JP2015094217A - Transmission structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の伝動構造に関する。 The present invention relates to a transmission structure of an internal combustion engine.
従来、内燃機関において、クランク軸と中間軸の間に第1チェーンを掛け、中間軸と各バンクのカム軸の間に第2チェーン及び第3チェーンを掛けたV型4気筒エンジンの伝動構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, there is a transmission structure for a V-type four-cylinder engine in which a first chain is hung between a crankshaft and an intermediate shaft, and a second chain and a third chain are hung between a camshaft of each bank It is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、各軸間のそれぞれの変速比について開示されていない。通常、V型内燃機関は、第1チェーンの変速比が第2及び第3チェーンの変速比よりも小さく設定されており、クランク軸と中間軸の間で大きな減速が行われるようになっている。このため、従来のV型内燃機関は、クランク軸と中間軸との間の第1チェーンに過大な負荷が加わる構造になっている。 Patent Document 1 does not disclose the respective gear ratios between the shafts. Usually, in a V-type internal combustion engine, the transmission ratio of the first chain is set to be smaller than the transmission ratio of the second and third chains, and a large deceleration is performed between the crankshaft and the intermediate shaft. . For this reason, the conventional V-type internal combustion engine has a structure in which an excessive load is applied to the first chain between the crankshaft and the intermediate shaft.
しかし、特許文献1に記載された従来の内燃機関のように、変速比が前記したように設定されている場合は、クランク軸の周辺におけるカム駆動のトルクによって発生する伝動帯(チェーン)の張力が過大となるという問題点があった。 However, when the gear ratio is set as described above as in the conventional internal combustion engine described in Patent Document 1, the tension of the transmission band (chain) generated by the cam drive torque around the crankshaft. There was a problem that became excessive.
そこで、本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであり、クランク軸に発生する全気筒分のカム駆動トルクによって発生する伝動帯張力の合力を低減させることができる内燃機関の伝動構造を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention was devised to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine that can reduce the resultant force of transmission band tension generated by cam drive torque for all cylinders generated on the crankshaft. It is an object to provide a transmission structure.
本発明に係る内燃機関の伝動構造は、内燃機関のクランク軸と中間軸との間に掛けられた第1伝動帯と、前記中間軸と一方のバンクのカム軸との間に掛けられた第2伝動帯と、前記中間軸と他方のバンクのカム軸との間に掛けられた第3伝動帯とを有し、前記カム軸が前記クランク軸の1/2の回転速度で回転する内燃機関の伝動構造であって、前記クランク軸と前記中間軸の間の変速比は、前記中間軸と前記カム軸の間の変速比よりも大きいことを特徴とする。
ここで、変速比(減速比)とは、原動軸の回転速度に対する従動軸の回転速度の割合であって、クランク軸の回転速度を1とした場合の中間軸の回転速度である。つまり、変速比が大きいとは、変速の値が大きいことであり、駆動軸と被動軸の速度の変化が小さいことをいう。
The transmission structure of the internal combustion engine according to the present invention includes a first transmission band hung between a crankshaft and an intermediate shaft of the internal combustion engine, and a first transmission band hung between the intermediate shaft and the camshaft of one bank. An internal combustion engine having two transmission bands and a third transmission band hung between the intermediate shaft and the cam shaft of the other bank, wherein the cam shaft rotates at half the rotational speed of the crankshaft In this transmission structure, the transmission gear ratio between the crankshaft and the intermediate shaft is larger than the transmission gear ratio between the intermediate shaft and the camshaft.
Here, the gear ratio (reduction ratio) is the ratio of the rotational speed of the driven shaft to the rotational speed of the driving shaft, and is the rotational speed of the intermediate shaft when the rotational speed of the crankshaft is 1. In other words, a large gear ratio means that the value of the gear shift is large and the change in the speed of the drive shaft and the driven shaft is small.
かかる構成によれば、内燃機関の伝動構造は、クランク軸と中間軸とに掛けられた第1伝動帯と、中間軸と一方のバンクのカム軸に掛けられた第2伝動帯と、中間軸と他方のバンクのカム軸とに掛けられた第3伝動帯とで構成されているので、伝動帯全体にかかる張力を三つ分けることができるため、特に第1伝動帯にかかる張力を従来よりも低減させることができる。また、内燃機関の伝動構造は、クランク軸と中間軸の間の変速比が中間軸とカム軸の間の変速比よりも大きいことにより、中間軸の回転速度が大きく減速されるのを抑制することができる。 According to this configuration, the transmission structure of the internal combustion engine includes the first transmission band that is hung on the crankshaft and the intermediate shaft, the second transmission band that is hung on the intermediate shaft and the camshaft of one bank, and the intermediate shaft. And the third transmission band hung on the camshaft of the other bank, so that the tension applied to the entire transmission band can be divided into three parts. Can also be reduced. Further, the transmission structure of the internal combustion engine prevents the rotational speed of the intermediate shaft from being greatly decelerated because the speed ratio between the crankshaft and the intermediate shaft is larger than the speed ratio between the intermediate shaft and the camshaft. be able to.
また、前記中間軸は、ウォーターポンプを駆動することが好ましい。 The intermediate shaft preferably drives a water pump.
かかる構成によれば、中間軸は、クランク軸と間の変速比が大きいので、クランク軸に対する中間軸の速度変化を抑えて高速でウォーターポンプを駆動できるため、ウォーターポンプを小型化させることができる。 According to this configuration, since the intermediate shaft has a large gear ratio with the crankshaft, the water pump can be driven at a high speed while suppressing a change in the speed of the intermediate shaft with respect to the crankshaft, so that the water pump can be reduced in size. .
本発明は、クランク軸に発生する全気筒分のカム駆動トルクによって発生する伝動帯張力の合力を低減させることができる内燃機関の伝動構造を提供することができる。 The present invention can provide a transmission structure of an internal combustion engine that can reduce the resultant force of transmission band tension generated by cam drive torque for all cylinders generated on a crankshaft.
図1〜図7を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関の伝動構造を説明する。本発明に係る内燃機関1の伝動構造は、内燃機関1が横置きでも、縦置きでも対応可能であるが、以下、縦置きの場合を例に挙げて説明する。
本発明の実施形態では、図1に示すクランク軸3、中間軸4及びカム軸5,6の延びている方向を前後方向、これに直交する方向を左右方向、鉛直上方側及び鉛直下方側を上下方向として説明する。
With reference to FIGS. 1-7, the transmission structure of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The transmission structure of the internal combustion engine 1 according to the present invention can be applied to whether the internal combustion engine 1 is placed horizontally or vertically. Hereinafter, a case where the engine 1 is placed vertically will be described as an example.
In the embodiment of the present invention, the direction in which the
≪内燃機関≫
図1に示すように、内燃機関1は、V型多気筒(6気筒)の4サイクルのエンジンであり、例えば、車両の車体後部に縦置きに配置されている。内燃機関1は、クランク軸3方向から見て略90°を成して相互にV字状に形成された左右一対の第1バンク2a及び第2バンク2bを有した内燃機関本体2を有している。その第1バンク2a及び第2バンク2bには、不図示の動弁機構がそれぞれ設けられている。内燃機関1は、右側の第1バンク2aに対して左側の第2バンク2bが僅かに前側にずれて配置されて、互いに前後方向にオフセットされている。
≪Internal combustion engine≫
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is a V-type multi-cylinder (6-cylinder) four-cycle engine, and is arranged vertically, for example, at the rear of a vehicle body. The internal combustion engine 1 has an internal
<内燃機関本体>
図2及び図3に示すように、内燃機関本体2は、シリンダブロック21と、左右のシリンダヘッド22,22と、左右のヘッドカバー23,23と、クランクケース24と、伝動帯ケース8と、ベアリングホルダ84と、クランク軸3と、中間軸4と、カム軸5,6と、オイルポンプ軸OPaと、伝動帯7と、を備えている。
図1に示すように、内燃機関本体2には、クランク軸3と、中間軸4と、カム軸5,6と、オイルポンプ軸OPaとが、前後方向に沿って平行に設けられている。
図3に示すように、内燃機関本体2の前側壁には、4本の伝動帯7を備えて成る伝動帯機構を囲むようにフランジ部2cが形成されている。そのフランジ部2cには、伝動帯ケース8がボルト締めされている。
<Internal combustion engine body>
As shown in FIGS. 2 and 3, the internal
As shown in FIG. 1, the internal
As shown in FIG. 3, a
<シリンダブロック>
図2に示すように、シリンダブロック21は、上部の左右の第1バンク2a及び第2バンク2b(図1参照)の上合面に、シリンダヘッド22,22がV字を構成するように取り付けられている。図3に示すように、シリンダブロック21とクランクケース24との接合面間には、クランク軸駆動輪31を備えたクランク軸3が軸受を介して回転自在に軸支されている。左右の第1バンク2a及び第2バンク2b間(図1参照)のシリンダブロック21の上側中央部には、中間軸4が軸支されている。シリンダブロック21は、不図示の燃焼室のシリンダ軸線方向の下方側を形成して、そのシリンダ軸線方向の下方側にカム軸5,6方向に所定間隔でそれぞれ3つの気筒21b(図1参照)が形成されている。
<Cylinder block>
As shown in FIG. 2, the
<シリンダヘッド>
図2に示すように、左右の一対のシリンダヘッド22,22上には、ヘッドカバー23,23が取り付けられている。各シリンダヘッド22は、不図示の燃焼室のシリンダ軸線方向の上方側を形成して、そのシリンダ軸線方向の上方側にカム軸方向に所定間隔で3つの気筒(図示省略)がそれぞれ形成されている。
シリンダヘッド22,22には、内燃機関1の吸排気システム(図示省略)が取り付けられている。つまり、シリンダヘッド22の左右には、図1に示すように、吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62が配置されている。
<Cylinder head>
As shown in FIG. 2, head covers 23 and 23 are attached on the pair of left and
An intake / exhaust system (not shown) of the internal combustion engine 1 is attached to the
<ヘッドカバー>
図2に示すように、ヘッドカバー23,23は、左右のシリンダヘッド22,22の上側にそれぞれ取り付けられている。図3に示すように、シリンダヘッド22,22とヘッドカバー23,23との連結部位には、吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62が軸受を介して配置されている。吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62の前端部には、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64が取り付けられている。吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64には、第2伝動帯72及び第3伝動帯73が巻き掛けられている。ヘッドカバー23,23とシリンダヘッド22,22の前側面には、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64を覆う第2伝動帯ケース82及び第3伝動帯ケース83が取り付けられている。
<Head cover>
As shown in FIG. 2, the head covers 23 and 23 are respectively attached to the upper sides of the left and
<クランクケース>
図3に示すように、クランクケース24は、シリンダブロック21の下面に取り付けられている。クランクケース24は、クランク軸駆動輪31が設けられたクランク軸3と、オイルポンプ(図示省略)を駆動させるオイルポンプ軸被動輪OPbが設けられたオイルポンプ軸OPaと、が軸支されている。内燃機関本体2の前側壁において、クランクケース24のフランジ部2c内の下側部位には、フランジ部2cの下端部から上側横方向に向けて延設されたリブ24aと、このリブ24aとフランジ部2cとの間に形成されたオイル吸入口24bと、が形成されている。内燃機関1は、下端部にオイルパンがないドライサンプの潤滑方式のものから成る。
<Crankcase>
As shown in FIG. 3, the
<伝動帯ケース>
図2に示すように、伝動帯ケース8は、内燃機関本体2の前側壁に配置された図1に示す第1伝動帯71、第2伝動帯72、第3伝動帯73、第4伝動帯74等を覆うカバー部材である。伝動帯ケース8は、第1伝動帯ケース81と、第2伝動帯ケース82と、第3伝動帯ケース83との三つの部材に分割されて、液体シール剤(図示省略)を介在して内燃機関本体2のフランジ部2cにボルト締めされている。伝動帯ケース8は、例えば、アルミニウム製のものから成る。
<Power transmission case>
As shown in FIG. 2, the
図2に示す第1伝動帯ケース81は、主に、シリンダブロック21とクランクケース24の前側面で、第1伝動帯71及び第4伝動帯74の周辺を覆うカバー部材である。第1伝動帯ケース81は、ホルダ設置孔81aと、覗き窓81bとが形成されている。第1伝動帯ケース81は、シリンダブロック21とクランクケース24とに跨って配置されてそれぞれボルト締めされている。
第1伝動帯ケース81の前側表面には、ホルダ設置孔81aを閉塞するベアリングホルダ84と、覗き窓81bを閉塞するメンテナンス用カバー部材85とがボルト締めされている。
A first
A bearing
<ベアリングホルダ>
図5に示すように、ベアリングホルダ84は、第1伝動帯ケース81のホルダ設置孔81aを閉塞する蓋状のリテーナである。ベアリングホルダ84には、内輪を中間軸4の前端部に圧入されたベアリングBR1の外輪を保持するベアリング取付部84aが一体形成されている。ベアリングホルダ84は、第1伝動帯ケース81のホルダ設置孔81aにOリングOを介してボルト締めされる。その際、ベアリングBR1は、外輪がベアリング取付部84aに取り付けられ、内輪が、中間軸4の前端部に圧入された状態で、ベアリングホルダ84に取り付けられる。ベアリングBR1,BR2は、それぞれ中間軸4に圧入されている。ベアリングホルダ84は、ベアリングBR1の前端部側の外周部に被さって取り付けられて、ベアリングBR1を保持している。この場合、ベアリングホルダ84は、振動の吸収性の優れている鋳鉄によって形成されていることにより、振動減衰効果を有するので、第1伝動帯ケース81及び内燃機関1外への振動及び音の伝播が抑制される。
<Bearing holder>
As shown in FIG. 5, the bearing
図2に示すように、メンテナンス用カバー部材85は、第1伝動帯ケース81において、中間軸4及び減速輪41(図5参照)の前端部側に配置されたベアリングホルダ84の周辺に形成された覗き窓81bを閉塞するための蓋部材である。覗き窓81bは、特に、第2テンショナーT2の伸び代を調整するアジャスタ機構T2a(図3参照)の状態を視認するのに使用される。その他、この覗き窓81bは、図5に示すクランク減速輪41aに巻き掛けられた第1伝動帯71と、カム軸駆動輪41bに巻き掛けられた第2伝動帯72と、カム軸駆動輪41cに巻き掛けられた第3伝動帯73と、減速輪41を保持するチェーン支持アーム9との設置状態を視認するのにも利用可能である。
As shown in FIG. 2, the
図2に示す左右の第2伝動帯ケース82及び第3伝動帯ケース83は、主に、吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62の前側に取り付けられたVTC機構の周辺を覆うカバー部材である(図3参照)。第2伝動帯ケース82及び第3伝動帯ケース83は、内燃機関本体2の前側壁において、左右のシリンダヘッド22とヘッドカバー23とに跨って配置されて、それぞれにボルト締めされている。
The left and right second
<クランク軸>
図3に示すように、クランク軸3は、シリンダブロック21と、クランクケース24との接合面間に軸受を介して回転自在に軸支されている。クランク軸3の前端部には、クランク軸駆動輪31,31が取り付けられている。クランク軸駆動輪31,31には、第1伝動帯71と第4伝動帯74とがそれぞれ巻き掛けられている。クランク軸駆動輪31は、歯数が24Tのスプロケットから成る。
<Crankshaft>
As shown in FIG. 3, the
<中間軸>
図5に示すように、中間軸4は、ウォーターポンプWPを駆動するための軸であり、ベアリングBR1,BR2、ウォーターポンプWP等を介在してシリンダブロック21に軸支されている。中間軸4には、減速輪41が圧入固定されている。その減速輪41には、クランク減速輪41aと、カム軸駆動輪41bと、カム軸駆動輪41cとの3つのスプロケットが一体形成されている。
<Intermediate shaft>
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、クランク減速輪41aは、クランク軸駆動輪31と、クランク減速輪41aと、クランク軸駆動輪31とクランク減速輪41aとに巻き掛けられた第1伝動帯71とによって、第1段目の減速機構7Aを構成している。第1段目の減速機構7Aは、歯数が24Tのスプロケットから成るクランク軸駆動輪31と、歯数が32Tのスプロケットから成るクランク減速輪41aと、第1伝動帯71と、から構成されていることにより、クランク軸駆動輪31に対してクランク減速輪41aが減速される変速比が0.75になっている。
As shown in FIG. 4, the
かかる構成によれば、クランク減速輪41aは、クランク軸駆動輪31の回転に対して減速させる変速比が0.75であり、クランク軸3が1回転するときに、中間軸4が0.75回転する。このように中間軸4は、クランク軸3に対して大きく減速されないので、ウォーターポンプWP(図5参照)を比較的速い回転速度で回転させることが可能である。
According to this configuration, the
カム軸駆動輪41b及びカム軸駆動輪41cは、歯数が24Tのスプロケットから成る。つまり、中間軸4に設けられたクランク減速輪41a、カム軸駆動輪41b,41cは、共振するのを抑制するために、同数を避けて、クランク減速輪41aの歯数が32T、左右のカム軸駆動輪41b,41cの歯数が24Tになっている。
The
図5に示すように、ウォーターポンプWPは、シリンダブロック21等に形成されたウォータージャケット21a等に冷却水を供給するためのポンプである。ウォーターポンプWPは、中間軸4において、減速輪41の後側部位にベアリングBR2を介して取り付けられて、中間軸4によって回転駆動される。このウォーターポンプWPの外周部は、複数のOリングOを介してシリンダブロック21に取り付けられている。ウォーターポンプWPは、水抜き穴WPaを有している。
As shown in FIG. 5, the water pump WP is a pump for supplying cooling water to a
<カム軸>
図3及び図4に示すように、カム軸5,6は、燃焼室内の吸気と排気を行う不図示のバルブ(吸気バルブ、排気バルブ)を開閉する複数のカム駒(図示省略)を有する左右一対の軸である。左右のカム軸5,6は、吸気用カム軸被動輪53,63を備えた吸気用カム軸51,61と、排気用カム軸被動輪54,64を備えた排気用カム軸52,62と、の2組の軸によってそれぞれ構成されている。カム軸5,6(吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62)は、このカム軸5,6に沿って予め設定された間隔で配置された複数のカムホルダ(図示省略)を介して、内燃機関本体2に回動自在に軸支されている。
<Camshaft>
As shown in FIGS. 3 and 4, the
不図示のカムホルダは、互いに平行に配置された吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62を内燃機関本体2に対して軸支するための軸受部材である。カムホルダは、シリンダヘッド22のシリンダ軸線方向の上方側において、左右の吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62に沿って適宜な間隔で二列に配置されている。
The cam holder (not shown) is a bearing member for pivotally supporting the
図4に示すように、右側の第1バンク2aの吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54は、この吸気用カム軸被動輪53と、排気用カム軸被動輪54と、カム軸駆動輪41bと、それらに巻き掛けられた第2伝動帯72とによって、第2段目の減速機構7Bを構成している。第2段目の減速機構7Bは、歯数が24Tのスプロケットのカム軸駆動輪41bと、歯数が36Tのスプロケットの吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54と、第2伝動帯72と、から構成されていることにより、中間軸4のカム軸駆動輪41bの回転に対して減速させる吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54の変速比が0.666になっている。
As shown in FIG. 4, the intake camshaft driven
左側の第2バンク2bの吸気用カム軸被動輪63、排気用カム軸被動輪64及び第3伝動帯73は、前記した右側の第1バンク2aの吸気用カム軸被動輪53、排気用カム軸被動輪54及び第2伝動帯72に対して、カム軸駆動輪41b,41cを中心として左右対称に配置されて、正面視して同じ時計方向に回転駆動する。左側の第2バンク2bの吸気用カム軸被動輪63と、排気用カム軸被動輪64と、クランク減速輪41aと、それらに巻き掛けられた第2伝動帯72と、第2段目の減速機構7Cを構成している。第2バンク2bの第2段目の減速機構7Cは、歯数が24Tのスプロケットのカム軸駆動輪41cと、歯数が36Tのスプロケットの吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54と、第3伝動帯73とから構成されていることにより、中間軸4のカム軸駆動輪41cの回転に対して減速回転させる吸気用カム軸被動輪63及び排気用カム軸被動輪64の変速比が0.666になっている。
The intake camshaft driven
このため、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64を備えた左右のカム軸5,6は、第1段目の減速機構7Aと第2段目の減速機構7B,7Cとによって、クランク軸3の1/2の回転速度で減速回転するように構成されている。また、クランク軸3と中間軸4の間の変速比(0.75)は、中間軸4とカム軸5,6の間の変速比(0.66)よりも大きくなっている。内燃機関1に設けられた動弁装置は、クランク軸3の回転を、第1段目の減速機構7Aと第2段目の減速機構7B,7Cとによって二段減速させて吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62を低速回転させている。
For this reason, the left and
図1に示すように、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64は、円筒形状のVTC(可変バルブタイミング機構)と、VCTのハウジングの外周部に設けられたカムスプロケットと、から構成されている。
右側の吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54は、カムスプロケットがVTCの外周面の後端側に設けられている。
左側の吸気用カム軸被動輪63及び排気用カム軸被動輪64は、カムスプロケットがVTCの外周面の前端側に設けられている。
As shown in FIG. 1, intake camshaft driven
The right intake camshaft driven
The left intake camshaft driven
<オイルポンプ軸>
図3に示すオイルポンプ軸OPaは、不図示のオイルポンプを駆動させるための軸である。オイルポンプ軸OPaには、前端部側に第4伝動帯74が巻き掛けられたオイルポンプ軸被動輪OPbが設けられ、潤滑油を循環させるためのオイルポンプ(図示省略)が後端部側に設けられている。
<Oil pump shaft>
The oil pump shaft OPa shown in FIG. 3 is a shaft for driving an oil pump (not shown). The oil pump shaft OPa is provided with an oil pump shaft driven wheel OPb around which a
<伝動帯>
伝動帯7は、無端チェーンあるいは無端ベルトから成る。内燃機関本体2の前壁側には、第1伝動帯71と、第2伝動帯72と、第3伝動帯73と、第4伝動帯74との4つの伝動帯7が配置されている。以下、伝動帯7がチェーンの場合を例に挙げて説明する。
<Driving belt>
The
<第1伝動帯>
図4に示すように、第1伝動帯71は、クランク軸3のクランク軸駆動輪31と、中間軸4のクランク減速輪41aとに掛けられて、クランク軸3の回転の第1段目の減速を行って伝達する減速機構7Aの一部を構成している。クランク軸3と中間軸4の間において、第1伝動帯71の左右外側には、第1伝動帯71をガイドする第1テンショナーT1と、第1伝動帯71のの緩みを取るアジャスタ機構T2aを有する第2テンショナーT2と、が配置されている。アジャスタ機構T2aを有する第2テンショナーT2は、第1伝動帯71をガイドし、また、第1伝動帯71のたるみを調整する機能を備えている。
<First transmission belt>
As shown in FIG. 4, the
<第2伝動帯>
第2伝動帯72は、中間軸4のカム軸駆動輪41bと、第1バンク2aの各カム軸5の吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54とに掛けられて、中間軸4の回転の第2段目の減速を行って伝達する減速機構7Bの一部を構成している。第2伝動帯72の外周部には、第2伝動帯72の緩みを取るアジャスタ機構T3aを有する第3テンショナーT3と、第2伝動帯72をガイドする第4テンショナーT4及び第5テンショナーT5と、が配置されている。アジャスタ機構T3aを有する第3テンショナーT3は、第2伝動帯72をガイドし、また、第2伝動帯72のたるみを調整する機能を備えている。
図1に示すように、第1バンク2a側の第2伝動帯72は、右側の第1バンク2aに対して左側の第2バンク2bが僅かに前側にずれて配置されていることに伴って、第2バンク2b側の第3伝動帯73に対して後側にオフセットされて配置されている。
<Second transmission band>
The
As shown in FIG. 1, in the
<第3伝動帯>
図4に示すように、第3伝動帯73は、中間軸4のカム軸駆動輪41cと、第2バンク2bの各カム軸6の吸気用カム軸被動輪63及び排気用カム軸被動輪64とに掛けられて、中間軸4の回転の第2段目の減速を行って伝達する減速機構7Cを構成している。第2伝動帯72と第3伝動帯73とは、同じ長さの無端チェーンから成り、互いに対称に配置されて、正面視して同じ時計方向に駆動する。第3伝動帯73の外周部には、第3伝動帯73をガイドする第6テンショナーT6及び第7テンショナーT7と、第3伝動帯73の緩みを取るアジャスタ機構T8aを有する第8テンショナーT8が配置されている。アジャスタ機構T8aを有する第8テンショナーT8は、第3伝動帯73をガイドし、また、第3伝動帯73のたるみを調整する機能を備えている。
<Third transmission band>
As shown in FIG. 4, the
<第4伝動帯>
図4に示すように、第4伝動帯74は、クランク軸3のクランク軸駆動輪31と、オイルポンプ軸OPaのオイルポンプ軸被動輪OPbとに掛けられて、オイルポンプ(図示省略)を駆動させる動力伝達機構を構成している。第4伝動帯74の外周部には、第4伝動帯74の緩みを取るアジャスタ機構T9aを有する第9テンショナーT9と、第4伝動帯74をガイドする第10テンショナーT10と、が配置されている。アジャスタ機構T9aを有する第9テンショナーT9は、第4伝動帯74をガイドし、また、第4伝動帯74のたるみを調整する機能を備えている。
<4th transmission band>
As shown in FIG. 4, the
≪作用≫
次に、図1〜図7を参照しながら本発明の実施形態に係る内燃機関1の伝動構造の作用を説明する。
≪Action≫
Next, the operation of the transmission structure of the internal combustion engine 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
内燃機関1が始動されて、図4に示すクランク軸3が回転すると、この回転は、第1段目の減速機構7Aのクランク軸駆動輪31、第1伝動帯71、クランク減速輪41aを介して中間軸4に伝達される。クランク軸3の回転は、クランク軸駆動輪31の歯数が24Tで、クランク減速輪41aの歯数が32Tであることにより、クランク軸駆動輪31の回転に対して0.75の変速比でクランク減速輪41aが減速されて伝達される。
When the internal combustion engine 1 is started and the
この場合、クランク軸駆動輪31が回転させるクランク減速輪41aの抵抗トルクは、クランク軸駆動輪31の歯数24Tに対してクランク減速輪41aの歯数が32Tで比較的歯数が大きく、変速比も0.75であるので、減速される割合が小さい。このため、このときに第1伝動帯71にかかる負荷を比較的小さくすることができる。なお、変速比(減速比)が大きい場合は、クランク軸3(駆動軸)が中間軸4(被動軸)を動かすために大きな力が必要になる。その大きな力=伝動帯7の引っ張り(負荷)である。
クランク減速輪41aが回転することによって、同じ中間軸4に設けられたウォーターポンプWP(図5参照)及びカム軸駆動輪41b,41cが、中間軸4と同じ比較的速い回転速度で回転する。
In this case, the resistance torque of the
As the
このように、第1段目の減速機構7Aは、ウォーターポンプWP(図5参照)を高速で駆動させることができるので、ポンプ性能を向上させることができるため、ウォーターポンプWP(図5参照)の小型化を図ることができる。
In this way, the first-
カム軸駆動輪41b,41cが回転すると、この回転は、左右の第2段目の減速機構7B,7Cの吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64を介して吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62に伝達される。吸気用カム軸51,61及び排気用カム軸52,62の回転は、カム軸駆動輪41b,41cの歯数が24Tで、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64の歯数が36Tであることにより、中間軸4の回転に対して0.66の変速比で、吸気用カム軸被動輪53,63及び排気用カム軸被動輪54,64が前記第1段目の減速機構7Aよりも大きく減速回転される。これにより、各カム軸5,6は、低速回転して各バルブを駆動させる。
When the
図6は、カム軸5,6のカムのバルブリフトによって発生する1気筒ごとの1サイクル720度のカムトルクの変化を示すグラフであり、(a)は、第1バンク2aの駆動トルクの変化を示す、(b)は第2バンク2bの駆動トルクの変化を示す。
FIG. 6 is a graph showing a change in cam torque of one cycle 720 degrees per cylinder generated by the valve lift of the cams of the
各カム軸5,6が回転するとき、図6(a)、(b)に示すように、各カムのバルブリフトによってカムトルクが発生される。太波線、細波線、太二点鎖線及び細二点鎖線から成る曲線d,fは、1気筒ごとのカムリフト曲線を示す。太実線で示す曲線e,gは、各カムリフトのカム波形によるカムトルクを示す。左右の第1バンク2a及び第2バンク2bには、それぞれ1サイクル720度ごとのトルク積分値a,b0.8がかかる。左右の第2伝動帯72及び第3伝動帯73は、負荷されるトルク積分値aが0.8ずつ分担されているので、大きな減速比であっても大きな負荷がかからない。
When each of the
カムトルクによるカム軸5,6側の負荷変動は、第1バンク2a及び第2バンク2bの第2伝動帯72及び第3伝動帯73に伝わる。第2伝動帯72及び第3伝動帯73は、カムトルクの曲線e,gに示すように、内燃機関1の1サイクル対して3回のタイミングで引張り側に引張りと緩みとが加わる。第2伝動帯72及び第3伝動帯73は、第3テンショナーT3、第4テンショナーT4、第5テンショナーT5、第6テンショナーT6、第7テンショナーT7、及び第8テンショナーT8によって移動がガイドされると共に、アジャスタ機構T3a及びアジャスタ機構T8aによって引張りと緩みが調整される。
Load fluctuation on the
図7(a)は、第1バンク2aの駆動トルクhの変化と、第2バンク2bの駆動トルクiの変化を示すグラフであり、図7(b)は第1バンク2aの駆動トルクhと第2バンク2bの駆動トルクiを合成した合成トルクjを示すグラフである。
FIG. 7A is a graph showing changes in the driving torque h of the
図7(a)に示すように、第1バンク2aの駆動トルクhと、第2バンク2bの駆動トルクiは、対称的なサイクルで相対的なトルクが発生する。このため、第1バンク2aの駆動トルクhと、第2バンク2bの駆動トルクiとの合成トルクjがかかる中間軸4では、図7(b)に示すように、トルクが互いに打ち消し合うが、中間軸4には、第1バンク2aの1サイクル720度ごとのトルク積分値aと、第2バンク2bの1サイクル720度ごとのトルク積分値bとを加算したトルク積分値c1.6がかかる。
As shown in FIG. 7A, relative torque is generated in a symmetrical cycle between the driving torque h of the
そのため、クランク軸3と中間軸4の間は、小さな減速比にして、大きな負荷(駆動力)が必要な分、クランク軸3の負荷、つまり、第1伝動帯71の負荷が低減される。
つまり、左右の第2伝動帯72及び第3伝動帯73は、左右のカム軸5,6のカムトルクの変動による第2伝動帯72及び第3伝動帯73のトルクピークが互いに打ち消し合うタイミングで中間軸4にかかるが、トルクの絶対値(トルク波形のベース)が縦軸の正の方にずれているために、積分値cが発生する。本発明は、その積分値cが、伝動帯7に悪影響を及ぼさないようにした。このため、中間軸4に負荷される引張力による変動を低減させることができる。
Therefore, between the
In other words, the left and right
その結果、図5に示す中間軸4からこの中間軸4の周辺に配置されたベアリングホルダ84、ウォーターポンプWP等の周辺部材に伝動帯張力の負荷変動による振動が伝達されるのを低減させることができる。特に、ベアリングホルダ84は、鋳鉄で形成されているので、振動の減衰効果に優れている。これにより、内燃機関1の信頼性を向上させることができる。
As a result, it is possible to reduce the transmission of the vibration due to the load fluctuation of the transmission band tension from the
また、内燃機関1の伝動構造は、クランク軸3と中間軸4の間の変速比(0.75)が、中間軸4とカム軸5,6の間の変速比(0.66)よりも大きいことにより、クランク軸3によって第1伝動帯71に加わる負荷の比率を第2伝動帯72及び第3伝動帯74に加わる負荷の比率よりも小さくすることができる。
Further, in the transmission structure of the internal combustion engine 1, the transmission ratio (0.75) between the
また、図5に示すように、中間軸4には、後側からクランク減速輪41a、カム軸駆動輪41b、カム軸駆動輪41cの順で配置されて、第1伝動帯71、第2伝動帯72及び第3伝動帯73(チェーン)が巻き掛けられている。図1に示すように、第2伝動帯72が巻き掛けられる右側の吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54は、カムスプロケットを後側、VTCを前側にして配置されている。第3伝動帯73が巻き掛けられる左側の吸気用カム軸被動輪63及び排気用カム軸被動輪64は、カムスプロケットを前側、VTCを後側にして配置されている。
本発明は、このように、右側の第1バンク2aの吸気用カム軸被動輪53及び排気用カム軸被動輪54のVTCの配置方向を、左側の第2バンク2bの吸気用カム軸被動輪63及び排気用カム軸被動輪64のVTCの配置方向とは反対の向きにして配置している。このため、内燃機関1において、側面視して、右側のカム軸5にあるVTCと、左側のカム軸にあるVTCとを軸方向に重なり合うように配置することができるので、その重なり合って配置した分だけ占有スペースを少なくして、内燃機関1を軸方向に小型化することができる。
この場合、中間軸4は、第2伝動帯72及び第3伝動帯73によって中間軸4の前側を上向きに傾ける力が働くが、中間軸4の両端部がベアリングBR1,BR2によって軸支されているので、安定した状態に保持されている。
Further, as shown in FIG. 5, the
In this way, according to the present invention, the intake camshaft driven wheel of the right
In this case, the
また、本実施形態の減速設定によれば、第1伝動帯71が伸びて1度のずれが発生したとしたときに、カム軸5,6は、0.66度のずれに抑えることができる。
また、クランク軸3と中間軸4の間の変速比は、中間軸4とカム軸5,6の間の変速比よりも大きいので、両者の変速比の大小を逆にした場合に比べて、第1伝動帯71の負荷(伸び)を小さくすることができる。これにより、カム軸5,6のずれを一層抑制することができる。
Further, according to the deceleration setting of the present embodiment, when the
Further, since the gear ratio between the
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course.
前記実施形態では、内燃機関1の伝動構造の一例として、チェーンから成る各伝動帯7と、スプロケットから成るクランク軸駆動輪31、減速輪41、吸気用カム軸被動輪53,63、及び排気用カム軸被動輪54,64と、から構成されるをチェーン伝達機構を例に挙げて説明したが、Vベルト、歯付ベルト等のベルト類と、これらが巻き掛けられるプーリや歯車とで構成したベルト伝達機構であっても構わない。
この場合は、前記実施形態で説明したスプロケットの歯数に合わせて、歯車の歯数を形成するか、または、それに合わせてプーリの径を形成すればよい。
In the embodiment, as an example of the transmission structure of the internal combustion engine 1, each
In this case, the number of teeth of the gear may be formed in accordance with the number of teeth of the sprocket described in the above embodiment, or the diameter of the pulley may be formed in accordance with the number of teeth.
また、内燃機関1の一例として、車体後部に縦置きに配置される場合を例に挙げて説明したが、内燃機関1の車体の配置位置及び向きは適宜変更しても構わない。例えば、内燃機関1は、車体の前部側に横置きしても構わない。 Further, as an example of the internal combustion engine 1, the case where it is arranged vertically at the rear of the vehicle body has been described as an example, but the arrangement position and orientation of the vehicle body of the internal combustion engine 1 may be changed as appropriate. For example, the internal combustion engine 1 may be placed horizontally on the front side of the vehicle body.
1 内燃機関
3 クランク軸
4 中間軸
5 一方のバンクのカム軸
6 他方のバンクのカム軸
71 第1伝動帯
72 第2伝動帯
73 第3伝動帯
WP ウォーターポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記クランク軸と前記中間軸の間の変速比は、前記中間軸と前記カム軸の間の変速比よりも大きいことを特徴とする内燃機関の伝動構造。 A first transmission band hung between a crankshaft and an intermediate shaft of an internal combustion engine; a second transmission band hung between the intermediate shaft and a camshaft of one bank; the intermediate shaft and the other A transmission structure of an internal combustion engine having a third transmission band hung between the camshaft of the bank and the camshaft rotating at half the rotational speed of the crankshaft;
The transmission structure of an internal combustion engine, wherein a transmission gear ratio between the crankshaft and the intermediate shaft is larger than a transmission gear ratio between the intermediate shaft and the cam shaft.
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