JP2009228591A - Suction and exhaust valve driving system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種車両等に搭載される内燃機関の吸排気弁駆動システムに関し、特に、シリンダヘッドに設けた単一のソレノイドで複数の吸気弁又は排気弁を駆動させるようにした電動式の吸排気弁駆動システムに関する。 The present invention relates to an intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine mounted on various vehicles and the like, and in particular, an electric intake / exhaust valve in which a plurality of intake valves or exhaust valves are driven by a single solenoid provided in a cylinder head. The present invention relates to an exhaust valve drive system.
内燃機関の吸排気弁は、従来から、クランクシャフトによって回転駆動されるカムシャフトによって往復駆動力が伝達される機械式の伝動方式が採用されている。しかし、近時は、応答性の向上を図るために、吸排気弁を電気的に作動させる伝動方式が提案されるようになった。例えば揺動カムにソレノイドを組み合わせた内燃機関のバルブタイミング制御機構が提案されている(例えば特許文献1参照)。この例では、揺動カムと一体のロッカーシャフトにソレノイドを連動連結し、そのソレノイドの往復動作によって駆動される揺動カムをタペットに摺接させることによって、バルブを往復動作させるように構成されている。尚、その揺動カムは、角度センサによって揺動角度が検出され、所定のバルブリフトが行われているか否かの確認(フィードバック)が与えられる。 Conventionally, an intake / exhaust valve of an internal combustion engine employs a mechanical transmission system in which a reciprocating driving force is transmitted by a camshaft that is rotationally driven by a crankshaft. However, recently, in order to improve responsiveness, a transmission system that electrically operates the intake and exhaust valves has been proposed. For example, a valve timing control mechanism for an internal combustion engine in which a swing cam is combined with a solenoid has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this example, a solenoid is linked to a rocker shaft integral with the swing cam, and the valve is reciprocated by sliding the swing cam driven by the reciprocation of the solenoid on the tappet. Yes. The swing cam detects the swing angle by an angle sensor, and is given confirmation (feedback) as to whether or not a predetermined valve lift is being performed.
また、カムシャフトに形成されたカムによって揺動されるロッカーアームの揺動端に、電磁アクチュエータのアーマチュアに一体化されたストッパロッドの下端を摺接させるように構成した吸排気弁駆動システムにおいて、開放された弁を一時的に保持することによって、閉弁タイミングを制御するようにした内燃機関のバルブタイミング制御装置も提案されている(例えば特許文献2参照)。この例では、電磁アクチュエータの応答遅れを予測することにより、その予測値に基づいて、電磁アクチュエータによるバルブ保持タイミングを制御することで、電磁アクチュエータによるバルブの確実な保持と、電磁アクチュエータの効率的な作動による省電力化と、を両立させるようにしている。 Further, in the intake / exhaust valve drive system configured so that the lower end of the stopper rod integrated with the armature of the electromagnetic actuator is brought into sliding contact with the rocking end of the rocker arm rocked by the cam formed on the camshaft, There has also been proposed a valve timing control apparatus for an internal combustion engine that controls the valve closing timing by temporarily holding the opened valve (see, for example, Patent Document 2). In this example, the response delay of the electromagnetic actuator is predicted, and the valve holding timing by the electromagnetic actuator is controlled based on the predicted value, thereby ensuring the reliable holding of the valve by the electromagnetic actuator and the efficient efficiency of the electromagnetic actuator. Both power saving through operation is achieved.
また、上述のような機械・電気併用式ではなく、ソレノイドで直接吸排気弁を駆動させるようにした電磁アクチュエータも提案されている(例えば特許文献3参照)。この例では、コイルに対する配線作業を容易に行い、かつ配線の共用化により製造コストを削減するために、互いに対向し、かつ互いに間隔をおいて配設される2つの電磁石の間に往復動作するアーマチュアを配置し、そのアーマチュアを吸気弁又は排気弁に対して直結している。即ち、電磁アクチュエータのアーマチュアを、吸気弁の弁軸又は排気弁の弁軸の軸心線と一致させて、弁軸の直上に電磁アクチュエータを配設している。
特許文献1に記載の構成では、同文献中の図1〜図6に示されるように、ソレノイドのプランジャーの軸心線が弁軸に直交する横方向に配置されるため、ソレノイドの本体がシリンダヘッドの片側に突出した状態になる。そのため、シリンダヘッドの側方部分が横方向に突出して大変嵩高くなり、エンジンルームのコンパクト化が著しく妨げられる。
In the configuration described in
特許文献2に記載の構成では、弁軸よりも外側に突出したロッカーアームの揺動端に、電磁アクチュエータのアーマチュアに一体化されたストッパロッドの下端を摺接させているため、その電磁アクチュエータを収納するための空間が、シリンダヘッド内の側方部分に必要とされる。従って、この場合にも、シリンダヘッドが嵩高くなり、エンジンルームのコンパクト化が妨げられる。
In the configuration described in
特許文献3に記載の電磁アクチュエータは、アーマチュアの軸心線が、吸気弁の弁軸又は排気弁の弁軸の軸心線と一致するように、弁軸の直上位置に配設されるため、両弁軸の直上位置に配設される電磁アクチュエータは、シリンダヘッドの両側に大きなVの字状に拡がるように突出する。従って、この場合にも、シリンダヘッドが両側へ迫り出して大きく嵩高いものとなり、エンジンルームのコンパクト化が著しく妨げられる。このようなことから、吸排気弁を駆動させるソレノイドをシリンダヘッドに設ける場合、シリンダヘッドをできるだけコンパクトにするための対策が求められている。
The electromagnetic actuator described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされ、シリンダヘッドの顕著なコンパクト化が可能な内燃機関の電動式の吸排気弁駆動システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine in which the cylinder head can be significantly reduced in size.
本発明の内燃機関の吸排気弁駆動システムは、内燃機関の吸気弁及び排気弁を駆動させるためのソレノイドをシリンダヘッドに設けた内燃機関の吸排気弁駆動システムに関する。前記ソレノイドのプランジャーと、吸気弁又は排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に連結又は分離するための連結・分離手段を設ける。そして、該連結・分離手段の前記ロッカーアームに対する力点の位置を、前記吸気弁の弁軸の軸端又は排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定したことを特徴とする。 An intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine according to the present invention relates to an intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine in which a solenoid for driving an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine is provided in a cylinder head. Connection / separation means for selectively connecting or disconnecting the plunger of the solenoid and the rocker arm for driving the intake valve or the exhaust valve is provided. The position of the force point of the connecting / separating means with respect to the rocker arm is set to a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve or the shaft end of the valve shaft of the exhaust valve.
このような構成によれば、ソレノイドのプランジャーと、吸気弁を駆動するためのロッカーアーム又は排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に連結又は分離するための連結・分離手段のロッカーアームに対する力点の位置を、吸気弁の弁軸の軸端又は排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定しているので、ソレノイドを、駆動対象となる吸気弁又は排気弁の中間位置に配設することができる。例えば吸気弁と排気弁を駆動させる場合には、ソレノイドをシリンダヘッド上の中央部に配設することができるため、シリンダヘッドを外方に張り出させることなく、シリンダヘッドのコンパクト化が可能となる。また、単一のソレノイドで複数の吸気弁又は複数の排気弁を駆動させる場合にも、ソレノイドを、駆動対象となる弁間の中間位置に配設できるため、この場合にも、シリンダヘッドのコンパクト化が可能となる。 According to such a configuration, the connecting / separating means for selectively connecting or separating the plunger of the solenoid and the rocker arm for driving the intake valve or the rocker arm for driving the exhaust valve in a timely manner. The position of the power point with respect to the rocker arm is set at a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve or the shaft end of the valve shaft of the exhaust valve, so that the solenoid is driven by the intake valve or exhaust valve to be driven Can be disposed at an intermediate position. For example, when driving the intake and exhaust valves, the solenoid can be arranged in the center of the cylinder head, so the cylinder head can be made compact without causing the cylinder head to protrude outward. Become. Even when driving a plurality of intake valves or a plurality of exhaust valves with a single solenoid, the solenoid can be arranged at an intermediate position between the valves to be driven. Can be realized.
また、ソレノイドのプランジャーと、吸気弁を駆動するためのロッカーアーム又は排気弁を駆動するためのロッカーアームと、が連結・分離手段によって適時選択的に連結又は分離されるため、単一のソレノイドで、複数の吸気弁又は排気弁、即ち、吸気弁と排気弁又は複数の吸気弁と複数の排気弁をそれぞれ交互に駆動することができる。従って、単一のソレノイドで吸気弁と排気弁を個々に駆動する場合よりも、ソレノイドの数を少なくすることができる。これにより、シリンダヘッドのより一層のコンパクト化が可能となり、部品点数の削減化と軽量化及びコストの低減化を実現することができる。 In addition, since the solenoid plunger and the rocker arm for driving the intake valve or the rocker arm for driving the exhaust valve are selectively connected or separated by the connecting / separating means in a timely manner, a single solenoid is used. Thus, a plurality of intake valves or exhaust valves, that is, intake valves and exhaust valves or a plurality of intake valves and a plurality of exhaust valves can be driven alternately. Therefore, the number of solenoids can be reduced as compared with the case where the intake valve and the exhaust valve are individually driven by a single solenoid. As a result, the cylinder head can be made more compact, and the number of parts, the weight, and the cost can be reduced.
このような内燃機関の吸排気弁駆動システムでは、前記プランジャーに、中間リンクを接続し、該中間リンクと、前記吸気弁を駆動するためのロッカーアーム又は排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を前記連結・分離手段により、分離自在に連結してもよい。このようにすれば、簡易な構成により、吸気弁と排気弁を交互に駆動させることができる。また、単一のソレノイドで、複数の吸気弁と複数の排気弁をそれぞれ交互に駆動することもできる。 In such an intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine, an intermediate link is connected to the plunger, the intermediate link, and a rocker arm for driving the intake valve or a rocker arm for driving the exhaust valve, May be detachably connected by the connecting / separating means. In this way, the intake valve and the exhaust valve can be driven alternately with a simple configuration. In addition, a plurality of intake valves and a plurality of exhaust valves can be alternately driven by a single solenoid.
本発明の別の内燃機関の吸排気弁駆動システムは、内燃機関の吸気弁及び排気弁を駆動させるためのソレノイドをシリンダヘッドに設けた内燃機関の吸排気弁駆動システムに関する。前記ソレノイドを横置き状に設け、該ソレノイドのプランジャーの両端と、前記吸気弁を駆動するためのロッカーアーム及び前記排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に伝動連結するための選択的伝動手段を設ける。そして、その選択的伝動手段の前記ロッカーアームに対する力点の位置を、前記吸気弁の弁軸の軸端又は排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定したことを特徴とする。 Another intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine according to the present invention relates to an intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine in which a solenoid for driving an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine is provided in a cylinder head. The solenoid is provided horizontally, and both ends of the plunger of the solenoid are connected to a rocker arm for driving the intake valve and a rocker arm for driving the exhaust valve selectively and timely and transmitted. The selective transmission means is provided. The position of the force point of the selective transmission means with respect to the rocker arm is set to a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve or the shaft end of the valve shaft of the exhaust valve.
このような構成によれば、ソレノイドのプランジャーの両端と、吸気弁を駆動するためのロッカーアーム及び排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に伝動連結するための選択的伝動手段のロッカーアームに対する力点の位置を、吸気弁の弁軸の軸端及び排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定している。従って、ソレノイドをシリンダヘッド上の中央部に配設することができる。これにより、シリンダヘッドの外方への張り出しを回避して、シリンダヘッドのコンパクト化が可能となる。 According to such a configuration, the selective transmission for selectively connecting the both ends of the plunger of the solenoid to the rocker arm for driving the intake valve and the rocker arm for driving the exhaust valve in a timely manner. The position of the force point with respect to the rocker arm of the means is set to a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve and the shaft end of the valve shaft of the exhaust valve. Therefore, the solenoid can be disposed at the center portion on the cylinder head. Thereby, the cylinder head can be made compact by avoiding the cylinder head from protruding outward.
また、ソレノイドのプランジャーの両端が、選択的伝動手段によって、吸気弁を駆動するためのロッカーアーム及び排気弁を駆動するためのロッカーアームと、適時選択的に伝動連結するため、単一のソレノイドで、吸気弁と排気弁、又は複数の吸気弁と排気弁を交互に駆動することができる。従って、単一のソレノイドで吸気弁又は排気弁を個々に駆動する場合よりも、ソレノイドの数を少なくすることができるため、これにより、シリンダヘッドのより一層のコンパクト化が可能となり、部品点数の削減化と軽量化及びコストの低減化を実現することができる。尚、ソレノイドには、非通電時に中立位置に安定した復帰点を持ち、選択したコイルによって双方向に駆動する中央復帰型3ポジションソレノイド等を採用することができる。 In addition, since both ends of the solenoid plunger are selectively connected to the rocker arm for driving the intake valve and the rocker arm for driving the exhaust valve by selective transmission means, a single solenoid is used. Thus, the intake valve and the exhaust valve or the plurality of intake valves and the exhaust valve can be driven alternately. Accordingly, since the number of solenoids can be reduced as compared with the case where the intake valve or the exhaust valve is individually driven by a single solenoid, this makes it possible to make the cylinder head more compact and reduce the number of parts. Reduction, weight reduction, and cost reduction can be realized. As the solenoid, a central return type three-position solenoid that has a stable return point in a neutral position when not energized and is driven bidirectionally by a selected coil can be employed.
本発明の内燃機関の吸排気弁駆動システムによれば、単一のソレノイドで複数の吸気弁又は排気弁を駆動させることができ、そのソレノイドを、駆動させる吸気弁又は排気弁の中間位置に配設することができる。従って、シリンダヘッドの外方への張り出しを回避して、シリンダヘッドの顕著なコンパクト化が可能となる。 According to the intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine of the present invention, a plurality of intake valves or exhaust valves can be driven by a single solenoid, and the solenoids are arranged at intermediate positions of the driven intake valves or exhaust valves. Can be set. Therefore, the cylinder head can be significantly reduced in size by avoiding the cylinder head from protruding outward.
本発明の別の内燃機関の吸排気弁駆動システムによれば、単一のソレノイドで複数の吸気弁又は排気弁を駆動させることができ、そのソレノイドをシリンダヘッド上の中央部に配設することができる。従って、シリンダヘッドの外方への張り出しを回避して、シリンダヘッドの顕著なコンパクト化が可能となる。 According to another intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine of the present invention, a plurality of intake valves or exhaust valves can be driven by a single solenoid, and the solenoids are disposed in the central portion on the cylinder head. Can do. Therefore, the cylinder head can be significantly reduced in size by avoiding the cylinder head from protruding outward.
以下に、本発明の内燃機関の吸排気弁駆動システムに係る実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
図1は、内燃機関1の吸排気弁駆動システム(以下、弁駆動システムAという)の要部構成を示す説明図である。この弁駆動システムAは、単一のソレノイド4をシリンダヘッド5の上面中央部に縦置きし、このソレノイド4のプランジャー6の往復動作によって、吸気弁2と排気弁3を交互に駆動させることができる。即ち、ソレノイド4のプランジャー6と、吸気弁2及び排気弁3を駆動させるロッカーアーム61,62とを、適時選択的に連結又は分離するための連結・分離手段21,22を設け、該連結・分離手段21,22のロッカーアーム61,62に対する力点F1,F2を、吸気弁2の弁軸7の軸端(上端)及び排気弁3の弁軸8の軸端(上端)よりも内側の位置に設定している。連結・分離手段21,22には、例えば電磁チャック等が利用できる。従って、単一のソレノイド4をシリンダヘッド5の上面の中央部に設けることができるため、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化が可能となる。また、高価なソレノイド4の数を少なくすることができ、軽量化とコストの低減化が可能となる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a main configuration of an intake / exhaust valve drive system (hereinafter referred to as a valve drive system A) of the
連結・分離手段21,22は、プランジャー6に連結される横置きの中間リンク23の両端と、吸気弁2を駆動させるロッカーアーム61及び排気弁3を駆動させるロッカーアーム62と、の間にそれぞれ介設され、中間リンク23とロッカーアーム61,62、をそれぞれ選択的に連結又は分離させることができる。そのロッカーアーム61,62の基部は、それぞれピン軸p,pによってエンジンブロックE内に回動自在に支持されている。また、吸気弁2と排気弁3は、それぞれ弁軸7,8の上部に被嵌されたコイルスプリングs,sによって弁口を閉じる方向(上向き)に付勢されている。そして、2つの連結・分離手段21,22を交互に励磁させることにより、一方のロッカーアーム61と、他方のロッカーアーム62と、を中間リンク23に対して、交互に連結又は分離させ、単一のプランジャー6の上下方向の往復動作によって、吸気弁2と排気弁3を交互に開閉動作させることができる。従って、4バルブエンジン(2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を備えた図4のタイプIのケース1参照)には、このような弁駆動システムAを1対設ければよい。
The connecting / separating means 21 and 22 are provided between both ends of the horizontal
このような電磁チャックを連結・分離手段21,22に用いた弁駆動システムAにおける吸気弁2と排気弁3の基本的な動作について説明する。まず、弁全閉状態(初期状態)では、図1に示すように、ソレノイド4が非励磁状態下で、双方の電磁チャック21,22の励磁によって、中間リンク23の両端と、双方のロッカーアーム61,62と、が連結されている。一方、弁全開状態では、中間リンク23の両端と、ロッカーアーム61,62と、が電磁チャック21,22によって連結された状態にて、ソレノイド4のコイルcが励磁され、アーマチュアaがコイルcに引き寄せられるため中間リンク23が上方に引き上げられる。すると、一方のロッカーアーム61が時計まわりに回動し、他方のロッカーアーム62が反時計まわりに回動し、それぞれ、弁軸7と吸気弁2及び弁軸8と排気弁3を下方に押し下げる。これにより、吸気口及び排気口が同時に開放される。
The basic operation of the
また、排気行程では、一方の電磁チャック21が消磁され、中間リンク23の一端と、一方のロッカーアーム61が分離される一方、他方の電磁チャック22が励磁され、中間リンク23の他端と、他方のロッカーアーム62が連結される。この状態にて、ソレノイド4が励磁されて中間リンク23が上方に引き上げられると、他方のロッカーアーム62のみが反時計まわりに回動し、弁軸8と排気弁3が押し下げられ、排気口が開放され、吸気口は閉じたままの状態となる。一方、吸気行程では、一方の電磁チャック21が励磁され、中間リンク23の一端と、ロッカーアーム61が連結される一方、他方の電磁チャック22が消磁され、中間リンク23の他端と、他方のロッカーアーム62が分離される。この状態にて、ソレノイド4が励磁されて中間リンク23が上方に引き上げられると、弁軸7と吸気弁2のみが押し下げられ、吸気口が開放され、排気口は閉じたままの状態となる。
In the exhaust stroke, one
このような弁駆動システムAでは、連結・分離手段21,22として、2部材を連結・分離させるために、2部材を連結させる連結位置と2部材を分離させる分離位置との間を油圧力で移動操作される公知の作動ピン(図示省略)を用いることもできる。このような作動ピンを用いることによって、中間リンクを、双方のロッカーアームに対して、適時選択的に連結又は分離するように構成することができる。その場合の吸気弁と排気弁の基本的な動作等について、図2(A)(B)及び図3(A)(B)に基づいて説明する。この場合、中間リンク24は、ソレノイド(図示省略)のプランジャーとの接続点Jで折曲状態に回動自在となるように構成されている。また、ロッカーアーム61,62は、それぞれ、固定支点P1,P2を回動支点として回動し、継ぎ手T1,T2によって、中間リンク24と接続されている。
In such a valve drive system A, in order to connect / separate the two members as the connecting / separating means 21, 22, oil pressure is used between the connecting position where the two members are connected and the separating position where the two members are separated. A known operating pin (not shown) that is operated to move can also be used. By using such an operating pin, the intermediate link can be configured to be selectively connected or disconnected to both rocker arms in a timely manner. The basic operation of the intake valve and the exhaust valve in that case will be described with reference to FIGS. 2 (A) and 2 (B) and FIGS. 3 (A) and 3 (B). In this case, the
まず、弁全閉状態(初期状態)では、ソレノイドが非励磁の状態にて、図2(A)に示すように、双方の作動ピン21,22によって、中間リンク24の両端と、双方のロッカーアーム61,62と、が連結されている。一方、弁全開状態では、図2(B)に示すように、双方の作動ピン21,22によって、中間リンク24の両端と、ロッカーアーム61,62と、が連結された状態にて、ソレノイドが励磁され、中間リンク24が上方に引き上げられる。すると、一方のロッカーアーム61が時計まわりに回動し、他方のロッカーアーム62が反時計まわりに回動し、それぞれ、弁軸7と吸気弁2及び弁軸8と排気弁3を下方に押し下げる。これにより、吸気口及び排気口が同時に開放される。
First, in the valve fully closed state (initial state), the solenoid is in a non-excited state, and as shown in FIG. The
また、排気行程では、図3(A)に示すように、一方の作動ピン21が分離位置に移動し、中間リンク24の一端と、一方のロッカーアーム61が分離される一方、他方の作動ピン22は連結位置に移動し、中間リンク24の他端と、他方のロッカーアーム62が連結される。この状態にて、ソレノイドが励磁されて中間リンク24が上方に引き上げられると、他方のロッカーアーム62のみが反時計まわりに回動し、弁軸8と排気弁3が押し下げられ、排気口が開放され、吸気口は閉じたままの状態となる。一方、吸気行程では、図3(B)に示すように、一方の作動ピン21が連結位置に移動し、中間リンク24の一端と、ロッカーアーム61が連結される一方、他方の作動ピン22が分離位置に移動し、中間リンク24の他端と、他方のロッカーアーム62が分離される。この状態にて、ソレノイドが励磁されて中間リンク24が上方に引き上げられると、弁軸7と吸気弁2のみが押し下げられ、吸気口が開放され、排気口は閉じたままの状態となる。
Further, in the exhaust stroke, as shown in FIG. 3A, one
このような図1及び図2,図3に示すような弁駆動システムAでは、例えば図4のタイプIのケース2に示すように、一方のソレノイドで2つの吸気弁(#In-1と#In-2)を駆動させ、他方のソレノイドで2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を駆動させることもできる。その場合、一方の中間リンクを、連結・分離手段を介して、吸気側の2つのロッカーアームに分離自在に連結し、他方の中間リンクを、連結・分離手段を介して、排気側の2つのロッカーアームに分離自在に連結すればよい。この場合には、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)の中間位置にソレノイドを配設することができ、シリンダヘッド5の側方への張出が回避されるため、軽量化とコンパクト化を実現することができる。また、このような構成では、通常の駆動モードでは、上述のように、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と、2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)と、を交互に駆動させればよいが、例えば低速運転時には、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)の何れか一方を休止させることによって、ガソリンの少ない薄い混合気を効率よく燃焼させて、低燃費を実現することもできる。あるいは、2つの吸気弁と排気弁を、それぞれ適切なタイミングで開閉制御することもできる。
In such a valve drive system A as shown in FIGS. 1, 2, and 3, for example, as shown in a
また、例えば図4のタイプIのケース3の上段及び下段に示すように、単一のソレノイドで、4バルブエンジンに対処することもできる。上段の場合、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)を駆動させる2つのロッカーアームを、一方の中間リンクと連結し、2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を駆動させる2つのロッカーアームを、他方の中間リンクと連結し、その一方の中間リンクと他方の中間リンクを、連結・分離手段を介して、単一のソレノイドのプランジャーに接続された別の中間リンクと分離自在に連結すればよい。この場合、単一のソレノイドで足りるため、シリンダヘッド5のより一層顕著なコンパクト化と大幅な軽量化及びコストの低減化を実現することができる。
For example, as shown in the upper and lower stages of
このような構成では、通常の駆動モードでは、連結・分離手段により、一方の中間リンクと他方の中間リンクを、プランジャーに接続された別の中間リンクに対して交互に連結・分離させることによって、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と、2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)と、をそれぞれ交互に駆動さることができる。また、低速運転時等に、低燃費運転を実施できるようにするためには、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)を駆動させる2つのロッカーアームと、一方の中間リンクと、を連結・分離手段を介して連結すればよい。 In such a configuration, in the normal drive mode, by connecting / disconnecting one intermediate link and the other intermediate link alternately to another intermediate link connected to the plunger by the connecting / disconnecting means. Two intake valves (# In-1 and # In-2) and two exhaust valves (# Ex-1 and # Ex-2) can be driven alternately. Also, in order to be able to implement fuel-efficient driving during low-speed driving, etc., two rocker arms that drive two intake valves (# In-1 and # In-2) and one intermediate link May be connected via a connecting / separating means.
また、図4のタイプIのケース3の下段の場合、一方の吸気弁(#In-1)と排気弁(#Ex-1)を駆動させる2つのロッカーアームを、連結・分離手段を介して、一方の中間リンクと連結し、他方の吸気弁(#In-2)と排気弁(#Ex-2)を駆動させる2つのロッカーアームを、連結・分離手段を介して、他方の中間リンクと連結し、その一方の中間リンクと他方の中間リンクと、をソレノイドのプランジャーに接続された別の中間リンクと連結すればよい。この場合においても、単一のソレノイドで足りるため、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化と大幅な軽量化を実現することができる。
In the case of the lower part of
このような構成では、通常の駆動モードでは、連結・分離手段により、一方の吸気弁(#In-1)と排気弁(#Ex-1)、及び、他方の吸気弁(#In-2)と排気弁(#Ex-2)と、をそれぞれ交互に駆動させることができる。そして、低速運転時等には、連結・分離手段によって、何れか1つの吸気弁(#In-1又は#In-2)を休止させることにより、ガソリンの少ない薄い混合気を効率よく燃焼させて、低燃費を実現することもできる。以上のように、本実施の形態1では、単一のソレノイド4で、複数の吸気弁2又は排気弁3を駆動することができるので、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化が可能になると共に、部品点数の削減化と軽量化及びコストの低減化を実現することができる。
In such a configuration, in the normal drive mode, one intake valve (# In-1) and exhaust valve (# Ex-1) and the other intake valve (# In-2) are connected and disconnected by the connection / separation means. And the exhaust valve (# Ex-2) can be driven alternately. During low-speed operation, etc., one of the intake valves (# In-1 or # In-2) is deactivated by the connecting / separating means, so that a thin mixture with less gasoline can be burned efficiently. Also, low fuel consumption can be realized. As described above, in the first embodiment, a plurality of
〔実施の形態2〕
図5は、内燃機関1の吸排気弁駆動システム(以下、弁駆動システムBという)の要部構成を示す説明図である。尚、前実施の形態と同一乃至は同等部材については、同一符号を付し、その説明を省略する。この弁駆動システムBは、単一のソレノイド4をシリンダヘッド5の中央部に横置き状に配設し、ソレノイド4のプランジャー6の一端と、吸気弁2を駆動させるロッカーアーム61と、を適時選択的に伝動連結するための第1選択的伝動手段31で連結する。一方、プランジャー6の他端と、吸気弁2を駆動させるロッカーアーム62と、を適時選択的に伝動連結するための第2選択的伝動手段32で連結する。そのソレノイド4には、非通電時に中立位置に安定した復帰点を持ち、コイルc1又はc2を選択して励磁させることで双方向に駆動する中央復帰型3ポジションソレノイド等を採用することができる。このような構成により、単一のソレノイド4のプランジャー6の往復動作によって、吸気弁2と排気弁3を交互に駆動させることができる。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a main configuration of an intake / exhaust valve drive system (hereinafter referred to as a valve drive system B) of the
そして、第1選択的伝動手段31のロッカーアーム61に対する第1力点F1の位置を、吸気弁2の弁軸7の軸端よりも内側の位置に設定し、第2選択的伝動手段32のロッカーアーム62に対する第2力点F2の位置を、排気弁3の弁軸8の軸端よりも内側の位置に設定しているので、ソレノイド4をシリンダヘッド5の中央部に横向き状態に配設することができ、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化が可能となる。また、高価なソレノイドの数を少なくすることができるため、軽量化とコストの低減化が可能となる。
Then, the position of the first force point F1 with respect to the
この弁駆動システムBは、初期状態では、図5に示すように、ソレノイド4のプランジャー6は、中立位置にあり、吸気弁2と排気弁3は、吸気口と排気口を閉じている。そして、排気行程では、図6(A)に示すように、プランジャー6が図示左方向に移動し、プランジャー6の他端に連結された第2選択的伝動手段32は、プランジャー6との連結点32aで対応角度(略直角)を保持したまま、プランジャー6と共に図示左方向に移動する。その際に、ロッカーアーム62が反時計まわりに回動し、弁軸8と排気弁3を押し下げ排気口が開放される。一方、プランジャー6の一端に連結された第1選択的伝動手段31は、プランジャー6の図示左方向への移動に対して、プランジャー6との連結点31aで外向き(反時計まわり)に回動し、ロッカーアーム61はそのままの状態が保持され、吸気口は閉じられている。
In the initial state of the valve drive system B, as shown in FIG. 5, the
一方、吸気行程では、図6(B)に示すように、プランジャー6が図示右方向に移動し、プランジャー6の一端に連結された第1選択的伝動手段31は、プランジャー6との連結点31aで対応角度(略直角)を保持したまま、プランジャー6と共に図示右方向に移動する。その際に、ロッカーアーム61が時計まわりに回動し、弁軸7と吸気弁2を押し下げ吸気口が開放される。一方、プランジャー6の他端に連結された第2選択的伝動手段32は、プランジャー6の図示右方向への移動に対して、プランジャー6との連結点32aで外向き(時計まわり)に回動し、ロッカーアーム62はそのままの状態が保持され、排気口は閉じられている。
On the other hand, in the intake stroke, as shown in FIG. 6B, the
このように、単一のソレノイド4で、吸気弁2と排気弁3を交互に駆動させることができるのは、以下のような構成による。即ち、第1,第2選択的伝動手段31,32は、そのプランジャー6との連結点31a,32aにおいて、図5に示す第1,第2選択的伝動手段31,32の状態、即ち、かつプランジャー6に対して略直角下向きの状態から、それぞれ外方への回動のみが許容され、内方への回動が許容されないように構成されている。そして、第1,第2選択的伝動手段31,32と、2ロッカーアーム61,62との連結部では、図示は省略するが、ロッカーアーム61と、ロッカーアーム62の連結部に設けたピン軸が、第1,第2選択的伝動手段31,32の連結部に形成された長孔内を遊動して、第1選択的伝動手段31と第2選択的伝動手段32の外方への回動が許容されるように構成されている。
In this way, the
このような弁駆動システムBを、図4のタイプIIのケース1に示すように、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を備えた4バルブエンジンに適用する場合、2つのソレノイドを用いればよい。そのソレノイドは、双方ともシリンダヘッド5の中央部に配置することができるため、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化が可能となる。また、軽量化とコストの低減化も可能となる。
Such a valve drive system B is composed of two intake valves (# In-1 and # In-2) and two exhaust valves (# Ex-1 and #Ex) as shown in Case II of Type II in FIG. When applied to a 4-valve engine with -2), two solenoids may be used. Since both of the solenoids can be arranged at the center of the
さらに、図4のタイプIIのケース3に示すように、単一のソレノイドで、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を駆動させるようにすることもできる。その場合、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)を駆動させる2つのロッカーアームを、一方の中間リンクで連結すると共に、2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を駆動させる2つのロッカーアームを、他方の中間リンクで連結し、その一方の中間リンクを、第1選択的伝動手段を介して、プランジャーの一端に連結し、他方の中間リンクを、第2選択的伝動手段を介して、プランジャーの他端に連結すればよい。このようにすれば、2つの吸気弁(#In-1と#In-2)と2つの排気弁(#Ex-1と#Ex-2)を、それぞれ交互に駆動させることができる。この場合、シリンダヘッド5の顕著なコンパクト化が可能となる。また、高価なソレノイドの数を少なくすることができるため、軽量化とコストの低減化が可能となる。
Furthermore, as shown in
尚、本発明は、実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて改良、変更等は自由であり、各実施の形態間での構成の組み合わせも自由である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments, and can be freely improved, changed, etc. as necessary, without departing from the gist of the invention, and combinations of configurations among the embodiments. Is also free.
本発明の内燃機関の吸排気弁駆動システムは、シリンダヘッドのコンパクト化が可能となるので、エンジンルームのコンパクト化が求められている車両等に好適に適用することができる。 The intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine according to the present invention can be made compact for a cylinder head, and therefore can be suitably applied to a vehicle or the like that requires a compact engine room.
1 内燃機関 2 吸気弁 3 排気弁 4 ソレノイド
5 シリンダヘッド 51 ヘッドカバー A,B 弁駆動システム
6 プランジャー 7,8 弁軸 21,22 連結・分離手段
F1,F2 力点 23,24 中間リンク 61,62 ロッカーアーム
#In-1,#In-2 吸気弁 #Ex-1,#Ex-2 排気弁 a アーマチュア
c,c1,c2 コイル J 接続点 P1,P2 固定支点
T1,T2 継ぎ手 31 第1選択的伝動手段 32 第2選択的伝動手段
31a,32a 連結点 p ピン軸 s コイルスプリング
E エンジンブロック
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ソレノイドのプランジャーと、吸気弁又は排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に連結又は分離するための連結・分離手段を設け、該連結・分離手段の前記ロッカーアームに対する力点の位置を、前記吸気弁の弁軸の軸端又は排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定したことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動システム。 An intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine in which a solenoid for driving an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine is provided in a cylinder head,
Connection / separation means for selectively connecting or separating the plunger of the solenoid and the rocker arm for driving the intake valve or the exhaust valve is provided in a timely manner, and the force point of the connection / separation means with respect to the rocker arm An intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine, wherein the position is set to a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve or the shaft end of the valve shaft of the exhaust valve.
前記ソレノイドを横置き状に設け、該ソレノイドのプランジャーの両端と、前記吸気弁を駆動するためのロッカーアーム及び前記排気弁を駆動するためのロッカーアームと、を適時選択的に伝動連結するための選択的伝動手段を設け、該選択的伝動手段の前記ロッカーアームに対する力点の位置を、前記吸気弁の弁軸の軸端又は排気弁の弁軸の軸端よりも内側の位置に設定したことを特徴とする内燃機関の吸排気弁駆動システム。 An intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine in which a solenoid for driving an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine is provided in a cylinder head,
The solenoid is installed horizontally, and the both ends of the plunger of the solenoid are selectively connected to the rocker arm for driving the intake valve and the rocker arm for driving the exhaust valve in a timely and selective manner. The selective transmission means is provided, and the position of the force point of the selective transmission means with respect to the rocker arm is set to a position inside the shaft end of the valve shaft of the intake valve or the shaft shaft of the valve shaft of the exhaust valve. An intake / exhaust valve drive system for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008076143A JP2009228591A (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Suction and exhaust valve driving system of internal combustion engine |
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