JP2545110B2 - 内燃機関の吸気弁の作動方法 - Google Patents

内燃機関の吸気弁の作動方法

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JP2545110B2 JP63059203A JP5920388A JP2545110B2 JP 2545110 B2 JP2545110 B2 JP 2545110B2 JP 63059203 A JP63059203 A JP 63059203A JP 5920388 A JP5920388 A JP 5920388A JP 2545110 B2 JP2545110 B2 JP 2545110B2
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機感の吸気弁の作動方法に関する。
従来の技術 電磁石の励磁または消磁によって制御される吸気弁な
どのガス交換弁を備えた内燃機関は従来公知である。そ
の例は西ドイツ出願公開第3024109号明細書または同第3
500530号明細書に見出される。電磁石のオン、オフによ
って、ガス交換弁と連結している接極子が、電磁石から
離れ、ばね力によって押し退けれらる。弁の閉位置と開
位置との間の中間位置では、接極子の両側にばねの圧迫
を受けるが、しかし弁は、最初のばね力とそれにもとづ
く慣性力とによって、さらに対向する電磁石の近くまで
押し続けられる。そして、適切な制御により、ガス交換
弁がたとえばその開位置に保持される結果となる。閉動
時には同じ過程が逆の順序で行われる。
上記公知文献に記載されたものは、ガス交換弁がその
開位置と閉位置にそれぞれ保持され、電磁石への制御パ
ルスによってのみ、その閉位置から離れる。
さらに通常のカム軸を有した内燃機関の場合は、吸気
弁の開く位相が常にクランク軸における同じ角度となっ
ている。すなわち、吸気弁の開時期は上死点よりも前で
あり、ピストンが下降運動を行なういわゆる吸気サイク
ルの間は開状態を持続し、そして下死点の後ほぼ35度か
ら90度の位相で吸気弁が閉じる。このような場合におい
て、シリンダ内に満たされるガスの量を制御するとき
は、調節式のスロットルバルブが用いられる。
発明が解決しようとする課題 電磁石にて制御されるガス交換弁により作動する従来
の内燃機関は、その原理上スロットルバルブなしで作動
させることができる。しかし、アイドリング時または低
負荷時に吸気弁の開状態の持続時間を十分小さくして、
燃料と空気との混合気をわずかしか供給しないようにす
るためには、ばね系をきわめて固くするように設計しな
ければならないという問題点を有する。
本発明の課題は、電磁石の消磁により閉位置から解放
され、続いてばね力により開位置に向けて移動される吸
気弁を有した内燃機関において、アイドリング時または
低負荷時には、燃料と空気との混合気をわずかな量だけ
しか供給しないようにすることにある。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明は、第１の電磁石の消
磁により閉位置から解放され、続いてばね力により開位
置に向けて移動される吸気弁を作動させるに際し、閉位
置と開位置との中間位置よりも開位置側で、前記吸気弁
を前記閉位置に向けて移動させるためのばね力を作用を
開始させ、開位置に対応して設けられた第２の電磁石に
より前記吸気弁を開位置に保持可能および開位置から解
放可能とし、しかもアイドリング時または低負荷時に
は、前記吸気弁を前記開位置に保持させるための力を作
用させないものである。
作用 本発明によれば、電磁石をスイッチさせることによ
り、ガス交換弁はその閉位置から移動され、ばねの働き
により閉位置方向への圧迫を受ける。しかしそこでガス
交換弁は従来のように開側に保持され、そして再び閉位
置へ移動されるのではなく、開位置での保持機能は作用
されないのである。
たとえば、本発明の方法を、西ドイツ出願公開第3500
530号に開示された装置に適用した場合には、開位置に
おける電磁石が活性化される。このためガス交換弁は、
開位置に保持されるよりはむしろ閉位置から突き放され
る。このようなプロセスの制御性は、電磁石をスイッチ
させることにより向上される。
同様に、本発明の方法を西ドイツ出願公開第3024109
号に開示された装置に適用する場合は、開位置における
電磁石は励磁されないため、この開位置の電磁石の吸引
範囲へ向けて運動する接極子は、この電磁石にて吸引、
保持されることはない。その代りに、逆方向へのばねの
圧迫により、接極子は再び直ちに閉位置における電磁石
の方向へと移動される。その後再び励磁された閉側の電
磁石は、ガス交換弁をこの閉位置に保持するように働
く。
ガス交換弁を適切に制御するために特に有利な時点
は、下死点の直後の時点、すなわちシリンダ内部に最大
の負圧が生じ、ピストンがすでに再び上昇運動にある時
点である。このような条件のもとでは、シリンダ内部で
混合気に最適の渦流が得られ、この渦流は続く燃焼プロ
セスに有利な影響を及ぼす。エンジンの燃料消費はこの
ようにして著しく減少させることができる。
ただしこのような時点の選択は、特許請求の範囲第１
項に記載の方法が行われる場合に限り可能である。すな
わち吸気弁とシリンダ内部との間の圧力差が著しいにも
かかわらず、燃料と空気との混合気がわずかな量だけし
かシリンダ内に供給されないことが必要である。このと
きは、きわめてわずかな弁開放時間を得るために提供さ
れた本発明の方法によって可能である。
上記の公知文献に記載された同類の内燃機関は、混合
気を最適に渦流化できるこの時点を利用することができ
なかったが、これは、従来の制御方法では、この時点に
吸気弁を開くと燃料と空気との混合気が多量にシリンダ
内部に入り過ぎるためである。このため、このような従
来のエンジンでは、吸気管とシリンダ内部との間の圧力
差がまだそれほど大きくない時期に、すなわち上死点と
下死点との間の範囲といった早い時期に、吸気行程を設
定しなければならなかったのである。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図
面はガス交換弁を制御するための装置を略図で示すもの
である。10はシリンダの内部を示し、これに吸気管12を
通じてガソリンと空気との混合気を供給することができ
る。吸気弁の弁ヘッド14がその座から離れるときに吸気
管12を開放可能であり、したがって混合気はシリンダの
内部10に入ることができる。吸気弁の弁ヘッド14は、接
極子板18と連結されている弁棒16を通じて動かされる。
接極子板18は、弁が閉位置にあるときは電磁石20の両極
に接しており、弁が開位置にあるときは電磁石22の両極
に接している。電磁石20,22は、一つのケーシング24の
中に配置されている。このケーシング24には同時に穴部
26が形成されており、この穴部26は弁棒16の一部を囲
み、その中にばね28,30が設けられている。ばね28は穴
部26の底に支持され、弁が閉位置のときに接極子板18を
開位置の方向へ圧迫する。一方、ばね30は接極子板18の
別の側で同じく穴部26の底に接しており、開位置にある
弁の接極子板18を閉運動の方向へ圧迫する。閉位置では
電磁石20が励磁されて接極子板18を吸引しており、一方
ばね28は接極子板18を電磁石20から押し退ける方向、す
なわち電磁石20の吸引力と逆の方向に圧迫する。しかし
ばね28によって及ぼされる力は、電磁石20の保持力より
小さい。電磁石20がオフになると接極子18はばね28によ
って押し退けられ、弁はその開位置へと移動する。この
とき電磁石22が励磁されると、接極子18は電磁石22に接
近するときこれに吸引され、ばね30はこのとき緊張さ
れ、一方ばね28は緩む。
本発明によれば、アイドリング時または低負荷時に
は、閉位置から開位置へのこの運動の際に、電磁石22は
作動されないため、ばね28が緩んだ後、またばね30が圧
縮された後、ばね30は直ちに運動方向を逆転し、接極子
18を再びもとの電磁石20の近くへ押し戻す。このため、
本システムはただ１回の振動を行う。電磁石20はその間
に再び励磁され、接極子板18は電磁石20に接近すること
でこの電磁石20に再び吸引され、弁は再び閉じる。した
がって、弁ヘッド14はきわめて短い時間だけその座から
離れ、直ぐまたその閉位置へと移動するため、きわめて
短い時間だけ燃料と空気との混合気がシリンダの内部10
に入ることになる。
このようにして、吸気管12の内部の圧力とシリンダの
内部10の圧力との圧力差が最大となる時点、すなわち下
死点に達した時点またはその直後の時点を利用すること
ができる。この時点にて燃料と空気との混合気を流入さ
せることにより、燃焼室内での渦流を最適のものとする
ことができる。この結果、燃料と空気との混合気の保有
するエネルギが最適に利用され、同時に排ガス特性に有
利に影響する。
発明の効果 以上述べたように本発明によると、開動作された吸気
弁は、開位置に保持されることなく直ちに閉位置に戻さ
れるため、その開状態の期間が非常に短いものとなり、
このためアイドリング時または低負荷時においてシリン
ダ内に必要以上の混合気が供給されることを防止でき、
燃料消費や排ガス浄化の点が有利である。
また、本発明によれば、吸気弁の開動作を、下死点を
わずかに過ぎた時点で開始させることができ、このよう
にすれば、混合気を最適に渦流化させることができて、
良好な燃焼状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例にもとづく内燃機関の吸気弁
およびその作動装置の概略図である。 12……吸気管、14……弁ヘッド、18……接極子板、 20,22……電磁石、28,30……ばね。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の電磁石の消磁により閉位置から解放
    され、続いてばね力により開位置に向けて移動される吸
    気弁を作動させるに際し、閉位置と開位置との中間位置
    よりも開位置側で、前記吸気弁を前記閉位置に向けて移
    動させるためのばね力の作用を開始させ、開位置に対応
    して設けられた第２の電磁石により前記吸気弁を開位置
    に保持可能および開位置から解放可能とし、しかもアイ
    ドリング時または低負荷時には、前記吸気弁を前記開位
    置に保持させるための力を作用させないことを特徴とす
    る内燃機関の吸気弁の作動方法。
  2. 【請求項２】吸気弁の開動作を、下死点をわずかに過ぎ
    た時点で開始させることを特徴とする請求項１記載の内
    燃機関の吸気弁の作動方法。
JP63059203A 1987-03-14 1988-03-11 内燃機関の吸気弁の作動方法 Expired - Fee Related JP2545110B2 (ja)

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