JP2007107504A - Internal combustion engine including variable valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変動弁機構を有する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine having a variable valve mechanism.
可変バルブタイミング機構が設けられたカム軸の外周に、クランク軸から伝達される駆動力により直接駆動されるポンプカムを備えた装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この装置によれば、燃料ポンプの駆動を、可変バルブタイミング機構の駆動から独立させることができる。よって、可変バルブタイミング機構の作動に対する燃料ポンプの駆動トルク変動の影響を低減することができる。 A device is known that includes a pump cam directly driven by a driving force transmitted from a crankshaft on the outer periphery of a camshaft provided with a variable valve timing mechanism (see, for example, Patent Document 1). According to this device, the drive of the fuel pump can be made independent of the drive of the variable valve timing mechanism. Therefore, the influence of fluctuations in the driving torque of the fuel pump on the operation of the variable valve timing mechanism can be reduced.
ところで、吸気系と排気系の両方にリフト量可変動弁機構を配置する場合には、部品の共通化を図るため、これらのリフト量可変動弁機構をミラー配置することが要求される。さらに、このようにリフト量可変動弁機構をミラー配置する場合には、所望のバルブタイミングを実現するために、吸気カム軸と排気カム軸とを互いに逆方向に駆動することが要求される。従って、可変動弁機構の作動に対する燃料ポンプの駆動トルクの影響を考慮する場合であっても、かかるミラー配置されたリフト量可変動弁機構を有する内燃機関に対して、上記の装置構成をそのまま適用することができない。 By the way, in the case where the lift amount variable valve mechanisms are arranged in both the intake system and the exhaust system, it is required to arrange these variable lift amount valve mechanisms in order to make the parts common. Further, when the lift amount variable valve mechanism is mirror-arranged as described above, it is required to drive the intake cam shaft and the exhaust cam shaft in opposite directions to achieve a desired valve timing. Therefore, even when the influence of the driving torque of the fuel pump on the operation of the variable valve mechanism is taken into consideration, the above apparatus configuration is left as it is for an internal combustion engine having such a mirror-disposed lift variable valve mechanism. It cannot be applied.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気系と排気系の両方にリフト量可変動弁機構を有する内燃機関において、位相可変動弁機構の作動に対する燃料ポンプの駆動トルクの影響を排除することが可能な内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in an internal combustion engine having a variable lift amount valve mechanism in both an intake system and an exhaust system, the fuel pump with respect to the operation of the variable phase valve mechanism is provided. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of eliminating the influence of driving torque.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、互いにミラー配置の関係を満たすリフト量可変動弁機構を吸気系と排気系とに有する内燃機関であって、
クランク軸から伝達される駆動力によって前記クランク軸の回転方向と同一方向に駆動され、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸の外周に設けられたギアと、
前記ギアにより前記ポンプ駆動軸の回転方向と逆方向に駆動される第1のカム軸と、
前記第1のカム軸に設けられた位相可変動弁機構と、
前記クランク軸から伝達される駆動力によって前記ポンプ駆動軸の回転方向と同一方向に駆動される第2のカム軸とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine having an intake system and an exhaust system having a variable lift valve mechanism that satisfies a mirror arrangement relationship with each other.
A pump drive shaft that is driven in the same direction as the rotation direction of the crankshaft by a driving force transmitted from the crankshaft and drives a fuel pump;
A gear provided on the outer periphery of the pump drive shaft;
A first cam shaft driven by the gear in a direction opposite to the rotation direction of the pump drive shaft;
A variable phase valve mechanism provided on the first camshaft;
And a second camshaft that is driven in the same direction as the rotation direction of the pump drive shaft by the drive force transmitted from the crankshaft.
また、第2の発明は、互いにミラー配置の関係を満たすリフト量可変動弁機構を吸気系と排気系とに有する内燃機関であって、
クランク軸の駆動力が伝達され、該クランク軸の回転方向と同一方向に駆動されるプーリと、
前記プーリから延長され、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸の外周に設けられたギアと、
前記ギアによって、前記プーリの回転方向と逆方向に駆動される第1の位相可変動弁機構と、
前記プーリ又は前記クランク軸から伝達される駆動力によって前記プーリの回転方向と同一方向に駆動される第2の位相可変動弁機構とを備えたことを特徴とする。
Further, the second invention is an internal combustion engine having a lift amount variable valve mechanism that satisfies the relationship of mirror arrangement with each other in an intake system and an exhaust system,
A pulley to which driving force of the crankshaft is transmitted and driven in the same direction as the rotation direction of the crankshaft;
A pump drive shaft extending from the pulley and driving a fuel pump;
A gear provided on the outer periphery of the pump drive shaft;
A first variable phase valve mechanism that is driven by the gear in a direction opposite to the rotational direction of the pulley;
And a second variable phase valve mechanism that is driven in the same direction as the rotation direction of the pulley by a driving force transmitted from the pulley or the crankshaft.
第1の発明によれば、第1及び第2のカム軸から独立したポンプ駆動軸により燃料ポンプが駆動されると共に、ポンプ駆動軸に設けられたギアにより第1のカム軸が第2のカム軸と逆方向に駆動される。従って、吸気系と排気系の両方に可変動弁機構を有する内燃機関において、第1のカム軸と第2のカム軸とを逆方向に駆動することができると共に、第1のカム軸に設けられた位相可変動弁機構の作動に対する燃料ポンプの駆動トルクの影響を排除することができる。 According to the first aspect of the invention, the fuel pump is driven by the pump drive shaft independent of the first and second cam shafts, and the first cam shaft is driven by the gear provided on the pump drive shaft. Driven in the opposite direction of the shaft. Therefore, in the internal combustion engine having the variable valve mechanisms in both the intake system and the exhaust system, the first cam shaft and the second cam shaft can be driven in opposite directions, and are provided on the first cam shaft. The influence of the drive torque of the fuel pump on the operation of the phase variable valve mechanism thus made can be eliminated.
第2の発明によれば、ポンプ駆動軸に設けられたギアにより第1の位相可変動弁機構がプーリの回転方向と逆方向に駆動され、プーリ又はクランク軸から伝達される駆動力により第2の位相可変動弁機構がプーリの回転方向と同一方向に駆動される。従って、吸気系と排気系の両方に可変動弁機構を有する内燃機関において、2つのカム軸を互いに逆方向に駆動することができると共に、第1の位相可変動弁機構の作動に対する燃料ポンプの駆動トルクの影響を排除することができる。 According to the second invention, the first phase variable valve mechanism is driven in the direction opposite to the rotation direction of the pulley by the gear provided on the pump drive shaft, and the second force is transmitted by the drive force transmitted from the pulley or the crankshaft. The phase variable valve mechanism is driven in the same direction as the rotation direction of the pulley. Therefore, in the internal combustion engine having the variable valve mechanisms in both the intake system and the exhaust system, the two camshafts can be driven in opposite directions to each other, and the fuel pump is operated with respect to the operation of the first phase variable valve mechanism. The influence of driving torque can be eliminated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[システムの構成]
図1は、本発明の実施の形態のシステムを説明するための図である。本実施の形態1のシステムは、駆動軸としてのクランク軸2を備えている。クランク軸2には、クランク機構を介してピストンが連結されている。クランク軸2の外周にはクランクスプロケット4が設けられている。クランクスプロケット4は、伝達機構6としてのタイミングチェーン又はタイミングベルトを介してポンプスプロケット(プーリ)8と連結されている。これにより、ポンプスプロケット8には、クランク軸2の駆動力が伝達される。
ポンプスプロケット8は、ポンプ駆動軸10の前端に設けられている。すなわち、ポンプ駆動軸10は、ポンプスプロケット8から延設されている。これにより、クランク軸2が駆動されると、このクランク軸2の駆動力によりポンプ駆動軸10が直接駆動される。また、クランク軸2の回転方向と同一方向にポンプ駆動軸10が駆動される。ポンプ駆動軸10は、後述する排気カム軸18と吸気カム軸22との間で、かつ、これらのカム軸18,22よりもやや上方に配置されている。ポンプ駆動軸10は、排気カム軸18及び吸気カム軸22から独立して設けられたものである。
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system according to an embodiment of the present invention. The system according to the first embodiment includes a
The
ポンプ駆動軸10の後端には、燃料ポンプ12が設けられている。燃料ポンプ12は、図示しないインジェクタに対して高圧の燃料を供給するように構成されている。詳細な図示は省略するが、ポンプ駆動軸10が回転することで、ポンプ駆動軸10の外周に設けられたポンプカムが回転し、プランジャが上下運動する。このプランジャの上下運動により、燃料タンクから加圧室内に吸引された燃料の圧力が高められ、高圧の燃料が吐出口からデリバリーパイプへ吐出される。
A
クランクスプロケット4よりも前方(図中の手前方向)、すなわち、内燃機関の前方には、サーペンタインベルトによって駆動されるエアコンプレッサやオルタネータやウォータポンプ等の補機が配置されている。 Auxiliary devices such as an air compressor, an alternator, and a water pump driven by a serpentine belt are arranged in front of the crank sprocket 4 (frontward in the drawing), that is, in front of the internal combustion engine.
燃料ポンプ12よりもやや前方のポンプ駆動軸10の外周には、ギヤ14が設けられている。このギヤ14は、排気カム軸18の後端に設けられたベーンタイプの位相可変動弁機構16の歯車と連結されている。これにより、ポンプ駆動軸10が駆動されると、このポンプ駆動軸10の回転方向と逆方向に排気カム軸18が駆動される。位相可変動弁機構16は、クランク軸2に対する排気カム軸18の位相差を可変とするように構成されている。排気カム軸18には、複数の気筒に対応して複数の排気カム20が設けられている。詳細は後述するが、排気カム20と排気弁32Bとの間には、排気弁32Bのリフト量及び作用角を可変とするリフト量可変動弁機構30Bが設けられている(図2参照)。
A
また、本実施の形態のシステムは、排気カム軸18と同じ高さ位置に吸気カム軸22を有している。吸気カム軸22の前端には、ベーンタイプの位相可変動弁機構24が設けられている。位相可変動弁機構24の歯車は、伝達機構26としてのタイミングチェーン又はタイミングベルトを介して上記ポンプスプロケット8に連結されている。これにより、ポンプ駆動軸10が駆動されると、このポンプ駆動軸10の回転方向と同一方向に吸気カム軸22が駆動される。位相可変動弁機構24は、クランク軸2に対する吸気カム軸22の位相を可変とするように構成されている。吸気カム軸22には、複数の気筒に対応して複数の吸気カム28が設けられている。詳細は後述するが、吸気カム28と吸気弁32Aとの間には、吸気弁32Aのリフト量及び作用角を可変とするリフト量可変動弁機構30Aが設けられている(図2参照)。
Further, the system of the present embodiment has an
上記の位相可変動弁機構16,24は、図示は省略するが、進角側油圧室及び遅角側油圧室と、オイルコントロールバルブとをそれぞれ備えている。オイルコントロールバルブの位置を制御して、進角側油圧室に油圧をかけることで、カム軸18,22を進角側に回転させることができる。また、オイルコントロールバルブの位置を制御して、遅角側油圧室に油圧をかけることで、カム軸18,22を遅角側に回転させることができる。このように、オイルコントロールバルブの位置制御を行うことにより、カム軸18,22とクランク軸2との位相差を制御することができる。
Although not shown in the drawings, the phase
[リフト量可変動弁機構の構成]
図2は、本実施の形態によるシステムにおいて、リフト量可変動弁機構を説明するための側面図である。具体的には、リフト量可変動弁機構をカム軸の軸方向から見た図である。
図2に示すように、吸気系のリフト量可変動弁機構30Aと、排気系のリフト量可変動弁機構30Bとがミラー配置されている。図示しないが、吸気弁32Aが配置される吸気ポートと、排気弁32Bが配置される排気ポートとは、ミラー対称の関係にある。従って、このように2つのリフト量可変動弁機構30A,30Bをミラー配置することで、リフト量可変動弁機構30A,30Bの構成を共通化することができるため、リフト量可変動弁機構30A,30Bの構成部品を共通化することができる。ここでは、説明の便宜上、吸気側のリフト量可変動弁機構30Aについて説明する。
[Configuration of variable lift valve mechanism]
FIG. 2 is a side view for explaining a variable lift amount valve mechanism in the system according to the present embodiment. Specifically, it is the figure which looked at the lift amount variable valve mechanism from the axial direction of the cam shaft.
As shown in FIG. 2, an intake system variable lift
リフト量可変動弁機構30Aは、ロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有している。リフト量可変動弁機構30Aによれば、吸気カム軸22の回転運動が吸気カム28を介してロッカーアーム34Aの揺動運動に変換され、ロッカーアーム34Aによって支持される吸気バルブ32Aの上下運動に変換される。本リフト量可変動弁機構30Aは、吸気カム28とロッカーアーム34Aとの間に、可変機構36Aを備えている。可変機構36Aは、吸気カム28の回転運動(プロフィール変化)にロッカーアーム34Aの揺動運動を連動させるように構成されている。リフト量可変動弁機構30Aは、この可変機構36Aを可変制御することによりロッカーアーム34Aの揺動量や揺動タイミングを変化させることができる。これにより、吸気バルブ32Aの作用角及びリフト量を連続的に変更することができる。
The lift amount
図2に示すように、本リフト量可変動弁機構30Aにおいて、ロッカーアーム34Aの一端は吸気バルブ32Aによって支持されている。また、ロッカーアーム34Aの他端は油圧ラッシュアジャスタ33Aによって支持されている。また、ロッカーアーム34Aの中央部にはロッカーローラ35Aが回転可能に設けられている。
As shown in FIG. 2, in the lift amount
可変機構36Aは、制御軸38Aと、制御アーム40Aと、リンクアーム42Aと、揺動カムアーム44Aと、第1ローラ47Aと、第2ローラ48Aとを主たる構成部材として備えている。
The
制御軸38Aは、カム軸18,22と平行に配置されている。制御軸38Aには、その端部近傍においてウオームホイル50Aが装着されている。ウオームホイル50Aには、ウオームギヤ52Aが噛み合わされている。すなわち、ウオームホイル50Aに刻まれたギヤ歯と、ウオームギヤ52Aに刻まれた螺旋状のギヤが噛み合わされている。これにより、ウオームギヤ52Aの回転運動が、ウオームホイル50Aを介して大きな減速比で制御軸38Aの回転運動に変換される。また、ウオームギヤ52Aは、電動モータ(アクチュエータ)54Aに接続されている。このような構成によれば、電動モータ54Aの回転を制御することで、制御軸38Aの角度を制御することができる。
The
制御アーム40Aは、制御軸38Aに固定されている。制御アーム40Aは、制御軸38Aの径方向に突出しており、その突出した部分に弧状のリンクアーム42Aの後端部がピン43Aによって取り付けられている。このピン43Aの位置は、制御軸38Aの中心から偏心している。このピン43Aがリンクアーム42Aの揺動支点となる。
The control arm 40A is fixed to the
揺動カムアーム44Aは、制御軸38Aによって揺動可能に支持されている。揺動カムアーム44Aにおける吸気カム28に対向する側には、スライド面45Aが形成されている。また、スライド面45Aの反対側には、揺動カム面46Aが形成されている。この揺動カム面46Aは、揺動カムアーム44Aの揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面と、この非作用面から離れた位置ほど制御軸38Aの軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面とで構成されている。
The
揺動カムアーム44Aと吸気カム28の周面との間には、第1ローラ47Aと第2ローラ48Aとが配置されている。具体的には、第1ローラ47Aは吸気カム28の周面と接触するように、第2ローラ48Aは揺動カムアーム44Aのスライド面45Aと接触するように、それぞれ配置されている。第1ローラ47Aと第2ローラ48Aは、リンクアーム42Aの先端部に回転自在に支持されている。よって、第1及び第2ローラ47A,48Aは、ピン43Aから一定距離を保ちながらスライド面45A及び吸気カム28の周面に沿って揺動することができる。
A
揺動カムアーム44Aの下方には、前述のロッカーアーム34Aが配置されている。ロッカーアーム34Aに設けられたロッカーローラ35Aは、バルブスプリングの付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ33Aによって揺動カムアーム44Aの揺動カム面46Aに押し当てられている。
The
上述した可変機構36Aの構成によれば、吸気カム22が正方向(時計回り方向)に回転すると、吸気カム22の押圧力が第1及び第2ローラ47A,48Aを介してスライド面45Aに伝達される。そして、揺動カム面46Aとロッカーローラ35Aとの接点が非作用面から作用面にまで及ぶと、ロッカーアーム34が押し下げられ、吸気バルブ32Aが開弁する。
According to the configuration of the
また、可変機構36Aの構成によれば、制御軸38Aを回転させると、制御アーム40Aの回転角度が変更され、スライド面45A上における第2ローラ48Aの位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム44Aの揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸38Aを図2における反時計回り方向に回転させると、スライド面45A上の第2ローラ48Aの位置が揺動カムアーム44Aの先端側に移動する。そうすると、吸気カム22の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム44Aが揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム34Aが押圧されるまでに要する揺動カムアーム44Aの回転角度は、制御軸22が図2における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸38Aを図2における反時計回り方向に回転させることで吸気バルブ32Aの作用角及びリフト量を小さくすることができる。一方、制御軸38Aを図2における時計回り方向に回転させることで吸気バルブ32Aの作用角及びリフト量を大きくすることができる。
Further, according to the configuration of the
図3は、リフト量可変動弁機構30Aの制御によって生ずる位相連成を示す図である。図3に示すように、吸気カム軸22を正方向(時計回り方向)に回転させる場合に、吸気バルブ32Aの作用角及びリフト量を小さくすると、その開弁位相は進角せしめられる。一方、吸気バルブ32Aの作用角及びリフト量を大きくすると、その開弁位相は遅角せしめられる。よって、この場合、作用角及びリフト量を変化させても、吸気バルブ32Aの開弁時期は殆ど変化せず、その閉弁時期が大きく変化することとなる。
FIG. 3 is a diagram showing phase coupling caused by the control of the lift amount
ところで、上述したように、排気系のリフト量可変動弁機構30Bと、吸気系のリフト量可変動弁機構30Aとはミラー配置の関係にある。よって、排気カム軸28を正方向(時計回り方向)、つまり、吸気カム軸22の回転方向と同一方向に回転させた場合には、図4に示すような位相連成(上記吸気バルブ32Aとは逆の位相連成)が生じることとなる。すなわち、制御軸38Bの回転角度を制御して、排気バルブ32Bの作用角及びリフト量を小さくすると、その開弁位相は遅角せしめられる。また、排気バルブ32Bの作用角及びリフト量を大きくすると、その開弁位相は進角せしめられる。よって、この場合、作用角及びリフト量を変化させても、排気バルブ32Bの閉弁時期は殆ど変化せず、その開弁時期が大きく変化することとなる。
As described above, the exhaust system variable
しかしながら、後述するバルブタイミングの制御特性(図5参照)から分かるように、本実施の形態においては、運転領域が異なる場合に、排気バルブ32Bの閉弁時期(E.C.)を大きく変更することが要求される。位相可変動弁機構16による位相角制御だけでは可変量が小さく、この要求を満たすことが難しい。そこで、排気バルブ32Bについても、図4に示す位相連成ではなく、図3に示す位相連成を生じさせる必要がある。
However, as can be seen from the valve timing control characteristics described later (see FIG. 5), the present embodiment requires that the valve closing timing (EC) of the
そこで、本実施の形態では、吸気カム軸22の回転方向とは逆方向(反時計回り方向)に排気カム軸28を回転させている。具体的には、正方向に回転するポンプ駆動軸10に設けられたギア14により排気カム軸28を回転させることで、排気カム軸28の逆方向回転を実現している。このような構成に加え、リフト量可変動弁機構30Bにより排気バルブ32Bの作用角及びリフト量を変更することによって、図3に示すような位相連成を生じさせることができる。従って、排気カム軸28を逆回転させると共に、排気バルブ32Bの作用角及びリフト量を制御することで、排気バルブ32Bの閉弁時期(E.C.)を大きな幅で変更することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
[バルブタイミングの制御特性]
図5は、本実施の形態において、バルブタイミングの制御特性の一例を示す図である。より具体的には、図5(A)は、低温始動時及び低負荷時の制御特性を示す図であり、図5(B)は、中負荷時の制御特性を示す図であり、図5(C)は、高負荷時での制御特性を示す図である。
[Valve timing control characteristics]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of valve timing control characteristics in the present embodiment. More specifically, FIG. 5 (A) is a diagram showing control characteristics at low temperature start and low load, and FIG. 5 (B) is a diagram showing control characteristics at medium load. (C) is a figure which shows the control characteristic at the time of high load.
図5(A)に示すように、低温始動時及び低負荷時には、排気バルブ32Bの閉弁時期(E.C)を進角させて、吸気バルブ32Aの開弁時期(I.O.)を遅角させる。これにより、ネガティブオーバーラップとなり、任意の行程容積分燃焼ガスを筒内に閉じこめるため、筒内残留ガスの割合が高められる。その結果、燃焼温度を高くすることができ、低温始動時においても良好な燃焼状態が得られる。これにより、未燃HCの排出を低減することができる。
As shown in FIG. 5A, at the time of low temperature start and low load, the valve closing timing (E.C.) of the
図5(B)に示すように、中負荷時には、吸気バルブ32Aの閉弁時期(I.C.)を遅角させることで圧縮開始時期を遅らせると共に、排気バルブ32Bの開弁時期(E.O.)を遅角させることで膨張容積を稼ぐことにより、アトキンソンサイクル(Atokinson Cycle)を達成する。アトキンソンサイクルを実現することにより、すなわち、吸入容積よりも膨張容積を大きくすることにより、燃焼により得られたエネルギーを内燃機関の運動エネルギーに効率良く使用することができ、内燃機関のエネルギー効率を高めることができ、燃費を改善することができる。
また、中負荷時には、小ポジティブオーバーラップを実現する。小ポジティブオーバーラップにより燃料量に応じた吸入空気量を確保でき、排気特性を改善することができる。
As shown in FIG. 5B, at the time of medium load, the closing timing (IC) of the
In addition, a small positive overlap is achieved at medium load. The small positive overlap can secure the intake air amount corresponding to the fuel amount and improve the exhaust characteristics.
図5(C)に示すように、高負荷時には、中負荷時よりも大きいポジティブオーバーラップを実現する。よって、体積効率を向上させることができ、出力を向上させることができる。 As shown in FIG. 5C, when the load is high, a larger positive overlap is realized than when the load is medium. Therefore, volumetric efficiency can be improved and output can be improved.
図6は、本実施の形態において、バルブタイミング特性の制御に使用される可変動弁機構を示す図である。図6に示すように、本実施の形態においては、排気バルブ32Bと吸気バルブ32Aが共に開弁しているバルブオーバーラップの制御に、排気側のリフト量可変動弁機構30Bと、吸気側の位相可変動弁機構24とが用いられる。すなわち、リフト量可変動弁機構30Bにより排気バルブ32Bの閉弁時期(E.C.)を制御し、位相可変動弁機構24により吸気バルブ32Aの開弁時期(I.O.)を制御することで、所望のバルブオーバーラップ量が得られる。
FIG. 6 is a diagram showing a variable valve mechanism used for controlling the valve timing characteristics in the present embodiment. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the
また、図6に示すように、アトキンソンサイクルの実現に、排気側の位相可変動弁機構16と、吸気側のリフト量可変動弁機構30Aとが用いられる。すなわち、位相可変動弁機構16により排気バルブ32Bの開弁時期(E.O.)を制御し、リフト量可変動弁機構30Aにより吸気バルブ32Aの閉弁時期(I.C.)を制御することで、アトキンソンサイクルを達成することができる。
Further, as shown in FIG. 6, an exhaust-side variable
以上説明したように、本実施の形態によれば、吸気側のリフト量可変動弁機構30Aと排気側のリフト量可変動弁機構30Bとがミラー配置されている内燃機関において、吸気カム軸22及び排気カム軸18から独立してポンプ駆動軸10を設けると共に、このポンプ駆動軸10に設けられたギヤ14と排気カム軸18に設けられた位相可変動弁機構16とを連結した。これにより、排気カム軸18と吸気カム軸22とを逆方向に駆動させることができる。
さらに、燃料ポンプ12の駆動とは別に、ギヤ14により排気カム20の駆動並びに位相可変動弁機構16の作動が行われるため、燃料ポンプ12の駆動とは無関係に、位相可変動弁機構16を作動させることができる。すなわち、位相可変動弁機構16の作動に対する燃料ポンプ12の駆動トルクの影響を排除することができる。よって、燃料ポンプ12の駆動トルクが大きい場合であっても、位相可変動弁機構16の駆動トルクを高くする必要はなくなり、内燃機関の小型化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, in the internal combustion engine in which the intake side variable
In addition to the drive of the
また、本実施の形態において、排気カム軸18を逆方向に回転させると共に、リフト量可変動弁機構30Bにより排気バルブ32Bの作用角及びリフト量を変更することで、排気バルブ32Bの閉弁時期(E.C.)を大きく変更することが可能となる。これにより、図5に示すバルブタイミングの制御特性を実現することができる。従って、低温始動時及び低負荷時には良好な燃焼状態を得ることで未燃HCの排出を低減することができ、中負荷時には燃費を改善すると共に排気特性を改善することができ、高負荷時には出力を向上させることができる内燃機関を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、ポンプ駆動軸10は吸気カム軸22及び排気カム軸18の上方に配置されているため、クランクスプロケット4前方に新しい構成要素の配置を要しない。よって、クランクスプロケット4前方における従来の補機配置を変更する必要がないため、内燃機関の小型化が可能となる。
In the present embodiment, the
ところで、本実施の形態においては、ポンプ駆動軸10の後端近傍にギヤ14を設けているが、ポンプ駆動軸10の前端近傍にギヤ14を設けてもよい。この場合、排気カム軸18の前端に位相可変動弁機構16を設けることにより、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、位相可変動弁機構24は伝達手段26を介してポンプスプロケット8と連結されているが、位相可変動弁機構24は伝達機構を介してクランクスプロケット4と連結されてもよい。この場合も、吸気カム軸22をクランク軸2及びポンプ駆動軸10と同一方向に駆動することができる。
In the present embodiment, the phase
また、本実施の形態においては、ギヤ14と位相可変動弁機構16とが連結されているが、排気カム軸18にギヤを設け、このギヤとギヤ14とを連結してもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、吸気カム軸22の前端にスプロケットを設け、このスプロケットとポンプスプロケット8とをタイミングチェーン26により連結してもよい。
Further, in the present embodiment, the
Alternatively, a sprocket may be provided at the front end of the
2 クランク軸
4 クランクスプロケット
6 タイミングチェーン,タイミングベルト
8 ポンプスプロケット(プーリ)
10 ポンプ駆動軸
12 燃料ポンプ
14 ギヤ
16 位相可変動弁機構
18 排気カム軸
20 排気カム
22 吸気カム軸
24 位相可変動弁機構
26 タイミングチェーン,タイミングベルト
28 吸気カム
30A,30B リフト量可変動弁機構
32A 吸気弁
32B 排気弁
33A,33B 油圧ラッシュアジャスタ
34A,34B ロッカーアーム
35A,35B ロッカーローラ
36A,36B 可変機構
38A,38B 制御軸
40A,40B 制御アーム
42A,42B リンクアーム
44A,44B 揺動カムアーム
47A,47B 第1ローラ
48A,48B 第2ローラ
50A,50B ウオームホイル
52A,52B ウオームギヤ
54A,54B 電動モータ
2
DESCRIPTION OF
Claims (2)
クランク軸から伝達される駆動力によって前記クランク軸の回転方向と同一方向に駆動され、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸の外周に設けられたギアと、
前記ギアにより前記ポンプ駆動軸の回転方向と逆方向に駆動される第1のカム軸と、
前記第1のカム軸に設けられた位相可変動弁機構と、
前記クランク軸から伝達される駆動力によって前記ポンプ駆動軸の回転方向と同一方向に駆動される第2のカム軸とを備えたことを特徴とする可変動弁機構を有する内燃機関。 An internal combustion engine having a variable lift amount valve operating mechanism that satisfies the relationship of mirror arrangement with each other in an intake system and an exhaust system,
A pump drive shaft that is driven in the same direction as the rotation direction of the crankshaft by a driving force transmitted from the crankshaft and drives a fuel pump;
A gear provided on the outer periphery of the pump drive shaft;
A first cam shaft driven by the gear in a direction opposite to the rotation direction of the pump drive shaft;
A variable phase valve mechanism provided on the first camshaft;
An internal combustion engine having a variable valve mechanism, comprising: a second camshaft that is driven in the same direction as a rotation direction of the pump drive shaft by a driving force transmitted from the crankshaft.
クランク軸の駆動力が伝達され、該クランク軸の回転方向と同一方向に駆動されるプーリと、
前記プーリから延長され、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸の外周に設けられたギアと、
前記ギアによって、前記プーリの回転方向と逆方向に駆動される第1の位相可変動弁機構と、
前記プーリ又は前記クランク軸から伝達される駆動力によって前記プーリの回転方向と同一方向に駆動される第2の位相可変動弁機構とを備えたことを特徴とする可変動弁機構を有する内燃機関。 An internal combustion engine having a variable lift amount valve operating mechanism that satisfies the relationship of mirror arrangement with each other in an intake system and an exhaust system,
A pulley to which driving force of the crankshaft is transmitted and driven in the same direction as the rotation direction of the crankshaft;
A pump drive shaft extending from the pulley and driving a fuel pump;
A gear provided on the outer periphery of the pump drive shaft;
A first variable phase valve mechanism that is driven by the gear in a direction opposite to the rotational direction of the pulley;
An internal combustion engine having a variable valve mechanism, comprising: a second phase variable valve mechanism that is driven in the same direction as the rotation direction of the pulley by a driving force transmitted from the pulley or the crankshaft. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005302034A JP2007107504A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Internal combustion engine including variable valve gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005302034A JP2007107504A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Internal combustion engine including variable valve gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007107504A true JP2007107504A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=38033552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005302034A Withdrawn JP2007107504A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Internal combustion engine including variable valve gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007107504A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010112256A (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2016194299A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトDr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder structure for internal combustion engine |
JP2018189021A (en) * | 2017-05-01 | 2018-11-29 | マツダ株式会社 | Valve gear for engine |
-
2005
- 2005-10-17 JP JP2005302034A patent/JP2007107504A/en not_active Withdrawn
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JP2016194299A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトDr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder structure for internal combustion engine |
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