JP2009036076A - Valve gear for engine - Google Patents

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Shinichi Takemura
信一 竹村
Takanobu Sugiyama
孝伸 杉山
Takeshi Arinaga
毅 有永
Toru Fukami
徹 深見
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    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize an engine speed while shortening engine start time. <P>SOLUTION: This valve gear is provided with: a cam provided on a drive shaft mechanically connected to a crankshaft of an engine 100 and lifting a valve; a valve lift quantity variable mechanism capable of varying lift quantity of a valve, a valve open and close timing variable mechanism capable of varying open and close timing of the valve; a compressed air valve lifted by the cam and opening and closing an opening 105 of the compressed air passage 112; a pressure accumulation means 110 opening the compressed air valve during compression stroke and accumulating air compressed by a piston; a compressed air supply means 110 opening the compressed air valve during expansion stroke and supplying compressed air accumulated by the pressure accumulation means 110 into a cylinder 101; and a compressed air supply quantity-limiting means controlling lift quantity of the compressed air valve by the valve lift quantity variable mechanism according to engine speed and limiting supply quantity of compressed air by the compressed air supply means 110. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はエンジンの動弁装置に関する。   The present invention relates to an engine valve operating device.

従来から、電磁弁・油圧駆動弁によりバルブタイミングを変更することで、シリンダ内ガスを吸気通路を介してタンクに蓄圧し、エンジンを始動する際にそのガスをタンクからシリンダへ供給する装置がある(例えば、特許文献1参照)。
米国特許第6223846号明細書
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a device that accumulates gas in a cylinder in a tank via an intake passage by changing the valve timing by an electromagnetic valve / hydraulic drive valve and supplies the gas from the tank to the cylinder when starting the engine. (For example, refer to Patent Document 1).
US Pat. No. 6,223,846

しかしながら、前述した従来装置は、バルブタイミングのみでシリンダ内に供給するガス量を制御していた。したがって、エンジン始動時にタンクに蓄圧したガスをシリンダ内に供給するガス供給状態から燃焼状態に移行するとき、特にアイドルのような極小空気量状態に移行するときにガス量の制御ができなかった。そのため、要求空気量の変化が大きくなり、エンジン回転速度が安定しないという問題点があった。また、始動時の気筒判別後に動弁機構のタイミングを設定する必要があり、始動に時間がかかるという問題点があった。   However, the above-described conventional apparatus controls the amount of gas supplied into the cylinder only by the valve timing. Therefore, the gas amount cannot be controlled when shifting from the gas supply state in which the gas accumulated in the tank at the time of engine start is supplied into the cylinder to the combustion state, particularly when shifting to the minimum air amount state such as idle. For this reason, there has been a problem that the change in the required air amount becomes large and the engine speed is not stable. In addition, it is necessary to set the timing of the valve operating mechanism after determining the cylinder at the time of starting, and there is a problem that it takes time to start.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジン始動時のガス供給状態から燃焼状態へ移行するときにガス量の制御を可能とするとともに、始動時間を短くすることを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and enables control of the amount of gas when shifting from the gas supply state at the time of engine start to the combustion state and shortens the start time. For the purpose.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、エンジン(100)のクランク軸と機械的に連係され、そのクランク軸の回転に連動して回転する駆動軸(213)と、駆動軸(213)に設けられてバルブをリフトさせるカム(220)と、バルブのリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構(210)と、バルブの開閉時期を可変とするバルブ開閉時期可変機構(240)と、前記カム(220)によってリフトされ、エンジン(100)のシリンダ(101)に連通する圧縮空気通路(112)の開口(105)を開閉する圧縮空気バルブ(108)と、シリンダ(101)内を往復動するピストンと、バルブ開閉時期可変機構(240)により圧縮空気バルブ(108)の開閉時期を制御してその圧縮空気バルブ(108)を圧縮行程中に開き、ピストンによって圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧手段と、バルブ開閉時期可変機構(240)により圧縮空気バルブ(108)の開閉時期を制御してその圧縮空気バルブ(108)を膨張行程中に開き、蓄圧手段によって蓄えられた圧縮空気をシリンダ(101)内に供給する圧縮空気供給手段と、エンジン回転速度に応じてバルブリフト量可変機構(210)により圧縮空気バルブ(108)のリフト量を制御して、圧縮空気供給手段による圧縮空気の供給量を制限する圧縮空気供給量制限手段と、を備えたことを特徴とする。   The present invention is mechanically linked to a crankshaft of an engine (100), and rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft, and a cam provided on the drive shaft (213) for lifting a valve. (220), a valve lift amount variable mechanism (210) that varies the valve lift amount, a valve opening / closing timing variable mechanism (240) that varies the valve opening / closing timing, and the cam (220), A compressed air valve (108) that opens and closes an opening (105) of a compressed air passage (112) communicating with a cylinder (101) of the engine (100), a piston that reciprocates in the cylinder (101), and variable valve opening / closing timing The mechanism (240) controls the opening and closing timing of the compressed air valve (108) to open the compressed air valve (108) during the compression stroke, and the piston is pressurized. Pressure accumulating means for storing the compressed air and the valve opening / closing timing variable mechanism (240) to control the opening / closing timing of the compressed air valve (108) to open the compressed air valve (108) during the expansion stroke and store it by the pressure accumulating means. Compressed air by controlling the lift amount of the compressed air valve (108) by the compressed air supply means for supplying the compressed air into the cylinder (101) and the valve lift amount variable mechanism (210) according to the engine speed. Compressed air supply amount limiting means for limiting the supply amount of compressed air by the supply means.

本発明によれば、バルブリフト量を連続的に変化させるバルブリフト量可変機構を備えたので、エンジン始動時の圧縮空気供給状態から燃焼状態へ移行するときに、リフト量を制御して圧縮空気の供給量を調整できる。そのため、要求空気量の変化が大きくなってもエンジン回転速度を安定させることができる。また、駆動軸とクランク軸とを機械的に連係して、圧縮空気バルブの開閉をクランク軸の回転と連動させたので、気筒判別の直後に燃焼させることができる。これにより、始動時間を短くすることができる。   According to the present invention, since the variable valve lift amount mechanism that continuously changes the valve lift amount is provided, the compressed air is controlled by controlling the lift amount when shifting from the compressed air supply state at the time of engine start to the combustion state. Can be adjusted. Therefore, the engine speed can be stabilized even if the change in the required air amount increases. Further, since the drive shaft and the crankshaft are mechanically linked and the opening and closing of the compressed air valve is interlocked with the rotation of the crankshaft, combustion can be performed immediately after the cylinder discrimination. Thereby, the starting time can be shortened.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるエンジン100の概略構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine 100 according to a first embodiment of the present invention.

エンジン100は、直列4気筒エンジンである。エンジン100の各シリンダ101の内部に形成される燃焼室109には、それぞれ2本の吸気ポート102と2本の排気ポート103とが連通する。燃焼室109と吸気ポート102との開口部104は吸気バルブ(図示せず)によって開閉され、燃焼室109と排気ポート103との開口部107は排気バルブ(図示せず)によって開閉されている。   Engine 100 is an in-line four-cylinder engine. Two intake ports 102 and two exhaust ports 103 communicate with the combustion chamber 109 formed in each cylinder 101 of the engine 100. The opening 104 between the combustion chamber 109 and the intake port 102 is opened and closed by an intake valve (not shown), and the opening 107 between the combustion chamber 109 and the exhaust port 103 is opened and closed by an exhaust valve (not shown).

そしてさらに、エンジン100の各燃焼室109には、圧縮空気供給装置110の一部を構成する圧縮空気供給通路112の枝管112aが連通する。以下では、この圧縮空気供給装置110について説明する。   Further, each combustion chamber 109 of the engine 100 communicates with a branch pipe 112 a of a compressed air supply passage 112 that constitutes a part of the compressed air supply device 110. Below, this compressed air supply apparatus 110 is demonstrated.

圧縮空気供給装置110は、図示しない圧縮空気バルブ(図2等参照)と、圧縮空気供給通路112と、逆止弁113と、通路開閉弁114と、蓄圧タンク115とを備える。圧縮空気供給装置110は、車両走行状態に応じて、圧縮行程中に燃焼室109で圧縮された圧縮空気を蓄圧タンク115に蓄えるとともに、その蓄えた圧縮空気を膨張行程中の燃焼室109に供給する。   The compressed air supply device 110 includes a compressed air valve (not shown) (see FIG. 2 and the like), a compressed air supply passage 112, a check valve 113, a passage opening / closing valve 114, and a pressure accumulation tank 115. The compressed air supply device 110 stores the compressed air compressed in the combustion chamber 109 during the compression stroke in the pressure accumulation tank 115 and supplies the stored compressed air to the combustion chamber 109 during the expansion stroke according to the vehicle running state. To do.

圧縮空気供給通路112は、4つの枝管112aに分岐して各燃焼室109と連通する。圧縮空気供給通路112は、逆止弁113を介して蓄圧タンク115の空気注入口115aに接続され、通路開閉弁114を介して蓄圧タンク115の空気排出口115bに接続される。   The compressed air supply passage 112 branches into four branch pipes 112 a and communicates with the combustion chambers 109. The compressed air supply passage 112 is connected to the air inlet 115 a of the pressure accumulation tank 115 via the check valve 113, and is connected to the air outlet 115 b of the pressure accumulation tank 115 via the passage opening / closing valve 114.

蓄圧タンク115は、圧縮空気を蓄える。   The accumulator tank 115 stores compressed air.

逆止弁113は、蓄圧タンク115の空気注入口115aから圧縮空気供給通路112へ圧縮空気が逆流することを防止する。   The check valve 113 prevents the compressed air from flowing backward from the air inlet 115 a of the pressure accumulation tank 115 to the compressed air supply passage 112.

通路開閉弁(電磁弁、油圧弁)114は、運転状態に応じて開閉が制御され、通路開閉弁114が開かれると蓄圧タンク115に蓄えた圧縮空気の供給が開始され、閉じられると圧縮空気の供給が停止される。   The opening / closing of the passage opening / closing valve (solenoid valve, hydraulic valve) 114 is controlled according to the operating state. When the passage opening / closing valve 114 is opened, the supply of the compressed air stored in the pressure accumulation tank 115 is started, and when the passage opening / closing valve 114 is closed, the compressed air Is stopped.

圧縮空気バルブ(図示せず)は、枝管112aと燃焼室109との開口部105を開閉する。圧縮空気バルブは、吸気ポート開口部104を開閉する吸気バルブ(図示せず)と連動して開口部105を開閉する。   The compressed air valve (not shown) opens and closes the opening 105 between the branch pipe 112 a and the combustion chamber 109. The compressed air valve opens and closes the opening 105 in conjunction with an intake valve (not shown) that opens and closes the intake port opening 104.

この他にもエンジン100は可変動弁装置を備えており、これにより、圧縮空気バルブ及び吸気バルブのリフト量及びリフト中心角を変更する。以下では、図2及び図3を参照して、この可変動弁装置について説明する。   In addition to this, the engine 100 is provided with a variable valve operating device, thereby changing the lift amount and the lift center angle of the compressed air valve and the intake valve. Hereinafter, the variable valve operating apparatus will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、可変動弁装置200を示す図である。図3は、図2のIII−III線に沿う断面図である。   FIG. 2 is a view showing the variable valve apparatus 200. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

可変動弁装置200は、図1に示した燃焼室109と吸気ポート102との開口部104を、吸気バルブ106を介して開閉する装置である。また、可変動弁装置200は、図1に示した燃焼室109と圧縮空気供給通路112との開口部105を、圧縮空気バルブ108を介して開閉する装置である。   The variable valve apparatus 200 is an apparatus that opens and closes the opening 104 between the combustion chamber 109 and the intake port 102 shown in FIG. The variable valve apparatus 200 is a device that opens and closes the opening 105 between the combustion chamber 109 and the compressed air supply passage 112 shown in FIG.

図2示すように、可変動弁装置200は、吸気バルブ106及び圧縮空気バルブ108のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構210と、そのリフトの中心角の位相を進角又は遅角させる位相可変機構240とを備える。なお、図2では一つの気筒に対応する一対の吸気バルブ106a,106b,圧縮空気バルブ108及びその関連部品のみを簡略的に図示している。   As shown in FIG. 2, the variable valve apparatus 200 includes a lift / operation angle variable mechanism 210 that changes the lift / operation angle of the intake valve 106 and the compressed air valve 108, and the phase of the center angle of the lift is advanced or retarded. And a phase varying mechanism 240 for making an angle. In FIG. 2, only a pair of intake valves 106a and 106b, a compressed air valve 108 and related parts corresponding to one cylinder are shown in a simplified manner.

可変動弁装置200は、気筒列方向へ延びる中空状のロッカシャフト235と、ロッカシャフト235と平行に気筒列方向へ延びる駆動軸213とを備える。   The variable valve operating apparatus 200 includes a hollow rocker shaft 235 extending in the cylinder row direction, and a drive shaft 213 extending in the cylinder row direction in parallel with the rocker shaft 235.

ロッカシャフト235は、ロッカアーム232a,232bを揺動自在に支持する。ロッカアーム232a,232bは、一対の吸気バルブ106a,106bを開閉する。   The rocker shaft 235 supports the rocker arms 232a and 232b in a swingable manner. The rocker arms 232a and 232b open and close the pair of intake valves 106a and 106b.

また、ロッカシャフト235は、ロストモーションロッカアーム300を揺動自在に支持する。ロストモーションロッカアーム300は、圧縮空気バルブ108を開閉する。ロストモーションロッカアーム300の構成等については後で詳述する。ロストモーションロッカアーム300はロストモーション機構を備えており、車両走行状態に応じて揺動カム220cから圧縮空気バルブ108へのリフト伝達をなくし、圧縮空気バルブ108を閉じたままの状態にすることができる。   The rocker shaft 235 supports the lost motion rocker arm 300 so as to be swingable. The lost motion rocker arm 300 opens and closes the compressed air valve 108. The configuration of the lost motion rocker arm 300 will be described in detail later. The lost motion rocker arm 300 includes a lost motion mechanism, which eliminates lift transmission from the swing cam 220c to the compressed air valve 108 in accordance with the traveling state of the vehicle, and allows the compressed air valve 108 to remain closed. .

可変動弁装置200は、ロッカシャフト235と平行に気筒列方向へ延びる駆動軸213を備える。   The variable valve operating apparatus 200 includes a drive shaft 213 extending in the cylinder row direction in parallel with the rocker shaft 235.

駆動軸213は、一端部に設けられたスプロケット242を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフトと連係され、クランクシャフトに連動して軸周りに回転する。スプロケット242と駆動軸213とは、位相角制御アクチュエータ241によって所定の角度範囲内において相対的に回転させられる。これにより、リフト中心角が進角又は遅角する。   The drive shaft 213 is linked to the crankshaft by a belt or chain (not shown) via a sprocket 242 provided at one end, and rotates around the shaft in conjunction with the crankshaft. The sprocket 242 and the drive shaft 213 are relatively rotated by a phase angle control actuator 241 within a predetermined angle range. Thereby, the lift center angle is advanced or retarded.

駆動軸213には、気筒ごとに、ロッカアーム232a,232bを押圧する揺動カム220a,220bと、ロストモーションロッカアーム300を押圧する揺動カム220cとが、駆動軸213に対して回転自在に取り付けられる。   A swing cam 220a, 220b that presses the rocker arms 232a, 232b and a swing cam 220c that presses the lost motion rocker arm 300 are rotatably attached to the drive shaft 213 for each cylinder. .

揺動カム220aと220bとは、互いに円筒230で同位相に固定される。同様に、揺動カム220aと220cも、互いに円筒231で同位相に固定される。揺動カム220a〜220cが、駆動軸213を中心として所定の回転範囲で揺動(上下動)することによって、その下方に位置するロッカアーム232a,232b及びロストモーションロッカアーム300がそれぞれ押圧され、吸気バルブ106a,106b及び圧縮空気バルブ108が下方にリフトする。   The swing cams 220a and 220b are fixed to each other in the same phase by the cylinder 230. Similarly, the swing cams 220 a and 220 c are also fixed to each other in the same phase by the cylinder 231. When the swing cams 220a to 220c swing (up and down) within a predetermined rotation range around the drive shaft 213, the rocker arms 232a and 232b and the lost motion rocker arm 300 positioned below the swing cams 220a to 220c are pressed, respectively. 106a, 106b and the compressed air valve 108 are lifted downward.

駆動軸213は、揺動カム220bから図中軸方向右側に所定の距離だけ離れた位置に円筒状の駆動カム215を固定支持する。図3に示すように、駆動カム215の中心P4は、駆動軸213の軸心P3から所定量だけ偏倚している。駆動カム215の外周には、第1リンク225が回転自在に嵌合する。   The drive shaft 213 fixedly supports the cylindrical drive cam 215 at a position away from the swing cam 220b by a predetermined distance on the right side in the axial direction in the drawing. As shown in FIG. 3, the center P4 of the drive cam 215 is offset from the axis P3 of the drive shaft 213 by a predetermined amount. A first link 225 is rotatably fitted on the outer periphery of the drive cam 215.

駆動軸213の上方には、駆動軸213と平行に気筒列方向へ延びる制御軸216が回転自在に支持される。   Above the drive shaft 213, a control shaft 216 extending in the cylinder row direction parallel to the drive shaft 213 is rotatably supported.

図3に示すように、制御軸216は、円筒状の制御カム217を固定支持する。制御カム217の中心P1は、制御軸216の軸心P2から所定量だけ偏倚している。制御カム217の外周には、リンクアーム218が回転自在に嵌合する。リンクアーム218は、制御カム217の軸心P1を支点として揺動する。   As shown in FIG. 3, the control shaft 216 fixedly supports a cylindrical control cam 217. The center P1 of the control cam 217 is offset from the axis P2 of the control shaft 216 by a predetermined amount. A link arm 218 is rotatably fitted on the outer periphery of the control cam 217. The link arm 218 swings about the axis P1 of the control cam 217 as a fulcrum.

リンクアーム218と第1リンク225とは、両者を挿通する連結ピン221によって連結される。また、リンクアーム218と第2リンク226とは、連結ピン228によって連結される。さらに、第2リンク226と揺動カム220aとは、連結ピン229によって連結される。このように、駆動カム215とリンクアーム218とは第1リンク225によって連係され、リンクアーム218と揺動カム220とは、第2リンク226によって連係される。なお、各ピン221,228,229の一端部には、第1リンク225や第2リンク226の軸方向の移動を規制するスナップリングが設けられる。   The link arm 218 and the first link 225 are connected by a connecting pin 221 that passes through both. Further, the link arm 218 and the second link 226 are connected by a connecting pin 228. Further, the second link 226 and the swing cam 220a are connected by a connecting pin 229. As described above, the drive cam 215 and the link arm 218 are linked by the first link 225, and the link arm 218 and the swing cam 220 are linked by the second link 226. A snap ring that restricts the axial movement of the first link 225 and the second link 226 is provided at one end of each pin 221, 228, 229.

以上のように構成される可変動弁装置200によって、エンジンのクランクシャフトに連動して駆動軸213が回転すると、駆動カム215及び第1リンク225を介してリンクアーム218が制御カム217の中心P1を中心として揺動するとともに、第2リンク226を介して揺動カム220aが所定の角度範囲を揺動する。   When the drive shaft 213 rotates in conjunction with the crankshaft of the engine by the variable valve apparatus 200 configured as described above, the link arm 218 is connected to the center P1 of the control cam 217 via the drive cam 215 and the first link 225. And the swing cam 220a swings within a predetermined angle range via the second link 226.

このとき、揺動カム220aと220bとは互いに円筒230で同位相に固定されている。そのため、揺動カム220aと220bとは、互いに同期してロッカアーム232a,232bを押し下げ、吸気バルブ106,106bを開閉駆動する。   At this time, the swing cams 220a and 220b are fixed to each other by the cylinder 230 in the same phase. Therefore, the rocking cams 220a and 220b push down the rocker arms 232a and 232b in synchronization with each other and drive the intake valves 106 and 106b to open and close.

同様に、揺動カム220aと220cも互いに円筒231で同位相に固定されており、揺動カム220cがロストモーションロッカアーム300を押し下げて、圧縮空気バルブ108を開閉駆動する。しかし、揺動カム220cは、そのカムローブが、揺動カム220aのカムローブの方向と略180度反対方向を向くように駆動軸213に取り付けられている。そのため、圧縮空気バルブ108の開時期と吸気バルブ106の開時期との間には、約180度の位相差がある。   Similarly, the swing cams 220a and 220c are fixed to each other in the same phase by the cylinder 231. The swing cam 220c pushes down the lost motion rocker arm 300 to drive the compressed air valve 108 to open and close. However, the swing cam 220c is attached to the drive shaft 213 so that the cam lobe faces in a direction approximately 180 degrees opposite to the cam lobe direction of the swing cam 220a. Therefore, there is a phase difference of about 180 degrees between the opening timing of the compressed air valve 108 and the opening timing of the intake valve 106.

また、制御軸216は、一端部に設けられたリフト量制御アクチュエータ251によって所定回転角度範囲内で回転するように制御される。制御軸216が回転すると、リンクアーム218の揺動支点となる制御カム217の中心P1も回転変位し、エンジン本体に対してリンクアーム218の支持位置が変化する。その結果、制御軸216が適用される気筒列の全ての気筒の吸気バルブ106a,106b及び圧縮空気バルブ108のバルブリフト特性、詳しくはリフト量及び作動角の双方が連続的に変更・制御される。ここで、前述したように、揺動カム220cは、そのカムローブが、揺動カム220aのカムローブの方向と略180度反対方向を向くように駆動軸213に取り付けられている。そのため、吸気バルブ106a,106bのリフト量を大きくするほど、圧縮空気バルブ108のリフト量は小さくなる。   The control shaft 216 is controlled to rotate within a predetermined rotation angle range by a lift amount control actuator 251 provided at one end. When the control shaft 216 rotates, the center P1 of the control cam 217 serving as the swing fulcrum of the link arm 218 is also rotationally displaced, and the support position of the link arm 218 is changed with respect to the engine body. As a result, the valve lift characteristics of the intake valves 106a and 106b and the compressed air valve 108 of all the cylinders to which the control shaft 216 is applied, specifically, both the lift amount and the operating angle are continuously changed and controlled. . Here, as described above, the swing cam 220c is attached to the drive shaft 213 so that its cam lobe is directed in a direction approximately 180 degrees opposite to the cam lobe direction of the swing cam 220a. For this reason, the lift amount of the compressed air valve 108 decreases as the lift amount of the intake valves 106a and 106b increases.

さらに、駆動軸213の一端部に設けられた位相角制御アクチュエータ241が、スプロケット242と駆動軸213とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。その結果、リフト中心角が進角又は遅角する。   Further, the phase angle control actuator 241 provided at one end of the drive shaft 213 relatively rotates the sprocket 242 and the drive shaft 213 within a predetermined angle range. As a result, the lift center angle is advanced or retarded.

位相角制御アクチュエータ241及びリフト量制御アクチュエータ251は、運転状態に応じて図示しないコントローラにより制御される。   The phase angle control actuator 241 and the lift amount control actuator 251 are controlled by a controller (not shown) according to the operating state.

次に図4を参照して、ロストモーションロッカアーム300について説明する。   Next, the lost motion rocker arm 300 will be described with reference to FIG.

図4(A)は、ロストモーションロッカアーム300の平面図である。図4(B)は、図4(A)のB−B線に沿う断面図であり、図3の断面図に対応する図である。   FIG. 4A is a plan view of the lost motion rocker arm 300. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A and corresponds to the cross-sectional view in FIG.

ロストモーションロッカアーム300は、メインロッカアーム301と、サブロッカアーム310と、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310とを結合する結合機構330とを備える。   The lost motion rocker arm 300 includes a main rocker arm 301, a sub rocker arm 310, and a coupling mechanism 330 that couples the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310.

メインロッカアーム301は、基端部301aに形成された挿通孔301cに挿通した中空状のロッカシャフト235によって揺動自在に支持される。そして、基端部301aから延びたアーム部301bの先端が、圧縮空気バルブ108のステムエンドに当接する。   The main rocker arm 301 is swingably supported by a hollow rocker shaft 235 inserted through an insertion hole 301c formed in the base end portion 301a. Then, the distal end of the arm portion 301 b extending from the base end portion 301 a comes into contact with the stem end of the compressed air valve 108.

メインロッカアーム301の上面には、サブロッカアーム310を収容するための窪みが形成され、この窪みの側壁にサブロッカアーム310を支持するサブロッカシャフト311が挿通される軸受孔301dが形成される。   A recess for accommodating the sub rocker arm 310 is formed on the upper surface of the main rocker arm 301, and a bearing hole 301d through which the sub rocker shaft 311 for supporting the sub rocker arm 310 is inserted is formed in a side wall of the recess.

サブロッカアーム310は、メインロッカアーム301の上面に形成された窪みに収容される。サブロッカアーム310は、基端部310aに形成された挿通孔310cに挿通したサブロッカシャフト311によって揺動自在に支持される。サブロッカアーム310の先端部310bの上面には、揺動カム220cと摺接するスリッパ面310fが形成される。   The sub rocker arm 310 is accommodated in a recess formed on the upper surface of the main rocker arm 301. The sub rocker arm 310 is swingably supported by a sub rocker shaft 311 inserted through an insertion hole 310c formed in the base end portion 310a. A slipper surface 310f that is in sliding contact with the swing cam 220c is formed on the top surface of the tip end portion 310b of the sub rocker arm 310.

なお、図4(B)に示すように、サブロッカアーム310は、リテーナ321を介してメインロッカアーム301の基端部301aの上面301eに設けられたロストモーションスプリング320によって、上方に付勢される。   As shown in FIG. 4B, the sub rocker arm 310 is biased upward by a lost motion spring 320 provided on the upper surface 301e of the base end portion 301a of the main rocker arm 301 via the retainer 321.

結合機構330は、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310とを車両走行状態に応じて結合し、又はその結合を解除する。結合機構330は、結合レバー331と、油圧プランジャ332とを備える。   The coupling mechanism 330 couples the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 according to the traveling state of the vehicle, or releases the coupling. The coupling mechanism 330 includes a coupling lever 331 and a hydraulic plunger 332.

結合レバー331は、メインロッカアーム301に両端が支持された連結ピン333によって回動可能に支持される。そして、結合レバーの先端部331aが、サブロッカアーム310の先端部310bの下面に形成された段部310gと結合する。結合レバー331の先端部331aは、図示しないリターンスプリングによって非結合方向(図中右方向)に常時付勢される。   The coupling lever 331 is rotatably supported by a connecting pin 333 supported at both ends by the main rocker arm 301. And the front-end | tip part 331a of a coupling lever couple | bonds with the step part 310g formed in the lower surface of the front-end | tip part 310b of the sub rocker arm 310. FIG. The distal end 331a of the coupling lever 331 is always urged in the non-coupling direction (right direction in the figure) by a return spring (not shown).

油圧プランジャ332は、油孔334を介して供給されるロッカシャフト235内の油圧供給通路235aの油圧によって、結合レバー331の先端部331aを結合方向(図中左方向)に付勢する。   The hydraulic plunger 332 biases the distal end portion 331a of the coupling lever 331 in the coupling direction (left direction in the figure) by the hydraulic pressure of the hydraulic pressure supply passage 235a in the rocker shaft 235 supplied through the oil hole 334.

次にロストモーションロッカアーム300の動作について説明する。   Next, the operation of the lost motion rocker arm 300 will be described.

図5は、ロストモーションロッカアーム300の動作を説明する図である。図5(A)及び図5(B)は、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310との結合が解除された状態の動作を示す図である。図5(C)は、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310とが結合された状態の動作を示す図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the lost motion rocker arm 300. FIGS. 5A and 5B are views showing the operation in a state where the connection between the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 is released. FIG. 5C is a diagram showing an operation in a state where the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 are coupled.

図5(A)及び図5(B)に示すように、油圧プランジャ332に油圧がかかっていないときは、リターンスプリングの付勢力によって結合レバー331が非結合方向へ回動する。そのため、結合レバー331の先端部331aがサブロッカアーム310の段部310gから離れる。その結果、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310との結合が解除される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, when no hydraulic pressure is applied to the hydraulic plunger 332, the coupling lever 331 is rotated in the non-coupling direction by the urging force of the return spring. Therefore, the front end 331 a of the coupling lever 331 is separated from the stepped portion 310 g of the sub rocker arm 310. As a result, the connection between the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 is released.

そうすると、ロストモーションスプリング320のバネ力によって、揺動カム220cの揺動がサブロッカシャフト311を支点とするサブロッカアーム310の揺動に変換されるのみで、メインロッカアーム301は揺動しない。したがって、圧縮空気バルブ108は閉じたままの状態となる。   Then, by the spring force of the lost motion spring 320, the swing of the swing cam 220c is only converted to the swing of the sub rocker arm 310 with the sub rocker shaft 311 as a fulcrum, and the main rocker arm 301 does not swing. Therefore, the compressed air valve 108 remains closed.

一方で、図5(C)に示すように、油圧プランジャ332に油圧がかかっているときは、リターンスプリングの付勢力に打ち勝って結合レバー331が結合方向へ回動する。そのため、結合レバー331の先端部331aがサブロッカアーム310の段部310gと結合する。その結果、メインロッカアーム301とサブロッカアーム310とが結合する。   On the other hand, as shown in FIG. 5C, when hydraulic pressure is applied to the hydraulic plunger 332, the coupling lever 331 rotates in the coupling direction by overcoming the urging force of the return spring. Therefore, the distal end portion 331 a of the coupling lever 331 is coupled to the step portion 310 g of the sub rocker arm 310. As a result, the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 are coupled.

そうすると、揺動カム220cの揺動が、サブロッカアーム310を介してロッカシャフト235を支点とするメインロッカアーム301の揺動に変換される。これにより、揺動カム220cの揺動に応じて圧縮空気バルブ108が開閉駆動される。   Then, the swing of the swing cam 220c is converted to the swing of the main rocker arm 301 about the rocker shaft 235 via the sub rocker arm 310. Thereby, the compressed air valve 108 is driven to open and close in accordance with the swing of the swing cam 220c.

次に、図6及び図7を参照して、車両走行状態に応じた圧縮空気バルブ108の開閉作動態様について説明する。   Next, an opening / closing operation mode of the compressed air valve 108 according to the vehicle running state will be described with reference to FIGS.

図6及び図7は、各気筒における吸気バルブ106、排気バルブ及び圧縮空気バルブ108の開閉時期を示す図である。図6は、車両減速時及び停止時における各バルブの開閉時期を示す図である。図7は、車両始動時における各バルブの開閉時期を示す図である。なお、各図中の矢印は、それぞれ吸気バルブ106、排気バルブ及び圧縮空気バルブ108が開いている時期を示している。   6 and 7 are diagrams showing the opening / closing timings of the intake valve 106, the exhaust valve, and the compressed air valve 108 in each cylinder. FIG. 6 is a diagram showing the opening / closing timing of each valve when the vehicle is decelerated and stopped. FIG. 7 is a diagram showing the opening / closing timing of each valve when the vehicle is started. Note that the arrows in each figure indicate the time when the intake valve 106, the exhaust valve, and the compressed air valve 108 are open.

まず図6を参照して、車両減速時及び停止時における各バルブの開閉時期について説明する。   First, with reference to FIG. 6, the opening / closing timing of each valve at the time of vehicle deceleration and stop will be described.

車両減速時及び停止時は、ロストモーションロッカアーム300のメインロッカアーム301とサブロッカアーム310とを結合した状態(以下「結合状態」という)として、揺動カム220cのリフトに応じて圧縮空気バルブ108が開閉される状態とする。一方で通路開閉弁114は閉じた状態とする。そして、図6に示すように、圧縮行程後半に圧縮空気バルブ108が開くように、可変動弁装置200によってバルブタイミングを制御する。   When the vehicle decelerates and stops, the compressed air valve 108 opens and closes according to the lift of the swing cam 220c in a state where the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 of the lost motion rocker arm 300 are coupled (hereinafter referred to as “coupled state”). State On the other hand, the passage opening / closing valve 114 is closed. Then, as shown in FIG. 6, the valve timing is controlled by the variable valve apparatus 200 so that the compressed air valve 108 opens in the latter half of the compression stroke.

このように、車両減速時及び停止時は、圧縮行程後半に圧縮空気バルブ108を開き、一方で通路開閉弁114は常に閉じた状態とする。これにより、圧縮行程中に燃焼室109で圧縮された空気を蓄圧タンク115に送る。   Thus, when the vehicle is decelerated and stopped, the compressed air valve 108 is opened in the latter half of the compression stroke, while the passage opening / closing valve 114 is always closed. As a result, the air compressed in the combustion chamber 109 during the compression stroke is sent to the pressure accumulation tank 115.

次に図7を参照して、エンジン始動時における各バルブの開閉時期について説明する。   Next, with reference to FIG. 7, the opening / closing timing of each valve at the time of engine start will be described.

エンジン始動時は、ロストモーションロッカアーム300を結合状態として、揺動カム220cのリフトに応じて圧縮空気バルブ108が開閉される状態とする。また、通路開閉弁114も開いた状態とする。そして、図7に示すように、膨張行程において圧縮空気バルブ108が開くように、可変動弁装置200によってバルブタイミングを制御する。このとき、排気バルブの開時期と、圧縮空気バルブ108の閉時期とが略同一となるように制御される。   When the engine is started, the lost motion rocker arm 300 is connected and the compressed air valve 108 is opened and closed according to the lift of the swing cam 220c. The passage opening / closing valve 114 is also opened. Then, as shown in FIG. 7, the valve timing is controlled by the variable valve apparatus 200 so that the compressed air valve 108 opens in the expansion stroke. At this time, the opening timing of the exhaust valve and the closing timing of the compressed air valve 108 are controlled to be substantially the same.

このように、エンジン始動時は、通路開閉弁114を開いた状態として、膨張行程に圧縮空気バルブ108を開く。これにより、燃焼室109に蓄圧タンク115からの圧縮空気を供給してピストンを押し下げ、エンジン回転速度を素早く上昇させることができる。このとき、可変動弁装置200によって、排気バルブの開時期と、圧縮空気バルブ108の閉時期とが略同一となるようにすることで、燃焼室109に供給した圧縮空気を、確実にピストンを押し下げる仕事に使うことができる。   Thus, when the engine is started, the compressed air valve 108 is opened during the expansion stroke with the passage opening / closing valve 114 being opened. Thereby, the compressed air from the pressure accumulation tank 115 can be supplied to the combustion chamber 109 to push down the piston, and the engine speed can be quickly increased. At this time, the variable valve device 200 ensures that the opening timing of the exhaust valve and the closing timing of the compressed air valve 108 are substantially the same, so that the compressed air supplied to the combustion chamber 109 is reliably supplied to the piston. Can be used for work to push down.

なお、車両定常走行時は、ロストモーションロッカアーム300のメインロッカアーム301とサブロッカアーム310との結合を解除した状態(以下「非結合状態」という)として、圧縮空気バルブ108を常に閉じた状態とする。また、通路開閉弁114も閉じた状態とする。すなわち、車両定常走行時は、圧縮空気バルブ108、通路開閉弁114を共に閉じた状態とする。   During steady vehicle travel, the compressed air valve 108 is always closed in a state in which the main rocker arm 301 and the sub rocker arm 310 of the lost motion rocker arm 300 are disconnected (hereinafter referred to as “non-coupled state”). The passage opening / closing valve 114 is also closed. That is, during steady vehicle travel, both the compressed air valve 108 and the passage opening / closing valve 114 are closed.

図8は、車両減速時の吸気バルブ106及び圧縮空気バルブ108の動作を説明するタイムチャートである。   FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the intake valve 106 and the compressed air valve 108 during vehicle deceleration.

時刻t1で、車両が定常走行状態から減速走行状態へ移行すると(図8(A))、圧縮行程中の燃焼室109の圧縮空気を蓄圧タンク115に蓄えるべく、ロストモーションロッカアーム300が結合状態となり(図8(D))、圧縮空気バルブ108が開閉駆動される状態となる。このとき、吸気弁106のリフト中心角を遅角して(図8(B))、圧縮空気バルブ108の開閉時期を圧縮行程後半に設定する(図8(C))。前述したように、圧縮空気バルブ108の開時期と吸気バルブ106の開時期IVOとの間には、約180度の位相差があるので、IVOを排気上死点近傍に制御することで、圧縮空気バルブ108の開閉時期を圧縮行程後半に設定する。なお、通路開閉弁114は閉じた状態のままとする(図8(E))。   When the vehicle shifts from the steady running state to the decelerating running state at time t1 (FIG. 8A), the lost motion rocker arm 300 is connected to store the compressed air in the combustion chamber 109 during the compression stroke in the pressure accumulating tank 115. (FIG. 8D), the compressed air valve 108 is driven to open and close. At this time, the lift center angle of the intake valve 106 is retarded (FIG. 8B), and the opening / closing timing of the compressed air valve 108 is set to the latter half of the compression stroke (FIG. 8C). As described above, since there is a phase difference of about 180 degrees between the opening timing of the compressed air valve 108 and the opening timing IVO of the intake valve 106, the compression can be achieved by controlling the IVO near the exhaust top dead center. The opening / closing timing of the air valve 108 is set to the latter half of the compression stroke. The passage opening / closing valve 114 remains closed (FIG. 8E).

このように、車両減速時には、通路開閉弁114は閉じたままの状態として、圧縮行程後半に圧縮空気バルブ108を開くことで、蓄圧タンク115に圧縮空気を蓄えることができる。   As described above, when the vehicle is decelerated, the compressed air can be stored in the pressure accumulating tank 115 by opening the compressed air valve 108 in the latter half of the compression stroke while keeping the passage opening / closing valve 114 closed.

図9は、エンジン停止時の吸気バルブ106及び圧縮空気バルブ108の動作を説明するタイムチャートである。   FIG. 9 is a time chart for explaining operations of the intake valve 106 and the compressed air valve 108 when the engine is stopped.

時刻t1で、エンジンを停止させると、吸気弁106のリフト中心角を遅角して(図9(B))、圧縮空気バルブ108の開閉時期が膨張行程となるように設定する(図9(C))。同時に吸気弁106のリフト量を小リフトとして(図9(B))、圧縮空気バルブ108のリフト量を大リフトとする(図9(C))。そしてさらに、ロストモーションロッカアーム300を結合状態とする(図9(D))。   When the engine is stopped at time t1, the lift center angle of the intake valve 106 is retarded (FIG. 9B), and the opening / closing timing of the compressed air valve 108 is set to be the expansion stroke (FIG. 9 ( C)). At the same time, the lift amount of the intake valve 106 is set to a small lift (FIG. 9B), and the lift amount of the compressed air valve 108 is set to a large lift (FIG. 9C). Further, the lost motion rocker arm 300 is set in a coupled state (FIG. 9D).

このように、エンジン停止時には、次回エンジン始動時に備えて、予め圧縮空気バルブ108の開閉時期が膨張行程となるように設定し、ロストモーションロッカアーム300を結合状態としておく。これにより、次回エンジン始動時に、蓄圧タンク115に蓄えた圧縮空気を素早く燃焼室109に供給することができる。   In this way, when the engine is stopped, in preparation for the next engine start, the opening / closing timing of the compressed air valve 108 is set in advance to be in the expansion stroke, and the lost motion rocker arm 300 is set in the coupled state. Thereby, the compressed air stored in the pressure accumulation tank 115 can be quickly supplied to the combustion chamber 109 at the next engine start.

図10は、エンジン始動時の吸気バルブ106及び圧縮空気バルブ108の動作を説明するタイムチャートである。   FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of the intake valve 106 and the compressed air valve 108 when the engine is started.

時刻t1で、エンジンを始動させると、通路開閉弁114が開かれる(図10(E))。ロストモーションロッカアーム300は結合状態となっている(図10(D))。これにより、蓄圧タンク115に蓄えられた圧縮空気が圧縮空気バルブ108の開閉に応じて燃焼室109に供給される。この圧縮空気によってピストンが押し下げられ、エンジン回転が上昇する。   When the engine is started at time t1, the passage opening / closing valve 114 is opened (FIG. 10E). The lost motion rocker arm 300 is in a coupled state (FIG. 10D). Thereby, the compressed air stored in the pressure accumulating tank 115 is supplied to the combustion chamber 109 according to the opening / closing of the compressed air valve 108. The piston is pushed down by this compressed air, and the engine speed increases.

このとき、エンジン回転速度の上昇にしたがって、吸気弁106のリフト量を大リフトとして(図10(B))、圧縮空気バルブ108のリフト量を小さくし(図10(C))、燃焼室109へ供給する圧縮空気の量を少なくする。これにより、適当なエンジン回転速度となって点火燃焼が行われてアイドル状態となっても、エンジン回転速度を安定させることができる。   At this time, as the engine speed increases, the lift amount of the intake valve 106 is increased (FIG. 10B), the lift amount of the compressed air valve 108 is decreased (FIG. 10C), and the combustion chamber 109 is increased. Reduce the amount of compressed air supplied to Thereby, even if it becomes an appropriate engine rotation speed and ignition combustion is performed and it will be in an idle state, an engine rotation speed can be stabilized.

また、エンジン始動時に圧縮空気の圧力でエンジン回転速度を上昇させて、エンジンを始動させることができるので、アイドルストップが可能となり、アイドル燃料を節約できる。   Further, since the engine can be started by increasing the engine rotation speed with the pressure of compressed air when the engine is started, idling can be stopped and idle fuel can be saved.

以上説明した本実施形態によれば、バルブリフト量を連続的に変化させるバルブリフト量可変機構210を備えたので、エンジン始動時の圧縮空気供給状態から燃焼状態へ移行するときに、リフト量を制御して圧縮空気の供給量を調整できる。そのため、要求空気量の変化が大きくなってもエンジン回転速度を安定させることができる。   According to the present embodiment described above, the variable valve lift amount mechanism 210 that continuously changes the valve lift amount is provided. Therefore, when the engine is started from the compressed air supply state to the combustion state, the lift amount is reduced. The supply amount of compressed air can be adjusted by control. Therefore, the engine speed can be stabilized even if the change in the required air amount increases.

また、駆動軸213とクランク軸とを機械的に連係して、圧縮空気バルブ108の開閉をクランク軸の回転と連動させたので、気筒判別の直後に燃焼させることができる。これにより、始動時間を短くすることができる。   Further, since the drive shaft 213 and the crankshaft are mechanically linked and the opening / closing of the compressed air valve 108 is linked with the rotation of the crankshaft, combustion can be performed immediately after the cylinder discrimination. Thereby, the starting time can be shortened.

また、車両減速時に圧縮空気を蓄圧タンク115に蓄えて、エンジン始動時に蓄圧タンク115に蓄えた空気を燃焼室109に供給することとした。これにより、エンジン始動時に圧縮空気の圧力でエンジン回転速度を上昇させて、エンジンを始動させることができるので、アイドルストップが可能となり、アイドル燃料を節約できる。   Further, the compressed air is stored in the pressure accumulating tank 115 when the vehicle is decelerated, and the air stored in the pressure accumulating tank 115 is supplied to the combustion chamber 109 when the engine is started. As a result, when the engine is started, the engine speed can be increased by the pressure of the compressed air to start the engine, so that idling can be stopped and idle fuel can be saved.

また、可変動弁装置200によって、排気バルブの開時期と、圧縮空気バルブ108の閉時期とが略同一となるようにしたので、燃焼室109に供給した圧縮空気を、確実にピストンを押し下げる仕事に使うことができる。   Further, since the opening timing of the exhaust valve and the closing timing of the compressed air valve 108 are made substantially the same by the variable valve operating device 200, the compressed air supplied to the combustion chamber 109 can reliably push down the piston. Can be used for

さらに、圧縮空気バルブ108をリフトする揺動カム220cと吸気バルブ106をリフトする揺動カム220a,220bとに位相差をつけて、駆動軸213に揺動カム220a〜220cを一体として形成した。これにより、吸気バルブのリフト量又は中心角を制御することで、同時に圧縮空気バルブ108を制御することができるので、簡素なシステム構成とできる。   Further, the swing cams 220 a to 220 c that lift the compressed air valve 108 and the swing cams 220 a and 220 b that lift the intake valve 106 have a phase difference, and the swing cams 220 a to 220 c are integrally formed on the drive shaft 213. Thus, by controlling the lift amount or the central angle of the intake valve, the compressed air valve 108 can be controlled at the same time, so that a simple system configuration can be achieved.

(第2実施形態)
次に、図11を参照して本発明の第2実施形態について説明する。図11は、ピストン行程を変化させて機関圧縮比を変更する圧縮比可変機構400を備えたエンジン100を示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing the engine 100 including the variable compression ratio mechanism 400 that changes the engine compression ratio by changing the piston stroke.

本発明の第2実施形態は、車両減速時に圧縮比を高圧縮比として、蓄圧タンク115により多くの圧縮空気を蓄えることができるようにした点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。   The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the compression ratio is set to a high compression ratio when the vehicle is decelerated and a large amount of compressed air can be stored in the pressure accumulation tank 115. Hereinafter, the difference will be described.

圧縮比可変機構400は、ピストン422とクランクシャフト421とを2つのリンク(アッパリンク(第1リンク)411、ロアリンク(第2リンク)412)で連結するとともに、コントロールリンク(第3リンク)413でロアリンク412を制御して圧縮比を変更する。   The compression ratio variable mechanism 400 connects the piston 422 and the crankshaft 421 with two links (an upper link (first link) 411 and a lower link (second link) 412), and a control link (third link) 413. To control the lower link 412 to change the compression ratio.

アッパリンク411は、上端をピストンピン424を介してピストン422に連結し、下端を連結ピン425を介してロアリンク412の一端に連結する。ピストン422は、シリンダブロック423に嵌着させたシリンダライナ429に摺動自在に嵌合しており、燃焼圧力を受け、シリンダ101内を往復動する。   The upper link 411 has an upper end connected to the piston 422 via a piston pin 424 and a lower end connected to one end of the lower link 412 via a connection pin 425. The piston 422 is slidably fitted to a cylinder liner 429 fitted to the cylinder block 423, receives combustion pressure, and reciprocates in the cylinder 101.

ロアリンク412は、一端を連結ピン425を介してアッパリンク411に連結し、他端を連結ピン426を介してコントロールリンク413に連結する。また、ロアリンク412は、ほぼ中央の連結孔に、クランクシャフト421のクランクピン421bを挿入し、クランクピン421bを中心軸として揺動する。ロアリンク412は左右の2部材に分割可能である。クランクシャフト421は、複数のジャーナル421aとクランクピン421bとを備える。ジャーナル421aは、シリンダブロック423及びラダーフレーム128によって回転自在に支持される。クランクピン421bは、ジャーナル421aから所定量偏心しており、ここにロアリンク412が揺動自在に連結する。   The lower link 412 has one end connected to the upper link 411 via the connection pin 425 and the other end connected to the control link 413 via the connection pin 426. Further, the lower link 412 inserts the crank pin 421b of the crankshaft 421 into a substantially central connecting hole, and swings around the crank pin 421b as a central axis. The lower link 412 can be divided into left and right members. The crankshaft 421 includes a plurality of journals 421a and a crankpin 421b. The journal 421a is rotatably supported by the cylinder block 423 and the ladder frame 128. The crank pin 421b is eccentric from the journal 421a by a predetermined amount, and a lower link 412 is swingably connected thereto.

コントロールリンク413は、連結ピン426を介してロアリンク412に連結する。またコントロールリンク413は、他端を連結ピン427を介してコントロールシャフト414に連結する。コントロールリンク413は、この連結ピン427を中心として揺動する。またコントロールシャフト414にはギアが形成されており、そのギアが圧縮比制御アクチュエータ431の回転軸133に設けられたピニオン132に噛合する。圧縮比制御アクチュエータ431によってコントロールシャフト414が回転させられ、連結ピン427が移動する。   The control link 413 is connected to the lower link 412 via a connecting pin 426. The control link 413 connects the other end to the control shaft 414 via a connecting pin 427. The control link 413 swings around the connecting pin 427. A gear is formed on the control shaft 414, and the gear meshes with a pinion 132 provided on the rotation shaft 133 of the compression ratio control actuator 431. The control shaft 414 is rotated by the compression ratio control actuator 431, and the connecting pin 427 moves.

図12は圧縮比可変機構400による圧縮比変更方法を説明する図である。   FIG. 12 is a diagram for explaining a compression ratio changing method by the variable compression ratio mechanism 400.

圧縮比可変機構400は、圧縮比制御アクチュエータ431をコントローラによって制御することでコントロールシャフト414を回転させて連結ピン427の位置を変更させて、圧縮比を変更する。例えば図12(A)、図12(C)に示すように連結ピン427を位置Pにすれば、上死点位置(TDC)が高くなり高圧縮比になる。   The compression ratio variable mechanism 400 controls the compression ratio control actuator 431 by the controller to rotate the control shaft 414 and change the position of the connecting pin 427 to change the compression ratio. For example, as shown in FIGS. 12 (A) and 12 (C), when the connecting pin 427 is set to the position P, the top dead center position (TDC) is increased and the compression ratio is increased.

そして図12(B)、図12(C)に示すように、連結ピン427を位置Qにすれば、コントロールリンク413が上方へ押し上げられ、連結ピン426の位置が上がる。これによりロアリンク412はクランクピン421bを中心として反時計方向に回転し、連結ピン425が下がり、ピストン上死点におけるピストン422の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。   Then, as shown in FIGS. 12B and 12C, when the connecting pin 427 is set to the position Q, the control link 413 is pushed upward, and the position of the connecting pin 426 is raised. As a result, the lower link 412 rotates counterclockwise about the crank pin 421b, the connecting pin 425 is lowered, and the position of the piston 422 at the piston top dead center is lowered. Therefore, the compression ratio becomes a low compression ratio.

以上説明した本実施形態によれば、圧縮比可変機構400を備えたので、圧縮比を制御して、車両減速時に蓄圧タンク115へ圧縮空気を送るときの圧縮圧力の制御が可能となる。したがって、例えば車両減速時に圧縮比を高圧縮比にすれば、蓄圧タンク115により多くの圧縮空気を蓄えることができる。これにより蓄圧タンク115の小型化を図れる。   According to the present embodiment described above, since the variable compression ratio mechanism 400 is provided, it is possible to control the compression pressure when controlling the compression ratio and sending the compressed air to the pressure accumulation tank 115 during vehicle deceleration. Therefore, for example, if the compression ratio is set to a high compression ratio during vehicle deceleration, a large amount of compressed air can be stored in the pressure accumulation tank 115. Thereby, the pressure storage tank 115 can be reduced in size.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

第1実施形態によるエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine by 1st Embodiment. 可変動弁装置を示す図である。It is a figure which shows a variable valve apparatus. 図2のIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. ロストモーションロッカアームについて説明する図である。It is a figure explaining a lost motion rocker arm. ロストモーションロッカアームの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a lost motion rocker arm. 車両減速時及び停止時における各バルブの開閉時期を示す図である。It is a figure which shows the opening / closing timing of each valve | bulb at the time of vehicle deceleration and a stop. 車両始動時における各バルブの開閉時期を示す図である。It is a figure which shows the opening / closing timing of each valve | bulb at the time of vehicle starting. 車両減速時の吸気バルブ及び圧縮空気バルブの動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of the intake valve and compressed air valve at the time of vehicle deceleration. エンジン停止時の吸気バルブ及び圧縮空気バルブの動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of an intake valve and a compressed air valve at the time of an engine stop. エンジン始動時の吸気バルブ及び圧縮空気バルブの動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of the intake valve and compressed air valve at the time of engine starting. ピストン行程を変化させて機関圧縮比を変更する圧縮比可変機構を備えたエンジンを示す図である。It is a figure which shows the engine provided with the compression ratio variable mechanism which changes an engine compression ratio by changing a piston stroke. 圧縮比可変機構による圧縮比変更方法を説明する図である。It is a figure explaining the compression ratio change method by a compression ratio variable mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

100 エンジン
101 シリンダ
105 圧縮空気通路開口
106 吸気バルブ
108 圧縮空気バルブ
112 圧縮空気通路(圧縮空気導入通路)(圧縮空気排出通路)
114 通路開閉弁
115 蓄圧タンク
210 リフト・作動角可変機構(リフト量可変機構)
213 駆動軸
218 リンクアーム(複数のリンク)
220a 揺動カム(吸気バルブをリフトする揺動カム)
220b 揺動カム(吸気バルブをリフトする揺動カム)
220c 揺動カム(圧縮空気バルブをリフトする揺動カム)
225 第1リンク(複数のリンク)
226 第2リンク(複数のリンク)
240 位相可変機構(バルブ開閉時期可変機構)
300 ロストモーションロッカアーム(ロストモーション機構)
301 メインロッカアーム
310 サブロッカアーム
330 結合機構
400 圧縮比可変機構
100 Engine 101 Cylinder 105 Compressed air passage opening 106 Intake valve 108 Compressed air valve 112 Compressed air passage (compressed air introduction passage) (Compressed air discharge passage)
114 Passage opening / closing valve 115 Accumulation tank 210 Lift / operating angle variable mechanism (lift amount variable mechanism)
213 Drive shaft 218 Link arm (multiple links)
220a Oscillating cam (Oscillating cam that lifts the intake valve)
220b Oscillating cam (Oscillating cam that lifts the intake valve)
220c Oscillating cam (Oscillating cam that lifts the compressed air valve)
225 First link (multiple links)
226 Second link (multiple links)
240 Phase variable mechanism (Valve open / close timing variable mechanism)
300 Lost motion rocker arm (lost motion mechanism)
301 Main rocker arm 310 Sub rocker arm 330 Coupling mechanism 400 Compression ratio variable mechanism

Claims (10)

エンジンのクランク軸と機械的に連係され、そのクランク軸の回転に連動して回転する駆動軸と、
前記駆動軸に設けられてバルブをリフトさせるカムと、
バルブのリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、
バルブの開閉時期を可変とするバルブ開閉時期可変機構と、
前記カムによってリフトされ、前記エンジンのシリンダに連通する圧縮空気通路の開口を開閉する圧縮空気バルブと、
前記シリンダ内を往復動するピストンと、
前記バルブ開閉時期可変機構により前記圧縮空気バルブの開閉時期を制御してその圧縮空気バルブを圧縮行程中に開き、前記ピストンによって圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧手段と、
前記バルブ開閉時期可変機構により前記圧縮空気バルブの開閉時期を制御してその圧縮空気バルブを膨張行程中に開き、前記蓄圧手段によって蓄えられた圧縮空気を前記シリンダ内に供給する圧縮空気供給手段と、
エンジン回転速度に応じて前記バルブリフト量可変機構により前記圧縮空気バルブのリフト量を制御して、前記圧縮空気供給手段による圧縮空気の供給量を制限する圧縮空気供給量制限手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
A drive shaft that is mechanically linked to the crankshaft of the engine and rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft;
A cam provided on the drive shaft for lifting the valve;
A variable valve lift mechanism that makes the valve lift variable;
A valve opening / closing timing variable mechanism that makes the valve opening / closing timing variable;
A compressed air valve which is lifted by the cam and opens and closes an opening of a compressed air passage communicating with the cylinder of the engine;
A piston that reciprocates in the cylinder;
A pressure accumulating means for controlling the opening / closing timing of the compressed air valve by the valve opening / closing timing variable mechanism, opening the compressed air valve during a compression stroke, and storing the compressed air compressed by the piston;
Compressed air supply means for controlling the opening / closing timing of the compressed air valve by the valve opening / closing timing variable mechanism, opening the compressed air valve during the expansion stroke, and supplying the compressed air stored by the pressure accumulating means into the cylinder; ,
Compressed air supply amount limiting means for controlling the lift amount of the compressed air valve by the valve lift amount variable mechanism according to the engine rotation speed and limiting the supply amount of compressed air by the compressed air supply means;
A valve operating apparatus for an engine characterized by comprising:
前記蓄圧手段は、
圧縮空気を蓄える蓄圧装置と、
前記蓄圧装置の入口と前記圧縮空気通路とを接続する圧縮空気導入通路とを備え、
車両減速時に、前記圧縮空気バルブを圧縮行程中に開いて前記蓄圧装置に圧縮空気を蓄える
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの動弁装置。
The pressure accumulating means is
A pressure accumulator for storing compressed air;
A compressed air introduction passage connecting the inlet of the pressure accumulator and the compressed air passage;
2. The engine valve operating device according to claim 1, wherein when the vehicle is decelerated, the compressed air valve is opened during a compression stroke to store compressed air in the pressure accumulator.
前記エンジンの機関圧縮比を可変とする圧縮比可変機構を備え、
前記蓄圧手段は、車両減速時に前記機関圧縮比を高圧縮比とする
ことを特徴とする請求項2に記載のエンジンの動弁装置。
A variable compression ratio mechanism for changing the engine compression ratio of the engine;
The valve operating apparatus for an engine according to claim 2, wherein the pressure accumulating means sets the engine compression ratio to a high compression ratio when the vehicle is decelerated.
前記圧縮空気供給手段は、
前記蓄圧装置の出口と圧縮空気通路とを接続する圧縮空気排出通路と、
前記圧縮空気排出通路に設けられ、その圧縮空気排出通路を開閉する通路開閉弁とを備え、
車両始動時に、前記通路開閉バルブを開くとともに、前記圧縮空気バルブを膨張行程中に開いて前記蓄圧装置に蓄えた圧縮空気を前記シリンダに供給する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のエンジンの動弁装置。
The compressed air supply means includes
A compressed air discharge passage connecting the outlet of the pressure accumulator and the compressed air passage;
A passage opening / closing valve provided in the compressed air discharge passage for opening and closing the compressed air discharge passage;
4. The compressed air stored in the pressure accumulator is supplied to the cylinder by opening the passage opening / closing valve and opening the compressed air valve during an expansion stroke when the vehicle is started. 5. Engine valve gear.
前記圧縮空気供給手段は、車両始動時における前記圧縮空気バルブの閉時期を、排気バルブの開時期と略同一にする
ことを特徴とする請求項4に記載のエンジンの動弁装置。
5. The valve operating apparatus for an engine according to claim 4, wherein the compressed air supply means makes the closed timing of the compressed air valve at the time of starting the vehicle substantially the same as the open timing of the exhaust valve.
前記圧縮空気バルブのバルブリフトを停止させるロストモーション機構を備え、
前記カムは、前記ロストモーション機構を介して前記圧縮空気バルブをリフトする
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1つに記載のエンジンの動弁装置。
A lost motion mechanism for stopping the valve lift of the compressed air valve;
The valve operating device for an engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the cam lifts the compressed air valve via the lost motion mechanism.
前記ロストモーション機構は、
基端部が回転自在に支持され、先端部が前記圧縮空気バルブに当接するメインロッカアームと、
前記メインロッカアームに基端部が回転自在に支持され、上面が前記カムに当接するサブロッカアームと、
前記メインロッカアームと前記サブロッカアームとを結合する結合機構とを備え、
前記メインロッカアームと前記サブロッカアームとを結合することで、前記カムのリフトを、前記サブロッカアームを介して前記メインロッカアームに伝達して前記圧縮空気バルブをリフトさせ、
前記メインロッカアームと前記サブロッカアームとの結合を解除することで、前記カムのリフトを、前記メインロッカアームに伝達しないで前記圧縮空気バルブのリフトを停止させる
ことを特徴とする請求項6に記載のエンジンの動弁装置。
The lost motion mechanism is
A main rocker arm with a proximal end rotatably supported and a distal end abutting the compressed air valve;
A sub rocker arm whose base end is rotatably supported by the main rocker arm and whose upper surface is in contact with the cam;
A coupling mechanism for coupling the main rocker arm and the sub rocker arm;
By connecting the main rocker arm and the sub rocker arm, the lift of the cam is transmitted to the main rocker arm via the sub rocker arm to lift the compressed air valve,
The engine according to claim 6, wherein the lift of the compressed air valve is stopped without transmitting the lift of the cam to the main rocker arm by releasing the connection between the main rocker arm and the sub rocker arm. Valve gear.
前記駆動軸は、前記圧縮空気バルブをリフトするカムの他に、吸気バルブをリフトし、前記圧縮空気バルブをリフトするカムと位相差を有するカムを備える
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1つに記載のエンジンの動弁装置。
8. The drive shaft according to claim 1, further comprising a cam having a phase difference from a cam that lifts an intake valve and lifts the compressed air valve, in addition to a cam that lifts the compressed air valve. The valve operating apparatus of the engine as described in any one of these.
前記駆動軸は、気筒ごとに、前記圧縮空気バルブをリフトするカムを1つ、前記吸気バルブをリフトするカムを2つ備える
ことを特徴とする請求項8に記載のエンジンの動弁装置。
9. The valve gear for an engine according to claim 8, wherein the drive shaft includes one cam for lifting the compressed air valve and two cams for lifting the intake valve for each cylinder.
前記カムは、前記駆動軸に回転自在に支持され、揺動運動によってバルブをリフトさせる揺動カムであり、
前記バルブリフト量可変機構は、前記駆動軸の回転運動を複数のリンクを介して前記揺動運動に変換し、前記揺動カムの位相を連続的に変化させることでバルブリフト量を連続的に変化させる機構であり、
前記バルブ開閉時期可変機構は、前記クランク軸に対する前記駆動軸の位相角を変化させることで前記バルブの開閉時期を変化させる機構である
ことを特徴とする請求項1から9までのいずれか1つに記載のエンジンの動弁装置。
The cam is a swing cam that is rotatably supported by the drive shaft and lifts the valve by a swing motion;
The variable valve lift amount mechanism converts the rotational motion of the drive shaft into the swing motion via a plurality of links, and continuously changes the valve lift amount by changing the phase of the swing cam. Mechanism to change,
The valve opening / closing timing variable mechanism is a mechanism that changes the valve opening / closing timing by changing a phase angle of the drive shaft with respect to the crankshaft. The valve operating device for an engine according to 1.
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