JP2645942B2 - 内燃機関の給排気バルブ制御方法及び装置 - Google Patents
内燃機関の給排気バルブ制御方法及び装置Info
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- JP2645942B2 JP2645942B2 JP3297621A JP29762191A JP2645942B2 JP 2645942 B2 JP2645942 B2 JP 2645942B2 JP 3297621 A JP3297621 A JP 3297621A JP 29762191 A JP29762191 A JP 29762191A JP 2645942 B2 JP2645942 B2 JP 2645942B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の給排気バル
ブを制御する方法及び装置に関するものである。
ブを制御する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の給排気バルブを油圧あるいは
空圧作動機構によって開閉制御する方法が知られてい
る。これの一般的な機構は図３で示すように、シリンダ
２０内を進退移動するピストン２１のピストンロッド２
２とバルブステム２３とが直結され、前記シリンダ２０
に油圧を給排制御する切換弁２４を備えた構成である。
空圧作動機構によって開閉制御する方法が知られてい
る。これの一般的な機構は図３で示すように、シリンダ
２０内を進退移動するピストン２１のピストンロッド２
２とバルブステム２３とが直結され、前記シリンダ２０
に油圧を給排制御する切換弁２４を備えた構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では油圧
を用いる場合は、３０ＭＰａ程度の高圧潤滑油を作動油
としているため、システムが複雑となっている。また、
空圧を用いる場合は、０．６ＭＰａ程度のエアを用いる
ため、過給機付機関、２サイクル機関のように筒内圧力
が高い場合は作動が困難である。
を用いる場合は、３０ＭＰａ程度の高圧潤滑油を作動油
としているため、システムが複雑となっている。また、
空圧を用いる場合は、０．６ＭＰａ程度のエアを用いる
ため、過給機付機関、２サイクル機関のように筒内圧力
が高い場合は作動が困難である。
【０００４】さらに、バルブステム２３はピストンロッ
ド２２と直結されているため、ピストン２１はバルブの
開閉リフトに相応したストロークを必要とし、バルブの
開閉のためのエネルギーのロスが大である。因みに、高
圧潤滑油を作動油とする場合は機関出力の４〜７％のエ
ネルギーロスがあり、空圧を用いる場合は、１．９リッ
トル、１９００ｒｐｍで３ＫＷ以上のエネルギーロスが
ある。
ド２２と直結されているため、ピストン２１はバルブの
開閉リフトに相応したストロークを必要とし、バルブの
開閉のためのエネルギーのロスが大である。因みに、高
圧潤滑油を作動油とする場合は機関出力の４〜７％のエ
ネルギーロスがあり、空圧を用いる場合は、１．９リッ
トル、１９００ｒｐｍで３ＫＷ以上のエネルギーロスが
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために提供された内燃機関の給排気バルブ制
御方法及び装置であり、その方法は、電磁弁により切り
換えられる高圧油圧によってフリーピストンを全バルブ
リフト量より小さい一定のストロークで押動し、このフ
リーピストンに当接し、かつバルブステムに当接するプ
ランジャを前記フリーピストンで叩打させ、フリーピス
トンの前記一定ストローク端以後は前記プランジャの慣
性によってバルブステムをバルブスプリングに抗して押
動し、電磁弁により切り換えられる低圧油圧により前記
プランジャを押圧してバルブを一定位置に停止すること
を特徴とするものである。
を解決するために提供された内燃機関の給排気バルブ制
御方法及び装置であり、その方法は、電磁弁により切り
換えられる高圧油圧によってフリーピストンを全バルブ
リフト量より小さい一定のストロークで押動し、このフ
リーピストンに当接し、かつバルブステムに当接するプ
ランジャを前記フリーピストンで叩打させ、フリーピス
トンの前記一定ストローク端以後は前記プランジャの慣
性によってバルブステムをバルブスプリングに抗して押
動し、電磁弁により切り換えられる低圧油圧により前記
プランジャを押圧してバルブを一定位置に停止すること
を特徴とするものである。
【０００６】また、装置は、フリーピストンが全バルブ
リフト量より小さい一定ストロークで進退移動可能に内
設された第１シリンダと、この第１シリンダと連続し前
記フリーピストンと当接し、かつバルブステムに直接又
は間接に当接したプランジャが進退移動可能に内設され
た第２シリンダと、高圧油圧ギャラリ、前記第１シリン
ダ及び低圧油圧ギャラリと連通し、高圧油圧を第１シリ
ンダに給排してフリーピストンを前記一定ストロークで
作動する３方向電磁弁と、前記低圧油圧ギャラリと前記
第２シリンダとに連通し、前記フリーピストンの一定ス
トローク端以後は慣性移動する前記プランジャをバルブ
スプリングに抗してバルブを一定位置に停止するよう低
圧油圧を第２シリンダに給排する２方向電磁弁とを備え
たものである。
リフト量より小さい一定ストロークで進退移動可能に内
設された第１シリンダと、この第１シリンダと連続し前
記フリーピストンと当接し、かつバルブステムに直接又
は間接に当接したプランジャが進退移動可能に内設され
た第２シリンダと、高圧油圧ギャラリ、前記第１シリン
ダ及び低圧油圧ギャラリと連通し、高圧油圧を第１シリ
ンダに給排してフリーピストンを前記一定ストロークで
作動する３方向電磁弁と、前記低圧油圧ギャラリと前記
第２シリンダとに連通し、前記フリーピストンの一定ス
トローク端以後は慣性移動する前記プランジャをバルブ
スプリングに抗してバルブを一定位置に停止するよう低
圧油圧を第２シリンダに給排する２方向電磁弁とを備え
たものである。
【０００７】
【作用】上記本発明では、フリーピストンは、バルブの
開閉リフトの数分の１程度のストロークで進退移動し、
このフリーピストンの叩打によって作動するプランジャ
の慣性によってバルブを所要のリフトで開閉する。その
ため、高圧油で作動するフリーピストンを作動する高圧
油の使用量が低減され、機関のエネルギーロスが大幅に
減少する。
開閉リフトの数分の１程度のストロークで進退移動し、
このフリーピストンの叩打によって作動するプランジャ
の慣性によってバルブを所要のリフトで開閉する。その
ため、高圧油で作動するフリーピストンを作動する高圧
油の使用量が低減され、機関のエネルギーロスが大幅に
減少する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１はバルブステム、２はバルブスプ
リング、３はスプリング受け、４は複数のバルブステム
を連結したブリッジ、５はシリンダブロックである。
る。図１において、１はバルブステム、２はバルブスプ
リング、３はスプリング受け、４は複数のバルブステム
を連結したブリッジ、５はシリンダブロックである。
【０００９】前記ブリッジ４の直上のシリンダブロック
５には、フリーピストン８がバルブの開閉リフトより短
い長さの一定ストロークＨで進退移動可能に内設された
第１シリンダ６と、この第１シリンダ６と連続し前記フ
リーピストン８と当接し、かつブリッジ４に当接したプ
ランジャ９が進退移動可能に内設された第２シリンダ７
とが設けられている。
５には、フリーピストン８がバルブの開閉リフトより短
い長さの一定ストロークＨで進退移動可能に内設された
第１シリンダ６と、この第１シリンダ６と連続し前記フ
リーピストン８と当接し、かつブリッジ４に当接したプ
ランジャ９が進退移動可能に内設された第２シリンダ７
とが設けられている。
【００１０】また、前記第１シリンダ６及び第２シリン
ダ７の近傍のシリンダブロック５には高圧油ギャラリ１
１と低圧油ギャラリ１２とが設けられ、前記第１シリン
ダ６の直上のシリンダブロック５には３方向電磁弁１３
が設置され、この３方向電磁弁１３と並列して２方向電
磁弁１７が設置されている。
ダ７の近傍のシリンダブロック５には高圧油ギャラリ１
１と低圧油ギャラリ１２とが設けられ、前記第１シリン
ダ６の直上のシリンダブロック５には３方向電磁弁１３
が設置され、この３方向電磁弁１３と並列して２方向電
磁弁１７が設置されている。
【００１１】前記３方向電磁弁１３は前記高圧油ギャラ
リ１１と通路１４により連通し、前記第１シリンダ６と
通路１５により連通し、さらに、通路１６を介して前記
低圧油ギャラリ１２と連通され、これらの通路１４、１
５、１６を切り換える。
リ１１と通路１４により連通し、前記第１シリンダ６と
通路１５により連通し、さらに、通路１６を介して前記
低圧油ギャラリ１２と連通され、これらの通路１４、１
５、１６を切り換える。
【００１２】前記２方向電磁弁１７は前記低圧油ギャラ
リ１２と通路１８により連通し、さらに前記第２シリン
ダ７と通路１９によって連通し、この通路１８、１９を
切り換える。
リ１２と通路１８により連通し、さらに前記第２シリン
ダ７と通路１９によって連通し、この通路１８、１９を
切り換える。
【００１３】次に本発明の作用について説明する。図２
において、Ａはバルブ開閉リフトタイミング、Ｂは３方
向電磁弁１３の切り換え作動タイミング、Ｃは２方向電
磁弁１７の切り換え作動タイミングを示す。そこで、バ
ルブスプリング２の力によりバルブが閉じているとき、
プランジャ９及びフリーピストン８は後退端（図では上
昇端）に位置している。この状態で３方向電磁弁１３
は、第１シリンダ６の後室が通路１６を介して低圧油ギ
ャラリ１２に通じ、高圧油ギャラリ１１の通路１４は遮
断している。また、２方向電磁弁１７は第２シリンダ７
への通路１９を遮断している。
において、Ａはバルブ開閉リフトタイミング、Ｂは３方
向電磁弁１３の切り換え作動タイミング、Ｃは２方向電
磁弁１７の切り換え作動タイミングを示す。そこで、バ
ルブスプリング２の力によりバルブが閉じているとき、
プランジャ９及びフリーピストン８は後退端（図では上
昇端）に位置している。この状態で３方向電磁弁１３
は、第１シリンダ６の後室が通路１６を介して低圧油ギ
ャラリ１２に通じ、高圧油ギャラリ１１の通路１４は遮
断している。また、２方向電磁弁１７は第２シリンダ７
への通路１９を遮断している。
【００１４】上記の状態からバルブを開くときには、先
ず３方向電磁弁１３が通路１６側を閉じ、通路１４、１
５を開口して高圧油ギャラリ１１から高圧油を第１シリ
ンダ６の後室へ供給する。これにより、フリーピストン
８が一定のストロークＨで前進端（図では下降端）まで
前進移動する。このフリーピストン８の前進移動により
プランジャ９はフリーピストン８で押動されバルブスプ
リング２の力に抗して前進移動する。前記フリーピスト
ン８の一定のストロークは、例えば、バルブの全リフト
量の１／３であり、このフリーピストン８の前進端以降
ではプランジャ９は慣性によって前進移動する。
ず３方向電磁弁１３が通路１６側を閉じ、通路１４、１
５を開口して高圧油ギャラリ１１から高圧油を第１シリ
ンダ６の後室へ供給する。これにより、フリーピストン
８が一定のストロークＨで前進端（図では下降端）まで
前進移動する。このフリーピストン８の前進移動により
プランジャ９はフリーピストン８で押動されバルブスプ
リング２の力に抗して前進移動する。前記フリーピスト
ン８の一定のストロークは、例えば、バルブの全リフト
量の１／３であり、このフリーピストン８の前進端以降
ではプランジャ９は慣性によって前進移動する。
【００１５】前記プランジャ９の前進移動によって第２
シリンダ７は負圧となる。このとき２方向電磁弁１７は
通路１９を開口して低圧油ギャラリ１２と第２シリンダ
７とを連通し、低圧油を第２シリンダ７内に充填し、こ
の充填後には２方向電磁弁１７は通路１９を閉じて第２
シリンダ７内に充填された低圧油を封入した状態にし、
開いたバルブを一定位置に停止する。このときは３方向
電磁弁１３は通路１４を遮断し、通路１６を開口して第
１シリンダ６の後室を低圧油ギャラリ１２に連通した状
態にする。
シリンダ７は負圧となる。このとき２方向電磁弁１７は
通路１９を開口して低圧油ギャラリ１２と第２シリンダ
７とを連通し、低圧油を第２シリンダ７内に充填し、こ
の充填後には２方向電磁弁１７は通路１９を閉じて第２
シリンダ７内に充填された低圧油を封入した状態にし、
開いたバルブを一定位置に停止する。このときは３方向
電磁弁１３は通路１４を遮断し、通路１６を開口して第
１シリンダ６の後室を低圧油ギャラリ１２に連通した状
態にする。
【００１６】バルブを閉じるときは、２方向電磁弁１７
は通路１９と１８を開き、第２シリンダ内へ充填されて
いる低圧油をバルブスプリング２の復元力により低圧油
ギャラリ１２へ戻し、プランジャ９及びフリーピストン
８は後退移動（図では上昇）してバルブ着座（閉止）と
同時に後退移動が停止する。
は通路１９と１８を開き、第２シリンダ内へ充填されて
いる低圧油をバルブスプリング２の復元力により低圧油
ギャラリ１２へ戻し、プランジャ９及びフリーピストン
８は後退移動（図では上昇）してバルブ着座（閉止）と
同時に後退移動が停止する。
【００１７】上記の実施例では、２本のバルブステム２
をブリッジ４によって連結し、このブリッジ４にプラン
ジャ９を当接した構成であるが、バルブステム２にプラ
ンジャ９が直接当接した構成でも本発明は成立する。
をブリッジ４によって連結し、このブリッジ４にプラン
ジャ９を当接した構成であるが、バルブステム２にプラ
ンジャ９が直接当接した構成でも本発明は成立する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明は、電磁弁により切
り換えられる高圧油圧によってフリーピストンを全バル
ブリフト量より小さい一定のストロークで押動し、この
フリーピストンに当接し、かつバルブステムに当接する
プランジャを前記フリーピストンで叩打させ、フリーピ
ストンの前記一定ストローク端以後は前記プランジャの
慣性によってバルブステムをバルブスプリングに抗して
押動し、電磁弁により切り換えられる低圧油圧により前
記プランジャを押圧してバルブを一定位置に停止するよ
うにした方法及び装置であるから、発生圧力装置、ギャ
ラリを共有することができ、システムが簡易化し、フリ
ーピストンの前室（下部室）は常に低圧に保たれ外部へ
圧油がリークすることがない。
り換えられる高圧油圧によってフリーピストンを全バル
ブリフト量より小さい一定のストロークで押動し、この
フリーピストンに当接し、かつバルブステムに当接する
プランジャを前記フリーピストンで叩打させ、フリーピ
ストンの前記一定ストローク端以後は前記プランジャの
慣性によってバルブステムをバルブスプリングに抗して
押動し、電磁弁により切り換えられる低圧油圧により前
記プランジャを押圧してバルブを一定位置に停止するよ
うにした方法及び装置であるから、発生圧力装置、ギャ
ラリを共有することができ、システムが簡易化し、フリ
ーピストンの前室（下部室）は常に低圧に保たれ外部へ
圧油がリークすることがない。
【００１９】また、バルブの開閉はフリーピストンの全
バルブリフト量より小さい一定のストローク分に限ら
れ、残余はプランジャの慣性力を利用するため、エネル
ギーロスが著しく低減され、リフト時期、量の自由な制
御が得られる。これにより、リフト量、リフト速度の向
上、各回転、負荷で最適なリフトが得られ、燃費出力が
向上し、カムシャフトレスによる軽量化、ブレーキ力の
向上が得られる。
バルブリフト量より小さい一定のストローク分に限ら
れ、残余はプランジャの慣性力を利用するため、エネル
ギーロスが著しく低減され、リフト時期、量の自由な制
御が得られる。これにより、リフト量、リフト速度の向
上、各回転、負荷で最適なリフトが得られ、燃費出力が
向上し、カムシャフトレスによる軽量化、ブレーキ力の
向上が得られる。
【図１】本発明実施例を示す要部断面図
【図２】本発明によるバルブリフト、３方向電磁弁及び
２方向電磁弁の作動タイミングを示すグラフ
２方向電磁弁の作動タイミングを示すグラフ
【図３】従来の給排気バルブの流体圧による作動機構図
１ バルブステム ２ バルブスプリング ６ 第１シリンダ ７ 第２シリンダ ８ フリーピストン ９ プランジャ １１ 高圧油ギャラリ １２ 低圧油ギャラリ １３ ３方向電磁弁 １７ ２方向電磁弁
Claims (2)
- 【請求項１】 電磁弁により切り換えられる高圧油圧に
よってフリーピストンを全バルブリフト量より小さい一
定のストロークで押動し、このフリーピストンに当接
し、かつバルブステムに当接するプランジャを前記フリ
ーピストンで叩打させ、フリーピストンの前記一定スト
ローク端以後は前記プランジャの慣性によってバルブス
テムをバルブスプリングに抗して押動し、電磁弁により
切り換えられる低圧油圧により前記プランジャを押圧し
てバルブを一定位置に停止することを特徴とする内燃機
関の給排気バルブ制御方法。 - 【請求項２】 フリーピストンが全バルブリフト量より
小さい一定ストロークで進退移動可能に内設された第１
シリンダと、この第１シリンダと連続し前記フリーピス
トンと当接し、かつバルブステムに直接又は間接に当接
したプランジャが進退移動可能に内設された第２シリン
ダと、高圧油圧ギャラリ、前記第１シリンダ及び低圧油
圧ギャラリと連通し、高圧油圧を第１シリンダに給排し
てフリーピストンを前記一定ストロークで作動する３方
向電磁弁と、前記低圧油圧ギャラリと前記第２シリンダ
とに連通し、前記フリーピストンの一定ストローク端以
後は慣性移動する前記プランジャをバルブスプリングに
抗してバルブを一定位置に停止するよう低圧油圧を第２
シリンダに給排する２方向電磁弁とを備えたことを特徴
とする内燃機関の給排気バルブ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297621A JP2645942B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 内燃機関の給排気バルブ制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297621A JP2645942B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 内燃機関の給排気バルブ制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106415A JPH05106415A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2645942B2 true JP2645942B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=17848933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297621A Expired - Lifetime JP2645942B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 内燃機関の給排気バルブ制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645942B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7347171B2 (en) | 2002-02-04 | 2008-03-25 | Caterpillar Inc. | Engine valve actuator providing Miller cycle benefits |
| US7100552B2 (en) | 2002-05-14 | 2006-09-05 | Caterpillar Inc. | Control system and method for variable valve actuation system |
| US7069887B2 (en) | 2002-05-14 | 2006-07-04 | Caterpillar Inc. | Engine valve actuation system |
| US6928969B2 (en) | 2002-05-14 | 2005-08-16 | Caterpillar Inc | System and method for controlling engine operation |
| US6807929B2 (en) | 2002-05-14 | 2004-10-26 | Caterpillar Inc | Engine valve actuation system and method |
| US6941909B2 (en) | 2003-06-10 | 2005-09-13 | Caterpillar Inc | System and method for actuating an engine valve |
| US6957634B2 (en) | 2002-10-04 | 2005-10-25 | Caterpillar Inc. | Engine valve actuator |
| US7178491B2 (en) | 2003-06-05 | 2007-02-20 | Caterpillar Inc | Control system and method for engine valve actuator |
| US6912458B2 (en) | 2003-06-25 | 2005-06-28 | Caterpillar Inc | Variable valve actuation control for operation at altitude |
| US6976459B2 (en) | 2003-07-15 | 2005-12-20 | Caterpillar Inc | Control system and method for a valve actuator |
| US7318398B2 (en) | 2003-08-15 | 2008-01-15 | Caterpillar Inc. | Engine valve actuation system |
| US6935287B2 (en) | 2003-09-30 | 2005-08-30 | Caterpillar Inc | System and method for actuating an engine valve |
| US7007650B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-03-07 | Caterpillar Inc | Engine valve actuation system |
| US6988471B2 (en) | 2003-12-23 | 2006-01-24 | Caterpillar Inc | Engine valve actuation system |
| CN103244231B (zh) * | 2013-05-03 | 2015-04-29 | 深圳市特尔佳科技股份有限公司 | 压变泄气制动方法及实施该方法的压变泄气式制动器 |
| EP3184779B1 (en) * | 2015-12-24 | 2018-02-14 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | System for variable actuation of a valve of an internal-combustion engine |
| CN109779714B (zh) * | 2019-03-21 | 2024-02-06 | 深圳职业技术学院 | 一种发动机气门控制机构 |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3297621A patent/JP2645942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05106415A (ja) | 1993-04-27 |
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