JP2005214199A - Valve drive device for intake and exhaust valve of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、請求項1の前文に記載の、内燃機関の吸排気弁用弁駆動装置に関する。 The present invention relates to a valve drive device for an intake / exhaust valve of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
請求項1の前文に記載の構成を有する内燃機関の吸排気弁用弁駆動装置は、特許文献1により公知である。特許文献1による弁駆動装置は、基本的にロッカアームを備える。このロッカアームは、一方のレバーアームで弁に作用し、他方のレバーアームで押し棒とヒンジ結合し、押し棒が調整装置に作用的に結合する。特許文献1による調整装置は、弁毎に偏心円板上を揺動するロッカアームを備えている。ロッカアームはカム軸のカム上を滑るローラと偏心軸との間に、偏心軸の回転によってローラの変化する位置がカムの基礎円上で達成可能となるような結合状態を作る。これは制御タイミングを変化させ、その結果吸排気過程の最適化のために、例えばディーゼル機関を種々の負荷状態の下で、有害物質が少なく、燃料消費の少ない運転に適応可能とする。 A valve drive device for an intake / exhaust valve of an internal combustion engine having the structure described in the preamble of claim 1 is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-122867. The valve drive device according to Patent Document 1 basically includes a rocker arm. In this rocker arm, one lever arm acts on the valve, the other lever arm hinges to the push rod, and the push rod is operatively coupled to the adjusting device. The adjusting device according to Patent Document 1 includes a rocker arm that swings on an eccentric disk for each valve. The rocker arm creates a coupling state between the roller sliding on the cam of the cam shaft and the eccentric shaft so that the position at which the roller changes due to the rotation of the eccentric shaft can be achieved on the basic circle of the cam. This changes the control timing, so that, for example, a diesel engine can be adapted for operation with less harmful substances and less fuel consumption under various load conditions in order to optimize the intake and exhaust processes.
特許文献1による弁駆動装置は、弁制御タイミングの変化時に、そこに開示された調整装置により弁隙間変化を十分に補償し得ず、その結果、特許文献1による弁駆動装置は偏心軸の2つの極限調整位置でしか満足に動作しないという欠点を持っている。特許文献1による弁駆動装置では、偏心円板の両極限位置の間で、弁の残留開放又は大きな弁隙間が生じてしまい、その結果、機関サイクルの間、少なくとも一方の終端位置から他方の終端位置への偏心円板の変位をピストンの損傷なしに容易に可能と成し得ない。 The valve driving device according to Patent Document 1 cannot sufficiently compensate for the change in the valve gap by the adjusting device disclosed therein when the valve control timing changes, and as a result, the valve driving device according to Patent Document 1 has 2 eccentric shafts. It has the disadvantage of operating satisfactorily only in one extreme adjustment position. In the valve drive device according to Patent Document 1, a residual opening of the valve or a large valve gap occurs between the extreme positions of the eccentric disc, and as a result, during the engine cycle, at least one end position to the other end position. Displacement of the eccentric disk to position cannot be easily made without damage to the piston.
弁制御タイミングの位相シフトが機関サイクルの間、弁隙間の変化なしに回転数や負荷に無関係に無段階で全変位領域にわたり可能な弁駆動装置を構成すべく、特許文献2は、弁隙間変化の補償のために少なくとも弾性を有する長さ変化補償手段を用いることを提案している。この特許文献2に開示の弁駆動装置は、回転数や負荷に無関係に無段階の位相シフトないし弁制御タイミングの調整が機関サイクルの間可能である。
従って本発明の課題は、上記問題点を解決する、内燃機関の吸排気弁用の新規な弁駆動装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel valve driving device for an intake / exhaust valve of an internal combustion engine that solves the above-mentioned problems.
この課題は、冒頭に述べた内燃機関の吸排気弁用の弁駆動装置を請求項1の特徴部に記載の構成とすることで解決できる。本発明によれば、調整可能なロッカアームがスピンドルブラケットを経てカム軸にヒンジ結合され、他方調整不能なロッカアームはカム軸の軸心に対し同軸的に位置し、シリンダセグメント面の形の滑り面を備え、押し棒に係合する調整不能なロッカアームの端部が滑り面上を位相シフトの間カム軸に関し一定の半径Rを維持しつつカムの基礎円の方向に変位し得るよう、スピンドルブラケットに作用する。 This problem can be solved by adopting the valve drive device for an intake / exhaust valve of an internal combustion engine described at the beginning as described in the characterizing portion of claim 1. According to the invention, the adjustable rocker arm is hinged to the camshaft via the spindle bracket, while the non-adjustable rocker arm is located coaxially with the camshaft axis and provides a sliding surface in the form of a cylinder segment surface. The end of the non-adjustable rocker arm that engages the push rod can be displaced in the direction of the cam base circle while maintaining a constant radius R with respect to the cam shaft during phase shifting on the sliding surface. Works.
本発明の考えに従って提案する弁駆動装置は、機関の運転中、回転数および負荷に無関係の、無段階の変位ないし弁制御タイミング制御並びにの位相シフトと、弁行程の制御を弁隙間変動なしに可能とする。しかも、この弁駆動装置は弾性的な長さ変化補償段なしに実現する。従って本発明の弁駆動装置は構造的に単純で、それ故に安価である。 The valve drive device proposed in accordance with the idea of the present invention provides stepless displacement or valve control timing control and phase shift of the valve stroke control without valve gap fluctuation, irrespective of the rotational speed and load during engine operation. Make it possible. Moreover, this valve drive device is realized without an elastic length change compensation stage. Thus, the valve drive of the present invention is structurally simple and therefore inexpensive.
本発明の更なる構成については、従属請求項および以下に述べる実施例についての説明で明らかにする。 Further configurations of the invention will become apparent from the dependent claims and the description of the embodiments described below.
次に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、図面に示す実施例は本発明を限定するものではないことに留意すべきである。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments shown in the drawings do not limit the present invention.
図1は内燃機関、特にディーゼル機関の本発明による弁駆動装置10をシリンダヘッド11と共に示す図である。 FIG. 1 shows a valve drive device 10 according to the invention of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, together with a cylinder head 11.
図1の弁駆動装置10はロッカアーム12を備える。該アーム12は第1端部で吸排気弁に作用し、第2端部で押し棒13にヒンジ結合している。押し棒13は弁制御タイミングの位相シフトのため調整装置に作用的に結合する。弁制御タイミングの位相シフトのための調整装置は、カム軸14と、その上に配置されたカム15と、偏心軸16と、調整可能なロッカアーム17とを備える。調整可能なロッカアーム17は、カム15上を滑るローラ18と偏心軸16との間の接続を作る。そのため、偏心軸16の回動によりローラ18がカム15の基礎円上で位置を変え、その結果変化する制御タイミングが得られる。
The valve drive device 10 of FIG. The
本発明においては、調整可能なロッカアーム17を、スピンドルブラケット19を介してカム軸14にヒンジ結合し、又はカム軸14上に支持する。スピンドルブラケット19の第1端部20はカム軸14にヒンジ結合し、第2端部21は調整可能なロッカアーム17にヒンジ結合している。図2、3に示すように調整可能なロッカアーム17の第1端部22はカム軸14のカム15上を滑るローラ18に係合し、第2端部23はスピンドルブラケット19、即ちスピンドルブラケット19の第2端部21に結合している。
In the present invention, the
更に図1〜3から推察できるように、調整可能なロッカアーム17の第2端部にはスピンドルブラケット19だけではなく、関節レバー24もヒンジ結合している。
Further, as can be inferred from FIGS. 1 to 3, not only the
ヒンジ結合された関節レバー24は、第1端部25で調整可能なロッカアーム17の第2端部23とヒンジ結合している。関節レバー24の第2端部26は、偏心軸16に作用的に結合する。その結果、従来技術とは異なり、本発明による弁駆動装置10では、調整可能なロッカアーム17が偏心軸16に直接に係合するのではなく、関節レバー24を介して係合する。本発明による弁駆動装置10では、カム軸14のカム15上を滑るローラ18と偏心軸16との間の結合は調整可能なロッカアーム17と関節レバー24との組合せにより作られ、調整可能なロッカアーム17は第1端部22でローラ18に係合し、しかもその場合、関節レバー24は第2端部26で偏心軸16と作用的に結合する。各々の他端23ないし25には、調整可能なロッカアーム17および関節レバー24が互いにヒンジ結合する。これは好ましい実施例であり、自明のごとく、関節レバー24の端部25は必ずしも調整可能なロッカアーム17の端部23にヒンジ結合する必要はなく、スピンドルブラケット19の他の位置にヒンジ結合してもよい。
The hinged
弁制御タイミングの位相シフトのための調整装置はカム軸14、偏心軸16、調整可能なロッカアーム17、スピンドルブラケット19および関節レバー24の他に、調整不能なロッカアーム27を付加的に備えている。調整不能なロッカアーム27は、一方の端部28で調整可能なロッカアーム17の第1端部22に作用的に結合し、他方の端部29で偏心軸16に固定されている。その場合、調整不能なロッカアーム27の、調整可能なロッカアーム17への結合は、図2と3の比較から推察し得るように、調整可能なロッカアーム17がカム軸14に対し同軸的に位置する滑り面30を備えることで、相対的に互いに変位可能となる。滑り面30はシリンダセグメント面の形で形成され、図2と3は、より分かり易くすべく、カム軸の軸心を中心として円の半径を描く矢印Rで示している。滑り面30上で、カム軸14の基礎円の中心と押し棒13の支点31の中心との間の距離hが位相シフトのために調整装置の調整範囲にわたり所定の弁リフトに関しロッカアーム27の端部28に常に一定に維持するよう、ロッカアーム27の端部28がカム15の基礎円の方向に変位する。図2と3は、例として弁が閉じた状態の弁駆動装置10を示し、描いた条件は当然のことながら最大の弁リフトの位置に対しても当てはまり、その場合、位相シフト時に一定に保たれる距離hは勿論弁が閉じている場合より大きい。
In addition to the
図1〜3から分かるように、関節レバー24の第2端部26はリング状横断面形状体とされ、それを経て偏心軸16が延びている。ここでリング状横断面形状体の内径は固定配置の偏心軸16の外径より大きく、従って調整可能なロッカアーム17、関節レバー24およびスピンドルブラケット19の対応する調整に伴い、リング状横断面形状体と偏心軸16の間で相対位置の変化が可能である。このことも図2と3の比較から推定できる。
As can be seen from FIGS. 1 to 3, the
図2と3は、本発明による弁駆動装置10、特に弁駆動装置の弁制御タイミングの位相シフトのための調整装置を2つの異なる位置で示す。両図において角度α1とα2は各々偏心軸16の所謂位相角に対応し、角度β1とβ2は各々所謂偏心角に対応する。異なる位相角α1とα2に対応して、ローラ18の位置が基準線32に対し相対的に変化する。その際に通常出現する弁隙間の変化が、本発明による構造によりローラ18がカム基礎円上を滑るとき、カム15の基礎円に対して同軸的に位置する調整可能なロッカアーム17の滑り面30によって完全に補償され、ここに無段階で回転数と負荷に無関係の、弁制御タイミングの調整又は位相シフトが機関運転中、全調整範囲および弁リフト調整範囲にわたり弁隙間変動なしに可能になる。これは、スピンドルブラケット19を経たカム軸14への調整可能なロッカアーム17の支持により達成される。偏心軸16への調整可能なロッカアーム17の結合は、一端で調整可能なロッカアーム17にヒンジ結合され、他端で偏心軸16に対する相対位置の変化が可能な関節レバー24により行われる。調整不能なロッカアーム27は固定のために役立ち、偏心軸16を押し棒13に結合する。
2 and 3 show a valve drive device 10 according to the invention, in particular an adjustment device for phase shift of the valve control timing of the valve drive device, in two different positions. In both figures, the angles α 1 and α 2 correspond to the so-called phase angle of the
10 弁駆動装置、11 シリンダヘッド、12、17、27 ロッカアーム、13 押し棒、14 カム軸、15 カム、16 偏心軸、18 ローラ、19 スピンドルブラケット、20、22、25 第1端部、21、23、26 第2端部、24 関節レバー、28、29 端部、30 滑り面、31 支点、32 基準線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve drive device, 11 Cylinder head, 12, 17, 27 Rocker arm, 13 Push rod, 14 Cam shaft, 15 Cam, 16 Eccentric shaft, 18 Roller, 19 Spindle bracket, 20, 22, 25 First end, 21, 23, 26 Second end, 24 Joint lever, 28, 29 End, 30 Sliding surface, 31 Support point, 32 Reference line
Claims (7)
前記調整可能なロッカアーム(17)がスピンドルブラケット(19)を介して前記カム軸(14)にヒンジ結合され、しかも前記調整可能なロッカアーム(17)が、基礎円に対して前記カム軸(14)の軸心の周りに同軸的に位置する、シリンダセグメント面の形をした滑り面(30)を備え、前記押し棒(13)に係合する調整不能なロッカアーム(27)の端部(28)が前記滑り面(30)を前記基礎円の方向に変位させるべく、前記調整不能なロッカアーム(27)経て前記押し棒(19)に作用することを特徴とする弁駆動装置。 Comprising at least one rocker arm (12), each rocker arm (12) acting on a corresponding intake and exhaust valve at a first end and hinged to a corresponding push rod (13) at a second end, said pusher Each rod (13) is operatively coupled to an adjusting device for phase shifting of the valve control timing, said adjusting device comprising a rocker arm (17) adjustable for each push rod (13), this rocker arm (17) For at least one intake and exhaust valve of an internal combustion engine, which cooperates with an eccentric shaft (16) at one end and a roller (18) sliding on the cam (15) of the camshaft (14) at the other end. In the valve drive device,
The adjustable rocker arm (17) is hinged to the camshaft (14) via a spindle bracket (19), and the adjustable rocker arm (17) is connected to the camshaft (14) with respect to a base circle. The end (28) of the non-adjustable rocker arm (27) with a sliding surface (30) in the form of a cylinder segment surface, coaxially located about the axis of the shaft and engaging the push bar (13) Acting on the push rod (19) via the non-adjustable rocker arm (27) to displace the sliding surface (30) in the direction of the base circle.
Device according to one of the preceding claims, characterized in that the other end (29) of the non-adjustable rocker arm (27) is engaged with the eccentric shaft (16).
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