JP2022030417A - 内燃機関 - Google Patents

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Shinsuke Kasazaki
正崇 内堀
Masataka UCHIBORI
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    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18Rocking arms or levers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

【課題】弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間におけるフレッティングの発生を抑制する。【解決手段】弁腕サポート13に設けられた弁腕軸挿通孔13aに挿通された弁腕軸14に潤滑油経路14bおよび弁腕サポート注油孔14eを備えさせる。弁腕サポート注油孔14eを、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面に向けて開口させる。【選択図】図10

Description

本発明は内燃機関に係る。特に、本発明は、内燃機関の動弁系におけるフレッティングの発生を抑制するための対策に関する。
従来、特許文献1に開示されているように内燃機関の動弁系の構成として、弁腕が弁腕軸に揺動自在に支持された構成が知られている。このような動弁系を備えたものとして例えばOHV(Over Head Valve)式の内燃機関が挙げられる。この種の動弁系の構成として具体的には、気筒列方向に亘って配設された複数の弁腕サポートそれぞれがシリンダヘッドの上部にボルト止め等の手段によって固定されており、これら弁腕サポートに設けられた弁腕軸挿通孔に弁腕軸が挿通されている。この弁腕軸は、その両端がボルト止め(例えば気筒列方向の両端に位置する弁腕サポートにボルト止め)によって回り止めされている。
また、隣り合う弁腕サポート同士の間において各気筒に対応した位置には、弁腕(吸気側の弁腕および排気側の弁腕)が弁腕軸に揺動自在に支持されている。そして、OHV式の内燃機関にあっては、クランク軸からの動力を受けて往復動するプッシュロッドの先端に弁腕の一端部が連結されており、弁腕の他端部には弁(吸気弁または排気弁)が連結されている。そして、プッシュロッドの往復動に伴う弁腕の揺動によって弁の開閉動作(吸気ポートまたは排気ポートを開閉する動作)が行われるようになっている。
特開2002-221083号公報
前述した動弁系にあっては、その組み立て時に、弁腕サポートに設けられた弁腕軸挿通孔に弁腕軸を挿通させる作業が必要となる。そして、この作業を容易に行うために、弁腕軸の外径寸法に対して弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内径寸法は僅かに大きく設定されている。このため、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔に弁腕軸が挿通された状態では、この弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間に僅かなクリアランスが存在している。
このため、プッシュロッドの往復動に伴う弁腕の揺動に伴って弁腕軸に撓みが発生した場合、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内側で弁腕軸が僅かに移動する(前述したクリアランスが存在していることに起因して僅かに移動する)ことになり、これら弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間での往復滑りに起因するフレッティング(表面損傷)が発生してしまう虞がある。このフレッティングは異音の発生や耐久性の悪化等の原因になるため好ましくない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間におけるフレッティングの発生を抑制することにある。
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、シリンダヘッドに支持された弁腕サポートと、該弁腕サポートに設けられた弁腕軸挿通孔に挿通された弁腕軸と、該弁腕軸に揺動自在に支持された弁腕とを備えた内燃機関を前提とする。この内燃機関は、前記弁腕軸に、潤滑油経路と、該潤滑油経路に連通する注油孔とが設けられている。そして、前記注油孔が、前記弁腕サポートに対応する位置に設けられていることを特徴とする。
この特定事項により、弁腕軸に設けられた潤滑油経路を流れる潤滑油は、この潤滑油経路を経て注油孔に達する。この注油孔は弁腕サポートに対応する位置に設けられているため、この注油孔から流出する潤滑油は弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面を潤滑する。つまり、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間のクリアランスに潤滑油が流れ込むことで、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内側で弁腕軸が僅かに移動する状況となっても、これら弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間が潤滑されることによりフレッティングの発生が抑制されることになる。
また、前記弁腕の一端部には吸気ポートまたは排気ポートを開閉する弁が連結されており、前記注油孔の開口位置は、前記弁側に設けられている。
前記フレッティングの発生を効果的に抑制するためには、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面のうち特にフレッティングが発生する可能性の高い位置に向けて潤滑油を供給することが好ましい。弁腕が弁腕軸に支持された状態で揺動する場合において、弁腕が弁を開放側に付勢した際、弁の移動方向とは反対方向の力を弁腕が受けることになり、この力は弁腕から弁腕軸に伝達され、この弁腕軸は、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面のうち弁側(弁の配設位置に寄った側)に押し当てられることになる。このため、この位置にフレッティングが発生する可能性が高い。本解決手段では、このフレッティングが発生する可能性が高い領域である、弁側の位置に注油孔が設けられているため、この領域を良好に潤滑することができ、フレッティングの発生を効果的に抑制することができる。
また、前記シリンダヘッドに設けられたヘッド内潤滑油経路と、前記弁腕サポートに設けられたサポート内潤滑油経路と、前記弁腕軸に設けられた潤滑油導入孔および前記潤滑油経路とが連通されている。
これによれば、シリンダヘッドに設けられたヘッド内潤滑油経路、弁腕サポートに設けられたサポート内潤滑油経路、弁腕軸に設けられた潤滑油導入孔および潤滑油経路に沿って潤滑油が流れ、この潤滑油経路から注油孔を経て弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面に向けて潤滑油が供給されることになる。このため、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面に向けて潤滑油を供給するための特別な配管(外部配管)を必要とすることなく、弁腕軸挿通孔の内周面に向けて潤滑油を良好に供給することが可能になる。このため、部品点数の削減や、内燃機関の組み立て作業の簡素化を図ることができる。
また、前記弁腕サポートは、気筒列方向に亘って複数配設されており、これら複数の弁腕サポートのうち何れか一つの弁腕サポートに前記サポート内潤滑油経路が設けられている。
これによれば、複数の弁腕サポートそれぞれにサポート内潤滑油経路を設ける場合に比べて、ヘッド内潤滑油経路およびサポート内潤滑油経路の加工を簡素化することができ、加工費の低廉化を図ることができる。
また、前記弁腕サポートは、前記シリンダヘッドに固定される複数の固定部を備えており、前記サポート内潤滑油経路は、前記複数の固定部を結ぶ中心線に対してオフセットしている。
これによれば、サポート内潤滑油経路を形成する領域を十分に確保することができる。
本発明では、弁腕サポートに設けられた弁腕軸挿通孔に挿通された弁腕軸に潤滑油経路および注油孔を備えさせ、この注油孔を、弁腕サポートに対応する位置に設けている。このため、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間のクリアランスに潤滑油を供給することができ、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内側で弁腕軸が僅かに移動する状況となっても、これら弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間が潤滑されることによりフレッティングの発生を抑制することができる。
実施形態に係る内燃機関の断面図である。 内燃機関の動弁系の一部を示す斜視図である。 図2におけるIII-III線に沿った断面を示す斜視図である。 図3におけるIV-IV線に沿った断面図である。 弁腕軸を示す斜視図である。 弁腕軸の断面図である。 図3におけるVII-VII線に沿った断面図である。 内燃機関の動弁系を示す下面図である。 図3におけるIX-IX線に沿った断面図である。 図3におけるX-X線に沿った断面図である。 動弁系への潤滑油の供給経路を説明するための概念図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、直列4気筒のOHV式の内燃機関(ディーゼルエンジン)に本発明を適用した場合について説明する。
-内燃機関の概略構成-
本実施形態の特徴である動弁系の潤滑構造について説明する前に、本実施形態に係る内燃機関の概略構成について説明する。
図1は、本実施形態に係る内燃機関1の断面図である。本実施形態に係る内燃機関1は、直列4気筒のOHV式のものであるが、図1では、一つの気筒についての断面を示している。以下では、一つの気筒を対象として説明するが、他の気筒も同様の構成となっている。なお、本発明に係る内燃機関1としては、気筒数や気筒配列等は本実施形態のものには限定されない。
図1に示すように、本実施形態に係る内燃機関1は、シリンダブロック3の上側にシリンダヘッド4が取り付けられて内燃機関本体部2が構成されており、この内燃機関本体部2の下側(シリンダブロック3の下側)に、潤滑油を貯留するオイルパン5が取り付けられている。
シリンダブロック3の下部には、気筒列方向に沿って水平方向に延在するクランク軸7が支承されている。シリンダブロック3内の上部(シリンダヘッド4側)にはシリンダ10が形成されており、該シリンダ10に、ピストン8が上下方向に摺動可能に内嵌されている。ピストン8はコンロッド9を介してクランク軸7に連結されており、燃焼室6での混合気の燃焼によりピストン8が上下方向に往復動することに伴ってクランク軸7が回転駆動される。
また、シリンダヘッド4の上側には、ボンネット(弁腕ケース)11が取り付けられており、該ボンネット11の内部が弁腕室12とされている。この弁腕室12には動弁系が収容されている。この動弁系の構成については後述する。
シリンダヘッド4の下面とシリンダ10とピストン8とによって形成される燃焼室6には、シリンダヘッド4を上下方向に貫通した燃料噴射弁18(図1では仮想線で示している)の先端(下端)が臨んでいる。
また、シリンダヘッド4の側面には、吸気マニホールド19および排気マニホールド20が接続されており、吸気弁15cの開弁による気筒内への空気の供給、および、排気弁(図1では図示省略)の開弁による気筒内からの排気の排出が行われるようになっている。
シリンダブロック3の側部には燃料噴射ポンプ22が配設されており、図示しない燃料タンクに貯溜された燃料を、燃料噴射ポンプ22により加圧し、前記燃料噴射弁18に供給するようにしている。
燃料噴射ポンプ22の下方には、潤滑油ポンプ23が配設されており、オイルパン5に貯溜した潤滑油を汲み上げて、シリンダブロック3内の図示しない油路等を介して各部に供給し、潤滑油を循環させて内燃機関1内部の潤滑を行うようにしている。
また、シリンダブロック3における反対側の側部にはセルモータ24が配設されている。
-動弁系の構成-
次に、本実施形態に係る内燃機関1の動弁系の構成について説明する。
図2は、内燃機関1の動弁系の一部を示す斜視図である。図3は、図2におけるIII-III線に沿った断面を示す斜視図である。図4は、図3におけるIV-IV線に沿った断面図である。図5は、弁腕軸14を示す斜視図である。
これらの図に示すように、動弁系は、シリンダヘッド4の上部にボルト止めによって固定された弁腕サポート13,13,13、該弁腕サポート13に挿通された弁腕軸14、弁腕軸14に揺動自在に支持された吸気側の弁腕15,15,…および排気側の弁腕16,16,…を備えている。
図3および図4に示すように、シリンダヘッド4の上部には各気筒間の位置において上方に延在するリブ状のサポート支持部4a,4a,4aが設けられており、これらサポート支持部4a,4a,4aの上面に弁腕サポート13,13,13がボルト止めされている。また、シリンダヘッド4における気筒列方向の両側の縦壁の上面にはサイドサポート17,17(動弁系を示す下面図である図8を参照)がボルト止めされている。
弁腕サポート13の構成としては、図4に示すように、弁腕軸14が挿通される弁腕軸挿通孔13aが形成されたサポート本体部13bと、該サポート本体部13bから気筒方向(図4における右方向)に延在する第1支持脚(本発明でいう固定部)13cと、サポート本体部13bから気筒方向とは反対方向(図4における左方向)に位置する第2支持脚(本発明でいう固定部)13dとを備えている。第1支持脚13cおよび第2支持脚13dそれぞれには、鉛直方向に沿って延在するボルト挿通孔13e,13fが形成されており、これらボルト挿通孔13e,13fに対し上側からボルトB1,B2が挿通され、該ボルトB1,B2が、シリンダヘッド4のサポート支持部4aに形成された雌ねじ孔4c,4dにねじ込まれることにより、各弁腕サポート13,13,13がサポート支持部4a,4a,4aにそれぞれ支持されている。
また、弁腕サポート13のサポート本体部13bおよび第1支持脚13cの一部はシリンダヘッド4のサポート支持部4aの上面から後退しており(上側に後退した後退部13Bとなっており)、この部分にあっては、弁腕サポート13とシリンダヘッド4との間に空間S1が存在している。この空間S1には、シリンダヘッド4をシリンダブロック3に締結するためのヘッドボルトB3の頭部が位置している。つまり、弁腕サポート13をシリンダヘッド4にボルト止めする前段階で、ヘッドボルトB3によってシリンダヘッド4をシリンダブロック3に締結しておき、その後、弁腕サポート13をシリンダヘッド4のサポート支持部4a上に当接して、弁腕サポート13の第1支持脚13cおよび第2支持脚13dをサポート支持部4aにボルト止めすることで、前記空間S1にヘッドボルトB3の頭部が位置することになる。
また、図8に示すように、前記サイドサポート17も、前記弁腕サポート13と同様に、弁腕軸挿通孔(図示省略)、サポート本体部17b、第1支持脚17c、第2支持脚17dを備えており、第1支持脚17cおよび第2支持脚17dがシリンダヘッド4の縦壁の上面にボルトによって締結されている。
前述のようにして各弁腕サポート13,13,13およびサイドサポート17,17がシリンダヘッド4に固定された状態にあっては、各弁腕サポート13,13,13の弁腕軸挿通孔13a,13a,13aおよびサイドサポート17,17の弁腕軸挿通孔が同一軸線上に配置されており、これら弁腕軸挿通孔13a,13a,13aに亘って弁腕軸14が挿通されている。
図5に示すように弁腕軸14の両端部には、ボルト挿通孔14a,14aが形成されており、この弁腕軸14のボルト挿通孔14a,14aがサイドサポート17のサポート本体部17bに形成されたボルト挿通孔(図示省略)に位置合わせされた状態でボルトが挿通されることにより、弁腕軸14はサイドサポート17,17に回り止めされた状態で支持される。
弁腕軸14は、円柱形状の棒材によって構成されている。また、この弁腕軸14の内部には、潤滑油を流すための潤滑油経路14b(図3および図4を参照)が、当該弁腕軸14の軸心に沿う方向の一端から他端に亘って貫通形成されている。なお、この潤滑油経路14bの両端は、封止部材が圧入され、これによって潤滑油経路14bの両端は封鎖される。
弁腕軸14の外径寸法は、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内径寸法よりも僅かに小径に設定されている。言い換えると、弁腕軸14の外径寸法に対して弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内径寸法は僅かに大きく設定されている。これは、動弁系の組み立て時に、弁腕サポート13に設けられた弁腕軸挿通孔13aに弁腕軸14を挿通させる作業を容易に行うためである。このように弁腕軸14の外径寸法に対して弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内径寸法が僅かに大きく設定されているため、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aに弁腕軸14が挿通された状態では、この弁腕軸挿通孔13aの内周面と弁腕軸14の外周面との間に僅かなクリアランスが存在することになる。
図2および図3に示すように、吸気側の弁腕15および排気側の弁腕16は、内燃機関1の各気筒に対応した位置であって隣り合う弁腕サポート13,13同士の間、および、隣り合う弁腕サポート13とサイドサポート17との間において、弁腕軸14に揺動自在に支持されている。つまり、隣り合う弁腕サポート13,13同士の間、および、隣り合う弁腕サポート13とサイドサポート17との間には、吸気側の弁腕15および排気側の弁腕16が1本ずつ配設されて、弁腕軸14に揺動自在に支持されている。具体的には、各弁腕15,16にも、前記弁腕サポート13と同様に弁腕軸挿通孔15a(図9を参照)が形成されており、この弁腕軸挿通孔15aに弁腕軸14が挿通されていることにより、各弁腕15,16が弁腕軸14に揺動自在に支持されている。
吸気側の弁腕15における気筒方向(図4および図9における右方向)側の端部は、連結部材15bを介して一対の吸気弁15c,15cの上端が連結されている。一方、排気側の弁腕16における気筒方向(図4および図9における右方向)側の端部は、連結部材16b(図2を参照)を介して一対の排気弁(図示省略)の上端が連結されている。また、各弁腕15,16における気筒方向とは反対方向(図4における左方向)側の端部には、プッシュロッド28の上端が連結されている。図1に示すように、プッシュロッド28の下端はクランク軸7の回転に伴って回転するカム軸29上のカム29aに当接され、該カム29aの回動によりプッシュロッド28が略上下に往復動される。また、各連結部材15b,16bとシリンダヘッド4との間における各弁15cのバルブステムの外周囲にはバルブスプリング15d,16dが配置されている。これにより、各弁腕15,16は、プッシュロッド28に押された場合には、弁腕軸14周りを回動することにより、バルブスプリング15d,16dの付勢力に抗して吸気弁15cや排気弁を下方に押すことで吸気ポートの開放(吸気行程での開放)や排気ポートの開放(排気行程での開放)が行われ、プッシュロッド28からの押圧力が解除された場合にはバルブスプリング15d,16dの付勢力によって吸気弁15cや排気弁が上方に移動することで、吸気ポートや排気ポートが閉鎖されることになる。
-動弁系の潤滑構造-
次に、本実施形態の特徴である動弁系の潤滑構造について説明する。図6は、弁腕軸14の断面図である。図7は、図3におけるVII-VII線に沿った断面図である。図8は、内燃機関1の動弁系を示す下面図である。図9は、図3におけるIX-IX線に沿った断面図である。また、図10は、図3におけるX-X線に沿った断面図である。
図5および図6に示すように、弁腕軸14には、前述した潤滑油経路14bに連通する孔として、潤滑油導入孔14c、弁腕注油孔14d,14d,…、弁腕サポート注油孔(本発明でいう注油孔)14e,14e,14eを備えている。これら孔14c、14d,14d,…、14e,14e,14eは、弁腕軸14の径方向に沿って延在し、内側端が潤滑油経路14bに開口し、外側端が弁腕軸14の外面に開口している。これら孔14c、14d,14d,…、14e,14e,14eの形成位置については後述する。
図7に示すように弁腕サポート13における第2支持脚13dの内部には、上下方向に延在するサポート内潤滑油経路13gが設けられている。一方、シリンダヘッド4の内部には、シリンダブロック3に形成されているブロック内潤滑油経路3a(図11を参照)に連通するヘッド内潤滑油経路4eが形成されている。具体的に、シリンダヘッド4に備えられた複数のサポート支持部4a,4a,4aのうち1番気筒と2番気筒との間に位置するサポート支持部4aに上下方向に延在するヘッド内潤滑油経路4eは形成されている。また、図8(動弁系を示す下面図)に示すように、サポート内潤滑油経路13gは、複数の弁腕サポート13,13,13うち1番気筒と2番気筒との間に位置する弁腕サポート13Aに形成されている。この弁腕サポート13Aの第2支持脚13dには、弁腕軸14の軸心の下側に向けて延在する延在部13hが設けられており、サポート内潤滑油経路13gは、この第2支持脚13dの延在部13hの内部において上下方向に延在するように形成されている。これにより、サポート内潤滑油経路13gは、第1支持脚13cと第2支持脚13dとを結ぶ中心線L(図8に一点鎖線で示している)に対してオフセットした位置に配設されていることになり、このサポート内潤滑油経路13gを形成する領域が十分に確保されている。そして、図7に示すように、ヘッド内潤滑油経路4eの上端開口とサポート内潤滑油経路13gの下端開口とが位置合わせされている。つまり、サポート支持部4aの上面に弁腕サポート13が締結された状態では、ヘッド内潤滑油経路4eの上端開口と弁腕サポート13のサポート内潤滑油経路13gの下端開口とが連通し、ヘッド内潤滑油経路4eを流れてきた潤滑油がサポート内潤滑油経路13gに流入するようになっている。なお、ここでは、1番気筒と2番気筒との間においてヘッド内潤滑油経路4eとサポート内潤滑油経路13gとが連通する構成としていたが、他の気筒同士の間においてヘッド内潤滑油経路4eとサポート内潤滑油経路13gとが連通する構成としてもよい。
また、図7に示すように、弁腕サポート13のサポート内潤滑油経路13gの上端開口と弁腕軸14の潤滑油導入孔14cの下端開口とが位置合わせされている。つまり、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aに弁腕軸14が挿通された状態では、弁腕サポート13のサポート内潤滑油経路13gの上端開口と弁腕軸14の潤滑油導入孔14cの下端開口とが連通し、サポート内潤滑油経路13gを流れた潤滑油が潤滑油導入孔14cを経て潤滑油経路14bに流入するようになっている。図5および図6では、この潤滑油導入孔14cから潤滑油経路14bに向けて流入する潤滑油の流れを実線の矢印で示している。
弁腕軸14に形成されている弁腕注油孔14dは、各弁腕15,16の弁腕軸挿通孔15aに向けて給油を行うものであり、外側端(弁腕軸14の外面における開口)が各弁腕15,16の弁腕軸挿通孔15aに向けてそれぞれ開口されている。具体的には、図5、図6および図9に示すように、弁腕注油孔14dは、一つの弁腕15(16)に対して2箇所に設けられている。つまり、潤滑油経路14bから上方に延在する上側弁腕注油孔14d-1(図9を参照)と潤滑油経路14bから下方に延在する下側弁腕注油孔14d-2とが備えられている。このため、潤滑油経路14bを流れてきた潤滑油は、上側弁腕注油孔14d-1および下側弁腕注油孔14d-2に分流され、弁腕15(16)の弁腕軸挿通孔15aの内周面と、弁腕軸14の外周面との間に供給されて、これら両者間の潤滑を行う。これにより、弁腕軸14に支持されている各弁腕15,16の揺動が円滑に行えるようになっている。図5および図6では、この弁腕注油孔14dから弁腕軸挿通孔15aの内周面に向かう潤滑油の流れを破線の矢印で示している。
また、弁腕15(16)の内部には潤滑油経路15e,15fが設けられている。具体的に、図9に示すように、弁腕15内において気筒方向(図9における右方向)側に延在する第1潤滑油経路15eと、弁腕15内において気筒方向とは反対(図9における左方向)側に延在する第2潤滑油経路15fとが設けられている。第1潤滑油経路15eは、弁腕15の弁腕軸挿通孔15aの内周面と弁腕軸14の外周面との間に供給された潤滑油を、弁腕15と連結部材15bとの連結部分に向けて供給する。また、第2潤滑油経路15fは、弁腕15の弁腕軸挿通孔15aの内周面と弁腕軸14の外周面との間に供給された潤滑油を、弁腕15とプッシュロッド28との連結部分に向けて供給する。
そして、弁腕軸14に形成されている弁腕サポート注油孔14eは、各弁腕サポート13,13,13の弁腕軸挿通孔13a,13a,13aに向けて給油を行うものであり、図10に示すように、外側端(弁腕軸14の外面における開口)が弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aに向けて(弁腕サポート13に対応する位置に)それぞれ開口されている。このため、この潤滑油経路14bを経て弁腕サポート注油孔14eを流れた潤滑油は、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面と、弁腕軸14の外周面との間に供給されて、これら両者間の潤滑を行う。図5および図6では、この弁腕サポート注油孔14eから弁腕軸挿通孔13aの内周面に向かう潤滑油の流れを一点鎖線の矢印で示している。
また、図10に示すように、弁腕サポート注油孔14eにおける弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面に向けた開口位置は、該弁腕軸挿通孔13aの内周面のうち弁15cの配設位置側に寄った位置(弁側)に設定されている。つまり、この弁腕サポート注油孔14eは、上方に向かって僅かに弁15cの配設位置側に傾斜した潤滑油通路として形成されている。
図11は、動弁系への潤滑油の供給経路を説明するための概念図である。この図11に示すように、シリンダブロック3のブロック内潤滑油経路(メインギャラリ)3aからシリンダヘッド4のヘッド内潤滑油経路4eおよび弁腕サポート13のサポート内潤滑油経路13gを経た潤滑油は、弁腕軸14の潤滑油導入孔14cから潤滑油経路14bに流入する。そして、この潤滑油経路14bを流れた潤滑油は、弁腕注油孔14dと弁腕サポート注油孔14eとに分流され、弁腕注油孔14dを流れた潤滑油は、各弁腕15,16の弁腕軸挿通孔15aの内周面と弁腕軸14の外周面との間に供給されて、これら両者間の潤滑を行う。一方、弁腕サポート注油孔14eを流れた潤滑油は、各弁腕サポート13,13,13の弁腕軸挿通孔13a,13a,13aの内周面と、弁腕軸14の外周面との間に供給されて、これら両者間の潤滑を行うことになる。
従来技術にあっては、プッシュロッドの往復動に伴う弁腕の揺動に伴って弁腕軸に撓みが発生した場合、弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内側で弁腕軸が僅かに移動する(前述したクリアランスが存在していることに起因して僅かに移動する)ことになり、これら弁腕サポートの弁腕軸挿通孔の内周面と弁腕軸の外周面との間での往復滑りに起因するフレッティングが発生してしまう虞があった。
これに対し、本実施形態では、前述したように、各弁腕サポート13,13,13の弁腕軸挿通孔13a,13a,13aの内周面と弁腕軸14の外周面との間のクリアランスに潤滑油を供給することができ、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内側で弁腕軸14が僅かに移動する状況となっても、これら弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面と弁腕軸14の外周面との間が潤滑されることによりフレッティングの発生を抑制することができる。
また、前述したように、弁腕サポート注油孔14eにおける弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面に向けた開口位置は、該弁腕軸挿通孔13aの内周面のうち弁15cの配設位置側に寄った位置に設定されている(図10を参照)。前記フレッティングの発生を効果的に抑制するためには、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面のうち特にフレッティングが発生する可能性の高い位置に向けて潤滑油を供給することが好ましい。弁腕15,16が弁腕軸14に支持された状態で揺動する場合において、弁腕15,16が弁15cを開放側に付勢した際、弁15cの移動方向とは反対方向の力を弁腕15,16が受けることになり、この力は弁腕15,16から弁腕軸14に伝達され、この弁腕軸14は、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面のうち弁15cの配設位置側に寄った位置に押し当てられることになる。このため、この位置にフレッティングが発生する可能性が高い。本実施形態では、このフレッティングが発生する可能性が高い領域である、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面のうち弁15cの配設位置側に寄った位置に向けて弁腕サポート注油孔14eが開口されているため、この領域を良好に潤滑することができ、フレッティングの発生を効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、シリンダヘッド4に設けられたヘッド内潤滑油経路4eと、弁腕サポート13に設けられたサポート内潤滑油経路13gと、弁腕軸14に設けられた潤滑油導入孔14c、潤滑油経路14bおよび弁腕サポート注油孔14eとが連通された構成となっている。このため、弁腕サポート13の弁腕軸挿通孔13aの内周面に向けて潤滑油を供給するための特別な配管(外部配管)を必要とすることなく、弁腕軸挿通孔13aの内周面に向けて潤滑油を良好に供給することが可能である。このため、部品点数の削減や、内燃機関1の組み立て作業の簡素化を図ることができる。
また、本実施形態では、複数の弁腕サポート13,13,13のうち何れか一つの弁腕サポート13Aにサポート内潤滑油経路13gを設けている。このため、複数の弁腕サポート13,13,13それぞれにサポート内潤滑油経路13gを設ける場合に比べて、ヘッド内潤滑油経路4eおよびサポート内潤滑油経路13gの加工を簡素化することができ、加工費の低廉化を図ることができる。
更に、本実施形態では、弁腕サポート13の支持脚13c,13d同士の間の領域をシリンダヘッド4から後退させ、ヘッドボルトB3を、弁腕サポート13の後退部13Bとシリンダヘッド4との間の空間S1からシリンダヘッド4およびシリンダブロック3に亘って挿通させている。このため、ヘッドボルトB3の配設位置と、弁腕サポート13の配設位置とを平面視においてオーバラップさせることができ、シリンダブロック3にシリンダヘッド4を固定するための構成と、ヘッド内潤滑油経路4eからサポート内潤滑油経路13gに亘る潤滑油の経路を確保するための構成とをコンパクトに実現することができる。
-他の実施形態-
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
例えば、前記実施形態では、OHV式の内燃機関のプッシュロッド方式に本発明を適用した場合について説明したが、OHC(Over Head Camshaft)式の内燃機関のフィンガフォロア方式に対しても本発明は適用可能である。
本発明は、シリンダヘッドに支持された弁腕サポートと、該弁腕サポートの弁腕軸挿通孔に挿通された弁腕軸と、該弁腕軸に揺動自在に支持された弁腕とを備えた内燃機関に適用可能である。
1 内燃機関
4 シリンダヘッド
4e ヘッド内潤滑油経路
13 弁腕サポート
13a 弁腕軸挿通孔
13c 第1支持脚(固定部)
13d 第2支持脚(固定部)
13g サポート内潤滑油経路
14 弁腕軸
14b 潤滑油経路
14c 潤滑油導入孔
14e 弁腕サポート注油孔(注油孔)
15 吸気側の弁腕
15c 吸気弁
16 排気側の弁腕
L 中心線

Claims (5)

  1. シリンダヘッドに支持された弁腕サポートと、該弁腕サポートに設けられた弁腕軸挿通孔に挿通された弁腕軸と、該弁腕軸に揺動自在に支持された弁腕とを備えた内燃機関において、
    前記弁腕軸には、潤滑油経路と、該潤滑油経路に連通する注油孔とが設けられており、
    前記注油孔は、前記弁腕サポートに対応する位置に設けられていることを特徴とする内燃機関。
  2. 請求項1記載の内燃機関において、
    前記弁腕の一端部には吸気ポートまたは排気ポートを開閉する弁が連結されており、
    前記注油孔の開口位置は、前記弁側に設けられていることを特徴とする内燃機関。
  3. 請求項1または2記載の内燃機関において、
    前記シリンダヘッドに設けられたヘッド内潤滑油経路と、前記弁腕サポートに設けられたサポート内潤滑油経路と、前記弁腕軸に設けられた潤滑油導入孔および前記潤滑油経路とが連通されていることを特徴とする内燃機関。
  4. 請求項3記載の内燃機関において、
    前記弁腕サポートは、気筒列方向に亘って複数配設されており、
    これら複数の弁腕サポートのうち何れか一つの弁腕サポートに前記サポート内潤滑油経路が設けられていることを特徴とする内燃機関。
  5. 請求項3または4記載の内燃機関において、
    前記弁腕サポートは、前記シリンダヘッドに固定される複数の固定部を備えており、
    前記サポート内潤滑油経路は、前記複数の固定部を結ぶ中心線に対してオフセットしていることを特徴とする内燃機関。
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