JP2022090950A - Variable valve mechanism of internal combustion engine - Google Patents

Variable valve mechanism of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2022090950A
JP2022090950A JP2020203564A JP2020203564A JP2022090950A JP 2022090950 A JP2022090950 A JP 2022090950A JP 2020203564 A JP2020203564 A JP 2020203564A JP 2020203564 A JP2020203564 A JP 2020203564A JP 2022090950 A JP2022090950 A JP 2022090950A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
valve
camshaft
cylinder
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020203564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
洋之 藤川
Hiroyuki Fujikawa
翔平 山下
Shohei Yamashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2020203564A priority Critical patent/JP2022090950A/en
Publication of JP2022090950A publication Critical patent/JP2022090950A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

To arbitrarily increase and decrease a length of a valve opening period of an intake valve or an exhaust valve of a cylinder, while eliminating a labor for replacement of a cam shaft, with a simple constitution.SOLUTION: A variable valve mechanism of an internal combustion engine includes: a first cam shaft 1 supporting a first cam 11 for opening and closing an intake valve or an exhaust valve of a cylinder and rotating about a prescribed axial center C; a second cam shaft 2 supporting a second cam 21 for opening and closing the same valve as that opened and closed by the first cam 11 and rotating about the axial center C together with the first cam shaft 1; a first phase variable device 3 for advancing or retarding a relative angle about the axial center C of the first cam shaft 1 with respect to a cam sprocket 31 on which a chain or a belt of a winding transmission device for transmitting engine torque from a crank shaft, is wound; and a second phase variable device 4 for advancing or retarding a relative angle about an axial center C of the second cam shaft with respect to the first cam shaft 1.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングとともにその開弁期間の長さを調整し得る可変バルブ機構に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism capable of adjusting the length of the valve opening period together with the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of the cylinder of an internal combustion engine.

車両等に搭載される内燃機関(レシプロエンジン)について、各気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変制御できる位相変化型の可変バルブタイミング(Variable Valve Timing)機構を備えたものが公知である(下記特許文献を参照)。この種のVVT機構は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに対する、吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するカムシャフトの回転位相を変化させることにより、吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させる。 An internal combustion engine (reciprocating engine) mounted on a vehicle or the like is known to be equipped with a phase-changing variable valve timing mechanism capable of variably controlling the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of each cylinder. (See the following patent document). This type of VVT mechanism advances the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve by changing the rotation phase of the camshaft that drives the opening / closing of the intake valve or the exhaust valve with respect to the crankshaft which is the output shaft of the internal combustion engine. To retard.

特開2020-084903号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-084903

内燃機関の設計開発または運転制御に際して、吸気バルブまたは排気バルブの開弁期間の長さを任意に拡縮させたいという要望がある。例えば、火花点火(Spark Ignition)式機関では、吸気バルブの開弁期間を比較的長く設定し、同一気筒の吸気バルブと排気バルブとがともに開くバルブオーバラップ状態を確保して気筒の燃焼室内を掃気し、かつ気筒に充分な量の吸気を充填する。これに対し、圧縮着火(Compression Ignition)式機関では、吸気バルブの開弁期間をより短く設定し、バルブオーバラップ状態を回避しつつ吸気バルブを早く閉じて気筒の燃焼室の保温を図る。いわゆる予混合圧縮着火(Honogeneous Charge Compression Ignition)機関を実用化するにあたり、SI燃焼とCI燃焼とを適宜切り替える態様をとる場合、その時々に応じて最適な吸気バルブの開弁期間が伸縮し得る。 When designing and developing an internal combustion engine or controlling operation, there is a desire to arbitrarily increase or decrease the length of the valve opening period of the intake valve or the exhaust valve. For example, in a spark ignition type engine, the valve opening period of the intake valve is set to be relatively long, and the valve overlap state in which both the intake valve and the exhaust valve of the same cylinder open is ensured to keep the combustion chamber of the cylinder. Scaveng and fill the cylinder with a sufficient amount of intake air. On the other hand, in the compression ignition type engine, the valve opening period of the intake valve is set shorter, and the intake valve is closed early while avoiding the valve overlap state to keep the combustion chamber of the cylinder warm. In order to put the so-called Homogeneous Charge Compression Ignition engine into practical use, when the mode of appropriately switching between SI combustion and CI combustion is taken, the optimum valve opening period of the intake valve can be expanded or contracted depending on the time.

上掲のVVT機構では、気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開弁タイミング及び閉弁タイミングを変化させることができるが、バルブが開弁している期間の長さを変化させることはできない。吸気バルブまたは排気バルブの開弁期間の長さは、バルブの弁体に付随するバルブリフタまたはロッカアームを押圧するカムローブの作動角(作用角)によって規定されるからである。開弁期間の長さを変化させるためには、カムが一体成形されたカムシャフトを交換しなければならず、カムシャフトの試作及び組み替えに少なからぬコスト及び工数を要していた。 In the above-mentioned VVT mechanism, the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve or the exhaust valve of the cylinder can be changed, but the length of the period during which the valve is open cannot be changed. This is because the length of the valve opening period of the intake valve or the exhaust valve is defined by the operating angle (working angle) of the cam lobe that presses the valve lifter or rocker arm attached to the valve body of the valve. In order to change the length of the valve opening period, it was necessary to replace the camshaft in which the cam was integrally molded, and it took considerable cost and man-hours to make a prototype and rearrange the camshaft.

以上に鑑みてなされた本発明は、簡便な構成により、カムシャフトの交換の手間を省いて吸気バルブまたは排気バルブの開弁期間の長さを任意に拡縮できるようにすることを所期の目的としている。 In view of the above, it is an intended object of the present invention to make it possible to arbitrarily expand or contract the length of the valve opening period of the intake valve or the exhaust valve by a simple configuration without the trouble of replacing the camshaft. It is supposed to be.

本発明では、気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するための第一カムを支持し、所定の軸心回りに回転する第一カムシャフトと、前記第一カムが開閉駆動するものと同じバルブを開閉駆動するための第二カムを支持し、前記第一カムシャフトとともに前記軸心回りに回転する第二カムシャフトと、クランクシャフトからエンジントルクを伝達する巻掛伝動装置のチェーンまたはベルトが巻き掛けられるカムスプロケットに対する前記第一カムシャフトの前記軸心回りの相対的な角度を進角または遅角させる第一位相可変装置と、前記第一カムシャフトに対する前記第二カムシャフトの前記軸心回りの相対的な角度を進角または遅角させる第二位相可変装置とを具備する内燃機関の可変バルブ機構を構成した。 In the present invention, a first camshaft that supports a first cam for opening and closing an intake valve or an exhaust valve of a cylinder and rotates around a predetermined axis, and the same valve that the first cam drives to open and close. A second camshaft that supports the second cam for opening and closing the engine and rotates around the axis together with the first camshaft, and a chain or belt of a winding transmission device that transmits engine torque from the crankshaft are wound. A first phase variable device that advances or retards the relative angle of the first camshaft around the axis with respect to the camsprocket to be hung, and the axis around the second camshaft with respect to the first camshaft. A variable valve mechanism of an internal combustion engine including a second phase variable device for advancing or retarding the relative angle of the camshaft is constructed.

本発明によれば、簡便な構成で気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開弁期間の長さを任意に拡縮制御できる。そのためにカムシャフトを交換する必要もない。 According to the present invention, the length of the valve opening period of the intake valve or the exhaust valve of the cylinder can be arbitrarily expanded or contracted with a simple configuration. Therefore, there is no need to replace the camshaft.

本発明の一実施形態の可変バルブ機構の斜視図。The perspective view of the variable valve mechanism of one Embodiment of this invention. 同実施形態の可変バルブ機構の断面図。Sectional drawing of the variable valve mechanism of the same embodiment. 同実施形態の可変バルブ機構のカムシャフトの分解斜視図。An exploded perspective view of the camshaft of the variable valve mechanism of the same embodiment. 同実施形態の可変バルブ機構の作用を説明する要部を拡大した断面図。An enlarged cross-sectional view of a main part explaining the operation of the variable valve mechanism of the same embodiment. 同実施形態の可変バルブ機構の作用を説明する要部を拡大した断面図。An enlarged cross-sectional view of a main part explaining the operation of the variable valve mechanism of the same embodiment.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1ないし図5に、本実施形態の内燃機関の可変バルブ機構を示す。本可変バルブ機構は、複数の気筒を包有する4ストロークレシプロエンジンの各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉させるもので、吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングとともにその開弁期間の長さを可変制御することができる。図示例は、一気筒あたり二個の吸気バルブ及び排気バルブを有する直列三気筒内燃機関に適用される可変バルブ機構である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show the variable valve mechanism of the internal combustion engine of the present embodiment. This variable valve mechanism opens and closes the intake valve or exhaust valve of each cylinder of a 4-stroke reciprocating engine that includes multiple cylinders, and variablely controls the opening and closing timing of the intake valve or exhaust valve as well as the length of the valve opening period. can do. The illustrated example is a variable valve mechanism applied to an in-line three-cylinder internal combustion engine having two intake valves and an exhaust valve per cylinder.

本可変バルブ機構は、各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するための第一カム(アウタカム)11を支持する第一カムシャフト(アウタカムシャフト)1と、同じく各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するための第二カム(インナカム)21を支持する第二カムシャフト2(インナカムシャフト)2と、第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2の回転位相を変化させる第一位相可変装置3と、第二カムシャフト2のみ回転位相を変化させる第二位相可変装置4とを主要な構成要素とする。 This variable valve mechanism includes a first camshaft (outer camshaft) 1 that supports a first cam (outer cam) 11 for opening and closing an intake valve or an exhaust valve of each cylinder, and an intake valve or an exhaust of each cylinder. The second camshaft 2 (inner camshaft) 2 that supports the second cam (inner cam) 21 for opening and closing the valve, and the first phase that changes the rotation phase of the first camshaft 1 and the second camshaft 2. The variable device 3 and the second phase variable device 4 that changes the rotation phase of only the second camshaft 2 are the main components.

第一カムシャフト1は、軸心C方向に沿って伸長する筒状体である。第二カムシャフト2は、軸心C方向に沿って伸長する棒状体であり、第一カムシャフト1の内に挿入される。これら第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2はともに、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに従動して、同一の軸心C回りに回転する。 The first camshaft 1 is a tubular body extending along the axis C direction. The second camshaft 2 is a rod-shaped body extending along the axis C direction, and is inserted into the first camshaft 1. Both the first camshaft 1 and the second camshaft 2 are driven by the crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, and rotate about the same axis C.

第一カム11は、第一カムシャフト1に対して固定する第一カム部材10に一体成形する。第一カム部材10は、第一カムシャフト1、第二カムシャフト2及び下記第二カム部材20とは別体をなす。図3に示すように、第一カム11は、円筒状をなす第一カム部材10の基体の片側の端部から、軸心Cに対し直交する径方向の外方に張り出している。第一カム11は、吸気バルブまたは排気バルブの弁体に付随するバルブリフタまたはロッカアームを押圧するカムローブ及びベースサークルを含んでいる。第一カム部材10及び第一カム11は、内燃機関の一つの気筒に対して二個存在する。三気筒内燃機関にあっては、第一カム部材10及び第一カム11の総数がそれぞれ六個となる。 The first cam 11 is integrally molded with the first cam member 10 fixed to the first cam shaft 1. The first cam member 10 is separate from the first camshaft 1, the second camshaft 2, and the following second cam member 20. As shown in FIG. 3, the first cam 11 projects outward from one end of the base of the cylindrical first cam member 10 in the radial direction orthogonal to the axis C. The first cam 11 includes a cam lobe and a base circle that press the valve lifter or rocker arm attached to the valve body of the intake valve or the exhaust valve. There are two first cam members 10 and two first cams 11 for one cylinder of the internal combustion engine. In a three-cylinder internal combustion engine, the total number of the first cam member 10 and the first cam 11 is six, respectively.

第二カム21は、第二カムシャフト2に対して固定する第二カム部材20に一体成形する。第二カム部材20は、第一カムシャフト1、第一カム部材10及び第二カムシャフト2とは別体をなす。図3に示すように、第二カム21は、円筒状をなす第二カム部材20の基体の両側の端部から、径方向の外方に張り出している。第二カム21もまた、吸気バルブまたは排気バルブの弁体に付随するバルブリフタまたはロッカアームを押圧するカムローブ及びベースサークルを含んでいる。図4及び図5に示すように、第二カム21のプロファイル即ちカムローブ及びベースサークルの軸心C方向から見た形状及び寸法は、第一カム11のそれと同一または略同一となっている。特に、第一カム11と第二カム21とで、各々のカムノーズ(カム山の頂点高さ)及び作動角αが互いに等しいか略等しくなっている。第二カム部材20は内燃機関の一つの気筒に対して一個存在し、第二カム21は一つの気筒に対して二個存在する。三気筒内燃機関にあっては、第二カム部材20の総数が三個、第二カム21の総数が六個となる。 The second cam 21 is integrally molded with the second cam member 20 fixed to the second cam shaft 2. The second cam member 20 is separate from the first camshaft 1, the first cam member 10, and the second camshaft 2. As shown in FIG. 3, the second cam 21 projects radially outward from both ends of the base of the cylindrical second cam member 20. The second cam 21 also includes a cam lobe and a base circle that press the valve lifter or rocker arm attached to the valve body of the intake valve or the exhaust valve. As shown in FIGS. 4 and 5, the profile of the second cam 21, that is, the shape and dimensions of the cam lobe and the base circle as viewed from the axial center C direction are the same as or substantially the same as those of the first cam 11. In particular, in the first cam 11 and the second cam 21, the cam nose (the height of the apex of the cam peak) and the operating angle α are equal to or substantially equal to each other. There is one second cam member 20 for one cylinder of the internal combustion engine, and two second cams 21 for one cylinder. In a three-cylinder internal combustion engine, the total number of second cam members 20 is three, and the total number of second cams 21 is six.

図1及び図2に示すように、第一カム部材10及び第二カム部材20を組み付けるにあたっては、各カム部材10、20の基体及び円筒状のジャーナル部材5のそれぞれの軸孔に第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2を挿通して、カム部材10、20及びジャーナル部材5を第一カムシャフト1に外嵌する。このとき、軸心C方向に沿って、第二カム部材20の両側に第一カム部材10を隣接させ、二個の第一カム部材10により一個の第二カム部材20を挟むように配列する。 As shown in FIGS. 1 and 2, when assembling the first cam member 10 and the second cam member 20, the first cam is inserted into each shaft hole of the base of each cam member 10 and 20 and the cylindrical journal member 5. The cam members 10, 20 and the journal member 5 are fitted onto the first camshaft 1 by inserting the shaft 1 and the second camshaft 2. At this time, the first cam members 10 are adjacent to each other on both sides of the second cam member 20 along the axis C direction, and the two first cam members 10 are arranged so as to sandwich one second cam member 20. ..

本可変バルブ機構にあっては、二個の第一カム部材10及びその間の一個の第二カム部材20の組が、内燃機関の一つの気筒に設けられた二個の吸気バルブまたは二個の排気バルブを開閉させる動弁系として働く。第二カム部材20の一方側の端部の第二カム21と、これに隣接する第一カム部材10の端部の第一カム11とは、当該気筒の一方側にある同一の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する。第二カム部材20の他方側の端部の第二カム21と、これに隣接する第一カム部材10の端部の第一カム11とは、当該気筒の他方側にある同一の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する。 In this variable valve mechanism, a set of two first cam members 10 and one second cam member 20 in between is two intake valves or two intake valves provided in one cylinder of an internal combustion engine. It works as a valve operating system that opens and closes the exhaust valve. The second cam 21 at one end of the second cam member 20 and the first cam 11 at the end of the first cam member 10 adjacent thereto are the same intake valve or the same intake valve on one side of the cylinder. The exhaust valve is opened and closed. The second cam 21 at the other end of the second cam member 20 and the first cam 11 at the end of the first cam member 10 adjacent thereto are the same intake valve or the same intake valve on the other side of the cylinder. The exhaust valve is opened and closed.

内燃機関のシリンダヘッドに支持されるジャーナル部材5は、ある気筒に対応する第一カム部材10と、他の気筒に対応する第一カム部材10との間に所在する。 The journal member 5 supported by the cylinder head of the internal combustion engine is located between the first cam member 10 corresponding to a certain cylinder and the first cam member 10 corresponding to another cylinder.

しかして、第一カム部材10の基体及び第一カムシャフト1の周壁にピン12を貫入することで、第一カム部材10を第一カムシャフト1に対して固着する。第一カム部材10は、第一カムシャフト1と一体となって軸心C回りに回転する。 By penetrating the pin 12 into the substrate of the first cam member 10 and the peripheral wall of the first camshaft 1, the first cam member 10 is fixed to the first camshaft 1. The first cam member 10 is integrated with the first cam shaft 1 and rotates about the axis C.

加えて、第二カム部材20の基体及び第二カムシャフト2にピン22を貫入することにより、第二カム部材20を第二カムシャフト2に対して固着する。第二カム部材20は、第二カムシャフト2と一体となって軸心C回りに回転する。なお、第一カムシャフト1には予め、その周壁を貫通し軸心C回りの周方向に沿って拡張した長孔13を穿ってある。第二カム部材20を第二カムシャフト2に固着するピン22は、その長孔13内に収まり、長孔を13通じて第二カム部材20を第二カムシャフト2に締結せしめる。 In addition, the second cam member 20 is fixed to the second camshaft 2 by penetrating the pin 22 into the substrate of the second cam member 20 and the second camshaft 2. The second cam member 20 is integrated with the second cam shaft 2 and rotates about the axis C. The first camshaft 1 is previously provided with an elongated hole 13 that penetrates the peripheral wall and extends along the circumferential direction around the axis C. The pin 22 for fixing the second cam member 20 to the second camshaft 2 fits in the elongated hole 13, and the second cam member 20 is fastened to the second camshaft 2 through the elongated hole 13.

第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2は、内燃機関のクランクシャフトからエンジントルクの供給を受けて軸心C回りに回転する。その一端側には、カムスプロケット31及び第一位相可変装置3を配設している。カムスプロケット31は、クランクシャフトに固定したクランクスプロケットとともに巻掛伝動装置を構成する。カムスプロケット31及びクランクスプロケットには、タイミングチェーンまたはベルトが巻き掛けられ、当該チェーンまたはベルトを介してエンジントルクをクランクスプロケットからカムスプロケット31、ひいてはカムシャフト1、2に伝達する。 The first camshaft 1 and the second camshaft 2 receive engine torque from the crankshaft of the internal combustion engine and rotate around the axis C. A cam sprocket 31 and a first phase variable device 3 are arranged on one end side thereof. The cam sprocket 31 constitutes a winding transmission device together with the crank sprocket fixed to the crankshaft. A timing chain or belt is wound around the cam sprocket 31 and the crank sprocket, and engine torque is transmitted from the crank sprocket to the cam sprocket 31 and eventually to the camshafts 1 and 2 via the chain or belt.

第一位相可変装置3は、カムスプロケット31に対して第一カムシャフト1を軸心C回りに有限角度の範囲内で回動させることができ、かつカムスプロケット31に対する第一カムシャフト1の相対的な軸心C回りの角度(または、姿勢)を任意の位置に維持することが可能なものである。第一カムシャフト1の一方側の端部は、第一位相可変装置3のハウジング(または、ボデー)内に収容される。第一位相可変装置3には、既知の内燃機関のVVT機構のそれを採用することができる。即ち、位相可変装置3は、内燃機関の潤滑油(エンジンオイル)を作動液とし、カムスプロケット31に対する第一カムシャフト1の回転位相をその潤滑油圧により変位させるベーン式のVVT機構であってもよいし、カムスプロケット31に対する第一カムシャフト1の電動機により変位させるモータドライブVVT機構であってもよい。 The first phase variable device 3 can rotate the first camshaft 1 around the axis C with respect to the cam sprocket 31 within a finite angle, and the first camshaft 1 is relative to the cam sprocket 31. It is possible to maintain the angle (or posture) around the axis C at an arbitrary position. One end of the first camshaft 1 is housed in the housing (or body) of the first phase variable device 3. As the first phase variable device 3, that of a known VVT mechanism of an internal combustion engine can be adopted. That is, even if the phase variable device 3 is a vane type VVT mechanism in which the lubricating oil (engine oil) of the internal combustion engine is used as a working fluid and the rotation phase of the first camshaft 1 with respect to the cam sprocket 31 is displaced by the lubricating oil. Alternatively, it may be a motor drive VVT mechanism that is displaced by an electric motor of the first camshaft 1 with respect to the cam sprocket 31.

第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2の他端側には、カップリング14及び第二位相可変装置4を配設している。カップリング14は、第一カムシャフト1の他方側の端部に固定している。 A coupling 14 and a second phase variable device 4 are arranged on the other end side of the first camshaft 1 and the second camshaft 2. The coupling 14 is fixed to the other end of the first camshaft 1.

第二位相可変装置4は、カップリング14に対して第二カムシャフト2を軸心C回りに有限角度の範囲内で回動させることができ、かつカップリング14に対する第二カムシャフト2の相対的な軸心C回りの角度(または、姿勢)を任意の位置に維持することが可能なものである。第二カムシャフト2の他方側の端部は、第二位相可変装置4のハウジング(または、ボデー)内に収容される。第一位相可変装置3と同様、第二位相可変装置4には、既知のVVT機構のそれを採用することができる。即ち、位相可変装置4は、カップリング14に対する第二カムシャフト2の回転位相を潤滑油圧により変位させるベーン式VVT機構であってもよく、カップリング14に対する第二カムシャフト2の電動機により変位させるモータドライブVVT機構であってもよい。 The second phase variable device 4 can rotate the second camshaft 2 around the axis C within a finite angle with respect to the coupling 14, and the second camshaft 2 is relative to the coupling 14. It is possible to maintain the angle (or posture) around the axial center C at an arbitrary position. The other end of the second camshaft 2 is housed in the housing (or body) of the second phase variable device 4. Similar to the first phase variable device 3, the second phase variable device 4 can adopt that of a known VVT mechanism. That is, the phase variable device 4 may be a vane type VVT mechanism that displaces the rotational phase of the second camshaft 2 with respect to the coupling 14 by the lubricating hydraulic pressure, and displaces the rotation phase of the second camshaft 2 with respect to the coupling 14 by the motor of the second camshaft 2. It may be a motor drive VVT mechanism.

総じて、第一位相可変装置3により、クランクシャフトに従動して回転する第一カムシャフト1(及び、第一カム11)並びに第二カムシャフト2(及び、第二カム21)の、クランクシャフトに対する相対的な回転位相を可変制御できる。それら第一カムシャフト1及び第二カムシャフト2は、第二位相可変装置4を介して、一体となって回転し得る。第一カム11及び第二カム21のクランクシャフトに対する回転位相を変化させることで、各気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させる点は、既知の内燃機関のVVT機構と同じである。 As a whole, the first camshaft 1 (and the first cam 11) and the second camshaft 2 (and the second cam 21) that rotate in accordance with the crankshaft by the first phase variable device 3 with respect to the crankshaft. The relative rotation phase can be variably controlled. The first camshaft 1 and the second camshaft 2 can rotate integrally via the second phase variable device 4. By changing the rotational phase of the first cam 11 and the second cam 21 with respect to the crankshaft, the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of each cylinder is advanced or retarded with the known VVT mechanism of the internal combustion engine. It is the same.

その上で、第二位相可変装置4により、第一カムシャフト1に従動して回転する第二カムシャフト2(及び、第二カム21)の、第一カムシャフト1(及び、第一カム11)に対する相対的な回転位相を可変制御できる。これは、同じ一個の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する第一カム11及び第二カム21のうち一方の他方に対する相対的な軸心C回りの角度(または、姿勢)を可変制御できることを意味する。即ち、図4に示すように、軸心C方向に沿って隣り合う第一カム11に第二カム21を重ね合わせるようにすれば、それらカム11、12の総体としての実質的な作動角A、換言すればこれらカム11、12が駆動する一個のバルブの開弁期間を最小化することができる。対して、図5に示すように、第一カム11に対してこれに隣接する第二カム21を軸心C回りに偏倚させれば、それらカム11、12の総体としての実質的な作動角Aをカム11、12自体の作動角αよりも拡大させ、これらカム11、12が駆動する一個のバルブの開弁期間をより延長することができる。 Then, the first camshaft 1 (and the first cam 11) of the second camshaft 2 (and the second cam 21) that is driven by the first camshaft 1 and rotates by the second phase variable device 4 ) Can be variably controlled relative to the rotation phase. This means that the angle (or attitude) around the axis C relative to one of the first cam 11 and the second cam 21 that drives the opening and closing of the same single intake valve or exhaust valve can be variably controlled. do. That is, as shown in FIG. 4, if the second cam 21 is superposed on the first cam 11 adjacent to each other along the axis C direction, the substantially operating angle A of the cams 11 and 12 as a whole is realized. In other words, the valve opening period of one valve driven by these cams 11 and 12 can be minimized. On the other hand, as shown in FIG. 5, if the second cam 21 adjacent to the first cam 11 is deviated around the axis C, the substantially operating angle of the cams 11 and 12 as a whole is substantial. A can be expanded beyond the operating angle α of the cams 11 and 12 themselves, and the valve opening period of one valve driven by these cams 11 and 12 can be further extended.

本実施形態では、気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するための第一カム11を支持し、所定の軸心C回りに回転する第一カムシャフト1と、前記第一カム11が開閉駆動するものと同じバルブを開閉駆動するための第二カム21を支持し、前記第一カムシャフト1とともに前記軸心C回りに回転する第二カムシャフト2と、クランクシャフトからエンジントルクを伝達する巻掛伝動装置のチェーンまたはベルトが巻き掛けられるカムスプロケット31に対する前記第一カムシャフト1の前記軸心C回りの相対的な角度を進角または遅角させる第一位相可変装置3と、前記第一カムシャフト1に対する前記第二カムシャフト2の前記軸心C回りの相対的な角度を進角または遅角させる第二位相可変装置4とを具備する内燃機関の可変バルブ機構を構成した。本実施形態によれば、気筒の吸気バルブまたは排気バルブの開弁期間の長さを任意にかつ連続的に変化させることが可能となる。 In the present embodiment, the first camshaft 1 that supports the first cam 11 for opening and closing the intake valve or the exhaust valve of the cylinder and rotates around a predetermined axis C, and the first cam 11 are driven to open and close. A second camshaft 2 that supports the second cam21 for opening and closing the same valve and rotates around the axis C together with the first camshaft 1, and a winding that transmits engine torque from the crankshaft. The first phase variable device 3 for advancing or retarding the relative angle of the first camshaft 1 around the axis C with respect to the cam sprocket 31 around which the chain or belt of the hanging transmission device is wound, and the first. A variable valve mechanism of an internal combustion engine including a second phase variable device 4 for advancing or retarding a relative angle of the second camshaft 2 around the axis C with respect to the camshaft 1 is configured. According to this embodiment, it is possible to arbitrarily and continuously change the length of the valve opening period of the intake valve or the exhaust valve of the cylinder.

内燃機関の研究開発の場で、バルブの開弁期間の長さを変更して出力性能等を評価する場合、従前はカムシャフトを交換しなければならず、カムシャフトの試作及び組み替えにコスト及び工数を要していた。本実施形態の可変バルブ機構では、バルブの開弁期間の長さを変更するために内燃機関に組み付けたカムシャフト1、2を交換する必要はなく、そのようなコスト及び工数を省くことができる。 When evaluating the output performance, etc. by changing the length of the valve opening period in the field of research and development of an internal combustion engine, the camshaft had to be replaced before, and the cost and rearrangement of the camshaft were costly. It took a lot of work. In the variable valve mechanism of the present embodiment, it is not necessary to replace the camshafts 1 and 2 assembled to the internal combustion engine in order to change the length of the valve opening period of the valve, and such costs and man-hours can be saved. ..

SI燃焼とCI燃焼とを適宜切り替える態様をとる内燃機関を想定すると、CI燃焼では、同一気筒の吸気バルブと排気バルブとがともに開くバルブオーバラップ期間を短縮または0とし、かつ吸気バルブの閉弁を早めて気筒の燃焼室内温度をできるだけ高く保温する。翻って、SI燃焼では、バルブオーバラップ期間をより拡大して気筒の燃焼室内を掃気する。 Assuming an internal combustion engine that appropriately switches between SI combustion and CI combustion, in CI combustion, the valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve of the same cylinder open is shortened or set to 0, and the intake valve is closed. To keep the combustion chamber temperature of the cylinder as high as possible. On the other hand, in SI combustion, the valve overlap period is further extended to scaveng the combustion chamber of the cylinder.

同一のバルブを開閉駆動する第一カム11のカムノーズと第二カム21のカムノーズとが同等であれば、吸気バルブまたは排気バルブのバルブリフト量を変化させずにその開弁期間のみを拡縮することができる。 If the cam nose of the first cam 11 and the cam nose of the second cam 21 that open and close the same valve are equivalent, only the valve opening period should be expanded or contracted without changing the valve lift amount of the intake valve or the exhaust valve. Can be done.

本可変バルブ機構を、専らSI燃焼を行う従来型の内燃機関に適用すれば、吸気バルブまたは排気バルブのバルブリフト量を過度に増大させることなく、バルブの開弁期間の長さを可変制御して気筒に吸入される空気量(及び、燃料噴射量)を適切に増減せしめ、出力性能の向上を図ることが可能となる。また、両カム11、12による実質的な作動角Aを縮小し(吸気バルブの閉弁タイミングを早め)、気筒の吸気行程中に吸気バルブを閉じるミラーサイクル(アトキンソンサイクル)運転を実施することもできる。これにより、ポート噴射式の内燃機関において、未燃燃料を含む混合気が気筒の燃焼室内に留まることなく吸気通路から排気通路に吹き抜けてしまうことを防止でき、スロットルバルブによる絞り損失を低減することにも繋がる。 If this variable valve mechanism is applied to a conventional internal combustion engine that exclusively performs SI combustion, the length of the valve opening period can be variably controlled without excessively increasing the valve lift amount of the intake valve or the exhaust valve. The amount of air sucked into the cylinder (and the amount of fuel injection) can be appropriately increased or decreased to improve the output performance. It is also possible to reduce the actual operating angle A of both cams 11 and 12 (advance the closing timing of the intake valve) and carry out Miller cycle (Atkinson cycle) operation that closes the intake valve during the intake stroke of the cylinder. can. As a result, in a port injection type internal combustion engine, it is possible to prevent the air-fuel mixture containing unburned fuel from blowing through from the intake passage to the exhaust passage without staying in the combustion chamber of the cylinder, and the throttle loss due to the throttle valve can be reduced. It also leads to.

位相可変装置3、4には、既製の位相可変型VVT機構を援用でき、その制御も容易である。 A ready-made phase variable VVT mechanism can be used for the phase variable devices 3 and 4, and the control thereof is easy.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. The specific configuration of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関に用いることができる。 The present invention can be used for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

1…第一カムシャフト
11…第一カム
2…第二カムシャフト
21…第二カム
3…第一位相可変装置
31…カムスプロケット
4…第二位相可変装置
C…軸心
1 ... 1st camshaft 11 ... 1st cam 2 ... 2nd camshaft 21 ... 2nd cam 3 ... 1st phase variable device 31 ... Cam sprocket 4 ... 2nd phase variable device C ... Axial center

Claims (1)

気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するための第一カムを支持し、所定の軸心回りに回転する第一カムシャフトと、
前記第一カムが開閉駆動するものと同じバルブを開閉駆動するための第二カムを支持し、前記第一カムシャフトとともに前記軸心回りに回転する第二カムシャフトと、
クランクシャフトからエンジントルクを伝達する巻掛伝動装置のチェーンまたはベルトが巻き掛けられるカムスプロケットに対する前記第一カムシャフトの前記軸心回りの相対的な角度を進角または遅角させる第一位相可変装置と、
前記第一カムシャフトに対する前記第二カムシャフトの前記軸心回りの相対的な角度を進角または遅角させる第二位相可変装置と
を具備する内燃機関の可変バルブ機構。
A first camshaft that supports the first cam for opening and closing the intake valve or exhaust valve of the cylinder and rotates around a predetermined axis, and
A second camshaft that supports the second cam for opening and closing the same valve that the first cam drives to open and close, and rotates around the axis together with the first camshaft.
A first phase variable device that advances or retards the relative angle around the axis of the first camshaft to the cam sprocket on which the chain or belt of the winding transmission that transmits engine torque from the crankshaft is wound. When,
A variable valve mechanism of an internal combustion engine including a second phase variable device for advancing or retarding a relative angle of the second camshaft around the axis with respect to the first camshaft.
JP2020203564A 2020-12-08 2020-12-08 Variable valve mechanism of internal combustion engine Pending JP2022090950A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020203564A JP2022090950A (en) 2020-12-08 2020-12-08 Variable valve mechanism of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020203564A JP2022090950A (en) 2020-12-08 2020-12-08 Variable valve mechanism of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022090950A true JP2022090950A (en) 2022-06-20

Family

ID=82060754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020203564A Pending JP2022090950A (en) 2020-12-08 2020-12-08 Variable valve mechanism of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022090950A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023105946A1 (en) 2021-12-09 2023-06-15 ソニーグループ株式会社 Light source device and display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023105946A1 (en) 2021-12-09 2023-06-15 ソニーグループ株式会社 Light source device and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5205251A (en) Rotary valve for internal combustion engine
RU2500897C2 (en) Driving device of controlled valves for internal combustion engine
JP2890236B2 (en) Valve operating control device for internal combustion engine
US9188030B2 (en) Internal combustion engine with variable valve opening characteristics
JP2022090950A (en) Variable valve mechanism of internal combustion engine
US20090241873A1 (en) Variable valve-operating system for internal combustion engine
US5850812A (en) Engine having variable valve timing mechanism
US6009842A (en) Fuel injection system for a multicylinder internal combustion engine with a fuel supply line serving as a high pressure storage device
KR970021677A (en) An internal combustion engine
JP2007263050A (en) Internal combustion engine
CA2451944A1 (en) Internal combustion engine
JP3619402B2 (en) Variable valve timing device for two-cycle uniflow type diesel internal combustion engine
JP2006220121A (en) Cylinder head of internal combustion engine
JP5691960B2 (en) Internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism
JP2007205299A (en) Cylinder head of internal combustion engine
JP2592964B2 (en) Engine valve gear
JP4570291B2 (en) Intake valve drive device for internal combustion engine
JP2002242626A (en) Variable valve system of internal combustion engine
JP3996763B2 (en) Variable valve gear for V-type internal combustion engine
JP2010223100A (en) Cam phase variable device
KR100305447B1 (en) Intake/exhaust valve device of engine
JP2007239496A (en) Cylinder head for internal combustion engine
JP4063682B2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine
JP2007192044A (en) Variable valve gear for internal combustion engine
JPH076368B2 (en) SOHC type multi-cylinder internal combustion engine