JP2017150416A - 内燃機関の排気システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃費に優れ、始動も良好に行える内燃機械の排気システムを提供する。
【解決手段】作動中に休止可能な気筒２を備えた内燃機関１の排気システムである。カム６１の作用によって第１排気バルブ２３及び第２排気バルブ２４を開閉動作させるバルブ開閉機構が、液媒体の液圧の調整によって第１排気バルブ２３の開閉タイミング及び開閉量が制御可能な液圧式可変バルブ開閉機構４０と、リンク部材６２が往復動して第２排気バルブ２４を開閉するように構成され、リンク部材６２の往復動が第２排気バルブ２４に伝わらない弁閉状態に切り替え可能な直動式可変バルブ開閉機構６０と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、気筒休止が行われる内燃機関の排気システムに関し、その中でも特に、バルブのリフトタイミング及びリフト量が、液媒体の液圧の調整によって可変できる、液圧式可変バルブ開閉機構を備えた排気システムに関する。

気筒休止は、エンジン（内燃機関）の作動状態に応じて、複数ある気筒のうち、一部の気筒を休止させ、残りの気筒だけでエンジンの動力を得る作動形態であり、燃費の向上等を図るために用いられている。

このような気筒休止を、リンク部材を用いて行うシステムが、特許文献１に開示されている。特許文献１では、半数の気筒の吸気を停止することで、気筒休止が行われていて、休止される気筒の吸気バルブに、可変動弁機構（直動式バルブ可変開閉機構）が設けられている。その可変動弁機構は、ロッカーアーム、切替機構などで構成されている。

具体的に、ロッカーアームは、アーム本体、ローラ、支持部材などで構成されており、カムと吸気バルブとの間に揺動可能な状態で介装されている。支持部材は、公知のラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）に揺動可能に支持されていて、アーム本体の基端部に形成された取付穴にスライドして往復動可能な状態で挿入されている。切替機構は、その支持部材に設けられている。切替機構は、ＨＬＡの油圧制御によって出退する連結ピンを有し、この連結ピンが出退することにより、可変動弁機構は、吸気バルブを開閉する駆動状態と、その駆動を停止する駆動停止状態と、に切り替わる。

また、液媒体の利用によって多様なバルブ制御を可能にした可変バルブ機構（液圧式可変バルブ開閉機構）を用いて気筒休止を行うシステムが、特許文献２に開示されている。

特許文献２では、すべての気筒の吸気バルブ及び排気バルブに、可変バルブ機構が設けられている。気筒休止は、休止する一群の気筒を交互に切り換えながら行われていて、休止する気筒では、吸気バルブ及び排気バルブの双方で開閉動作が停止され、燃焼室が全閉されるように設定されている。

特開２００８−１９０３９２号公報 特開２００８−３０８９９８号公報

特許文献１のシステムでは、休止される気筒での、吸気バルブの開閉動作は停止されるが、排気バルブの開閉動作は停止されない。そのため、ピストンのポンピングロス（燃焼室内での膨張時と圧縮時の空気抵抗の差によるエネルギーロス）や排気バルブを開閉するバルブ開閉機構のエネルギーロスが排除できず、燃費の点で改善の余地がある。

その点、特許文献２のシステムでは、休止される気筒の吸気及び排気の両バルブで開閉動作が停止されるので、ピストンのポンピングロスやバルブ開閉機構のエネルギーロスが排除でき、しかも、バルブのリフトタイミングやリフト量を変えて多様なバルブ制御ができるので、燃費をよりいっそう抑制できる利点がある。

ところが、液圧式可変バルブ開閉機構の場合、安定して作動するためには一定の液圧が必要である。そのため、特許文献２のシステムのように、全ての気筒のバルブに液圧式可変バルブ開閉機構を用いた場合、一定の液圧が立ち上がる前に始動すると、排気バルブが開かないため、燃焼室の空気を除去できない。従って、全ての燃焼室で空気が圧縮や膨張され、高トルクでのクランキングが必要となり、スタータモータを大型化させる必要がある。

本発明の目的は、燃費に優れ、始動も良好に行うことができ、さらに気筒休止からの復帰時のトルク変動の発生を抑制可能な内燃機械の排気システムを提供することにある。

開示する排気システムは、内燃機関運転中に燃焼を休止可能な気筒を備えた内燃機関の排気システムである。前記気筒は、第１排気バルブ及び第２排気バルブと、前記内燃機関のクランク軸の回動力を利用して回動されるカムの作用によって前記第１排気バルブ及び前記第２排気バルブを開閉動作させるバルブ開閉機構と、を有している。

そして、前記バルブ開閉機構が、前記カムの動力が液媒体を介して前記第１排気バルブに伝わることによって当該第１排気バルブが開閉するように構成され、前記液媒体の液圧の調整によって前記第１排気バルブの開閉タイミング及び開閉量が制御可能な液圧式可変バルブ開閉機構と、前記カムと前記第２排気バルブとの間に介在するリンク部材が往復動することによって当該第２排気バルブが開閉するように構成され、前記リンク部材の往復動が前記第２排気バルブに伝わらない弁閉状態に切り替え可能な直動式可変バルブ開閉機構と、を有している。

すなわち、この排気システムでは、排気バルブを開閉動作させるバルブ開閉機構が、その開閉動作の休止が可能な、液圧式可変バルブ開閉機構と直動式可変バルブ開閉機構の双方を有しているので、燃焼室が全閉になる気筒休止を行うことができ、燃費を抑制できる。第１排気バルブの開閉動作は液圧式可変バルブ開閉機構で行われるので、その開閉タイミングや開閉量を変えて多様なバルブ制御ができ、燃費をよりいっそう抑制できる。そして、第２排気バルブの開閉動作は直動式可変バルブ開閉機構で行われるので、液圧が立ち上がるまで待機する必要が無く、内燃機関の始動も従来通り良好に行うことができる。

特に、前記第１排気バルブのバルブ径は、前記第２排気バルブのバルブ径よりも大きく形成するのが好ましい。

詳細は後述するが、第２排気バルブの開閉動作の気筒休止からの復帰は、第１排気バルブの開閉動作の復帰に対して遅れる場合があり、掃気性の悪化やトルク変動といった不具合が発生し得る。それに対し、第１排気バルブのバルブ径を、第２排気バルブのバルブ径よりも大きく形成することで、不安定な排気の割合が少なくなるため、第２排気バルブの開閉動作の復帰が、第１排気バルブの開閉動作の復帰よりも遅れた場合であっても、その影響が軽減され、掃気性の悪化やトルク変動といった不具合を抑制できる。

例えば、前記気筒は、第１吸気バルブと、前記第１吸気バルブよりもバルブ径の小さい第２吸気バルブと、を更に有し、前記第１排気バルブ及び前記第１吸気バルブ、並びに、前記第２排気バルブ及び前記第２吸気バルブ、の各々が、前記気筒の中心に対して対称状に配置されているようにしてあってもよい。

第１排気バルブと第２排気バルブとでバルブ径を異ならせた場合、気筒の横断面積に対して不均衡な配置になるため、場合によっては、ボア径の拡張が必要になるなど、制約が生じるおそれがある。それに対し、そのように配置すれば、狭い領域にバランスよく４つのバルブを配置できるので、ボア径の小さい気筒であっても、相対的に大きなバルブを設けることが可能になる。

本発明の排気システムによれば、燃費を効果的に抑制でき、始動も良好に行えるようになる。

実施形態のエンジンを示す概略上面図である。 図１のＩ−Ｉ線における概略断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。 気筒の上部を下方から見た概略図である。 液圧式可変バルブ開閉機構を示す概略図である。 直動式バルブ開閉機構を示す概略図である。 直動式可変バルブ開閉機構を示す概略図である。 直動式可変バルブ開閉機構のリンク部材を示す概略斜視図である。 直動式可変バルブ開閉機構の不支持状態での動作を示す概略図である。 油圧回路を示す概略図である。 実施形態の変形例の要部を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、本実施形態のエンジン１（内燃機関の一例）を示す。このエンジン１は、自動車に搭載される直列４気筒エンジンであり、出力軸Ｊが延びる方向に、４つの気筒２が互いに隣接して一列に配置されている。各気筒２を区別する場合には、図１において、左側から順に第１気筒２ａ、第２気筒２ｂ、第３気筒２ｃ、及び第４気筒２ｄと称することとする。このエンジン１では、第２気筒２ｂと第３気筒２ｃは休止不能に構成されており、第１気筒２ａと第４気筒２ｄが、エンジン１の作動中に休止可能に構成されている。

図２、図３に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１ａと、シリンダブロック１ａの上に組み付けられたシリンダヘッド１ｂとを有している。各気筒２は、シリンダブロック１ａの上部とシリンダヘッド１ｂとの双方にわたる部分に設けられていて、出力軸Ｊと直交する方向に延びる円筒形状に形成されている。各気筒２の内部には、コンロッド３を介して、出力軸Ｊを中心に回転するクランクシャフト（図示せず）に連結されたピストン４がスライド自在に収容されていて、ピストン４の頂面と気筒２の上部とによって燃焼室５が区画されている。

図４にも示すように、各気筒２の上部には、２つの吸気口１０，１０と、２つの排気口２０，２０とが形成されている。これら吸気口１０，１０及び排気口２０，２０は、それぞれ、吸気ポート１１及び排気ポート２１を通じてシリンダヘッド１ｂの外部に連通している。２つの吸気口１０，１０は、同一径の円形開口からなり、エンジン１の一方の側部に沿って横並びに配置されている。

それに対し、２つの排気口２０，２０は、異なる径の円形開口からなり、エンジン１の他方の側部に沿って横並びに配置されている（その理由については後述）。必要に応じて、大径の排気口２０を第１排気口２０ａとし、小径の排気口２０を第２排気口２０ｂとして区別する。第１排気口２０ａの排気ポート２１及び第２排気口２０ｂの排気ポート２１は、対応する排気口２０の大きさに応じて異なる内径に形成されている。これら排気ポート２１，２１は、シリンダヘッド１ｂの内部で連結されており、シリンダヘッド１ｂの上側から見ると、シリンダヘッド１ｂの外部に臨む排気開口２２が１つの、Ｖ形状ないしＹ形状の集合ポートとなっている。

このように、排気ポート２１，２１を、シリンダヘッド１ｂの内部で集合する集合ポートとし、１気筒あたりのシリンダヘッド１ｂからの出口を１つとすることで、各気筒の排気開口２２を同一断面積とすることができ、排気ガスを排気開口２２から排気ガス浄化触媒に導くためのエキゾーストマニホールドを接続する際にも排気ポート２１ごとに異なる径の配管を接続する必要が無くなり、部材コストや部材数、組立作業性等の効率化が図れる。また、排気開口２２は、第１排気口２０ａからの排気が、第２排気口２０ｂからの排気よりも排出され易いように、第２排気口２０ｂよりも第１排気口２０ａの側に偏って配置されている。

各吸気口１０及び各排気口２０には、これらを開閉するバルブが設置されている。具体的には、第１排気口２０ａには、第１排気口２０ａと略同径の第１排気バルブ２３が設置され、第２排気口２０ｂには、第２排気口２０ｂと略同径の第２排気バルブ２４が設置されている。各吸気口１０には、吸気口１０と略同径の吸気バルブ１２が設置されている。これらバルブは、閉じる方向にスプリングで付勢されており、その付勢力に抗して吸気バルブ１２等が燃焼室５に突出することで吸気口１０等は開かれる。

これらバルブを開閉動作させるために、各気筒２には、バルブ開閉機構が設置されている。すなわち、各吸気口１０には、吸気バルブ１２を開閉動作させる液圧式可変バルブ開閉機構４０が設置され、第１排気口２０ａには、第１排気バルブ２３を開閉動作させる液圧式可変バルブ開閉機構４０が設置されている。

そして、気筒休止が行われない第２気筒２ｂ及び第３気筒２ｃの第２排気口２０ｂには、従来通りに第２排気バルブ２４を開閉動作させる直動式バルブ開閉機構５０が設置され、気筒休止が行われる第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの第２排気口２０ｂには、それに加えて、エンジン１の作動中でもバルブの開閉動作が停止できる直動式可変バルブ開閉機構６０が設置されている。

図５に、各吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３を開閉動作させる液圧式可変バルブ開閉機構４０を示す。液圧式可変バルブ開閉機構４０は、液流路４１、副室４２、液圧調整弁４３などからなり、エンジン１の出力に応じて回転するカム４４の動力がオイル（液媒体の一例）を介してバルブに伝わることによって第１排気バルブ２３等が開閉するように構成されている。液圧式可変バルブ開閉機構４０の場合、オイルの液圧の調整により、バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）及び開閉量（リフト量）の、連続したきめ細やかな制御が可能である。液流路４１や副室４２は、高圧になるため、図示しないブロック状のバルブ体の内部に形成されている。

液流路４１の一端には、第１伝達部４１ａが設けられ、液流路４１の他端には、第２伝達部４１ｂが設けられている。その液流路４１の中間に液圧調整弁４３が設置されていて、その液圧調整弁４３を介して、副室４２が液流路４１に接続されている。副室４２には液供給経路４５が接続されており、オイルポンプ４６から圧送されるオイルが、これら液供給経路４５及び副室４２を通じて液流路４１に供給され、液流路４１で一定の液圧が保持されるようになっている。

第１伝達部４１ａは、クランクシャフトと同期して回転するカム４４と連結されており、回転するカム４４のカム面の変化に応じて往復動する動力を、液流路４１のオイルに伝える。第２伝達部４１ｂは、吸気バルブ１２又は第１排気バルブ２３と連結されている。

液圧調整弁４３は、図示しないエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と電気的に接続されている。ＥＣＵの制御により、液圧調整弁４３は、液流路４１と副室４２との間を遮断する閉じ状態と、液流路４１と副室４２との間を連通させる開き状態とに変位する。従って、液圧調整弁４３が閉じ状態に保持されることで、第１伝達部４１ａに伝わる動力は、そのままオイルを介して第２伝達部４１ｂに伝わり、吸気バルブ１２又は第１排気バルブ２３が往復動する。

液圧調整弁４３が開き状態に保持されると、液流路４１のオイルが副室４２に流入するため、第１伝達部４１ａの動力は第２伝達部４１ｂに伝わらなくなり、吸気バルブ１２又は第１排気バルブ２３の開閉動作は停止し、吸気口１０又は第１排気口２０ａは開じた状態となる（気筒休止時の状態）。

液圧調整弁４３の作動タイミングや作動時間を調整することにより、吸気口１０又は第１排気口２０ａの開閉タイミング及び開閉量を多様に変化させることも可能である。従って、液圧式可変バルブ開閉機構４０によれば、最適な条件での燃焼が可能になるため、燃費の向上が図れる。バルブの開閉タイミング及び開閉量を自在に制御できるので、気筒休止からの復帰もタイミングよく行える。

ところが、液圧式可変バルブ開閉機構４０の場合、安定して作動するためには一定の液圧が必要である。従って、全ての排気バルブに液圧式可変バルブ開閉機構４０を用いた場合、エンジン始動直後、液圧式可変バルブ開閉機構４０の駆動に必要な液圧が立ち上がるまでは、排気バルブを開くことができないため、圧縮行程による抵抗に排気行程による抵抗が加わった状態でクランキングすることになり、スタータモータでは始動できないおそれがある。そのため、安定して始動するには、液圧が立ち上がるまで待機することが必要になり、始動をタイミング良く行えない場合がある。

そこで、このエンジン１では、各気筒２の第２排気バルブ２４に、直動式バルブ開閉機構５０が設置されており、気筒休止が行われる第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの各第２排気バルブ２４には、更に、直動式バルブ開閉機構５０に気筒休止機構６６が付加された、直動式可変バルブ開閉機構６０が設置されている。

図６に、直動式バルブ開閉機構５０を示す。直動式バルブ開閉機構５０は、エンジン１の出力に応じて回転するカム５１と第２排気バルブ２４との間に介在して、これらを連結するリンク部材５２を有している。リンク部材５２は、揺動部５２ａ、ローラ５２ｂなどで構成されている。ローラ５２ｂは、カム５１のカム面と接するように、その上部を突出した状態で揺動部５２ａに回動自在に支持されている。揺動部５２ａの先端部には、第２排気バルブ２４の上端に接する押付部５３が設けられている。

揺動部５２ａの基端部は、シリンダヘッド１ｂに固定された軸に回動自在に支持されている。揺動部５２ａの基端部には、曲面状の凹部５４が設けられていて、この凹部５４が、公知のラッシュアジャスタ（ＨＬＡ５５）のドーム状の上端部に、回動可能な状態で接している。揺動部５２ａは、カム５１の回転に伴って揺動し、その先端部が往復動するので、第２排気バルブ２４はカム５１の回転に連動して開閉動作する。

図７に、直動式可変バルブ開閉機構６０を示す。直動式可変バルブ開閉機構６０は、エンジン１の出力に応じて回転するカム６１と第２排気バルブ２４との間に介在して、これらを連結するリンク部材６２を有している。直動式バルブ開閉機構５０及び直動式可変バルブ開閉機構６０のいずれの場合も、各気筒２の第２排気バルブ２４が機械的に開閉されるので、始動時に全ての気筒２の燃焼室５が密閉状態になることが回避され、従来と同様に、スタータモータで始動することができる。

図８に詳しく示すように、リンク部材６２は、主揺動部６３、副揺動部６４、バネ６５、気筒休止機構６６などで構成されている。なお、直動式バルブ開閉機構５０と同じ構成には同じ符号を用いる。

ローラ５２ｂは、その上部を突出した状態で副揺動部６４に回動自在に支持されている。副揺動部６４は、主揺動部６３の内側に揺動可能に収容されており、副揺動部６４の揺動基端は、主揺動部６３の先端部に回動自在に支持されている。主揺動部６３の基端部は、シリンダヘッド１ｂに固定された軸に回動自在に支持されている。主揺動部６３の基端部にはバネ６５が設置されており、このバネ６５により、副揺動部６４は、その上部が主揺動部６３からはみ出して位置するように付勢されている。

気筒休止機構６６は、主揺動部６３の基端部及びＨＬＡ５５に設けられていて、ガイド筒６６ａ、規制ピン６６ｂ、コイルバネ６６ｃ、油入出路６６ｄなどで構成されている。規制ピン６６ｂは、ガイド筒６６ａの内部にスライド可能に取り付けられており、その先端部分がガイド筒６６ａから突出して副揺動部６４の揺動端を支持する支持状態と、その先端部分がガイド筒６６ａの内部に後退して副揺動部６４の揺動端を支持しない不支持状態とに、変位可能となっている。

規制ピン６６ｂは、コイルバネ６６ｃにより、その先端部がガイド筒６６ａから突出する方向に付勢されている。従って、常態の規制ピン６６ｂは、図７に示すような支持状態となっており、副揺動部６４は揺動不能となっている。その結果、カム６１の作用でローラ５２ｂが往復動するのに伴って、主揺動部６３は、その基端部を中心に揺動し、その先端部が往復動する。それにより、カム６１の回転に連動して第２排気バルブ２４は開閉動作する。

油入出路６６ｄは、凹部５４とガイド筒６６ａとの間に形成されていて、ＨＬＡ５５の油室５５ａと連通している。油入出路６６ｄは、油室５５ａの油圧の上昇により、規制ピン６６ｂをガイド筒６６ａの内部に後退させるように形成されている。ＨＬＡ５５の油室５５ａには、オイル導入路６７が設けられており、オイル導入路６７を通じてオイルポンプから油室５５ａにオイルが供給可能になっている。

従って、ＥＣＵの制御により、油室５５ａにオイルが供給されて油室５５ａの油圧が上昇すると、そのオイル圧が規制ピン６６ｂに作用し、図９に示すように、規制ピン６６ｂは、後退して不支持状態となる。そうなると、カム６１の作用でローラ５２ｂが往復動するのに伴って副揺動部６４が揺動し、主揺動部６３は、揺動せずに定位置に保持される。その結果、ローラ５２ｂの往復動は第２排気バルブ２４に伝わらず、第２排気バルブ２４は開じたままとなる（弁閉状態）。

図１０に、このエンジン１でのバルブ開閉機構にオイルを供給する油圧回路７０を示す。油圧回路７０は、第１油路７１、第２油路７２、第３油路７３などで構成されており、各気筒２のバルブ開閉機構には、これら油路７１，７２，７３を通じてオイルポンプ４６からオイルが供給されている。

第１油路７１は、第１気筒２ａ〜第４気筒２ｄの各々の第１排気バルブ２３を開閉動作させる液圧式可変バルブ開閉機構４０に接続されている。第２油路７２は、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの第２排気バルブ２４を開閉動作させる直動式可変バルブ開閉機構６０に接続されている。第２油路７２には、ＥＣＵの制御に従って、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの各気筒休止機構６６へのオイルの供給をオンオフするコントロールバルブ７４が設置されている。第３油路７３は、第１気筒２ａ〜第４気筒２ｄの各吸気バルブ１２を開閉動作させる液圧式可変バルブ開閉機構４０に接続されている。

第１油路７１は、第２油路７２や第３油路７３よりもオイルポンプ４６に近い部位から分岐しており、相対的に高圧のオイルが供給されるように設計されている。また、第２油路７２は、第３油路７３よりもオイルポンプ４６に近い部位から分岐しており、第３油路７３よりも高圧のオイルが供給されるように設計されている。

第１及び第２の排気バルブ２３，２４の開閉は、吸気行程で開かれる吸気バルブ１２と異なり、排気圧に抗して排気バルブを燃焼室５の内部に押し出す必要があるため、強い力が必要とされる。特に、第１排気バルブ２３は第２排気バルブ２４よりもバルブ径が大きいため、その影響を大きく受ける。そこで、このエンジン１では、第１排気バルブ２３を開閉する液圧式可変バルブ開閉機構４０に、高圧のオイルが供給されるように油路を設計することで、簡単な構造で安定した第１排気バルブ２３の開閉動作を実現している。具体的には、液圧式可変バルブ開閉機構４０およびその近傍の潤滑部のみにオイルを供給する専用オイルポンプを設定することで、油圧を集中させるようにしている。

（気筒休止）
気筒休止は、エンジン１の低負荷領域で行われる。従って、自動車が減速等され、低負荷領域に至ると、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄでは気筒休止が行われ、エンジン１は第２気筒２ｂ及び第３気筒２ｃから得られる動力で作動する。そして、アクセルが踏み込まれ、低負荷領域から高負荷領域に移行する際に、エンジン１が全気筒２の動力で作動するように、休止していた第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの燃料噴射および吸排気バルブの開閉動作を再開すべくインジェクタ、液圧式可変バルブ開閉機構４０、および直動式可変バルブ開閉機構６０を操作する復帰制御が行われる。

気筒休止期間中、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄでは、燃料噴射は停止され、かつ、両吸気バルブ１２、第１排気バルブ２３、及び第２排気バルブ２４は閉じた状態に保持される。そのため、気筒休止が行われる際には、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの各々において、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作を行う液圧式可変バルブ開閉機構４０の液圧調整弁４３は、ＥＣＵの制御によって開き状態に変位する。液圧調整弁４３は、カム４４の動作の影響を受けずに制御できるので、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作の停止は、タイミングが遅れることなくレスポンスよく行える。

そして、第２排気バルブ２４を開閉動作する直動式可変バルブ開閉機構６０では、ＥＣＵの制御により、油室５５ａにオイルが供給され、規制ピン６６ｂが後退して不支持状態となる。規制ピン６６ｂの後退も、カム６１の動作の影響を受けずに制御できるので、第２排気バルブ２４の開閉動作の停止も、タイミングが遅れることなくレスポンスよく行える。

そうして、気筒休止の復帰が行われる際には、第１気筒２ａ及び第４気筒２ｄの各々において、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作を行う液圧式可変バルブ開閉機構４０の液圧調整弁４３は、ＥＣＵの制御により、燃料噴射の復帰とともに、閉じ状態に変位する。この場合でも、液圧調整弁４３は、カム４４の動作の影響を受けずに制御できるので、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作の復帰は、タイミングが遅れることなくレスポンスよく行える。

そして、第２排気バルブ２４を開閉動作する直動式可変バルブ開閉機構６０では、ＥＣＵの制御により、油室５５ａへのオイルの供給が停止される。それにより、油室５５ａの油圧が低下して規制ピン６６ｂは突出できるようになるが、規制ピン６６ｂが突出するタイミングは、往復動する副揺動部６４の揺動端の位置によって左右される。そのため、第２排気バルブ２４の開閉動作の復帰は、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作の復帰に対して、遅れる場合がある。

例えば、復帰のタイミングに、規制ピン６６ｂが突出できる高さに副揺動部６４の揺動端が上がっていれば、そのまま規制ピン６６ｂが突出して支持状態になるので、直ぐにバルブの開閉動作を復帰できる。ところが、副揺動部６４の揺動端が下がっていて、規制ピン６６ｂが突出できない時には、カム６１が回転して、規制ピン６６ｂが突出できる状態になるまで、第２排気バルブ２４の開閉動作は復帰しない。

そのため、第２排気バルブ２４の開閉動作の復帰は、吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の開閉動作の復帰に対して遅れる場合があり、良好なレスポンスが得られない。その結果、排気バルブの開閉タイミングや開閉量がズレて、掃気性の悪化やトルク変動といった不具合が発生し得る。

第２排気バルブ２４の開閉動作の復帰を検出し、その検出に基づいて燃料噴射等を行うことも考えられるが、その場合、制御が複雑になるうえ、アクセルの踏み込みに対して応答が遅れるため、レスポンスの課題が残る。

そこで、このエンジン１では、このような不具合を抑制するため、第１排気バルブ２３のバルブ径を、第２排気バルブ２４のバルブ径よりも大きく形成している。そうすることで、不安定な第２排気口２０ｂからの排気が、安定した第１排気口２０ａからの排気よりも少なくなるため、第２排気バルブ２４の開閉動作の復帰が、第１排気バルブ２３の開閉動作の復帰よりも遅れた場合であっても、その影響が軽減され、掃気性の悪化やトルク変動といった不具合を抑制できる。

（変形例）
第１排気バルブ２３と第２排気バルブ２４とでバルブ径を異ならせた場合、気筒２の横断面積に対して不均衡な配置になり、場合によっては、ボア径の拡張が必要になるなど、制約が生じるおそれがある。

そこで、図１１に示すように、吸気バルブ１２及び吸気口１０についてもバルブ径及び口径を異ならせ、排気バルブと対称状に配置してもよい。具体的には、吸気バルブ１２の全体での開口面積を一定に保ちながら、吸気バルブ１２を、第１吸気バルブ１２ａと、第１吸気バルブ１２ａよりもバルブ径の小さい第２吸気バルブ１２ｂとで構成する。

そうして、相対的にバルブ径の大きな第１吸気バルブ１２ａと第１排気バルブ２３とを、気筒２の中心に対して対称状に配置し、相対的にバルブ径の小さな第２吸気バルブ１２ｂと第２排気バルブ２４とを、第１吸気バルブ１２及び第１排気バルブ２３の並びに対して直交するように、気筒２の中心に対して対称状に配置する。特に、第１吸気バルブ１２ａ及び第１排気バルブ２３、並びに、第２吸気バルブ１２ｂ及び第２排気バルブ２４は、各々、同じバルブ径にするのが好ましい。

そうすれば、狭い領域にバランスよく４つのバルブを配置できるので、ボア径の小さい気筒２であっても、相対的に大きなバルブを設けることが可能になる。

なお、本発明にかかる排気システムは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、上述した実施形態の気筒数は一例であり、４気筒に限らない。気筒休止が行われる気筒の排気バルブ数も、少なくとも直動式可変バルブ開閉機構６０を用いた排気バルブと、液圧式可変バルブ開閉機構４０を用いた排気バルブの２つがあればよく、それ以上であってもよい。吸気バルブ数も１つ以上であればよい。吸気バルブ１２のバルブ開閉機構は、液圧式可変バルブ開閉機構に限らない。例えば、直動式可変バルブ開閉機構や直動式バルブ開閉機構であってもよい。

第２気筒２ｂと第３気筒２ｃが休止可能で、第１気筒２ａと第４気筒２ｄが休止不能であってもよいし、任意の気筒２が休止できるようにしてあってもよい。

１ エンジン
２ 気筒
１２ 吸気バルブ
２３ 第１排気バルブ
２４ 第２排気バルブ
４０ 液圧式可変バルブ開閉機構
５０ 直動式バルブ開閉機構
６０ 直動式可変バルブ開閉機構

Claims (3)

1. 内燃機関作動中に燃料噴射の停止とともに排気バルブの開閉動作を休止可能な気筒を備えた内燃機関の排気システムであって、
   前記気筒は、
   第１排気バルブ及び第２排気バルブと、
   前記内燃機関のクランク軸の回動力を利用して回動されるカムの作用によって前記第１排気バルブ及び前記第２排気バルブを開閉動作させるバルブ開閉機構と、
   を有し、
   前記バルブ開閉機構が、
   前記カムの動力が液媒体を介して前記第１排気バルブに伝わることによって当該第１排気バルブが開閉するように構成され、前記液媒体の液圧の調整によって前記第１排気バルブの開閉タイミング及び開閉量が制御可能な液圧式可変バルブ開閉機構と、
   前記カムと前記第２排気バルブとの間に介在するリンク部材が往復動することによって当該第２排気バルブが開閉するように構成され、前記リンク部材の往復動が前記第２排気バルブに伝わらない弁閉状態に切り替え可能な直動式可変バルブ開閉機構と、
   を有している排気システム。
2. 請求項１に記載の排気システムにおいて、
   前記第１排気バルブのバルブ径が、前記第２排気バルブのバルブ径よりも大きく形成されている排気システム。
3. 請求項２に記載の排気システムにおいて、
   前記気筒は、第１吸気バルブと、前記第１吸気バルブよりもバルブ径の小さい第２吸気バルブと、を更に有し、
   前記第１排気バルブ及び前記第１吸気バルブ、並びに、前記第２排気バルブ及び前記第２吸気バルブ、の各々が、前記気筒の中心に対して対称状に配置されている排気システム。

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