JP2709957B2

JP2709957B2 - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JP2709957B2
Application number: JP1098467A
Authority: JP
Inventors: 憲一長弘
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH02277907A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、少なくとも一方を複数として燃焼室に臨み
ながら機関本体に設けられる吸気弁口および排気弁口
に、それらを開閉すべく吸気弁および排気弁がそれぞれ
配設され、吸気弁および排気弁にそれぞれ連結される吸
気弁側動弁駆動手段および排気弁側動弁駆動手段のう
ち、複数の弁に連結される動弁駆動手段は、機関の低速
運転状態で複数の弁の作動態様を相互に異ならせるベく
構成される内燃機関の動弁装置に関する。

（２）従来の技術従来、かかる動弁装置は、たとえば特開昭59−93919
号公報および特開昭61−294109号公報等により公知であ
る。

（３）発明が解決しようとする課題上記従来のものでは、機関の低速運転時に一対の吸気
弁の作動態様を異ならせ、燃焼室内でのスワールを生成
し易くして低速運転域での燃焼性改善による出力向上を
得るようにしている。

ところが、上記低速運転時に吸気弁が開弁状態にある
吸気弁口の近くに開弁状態にある排気弁口が在ると、吸
気弁口から流入した新気の排気口からの吹き抜けや、燃
焼室内への排ガスの残留が生じて安定燃焼が阻害された
り、排ガス性状が悪化したりする。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
機関の低速運転時で弁作動態様を異ならせた状態で新気
の吹き抜けや排ガスの残留を極力回避し得るようにした
内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段本発明によれば、吸気弁口および排気弁口は、吸気弁
および排気弁の少なくとも一方で弁作動態様を相互に異
ならせた機関の低速運転状態で吸気弁および排気弁相互
の開弁オーバーラップが大きくなる組合わせの吸気弁口
および排気弁口間距離を、前記開弁オーバーラップが小
さくなる組合わせの吸気弁口および排気弁口間距離より
も大きくして配置される。

（２）作用上記構成によれば、機関低速運転時に開弁オーハーラ
ップが大きくなる組合わせの吸気弁口および排気弁口間
の距離が比較的大きく設定されており、吸気弁口から導
入される新気の排気弁口からの吹き抜けおよひ燃焼室内
への排ガス残留が極力回避される。

（３）実施例以下、図面により本発明の実施例について説明する。

本発明の第１実施例について第１図ないし第６図を参
照しながら説明すると、先ず第１図および第２図におい
て、この車両搭載用DOHC型多気筒内燃機関では、シリン
ダブロック１内に複数のシリンダ２が直列に並んで設け
られ、機関本体Ｅを構成すべくシリンダブロック１の上
端に結合されるシリンダヘッド３と、各シリンダ２に摺
動可能に嵌合されるピストン４との間には燃焼室５がそ
れぞれ画成される。またシリンダヘッド３には、各燃焼
室５の天井面を形成する部分に、第１および第２吸気弁
口6a,6bならびに第１および第２排気弁口7a,7bが設けら
れる。一方、シリンダヘッド３には、該シリンダヘッド
３における一方の側面に開口端を共通にして開口される
第１吸気ポート８および第２吸気ポート９が穿設されて
おり、第１吸気ポート８は第１吸気弁口6aに、また第２
吸気ポート９はほぼ直線状に延びて第２吸気弁口6bに連
なる。また第１および第２排気弁口7a,7bは第１および
第２排気ポート10,11に連なり、両排気ポート10,11はシ
リンダヘッド３の他方の側面に共通に開口する。

しかも第１および第２吸気弁口6a,6b、ならびに第１
および第２排気弁口7a,7bは、燃焼室５内の天井面略中
央に配設される点火プラグＰを通る対角線上に、第１吸
気弁口6aおよび第２排気弁口7b、ならびに第２吸気弁口
6bおよび第１排気弁口7aが位置するように配設される。
すなわち第１吸気弁口6aは、第２排気弁口7bとの間の距
離l2を第１排気弁口7aとの間の距離１よりも長くして
配設され、同様にして第２吸気弁口6bは第１排気弁口7a
との間の距離を第２排気弁口7bとの間の距離よりも長く
して配設される。

シリンダヘッド３の各シリンダ２に対応する部分に
は、第１および第２吸気弁口6a,6bをそれぞれ開閉可能
な第１および第２吸気弁12a,12bと、第１および第２排
気弁口7a,7bをそれぞれ開閉可能な第１および第２排気
弁13a,13bとを案内すべく、一対ずつ２組のガイド筒14
…がそれぞれ嵌合、固定されており、それらのガイド筒
14…から上方に突出した各吸気弁12a,12bおよび各排気
弁13a,13bの上端にそれぞれ設けられる鍔部15…と、シ
リンダヘッド３との間には弁ばね16…がそれぞれ縮設さ
れ、これらの弁ばね16…により各吸気弁12a,12bおよび
各排気弁13a,13bは、上方すなわち閉弁方向に付勢され
る。

各吸気弁12a,12bには、機関の運転状態に応じた作動
態様で作動せしめられるべく吸気弁側動弁駆動手段19が
連結され、各排気弁13a,13bには、機関の運転状態に応
じた作動態様で作動せしめられるべく排気弁側動弁駆動
手段20が連結される。

第３図および第４図を併せて参照して、吸気弁側動弁
駆動手段19は、機関のクランク軸（図示せず）から1/2
の減速比で回転駆動されるカムシャフト21と、カムシャ
フト21に設けられる第１カム22、第２カム23および第３
カム24と、カムシャフト21と平行にして固定配置される
ロッカシャフト25と、ロッカシャフト25に枢支される第
１駆動ロッカアーム26、自由ロッカアーム27および第２
駆動ロッカアーム28と、各ロッカアーム26,27,28間に設
けられる油圧式連結切換機構29とを備える。

カムシャフト21には第１吸気弁12aに対応した位置に
第１カム22が、第２吸気弁12bに対応した位置に第３カ
ム24が、また両カム22,24間に第２カム23がそれぞれ一
体化される。第１カム22はベース円部22aと該ベース円
部22aから半径方向外方に突出した高位部22bとを有す
る。また第３カム24は、ベース円部24aと、該ベース円
部24aから半径方向外方に突出した高位部24bとを有し、
高位部24bは、第１カム22の高位部22bよりも中心角範囲
および突出量を小さくしてベース円部24aから突出され
る。第２カム23は、ベース円部23aと、前記高位部22b,2
4bよりも突出量および中心角範囲を大としてベース円部
23aから突出した高位部23bとを有する。

一方、ロッカシャフト25は、カムシャフト21よりも下
方位置で、該カムシャフト21と平行な軸線を有してシリ
ンダヘッド３に固定的に保持される。このロッカシャフ
ト25には、第１吸気弁12aに連動、連結される第１駆動
ロッカアーム26と、第２吸気弁12bに連動、連結される
第２駆動ロッカアーム28と、第１および第２駆動ロッカ
アーム26,28間に配置される自由ロッカアーム27とが相
互に隣接してそれぞれ枢支される。

第１および第２駆動ロッカアーム26,28にはタペット
ねじ31がそれぞれ進退可能に螺合されており、これらの
タペットねじ31が対応する吸気弁12a,12bの上端に当接
する。したがって両吸気弁12a,12bは両駆動ロッカアー
ム26,28の揺動作動に応じて作動することになる。

自由ロッカアーム27は、シリンダヘッド３との間に介
装した弾発付勢手段30（第１図参照）により第２カム23
に摺接する方向に弾発付勢される。

油圧式連結切換機構29は、第１駆動ロッカアーム26お
よび自由ロッカアーム27間を連結可能な第１切換ピン32
と、自由ロッカアーム27および第２駆動ロッカアーム28
間を連結可能な第２切換ピン33と、第１および第２切換
ピン32,33の移動を規制する規制ピン34と、各ピン32〜3
4を連結解除側に付勢する戻しばね35とを備える。

第１駆動ロッカアーム26には、自由ロッカアーム27側
に開放した有底の第１ガイド穴36がロッカシャフト25と
平行に穿設されており、円柱状に形成された第１切換ピ
ン32が第１ガイド穴36に摺動可能に嵌合され、第１切換
ピン32の一端と第１ガイド穴36の閉塞端との間に油圧室
37が画成される。しかも第１駆動ロッカアーム26には油
圧室37に連通する通路38が穿設され、ロッカシャフト25
には給油路39が設けられる。該給油路39は第１駆動ロッ
カアーム26の揺動状態にかかわらず通路38を介して油圧
室37に常時連通する。しかも給油路39は、制御弁40を介
して油圧供給源41に接続されており、制御弁40は油圧供
給源41からの油圧を高、低に切換えて給油路39すなわち
油圧室37に供給可能である。

自由ロッカアーム27には、第１ガイド穴36に対応する
ガイド孔42がロッカシャフト25と平行にして両側面間に
わたって穿設されており、第１切換ピン32の他端に一端
が当接される第２切換ピン33がガイド孔42に摺動可能に
嵌合される。

第２駆動ロッカアーム28には、前記ガイド孔42に対応
する有底の第２ガイド穴43が自由ロッカアーム27側に開
放してロッカシャフト25と平行に穿設されており、第２
切換ピン33の他端に当接する円盤状の規制ピン34が第２
ガイド穴43に摺動可能に嵌合される。この第２ガイド穴
43の閉塞端には筒状の案内部材44が挿通固定されてお
り、該案内部材44内に移動自在に挿通されるロッド45が
規制ピン34に同軸にかつ一体に設けられる。而して戻し
ばね35は、第２ガイド穴43の閉塞端および規制ピン34間
に縮設されており、この戻しばね35のばね力により相互
に当接した前記各ピン32,33,34が油圧室37側に付勢され
る。

かかる油圧式連結切換機構29では、油圧室37の油圧が
高くなることにより、第１切換ピン32がガイド孔42に嵌
合するとともに第２切換ピン33が第２ガイド穴43に嵌合
して、各ロッカアーム26,27,28が連結される。また油圧
室37の油圧が低くなると戻しばね35のばね力により第１
切換ピン32が第２切換ピン33との当接面を第１駆動ロッ
カアーム26および自由ロッカアーム27間に対応させる位
置まで戻り、第２切換ピン33が規制ピン34との当接面を
自由ロッカアーム27および第２駆動ロッカアーム28間に
対応させる位置まで戻るので各ロッカアーム26,27,28の
連結状態が解除される。

したがって吸気弁側動弁駆動手段19では、油圧式連結
切換機構29を連結解除状態としたときに、第１吸気弁12
aが第１カム22の形状に応じた態様で開閉作動するとと
もに第２吸気弁12bが第３カム24の形状に応じた態様で
開閉作動する。また油圧式連結切換機構29を連結状態と
したときには、第１および第２吸気弁12a,12bが第２カ
ム23の形状に応じた態様で開閉作動する。

第５図を併せて参照して、排気弁側動弁駆動手段20
は、上記吸気弁側動弁駆動手段19と基本的に同一の構成
を有するものであり、機関のクランク軸（図示せず）か
ら1/2の減速比で回転駆動されるカムシャフト51と、カ
ムシャフト51に設けられる第１カム52、第２カム53およ
び第３カム54と、カムシャフト51と平行にして固定配置
されるロッカシャフト55と、第１排気弁13aに連動、連
結されながらロッカシャフト55に枢支される第１駆動ロ
ッカアーム56と、第２排気弁13bに連動、連結されなが
らロッカシャフト55に枢支される第２駆動ロッカアーム
58と、両駆動ロッカアーム56,58間でロッカシャフト55
に枢支される自由ロッカアーム57と、各ロッカアーム5
6,57,58間に設けられる油圧式連結切換機構59とを備え
る。しかも油圧式連結切換機構59には、油圧供給源41か
らの油圧を制御弁41で制御して与えられる。

この排気側動弁駆動手段20では、油圧式連結切換機構
59を連結解除状態としたときに、第１排気弁13aが第１
カム52の形状に応じた態様で開閉作動するとともに第２
排気弁13bが第３カム24の形状に応じた態様で開閉作動
する。また油圧式連結切換機構59を連結状態としたとき
には、第１および第２排気弁13a,13bが第２カム53の形
状に応じた態様で開閉作動する。

しかも排気側動弁駆動手段20の第１カム52は吸気側動
弁駆動手段19の第３カム24に、第２カム53は第２カム23
に、第３カム54は第１カム22にそれぞれ対応するもので
ある。すなわち機関の低速運転域では、第１吸気弁12a
が第６図（ａ）の曲線I_LAで示す開弁特性で開閉作動す
るのに対し第１排気弁13aは第６図（ａ）の曲線E_LAで示
す開弁特性で開閉作動し、第２吸気弁12bが第６図
（ｂ）の曲線I_LBで示す開弁特性で開閉作動するのに対
し、第２排気弁13bは第６図（ｂ）の曲線E_LBで示す開弁
特性で開閉作動する。したがって相互間距離が近い側に
ある第１吸気弁口6aおよび第１排気弁口7a、ならびに第
２吸気弁口6bおよび第２排気弁口7bの開弁オーバーラッ
プが小さくなる。

次にこの第１実施例の作動について説明すると、機関
の低速運転時には、制御弁40により油圧式連結切換機構
29,59を連結解除状態としておく。この状態では、吸気
弁側動弁駆動手段19および排気弁側動弁駆動手段20は、
第１吸気弁12aおよび第１排気弁13aを第１カム22,52の
形状に応じた開弁時期およびリフト量で開閉作動せしめ
るとともに、第２吸気弁12bおよび第２排気弁13bを第３
カム24,54の形状に応じた開弁時期およびリフト量で開
閉作動せしめる。これにより、燃焼室５内には、第１吸
気弁口6aから混合気が導入された後に第２吸気弁口6bか
ら混合気が導入されることになり、燃焼室５内でスワー
ルを生じさせて低速運転時の燃焼性を向上し、出力向上
に寄与することができる。

しかもこの機関低速運転時に、相互に近い側にある第
１吸気弁口6aおよび第１排気弁口7aの開弁オーバーラッ
プは第６図（ａ）で示すように小さく、また第２吸気弁
口6bおよび第２排気弁口7bの開弁オーバーラップも第６
図（ｂ）で示すように小さい。したがって第１吸気弁口
5aから燃焼室５内に導入された新気が第１排気弁口7aか
ら吹き抜けることが極力回避され、それに伴って既燃ガ
スの燃焼室５内への残留も極力回避されることになり、
安定燃焼を確保することができて燃費の低減に寄与する
ことができるとともに排ガス性状の悪化を防止すること
ができる。

機関が高速運転状態となると、制御弁40により油圧式
連結切換機構29,59を連結状態とする。この状態では、
吸気弁側動弁駆動手段19および排気弁側動弁駆動手段20
は、第１および第２吸気弁12a,12bを第２カム23の形状
に応じた開弁時期およびリフト量で、また第１および第
２排気弁13a,13baを第２カム53の形状に応じた開弁時期
およびリフト量で開閉作動せしめる。これにより、機関
の高速運転域では両吸気弁12a,12bおよび両排気弁13a,1
3bがともに高速作動態様で開閉作動するようになり、高
出力、高回転化が可能となる。

第７図は上記第１実施例の変形例を示すものであり、
機関の低速運転時に第１吸気弁12aは第７図（ａ）の曲
線I_LAで示す開弁特性で、また第２吸気弁12bは第７図
（ｂ）の曲線I_LB′で示す開弁特性でそれぞれ開閉作動
するのに対し、第１排気弁13aは第７図（ａ）の曲線
E_LA′で示す開弁特性で、また第２排気弁13bは第７図
（ｂ）の曲線E_LBで示す開弁特性でそれぞれ開閉作動す
る。

曲線I_LB′，E_LA′は、曲線I_LA，E_LBに対して開角を同
一にした状態でリフト量を小さく設定したものであり、
相互に近い側にある第１吸気弁口6aおよび第１排気弁口
7aのオーバーラップ（斜線で示す部分）、ならびに第２
吸気弁口6bおよび第２排気弁口7bのオーバーラップ（斜
線で示す部分）を小さくすることができ、上述と同様の
効果を奏することができる。

第８図は上記第１実施例のさらに他の変形例を示すも
のであり、機関の低速運転時に第１吸気弁12aは第８図
（ａ）の曲線I_LAで示す開弁特性で、また第２吸気弁12b
は第８図（ｂ）の曲線I_LB″で示す開弁特性でそれぞれ
開閉作動するのに対し、第１排気弁13aは第８図（ａ）
の曲線E_LA″で示す開弁特性で、また第２排気弁13bは第
８図（ｂ）の曲線E_LBで示す開弁特性でそれぞれ開閉作
動する。

曲線I_LB″，E_LA″は、曲線I_LA，E_LBに対して開角およ
びリフト量を同一に設定するものの開弁時期を遅角側に
ずらせたものであり、この変形例によっても相互に近い
側にある第１吸気弁口6aおよび第１排気弁口7aのオーバ
ーラップ、ならびに第２吸気弁口6bおよび第２排気弁口
7bのオーバーラップを小さくすることができ、上述と同
様の効果を奏することができる。

第９図、第10図および第11図は本発明の第２実施例を
示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同
一の参照符号を付す。

シリンダヘッド３には、各燃焼室５の天井面を形成す
る部分に、第１および第２吸気弁口6a,6bならびに単一
の排気弁口７が設けられる。一方、シリンダヘッド３に
は、第１および第２吸気弁口6a,6bにそれぞれ連なる第
１吸気ポート８および第２吸気ポート９が穿設されると
ともに排気弁口７に連なる排気ポート60が穿設される。

しかも第１および第２吸気弁口6a,6b、ならびに排気
弁口７は、第１吸気弁口6aと排気弁口７との間の距離を
１′を第２吸気弁口6bと排気弁口７との間の距離l2′
よりも長くして配設される。

第１および第２吸気弁口6a,6bにそれぞれ配設される
第１および第２吸気弁12a,12bには、機関の運転状態に
応じた作動態様で作動せしめられるべく第１実施例と同
様の吸気弁側動弁駆動手段19が連結される。すなわち機
関の低速運転時には、第１吸気弁12aが第11図の曲線I_LA
で示す開弁特性で、また第２吸気弁12bが第10図の曲線I
_LBで示す開弁特性でそれぞれ開閉作動する。

また排気弁口７に配設される排気弁13には、排気弁側
動弁駆動手段61が連結される。この排気弁側動弁駆動手
段61は、排気弁13に連動、連結されながらロッカシャフ
ト64に枢支される駆動ロッカアーム62と、該駆動ロッカ
アーム62に隣接してロッカシャフト64に枢支される自由
ロッカアーム63と、両ロッカアーム62,63間に介設され
る油圧式連結切換機構65と、各ロッカアーム62,63にそ
れぞれ摺接される一対のカム（図示せず）とを備える。

この排気弁側動弁駆動手段61では、機関の低速運転時
に連結切換機構65を連結解除状態として両ロッカアーム
62,63を個別に揺動作動させ、排気弁13を第10図の曲線E
_LAで示すような開弁特性で開閉作動せしめ、機関の高速
運転時には両ロッカアーム62,63を連結して排気弁13を
高速作動態様で開閉作動せしめる。

この第２実施例によれば、機関の低速運転時には第１
実施例と同様に燃焼室５内にスワールを生じさせて燃焼
性を向上することができ、しかも排気弁口７と、その排
気弁口７に近い側に在る第２吸気弁口6bとの間での開弁
オーバーラップを小さくして新気の吹き抜けを回避する
とともに、既燃ガスの燃焼室５への残留を回避して、燃
費の低減を図るとともに排ガス性状の悪化を回避するこ
とができる。

C.発明の効果以上のように本発明によれば、吸気弁口および排気弁
口は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方で弁作動態
様を相互に異ならせた機関の低速運転状態で吸気弁およ
び排気弁相互の開弁オーバーラップが大きくなる組合わ
せの吸気弁口および排気弁口間距離を、前記開弁オーバ
ーラップが小さくなる組合わせの吸気弁口および排気弁
口間距離よりも大きくして配置されるので、機関低速運
転状態で、吸気弁および排気弁の少なくとも一方で弁の
作動態様が異なるときに、新気の吹き抜けを極力回避す
るとともに燃焼室への排ガス残留を回避して、燃費の低
減が可能となるとともに排ガス性状の悪化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は内燃機関の要部縦断面図、第２図は第１図
のII−II線矢視図、第３図は第１図のIII−III線断面
図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第５図は第３図
のＶ−Ｖ線断面図、第６図は機関低速運転時の吸気弁お
よび排気弁の作動態様を示す図、第７図は第１実施例の
変形例を示すもので機関低速運転時の吸気弁および排気
弁の作動態様を示す図、第８図は第１実施例の他の変形
例を示すもので機関低速運転時の吸気弁および排気弁の
作動態様を示す図、第９図、第10図および第11図は本発
明の第２実施例を示すもので、第９図は第２図に対応し
た底面図、第10図は第３図に対応した断面図、第11図は
機関低速運転時の吸気弁および排気弁の作動態様を示す
図である。５…燃焼室、6a,6b…吸気弁口、7,7a,7b…排気弁口、12
a,12b…吸気弁、13,13a,13b…排気弁、19…吸気弁側動
弁駆動手段、20,61…排気弁側動弁駆動手段、Ｅ…機関
本体、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方を複数として燃焼室に臨み
ながら機関本体に設けられる吸気弁口および排気弁口
に、それらを開閉すべく吸気弁および排気弁がそれぞれ
配設され、吸気弁および排気弁にそれぞれ連結される吸
気弁側動弁駆動手段および排気弁側動弁駆動手段のう
ち、複数の弁に連結される動弁駆動手段は、機関の低速
運転状態で複数の弁の作動態様を相互に異ならせるべく
構成される内燃機関の動弁装置において、吸気弁口およ
び排気弁口は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方で
弁作動態様を相互に異ならせた機関の低速運転状態で吸
気弁および排気弁相互の開弁オーバーラップが大きくな
る組合わせの吸気弁口および排気弁口間距離を、前記開
弁オーバーラップが小さくなる組合わせの吸気弁口およ
び排気弁口間距離よりも大きくして配置されることを特
徴とする内燃機関の動弁装置。