾーストバルブ35も押し下げられて、エキゾーストバルブ35の各々が開く。
【0036】
一方、ロッカアーム3の揺動によって当該ロッカアーム3からロッカブリッジ5に加えられる力が弱まるか、または無くなると、各バルブ弾性部材39の弾性力によってロッカブリッジ5がその上死点側に移動する。これに伴って各エキゾーストバルブ35も引き上げられて、エキゾーストバルブ35の各々が閉じる。
【0037】
上述したように、シム2は、シム移動手段7によって、バルブ弾性部材39の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることができる。また、このシム2の往復移動は、ロッカアーム3を揺動させるカム11のプロファイルとは無関係に行うことができる。例えば、前記カム11のプロファイルに従って各エキゾーストバルブ35が閉じているときでも、シム移動手段7によってシム2を往復移動させることが可能である。
【0038】
このようなタイミングでシム2をロッカブリッジ5のアーム5cの一端5a側へ移動させると、シム2の厚みの変化により、ロッカブリッジ5は各バルブ弾性部材39の弾性力に抗して強制的に押し下げられ、エキゾーストバルブ35が開く。すなわち、前記カム11のプロファイルとは無関係に、各エキゾーストバルブ35を強制的に開けることができる。
【0039】
動弁装置20を利用して上述のように各エキゾーストバルブ35の開閉を制御することができるエンジン30においては、エンジン30での圧縮行程の終了間際に各エキゾーストバルブ35を強制的に開けて、ピストン32が圧縮上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけることが可能である。
【0040】
圧縮上死点付近で燃焼室内の圧力が大気圧に近づけば、燃焼行程においてもブレーキ力が発生するので、新たな補助ブレーキを得ることができる。
【0041】
また、前記カム11のプロファイルに従って各エキゾーストバルブ35が開閉するようにシム2を元の位置に戻せば、従来と同様にエキゾーストブレーキを作動させることもできる。
【0042】
上記の新たな補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを得ることができる。
【0043】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態は例示であり、本明細書の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様の効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0044】
例えば、本発明の動弁装置は、エンジンのエキゾーストバルブを開閉するためのメカニズムの一部として利用する以外に、吸気工程で排気バルブを開けて排ガスの一部をシリンダーに逆流させるEGRシステム等に利用することもできる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いると、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、容易にエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。例えば、エンジンでの圧縮行程の終了間際にエキゾーストバルブを強制的に開けて、ピストンが上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけると、燃焼行程においてもブレーキ力を発生させることができる。すなわち、新たな補助ブレーキを得ることができる。この補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による動弁装置における各部材の配置を示す概略側面図である。
【図2】本発明におけるシムの他の例を示した概略側面図である。
【図3】本発明における摺動部材の一例を示した概略断面図である。
【図4】図1に示したロッカブリッジとエンジンとの配置を概略的に示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
1 … ロッカシャフト
2 … シム
3 … ロッカアーム
5 … ロッカブリッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は動弁装置に係り、特に、エンジンのエキゾーストバルブの駆動に好適な動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特に大型車両では、長い下り坂等を安全に走行するうえで、補助ブレーキの1つであるエキゾーストブレーキが大きな役割をなす。
【0003】
このエキゾーストブレーキは、排気管内等に設けられた排気絞り弁を絞ることによって、エンジンの排気行程でエキゾーストポートから排出される排気ガスの排気抵抗を高め、これによってブレーキ力を得るものである。
【0004】
このようにエンジンブレーキ力を高める有効な手段として、エキゾーストブレーキの他、シリンダヘッドのロッカカバー内に油圧式アクチュエータを有し、ブレーキ作動時に当該油圧式アクチュエータを駆動して、エキゾーストバルブまたは第3バルブを開くことによって、エンジンの負仕事を増大させる車両用ディーゼルエンジンのデコンプレションブレーキが知られている。
【0005】
また、エキゾーストバルブがエンジン圧縮工程にて開く方法として、実開平6−34104号公報には、偏心ロッカシャフトを使用し、ロッカシャフトを回転させて下げ、エキゾーストバルブが開く方法が開示されている。さらに、特開平8−158836号公報には、ロッカアームに設けた偏心ブッシュと、当該偏心ブッシュを回転させるレバーとアクチュエータで、ロッカアームを下げ、エキゾーストバルブが開く方法が開示されている。
【0006】
しかしながら、これらの手段においては、アクチュエータの応答性が悪く、かつ構成部品の制度を維持するための加工費等が高くつき、精度面およびコスト面において問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる動弁装置の提供を主目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、請求項1に記載するように、ロッカシャフトを軸にして当該ロッカシャフトの周方向に揺動することができるロッカアームと、バルブ弾性部材の弾性力によって前記ロッカアーム側に付勢され、該ロッカアームの揺動に伴って前記弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジとを備え、前記ロッカブリッジに当該ロッカブリッジの前記往復運動に伴って開閉する複数のバルブが接続される動弁装置であって、前記ロッカブリッジの上面に配され、前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシムを介して、前記ロッカアームの一端部下端と前記ロッカブリッジとが当接し、前記シムは、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状を呈し、前記シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向の一端側または他端側へ移動させることにより、当該シムによって前記ロッカブリッジが前記弾性力に抗して押し下げられることを特徴とする動弁装置を提供する。
【0009】
エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いると、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、容易にエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。例えば、エンジンでの圧縮行程の終了間際にエキゾーストバルブを強制的に開けて、ピストンが上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけると、燃焼行程においてもブレーキ力を発生させることができる。すなわち、新たな補助ブレーキを得ることができる。この補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる。
【0010】
上記請求項1に記載された発明においては、請求項2に記載するように、前記シムは摺動部材を介して、シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動させるシム移動手段に連結されており、前記摺動部材は、その一端面にシムの端部が当接し、前記ロッカブリッジの前記往復運動に応じてその一端面において前記シム端部が摺動し、他端面に前記シム移動手段が連結していることが好ましい。摺動部材を設けることにより、ロッカブリッジがバルブ弾性部材の弾性力方向に往復運動をする際に、その往復運動に対応してロッカブリッジと一体となってシムも同様の方向に摺動させることができる。さらに、シム移動手段を作動させることにより、バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向にシムを往復運動させることができるため、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、シムの厚みの違いを利用してエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例について、図1から図4を用いて説明する。本実施形態は、エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いたときの一例である。
【0012】
まず、本実施形態による動弁装置20を構成する各部材の配置と、シムについて説明する。
【0013】
図1は、本実施態様の動弁装置における各部材の側面配置を概略的に示している。ただし、図1においては、エンジンの図示を省略している。図2は、本実施態様におけるシムの他の例を示したものである。さらに、図3は、本実施態様における摺動部材の一例を示した概略断面図であり、図4は、図1に示すロッカブリッジとエンジンとの配置を示す概略部分断面側面図である。
【0014】
まず、図1に示すように、動弁装置20は、ロッカシャフト1を軸にして当該ロッカシャフト1の周方向に揺動することができるロッカアーム3と、バルブ弾性部材(図示せず)の弾性力によってロッカアーム3に押し当てられ、ロッカアーム3の揺動に伴って前記バルブ弾性部材の弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジ5と、ロッカブリッジ5の上面に配され、前記バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシム2とを備えている。
【0015】
本発明においては、シム2を介してロッカアーム3の一端部下端3bと、ロッカブリッジ5とが当接している。当該シム2は、一端側と他端側とで厚みが異なる形状を呈しており、さらに、このようなシム2を、ロッカブリッジ上面上で、バルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることにより、ロッカアーム3の揺動を制御することからエキゾーストバルブの開閉を制御するカム11のプロファイルと無関係に、エキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。すなわち、シム2をロッカブリッジ5のアーム5cの一端5a側へ移動させると、厚みの違いにより、ロッカブリッジ5がバルブ弾性部材に抗する方向に押し下げられ、これにより、エキゾーストバルブを開くことができるのである。また、ロッカブリッジ5の上面は平面状に加工されるか、またはシムを収納するような溝を形成するように加工されるなど、板状のシム2を安定性良く配置するように形成されていることが好ましい。
【0016】
本実施態様におけるシム2の形状としては、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状であれば特に限定はされない。このような形状であれば、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させた際、その厚みの差を利用して、エキゾーストバルブの開閉を制御することができるからである。具体的には、図1に示すように、シム2の長手方向の中間部分にテーパが形成され、厚みの異なる2箇所の平面部が形成されている形状や、図2(a)に示すように、2箇所にテーパが形成され、厚みの異なる3箇所の平面部が形成されている形状、さらに、図2(b)に示すように、一端側から他端側にかけて連続的に厚みが変化する形状等を挙げることができる。このようなシム2における厚みの変化としては、エキゾーストバルブを開閉させ、エキゾーストエンジンの補助ブレーキとして作動することを可能とする厚みの変化であれば特に限定はされない。
【0017】
さらに、ロッカブリッジ5がバルブ弾性部材の弾性力方向へ往復移動する際に、その往復移動に応じて、シム2がロッカブリッジ5と一体となって摺動することを可能とするために、当該シム2の端部を摺動部材6の一端面と当接させている。
【0018】
このような摺動部材6としては、シム2をロッカブリッジ5の往復運動に応じて同様の方向に摺動させることを可能とする部材であれば特に限定はされない。具体的には、図3に示すように、シム2の端部と当接する摺動面6aが形成されており、当該摺動面6aにおいて、シム2をロッカブリッジ5の往復運動に応じて摺動させる摺動部材6等を挙げることができる。
【0019】
さらに、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させるシム移動手段7が上述した摺動部材6を介して設けられている。このようなシム移動手段7としては、シム2をバルブ弾性部材の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることを可能とする手段であれば特に限定はされない。具体的には、シム2をロッカブリッジ5のアーム5c方向の一端5a方向または他端5b方向に移動させることができるエアシリンダ、アクチュエータ等を挙げることができる。
【0020】
このようなシム移動手段7として具体的には、アクチュエータ8が、連結部材10により上述した摺動部材6と連結されているもの等を挙げることができる。当該アクチュエータ8を制御することにより、シム2を摺動部材6とともにロッカブリッジ5のアーム5cの一端5aまたは他端5bへ移動させることができる。
【0021】
従って、このようにシム移動手段7を制御することにより、シム2をバルブ弾性部材の弾性力に対して垂直方向に往復運動させることができ、カム11のプロファイルとは無関係に、エキゾーストバルブの開閉を制御することができるのである。
【0022】
さらに、ロッカアーム3には、当該ロッカアーム3の長手方向の中央部から偏心した位置に例えば貫通孔が形成されており、この貫通孔にロッカシャフト1が通されている。カム11でロッカアーム3の長手方向の一端を押すことによって、ロッカアーム3をロッカシャフト1の周方向に揺動させることができる。当該ロッカアーム3の揺動に連動してロッカブリッジ5はバルブ弾性部材の弾性力方向に往復移動し、このロッカブリッジ5の往復移動を介してエキゾーストバルブの開閉が制御されている。
【0023】
以下、エキゾーストバルブが強制的に開けられる点について、図4を用いて詳述する。
【0024】
図4に示すように、エンジン30は、シリンダ31と、当該シリンダ31内を摺動するピストン32と、シリンダ31の上端に配置されたシリンダヘッド33と、シリンダ31からの排気を制御するエキゾーストバルブ35と、シリンダ31への吸気を制御するインテークバルブ(図示せず)と、シリンダ31内に嵌合されたピストン32の上面に形成された燃焼室41とを有している。
【0025】
ピストン32の外周面にはコンプレッションリング32aとオイルリング32bとが装着されている。
【0026】
シリンダヘッド33の内面には、2つのエキゾーストポート33aが開口しており、これらのエキゾーストポート33aはシリンダヘッド33内で合流して、当該シリンダヘッド33の側面において排気管(図示せず)に接続されている。また、図4には示されていないが、シリンダヘッド33内にはインテークポートも形成されている。
【0027】
個々のエキゾーストポート33aには、当該エキゾーストポート33aへの入り口を閉塞することができるエキゾーストバルブ35が配置されており、インテークポートには、当該インテークポートからの出口を閉塞することができるインテークバルブ(図示せず)が配置されている。
【0028】
各エキゾーストバルブ35は、エキゾーストポート33aへの入り口を閉塞することができるバルブ本体35aと、当該バルブ本体35aに連なってシリンダヘッド33をその厚さ方向に貫通するステム35bとを有している。
【0029】
エキゾーストポート33aへの入り口にはバルブシート36が配置され、当該入り口の閉塞時には、バルブ本体35aとバルブシート36とが密着する。
【0030】
ステム35bとシリンダヘッド33との間にはバルブガイド37が挿入されており、ステム35bそれぞれの一端がシリンダヘッド33を貫通してロッカブリッジ5に接続されている。
【0031】
各ステム35bにおけるロッカブリッジ5側の端部にはリテーナ38が装着されており、個々のリテーナ38とシリンダヘッド33の外表面との間にはバルブ弾性部材39が配置されている。図示の例では、バルブ弾性部材39としてコイルスプリングが使用されている。ステム35bは、当該ステム35bに対応するバルブ弾性部材39に通されている。
【0032】
ロッカブリッジ5の側面視上の中央部に対応して、シリンダヘッド33の外表面には棒状のガイド40が立設されており、このガイド40は、ロッカブリッジ5の側面視上の中央に形成されている脚部5dに通されている。
【0033】
なお、ここでいう側面視とは、ロッカブリッジ5の往復運動の方向と直交し、かつ、ロッカシャフト1の長手方向とも直交する方向から動弁装置20を見ることを意味する。
【0034】
各バルブ弾性部材39は、その弾性力によってロッカブリッジ5をロッカアーム3側に付勢しているが、その長さはロッカアーム3の揺動に伴って変化する。すなわち、ロッカブリッジ5は、バルブ弾性部材39の弾性力の方向へ往復運動することができる。
【0035】
ロッカアーム3の揺動によって、ロッカブリッジ5が各バルブ弾性部材39の弾性力に抗して当該ロッカブリッジ5の下死点側へ移動すると、これに伴って各エキゾーストバルブ35も押し下げられて、エキゾーストバルブ35の各々が開く。
【0036】
一方、ロッカアーム3の揺動によって当該ロッカアーム3からロッカブリッジ5に加えられる力が弱まるか、または無くなると、各バルブ弾性部材39の弾性力によってロッカブリッジ5がその上死点側に移動する。これに伴って各エキゾーストバルブ35も引き上げられて、エキゾーストバルブ35の各々が閉じる。
【0037】
上述したように、シム2は、シム移動手段7によって、バルブ弾性部材39の弾性力方向に対して垂直方向に往復移動させることができる。また、このシム2の往復移動は、ロッカアーム3を揺動させるカム11のプロファイルとは無関係に行うことができる。例えば、前記カム11のプロファイルに従って各エキゾーストバルブ35が閉じているときでも、シム移動手段7によってシム2を往復移動させることが可能である。
【0038】
このようなタイミングでシム2をロッカブリッジ5のアーム5cの一端5a側へ移動させると、シム2の厚みの変化により、ロッカブリッジ5は各バルブ弾性部材39の弾性力に抗して強制的に押し下げられ、エキゾーストバルブ35が開く。すなわち、前記カム11のプロファイルとは無関係に、各エキゾーストバルブ35を強制的に開けることができる。
【0039】
動弁装置20を利用して上述のように各エキゾーストバルブ35の開閉を制御することができるエンジン30においては、エンジン30での圧縮行程の終了間際に各エキゾーストバルブ35を強制的に開けて、ピストン32が圧縮上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけることが可能である。
【0040】
圧縮上死点付近で燃焼室内の圧力が大気圧に近づけば、燃焼行程においてもブレーキ力が発生するので、新たな補助ブレーキを得ることができる。
【0041】
また、前記カム11のプロファイルに従って各エキゾーストバルブ35が開閉するようにシム2を元の位置に戻せば、従来と同様にエキゾーストブレーキを作動させることもできる。
【0042】
上記の新たな補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを得ることができる。
【0043】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態は例示であり、本明細書の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様の効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0044】
例えば、本発明の動弁装置は、エンジンのエキゾーストバルブを開閉するためのメカニズムの一部として利用する以外に、吸気工程で排気バルブを開けて排ガスの一部をシリンダーに逆流させるEGRシステム等に利用することもできる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、エンジンのエキゾーストバルブを開閉させるためのメカニズムの一部として本発明の動弁装置を用いると、ロッカアームの揺動を制御することによってエキゾーストバルブの開閉を制御するカムのプロファイルと無関係に、容易にエキゾーストバルブを強制的に開閉させることが可能になる。例えば、エンジンでの圧縮行程の終了間際にエキゾーストバルブを強制的に開けて、ピストンが上死点付近に達したときの燃焼室内の圧力を大気圧に近づけると、燃焼行程においてもブレーキ力を発生させることができる。すなわち、新たな補助ブレーキを得ることができる。この補助ブレーキと従来のエキゾーストブレーキとを併用することによって、ブレーキ力の大きな補助ブレーキを精度良くまたコスト的に有利に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による動弁装置における各部材の配置を示す概略側面図である。
【図2】本発明におけるシムの他の例を示した概略側面図である。
【図3】本発明における摺動部材の一例を示した概略断面図である。
【図4】図1に示したロッカブリッジとエンジンとの配置を概略的に示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
1 … ロッカシャフト
2 … シム
3 … ロッカアーム
5 … ロッカブリッジ
Claims (2)
- ロッカシャフトを軸にして当該ロッカシャフトの周方向に揺動することができるロッカアームと、バルブ弾性部材の弾性力によって前記ロッカアーム側に付勢され、該ロッカアームの揺動に伴って前記弾性力の方向に往復運動することができるロッカブリッジとを備え、前記ロッカブリッジに当該ロッカブリッジの前記往復運動に伴って開閉する複数のバルブが接続される動弁装置であって、
前記ロッカブリッジの上面に配され、前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動可能に取り付けられたシムを介して、前記ロッカアームの一端部下端と前記ロッカブリッジとが当接し、
前記シムは、その長手方向において少なくとも2箇所の厚みの異なる部分を有する形状を呈し、
前記シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向の一端側または他端側へ移動させることにより、当該シムによって前記ロッカブリッジが前記弾性力に抗して押し下げられることを特徴とする動弁装置。 - 前記シムは摺動部材を介して、当該シムを前記弾性力の方向に対して垂直方向に往復移動させるシム移動手段に連結されており、前記摺動部材は、その一端面にシムの端部が当接し、前記ロッカブリッジの前記往復運動に応じてその一端面において前記シム端部が摺動し、他端面に前記シム移動手段が連結していることを特徴とする請求項1に記載の動弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002249666A JP2004084629A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002249666A JP2004084629A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 動弁装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004084629A true JP2004084629A (ja) | 2004-03-18 |
Family
ID=32056715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002249666A Pending JP2004084629A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 動弁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004084629A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014526655A (ja) * | 2011-09-21 | 2014-10-06 | ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド | エンジン・シリンダ減圧のための方法及びシステム |
CN105003313A (zh) * | 2014-04-15 | 2015-10-28 | 上海尤顺汽车部件有限公司 | 一种发动机制动单元 |
CN108952875A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-07 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种缸内制动传动装置 |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002249666A patent/JP2004084629A/ja active Pending
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JP2014526655A (ja) * | 2011-09-21 | 2014-10-06 | ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド | エンジン・シリンダ減圧のための方法及びシステム |
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