JP2792314B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JP2792314B2
JP2792314B2 JP4048252A JP4825292A JP2792314B2 JP 2792314 B2 JP2792314 B2 JP 2792314B2 JP 4048252 A JP4048252 A JP 4048252A JP 4825292 A JP4825292 A JP 4825292A JP 2792314 B2 JP2792314 B2 JP 2792314B2
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006Camshaft or pushrod housings

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用エンジンなどに
設けられた吸気バルブ及び排気バルブの作動制御を行う
内燃機関の動弁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにおける吸気
バルブ及び排気バルブの開閉制御はエンジンの回転数や
アクセルの踏込み量などから得られる運転状態に対応し
て開閉時期が設定されている。そして、このような動弁
装置において、運転状態に応じて低速時には燃費の低減
を図り、高速時には効率的な吸気及び排気が行えるよう
にするためにカムのプロフィールを変化させるものが提
案されている。これは低速時あるいは高速時で吸気バル
ブ及び排気バルブの開閉タイミングやリフト量、開放期
間などを変えることで行っている。
【0003】即ち、自動車用エンジンにおいて、高速用
カムと低速用カムとをカムシャフトに設け、高速用カム
は高速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ること
のできるカムプロフィールを有し、一方、低速用カムは
低速運転に対応したバルブ開閉タイミングを得ることの
できるカムプロフィールを有している。そして、エンジ
ンの運転中に、運転状態に応じて高速用カムあるいは低
速用カムとを選択的に使用することで、それに最適な吸
気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを得ることが
できるようになっている。
【0004】また、このような自動車用エンジンにおい
て、アイドル運転時や低負荷運転時に、例えば、4気筒
エンジンであればそのうちの2気筒を停止して燃費の低
減を図った休筒機構が従来より提案されている。即ち、
動弁装置において、アイドル運転時や低負荷運転時にピ
ストンは作動しているが、吸気バルブ及び排気バルブの
作動を停止して燃料の供給を行わないようにするもので
ある。この吸気バルブ及び排気バルブの作動を停止する
休筒機構は、一般的に、ロッカーアームに切換機構を設
けてこの切換機構を油圧によって制御することで作動さ
せている。この場合、エンジンのメインオイルポンプか
ら油路を介して切換機構に油圧が供給されるようになっ
ている。
【0005】図14に従来の休筒機構を有する動弁装置
の平面、図15に図14のE−E断面を示す。
【0006】休筒機構を有するエンジンにあって、例え
ば、4気筒エンジンであれば、2気筒が休筒機構付の動
弁装置であり、残りの2気筒は休筒機構なしの動弁装置
である。図14および図15に示すように、図示しない
シリンダヘッドには低速用カム201及び高速用カム2
02が一体に形成された一対のカムシャフト203が平
行をなし回転自在に支持されており、一対のロッカーシ
ャフト204はカムシャフト203と平行をなして同じ
く回転自在に支持されている。そして、このロッカーシ
ャフト204にはメインロッカーアーム205の基端が
一体に取付けられると共に、低速用ロッカーアーム20
6と高速用ロッカーアーム207の基端がそれぞれ回転
自在に取付けられている。メインロッカーアーム205
の揺動端は吸気バルブ301、排気バルブ302の上端
部に対向しており、また、低速用ロッカーアーム206
及び高速用ロッカーアーム207の揺動端には低速用カ
ム201及び高速用カム202が係合するローラベアリ
ング208,209がそれぞれ取付けられている。
【0007】ロッカーシャフト204内には低速用ロッ
カーアーム206及び高速用ロッカーアーム207に対
応する位置にそれぞれ径方向に沿って低速用ロックピン
210と高速用ロックピン211が移動自在で、且つ、
低速用ロックピン210は低速用ロッカーアーム206
との係合方向に付勢支持され、高速用ロックピンは高速
用ロッカーアーム207との抜脱方向に付勢支持されて
いる。そして、ロッカーシャフト204には図示しない
低速側油圧通路及び高速側油圧通路が形成され、この低
速側及び高速側油圧通路には油圧を設定して各ロックピ
ン210,211の作動を制御する油圧制御手段が連結
されている。
【0008】また、低速用ロッカーアーム206及び高
速用ロッカーアーム207にはローラベアリング20
8,209が取付けられた揺動端とは反対側にそれぞれ
アーム部212,213が一体に形成され、このアーム
部212,213にはロストモーション214,215
が作用している。ロストモーション214,215はシ
リンダヘッド側に固定されたシリンダ216にプランジ
ャ217が移動自在に嵌合し、圧縮スプリング218が
介装されることによって構成され、プランジャ217の
先端部がアーム部212,213を押圧し、図15にお
いて低速ロッカーアーム206を時計回り方向に、高速
ロッカーアーム207を反時計回り方向にそれぞれ付勢
している。
【0009】従って、通常、低速用ロッカーアーム20
6及び高速用ロッカーアーム207はロストモーション
214,215の付勢力によってローラベアリング20
8,209がカムシャフト203の低速用カム201及
び高速用カム202の外周面に当接した状態となってお
り、低速用ロックピン210と低速用ロッカーアーム2
06、及び高速用ロックピンと高速用ロッカーアーム2
07とがそれぞれ係合してない状態であっても各ロッカ
ーアーム206,207がフリーに回転しないようにな
っている。
【0010】而して、エンジンが低速走行状態のとき
は、ロックピン210によって低速用ロッカーアーム2
06とロッカーシャフト204とは一体となり、カムシ
ャフト203が回転すると、低速用カム201によって
低速用ロッカーアーム206が揺動し、その駆動力がロ
ッカーシャフト204を介してメインロッカーアーム2
05に伝達されて揺動し、揺動端が吸気バルブ301及
び排気バルブ302を駆動する。このようにしてエンジ
ンは低速運転される。
【0011】エンジンが高速走行状態のときは、ロック
ピン210が抜け出て低速用ロッカーアーム206との
係合が解除される一方、ロックピン211が高速用ロッ
カーアーム207と係合する。従って、高速用カム20
2によって高速用ロッカーアーム207が揺動し、メイ
ンロッカーアーム205が揺動して各バルブ301,3
02を駆動し、エンジンは高速運転される。
【0012】そして、エンジンがアイドル運転状態や低
負荷走行状態のときは、ロックピン210が抜け出て低
速用ロッカーアーム206との係合が解除され、低速用
カム201及び高速用カム202の駆動力はメインロッ
カーアーム205に伝達されず、この動弁装置は休筒す
る。このようにエンジンは残りの2つの動弁装置のみの
駆動によって運転される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンジ
ンの動弁装置にあって、高速運転状態にときにロックピ
ン210は低速用ロッカーアーム206と非係合状態に
あるが、低速運転への切換時のタイミングを一致するた
めに、低速用ロッカーアーム206には低速用ロストモ
ーション214が作用し、カムシャフト203やメイン
ロッカーアーム205(ロッカーシャフト204)の回
転に常時追従させている。一方、低速運転状態にときに
ロックピン211は高速用ロッカーアーム207と非係
合状態にあるが、高速運転への切換時のタイミングを一
致するために、高速用ロッカーアーム207には高速用
ロストモーション215が作用し、カムシャフト203
やメインロッカーアーム205(ロッカーシャフト20
4)の回転に常時追従させている。
【0014】このような各ロストモーション214,2
15にあって、高速カム202は吸気バルブ301及び
排気バルブ302のリフト量が大きいため、慣性力とし
て働く加速度が小さくなり、高速用ロストモーション2
15の付勢力は比較的小さいものでよい。一方、低速カ
ム201はリフト量が小さいため、慣性力として働く加
速度が大きくなり、低速用ロストモーション214の付
勢力は比較的大きいものが必要である。そのため、従来
は低速用及び高速用のロストモーション214,215
をそれぞれそのスプリング仕様に合わせて個別のものを
設定して使用していた。
【0015】ところが、低速用及び高速用のロストモー
ション214,215をそれぞれ異なるスプリング仕様
のものを設定して使用すると、ロストモーション21
4,215をの組み立て時に低速用の圧縮スプリング力
と高速用の圧縮スプリングとを間違えて組み付けてしま
うことがあった。低速用及び高速用ロストモーション2
14,215を必要な付勢力が得られるように個別のも
のを設定したにもかかわらず、両者を組み違えてしまう
と、低速用ロストモーション214にあっては付勢力が
足りず、また、高速用ロストモーション215にあって
は付勢力が大きすぎ、作動不良の起因となる虞があっ
た。
【0016】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、組付性の向上を図った内燃機関の動弁装置を
提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の内燃機関の動弁装置は、一端が吸気あるい
は排気バルブに対向するメインロッカーアームと、前記
吸気あるいは排気バルブと対向せずに前記メインロッカ
ーアームと係脱可能でカムプロフィールの異なるカムに
よりそれぞれ駆動される第1及び第2サブロッカーアー
ムと、前記メインロッカーアームと前記第1及び第2サ
ブロッカーアームの係脱を行う係脱機構と、ロストモー
ションスプリングにより前記第1及び第2サブロッカー
アームを前記カムの方向に付勢する第1及び第2ロスト
モーションとを備えた内燃機関の動弁装置において、前
記第1及び第2ロストモーションのロストモーションス
プリングの付勢力を同じに設定すると共に、前記第1及
び第2ロストモーションの取付位置を異ならせたことに
よって該第1及び第2ロストモーションが前記第1及び
第2サブロッカーアームに加える付勢力を異ならせた
とを特徴とするものである。
【0018】
【作用】第1及び第2ロストモーションのロストモーシ
ョンスプリングの付勢力を同じに設定すると共に、各ロ
ストモーションの取付位置を異ならせたことによって第
1及び第2サブロッカーアームに加える付勢力を異なら
せたことで、組み立て時に誤って組み付けることがなく
なって、組付性が良くなる。
【0019】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0020】図1に本発明の一実施例に係る内燃機関の
動弁装置を表すシリンダヘッドの要部(図2のD−D)
断面、図2に休筒機構付の動弁装置の平面、図3に図2
のC−C断面、図4にその動弁装置の分解斜視、図5に
動弁装置の切換機構を表す断面、図6に動弁装置の油圧
経路、図7に切替機構の作動説明、図8に休筒機構なし
の動弁装置の断面、図9にシリンダヘッドの要部(図1
0のA−A)断面、図10にシリンダヘッドの中央(図
11のB−B)断面、図11にシリンダヘッドの平面を
示す。
【0021】本実施例の内燃機関はシリンダヘッドにカ
ムシャフトが2本あるダブル・オーバー・ヘッド・カム
シャフト式のエンジン(DOHC)であって、吸気が2
バルブ、排気が2バルブの4気筒エンジンである。
【0022】図1乃至図3、図11に示すように、シリ
ンダヘッド11にはその長手方向に沿って互いに平行を
なす一対の吸気用カムシャフト12と排気用カムシャフ
ト13とが配設され、それぞれ各気筒ごとに小リフト量
をもつ低速用カム14と大リフト量をもつ高速用カム1
5が一体に形成されている。そして、この一対のカムシ
ャフト12,13はカムシャフトハウジング16の上部
と複数のカムキャップ17によって挾持された状態でボ
ルト18,19によってシリンダヘッド11の上部に固
定されることで、シリンダヘッド11に回転自在に支持
される。
【0023】また、シリンダヘッド11にはその長手方
向に沿って互いに平行をなし、且つ、一対のカムシャフ
ト12,13と平行をなす一対の吸気用ロッカーシャフ
ト21と排気用ロッカーシャフト22がそれぞれ気筒ご
とに配設されている。そして、この一対のロッカーシャ
フト21,22はカムシャフトハウジング16の下部と
複数のロッカーシャフトキャップ23によって挾持され
た状態でボルト19,24によってシリンダヘッド11
の下部に固定されることで、シリンダヘッド11に回転
自在に支持される。なお、シリンダヘッド11の上部に
はシリンダヘッドカバー25が固定されている。
【0024】各ロッカーシャフト21,22には高速運
転用のバルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉
タイミングとに切り換えられる動弁装置と高速運転用の
バルブ開閉タイミングと低速運転用のバルブ開閉タイミ
ングとに切り換えられると共に低負荷運転時に休筒でき
る動弁装置とが装着されている。即ち、図11に示すよ
うに、4気筒のうち上下の2気筒の動弁装置31は休筒
機構を有し、中央の2気筒の動弁装置32は休筒機構を
有していない。
【0025】ここで係脱機構としての休筒機構付の動弁
装置31について説明する。図4に示すように、排気用
ロッカーシャフト22には平面視がT字形状をしたメイ
ンロッカーアーム33とその両側にサブロッカーアーム
として低速用ロッカーアーム34及び高速用ロッカーア
ーム35が装着されている。メインロッカーアーム33
はその基端が、例えば、スプライン結合などによってロ
ッカーシャフト22に一体に固結され、その揺動端には
アジャストスクリュー36がアジャストナット37によ
って取付けられ、アジャストスクリュー36の下端部が
後述する排気バルブ80の上端部に当接している。
【0026】一方、低速用ロッカーアーム34はその基
端がロッカーシャフト22に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング38が取付けら
れており、ローラベアリング38には低速用カム14が
係合できるようになっている。また、高速用ロッカーア
ーム35も同様にその基端がロッカーシャフト22に枢
着されて回転自在に支持され、その揺動端にはローラベ
アリング39が取付けられてており、ローラベアリング
39には高速用カム15が係合できるようになってい
る。
【0027】更に、図1に示すように、低速用ロッカー
アーム34及び高速用ロッカーアーム35にはローラベ
アリング38,39が取付けられた揺動端とは反対側に
それぞれアーム部40,41が一体に形成され、このア
ーム部40,41にはロストモーション42,43が作
用している。ロストモーション42,43はカムキャッ
プ17に固定されたシリンダ44及びプランジャ45、
圧縮スプリング46によって構成され、プランジャ45
の先端部がアーム部40,41を押圧し、図1において
左側に示す各ロッカーアーム34,35を時計回り方向
に、右側に示す各ロッカーアーム34,35を反時計回
り方向にそれぞれ付勢している。
【0028】この低速用及び高速用ロストモーション4
2,43は両者ともに同様の構成をなしている。高速カ
ム15は吸気バルブ79及び排気バルブ80のリフト量
が大きいため、慣性力として働く加速度が小さくなり、
高速用ロストモーション43の付勢力は比較的小さいも
のでよいが、低速カム14はリフト量が小さいため、慣
性力として働く加速度が大きくなり、低速用ロストモー
ション42の付勢力は比較的大きいものが必要である。
ところが、両者の必要とする付勢力の差は微小のもので
あり、従って、高速用ロストモーション43の必要な付
勢力は低速用ロストモーション42の圧縮スプリング4
6の付勢力によって補うことができるものであり、本実
施例においては、低速用ロストモーション42と高速用
ロストモーション43とを同じものを使用して共用化を
図っている。
【0029】従って、通常、低速用ロッカーアーム34
及び高速用ロッカーアーム35は低速用及び高速用ロス
トモーション42,43によってローラベアリング3
8,39がカムシャフト13の低速用カム14及び高速
用カム15の外周面に当接した状態となっており、カム
シャフト13が回転すると、各カム14,15が作用し
て低速用ロッカーアーム34及び高速用ロッカーアーム
35を揺動することができるようになっている。
【0030】図5に示すように、低速用ロッカーアーム
34及び高速用ロッカーアーム35は切換機構50によ
ってロッカーシャフト22と一体に回転することができ
るようになっている。ロッカーシャフト22には低速用
ロッカーアーム34に対応する位置にその径方向に沿っ
て貫通孔51が形成され、この貫通孔51にはロックピ
ン52が移動自在に装着されると共に、スプリングシー
ト53によって支持された圧縮スプリング54によって
一方方向に付勢されている。一方、低速用ロッカーアー
ム34にはロッカーシャフト22の貫通孔51に対応す
る位置に係合孔55が形成され、この係合孔55に圧縮
スプリング54によって付勢されたロックピン52が係
合している。そして、ロッカーシャフト22にはその軸
方向に沿って貫通孔51に連通する油圧通路56が形成
され、ロックピン52にはこの油圧通路56に連通する
と共に係合孔55に係合する側に開口する油路57が形
成されている。
【0031】また、ロッカーシャフト22には高速用ロ
ッカーアーム35に対応する位置にその径方向に沿って
貫通孔58が形成され、この貫通孔58にはロックピン
59が移動自在に装着されると共に、圧縮スプリング6
0によって一方方向に付勢されている。一方、高速用ロ
ッカーアーム35にはロッカーシャフト22の貫通孔5
8に対応する位置に係合孔61が形成され、ロックピン
59は圧縮スプリング60によって係合孔59から抜け
出ている。そして、ロッカーシャフト22にはその軸方
向に沿って貫通孔58に連通する油圧通路62が形成さ
れると共に貫通孔58の係合孔59とは反対側の端部に
連通する油路63が形成されている。
【0032】而して、通常、図7(a)に示すように、
低速用ロッカーアーム34は圧縮スプリング54によっ
て付勢されたロックピン52が係合孔55に係合するこ
とでロッカーシャフト22と一体となり、このロッカー
シャフト22を介してメインロッカーアーム33と共に
回転できるようになっている。一方、高速用ロッカーア
ーム35は圧縮スプリング60によって付勢されたロッ
クピン59が係合孔61から抜け出ており、ロッカーシ
ャフト22との係合は解除されてこのロッカーシャフト
22と一体に回転しないようになっている。従って、低
速用カム14及び高速用カム15は低速用ロッカーアー
ム34及び高速用ロッカーアーム35を揺動させるが、
低速用ロッカーアーム34の伝達された駆動力のみがロ
ッカーシャフト22を介してメインロッカーアーム33
に伝達され、このメインロッカーアーム33を揺動する
ことができるようになっている。
【0033】そして、ロッカーシャフト22の各油圧通
路56,62に油圧を供給すると、図7(b)に示すよ
うに、低速用ロッカーアーム34にあっては、圧油が油
路57を介して貫通孔51の係合孔55側に流れ、ロッ
クピン52を圧縮スプリング54の付勢力に抗して係合
孔55から抜き出す。すると、低速用ロッカーアーム3
4とロッカーシャフト22との係合が解除されて一体に
回転しないようになる。一方、高速用ロッカーアーム3
5にあっては、圧油が油路63を介して貫通孔58の係
合孔61とは反対側に流れ、ロックピン59を圧縮スプ
リング54の付勢力に抗して係合孔61に係合させる。
すると、高速用ロッカーアーム35とロッカーシャフト
22が係合し、両者が一体に回転できるようになる。従
って、低速用カム14及び高速用カム15は低速用ロッ
カーアーム34及び高速用ロッカーアーム35を揺動さ
せるが、高速用ロッカーアーム35の伝達された駆動力
のみがロッカーシャフト22を介してメインロッカーア
ーム33に伝達され、このメインロッカーアーム33を
揺動することができるようになっている。
【0034】また、ロッカーシャフト22の油圧通路5
6のみに油圧を供給すると、図7(c)に示すように、
低速用ロッカーアーム34にあっては、圧油が貫通孔5
1の係合孔55側に流れてロックピン52を係合孔55
から抜き出し、低速用ロッカーアーム34とロッカーシ
ャフト22との係合が解除されて一体に回転しないよう
になる。一方、高速用ロッカーアーム35にあっては、
圧縮スプリング60によってロックピン59が係合孔6
1から抜け出てロッカーシャフト22との係合は解除さ
れており、両者は一体に回転しない。従って、低速用カ
ム14及び高速用カム15は低速用ロッカーアーム34
及び高速用ロッカーアーム35を揺動させるが、その駆
動力はロッカーシャフト22には伝達されず、メインロ
ッカーアーム33は作動せずに休筒状態とすることがで
きるようになっている。
【0035】また、休筒機構なしの動弁装置32におい
て、図8に示すように、排気用ロッカーシャフト22に
は平面視がT字形状をした低速用ロッカーアーム64及
び高速用ロッカーアーム65が装着されている。低速用
ロッカーアーム64はその基端がロッカーシャフト22
に一体に固結されている。そして、低速用ロッカーアー
ム64の揺動端にはローラベアリング66が取付けられ
て低速用カム14が係合できるようになっていると共
に、アジャストスクリュー67がアジャストナット68
によって取付けられ、アジャストスクリュー67の下端
部が後述する排気バルブ80の上端部に当接している。
【0036】一方、高速用ロッカーアーム65はその基
端がロッカーシャフト22に枢着されて回転自在に支持
され、その揺動端にはローラベアリング69が取付けら
れてており、ローラベアリング69には高速用カム15
が係合できるようになっている。また、高速用ロッカー
アーム65にはローラベアリング69が取付けられた揺
動端とは反対側にアーム部70が一体に形成され、この
アーム部70にはロストモーション71が作用し、高速
用ロッカーアーム65を一方方向に付勢している。更
に、高速用ロッカーアーム65は切換機構72によって
ロッカーシャフト22と一体に回転することができるよ
うになっている。即ち、ロッカーシャフト22には高速
用ロッカーアーム65に対応する位置に貫通孔73が形
成され、ロックピン74が移動自在に装着されると共に
圧縮スプリング75によって付勢支持されている。一
方、高速用ロッカーアーム65には係合孔76が形成さ
れ、ロックピン74は圧縮スプリング75によって係合
孔76から抜け出ている。そして、ロッカーシャフト2
2にはその軸方向に沿って貫通孔73に連通する油圧通
路77が形成されると共に貫通孔73の係合孔76とは
反対側の端部に連通する油路78が形成されている。
【0037】而して、通常、高速用ロッカーアーム65
は圧縮スプリング75によってロックピン74が係合孔
76から抜け出ており、ロッカーシャフト22との係合
は解除されてこのロッカーシャフト22と一体に回転し
ないようになっている。従って、低速用カム14及び高
速用カム15は低速用ロッカーアーム64及び高速用ロ
ッカーアーム65を揺動させるが、低速用カム14の駆
動力が後述する排気バルブ80に伝達されてこの排気バ
ルブ80を揺動することができるようになっている。そ
して、ロッカーシャフト22の油圧通路77に油圧を供
給すると、高速用ロッカーアーム65にあっては、圧油
が油路78を介して貫通孔73の係合孔76とは反対側
に流れてロックピン59を係合孔76に係合させる。す
ると、高速用ロッカーアーム65とロッカーシャフト2
2が係合し、このロッカーシャフト22と一体に回転で
きるようになる。従って、高速用カム15が高速用ロッ
カーアーム35を揺動させ、その駆動力がロッカーシャ
フト22及び低速用ロッカーアーム64を介して排気バ
ルブ80に伝達されてこの排気バルブ80を揺動するこ
とができるようになっている。
【0038】なお、上述の動弁装置31,32の説明に
おいて、排気側についてのみ説明したが、吸気側につい
ても同様の構造となっており、吸気と排気のバルブ開閉
タイミングに合わせて各カムシャフト12,13のカム
14,15の周方向における形成位置のみ異ならせてあ
る。
【0039】ところで、図1に示すように、吸気バルブ
79及び排気バルブ80はシリンダヘッド11に移動自
在に装着され、バルブスプリング81,82によって吸
気ポート83及び排気ポート84を閉じている。従っ
て、前述したメインロッカーアーム33(低速用ロッカ
ーアーム64)の駆動によって吸気バルブ79及び排気
バルブ80の上端部を押圧することで、吸気ポート83
及び排気ポート84を開閉して燃焼室85と連通するこ
とができるようになっている。
【0040】図9乃至図11に示すように、シリンダヘ
ッドの後部(図11において上部)には前述した動弁装
置31,32の切換機構50,72を作動させるための
油圧制御装置86が設けられている。この油圧制御装置
86はオイルポンプ87とアキュムレータ88と高速切
換用オイルコントロールバルブ89及び休筒切換用オイ
ルコントロールバルブ90とから構成されている。
【0041】オイルポンプ87とアキュムレータ88は
吸気用カムシャフト12と排気用カムシャフト13の間
に位置し、且つ、両者が上下に並んで配設されると共に
両者の軸心方向が水平方向をなしている。即ち、シリン
ダヘッド11の最後部のカムキャップハウジング16及
びカムキャップ17の側部には上側にオイルポンプ87
のシリンダ91が水平移動自在に、且つ、圧縮スプリン
グ92によって付勢支持されており、カバー93を介し
てボルト94によって固定されている。そして、オイル
ポンプ87のシリンダ91には圧縮スプリング95を介
してプランジャ96が作用し、このプランジャ96は吸
気用カムシャフト12の一端に一体に形成されたオイル
ポンプカム97によって駆動することができるようにな
っている。このオイルポンプカム97はカム部は休筒す
る気筒数以上、即ち、本実施例では休筒する気筒が2つ
であるために吸気用カムシャフト12の外周部に2箇所
外方に突出して設けられている。
【0042】また、カムキャップハウジング16及びカ
ムキャップ17の側部には下側にアキュムレータ88の
シリンダ98が水平移動自在で、且つ、圧縮スプリング
99によって付勢支持されており、同じくカバー93を
介してボルト94によって固定されている。なお、オイ
ルポンプ87のシリンダ91とアキュムレータ88のシ
リンダ98の径は同じであり、共用することができる。
また、高速切換用オイルコントロールバルブ89及び休
筒切換用オイルコントロールバルブ90はシリンダヘッ
ド11に取付けられている。
【0043】図6及び図9、図10に示すように、高速
切換用オイルコントロールバルブ89は油路100を介
して図示しないエンジンのメインオイルポンプに直接接
続されると共に油路101を介して油圧通路62に接続
されている。また、休筒切換用オイルコントロールバル
ブ90は油路102を介してアキュムレータ88及びオ
イルポンプ87、メインオイルポンプに接続されると共
に油路103を介して油圧通路56に接続されている。
更に、各オイルコントロールバルブ89,90はエンジ
ンコントロールユニット104の制御信号によって作動
することができるようになっている。
【0044】なお、動弁装置32の切換機構72も動弁
装置31と同様に油圧制御装置86によって作動するこ
とができるようになっており、ロッカーシャフト22の
油圧通路77には図示しない油路を介してオイルコント
ロールバルブ89が連結されている。また、図2に示す
ように、シリンダヘッド11には各気筒ごとに中空形状
のプラグチューブ105が立設されており、この各プラ
グチューブ105の内部にはそれぞれ点火プラグ106
が装着され、その先端部が各燃焼室85内に臨んでい
る。
【0045】以下、本実施例の4気筒エンジンの作動に
ついて説明する。図6に示すように、エンジンコントロ
ールユニット104は各種センサの検出結果によってエ
ンジンの運転状態を検出し、エンジンが低速走行状態で
あれば、それに合ったカムのプロフィールを選択する。
この場合、エンジンコントロールユニット104は各オ
イルコントロールバルブ89,90に制御信号を出力
し、各バルブ89,90を閉じる。すると、各油圧通路
56,62,77に圧油は供給されず、動弁装置31
は、図7(a)に示すように、ロックピン52によって
低速用ロッカーアーム34とロッカーシャフト22とは
一体となり、高速用ロッカーアーム35とロッカーシャ
フト22との係合は解除される。従って、カムシャフト
12,13が回転すると、低速用カム14によって低速
用ロッカーアーム34が揺動し、その駆動力がロッカー
シャフト22を介してメインロッカーアーム33に伝達
されてこのメインロッカーアーム33が揺動し、揺動端
の一対のアジャストスクリュー36が吸気バルブ79及
び排気バルブ80を駆動する。一方、動弁装置32は、
図8に示すように、高速用ロッカーアーム65とロッカ
ーシャフト22との係合は解除され、カムシャフト1
2,13が回転すると、低速用カム14によって低速用
ロッカーアーム64が揺動し、揺動端の一対のアジャス
トスクリュー67が吸気バルブ79及び排気バルブ80
を駆動する。このようにして吸気バルブ79及び排気バ
ルブ80は低速運転に対応したバルブ開閉タイミングで
駆動し、エンジンは低速運転される。
【0046】エンジンコントロールユニット104がエ
ンジンの高速走行状態を検出すると、エンジンコントロ
ールユニット104は各オイルコントロールバルブ8
9,90に制御信号を出力し、各バルブ89,90を開
ける。すると、油圧通路56にはアシストオイルポンプ
87によって圧油が供給される一方、油圧通路62,7
7にはメインオイルポンプによってエンジンから直接圧
油が供給される。そして、エンジンの高速走行時におい
て、動弁装置31は、図7(b)に示すように、その圧
油によってロックピン52が係合孔55から抜き出て低
速用ロッカーアーム34とロッカーシャフト22との係
合が解除される。また、ロックピン59が係合孔61に
係合して高速用ロッカーアーム35とロッカーシャフト
22とが一体となる。従って、高速用カム15によって
高速用ロッカーアーム35が揺動し、更にメインロッカ
ーアーム33が揺動して吸気バルブ79及び排気バルブ
80を駆動する。一方、動弁装置32にあっては、供給
圧油によってロックピン59が係合孔76に係合して高
速用ロッカーアーム65とロッカーシャフト22とが一
体となる。従って、高速用カム15によって高速用ロッ
カーアーム35が揺動し、吸気バルブ79及び排気バル
ブ80を駆動する。このようにして吸気バルブ79及び
排気バルブ80は高速運転に対応したバルブ開閉タイミ
ングで駆動し、エンジンは高速運転される。
【0047】そして、エンジンコントロールユニット1
04がエンジンのアイドル運転状態や低負荷走行状態を
検出すると、4気筒のうちの2気筒を停止して燃費の低
減を図る。即ち、エンジンコントロールユニット104
は各オイルコントロールバルブ89,90に制御信号を
出力し、バルブ90のみを開ける。すると、油圧通路5
6に圧油が供給され、動弁装置31は、図7(c)に示
すように、低速用ロッカーアーム34とロッカーシャフ
ト22との係合が解除される。従って、低速用カム14
及び高速用カム15の駆動力はメインロッカーアーム3
3に伝達されず、動弁装置31は作動せずに休筒状態と
なる。一方、動弁装置32は低速用カム14によって低
速用ロッカーアーム64が揺動して吸気バルブ79及び
排気バルブ80を駆動する。このようにしてエンジンは
動弁装置32の吸気バルブ79及び排気バルブ80のみ
の駆動によって運転される。
【0048】このように本実施例のエンジンの動弁装置
にあっては、低速用ロストモーション42と高速用ロス
トモーション43とを同じものを使用している。従っ
て、組み立て時に誤組がなくなって組付性が向上すると
共に各ロストモーション42,43の共用化を図ること
でコストが低減される。
【0049】図12に本発明の他の実施例に係る内燃機
関の動弁装置を表すシリンダヘッドの要部断面、図13
にロストモーションの圧縮高さに対する荷重を表すグラ
フを示す。なお、前述した実施例と同様の機能を有する
部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0050】図12に示すように、本実施例のエンジン
の動弁装置において、シリンダヘッドには低速用と高速
用カム14,15が形成されたカムシャフト12,13
及びロッカーシャフト21,22が回転自在に支持され
ており、このロッカーシャフト21,22にはメインロ
ッカーアーム33と低速用及び高速用ロッカーアーム3
4,35がそれぞれ装着されている。そして、各メイン
ロッカーアーム33の揺動端は吸気バルブ79、排気バ
ルブ80の上端部に対向しており、また、低速用ロッカ
ーアーム34及び高速用ロッカーアーム35の揺動端の
ローラベアリング38,39には低速用カム14及び高
速用カム15が係合している。
【0051】低速用ロッカーアーム34及び高速用ロッ
カーアーム35の各アーム部40,41にはそれぞれ低
速用及び高速用ロストモーション42,43が圧接して
いる。このロストモーション42,43は両者ともにほ
ぼ同様の構成をなしているが、カムキャップ17への取
付高さが異なっている。即ち、高速カム15は吸気バル
ブ79及び排気バルブ80のリフト量が大きいため、慣
性力として働く加速度が小さくなり、高速用ロストモー
ション43の付勢力は比較的小さいものでよいが、低速
カム14はリフト量が小さいため、慣性力として働く加
速度が大きくなり、低速用ロストモーション42の付勢
力は比較的大きいものが必要である。従って、低速用ロ
ストモーション42の取付高さに対して高速用ロストモ
ーション43取付高さをHだけ高く設定している。
【0052】従って、高速用ロストモーション43によ
る高速用ロッカーアーム35への圧接力は低速用ロスト
モーション42による低速用ロッカーアーム34への圧
接力に対して低いものとなり、図13に示すように、1
点鎖線で示す低速用ロッカーアーム34に作用する慣性
力は実線で示すスプリング力に沿うと共に、2点鎖線で
示す高速用ロッカーアーム35に作用するの慣性力は点
線で示すスプリング力に沿い、それぞれ必要な付勢力の
みが各ロッカーアーム34,35に作用することとなっ
てフリクションが低減される。
【0053】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の内燃機関の動弁装置によれば、一端が吸気
あるいは排気バルブに対向するメインロッカーアームを
設けると共に、吸気あるいは排気バルブと対向せずにメ
インロッカーアームと係脱可能でカムプロフィールの異
なるカムによりそれぞれ駆動される第1及び第2サブロ
ッカーアームを設け、係脱機構によってメインロッカー
アームと各サブロッカーアームの係脱を可能とし、第1
及び第2ロストモーションのロストモーションスプリン
グにより第1及び第2サブロッカーアームをカムの方向
に付勢して動弁装置を構成し、この第1及び第2ロスト
モーションのロストモーションスプリングの付勢力を同
じに設定すると共に、第1及び第2ロストモーションの
取付位置を異ならせたことによって各サブロッカーアー
ムに加える付勢力を異ならせたので、第1ロストモーシ
ョンと第2ロストモーションとの部品を共通化して組付
時のコストを低減することができると共に、誤組を防止
して組付性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関の動弁装置を
表すシリンダヘッドの要部(図2のD−D)断面図であ
る。
【図2】休筒機構付の動弁装置の平面図である。
【図3】図2のC−C断面図である。
【図4】動弁装置の分解斜視図である。
【図5】動弁装置の切換機構を表す断面図である。
【図6】内燃機関の動弁装置の油圧経路図である。
【図7】切替機構の作動説明図である。
【図8】休筒機構なしの動弁装置の断面図である。
【図9】シリンダヘッドの要部(図10のA−A)断面
図である。
【図10】シリンダヘッドの中央(図11のB−B)断
面図である。
【図11】シリンダヘッドの平面図である。
【図12】本発明の他の実施例に係る内燃機関の動弁装
置を表すシリンダヘッドの要部断面図である。
【図13】ロストモーションの圧縮高さに対する荷重を
表すグラフである。
【図14】従来の休筒機構を有する動弁装置の平面図で
ある。
【図15】図13のE−E断面図である。
【符号の説明】
11 シリンダヘッド 12,13 カムシャフト 14 低速用カム 15 高速用カム 21,22 ロッカーシャフト 31,32 動弁装置 33 メインロッカーアーム 34,64 低速用ロッカーアーム 35,65 高速用ロッカーアーム 42 低速用ロストモーション 43,71 高速用ロストモーション 44 シリンダ 45 プランジャ 46 圧縮スプリング 50,72 切換機構 52,59,74 ロックピン 79 吸気バルブ 80 排気バルブ 86 油圧制御装置 104 エンジンコントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 13/00 301 F01L 13/00 302 F01L 13/00 303 F01L 1/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が吸気あるいは排気バルブに対向す
    るメインロッカーアームと、前記吸気あるいは排気バル
    ブと対向せずに前記メインロッカーアームと係脱可能で
    カムプロフィールの異なるカムによりそれぞれ駆動され
    る第1及び第2サブロッカーアームと、前記メインロッ
    カーアームと前記第1及び第2サブロッカーアームの係
    脱を行う係脱機構と、ロストモーションスプリングによ
    り前記第1及び第2サブロッカーアームを前記カムの方
    向に付勢する第1及び第2ロストモーションとを備えた
    内燃機関の動弁装置において、前記第1及び第2ロスト
    モーションのロストモーションスプリングの付勢力を同
    じに設定すると共に、前記第1及び第2ロストモーショ
    ンの取付位置を異ならせたことによって該第1及び第2
    ロストモーションが前記第1及び第2サブロッカーアー
    ムに加える付勢力を異ならせたことを特徴とする内燃機
    関の動弁装置。
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