JP2014077428A - Continuous stepless variable valve device with intake double cam shafts and 3d cams - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二輪車或いは自動車等における内燃機関において、一気筒当り複数の吸気バルブ、カムシャフト、吸気カムロブを有し、高さ、作用角、タイミングが連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に押圧されてバルブを進退させるローラスイングアーム(ロッカアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置に関するものである。The present invention is an internal combustion engine in a two-wheeled vehicle or automobile, and has a plurality of intake valves, camshafts, and intake cam lobes per cylinder, and is formed so that the height, operating angle, and timing are continuously changed, and rotates integrally with the camshaft. In addition, it has a cam lobe that can move in the axial direction and a roller swing arm (rocker arm) that is pressed against the cam surface to move the valve forward and backward. The present invention relates to a valve operating device that performs continuously variable control in a stepless manner.
一気筒当り複数の吸気バルブを有し、バルブ毎に揺動カムを設けロストモーションさせることで、リフト量、作用角、タイミングを連続可変し、左右リフト差及び片側バルブ休止可能な特許文献1、2、3が開示されている。
また、一本のカムシャフトにバルブ毎に3次元カムを並べて一体に形成し、シャフトをスライドさせることで、リフト量、作用角、タイミングを連続可変し、左右リフト差及び片側バルブ休止可能な特許文献4、5が開示されている。
特許文献1〜3に改良を加えたものが既に実用化されており、それらはUS特許3261338の考え方をベースにしており、回転カムと揺動式の往復カムを用い往復カムの中心又は回転カムフォロワの位置を動かすことにより、往復カムをロストモーションさせることでリフトと作用角を同時に可変するもので、バルブ毎に揺動カムを設けることで左右リフト差及び片側バルブ休止が可能となるが、機構が複雑となり重量、コスト高となると共に、往復運動部重量増加、剛性低下によるメカロス増加、高回転化困難を招いている。また、適切な開閉タイミングを得る為にVVTが必要で、その応答速度の遅さにより、スロットルバルブ廃止によるレスポンス向上を帳消ししてしまう欠点があった。さらに、ロストモーションによりリフト量を制御する方式故、低リフト域のリフトカーブが最大リフト時のリフトカーブにより決まってしまうことにより、求める出力に最適なリフトカーブを得ることが困難であった。Improvements to
それらの欠点を改良できるものとして、一本のカムシャフトにバルブ毎に3次元カムを並べて一体に形成し、シャフトをスライドさせるものが提案されており、カムに接触しバルブを進退させる有底円筒タペットをバルブステム軸方向にスライドさせる直打式の特許文献4や、スイングアーム式の特許文献5等がある。しかし、カムに線接触し接触線角度の変化に追従する方式では、カム軸方向のカム山形状を直線にする必要がありカム山形状設定に制限が大きく、各カム山高さに最適なリフトカーブ、タイミング、ランプ量を任意に設定することが出来ない欠点があると共に、左右バルブリフトに差をつけることは可能だが、カム山形状を折線にする必要がある片側バルブ休止は出来ない。バルブ休止を実現する為には、カムとフォロワの接触を点接触にする必要があるが、点接触としても一気筒当り複数のカムを同一カムシャフトに並べて配置し、複数の吸気バルブを別々にリフトさせる特許文献4、5等の方式ではカム山傾斜面角度が大きくなり、カムスライド量に対するバルブリフトの変化量つまりは出力の最少単位変化量を、アクセル制御で要求される変化量に収めることが非常に困難で、特にカムシャフト軸受スパンが短い小排気量エンジンでは不可能となる。対策として、一つの吸気カムロブにて複数の吸気バルブをリフトするものも提案されているが、カムロブに接触するローラフォロワの外周球状接触面とカムロブの3次元状接触面との接触荷重が約2倍となり、接触ヘルツ応力を許容範囲内に収める為に、平カムと有底円筒タペットによる直打式エンジンよりリフトカーブを緩やかにせざるを得ず、同等出力を得る為に開口時間面積の減少を作用角拡大にて補うことになりポンピングロスの増加を招いていた。
また、特許文献1〜5の全てにおいて、左右吸気バルブのリフト量制御が一つの制御装置で行われるので、左右のバルブリフト差は決まった値に固定されてしまう。In order to improve these drawbacks, it has been proposed to form a three-dimensional cam for each valve on a single camshaft and integrally form it, and to slide the shaft. There are a direct hit
Further, in all of
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、一気筒当り複数の吸気バルブを有し、高さ、作用角、タイミングが連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に押圧されてバルブを進退させるローラスイングアーム(ロッカアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、吸気カムシャフトを2本とし、吸気バルブ毎にカムロブ及びローラスイングアーム(ロッカアーム)を設けることで、前述の欠点を解決しつつ左右バルブリフト差及び片側バルブ休止、さらにはエンジン回転数、トルクのマップに対する左右バルブリフト差のマップ制御を実現すると共に、カムシャフトをカムシャフト軸方向より視て、吸気バルブのバルブステム軸線に対し両側に振分けて配置し、片方のカムシャフトに吸気カムロブに並べて排気カムを配置する等工夫することで、シリンダヘッドを直打DOHC並みにコンパクト化し、同一のアクセルシャフトにて吸気カムロブのスライドと排気カムの位相可変をすることで応答差を零とし、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス及び同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施可能にすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a plurality of intake valves per cylinder, is formed so that the height, working angle, and timing are continuously changed, and rotates integrally with the camshaft. In addition, it has a cam lobe that can move in the axial direction and a roller swing arm (rocker arm) that is pressed against the cam surface to move the valve forward and backward. In a valve gear that continuously controls in stages, two intake camshafts are provided, and a cam lobe and a roller swing arm (rocker arm) are provided for each intake valve. Map control of the difference between the left and right valve lifts with respect to the rest, engine speed and torque maps, and camshaft When viewed from the camshaft axis direction, the cylinder head is placed directly on both sides with respect to the valve stem axis line of the intake valve and the exhaust cam is arranged on one camshaft along the intake cam lobe so that the cylinder head is directly hit. It is made compact like DOHC, and the response difference is made zero by changing the phase of the slide of the intake cam lobe and the exhaust cam with the same accelerator shaft. After assembling the cylinder head to the cylinder, assemble all the valve system parts and cover the head. It is an object of the present invention to enable accurate and efficient implementation of tappet clearance and synchronization (adjustment of the lift amount between cylinders) without re-disassembling the valve system parts up to the state before assembly.
前述の課題を解決する為の請求項1の発明は、一気筒当り複数の吸気バルブを有し、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に点接触し押圧されてバルブを進退させるローラスイングアーム(ロッカアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じカムロブをカムシャフト軸方向にスライドさせることで、バルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、吸気カムシャフトを2本とし、吸気バルブ毎にカムロブ及びローラスイングアーム(ロッカアーム)を設けたことを特徴とする。
左右の吸気バルブ毎に吸気カムロブ及びローラスイングアーム(ロッカアーム)を設けることにより、一つの吸気カムロブにより左右の吸気バルブをリフトする場合に比べ、ローラスイングアーム(ロッカアーム)のローラフォロワの外周球状接触面とカムロブの3次元状接触面との接触荷重が約半分になり、平カムと有底円筒タペットによる直打式並みのリフトカーブ(開口時間面積)にでき、同等出力発生時の作用角を狭くできるのでポンピングロスを低減できると共に、吸気カムロブ毎にカムシャフトを設けることにより、同軸上に吸気カムを並べて配置する場合に比べ、吸気カムロブ及びスライド長を長くでき、バルブリフト高により、作用角を大きく変化させたり最大リフト時の位相を大きくずらしたりしてもカム山傾斜を緩やかにできると共に、カムロブスライド量に対するバルブリフト(開口時間面積)の変化量つまりは出力の変化量を小さくできるので、アクセル制御で制御できる最少単位変化量を小さく設定できより精密な出力制御が可能となる。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
By providing an intake cam lobe and a roller swing arm (rocker arm) for each left and right intake valve, the outer spherical contact surface of the roller follower of the roller swing arm (rocker arm) compared to when the left and right intake valves are lifted by a single intake cam lobe The contact load between the cam lobe and the three-dimensional contact surface of the cam lobe is approximately halved, and a lift curve (opening time area) similar to that of a direct hitting type using a flat cam and a bottomed cylindrical tappet can be achieved. As a result, pumping loss can be reduced, and by providing a camshaft for each intake cam lobe, the intake cam lobe and slide length can be increased compared to the case where the intake cams are arranged side by side on the same axis, and the valve lift height increases the operating angle. Even if the phase is greatly changed or the phase at the time of maximum lift is greatly shifted, the cam mountain slope is moderated. In addition, since the amount of change in valve lift (opening time area) relative to the amount of cam lobe slide, that is, the amount of change in output can be reduced, the minimum unit change amount that can be controlled by accelerator control can be set small, and more precise output control becomes possible. .
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、吸気バルブ毎に設けたカムロブのカム山形状を違えて形成し、気筒左右の吸気バルブのリフト特性に差をつけたことを特徴とする。
吸入空気の流速が低く旋回流が弱くなりがちな低回転側つまりは低リフト側で左右の吸気バルブリフト差を大きく設定することで、燃焼速度が速くなり出力、燃費が向上し、吸入空気の流速が高く旋回流が強い高回転側つまりは高リフト側で左右の吸気バルブリフト差を小さく設定することで、同等出力を得る作用角を狭くできポンピングロスを低減できると共に、吸入抵抗低減による吸入空気量の増加による出力向上が図れる。
ロストモーション式でも、バルブ毎に揺動カムを設けることで気筒左右の吸気バルブのリフト特性に差をつけることは可能だが、回転カムと揺動式の往復カムにてリフトカーブを設定するもの故、最大リフト時のリフトカーブにより中間リフト域のリフトカーブが決まるので自由度が無く、最大リフト時のリフトカーブを左右同じに設定することで最高出力域の吸入量を多くし出力向上を狙うと、中間リフト域の左右バルブのリフト特性を自由にしかも大幅に違えることが不可能に近くなる。例えば、最大リフト時のリフトカーブを左右同じに設定し、中間リフトでリフト差有りで作用角、タイミングを同じにしたり、リフト、開弁タイミング差有りで閉弁タイミングを同時にしたりすることは不可能といえる。バルブ毎に3次元カムを並べて一体に形成したものでも点接触フォロワを採用する必要がある。The invention of
By setting a large difference between the left and right intake valve lifts on the low rotation side, that is, the low lift side, where the flow velocity of the intake air is low and the swirl flow tends to be weak, the combustion speed increases and the output and fuel consumption improve. By setting a small difference between the left and right intake valve lifts on the high rotation side, that is, on the high lift side, where the flow velocity is high and the swirl flow is strong, the operating angle to obtain the same output can be narrowed, pumping loss can be reduced, and suction by reducing suction resistance The output can be improved by increasing the amount of air.
Even in the lost motion type, it is possible to make a difference in the lift characteristics of the intake valves on the left and right of the cylinder by providing a swing cam for each valve, but the lift curve is set by the rotating cam and the swing type reciprocating cam. Because the lift curve in the intermediate lift range is determined by the lift curve at the maximum lift, there is no degree of freedom, and by setting the lift curve at the maximum lift to the same left and right, increasing the intake amount in the maximum output range and aiming to improve output In addition, it becomes almost impossible to freely change the lift characteristics of the left and right valves in the intermediate lift region. For example, it is not possible to set the lift curve for the maximum lift to be the same on the left and right sides, to make the operating angle and timing the same with an intermediate lift with a lift difference, or to simultaneously make the valve closing timing with a lift and valve opening timing difference. It's possible. It is necessary to employ a point contact follower even if three-dimensional cams are arranged side by side for each valve.
また、請求項3の発明は、請求項1、2の発明において、複数の吸気カムシャフトを、カムシャフト軸方向より視て、吸気バルブのバルブステム軸線に対し両側に振り分けて配置したことを特徴とする。
吸気スイングアーム(ロッカアーム)のアジャストスクリュ軸の上方延長線から、両方の吸気カムシャフトが外れた位置に配置されることにより、ボックスタイプ(内軸のボックス型ドライバにてアジャストスクリュを回し、適切なタペットクリアランス位相にて固定しつつ、同軸外側の筒状ボックス型レンチにてナットを締付けロックする)のアジャストスクリュ調整、締付け工具を、吸気カムシャフト又は吸気カムロブの間の空間を通すことができるので、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整を精密にしかも効率良く実施することができる。The invention of
By arranging both intake camshafts away from the upper extension line of the adjustment screw shaft of the intake swing arm (rocker arm), turn the adjustment screw with the box type driver on the inner shaft and Adjustable screw adjustment and tightening tool can be passed through the intake camshaft or intake cam lobe while fixing at the tappet clearance phase and tightening and locking the nut with a cylindrical box type wrench on the outside of the coaxial) The tappet clearance can be adjusted precisely and efficiently without reassembling the valve system parts in a state before assembling all the valve system parts and assembling the head cover.
また、請求項4の発明は、請求項1、2、3の発明において、複数の吸気カムシャフト及びカムロブに対応する複数のロッカアームシャフトを、カムシャフト軸方向より視て、吸気バルブのバルブステム軸線に対し両側に振り分けると共に、カムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側(下側)に配置したことを特徴とする。
ローラスイングアーム(ロッカアーム)の揺動軸部外径の方が、吸気カムロブや排気カムの回転最大外周軌跡より小さいので、吸、排気バルブ軸Vバンク角を狭くでき、コンパクトな燃焼室にできると共に、シリンダ軸に対する吸気ポート傾斜角も小さくでき、吸気効率向上及び吸気タンブル流強化による燃焼効率の向上が図れると共に、シリンダヘッドの吸、排気方向をコンパクトにできる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second, and third aspects of the invention, the plurality of rocker arm shafts corresponding to the plurality of intake camshafts and cam lobes are viewed from the camshaft axial direction, and the valve stem axis line of the intake valve In this case, the camshaft is arranged on both sides and on the cylinder head mating surface side (lower side) with respect to the camshaft.
Since the outer diameter of the swinging shaft part of the roller swing arm (rocker arm) is smaller than the maximum rotation outer circumference locus of the intake cam lobe and exhaust cam, the suction and exhaust valve shaft V bank angle can be narrowed, and a compact combustion chamber can be achieved. Further, the inclination angle of the intake port with respect to the cylinder axis can be reduced, the intake efficiency can be improved and the combustion efficiency can be improved by enhancing the intake tumble flow, and the intake and exhaust directions of the cylinder head can be made compact.
また、請求項5の発明は、請求項4の発明において、複数のロッカアームシャフトの軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングとの合せ面としたことを特徴とする。
ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、スイングアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、より正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。The invention of
By using the rocker arm shaft axis center as the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, the lower camshaft housing can be assembled without tightening the rocker armshaft without radial clearance, and swinging of the swing arm can be suppressed and the valve lift accordingly. Since the variation in the amount becomes small, more accurate intake air amount control can be performed.
In addition, the cylinder head and the lower camshaft housing mating surface is used as the cylinder head cover mating surface for ease of processing, so the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface should be the cylinder head cover mating surface. Thus, the height of the cylinder head that requires a thick metal material can be reduced, and the cylinder head can be reduced in size and weight.
また、請求項6の発明は、請求項4、5の発明において、複数の吸気カムシャフトの軸中心を上下カムシャフトハウジングの合せ面とし、シリンダヘッドと下カムシャフトハウジングとの合せ面と共に、シリンダヘッド合せ面に平行としたことを特徴とする。
全ての合せ面をシリンダヘッド合せ面に平行とすることにより、加工が容易となり精度も向上する。According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth and fifth aspects of the present invention, the axial centers of the plurality of intake camshafts are used as the mating surfaces of the upper and lower camshaft housings, together with the mating surfaces of the cylinder head and the lower camshaft housing. It is characterized by being parallel to the head mating surface.
By making all the mating surfaces parallel to the cylinder head mating surface, machining is facilitated and accuracy is improved.
また、請求項7の発明は、請求項1〜6の発明において、吸、排気バルブステム軸Vバンク内に配置したカムシャフトに、吸気カムロブに並べて排気カムを配置したことを特徴とする。
排気カム用カムシャフトを複数の吸気カムシャフトとは別に設け、排気カムをリフト量、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムロブとし、スライドさせることでリフト量、作用角、タイミングを、複数の吸気カムロブと連動又は独立制御にて連続可変すれば最高の性能が得られるが、カムシャフトが3本となりコスト、重量増を招くと共に、吸、排気方向のシリンダヘッド幅が大幅に増加してしまう。
片方の吸気カムシャフトに排気カムを併設することで、排気用のカムシャフトを廃止でき、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできる。排気カムを3次元カムとしリフト量、作用角、タイミングを連続可変することはできないが、平カムとし位相可変することは可能である。According to a seventh aspect of the present invention, in the first to sixth aspects of the present invention, an exhaust cam is disposed on the camshaft disposed in the intake and exhaust valve stem shaft V bank alongside the intake cam lobe.
A camshaft for the exhaust cam is provided separately from the plurality of intake camshafts, and the exhaust cam is a three-dimensional cam lobe formed so that the lift amount, operating angle, and timing are continuously changed on the cam surface inclined in the camshaft axis direction, By sliding it, the maximum performance can be obtained if the lift amount, working angle, and timing are continuously variable by interlocking or independent control with a plurality of intake cam lobes. The cylinder head width in the intake and exhaust directions is greatly increased.
By providing an exhaust cam on one intake camshaft, the exhaust camshaft can be eliminated, the cost and weight can be reduced by reducing the number of iron parts, and the cylinder head width in the intake and exhaust directions can be reduced. The exhaust cam is a three-dimensional cam, and the lift amount, operating angle, and timing cannot be continuously varied, but the phase can be varied by using a flat cam.
また、請求項8の発明は、請求項7の発明において、排気カムを位相可変することを特徴とする。
排気カムの位相可変では排気バルブのタイミングを可変するのみで、リフト量、作用角を可変することはできないが、低出力から高出力間で要求される排気リフトカーブのリフト量、作用角、タイミング差は小さく、特にリフト量、作用角の差は小さいのでタイミングを可変できれば、排気側にも3次元カムを採用した場合に遜色無い性能が得られる。尚、本実施例では吸気3次元カムに対する排気平カムの位相がピンガイドカム溝により決まるので、精度よくしかも応答遅れ零にて可変できると共に、万一カムロブスライド駆動装置が故障してそのスライド位置で止まっても、違うスライド位置にずれたとしても、相対するカムの位相はピンガイドカム溝により設定されているので悪影響を小さく抑えることができる。また、カム溝ゆえ軸方向移動量に対する位相変化量を変化させ曲線、折線状等自在に設定できるので、一部スライド領域で軸方向移動量に対する位相変化量を小さくし位相可変精度を上げたり、吸気3次元カムのタイミングに合わせ排気タイミングを自在に合せることが可能である。The invention of claim 8 is characterized in that, in the invention of claim 7, the phase of the exhaust cam is variable.
With variable exhaust cam phase, only the exhaust valve timing can be changed, and the lift amount and operating angle cannot be changed. However, the lift amount, operating angle, and timing of the exhaust lift curve required between low output and high output are not possible. Since the difference is small, especially the difference in lift amount and working angle is small, if the timing can be varied, performance comparable to that when a three-dimensional cam is adopted also on the exhaust side can be obtained. In this embodiment, the phase of the exhaust flat cam with respect to the intake three-dimensional cam is determined by the pin guide cam groove, so that it can be accurately varied with zero response delay, and if the cam lobe slide drive device breaks down, its slide position Even if it stops at, or even if it shifts to a different slide position, since the phase of the opposing cam is set by the pin guide cam groove, the adverse effect can be reduced. Also, because of the cam groove, the amount of phase change relative to the amount of movement in the axial direction can be changed so that it can be freely set like a curve, a polygonal line, etc. It is possible to freely adjust the exhaust timing according to the timing of the intake three-dimensional cam.
また、請求項9の発明は、請求項7の発明において、吸、排気バルブステム軸Vバンク外側のカムシャフトに配置した、吸気カムロブの軸方向スライド範囲を、Vバンク内のカムシャフトに配置した吸気カムロブより長くしたことを特徴とする。
長くした部分に無リフト域を設けることにより、片側バルブ休止が可能となる。Further, in the ninth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the axial slide range of the intake cam lobe arranged on the camshaft outside the intake and exhaust valve stem shaft V bank is arranged on the camshaft in the V bank. It is characterized by being longer than the intake cam lobe.
By providing a non-lift region in the elongated portion, one-side valve can be stopped.
また、請求項10の発明は、請求項7の発明において、排気カムを並べて配置した側の吸気カムロブにて、カムシャフト軸方向で排気カムより離れた側の吸気バルブをリフトし、Vバンク外側のカムシャフトに配置した吸気カムロブにて、排気カムに近い側の吸気バルブをリフトすることを特徴とする。
ローラスイングアーム(ロッカアーム)のローラフォロワの軸方向位置は、カムロブの軸方向長にスライド長を足したスパンの略中間位置となるので、排気カムの無い側のローラフォロワの軸方向位置に対し、排気カムの有る側のローラフォロワの軸方向位置は排気カムの軸方向長さの約半分だけカムロブ側にずれることになる。故に、排気カムの有る側の吸気カムロブにて、カムシャフト軸方向で排気カムより離れた側つまり吸気カムロブに近い側の吸気バルブをリフトすることで、ローラスイングアーム(ロッカアーム)のバルブリフトアーム部長さを短くでき、同様に排気カムの無い側の吸気カムロブにて、排気カムに近い側の吸気バルブをリフトすることで、ローラスイングアームのバルブリフトアーム部長さを短くでき、往復運動部重量を軽く、剛性を高くすることができる。According to a tenth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the intake cam lobe on the side where the exhaust cams are arranged side by side lifts the intake valve on the side away from the exhaust cam in the camshaft axial direction. The intake cam lob disposed on the camshaft lifts the intake valve on the side close to the exhaust cam.
The axial position of the roller follower of the roller swing arm (rocker arm) is approximately the middle position of the span obtained by adding the slide length to the axial length of the cam lobe, so the axial position of the roller follower on the side without the exhaust cam is The axial position of the roller follower on the side where the exhaust cam is located is shifted to the cam lobe side by about half the axial length of the exhaust cam. Therefore, by lifting the intake valve on the side away from the exhaust cam in the camshaft axial direction, that is, on the side close to the intake cam lobe, with the intake cam lobe on the side with the exhaust cam, the length of the valve lift arm of the roller swing arm (rocker arm) Similarly, by lifting the intake valve on the side close to the exhaust cam with the intake cam lobe on the side without the exhaust cam, the length of the valve lift arm of the roller swing arm can be shortened, and the weight of the reciprocating motion part can be reduced. Light weight and high rigidity.
また、請求項11の発明は、請求項7、9の発明において、一つのアクセルモータにて複数の吸気カムロブをスライドさせるものにおいて、アクセルシャフトスライドアクチュエータ間の駆動力伝達ギヤ列に、減速比(増速比)を設けることで回転数を変え、スライド量を変えることを特徴とする。
スライド量を変える方法には雄ネジシャフトのリードを変える方法もあるが、第1、第2吸気カムロブのスライド長比が、排気量つまりはシリンダ径及び排気カム幅により違ってくるのに対応し、ほんの少しづつリードを変えた雄ネジシャフト及び雌ネジボス部を用意することになり現実的では無い。ギヤ比にて対応することで雄ネジシャフト及び雌ネジボス部を共通化できコスト低減となる。According to an eleventh aspect of the present invention, in the seventh and ninth aspects of the present invention, a plurality of intake cam lobes are slid by a single accelerator motor, and a reduction ratio ( It is characterized in that the number of rotations is changed by providing a speed increasing ratio) and the amount of slide is changed.
There is also a method to change the slide amount of the male threaded shaft as a method of changing the slide amount, but this corresponds to the difference in the slide length ratio of the first and second intake cam lobes depending on the displacement, that is, the cylinder diameter and the exhaust cam width. The male screw shaft and the female screw boss part, in which the lead is changed little by little, are prepared, which is not realistic. By dealing with the gear ratio, the male screw shaft and the female screw boss can be made common and the cost is reduced.
また、請求項12の発明は、請求項2、7、9、11の発明において、吸、排気バルブステム軸Vバンク外側のカムシャフトに配置した吸気カムロブに、零リフト域を形成し片側バルブ休止を可能としたことを特徴とする。
左右バルブにリフト差をつけた場合より、更に流入速度及び旋回流の強さが増すことにより、燃焼速度が速くなり出力、燃費を向上できる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the second, seventh, ninth, and eleventh aspects of the present invention, a zero lift region is formed in the intake cam lobe disposed on the camshaft outside the intake and exhaust valve stem shaft V bank, and the one-side valve is stopped. It is possible to make it possible.
Compared with the case where a lift difference is provided between the left and right valves, the inflow speed and the strength of the swirl flow are further increased, so that the combustion speed is increased and the output and fuel consumption can be improved.
また、請求項13の発明は、請求項1の発明において、カムシャフト毎にカムロブスライド駆動装置を設け、吸気カムロブのスライドをカムシャフト別に独立制御可能としたことを特徴とする。
一般的には、吸入空気の流速が低く旋回流が弱くなりがちな低回転側で、左右の吸気バルブリフト差を大きく設定することで、燃焼速度が速くなり出力、燃費が向上し、吸入空気の流速が高く旋回流が強い高回転側で、左右の吸気バルブリフト差を小さく設定することで、同等出力を得る作用角を狭くできポンピングロスを低減できると共に、吸入抵抗低減による吸入空気量の増加による出力向上が図れる。しかし、同回転でも低トルク側と高トルク側では最高性能を発揮するバルブリフト差は違ってくる。
独立制御しない場合はリフト高により左右の吸気バルブリフト差が決まってしまうが、左右の吸気バルブのリフトを任意に独立制御することで、エンジン回転数、トルクのマップに対し、マップ座標の条件に最適な左右バルブリフト差をつけるマップ制御を実現でき、さらなる出力、燃費の向上が図れる。The invention of
In general, by setting a large difference between the left and right intake valve lifts on the low speed side where the flow rate of intake air is low and the swirl flow tends to be weak, combustion speed increases, output and fuel consumption improve, and intake air By setting the difference between the left and right intake valve lifts to be small on the high rotation side where the flow velocity is high and the swirl flow is strong, the operating angle to obtain the same output can be narrowed and the pumping loss can be reduced. The output can be improved by the increase. However, even in the same rotation, there is a difference in valve lift difference that provides the best performance on the low torque side and the high torque side.
If independent control is not used, the difference between the left and right intake valve lifts is determined by the lift height.However, by independently controlling the left and right intake valve lifts arbitrarily, the map rotation speed and torque maps can be used for map coordinate conditions. Map control that gives the optimal difference between the left and right valve lifts can be realized, further improving output and fuel consumption.
一気筒当り複数の吸気バルブを有し、高さ、作用角、タイミングが連続変化するよう形成され、カムシャフトと一体回転すると共に軸方向に相対移動可能にしたカムロブと、カム面に押圧されてバルブを進退させるローラスイングアーム(ロッカアーム)を備え、アクセル開度及び走行状況に応じバルブのリフト量、作用角、タイミングを無段階に連続可変制御する動弁装置において、ローラフォロワの外周球状接触面とカムロブとの接触角をローラフォロワ幅内に収めつつ、カムロブスライド量に対するバルブリフトの変化量つまりは出力の変化量を、アクセル制御で要求される変化量に収める為にカム山傾斜面角度を大きく設定することに限界があり、一気筒当り複数のカムロブを同一カムシャフトに並べて配置し、複数の吸気バルブを別々にリフトさせることが困難である為、対策として一つのカムロブにて複数の吸気バルブをリフトさせていたものは、ローラフォロワの外周球状接触面とカムロブとの接触ヘルツ応力を許容範囲に収める為に、リフトカーブを緩やかにする為に吸気バルブ開口時間面積が減り、同一時間面積にするには作用角を広げるしかなくその分ポンピングロスが増加していた。また、左右バルブにリフト差をつけることが難しく、任意に左右差をつけたりバルブ休止をすることが非常に困難であった。
本発明によりそれらの問題を解決すると共に、カムシャフト、カム、ローラスイングアーム(ロッカアーム)の配置等を工夫することで、直打DOHC並みのコンパクトなシリンダヘッドにできる。It has a plurality of intake valves per cylinder, is formed so that the height, working angle, and timing change continuously, rotates together with the camshaft and is axially movable, and is pressed against the cam surface Roller swing arm (rocker arm) that moves the valve forward and backward, and in the valve train that continuously and variably controls the valve lift, operating angle, and timing according to the accelerator opening and travel conditions, the outer spherical contact surface of the roller follower In order to keep the amount of change in the valve lift with respect to the cam lobe slide amount, that is, the amount of change in the output within the change amount required by the accelerator control, while keeping the contact angle between the cam lobe and the cam lobe within the roller follower width, There is a limit to setting a large value, and multiple cam lobes per cylinder are arranged on the same camshaft, and multiple intake valves are installed. Because it is difficult to lift each one, as a countermeasure, multiple intake valves are lifted with one cam lobe, so that the contact hertz stress between the outer spherical contact surface of the roller follower and the cam lobe falls within an allowable range. In addition, in order to make the lift curve gentle, the intake valve opening time area is reduced, and in order to make the same time area, the operating angle must be increased, and the pumping loss is increased accordingly. In addition, it is difficult to make a lift difference between the left and right valves, and it is very difficult to arbitrarily make a left / right difference or to stop the valve.
The present invention solves these problems and devise the arrangement of the camshaft, cam, roller swing arm (rocker arm), etc., so that the cylinder head can be made as compact as direct DOHC.
以下、図面により、本発明による動弁装置及びそれを備えた内燃機関の好適な実施形態を説明する。本発明による動弁装置は二輪車や自動車等に搭載される各種ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに適用可能である。Hereinafter, preferred embodiments of a valve gear according to the present invention and an internal combustion engine including the same will be described with reference to the drawings. The valve gear according to the present invention is applicable to various gasoline engines and diesel engines mounted on motorcycles and automobiles.
第一実施形態の動弁装置は請求項1〜12の具体的実施例で、一気筒当り複数の吸気バルブを有するものにおいて、吸気カムシャフトを2本とし、吸気バルブ毎に3次元カムロブ及びローラスイングアーム(ロッカアーム)を設け、カムシャフト軸方向より視て、吸気バルブのバルブステム軸線に対しカムシャフト及びロッカアームシャフトを両側に振り分けて配置すると共に、ロッカアームシャフトをカムシャフトに対しシリンダヘッド合せ面側(下側)に配置し、排気カムを平カムとし、吸、排気バルブステム軸Vバンク内に配置したカムシャフトに、吸気カムロブに並べて同一カムシャフト上に設けると共に、吸気カムロブが最大リフト側にスライドする側に配置したもので、吸気カムシャフトユニット10、吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXと、吸気スイングアームユニット20、吸、排気スイングアームユニット20IN,EXと、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EXとを含む。また、吸、排気バルブステム軸Vバンク外側に配置したカムシャフトと同軸に配置され、アクセル開度及び走行状況に応じ吸気カムロブをスライドさせる第1アクセルシャフトユニット40、吸、排気バルブステム軸Vバンク内に配置したカムシャフトと同軸に配置され、アクセル開度及び走行状況に応じ吸気カムロブをスライドさせると共に排気カム位相を可変する第2アクセルシャフトユニット40IN,EXを含む。(図1−1〜4、7参照)
左右の吸気バルブ毎に吸気カムロブ及びローラスイングアーム(ロッカアーム)を設けることにより、一つの吸気カムロブにより左右の吸気バルブをリフトする場合に比べ、ローラスイングアーム(ロッカアーム)のローラフォロワの外周球状接触面とカムロブの3次元状接触面との接触荷重が約半分になり、平カムと有底円筒タペットによる直打式並みのリフトカーブ(開口時間面積)にでき、同等出力発生時の作用角を狭くできるのでポンピングロスを低減できると共に、吸気カムロブ毎にカムシャフトを設けることにより、同軸上に吸気カムを並べて配置する場合に比べ、吸気カムロブ及びスライド長を長くでき、バルブリフト高により、作用角を大きく変化させたりリフトカーブ頂点の位相を大きくずらしたりしてもカム山傾斜を緩やかにできると共に、カムロブスライド量に対するバルブリフト(開口時間面積)の変化量つまりは出力の変化量を小さくできるので、アクセル制御で制御できる最少単位変化量を小さく設定できより精密な出力制御が可能となる。
また、吸気スイングアーム(ロッカアーム)のアジャストスクリュ軸の上方延長線から、両方の吸気カムシャフトが外れた位置に配置されることにより、ボックスタイプ(内軸のボックス型ドライバにてアジャストスクリュを回し適切なタペットクリアランス位相にて固定しつつ、同軸外側の筒状ボックス型レンチにてナットを締付けロックする)のアジャストスクリュ調整、締付け工具を、吸気カムシャフト又は吸気カムロブの間の空間を通すことができるので、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態で、動弁系部品を再分解することなくタペットクリアランス調整を精密にしかも効率良く実施することができる。
また、ローラスイングアーム(ロッカアーム)の揺動軸部外径の方が、吸気カムロブや排気カムの回転最大外周軌跡より小さいので、吸、排気バルブ軸Vバンク角を狭くでき、コンパクトな燃焼室にできると共に、シリンダ軸に対する吸気ポート傾斜角も小さくでき、吸気効率向上及び吸気タンブル流強化による燃焼効率の向上が図れると共に、シリンダヘッドの吸、排気方向をコンパクトにできる。
また、排気カム用カムシャフトを複数の吸気カムシャフトとは別に設け、排気カムをリフト量、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムロブとし、スライドさせることでリフト量、作用角、タイミングを、複数の吸気カムロブと連動又は独立制御にて連続可変すれば最高の性能が得られるが、カムシャフトが3本となりコスト、重量増を招くと共に、吸、排気方向のシリンダヘッド幅が大幅に増加してしまうが、片方の吸気カムシャフトに排気カムを併設することで、排気用のカムシャフトを廃止でき、鉄系部品の削減によるコスト、重量軽減が図れると共に、吸、排気方向のシリンダヘッド幅を狭くできる。
排気カムを3次元カムとしリフト量、作用角、タイミングを連続可変することはできないが、平カムとし位相可変することは可能である。The valve operating apparatus according to the first embodiment is a specific example of
By providing an intake cam lobe and a roller swing arm (rocker arm) for each left and right intake valve, the outer spherical contact surface of the roller follower of the roller swing arm (rocker arm) compared to when the left and right intake valves are lifted by a single intake cam lobe The contact load between the cam lobe and the three-dimensional contact surface of the cam lobe is approximately halved, and a lift curve (opening time area) similar to that of a direct hitting type using a flat cam and a bottomed cylindrical tappet can be achieved. As a result, pumping loss can be reduced, and by providing a camshaft for each intake cam lobe, the intake cam lobe and slide length can be increased compared to the case where the intake cams are arranged side by side on the same axis, and the valve lift height increases the operating angle. Even if it is changed greatly or the phase of the lift curve apex is greatly shifted, the cam crest slope is relaxed. The amount of change in the valve lift (opening time area) relative to the cam lobe slide amount, that is, the amount of change in output can be reduced, so that the minimum unit change amount that can be controlled by the accelerator control can be set small and more precise output control is possible. It becomes.
In addition, by placing both intake camshafts away from the upper extension line of the adjustment screw shaft of the intake swing arm (rocker arm), the box type (adjustable screw can be turned with the box driver of the inner shaft) The screw can be passed through the space between the intake camshaft or the intake cam lobe by adjusting the adjustment screw and tightening the nut with the cylindrical box type wrench on the outside of the coaxial shaft. Therefore, the tappet clearance adjustment can be carried out precisely and efficiently without reassembling the valve system parts in a state before assembling all the valve system parts and assembling the head cover.
In addition, the outer diameter of the swinging shaft of the roller swing arm (rocker arm) is smaller than the maximum rotation outer peripheral locus of the intake cam lobe and exhaust cam, so the intake and exhaust valve shaft V-bank angle can be narrowed, resulting in a compact combustion chamber. In addition, the intake port inclination angle with respect to the cylinder axis can be reduced, the intake efficiency and the combustion efficiency can be improved by enhancing the intake tumble flow, and the intake and exhaust directions of the cylinder head can be made compact.
In addition, the exhaust cam camshaft is provided separately from the plurality of intake camshafts, and the exhaust cam is a three-dimensional cam lobe formed so that the lift amount, operating angle, and timing continuously change on the cam surface inclined in the camshaft axial direction. The maximum performance can be obtained by sliding, and the lift amount, working angle, and timing can be continuously varied by interlocking or independent control with a plurality of intake cam lobes. However, three camshafts are required, resulting in an increase in cost and weight. At the same time, the cylinder head width in the intake and exhaust directions will increase significantly, but by installing an exhaust cam on one intake camshaft, the exhaust camshaft can be abolished, and the cost of reducing iron parts can be reduced. The weight can be reduced and the cylinder head width in the intake and exhaust directions can be reduced.
The exhaust cam is a three-dimensional cam, and the lift amount, operating angle, and timing cannot be continuously varied, but the phase can be varied by using a flat cam.
吸気カムシャフトユニット10は同軸上に配置された第1アクセルシャフトユニット40と共に、カムシャフト軸に平行方向より視て、吸、排気バルブステム軸Vバンク外側に、吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXは同軸上に配置された第2アクセルシャフトユニット40IN,EXと共に、カムシャフト軸に平行方向より視て、吸、排気バルブステム軸Vバンク内のシリンダ軸中心付近にシリンダヘッド合せ面に平行に配置、それらの軸中心を上、下カムシャフトハウジング2U、2Lの合せ面としている。
(図1−2参照)。
カムシャフト中心穴を油路として使えないので、軸受部の潤滑はロッカアームシャフトの中心穴の油路より下カムシャフトハウジング2Lの油路を経由して各軸受部を潤滑する構造としている。(図1−7、2−5参照)The
(See FIG. 1-2).
Since the camshaft center hole cannot be used as an oil passage, the bearing portion is lubricated from the oil passage in the center hole of the rocker arm shaft through the oil passage of the lower camshaft housing 2L. (See Figures 1-7 and 2-5)
吸気カムシャフトユニット10及び吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXにおいて、吸気カムシャフト11及び吸、排気カムシャフト11IN,EXは下カムシャフトハウジング2L及び上カムシャフトハウジング2Uに回転自在に軸支される。吸気カムシャフト11及び吸、排気カムシャフト11IN,EXには各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて、第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXのキー41−2を軸方向にスライドガイドするキー溝が設けられており、キー41−2を介して第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXに固定された第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INのカムシャフトに対するカムロブの位相を規制しつつ、スライドをガイドしている。
第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INは、高さ、作用角、タイミングがカムシャフト軸方向に傾斜するカム面にて連続変化するよう形成された3次元カムで、スライドするに従ってリフト量、作用角が大きくなると共にタイミングも変化させ得るよう設定されている。故に、図1−1、7の様にスライド方向側のカム山が低くスライド方向反対側になるに従い徐々に高く形成される。スライド方向の反対側で鍔付ピン41−4の鍔と第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12IN端面で、キー41−2の立ち上り部41−2aを軸方向クリアランス無しに挟み込むように第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INの穴に鍔付ピン41−4を圧入し、キー41−2に対する第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INの軸方向ガタを最少限に抑えると共に、位相方向及び径方向には微小のクリアランスを設けている。
尚、基準とする気筒における第1吸気カムロブ12に対する第2吸気カムロブ12INの軸方向位置の微調整は、第1ドリブンギヤ44−4及び第2ドリブンギヤ44IN,EX−4の噛合いをずらすことで行う。例えば、雄ネジシャフト44−1のリードが3mmで第2ドリブンギヤ44IN,EX−4の歯数が30であれば、歯を一つずらす毎に0.1mmづつ段階的に調整できることになり、十分な調整精度である。
まずは基準となる気筒における第1吸気カムロブ12に対する第2吸気カムロブ12INの軸方向位置のずれを最少限に調整した後で、馬蹄形シム25の厚さ調整により各スイングアームの揺動軸方向位置を微調整することで気筒間のリフト高を同調する。(図1−1、2、7、2−5参照)
キーに対しカムロブを径方向、位相方向に微小に動く様にすることで、関係する部品のアライメント誤差を吸収し、カムロブをカムシャフト上でスムーズにスライドさせることが可能になると共に、キー軸方向には動きを最少限とするよう固定することによりリフト量のバタツキを最少限に抑えることができる。In the
The first
Note that fine adjustment of the axial position of the second
First, after adjusting the axial displacement of the second
By making the cam lobe move slightly in the radial direction and phase direction with respect to the key, it is possible to absorb the alignment error of the related parts and to make the cam lobe slide smoothly on the camshaft, and in the key axis direction. By fixing the movement to the minimum, the fluctuation of the lift amount can be suppressed to the minimum.
排気カム12EXは、各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて、第2吸気カムロブ12INが最大リフト側にスライドする側に、回転自在にかつサークリップ13にて軸方向固定にて吸、排気カムシャフト11IN,EXに軸支され、軸穴部にはガイドピン41−8の頭部に回転方向固定にて係合するガイドピン係合溝12EX Gが設けられている。また、排気カム12EXのベースサークル径は第2吸気カムロブ12INのベースサークル径より大きく設定されている。
ガイドピン41−8は吸、排気カムシャフト11IN,EXに回転方向にあけられたピンガイド溝11IN,EX Gにて軸方向固定、遥動回転自在に配置される。
(図1−1、2、7参照)
第2吸気カムロブが最大リフト側にスライドした時の排気カムに近い側の第2吸気カムロブのカム山が低リフト側のカム山となり低い為、第2吸気カムロブが排気スイングアームのカムフォロワアーム部のローラフォロワ軸受ピンボス部とカムシャフト軸方向でオーバーラップしても接触しにくいので、第2吸気カムロブのスライド量をその分大きくとれカム山の傾斜を小さくでき、より精密なリフト制御が可能となる。
また、排気カムのベースサークル径を第2吸気カムロブより大きくすることで、第2吸気カムロブの低リフト側のカム山の高さをより高く設定しても、排気スイングアームのカムフォロワアーム部のローラフォロワ軸受ピンボス部とカムシャフト軸方向でオーバーラップしても接触しにくくでき、またカムフォロワアーム部のローラフォロワ軸受ピンボス部の外形もローラフォロワ径に近づけることが可能となり強度、剛性向上を図れる。The
Guide pins 41-8 are intake, exhaust camshaft 11 IN, pin guide grooves 11 IN drilled in the direction of rotation EX, axially fixed at EX G, it is swinging rotatably disposed.
(See Figures 1-1, 2 and 7)
When the second intake cam lobe slides to the maximum lift side, the cam peak of the second intake cam lobe on the side close to the exhaust cam becomes the low lift side cam peak, so the second intake cam lobe is low on the cam follower arm portion of the exhaust swing arm. Even if it overlaps the roller boss bearing pin boss part in the camshaft axial direction, it is difficult to make contact, so the slide amount of the second intake cam lobe can be increased by that much, and the inclination of the cam crest can be reduced, and more precise lift control becomes possible. .
Further, by setting the base circle diameter of the exhaust cam larger than that of the second intake cam lobe, the cam follower arm roller of the exhaust swing arm can be set even if the cam height on the low lift side of the second intake cam lobe is set higher. Even if it overlaps the follower bearing pin boss part in the camshaft axial direction, it is difficult to make contact, and the outer shape of the roller follower bearing pin boss part of the cam follower arm part can be made closer to the roller follower diameter, so that strength and rigidity can be improved.
吸、排気バルブステム軸Vバンク外側の吸気カムシャフト11に設けた、第1吸気カムロブ12は排気カムが無い分スライド範囲を長くとれるので、排気カムの軸方向幅を略二分した分をカムロブ及びスライド長延長に振分け、延長したカムロブのスライド方向側に無リフト域を形成すると共に、リフト域のカム山も第2吸気カムロブ12INと違った形状とし、第2吸気カムロブ12INのスライド長より延長分だけスライド長が長くなるよう、第1アクセルシャフト41をスライドさせることで、図1−13、14に示すように、左右バルブのリフト量、リフトカーブに差をつけると共に、片側バルブ休止を実現している。
図1−13は横軸に第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INのスライド範囲、縦軸にカム山頂点のリフト高を示している。横軸は各カムロブのスライド範囲に対するスライド量の割合を示すもので、同じ横軸位置での第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INの実スライド量は違うが、同位置でのリフト高は片方の吸気カムロブのカム山頂点のリフト高に対するもう一方の吸気カムロブのカム山頂点のリフト高を示している。罫線1が最少リフト時、罫線6が最大リフト時の各カムロブのカム山頂点のリフト高を示し、罫線2〜5が中間域でのカム山頂点のリフト高を示している。罫線1〜6時のリフトカーブを図1−14に示す。吸気側は実線が右、点線が左吸気バルブのリフトカーブを示す。(図1−1、2、7、2−5参照)
吸入空気の流速が低く旋回流が弱くなりがちな低回転側つまりは低リフト側で左右の吸気バルブリフト差を大きく設定することで燃焼速度が速くなり出力、燃費が向上し、吸入空気の流速が高く旋回流が強い高回転側つまりは高低リフト側で左右の吸気バルブリフト差を小さく設定することで同等出力を得る作用角を狭くできポンピングロスを低減できると共に、吸入抵抗低減による吸入空気量の増加による出力向上が図れる。
更に片側バルブ休止をすることで、左右バルブにリフト差をつけた場合より、より流入速度及び旋回流の強さが増すことにより、燃焼速度が速くなり出力、燃費を向上できる。
ロストモーション式でも、バルブ毎に揺動カムを設けることで気筒左右の吸気バルブのリフト特性に差をつけることは可能だが、回転カムと揺動式の往復カムにてリフトカーブを設定するもの故、最大リフト時のリフトカーブにより中間リフト域のリフトカーブが決まるので自由度が無く、最大リフト時のリフトカーブを左右同じに設定することで最高出力域の吸入量を多くし出力向上を狙うと、中間リフト域の左右バルブのリフト特性を自由にしかも大幅に違えることが不可能に近くなる。例えば、最大リフト時のリフトカーブを左右同じに設定し、中間リフトでリフト差有りで作用角、タイミングを同じにしたり、リフト、開弁タイミング差有りで閉弁タイミングを同時にしたりすることは不可能といえる。バルブ毎に3次元カムを並べて一体に形成したものでも点接触フォロワを採用する必要がある。Since the first
Figure 1-13 is first
Setting a large difference between the left and right intake valve lifts on the low rotation side, that is, the low lift side, where the flow velocity of the intake air is low and the swirl flow tends to be weak, increases the combustion speed and improves the output, fuel consumption, and the flow rate of the intake air High swirl flow and high rotation side, that is, high and low lift side, by setting the left and right intake valve lift difference small, the working angle to obtain the same output can be narrowed and the pumping loss can be reduced, and the intake air amount by reducing the suction resistance The output can be improved by increasing.
Furthermore, by stopping the valve on one side, the inflow speed and the strength of the swirl flow are increased more than when a lift difference is provided between the left and right valves, thereby increasing the combustion speed and improving the output and fuel consumption.
Even in the lost motion type, it is possible to make a difference in the lift characteristics of the intake valves on the left and right of the cylinder by providing a swing cam for each valve, but the lift curve is set by the rotating cam and the swing type reciprocating cam. Because the lift curve in the intermediate lift range is determined by the lift curve at the maximum lift, there is no degree of freedom, and by setting the lift curve at the maximum lift to the same left and right, increasing the intake amount in the maximum output range and aiming to improve output In addition, it becomes almost impossible to freely change the lift characteristics of the left and right valves in the intermediate lift region. For example, it is not possible to set the lift curve for the maximum lift to be the same on the left and right sides, to make the operating angle and timing the same with an intermediate lift with a lift difference, or to simultaneously make the valve closing timing with a lift and valve opening timing difference. It's possible. It is necessary to employ a point contact follower even if three-dimensional cams are arranged side by side for each valve.
吸気カムシャフト11及び吸、排気カムシャフト11IN,EXの一端に吸気ドリブンスプロケット15及び吸、排気ドリブンスプロケット15IN,EXが圧入固着され、ドリブンスプロケット端面とカムシャフトに設けられた鍔部にてカムシャフトハウジングに軸方向固定、回転自在に軸支されている。吸、排気ドリブンスプロケット15IN,EXボス部にはカム位相検出センサ用の突起であるピン67が圧入固定され、位相センサユニット71にて位相を検出しその出力信号にて点火時期を制御している。
吸気ドリブンスプロケット15及び吸、排気ドリブンスプロケット15IN,EXとクランクシャフト(以下図示せず)の一端に形成されるドライブスプロケットとの間にカムチェーンがチェーンガイド、チェーンテンショナ、チェーンアジャスタ等により適正走行するよう巻回装架される。(図1−1、2参照)The intake driven
The cam chain is properly driven by a chain guide, chain tensioner, chain adjuster, etc., between the intake driven
吸気スイングアームユニット20及び吸、排気スイングアームユニット20IN,EXは図1−2に示すように、吸気カムシャフトユニット10及び吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXに対しシリンダヘッド合せ面側(下側)の、カムシャフト軸に平行方向より視て、吸気スイングアームユニット20を吸、排気バルブステム軸Vバンク外側に、吸、排気スイングアームユニット20IN,EXを吸、排気バルブステム軸Vバンク内のシリンダ軸中心付近に揺動軸芯をシリンダヘッド合せ面に平行に配置し、吸気ロッカアームシャフト27及び吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXの軸中心をシリンダヘッド1と下カムシャフトハウジング2Lの合せ面としている。
ロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面とすることで、下カムシャフトハウジング組付けによりロッカアームシャフトを径方向クリアランス無しで締付け可能となり、スイングアームのバタツキが抑えられその分バルブリフト量のバラツキが小さくなるので、より正確な吸気量制御ができる。
また、加工のし易さからシリンダヘッドと下カムシャフトハウジングの合せ面をシリンダヘッドカバー合せ面にすることになるので、シリンダヘッド合せ面に近い側のロッカアームシャフト軸中心をシリンダヘッドカバー合せ面とすることにより、肉厚の金属材料を必要とするシリンダヘッド高を低くでき、シリンダヘッドの小型、軽量化が図れる。
また、全ての合せ面をシリンダヘッド合せ面に平行とすることにより、加工が容易となり精度も向上する。As shown in FIG. 1-2, the intake
By using the rocker arm shaft axis center as the mating surface of the cylinder head and lower camshaft housing, the lower camshaft housing can be assembled without tightening the rocker armshaft without radial clearance, and swinging of the swing arm can be suppressed and the valve lift accordingly. Since the variation in the amount becomes small, more accurate intake air amount control can be performed.
In addition, the cylinder head and the lower camshaft housing mating surface is used as the cylinder head cover mating surface for ease of processing, so the center of the rocker arm shaft near the cylinder head mating surface should be the cylinder head cover mating surface. Thus, the height of the cylinder head that requires a thick metal material can be reduced, and the cylinder head can be reduced in size and weight.
Further, by making all the mating surfaces parallel to the cylinder head mating surface, the processing is facilitated and the accuracy is improved.
第1吸気スイングアーム21は図1−4に示すように、先端部に圧入固着されたピン21−2にニードルベアリング21−3を介して回転自在に軸支され、第1吸気カムロブ12に点接触するローラフォロワ21−4を有するカムフォロワアーム部21aは揺動軸部21cの軸方向中央付近より櫛状に一体形成されており、その片側より排気カムに近い側の吸気バルブユニット30のステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21bを、カムシャフト軸に直角方向より視て、L字状に突出した様に一体形成し、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21dを設けると共に、カムシャフト軸に平行に配置された吸気ロッカアームシャフト27に揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアームで、吸気ロッカアームシャフト27の軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図1−2、4参照)
同様に、第2吸気スイングアーム21INは図1−5に示すように、先端部に圧入固着されたピン21IN−2にニードルベアリング21IN−3を介して回転自在に軸支され、第2吸気カムロブ12INに点接触するローラフォロワ21IN−4を有するカムフォロワアーム部21IN aは、軸方向で左右に分割して設け連結アーム21IN fで連結した揺動軸部21IN cR、21IN cL、より櫛状に一体形成されており、その片方より延長する様に、カムシャフト軸に直角方向より視て、排気カムより離れた側の吸気バルブユニット30のステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21IN bを、カムシャフト軸に平行方向より視て、T字状に一体形成し、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21IN dを設けると共に、カムシャフト軸に平行に配置された吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXに揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアーム(ロッカアーム)で、吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXの軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。
第1吸気スイングアーム21は、カムシャフト軸に平行方向より視て、遥動軸部とバルブ押圧部との間のバルブリフトアーム部に、カムロブに接触するローラフォロワの軸部が配置されており、たとえバルブリフトアーム比を1に近づけようと、遥動軸部をカムシャフト軸回りに回転させバルブステム軸に近づけても、ローラフォロワの軸部がバルブ押圧部に重なる位置にずれるのみで、完全なスイングアーム式と言えるが、第2吸気スイングアーム21INは、カムロブに接触するローラフォロワの軸部がバルブリフトアーム部から少し離れT字状のアームとなっている。本実施例では、バルブリフトアーム比を約1.5としている為に、カムシャフト軸に平行方向より視て、ローラフォロワの軸部がバルブリフトアーム部に近くなり、バルブリフトアーム部からカムフォロワアーム部を延長しT字状のアームとしているが、バルブリフトアーム比を1に近づけようとすると、遥動軸部をカムシャフト軸回りに回転させバルブステム軸に近づけることになり、ローラフォロワの軸部とバルブ押圧部が離れるので、各アームを遥動軸部から別々にV字状に延長した形状となり、天秤状の完全なロッカアームと言えるものではないが、ローラフォロワの軸部とバルブ押圧部の間に遥動軸部があるロッカアーム式の変形と言えるものになるので、ローラスイングアーム(ロッカアーム)と記述する。
(図1−2、3参照)
ローラスイングアーム(ロッカアーム)のローラフォロワの軸方向位置は、カムロブの軸方向長にスライド長を足したスパンの略中間位置となるので、排気カムの無い側のローラフォロワの軸方向位置に対し、排気カムの有る側のローラフォロワの軸方向位置は排気カムの軸方向長さの約半分だけカムロブ側にずれることになる。故に、排気カムの有る側の吸気カムロブにて、カムシャフト軸方向で排気カムより離れた側つまり吸気カムロブに近い側の吸気バルブをリフトすることで、ローラスイングアーム(ロッカアーム)のバルブリフトアーム部長さを短くでき、同様に排気カムの無い側の吸気カムロブにて、排気カムに近い側の吸気バルブをリフトすることで、ローラスイングアームのバルブリフトアーム部長さを短くでき、往復運動部重量を軽く、剛性を高くすることができる。
また、第2吸気スイングアームにおいて、バルブをリフトするスイングアーム揺動軸部二ヶ所を長いスパンにできるので、バタツキが抑えられ3次元カムとローラフォロワとの接触位置の変動及びバルブリフトカーブのバタツキを小さくでき、開口時間面積のバラツキを小さくできる。特に吸気側はバルブのリフト量にて吸気量を制御し出力を制御するのでリフト量(開口時間面積)のバラツキを小さく抑えることが必須条件となる。As shown in FIG. 1-4, the first
Similarly, as shown in FIG. 1-5, the second intake swing arm 21IN is rotatably supported by a
The first
(See Figures 1-2 and 3)
The axial position of the roller follower of the roller swing arm (rocker arm) is approximately the middle position of the span obtained by adding the slide length to the axial length of the cam lobe, so the axial position of the roller follower on the side without the exhaust cam is The axial position of the roller follower on the side where the exhaust cam is located is shifted to the cam lobe side by about half the axial length of the exhaust cam. Therefore, by lifting the intake valve on the side away from the exhaust cam in the camshaft axial direction, that is, on the side close to the intake cam lobe, with the intake cam lobe on the side with the exhaust cam, the length of the valve lift arm of the roller swing arm (rocker arm) Similarly, by lifting the intake valve on the side close to the exhaust cam with the intake cam lobe on the side without the exhaust cam, the length of the valve lift arm of the roller swing arm can be shortened, and the weight of the reciprocating motion part can be reduced. Light weight and high rigidity.
Further, in the second intake swing arm, the two swing arm swinging shafts for lifting the valve can have a long span, so that the flutter is suppressed and the fluctuation of the contact position between the three-dimensional cam and the roller follower and the flutter of the valve lift curve are suppressed. And the variation in opening time area can be reduced. In particular, on the intake side, the intake amount is controlled by the lift amount of the valve and the output is controlled. Therefore, it is an essential condition to suppress variations in the lift amount (opening time area).
ローラフォロワ21−4及び21IN−4外周断面形状は、無リフト時に発生するフレッティングコロージョン対策が必要で、最大外径部を最大Rとし、Rはカムシャフトユニットとスイング(ロッカ)アームユニットのアライメント誤差を吸収できる最大Rに設定され、カム山高さ及び作用角が増加する軸方向でRを2次曲線にて外径を小さくした樽形としている。(図1−15参照)
本実施例では、最大R部(無リフト時のカムベースサークル円筒面接触部)幅Lの両端部A’、B’点での最大外径からの落ち量dを下記計算式にて計算し、最大R部幅Lの中央Cを最大外径としA’、B’、C点を結んだRを最大Rに設定、B’点のローラフォロワ軸中心を中心とし最大外径の1/2を半径としたR’上のカム山最大傾斜角α接触点D(リフト時の接触端)に向けて2次曲線で繋げた形状としている。
(図1−15の実線)
d=(カムロブの軸穴に対するベースサークル円筒面の軸方向倒れ+カムシャフトとロッカアームシャフトの曲がりを含めた平行誤差+ローラスイングアーム(ロッカアーム)の揺動軸穴に対するローラフォロワの軸方向倒れ)の最大値を幅Lに換算した値例えば( )内のアライメント誤差合計が100mmスパンで0.1mmで最大R部幅Lを2mmとするとdは0.002mmとなり最大Rは250mmとなる。
3次元カムに点接触するローラフォロワを採用することで、無リフト時の接触Rが小さいと、クリアランスによりカムとローラフォロワ接触部に微振動叩かれによるフレッティングコロージョン摩耗が発生し、形状変化によるリフト量変動、タペットクリアランス増加による騒音増大を招く問題があり、対策として図1−15の二点鎖線の様に球状外周面の横に円筒面を繋げて設け無リフト時には円筒面にてカムとローラフォロワが線接触することで面圧を下げフレッティングコロージョン摩耗を防止する方法が既に開示されているが、ローラフォロワ両側に延長したアーム先端部で左右バルブを進退させるものは、天秤機能のあるアーム両端を左右のバルブスプリング反力でカムとローラフォロワ円筒面を押し付けることにより、カムとローラフォロワ円筒面を沿わせる力が働きアライメント誤差を吸収するので円筒面を設けた効果がでるが、スイングアーム式とするとアライメントが固定されアライメント誤差を吸収する機能が殆ど無いので、誤差により図1−15の円筒面の両端A、B点でしか当たらず点接触となって摩耗量が多くなり、特にB点の摩耗はバルブリフト量の変動原因となるので対策が必要となる。(各軸受部クリアランス及びニードルベアリングのクラウニングはアライメント誤差を吸収するが効果は小さい)本案を採用することで、アライメント誤差を吸収できるが、全域点接触となり無リフト時に線接触とならない。
しかし、Rが大きく線接触に近い面圧に出来るので、無リフト時のフレッティングコロージョン摩耗を防止できると共に、B点の曲率変化も小さくできるのでB点の摩耗も防止できる。Roller followers 21-4 and 21 IN -4 have an outer cross-sectional shape that requires countermeasures against fretting corrosion that occurs when there is no lift. The maximum outer diameter is R, where R is the camshaft unit and swing (rocker) arm unit. It is set to the maximum R that can absorb the alignment error, and in the axial direction in which the cam peak height and the working angle increase, R is a barrel shape having a small outer diameter with a quadratic curve. (See Figure 1-15)
In this embodiment, the drop amount d from the maximum outer diameter at both ends A ′ and B ′ of the maximum R portion (cam base circle cylindrical surface contact portion when there is no lift) width L is calculated by the following formula. The center C of the maximum R section width L is the maximum outer diameter, the R connecting the points A ′, B ′ and C is set to the maximum R, and the center of the roller follower shaft at the point B ′ is the center of the maximum outer diameter. Is a shape connected by a quadratic curve toward the contact point D (the contact end during lift) on the cam mountain maximum inclination angle α on R ′.
(Solid line in Fig. 1-15)
d = (Axis direction tilt of the base circle cylindrical surface with respect to the shaft hole of the cam lobe + Parallel error including bending of the cam shaft and rocker arm shaft + Axis direction tilt of the roller follower with respect to the swing shaft hole of the roller swing arm (rocker arm)) A value obtained by converting the maximum value into a width L, for example, if the total alignment error in () is 100 mm span and 0.1 mm and the maximum R portion width L is 2 mm, d is 0.002 mm and the maximum R is 250 mm.
By adopting a roller follower that makes point contact with the three-dimensional cam, if the contact R when there is no lift is small, fretting corrosion wear due to slight vibration hitting the cam and the roller follower contact portion occurs due to clearance, and due to shape change There is a problem that increases the amount of lift and noise caused by an increase in tappet clearance. As a countermeasure, a cylindrical surface is connected to the side of the spherical outer surface as shown by the two-dot chain line in Fig. 1-15. A method for reducing fretting corrosion wear by reducing the surface pressure by linear contact of the roller follower has already been disclosed, but the one that moves the left and right valves at the arm tip extended on both sides of the roller follower has a balance function. By pressing the cam and the roller follower cylindrical surface with the left and right valve spring reaction forces on both ends of the arm, The force that follows the cylindrical surface of the Lafollower acts and absorbs the alignment error, so the effect of providing the cylindrical surface is produced. However, if the swing arm type is used, the alignment is fixed and there is almost no function to absorb the alignment error. Since it hits only at both ends A and B of the 15 cylindrical surface and becomes point contact, the amount of wear increases. In particular, wear at point B causes fluctuations in the valve lift amount, so a countermeasure is required. (Each bearing clearance and needle bearing crowning absorbs alignment errors, but the effect is small.) By adopting this plan, alignment errors can be absorbed, but they are all-point contact and not line contact when there is no lift.
However, since the surface pressure can be made close to line contact with a large R, fretting corrosion wear when there is no lift can be prevented, and the change in curvature at the B point can be reduced, so that wear at the B point can also be prevented.
排気スイングアーム21EXは図1−6に示す様に、先端部に圧入固着されたピン21EX−2にニードルベアリング21EX−3を介して回転自在に軸支され、排気カム12EXに線接触するローラフォロワ21EX−4を有するカムフォロワアーム部21EX aと、排気バルブユニット30EXのステム頂部をアジャストスクリュ22を介し押圧しバルブを進退させるバルブリフトアーム部21EX bを、カムシャフト軸に平行方向より視て、T字状に一体形成すると共に、カムシャフト軸に平行に配置された吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXに揺動自在に軸支した所謂ローラスイングアーム(ロッカアーム)で、吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXの軸中心はバルブ軸方向でステム頂面の略ストローク範囲内に配置されている。(図1−2参照)
バルブリフトアーム部21EX bは軸方向で左右に分割して設けられた揺動軸部21EX cR、21EX cLより、揺動軸方向左右バルブ軸付近で櫛状に形成されており(右バルブリフトアーム部21EX bRと左バルブリフトアーム部21EX bLの二本)、バルブステム軸付近の先端部にアジャストスクリュボス21EXdを設け連結アーム21Exe、21EXfにて連結し、ロの字状アームとしている。(図1−3、6参照)
排気スイングアーム21EXの右揺動軸部21EX cRは第2吸気スイングアーム21INの揺動軸部21IN cR、21IN cL間に配置されている。
分割した揺動軸部の間に他のスイングアームの片方の揺動軸部を配置することにより、二つのスイングアーム組付時の揺動軸部総幅は一方のスイングアームの片方の揺動軸部幅と、他のスイングアームの二つの揺動軸部の外側側面部の幅を足したものとなるので、揺動軸部間のピツチ交差の影響を受けずにシム調でき、スイングアームの揺動軸方向のバタツキを最少に抑えることができる。As shown in FIG. 1-6, the
The valve lift arm portion 21 EX b is formed in a comb shape near the left and right valve shafts in the swing axis direction from the
The right
By arranging one swinging shaft part of the other swing arm between the split swinging shaft parts, the total swinging shaft part width when assembling the two swing arms is one swing arm swinging Since the width of the shaft and the width of the outer side surface of the two swing shafts of the other swing arm are added, the shim can be adjusted without being affected by the pitch crossing between the swing shafts. The flutter in the swing axis direction can be minimized.
第1吸気スイングアーム21及び第2吸気スイングアーム21INと排気スイングアーム21EXの揺動軸方向の位置固定は、第1吸気スイングアーム21では揺動軸部21C両端に、第2吸気スイングアーム21INと排気スイングアーム21EXでは排気スイングアーム左揺動軸部21EX cLと第2気スイングアーム右揺動軸部21IN cRの両外側に、スラストワッシャ24その両外側に馬蹄形シム25、吸気ロッカアームシャフト27又は吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXのサークリップ溝に係止したサークリップ26又は吸気ロッカアームシャフト27、吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXの段付部27a、27IN,EX aを配置し、馬蹄形シム25の厚さを調整することで揺動軸部の軸方向クリアランスを調整すると共に、第1吸気スイングアーム21及び第2吸気スイングアーム21INの揺動軸方向位置を調整することにより、各気筒間のリフト高を同調する。
馬蹄形シム25は一部に凹部25aを設け、凹部25aに係止片51の先端突起51aを臨ませボルト51−2にて係止片51を固定しシムの抜け、回転を防止している。サークリップ26はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けたサークリップ位相決めボス1−5、2LR−2、2LC−2び係止片先端突起51aにて位相を決めカムロブ、アクセルフォークガイドベアリングとの接触を防止している。
尚、係止片51は使用場所により形状、寸法が異なるが同一記号としている。
(図1−3、4、8、9参照)
バルブリフタとしてローラスイングアーム(ロッカアーム)を採用することにより、剛性、往復運動部重量面では直打式より少し不利となるが、レバー比分カム山が低くなり傾斜が弱くなるので作用角変化量を大きくとれると共に、バルブ軸上側からカムがずれるのでタペットクリアランス調整がし易くなる利点がある。
しかし、ローラスイングアーム(ロッカアーム)とすることでレバー比分リフト量のバラツキが大きくなるので、揺動軸の軸方向クリアランスを出来る限り小さく抑える必要がある。クリアランス調整はシム調にて行うのが現実的で、段階的なクリアランス調整となってしまうが、カム山傾斜角が小さく軸方向の変位の1/4前後のリフト差で段階的に変わるので、シム調を0.01mm差で行えばリフト量は2.5μ前後で調整可能で、軸方向クリアランスも0.02mm程度にすればリフト量のバラツキは5μ前後に抑えることができ、ミクロンオーダーでのリフト量調整(同調)を可能とするものである。
シムを馬蹄形とすることで、ロッカアームシャフトにローラスイングアーム(ロッカアーム)を組付けた状態で挿入可能となるので、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。
また、揺動軸の揺動軸方向の位置固定を、第2気スイングアームの両揺動軸外側面と排気スイングアームの片側揺動軸部を突き合せ隙間を無くした状態でシム調することにより、双方の軸方向ガタツキを最少に抑えられる。吸気側リフトのバラツキを抑えることができことにより、精密な出力制御が可能となる。The position of the first
The horseshoe-shaped
The locking
(See Figures 1-3, 4, 8, and 9)
Adopting a roller swing arm (rocker arm) as a valve lifter is slightly disadvantageous in terms of rigidity and reciprocating part weight in comparison with the direct hitting type. However, the cam angle is lowered and the inclination is weakened by the lever ratio. In addition, the cam is displaced from the upper side of the valve shaft, so that the tappet clearance can be easily adjusted.
However, since the variation of the lift amount corresponding to the lever ratio is increased by using the roller swing arm (rocker arm), it is necessary to keep the axial clearance of the swing shaft as small as possible. It is realistic to adjust the clearance in a shim-like manner, and it will be a stepwise clearance adjustment, but the cam mountain inclination angle is small and changes stepwise by a lift difference of about 1/4 of the axial displacement. If the shim tone is 0.01mm difference, the lift amount can be adjusted around 2.5μ. If the axial clearance is about 0.02mm, the variation in the lift amount can be suppressed to around 5μ. The lift amount can be adjusted (tuned).
By making the shim into a horseshoe shape, it can be inserted with the roller swing arm (rocker arm) assembled to the rocker arm shaft. After assembling the cylinder head to the cylinder, assemble all valve parts and assemble the head cover. By the previous state, tuning (cylinder lift amount adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve operating system parts.
Also, the position of the swing shaft in the swing shaft direction is fixed by shim adjustment with the two swing shaft outer surfaces of the second air swing arm and the one swing shaft portion of the exhaust swing arm butted away from each other. Thus, the backlash in both axial directions can be minimized. Precise output control becomes possible by suppressing variations in the intake side lift.
吸気ロッカアームシャフト27及び吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXはシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けられた軸受穴に径方向クリアランス無しに挟み込み締付けされ、第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44及び第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44IN,EXのハウジング44−7取付付近に設けた段付部27a及び27IN,EX aとベベル形サークリップ28にて軸方向クリアランス無しでシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに組付けられている。(図1−2、3、4参照)
また、吸気ロッカアームシャフト27及び吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXは中空構造とし、両端をプラグ27−2にて栓をし潤滑油路を形成、シリンダヘッド、カムシャフトハウジングに形成された潤滑油路を通り供給されるオイルにて、吸気カムシャフト11及び吸、排気カムシャフト11IN,EX軸受部、第1吸気スイングアーム21の揺動軸部21c及び第2吸気スイングアーム21INの揺動軸部21IN c及び排気スイングアーム21EXの揺動軸部21EXcを潤滑すると共に、ニードルベアリング21−3、21IN−3、21EX−3及びカム山部、ローラフォロワ21−4、21IN−4、21EX−4にオイルジェット噴射潤滑している。
(図1−3、4、7、2−5参照)The intake
The intake
(See Figures 1-3, 4, 7, 2-5)
吸気バルブユニット30は、図1−2に示すように、吸気バルブステム31Ra、31Laが吸気バルブガイド1−3R、1−3Lによってガイドされる二つの吸気バルブ31R、31Lを備える。
吸気バルブ31R、31Lがリフトすることにより、吸気ポート1INを介してエアクリーナ、インテークパイプ(図示せず)から導かれ主にバルブリフト量により流量を制御された空気と、吸気通路または燃焼室にインジェクタ(図示せず)から噴霧される燃料との混合気が各気筒に導入される。As shown in FIG. 1-2, the
When the
吸気バルブ31R、31Lはバルブステム31Ra、31Laの頂部付近のコッタ溝に係止した円錐状二つ割りコッタ33に、筒部内側にコッタに係合するテーパ部を有し鍔部下面には円筒状ガイド34aを設けたリテーナ34を係合し、シリンダヘッド1のバルブガイド1−3R、1−3L圧入部上側のバルブスプリングシート38との間に円筒状ガイド34a及びバルブスプリングシート38の円筒状ガイド38aによりガイドされるコイルスプリングのバルブスプリング39が収められ、シリンダヘッド1に進退自在に組付けられている。(図1−2参照)The
尚、排気バルブユニット30EXは、吸気バルブユニット30と基本構成が同様であり、説明は省略する。但し、排気バルブ31EXの具体的な諸元については吸気バルブ31R、31Lと異なる。
この場合、シリンダ内の燃焼ガスは排気ポート1EXを介して、排気管(図示せず)を通って排出される。The
In this case, the combustion gas in the cylinder is exhausted through an exhaust pipe (not shown) via the
第1アクセルシャフトユニット40及び第2アクセルシャフトユニット40IN,EXは吸気カムシャフトユニット10及び吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXの中心穴に配置され軸方向にスライド可能に支持されている。
第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXには、各気筒毎に各気筒の点火時期に対応した位相にて彫られたキー溝に、キー41−2が挿入されボルト41−3にて固定されている。キー41−2を介して第1アクセルシャフト41に固定された第1吸気カムロブ12及び第2アクセルシャフト41IN,EXに固定された第2吸気カムロブ12INが、吸気カムシャフト11及び吸、排気カムシャフト11IN,EXに設けられたキー41−2を軸方向にスライドガイドするキー溝により、キー41−2がガイドされカムシャフトに対する位相を規制されつつ、スライドする。
第2アクセルシャフト41IN,EXの排気カム12EX側には、ガイドピン41−8をガイドローラ41−9を介して第2アクセルシャフト41IN,EXのスライドにより位相を可変するピンガイドカム溝41IN,EX Gが彫られており、カム溝とすることによりアクセルシャフトスライド量(ピンガイドカム溝の軸方向移動量)に対する位相変化量を折線状や曲線状等自在に変化させることができる。(図1−1、2、7、12、2−5参照)
排気カムの位相可変では排気バルブのタイミングを可変するのみで、リフト量、作用角を可変することはできないが、低出力から高出力間で要求される排気リフトカーブのリフト量、作用角、タイミング差は小さく、特にリフト量、作用角の差は小さいのでタイミングを可変できれば、排気側にも3次元カムを採用した場合に遜色無い性能が得られる。尚、本実施例では吸気3次元カムに対する排気平カムの位相がピンガイドカム溝により決まるので、精度よくしかも応答遅れ零にて可変できると共に、万一カムロブスライド駆動装置が故障してそのスライド位置で止まっても、違うスライド位置にずれたとしても、相対するカムの位相はピンガイドカム溝により設定されているので悪影響を小さく抑えることができる。また、カム溝ゆえ軸方向移動量に対する位相変化量を変化させ曲線、折線状等自在に設定できるので、一部スライド領域で軸方向移動量に対する位相変化量を小さくし位相可変精度を上げたり、吸気3次元カムのタイミングに合わせ排気タイミングを自在に合せることが可能である。
本例では、アクセルシャフトをスライドさせる前(吸気低リフト側)は排気カムを位相可変しない場合(点線)に対し吸、排気オーバーラップを小さく設定し(実線)、スライドさせた高リフト側でオーバーラップを大きく設定(一点鎖線)している。尚、中間リフト領域はピンガイドカム溝41IN,EX Gを各吸気リフトカーブに最適なオーバーラップとなる形状(図1−12参照)としている。図1−1及び図1−12の右図のピンガイドカム溝41IN,EX G形状が図1−14の排気リフトカーブのもので、左図の様なピンガイドカム溝41IN,EX G形状にすれば、中リフト域で図1−14の排気リフトカーブの実線リフトカーブよりさらに進角し、オーバーラップを小さくできる。
(図1−13、14参照)
また、第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXの片端の段付軸部にはベアリング41−5が挿入されベベル形サークリップ41−6にてインナレースを軸方向ガタ無く固定されている。
ベアリング41−5のアウタレースには、第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44及び第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44IN,EXの雄ネジシャフト44−1に圧入固定され、雄ネジシャフト44−1の回転を規制しつつスライドをガイドする第1ジョイントブラケット44−2及び第2ジョイントブラケット44IN,EX−2が圧入固定されている。第2ジョイントブラケット44IN,EX−2にはアクセルシャフトスライドセンサ72の検出アーム73先端を係合する溝が設けられており、第2アクセルシャフト41IN,EXのスライド量を検出アーム73の位相変化により検出しアクセルモータ45を制御している。
(図1−1、2、7、10参照)
第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXのスライド範囲が同じであれば、第1ジョイントブラケット44−2及び第2ジョイントブラケット44IN,EX−2を一体とし、その中央付近に一つのアクセルシャフトスライドアクチュエータユニットを設けアクセルモータ45にてスライド制御可能となるが、第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EXのスライド範囲を違える為に、二つのアクセルシャフトスライドアクチュエータユニットを設けている。The first
In the
On the
With variable exhaust cam phase, only the exhaust valve timing can be changed, and the lift amount and operating angle cannot be changed. However, the lift amount, operating angle, and timing of the exhaust lift curve required between low output and high output are not possible. Since the difference is small, especially the difference in lift amount and working angle is small, if the timing can be varied, performance comparable to that when a three-dimensional cam is adopted also on the exhaust side can be obtained. In this embodiment, the phase of the exhaust flat cam with respect to the intake three-dimensional cam is determined by the pin guide cam groove, so that it can be accurately varied with zero response delay, and if the cam lobe slide drive device breaks down, its slide position Even if it stops at, or even if it shifts to a different slide position, since the phase of the opposing cam is set by the pin guide cam groove, the adverse effect can be reduced. Also, because of the cam groove, the amount of phase change relative to the amount of movement in the axial direction can be changed so that it can be freely set like a curve, a polygonal line, etc. It is possible to freely adjust the exhaust timing according to the timing of the intake three-dimensional cam.
In this example, before the accelerator shaft is slid (intake low lift side), the intake and exhaust overlaps are set smaller (solid line) than when the exhaust cam is not phase-shifted (dotted line), and it is over on the slid high lift side. The lap is set large (dashed line). In the intermediate lift region, the pin
(See Figures 1-13 and 14)
Further, a bearing 41-5 is inserted into the stepped shaft portion at one end of the
The outer race of the bearing 41-5 is press-fitted and fixed to the male screw shaft 44-1 of the first accelerator shaft
(See Figures 1-1, 2, 7, and 10)
If the sliding range of the
第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44及び第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44IN,EXはハウジング44−7にてシリンダヘッド1に固定され、雌ネジボス部44−3にキー44−5及びサークリップ44−6にて第1ドリブンギヤ44−4及び第2ドリブンギヤ44IN,EX−4が固定されている。雌ネジボス部44−3はベアリング44−8a、44−8bにて回転自在に軸支されており、ベアリング44−8aは雌ネジボス部44−3に圧入されると共にハウジング44−7の段付部とベベル形サークリップ44−9にて軸方向隙間無しにてハウジング44−7に固定されると共に、4点接触ベアリングとすることで雌ネジボス部44−3の軸方向ガタを最少限に抑えている。ハウジング44−7は二つ割り式でノックピン44−7Kにて位置決めされボルト44−7Bにてシリンダヘッド1に固定されている。尚、本実施例ではメカロス低減を図る為ボールネジ式としているが、台形ネジを採用しても良い。
第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44及び第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44IN,EXの連動は、アクセルシャフトアイドルギヤ46iを介してアクセルモータ45の駆動力を第2ドリブンギヤ44IN,EX−4から第1ドリブンギヤ44−4に、第1吸気カムロブと第2吸気カムロブのスライド範囲の長さに反比例した増速比(アクセルモータ45が第2ドリブンギヤ44IN,EX−4側に配置されている為、第1吸気カムロブのスライド範囲を排気カムのある第2吸気カムロブより長くする分、回転を上げる必要があり第2ドリブンギヤに対し増速となる。アクセルモータ45を第1ドリブンギヤ44−4側に配置する場合第2ドリブンギヤは第1ドリブンギヤに対し減速となる。)
アクセルシャフトアイドルギヤ46iは、ハウジング44−7の二つ割り合せ面を軸芯とし隙間零で固定されるアクセルシャフトアイドルギヤシャフト47iに、保持器付ニードルベアリング48iを介して軸方向固定、回転自在に軸支されている。
第1ドリブンギヤ44−4及び第2ドリブンギヤ44IN,EX−4の歯数を増やし、直接噛み合わせればアクセルシャフトアイドルギヤ46i及び関係部品を廃止できるが、雄ネジシャフト44−1及び雌ネジボス部44−3を共通使用すると、第1アクセルシャフト41のスライド方向が第2アクセルシャフト41IN,EXの逆方向になる。第1吸気カムロブ12を位相方向で反転させた形状にすると共に、軸方向で反転させ排気カム側に配置すれば対応できコスト低減できるが、ギヤの回転イナーシャが増しアクセルシャフトユニット関係のスライド応答速度が低下するので、本実施例ではアイドルギヤを設けることでイナーシャの低減を図り応答速度を向上させている。
シリンダヘッド1に固定されたアクセルモータ45の出力軸にスプライン及びサークリップ45−3にて固定されたドライブギヤ45−2が吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EX軸上の保持器付ニードルベアリング48に回転自在に軸支されたアクセルモータアイドルギヤ46を介し、第2ドリブンギヤ44IN,EX−4に噛合いアクセル開度や走行状況に対応したアクセルモータ45の出力軸の回転が第1アクセルシャフト41及び第2アクセルシャフト41IN,EX、つまりは第1吸気カムロブ12及び第2吸気カムロブ12INのスライド運動に変換される。(図1−1、7、11参照)
尚、カムロブスライド駆動装置とは第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44及び第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット44IN,EXとアクセルモータ45を合せたものである。The first accelerator shaft
When the first accelerator shaft
The accelerator shaft idle gear 46i is fixed to the accelerator shaft idle gear shaft 47i, which is fixed with zero gap with the two split surfaces of the housing 44-7 as an axis, and is axially fixed and rotatable via a needle bearing 48i with a cage. It is supported.
If the number of teeth of the first driven gear 44-4 and the second driven
A drive gear 45-2 fixed by a spline and a circlip 45-3 sucks into an output shaft of an
The cam lobe slide drive device is a combination of the first accelerator shaft
シリンダヘッド1及びシリンダヘッドカバー3にあけられた穴に、点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)81を挿入し、Oリング82にて液封することで点火プラグホール(インジェクタホール)1IGを形成し、排気バルブユニット30EX側に排気バルブ軸に略平行に、排気スイングアーム21EXのロの字状に形成されたバルブリフトアームの中に配置されている。(図1−1、2参照)An ignition plug hole tube (injector hole tube) 81 is inserted into a hole formed in the
第二実施形態の動弁装置は請求項13の具体的実施例で、第一実施形態の動弁装置が複数のアクセルシャフトを一つのアクセルモータにて連動させてスライド制御するのに対し、アクセルシャフト毎にアクセルモータを設け独立スライド制御するもので、吸気カムシャフトユニット10、吸、排気カムシャフトユニット10IN,EXと、吸気スイングアームユニット20、吸、排気スイングアームユニット20IN,EXと、吸気バルブユニット30、排気バルブユニット30EX、第2アクセルシャフトユニット40IN,EXは第一実施形態と同様故説明を省略し、アクセルモータを追加する第1アクセルシャフトユニット40について、第一実施形態に対する変更内容について説明する。The valve operating apparatus of the second embodiment is a specific example of
第1アクセルシャフトユニット40において、アクセルモータ追加部分以外の第一実施形態に対する変更点は、第1ジョイントブラケット44−2に第1アクセルシャフトスライドセンサ72INの第1検出アーム73IN先端を係合する溝が追加され、第1アクセルシャフト41のスライド量を第1検出アーム73INの位相変化により検出しアクセルモータ45を制御すると共に、アクセルシャフトアイドルギヤ46iを廃止し、第1ドリブンギヤ44−4を第2ドリブンギヤ44IN,EX−4と共通としている。
尚、アクセルモータ45及びアクセルモータアイドルギヤ46関係は第一実施形態と同様故説明は省略する。
第1検出アーム73INは、第1アクセルシャフト41が第2アクセルシャフト41IN,EXに対しスライド範囲が延長された分、第2検出アーム73よりアーム長を長くし第1アクセルシャフトスライドセンサ72INの有効検知範囲を最大限利用しつつ許容検知範囲に収めることで、精密、正確なスライド制御を図っている。
第1アクセルシャフトスライドセンサ72INは第2アクセルシャフトスライドセンサ72の検知回転方向を逆にしたものである。但し、検知する値を制御ソフトにより逆に読むようにすれば共通化できる。(図2−1〜5参照)
一般的には、吸入空気の流速が低く旋回流が弱くなりがちな低回転側で、左右の吸気バルブリフト差を大きく設定することで、燃焼速度が速くなり出力、燃費が向上し、吸入空気の流速が高く旋回流が強い高回転側で、左右の吸気バルブリフト差を小さく設定することで、同等出力を得る作用角を狭くできポンピングロスを低減できると共に、吸入抵抗低減による吸入空気量の増加による出力向上が図れる。しかし、同回転でも低トルク側と高トルク側では最高性能を発揮するバルブリフト差は違ってくる。
独立制御しない場合はリフト高により左右の吸気バルブリフト差が決まってしまうが、左右の吸気バルブのリフトを任意に独立制御することで、エンジン回転数、トルクのマップに対し、マップ座標の条件に最適な左右バルブリフト差をつけるマップ制御を実現でき、さらなる出力、燃費の向上が図れる。In the first
The relationship between the
The
The first accelerator
In general, by setting a large difference between the left and right intake valve lifts on the low speed side where the flow rate of intake air is low and the swirl flow tends to be weak, combustion speed increases, output and fuel consumption improve, and intake air By setting the difference between the left and right intake valve lifts to be small on the high rotation side where the flow velocity is high and the swirl flow is strong, the operating angle to obtain the same output can be narrowed and the pumping loss can be reduced. The output can be improved by the increase. However, even in the same rotation, there is a difference in valve lift difference that provides the best performance on the low torque side and the high torque side.
If independent control is not used, the difference between the left and right intake valve lifts is determined by the lift height.However, by independently controlling the left and right intake valve lifts arbitrarily, the map rotation speed and torque maps can be used for map coordinate conditions. Map control that gives the optimal difference between the left and right valve lifts can be realized, further improving output and fuel consumption.
以下、実施形態例図は動弁装置の収まるシリンダヘッドブロック部にて説明し、動弁装置を駆動するカムチェーン関係は図示、説明共に省略する。本実施形態で説明するエンジンユニットは並列2気筒であって、各気筒において吸気側(IN)、排気側(EX)それぞれに2つのバルブを有する。但し、本発明は2気筒に限定されるものでは無く、単気筒及び3気筒以上の多気筒内燃機関に採用可能である。
なお、各図では必要に応じて一部図面化を省略している。第二実施形態については第一実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いる。Hereinafter, the embodiment diagram will be described in the cylinder head block portion in which the valve operating apparatus is accommodated, and the cam chain related to driving the valve operating apparatus will be omitted in the illustration and description. The engine unit described in the present embodiment is a parallel two-cylinder, and each cylinder has two valves on each of the intake side (IN) and the exhaust side (EX). However, the present invention is not limited to two cylinders, and can be applied to a single cylinder and a multi-cylinder internal combustion engine having three or more cylinders.
In each drawing, some drawings are omitted as necessary. About 2nd embodiment, the same code | symbol is used for the member which is the same as that of 1st embodiment, or respond | corresponds.
1 シリンダヘッド 1IN 吸気ポート 1EX 排気ポート
1IG 点火プラグホール(インジェクタホール)
1−2 吸気バルブシート
1−2EX 排気バルブシート
1−3R 右吸気バルブガイド
1−3L 左吸気バルブガイド
1−3EX 排気バルブガイド
1−5 サークリップ位相決めボス
2 カムシャフトハウジング
2L 下カムシャフトハウジング 2LR 下右カムシャフトハウジング
2LC 下中カムシャフトハウジング
2LL 下左カムシャフトハウジング
2LR−2サークリップ位相決めボス
2LC−2サークリップ位相決めボス
2U 上カムシャフトハウジング 2UR 上右カムシャフトハウジング
2UC 上中カムシャフトハウジング
2UL 上左カムシャフトハウジング
2−1 ボルト
3 シリンダヘッドカバー
3−2 シリンダヘッドカバーガスケット
3−3 シリンダヘッドカバーボルト
3−4 シリンダヘッドカバーシールワッシャ
4 アクセルシャフトユニットキャップ
4−1 Oリング
10 吸気カムシャフトユニット
11 吸気カムシャフト
10IN,EX 吸、排気カムシャフトユニット
11IN,EX 吸、排気カムシャフト 11IN,EXG ピンガイド溝
12 第1吸気カムロブ
12IN 第2吸気カムロブ
12EX 排気カム 12EXG ガイドピン係合溝
13 サークリップ
15 吸気ドリブンスプロケット
15IN,EX 吸、排気ドリブンスプロケット
20 吸気スイングアームユニット
21 第1吸気スイングアーム 21a カムフォロワアーム部
21b バルブリフトアーム部
21c 揺動軸部
21d アジャストスクリュボス
21−2 ピン
21−3 ニードルベアリング
21−4 ローラフォロワ
20IN,EX 吸、排気スイングアームユニット
21IN 第2吸気スイングアーム 21IN a カムフォロワアーム部
21IN b バルブリフトアーム部
21IN c 揺動軸部
21IN cR 右揺動軸部
21IN cL 左揺動軸部
21IN d アジャストスクリュボス
21IN f 連結アーム
21IN−2 ピン
21IN−3 ニードルベアリング
21IN−4 ローラフォロワ
21EX 排気スイングアーム 21EX a カムフォロワアーム部
21EX b バルブリフトアーム部
21EXbR 右バルブリフトアーム部
21EXbL 左バルブリフトアーム部
21EX c 揺動軸部
21EX cR 右揺動軸部
21EX cL 左揺動軸部
21EXd アジャストスクリュボス
21EXe 連結アーム
21EXf 連結アーム
21EX−2 ピン
21EX−3 ニードルベアリング
21EX−4 ローラフォロワ
22 アジャストスクリュ
23 ナット
24 スラストワッシャ
25 馬蹄形シム 25a 凹部
26 サークリップ
27 吸気ロッカアームシャフト 27a 段付部
27IN,EX 吸、排気ロッカアームシャフト 27IN,EX a 段付部
27−2 プラグ
28 ベベル形サークリップ
30 吸気バルブユニット
31R 右吸気バルブ 31Ra 右吸気バルブステム
31L 左吸気バルブ 31La 左吸気バルブステム
30EX 排気バルブユニット
31EX 排気バルブ 31EXa 排気バルブステム
32 バルブステムシール
33 コッタ
34 リテーナ 34a 円筒状ガイド
38 バルブスプリングシート 38a 円筒状ガイド
39 バルブスプリング
40 第1アクセルシャフトユニット
40IN,EX 第2アクセルシャフトユニット
41 第1アクセルシャフト
41IN,EX 第2アクセルシャフト
41IN,EX G ピンガイドカム溝
41−2 キー 41−2a立ち上り部
41−3 ボルト
41−4 鍔付ピン
41−5 ベアリング
41−6 ベベル形サークリップ
41−8 ガイドピン
41−9 ガイドローラ
44 第1アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット
44IN,EX 第2アクセルシャフトスライドアクチュエータユニット
44−1 雄ネジシャフト
44−2 第1ジョイントブラケット
44IN,EX−2 第2ジョイントブラケット
44−3 雌ネジボス部 44−3a スペーサ
44−4 第1ドリブンギヤ
44IN,EX−4 第2ドリブンギヤ
44−5 キー
44−6 サークリップ
44−7 ハウジング 44−7U 上ハウジング
44−7L 下ハウジング
44−7K ノックピン
44−7B ボルト
44−8a ベアリング
44−8b ベアリング
44−9 ベベル形サークリップ
45 アクセルモータ
45−2 ドライブギヤ
45−3 サークリップ
45−4 ボルト
45−5 Oリング
46 アクセルモータアイドルギヤ
46i アクセルシャフトアイドルギヤ
47i アクセルシャフトアイドルギヤシャフト
48 保持器付ニードルベアリング
48i 保持器付ニードルベアリング
49 スラストワッシャ
51 係止片 51a 先端突起
51−2 ボルト
67 ピン
71 位相センサユニット
72 (第2)アクセルシャフトスライドセンサ
72IN 第1アクセルシャフトスライドセンサ
72−1 ボルト
72−2 Oリング
73 (第2)検出アーム
73IN 第1検出アーム
81 点火プラグホールチューブ(インジェクタホールチューブ)
82 Oリング1
1 IG ignition plug hole (injector hole)
1-2 Intake Valve Seat 1-2 EX Exhaust Valve Seat 1-3 R Right Intake Valve Guide 1-3 L Left Intake Valve Guide 1-3 EX Exhaust Valve Guide 1-5 Circlip
2 LC lower middle camshaft housing
2 LL lower left camshaft housing
2 LR- 2 circlip phasing boss
2 LC- 2
2 UC upper middle camshaft housing
2 UL upper left camshaft housing 2-1
21b Valve lift arm
21c Oscillating shaft
21d Adjust screw boss 21-2 Pin 21-3 Needle bearing 21-4
21 IN b Valve lift arm
21 IN c Oscillating shaft
21 IN c R right swing shaft
21 IN c L Left swing shaft
21 IN d Adjust screw boss
21 IN f connecting arm 21 IN -2
21 EX b Valve lift arm
21 EX b R Right valve lift arm
21 EX b L Left valve lift arm
21 EX c Oscillating shaft
21 EX c R right swing shaft
21 EX c L Left swing shaft
21 EX d Adjust screw boss
21 EX e connecting arm
21 EX f connecting arm 21 EX- 2 pin 21 EX- 3 needle bearing 21 EX- 4 roller follower 22 adjusting screw 23 nut 24 thrust washer 25 horseshoe shim 25a recessed part 26 circlip 27 intake rocker arm shaft 27a stepped part 27 IN Intake and exhaust rocker arm shaft 27 IN, EX a Stepped portion 27-2 Plug 28 Bevel-type circlip 30 Intake valve unit 31 R Right intake valve 31 R a Right intake valve stem 31 L Left intake valve 31 L a Left intake valve stem 30 EX exhaust valve unit 31 EX exhaust valve 31 EX a exhaust valve stem 32 valve stem seal 33 cotter 34 retainer 34a cylindrical guide 38 the valve spring seat 38a cylindrical guide 39 Lube spring 40 first accelerator shaft unit 40 IN, EX second accelerator shaft unit 41 first axle shaft 41 IN, EX second axle shafts 41 IN, EX G pin guide cam groove 41-2 key 41-2a rising portion 41- 3 Bolt 41-4 Pin with flange 41-5 Bearing 41-6 Bevel type circlip 41-8 Guide pin 41-9 Guide roller 44 First accelerator shaft slide actuator unit 44 IN, EX Second accelerator shaft slide actuator unit 44- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Male thread shaft 44-2 1st joint bracket 44 IN, EX- 2 2nd joint bracket 44-3 Female thread boss | hub part 44-3a Spacer 44-4 1st driven gear 44 IN, EX- 4 2nd driven gear 44-5 key 44-6 circlip 44-7 housing 44-7 U upper housing
44-7 L lower housing
44-7 K knock pin
44-7 B bolt 44-8a Bearing 44-8b Bearing 44-9
82 O-ring
第1吸気スイングアーム21及び第2吸気スイングアーム21INと排気スイングアーム21EXの揺動軸方向の位置固定は、第1吸気スイングアーム21では揺動軸部21C両端に、第2吸気スイングアーム21INと排気スイングアーム21EXでは排気スイングアーム左揺動軸部21EX cLと第2吸気スイングアーム右揺動軸部21IN cRの両外側に、スラストワッシャ24その両外側に馬蹄形シム25、吸気ロッカアームシャフト27又は吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXのサークリップ溝に係止したサークリップ26又は吸気ロッカアームシャフト27、吸、排気ロッカアームシャフト27IN,EXの段付部27a、27IN,EX aを配置し、馬蹄形シム25の厚さを調整することで揺動軸部の軸方向クリアランスを調整すると共に、第1吸気スイングアーム21及び第2吸気スイングアーム21INの揺動軸方向位置を調整することにより、各気筒間のリフト高を同調する。
馬蹄形シム25は一部に凹部25aを設け、凹部25aに係止片51の先端突起51aを臨ませボルト51−2にて係止片51を固定しシムの抜け、回転を防止している。
サークリップ26はシリンダヘッド1及び下カムシャフトハウジング2Lに設けたサークリップ位相決めボス1−5、2LR−2、2LC−2にて位相を決めカムロブ、キー、鍔付ピンとの接触を防止している。
尚、係止片51は使用場所により形状、寸法が異なるが同一記号としている。
(図1−3、4、8、9参照)
バルブリフタとしてローラスイングアーム(ロッカアーム)を採用することにより、剛性、往復運動部重量面では直打式より少し不利となるが、レバー比分カム山が低くなり傾斜が弱くなるので作用角変化量を大きくとれると共に、バルブ軸上側からカムがずれるのでタペットクリアランス調整がし易くなる利点がある。
しかし、ローラスイングアーム(ロッカアーム)とすることでレバー比分リフト量のバラツキが大きくなるので、揺動軸の軸方向クリアランスを出来る限り小さく抑える必要がある。クリアランス調整はシム調にて行うのが現実的で、段階的なクリアランス調整となってしまうが、カム山傾斜角が小さく軸方向の変位の1/4前後のリフト差で段階的に変わるので、シム調を0.01mm差で行えばリフト量は2.5μ前後で調整可能で、軸方向クリアランスも0.02mm程度にすればリフト量のバラツキは5μ前後に抑えることができ、ミクロンオーダーでのリフト量調整(同調)を可能とするものである。
シムを馬蹄形とすることで、ロッカアームシャフトにローラスイングアーム(ロッカアーム)を組付けた状態で挿入可能となるので、シリンダヘッドをシリンダに組付後、動弁系部品を全て組立しヘッドカバーを組付ける前の状態までに、動弁系部品を再分解することなく同調(気筒間リフト量調整)を精密にしかも効率良く実施できる。
また、揺動軸の揺動軸方向の位置固定を、第2吸気スイングアームの両揺動軸外側面と排気スイングアームの片側揺動軸部を突き合せ隙間を無くした状態でシム調することにより、双方の軸方向ガタツキを最少に抑えられる。吸気側リフトのバラツキを抑えることができることにより、精密な出力制御が可能となる。The position of the first
The horseshoe-shaped
The locking
(See Figures 1-3, 4, 8, and 9)
Adopting a roller swing arm (rocker arm) as a valve lifter is slightly disadvantageous in terms of rigidity and reciprocating part weight in comparison with the direct hitting type. However, the cam angle is lowered and the inclination is weakened by the lever ratio. In addition, the cam is displaced from the upper side of the valve shaft, so that the tappet clearance can be easily adjusted.
However, since the variation of the lift amount corresponding to the lever ratio is increased by using the roller swing arm (rocker arm), it is necessary to keep the axial clearance of the swing shaft as small as possible. It is realistic to adjust the clearance in a shim-like manner, and it will be a stepwise clearance adjustment, but the cam mountain inclination angle is small and changes stepwise by a lift difference of about 1/4 of the axial displacement. If the shim tone is 0.01mm difference, the lift amount can be adjusted around 2.5μ. If the axial clearance is about 0.02mm, the variation in the lift amount can be suppressed to around 5μ. The lift amount can be adjusted (tuned).
By making the shim into a horseshoe shape, it can be inserted with the roller swing arm (rocker arm) assembled to the rocker arm shaft. After assembling the cylinder head to the cylinder, assemble all valve parts and assemble the head cover. By the previous state, tuning (cylinder lift amount adjustment) can be performed precisely and efficiently without re-disassembling the valve operating system parts.
Further, the position of the swinging shaft in the swinging shaft direction is fixed in a shim-like manner with the outer surface of both swinging shafts of the second intake swing arm and the one-side swinging shaft portion of the exhaust swing arm butted with no gap. Thus, the backlash in both axial directions can be minimized. Precise output control is possible because variations in intake-side lift can be suppressed.
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