JP2005264840A - Variable valve system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気バルブ、排気バルブの駆動位相及びバルブリフト量を変化させることができる内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine capable of changing a drive phase and a valve lift amount of an intake valve and an exhaust valve.
内燃機関、例えば、自動車用エンジン等の排出ガス対策、燃費低減等のために、吸排気系のバルブの位相、リフト量を、内燃機関の運転状態に応じて変化させる技術が知られている。そのための可変動弁装置として、油圧力によってカム位相を連続的に変化させるベーン式可変位相動弁装置が知られている。 2. Description of the Related Art A technique for changing the phase and lift amount of an intake / exhaust valve in accordance with the operating state of an internal combustion engine is known for measures against exhaust gas from an internal combustion engine, for example, an automobile engine, and fuel consumption reduction. As a variable valve apparatus for that purpose, a vane variable phase valve apparatus that continuously changes the cam phase by oil pressure is known.
又、内燃機関の運転状態に応じて複数種類のカムを切換えることにより、バルブの駆動位相とリフト量を運転状態に適合させるカム切換式の動弁装置も知られている。 There is also known a cam-switching type valve operating apparatus that switches a plurality of types of cams according to the operating state of the internal combustion engine to adapt the drive phase and lift amount of the valve to the operating state.
あるいは、ステッピングモータによって駆動されるギヤと中間レバー及びリターンスプリング等を用い、バルブの駆動位相とリフト量を変化させることができるようにした機械式の連続可変動弁装置も知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
Alternatively, there is also known a mechanical continuous variable valve device that uses a gear driven by a stepping motor, an intermediate lever, a return spring, and the like so that the drive phase and lift amount of the valve can be changed (for example, , See
ベーン式可変位相動弁装置は、ベーンの位置を変化させることによってバルブの駆動位相をずらすことができるが、バルブのリフト量を変化させることができない。 The vane type variable phase valve device can shift the drive phase of the valve by changing the position of the vane, but cannot change the lift amount of the valve.
これに対しカム切換式の動弁装置や機械式の連続可変動弁装置は、リフト量と位相をずらすことができるが、カム切換式の動弁装置は複数種類のカムを必要とするため部品数が多く構造も複雑になる。又、機械式の連続可変動弁装置では、リフト量を変化させる機構と、位相をずらす機構を別々に必要とし、構造が複雑化し、寸法も大きくなる。 On the other hand, the cam-switching valve system and the mechanical continuously variable valve system can shift the lift amount and phase, but the cam-switching valve system requires multiple types of cams. The number is complicated and the structure is complicated. In addition, the mechanical continuous variable valve device requires a mechanism for changing the lift amount and a mechanism for shifting the phase separately, which complicates the structure and increases the size.
又、従来の一般的な連続位相可変動弁装置の場合、吸気バルブの閉弁時期を遅角させると開弁開始時期も遅角してしまう。このため、吸気及び排気のバルブオーバーラップが減少あるいは無くなり、ポンピングロスによる燃費悪化が発生するなどの問題がある。 Further, in the case of the conventional general continuous phase variable valve operating device, if the closing timing of the intake valve is retarded, the valve opening start timing is also retarded. For this reason, there is a problem that intake and exhaust valve overlaps are reduced or eliminated, and fuel consumption is deteriorated due to pumping loss.
更に、連続位相可変動弁装置の中には、バルブを開閉駆動させるロッカアームが、自在継手等によるピボット構造により支持されるものがあり、支持構造上、駆動時の力の大きさ、方向によっては支持が不十分となり、ロッカアームが外れてしまうおそれがあった。又、上記連続位相可変動弁装置では、バルブの駆動位相制御のため、ピボット構造部分が回動される構成であり、支持構造上、回動の角度に制限があり、バルブの駆動位相にも限界があった。 Furthermore, in some continuous phase variable valve operating devices, there is a rocker arm that supports opening and closing of the valve by a pivot structure such as a universal joint. Depending on the support structure, depending on the magnitude and direction of the driving force, There was a risk that the rocker arm would come off due to insufficient support. Further, in the above-described continuous phase variable valve operating apparatus, the pivot structure portion is rotated for controlling the drive phase of the valve, the rotation angle is limited due to the support structure, and the drive phase of the valve is also limited. There was a limit.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、比較的簡単な構成により、支持強度を確保すると共に、バルブの駆動位相及びバルブリフト量を連続的に大きく変化させることのできる可変動弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a variable valve operating device that can secure a support strength and can continuously change a valve driving phase and a valve lift amount with a relatively simple configuration. The purpose is to do.
上記課題を解決する本発明の請求項1に係る可変動弁装置は、
内燃機関に設けられ、カムシャフトにより回転駆動されるカムと、
前記内燃機関に回動可能に設けられ、偏心された偏心シャフトを備えたロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトを回動させる回動手段と、
前記カムにより駆動され、吸気バルブ又は排気バルブの開閉を行う開閉手段とを有し、
前記開閉手段は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持され、前記吸気バルブ又は前記排気バルブを駆動可能な第1アームと、
前記偏心シャフトに揺動自在に支持され、前記カムにより駆動される第2アームと、
前記ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に支持され、前記第2アームの揺動により変位されて前記第1アームを駆動する第3アームとを具備することを特徴とする。
The variable valve operating apparatus according to
A cam provided in the internal combustion engine and driven to rotate by a camshaft;
A rocker shaft provided in the internal combustion engine so as to be rotatable and having an eccentric shaft eccentrically;
Rotating means for rotating the rocker shaft;
Opening and closing means that is driven by the cam and opens and closes an intake valve or an exhaust valve;
The opening / closing means includes
A first arm that is swingably supported by the rocker shaft and that can drive the intake valve or the exhaust valve;
A second arm supported swingably on the eccentric shaft and driven by the cam;
And a third arm that is swingably supported by a support shaft disposed in the vicinity of the rocker shaft and is displaced by the swing of the second arm to drive the first arm.
上記課題を解決する本発明の請求項2に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記偏心シャフトは、前記回動手段による前記ロッカシャフトの回動により、前記ロッカシャフトの周方向に変位されることを特徴とする。
上記可変動弁装置では、回動手段によりロッカシャフトが回動されると、偏心シャフトの位置がロッカシャフトの周方向に変位する。偏心シャフトの位置の変位は、第2アームの揺動中心位置の変位であり、それに伴いカムに対する第2アームの当接点もカムの外周方向に変位する。これにより、偏心シャフトの位置に応じて、カムに対する第2アームの回転位相が進角あるいは遅角することとなり、最終的には、第2アーム、第3アームを介して駆動される第1アームの駆動位相が進角あるいは遅角することになる。
A variable valve operating apparatus according to
In the above variable valve gear,
The eccentric shaft is displaced in the circumferential direction of the rocker shaft by the rotation of the rocker shaft by the rotating means.
In the variable valve operating apparatus, when the rocker shaft is rotated by the rotating means, the position of the eccentric shaft is displaced in the circumferential direction of the rocker shaft. The displacement of the position of the eccentric shaft is the displacement of the swing center position of the second arm, and the contact point of the second arm with respect to the cam is also displaced in the outer peripheral direction of the cam. Thereby, the rotational phase of the second arm relative to the cam is advanced or retarded according to the position of the eccentric shaft, and finally the first arm driven via the second arm and the third arm. The driving phase is advanced or retarded.
上記課題を解決する本発明の請求項3に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記第3アームは、前記第1アームへ当接する当接面部を有し、
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第3アームの揺動方向に変化する変換面部を有することを特徴とする。
従って、第3アームが揺動する際、第3アームの当接面部の変換面部と第1アームが当接する場合には、第2アームの揺動量を第3アームが変換して第1アームへ伝達することで、第1アームを駆動することとなる。
A variable valve operating apparatus according to
In the above variable valve gear,
The third arm has a contact surface portion that contacts the first arm,
The contact surface portion includes a conversion surface portion whose distance from the center of the support shaft changes in a swinging direction of the third arm.
Accordingly, when the first arm comes into contact with the conversion surface portion of the contact surface portion of the third arm when the third arm swings, the third arm converts the swing amount of the second arm to the first arm. By transmitting, the first arm is driven.
上記課題を解決する本発明の請求項4に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第3アームの揺動方向に変化しない非変換面部を有することを特徴とする。
従って、第3アームが揺動する際、第3アームの当接面部の非変換面部と第1アームが当接する場合には、第2アームの揺動量を第3アームが変換せず、第1アームへの伝達がなくなり、第1アームの駆動を行わない状態となる。
A variable valve operating apparatus according to claim 4 of the present invention for solving the above-described problems is provided.
In the above variable valve gear,
The contact surface portion includes a non-converting surface portion whose distance from the center of the support shaft does not change in the swing direction of the third arm.
Therefore, when the first arm comes into contact with the non-conversion surface portion of the contact surface portion of the third arm when the third arm swings, the third arm does not convert the swing amount of the second arm, and the first arm Transmission to the arm is lost, and the first arm is not driven.
上記課題を解決する本発明の請求項5に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記ロッカシャフトが前記第1アームを支持する支持部分の両側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第2アームに、前記第1アームを跨ぐように、二股状のシャフト支持部を設け、
前記二股状のシャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする。
A variable valve operating apparatus according to
In the above variable valve gear,
The eccentric shaft is provided on both sides of a support portion where the rocker shaft supports the first arm,
A bifurcated shaft support portion is provided on the second arm so as to straddle the first arm,
The eccentric shaft is inserted into the bifurcated shaft support portion.
上記課題を解決する本発明の請求項6に係る可変動弁装置は、
上記可変動弁装置において、
前記ロッカシャフトが前記第1アームを支持する支持部分の一方側に前記偏心シャフトを設けると共に、
前記第2アームに、前記第1アームに直接干渉しないように、1つのシャフト支持部を設け、
前記シャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする。
A variable valve operating apparatus according to claim 6 of the present invention for solving the above-described problems is provided.
In the above variable valve gear,
The rocker shaft is provided with the eccentric shaft on one side of a support portion for supporting the first arm, and
The second arm is provided with one shaft support so as not to directly interfere with the first arm,
The eccentric shaft is fitted into the shaft support portion.
本発明の請求項1、2に係る発明によれば、回動手段によりロッカシャフトを回動させると、ロッカシャフトが有する偏心シャフトの位置が変位するので、偏心シャフトに揺動自在に支持された第2アームの揺動中心位置もロッカシャフトの軸まわりに変位され、その揺動中心の変位位置に応じて、吸気バルブ、排気バルブの駆動位相を連続的に変化させることができる。又、ロッカシャフトと第2アームとを1つの構成部品(アッセンブリ)として提供できるため、製造時の組付けを容易にして、組付け性の向上を図ることが可能となる。更に、第2アームをロッカシャフトの偏心シャフトに取付けたので、第2アームに加わる荷重の大小、方向に関係なく、その支持強度を維持することができ、可変動弁装置の信頼性を保つことができる。 According to the first and second aspects of the present invention, when the rocker shaft is rotated by the rotating means, the position of the eccentric shaft of the rocker shaft is displaced, so that the rocker shaft is swingably supported by the eccentric shaft. The swing center position of the second arm is also displaced around the rocker shaft axis, and the drive phases of the intake valve and the exhaust valve can be continuously changed according to the displacement position of the swing center. Further, since the rocker shaft and the second arm can be provided as one component (assembly), the assembly at the time of manufacture can be facilitated and the assemblability can be improved. Furthermore, since the second arm is attached to the eccentric shaft of the rocker shaft, the support strength can be maintained regardless of the magnitude and direction of the load applied to the second arm, and the reliability of the variable valve system is maintained. Can do.
本発明の請求項3に係る発明によれば、第3アームの当接面部に、支持軸の中心からの距離が変化する変換面部を設けたので、第2アームの揺動量を第3アームにより変換して第1アームへ伝達することができる。又、この構成に加えて、第2アームの揺動中心位置を回動手段により変位させることにより、吸気バルブ、排気バルブのリフト量を変化させることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the conversion surface portion that changes the distance from the center of the support shaft is provided on the contact surface portion of the third arm, the swing amount of the second arm is controlled by the third arm. It can be converted and transmitted to the first arm. In addition to this configuration, the lift amount of the intake valve and the exhaust valve can be changed by displacing the swing center position of the second arm by the rotating means.
本発明の請求項4に係る発明によれば、第3アームの当接面部に、支持軸の中心からの距離が変化しない非変換面部を設けたので、回動手段によりカムに対する第2アームの回転位相が所定角度進角されても、第2アームの揺動開始から略所定角度に相当する揺動量を非変換面部によってキャンセルすることができ、バルブリフト量にかかわらず開弁開始時期を略同一にすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the non-converting surface portion that does not change the distance from the center of the support shaft is provided on the contact surface portion of the third arm, the second arm of the second arm with respect to the cam is rotated by the rotating means. Even if the rotational phase is advanced by a predetermined angle, the swing amount corresponding to the substantially predetermined angle from the start of swinging of the second arm can be canceled by the non-converting surface portion, and the valve opening start timing is substantially set regardless of the valve lift amount. Can be the same.
本発明の請求項5に係る発明によれば、第1アームを跨ぐように、2箇所で第2アームを偏心シャフトへ支持する構成としたので、第2アームとカムとの間の接触部分、第2アームと第3アームとの接触部分等に偏荷重が生じても、第2アームがロッカシャフトの軸線方向に変位することを防止でき、可変動弁装置の信頼性を保つことができる。
According to the invention of
本発明の請求項6に係る発明によれば、第1アームと直接干渉しないように、第2アームを1箇所で偏心シャフトへ支持する構成としたので、変位手段となるロッカアーム機構をコンパクトな構成とすることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the second arm is supported on the eccentric shaft at one location so as not to directly interfere with the first arm, the rocker arm mechanism serving as the displacement means has a compact configuration. It can be.
以下、本発明に係る可変動弁装置の実施形態について、図1〜図7を参照して説明を行う。 Hereinafter, an embodiment of a variable valve apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図5に、本発明に係る可変動弁装置の実施形態の一例を示す。
図1は本発明に係る可変動弁装置の側面図であり、図2は、その上面図(図1のA方向から見た図)である。
又、図1はカム角の位相が遅角した状態における閉弁時の可変動弁装置の状態を示し、図3はカム角の位相が遅角した状態における開弁時の可変動弁装置の状態を示す。図4はカム角の位相が進角した状態における閉弁時の可変動弁装置の状態を示し、図5はカム角の位相が進角した状態における開弁時の可変動弁装置の状態を示す。
1 to 5 show an example of an embodiment of a variable valve operating apparatus according to the present invention.
FIG. 1 is a side view of a variable valve operating apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a top view thereof (viewed from direction A in FIG. 1).
FIG. 1 shows the state of the variable valve device when the valve is closed when the phase of the cam angle is retarded, and FIG. 3 shows the state of the variable valve device when the valve is opened when the phase of the cam angle is retarded. Indicates the state. FIG. 4 shows the state of the variable valve apparatus when the valve is closed when the phase of the cam angle is advanced, and FIG. 5 shows the state of the variable valve apparatus when the valve is opened when the phase of the cam angle is advanced. Show.
本実施例に係る可変動弁装置1は、例えば、自動車エンジン等の内燃機関のシリンダヘッド(図示せず)部分に配設されるものであり、図1に示すように、内燃機関の吸気系を構成する吸気バルブ2等を開閉駆動するものである。吸気バルブ2は、弁ばね3によって吸気通路4を閉止する方向に付勢されており、可変動弁装置1を用いて、所定のタイミング、所定のリフト量にて、弁ばね3に抗う方向に吸気バルブ2を押下して、吸気通路4の開弁を行うものである。なお、排気バルブ側にも、同様の可変動弁装置1を設け、排気バルブの開閉制御を同様に行うようにしてもよい。
A variable
可変動弁装置1は、主な構成として、回転自在に設けられたカムシャフト11と、回動可能に設けられたロッカシャフト12と、カムシャフト11に形成されたカム13と、カムシャフト11に回転駆動されるカム13により駆動されるロッカアーム機構14(開閉手段)とを有し、ロッカアーム機構14の駆動によりバルブ2が開閉駆動される。
The variable
カムシャフト11とロッカシャフト12は、互いに平行となるように配置される。又、カムシャフト11は、内燃機関のクランクシャフト(図示せず)の回転に応じて、図1のカムシャフト11の回転中心C2を回転中心として、矢印R1で示す方向に回転するようになっている。
The
ロッカシャフト12は、ステッピングモータ等を用いた回動手段24によって、図1の矢印R2で示す方向に回動可能すなわち往復回動することができる。このロッカシャフト12には、ロッカシャフト12より小径であり、ロッカシャフト12の回転中心C1から偏心された揺動中心C4を有する偏心シャフト15が複数設けられている。このように、ロッカシャフト12に複数の偏心シャフト15を設けることで、ロッカシャフト12を所謂クランク構造に形成している。多気筒エンジンの場合、同列に配置された複数の気筒各々に対して、1つ又は複数の偏心シャフト13が設けられる。例えば、本実施例の可変動弁装置を直列4気筒エンジンの吸気バルブに用いる場合、1気筒につき1つの吸気バルブを有する構成であれば、1つのロッカシャフト12に4つの偏心シャフト15が設けられ、1気筒につき2つの吸気バルブを有する構成であれば、1つのロッカシャフト12に8つの偏心シャフト15が設けられる。
The
なお、回動手段24によってロッカシャフト12を矢印R2方向に回動させると、第2アーム22が支持される偏心シャフト15がロッカシャフト12の周方向に変位し、これに伴い、当接点46がカム13の周方向に変位する。この変位により、カム13に対する第2アーム22の回転位相を遅角側あるいは進角側に大きく変化させることが可能となる。このロッカシャフト12は、その回動角度に制限がなく、大きな回転位相の変化を設定することができる。
When the
ロッカアーム機構14は、主な構成として、第1アーム21と、第2アーム22と、第3アーム23を有する。
The
第1アーム21は、アジャストスクリュー32が設けられた端部31と、ロッカシャフト12が挿通するシャフト嵌挿部34とを有し、ロッカシャフト12に対して相対回転自在(揺動自在)に支持されている。第1アーム21の端部31に設けられたアジャストスクリュー32は、第1アーム21とバルブ2の頭部5との間に遊びがなくなるように調整可能である。又、アジャストスクリュー32の近傍にはローラ33が設けられ、第3アーム23からの力を第1アーム21へ伝達する力伝達部として機能する。従って、カムシャフト11が矢印R1で示す方向に回転したとき、この回転に連動して第2アーム22、第3アーム23、そして、第1アーム21が揺動し、アジャストスクリュー32の先端がバルブ2の頭部5を押下して、バルブ2を開弁方向に駆動する構成となっている。なお、アジャストスクリュー32、ローラ33は、ロッカシャフト12の回転中心C1の位置に対して、第1アーム21に作用する力やその揺動距離に応じて、適切に配置される。
The
第2アーム22は、半円形状断面の凹部を有する挟持部41、42を有し、これらの凹部に偏心シャフト15を挟み込むように配置し、挟持部41、42間を複数のボルト44により固定することで、偏心シャフト15に揺動自在に支持される。又、第2アーム22は、ローラ支持部47と作動部43とを有する。ローラ支持部47には回転可能に支持されたローラ45が設けられ、ローラ45がカム13に当接点46にて転接することで、カム13の回転に伴うカム13の外周形状の変位により、偏心シャフト15の揺動中心C4を中心として、第2アーム22が揺動される。作動部43は、その端部において、第3アーム23の中継部53に当接し、カム13により揺動された第2アーム22の動作を第3アーム23へ中継する。本実施例の場合、第2アーム22は、その側面視で略L字形状をしており、一方の端部に挟持部41、42を有し、他方の端部に作動部43を有し、L字形状の屈曲部分にローラ支持部47を有する構成である。
The
偏心シャフト15は、その揺動中心C4がロッカシャフト12の回転中心C1に対してオフセット(偏心)された状態で配置されれば、必ずしも図1に示すような配置に限定する必要はない。但し、可変動弁装置1の構成をコンパクトにしたい場合、本実施例のように、ロッカシャフト12より小径で、その断面がロッカシャフト12の外径に内接するような配置が望ましい。その場合、偏心シャフト15を有するロッカシャフト12全体の剛性を考慮して、偏心シャフト15の直径を設定する。本実施例の場合、一例として、偏心シャフト15の直径を、ロッカシャフト12の外径の略半分に設定している。
The
又、本実施例の場合、図2に示すように、ロッカシャフト12が第1アーム21を支持する支持部分の一方側に偏心シャフト15を設け、第1アーム21に直接干渉しないように、第2アーム22に1つのシャフト支持部48を設け、このシャフト支持部48側の挟持部41、42に偏心シャフト15を嵌挿した構成である。第2アームが受ける荷重が過大でない場合は、このように、1つのシャフト支持部48で偏心シャフト15側へ取付ける構成で十分である。又、偏心シャフト15の軸長を適切に設定することで、第2アーム22とカム13との接触部分、第2アーム22と第3アーム23との接触部分等に偏荷重が生じた場合でも、第2アーム22がロッカシャフト12の軸線方向に変位することを防止し、偏摩耗等の不具合を防ぎ、可変動弁装置1の信頼性を保つ構成としてもよい。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
第3アーム23は、ロッカシャフト12の近傍に、ロッカシャフト12と平行に配置された支持軸16に揺動自在に設けられると共に、第1アーム21のローラ33と第2アーム22の作動部43との間に配置されることで、第1アーム21と第2アーム22の伝達カムとして機能する。第3アーム23には、第1アーム21のローラ33に接する当接面部51と、第2アーム22の作動部43に当接する中継部53が設けられており、又、第3アーム23は、図示しないバネによって、支持軸16の中心位置C3の反時計回り方向、すなわち第2アーム22をカム13に当接させる方向に付勢されている。
The
カム面として機能する当接面部51は、第2アーム22の揺動に伴い、第3アーム23の揺動方向、すなわち支持軸16の周方向に変位する。具体的には、当接面部51は、支持軸16の中心位置C3からの距離が、第3アーム23が揺動しても変化しない非変換面部51aと、支持軸16の中心位置C3からの距離が、第3アーム23の揺動に伴い、第3アーム23の先端部52に向かって増加する変換面部51bとを有する。
As the
すなわち、当接面部51の変換面部51bは、第2アーム22の揺動量を変換して第1アーム21を駆動できるように、第3アーム23の揺動に伴い、支持軸16の中心位置C3からの距離が変化するような面形状に形成されている。一方、当接面部51の非変換面部51aは、カム13に対する第2アーム22の当接点46の回転位相が、回動手段24によって所定角度進角された場合でも、第2アーム22の揺動開始から略所定角度までの揺動量をキャンセルすることができるような面形状に形成されている。これは、非変換面部51aの部分では、第3アーム23が揺動しても、支持軸16の中心位置C3からの距離が変化しないように形成されているため、第2アーム22の揺動量を第3アーム23が変換せず、第1アーム21への伝達がなくなる状態となるからである。
That is, the
従って、カム13の凸部13aによって第2アーム22が偏心シャフト15を中心として第3アーム23側に揺動され、中継部53を介して第3アーム23が時計回りに回動したとき、当接面部51によって第1アーム21が矢印S3方向に回動することにより、バルブ2が開弁することになる。この際、第1アーム21のローラ33と第3アーム23の当接面部51との接触点35が、第2アーム22の揺動に伴い、支持軸16の周方向に変位し、接触点35の位置が非変換面部51aにあれば、バルブ2の開弁が行われず、開弁の駆動位相を制御することができ、又、接触点35の位置が変換面部51bにあれば、その位置に応じて開弁のバルブリフト量を制御することができる。
Accordingly, when the
次に、図1、図3を参照して、本実施例の可変動弁装置1の動作について説明する。
図1では、ロッカシャフト12が回動手段24によって中立位置Nよりも角度θ1遅角側に回動された状態である。この場合、第2アーム22の当接点46は、カム13に対して中立点PNよりも遅角側(図1において左側)に変位して当接する。又、第2アーム22の作動部43が図1において左側に変位することとなる。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 3, operation | movement of the
In FIG. 1, the
この状態でカムシャフト13が矢印R1方向に回転し、図3に示すように、カム13の凸部13aが第2アーム22のローラ45を押上げると、第2アーム22が偏心シャフト15を回転軸として反時計回りに揺動する(図1の矢印S1)。このため、第2アーム22の作動部43が中継部53を押し、第3アーム23が時計回りに揺動する(図1の矢印S2)。これにより、当接面部51の変換面部51bがローラ33を押すため、第1アーム21が反時計回りに揺動して(図1の矢印S3)、図1のアジャストスクリュー32の先端部の位置P1から図3のアジャストスクリュー32の先端部の位置P2へ移動して、バルブ2を開弁させることとなる。
In this state, the
この場合、図1に示すように、開弁前にローラ33の接触点35が変換面部51b寄りに位置しているため、第3アーム23が時計回りに揺動する際に、ローラ33と接する第3アーム23の当接面部51において、非変換面部51aが短く、変換面部51bが長くなる。
In this case, as shown in FIG. 1, since the
このため、カム角が小さいうちから、第1アーム21がバルブ2を開弁させる方向に駆動され始め、しかも、ローラ33が変換面部51bを長い範囲に渡って接しながら第1アーム31を矢印R3の方向に押すこととなり、大開弁角、つまり、大きなバルブリフト量H1が得られることとなる(図3に参照)。又、この場合、図6に示すように(曲線θ1参照)、バルブリフト量が大きく、かつ、バルブリフトのピークが遅角することになる。これは、高回転、高負荷の大吸気量に適したバルブの駆動となる。なお、図6における曲線θ1は、ロッカシャフト12が中立位置Nからθ1遅角した場合におけるカム角−バルブリフト量曲線を示すものである。
For this reason, the
次に、図4、図5を参照して、上記とは異なる状態における本実施例の可変動弁装置1の動作について説明する。
図4、図5は、ロッカシャフト12が回動手段24によって中立位置Nよりも角度θ2進角側に回動された状態である。この場合、第2アーム22の当接点46は、カム22に対して中立点PNよりも進角側(図4において右側)に変位する。又、第2アーム22の作動部43が、図4において右側に変位し、第3アーム23が反時計回りに変位する。図4での状態は、図1の状態と比較して、開弁前のローラ33の接触点35が非変換面部51a寄りに位置しているため、第3アーム23が揺動する際に、ローラ33と接する第3アーム23の当接面部51において、非変換面部51aが長くなり、変換面部51bが短くなる。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the variable
4 and 5 show a state in which the
この状態でカムシャフト13が矢印R1方向に回転し、図5に示すように、カム13の凸部13aが第2アーム22のローラ45を押上げると、第2アーム22が偏心シャフト15を回転軸として反時計回りに揺動する(図4のS1参照)。このため、第2アーム22の作動部43が中継部53を押し、第3アーム23が時計回りに揺動する(図4のS2参照)。これにより、当接面部51の変換面部51bがローラ33を押すため、第1アーム21が揺動して(図4のS3参照)、図4のアジャストスクリュー32の先端部の位置P3から図5のアジャストスクリュー32の先端部の位置P4へ移動して、バルブ2を開弁させることとなる。
In this state, the
この場合、第1アーム21のローラ33は、伝達カムとして機能する第3アーム23の当接面部51のうち、非変換面部51aと接する期間(距離)が長いため、第2アーム22の揺動に伴って、第3アーム23が時計回りに回転する際、ローラ33が変換面部51b上を移動する距離が短くなり、第1アーム21の回動量は、図5に示すような僅かなバルブリフト量H2となる。この場合、図6に示すように(曲線θ2参照)、バルブの駆動位相が進角すると共に、小開弁角、つまり、バルブリフト量が小さくなるため、低回転、低負荷の小吸気量に適したバルブの駆動となる。なお、図6における曲線θ2は、ロッカシャフト12が中立位置Nからθ2進角した場合におけるカム角−バルブリフト量曲線を示すものである。
In this case, the
又、ロッカシャフト12を回動手段24によって中立位置Nより角度θ2より更に大きい角度の進角側に回動した場合、図6の点線に示すように、バルブリフト量を略零にして、バルブ2を開弁させない状態、つまり、休筒状態とすることも可能である。
Further, when the
上記構成の可変動弁装置1を吸気系に適用すれば、バルブ2の開き側を固定して閉じ側を連続的に変えることができるため、高膨張比サイクルとすることができる。
If the variable
又、慣性吸気との相乗作用により、燃費低減を図ることが可能である。慣性吸気とは、ピストンの吸入作用で生じた圧力の脈動が、吸気管内の吸気に慣性を起こすことを言う。この慣性吸気を利用して、吸気の脈動のピーク時期にバルブ2を閉じ始めることにより、ピストンが下死点を過ぎても新気がシリンダ内に流入を続け、体積効率を高めることができる。エンジンの回転数によって脈動のピーク時期が異なるため、ピーク時期に合わせてバルブ2を閉弁し始めることにより吸入空気量を増大できる。
In addition, fuel efficiency can be reduced by synergistic action with inertial intake. Inertial intake means that the pressure pulsation generated by the intake action of the piston causes inertia in the intake air in the intake pipe. Utilizing this inertial intake, the
なお、本実施例の可変動弁装置1では、図6の曲線θ1の開弁開始から終了までの位相とバルブリフト量を基準として、ロッカシャフト12を回動手段24によって回動させた場合において、カム13に対して第2アーム22を進角させた期間を、第3アーム23の非変換面部51bとローラ33と接する期間を長くすることによってキャンセルすることができ、その結果、図6の曲線N(ロッカシャフト12の中立位置Nにおけるカム角−バルブリフト量曲線)、曲線θ2に示すように、開弁開始時期を略一定とすることができる。
In the variable
従って、この可変動弁装置1によれば、開弁開始時期を固定したまま閉弁時期を変化させることができるため、慣性吸気の脈動に合わせて閉弁時期を変化させることにより、吸入空気量の増大を図り、燃費低減の効果が得られる。又、空気量を最適に制御することで良好な燃焼状態となり、未燃物等が減少して排出ガス成分が良化する。
Therefore, according to this variable
従来の一般的な連続位相可変動弁装置の場合、吸気バルブの閉弁時期を遅角させると開弁開始時期も遅角してしまい、吸気及び排気のバルブオーバーラップが減少あるいは無くなり、ポンピングロスが発生していた。これに対して本実施例の可変動弁装置1によれば、開弁開始時期を固定した状態で閉弁時期を遅角することができるので、バルブオーバーラップを保ったまま閉弁時期を遅角させることにより、吸入空気量増加を図ることができ、燃費低減の効果を得ることができる。
In the case of a conventional continuous variable phase valve device, if the intake valve closing timing is retarded, the valve opening start timing is also retarded, and the valve overlap of intake and exhaust is reduced or eliminated, resulting in a pumping loss. Had occurred. On the other hand, according to the variable
一般に低負荷で空気過剰になると排気温度が低くなるが、本実施例の可変動弁装置1によれば、エンジンの運転状態に応じて吸入空気量を制御できるので、低負荷時に吸入空気量を減少させることにより、排気温度を高くすることができる。このため、排ガス浄化用の触媒を備える場合、触媒を活性化させて効果的に機能させることができる。この場合には触媒によって排出ガスを浄化できるので、排出カス成分が少し悪化しても燃費が良い状態にエンジン本体をセッティングすることができる。これにより、エンジン本体の燃費を良くするとともに、排出ガスを触媒で浄化することにより、高燃費と排出ガスの浄化を両立できることになる。又、本実施例の可変動弁装置1によれば、低負荷時に吸入空気量を減少させることにより、吸入空気量を制御するための吸気又は排気絞りを設ける必要もなく、コスト低減が可能である。
In general, when the air is excessive and the load is low, the exhaust temperature is lowered. However, according to the variable
図7は、本発明に係る可変動弁装置の実施形態の他の一例を示す上面図である。
可変動弁装置1Aでは、主に、ロッカシャフト12A、第2アーム22Aの構成が上述した実施例1の第2アーム22と異なる(図2参照)。これは、第2アーム22に過大な荷重がかかる場合を考慮して構成されたものである。なお、上記以外の構成及び作用、効果については、実施例1の可変動弁装置1と同様であるため、重複する構成には共通の符号を付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a top view showing another example of the embodiment of the variable valve operating apparatus according to the present invention.
In the variable valve gear 1A, the configurations of the
図7に示すように、可変動弁装置1Aでは、第2アーム22Aにおいて、ローラ支持部47から二股状に分岐されて、2つのシャフト支持部48a、48bが形成されており、ロッカシャフト12Aにおいて、ロッカシャフト12Aが第1アーム21を支持する支持部分の両側に偏心シャフト15が形成されており、これらの偏心シャフト15が、2つのシャフト支持部48a、48bの嵌合部41a、42a及び嵌合部41b、42bに嵌挿される構成である。つまり、第1アーム21の一部を跨ぐように、第2アーム22Aの二股状のシャフト支持部48a、48bが配置された構成である。
As shown in FIG. 7, in the variable valve gear 1A, the
本実施例のように、第2アーム22Aにおける偏心シャフト15側での支持部分が2つのシャフト支持部48a、48bに分岐されて支持され、更に、2つのシャフト支持部48a、48bの間に第1アーム21の一部を挟み込む構成であるため、第2アーム22Aとカム13との接触部、第2アーム22Aと第3アーム23との間の接触部などに偏荷重が生じた場合でも、第2アーム22Aがロッカシャフト12の軸線方向に変位することを防止して、偏摩耗等の不具合を防いで、可変動弁装置1Aの信頼性を保つことができる。
As in the present embodiment, the support portion on the side of the
なお、本実施例とは逆に、第1アーム21側にロッカシャフト12を嵌挿する二股状のシャフト嵌挿部34を設け、第1アーム21がロッカシャフト12に支持される二股状の嵌挿部34の間に偏心シャフト15を設け、第1アーム21の二股状のシャフト嵌挿部34が第2アーム22の一部を跨ぐように配置して、偏心シャフト15をシャフト支持部48の嵌合部41、42間に嵌挿するようにしてもよい。
Contrary to the present embodiment, a bifurcated shaft
1、1A 可変動弁装置
2 バルブ
11 カムシャフト
12 ロッカシャフト
13 カム
14 ロッカアーム機構
15 偏心シャフト
21 第1アーム
22 第2アーム
23 第3アーム
24 回動手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記内燃機関に回動可能に設けられ、偏心された偏心シャフトを備えたロッカシャフトと、
前記ロッカシャフトを回動させる回動手段と、
前記カムにより駆動され、吸気バルブ又は排気バルブの開閉を行う開閉手段とを有し、
前記開閉手段は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持され、前記吸気バルブ又は前記排気バルブを駆動可能な第1アームと、
前記偏心シャフトに揺動自在に支持され、前記カムにより駆動される第2アームと、
前記ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に支持され、前記第2アームの揺動により変位されて前記第1アームを駆動する第3アームとを具備することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A cam provided in the internal combustion engine and driven to rotate by a camshaft;
A rocker shaft provided in the internal combustion engine so as to be rotatable and having an eccentric shaft eccentrically;
Rotating means for rotating the rocker shaft;
Opening and closing means that is driven by the cam and opens and closes an intake valve or an exhaust valve;
The opening / closing means includes
A first arm that is swingably supported by the rocker shaft and that can drive the intake valve or the exhaust valve;
A second arm supported swingably on the eccentric shaft and driven by the cam;
An internal combustion engine comprising: a third arm that is swingably supported by a support shaft disposed in the vicinity of the rocker shaft, and that is displaced by the swing of the second arm to drive the first arm. Variable valve gear for engine.
前記当接面部は、前記支持軸の中心からの距離が前記第3アームの揺動方向に変化する変換面部を有することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。 The third arm has a contact surface portion that contacts the first arm,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the contact surface portion includes a conversion surface portion whose distance from the center of the support shaft changes in a swinging direction of the third arm.
前記第2アームに、前記第1アームを跨ぐように、二股状のシャフト支持部を設け、
前記二股状のシャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。 The eccentric shaft is provided on both sides of a support portion where the rocker shaft supports the first arm, and
A bifurcated shaft support portion is provided on the second arm so as to straddle the first arm,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the eccentric shaft is fitted into the bifurcated shaft support portion.
前記第2アームに、前記第1アームに直接干渉しないように、1つのシャフト支持部を設け、
前記シャフト支持部に前記偏心シャフトを嵌挿したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。 The rocker shaft is provided with the eccentric shaft on one side of a support portion for supporting the first arm, and
The second arm is provided with one shaft support so as not to directly interfere with the first arm,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the eccentric shaft is fitted into the shaft support portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004079538A JP2005264840A (en) | 2004-03-19 | 2004-03-19 | Variable valve system for internal combustion engine |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005047040A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Variable valve controller for V-engine, has lower oscillating arms adjusted around central cam shaft by displacement of guide shafts using actuator that is driven around regulating shaft, where arms are movably coupled with inlet valve |
DE102006002133A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Valve train for internal-combustion engine, has lever moved along curve, where adjusting unit and lever together execute movement in such a manner that ending of stroke movement is adjusted in direction relative to angle of adjusting unit |
EP2295743A1 (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-16 | Delphi Technologies, Inc. | High efficiency valve lift modifying device for an internal combustion engine |
US8047168B2 (en) | 2008-05-29 | 2011-11-01 | Hyundai Motor Company | Continuously variable valve lift system for engine |
-
2004
- 2004-03-19 JP JP2004079538A patent/JP2005264840A/en not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005047040A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Variable valve controller for V-engine, has lower oscillating arms adjusted around central cam shaft by displacement of guide shafts using actuator that is driven around regulating shaft, where arms are movably coupled with inlet valve |
DE102006002133A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Valve train for internal-combustion engine, has lever moved along curve, where adjusting unit and lever together execute movement in such a manner that ending of stroke movement is adjusted in direction relative to angle of adjusting unit |
US8047168B2 (en) | 2008-05-29 | 2011-11-01 | Hyundai Motor Company | Continuously variable valve lift system for engine |
EP2295743A1 (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-16 | Delphi Technologies, Inc. | High efficiency valve lift modifying device for an internal combustion engine |
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