JP2808039B2 - 2-4 cycle switching engine - Google Patents

2-4 cycle switching engine

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JP2808039B2
JP2808039B2 JP2267031A JP26703190A JP2808039B2 JP 2808039 B2 JP2808039 B2 JP 2808039B2 JP 2267031 A JP2267031 A JP 2267031A JP 26703190 A JP26703190 A JP 26703190A JP 2808039 B2 JP2808039 B2 JP 2808039B2
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Japan
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cycle operation
engine
cycle
rocker arm
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英男 河村
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株式会社いすゞセラミックス研究所
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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、エンジンの回転速度及び負荷の状態に応じ
て2サイクル運転と4サイクル運転とを切換える2−4
サイクル切換エンジンに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention switches between two-cycle operation and four-cycle operation in accordance with the rotational speed and load state of an engine.
The present invention relates to a cycle switching engine.

(従来の技術) 従来のピストン往復式エンジンは、ピストンの1往
復、すなわちクランク軸1回転にて吸入、圧縮、爆発、
排気の行程を行う2サイクルエンジンと、ピストンの2
往復、すなわちクランク軸2回転の間に前記の4行程を
行う4サイクルエンジンとに大別される。
(Prior Art) A conventional piston reciprocating engine uses one reciprocation of a piston, that is, one revolution of a crankshaft, to suck, compress, explode,
Two-stroke engine that performs the exhaust stroke and two pistons
The engine is roughly classified into a four-cycle engine that performs the above-described four strokes during reciprocation, that is, two rotations of the crankshaft.

上記の2サイクルエンジンでは、ピストンの下死点前
後にて吸入と排気とを同時に平行して行い、クランク軸
の1回転毎に爆発行程を行うため、出力軸の回転変動が
少なく、高トルクを発生することができる。
In the above-described two-cycle engine, intake and exhaust are performed simultaneously in parallel before and after the bottom dead center of the piston, and an explosion stroke is performed for each revolution of the crankshaft. Can occur.

一方、4サイクルエンジンでは、吸入と排気とがそれ
ぞれ独立した行程にて行われるので、充分にガス交換さ
れ、2サイクルエンジンに比して排気ガスが清浄であ
り、更にエンジンの高速運転時における燃料消費率が少
ないという利点がある。
On the other hand, in the four-stroke engine, the intake and exhaust are performed in independent strokes, so that the gas is sufficiently exchanged, the exhaust gas is cleaner than the two-stroke engine, and the fuel during the high-speed operation of the engine is improved. There is an advantage that the consumption rate is small.

(発明が解決しようとする課題) 上記のごとく2サイクルエンジンと4サイクルエンジ
ンとでは各々特徴が異なるため、エンジンの運転状態の
変化に応じ、例えば低速運転時には2サイクルエンジン
として作動し高速運転時には4サイクルエンジンとして
作動する2−4サイクル切換エンジンは、従来の2サイ
クルエンジン及び4サイクルエンジンの双方の長所を有
するエンジンとなることが期待できる。
(Problems to be Solved by the Invention) Since the characteristics of the two-cycle engine and the four-cycle engine are different from each other as described above, the two-stroke engine operates as a two-stroke engine during low-speed operation, and operates as four-stroke engine during high-speed operation according to changes in the operating state of the engine. A 2-4 cycle switching engine that operates as a cycle engine can be expected to be an engine that has the advantages of both conventional 2 and 4 cycle engines.

しかしながらエンジン運転途中にて吸排気バルブの開
閉タイミングを変更することは困難であり、実用に耐え
得る吸排気バルブ開閉タイミング変更機構を有するエン
ジンはまだ得られていない。
However, it is difficult to change the opening / closing timing of the intake / exhaust valve during the operation of the engine, and an engine having an intake / exhaust valve opening / closing timing changing mechanism that can withstand practical use has not yet been obtained.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は実用に耐え得る2−4サイクル切換エン
ジンを提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a 2-4 cycle switching engine that can be put to practical use.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、2サイクル動作時に吸排気バルブを
開閉駆動するカムシャフトと4サイクル作動時に吸排気
バルブを開閉駆動するカムシャフトとを有し、適宜作動
するカムシャフトを切り換える2−4サイクル切換エン
ジンにおいて、バルブスプリングにより常時閉方向にバ
イアスされている吸気バルブ及び排気バルブと、クラン
クシャフトの回転速度を1/2に減速して上記両カムシャ
フトに同時に伝達する変速手段と、上記吸気バルブ、排
気バルブの端部に当接し上記4サイクル作動時に吸気バ
ルブと排気バルブを開閉駆動するカムシャフトに設けら
れたカムの押圧作用で吸気バルブと排気バルブを開方向
に駆動する4サイクル作動用のロッカーアームと、上記
吸気バルブ排気バルブの端部に接した4サイクル作動用
のロッカーアームの上部に重ねて当接され、上記2サイ
クル作動時に吸気バルブ排気バルブを開閉駆動するカム
シャフトに設けられたカムの押圧作用で4サイクル作動
用のロッカーアームを介して吸気バルブ排気バルブを開
方向に駆動する2サイクル作動用のロッカーアームと、
4サイクル作動用のロッカーアームに対して4サイクル
作動用のカムシャフトの駆動力の伝達をオン・オフ制御
する第1の駆動制御手段と、2サイクル作動用のロッカ
ーアームに対して2サイクル作動用のカムシャフトの駆
動力の伝達をオン・オフ制御する第2の駆動制御手段
と、を具備することを特徴とする2−4サイクル切換エ
ンジンを提供できる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, there are provided a camshaft for driving the intake and exhaust valves to open and close during a two-cycle operation and a camshaft for driving the intake and exhaust valves to open and close during a four-cycle operation. In the 2-4 cycle switching engine that switches the camshaft, the intake valve and the exhaust valve that are normally biased in the closing direction by the valve spring, and the rotation speed of the crankshaft is reduced by half and transmitted to both the camshafts simultaneously. Opening means for opening and closing the intake valve and the exhaust valve by pressing action of a cam provided on a camshaft provided on a camshaft which contacts the ends of the intake valve and the exhaust valve and opens and closes the intake valve and the exhaust valve during the above-mentioned four-cycle operation. Rocker arm for four-cycle operation, and four cycles in contact with the ends of the intake and exhaust valves The air is sucked through a rocker arm for four-cycle operation by a pressing action of a cam provided on a camshaft provided to open and close an intake valve and an exhaust valve during the two-cycle operation. A rocker arm for two-cycle operation for driving the valve exhaust valve in the opening direction,
First drive control means for controlling on / off transmission of the driving force of the camshaft for the four-cycle operation to the rocker arm for the four-cycle operation, and two-cycle operation for the rocker arm for the two-cycle operation And a second drive control means for controlling the transmission of the driving force of the camshaft on / off.

(作用) 本発明の2−4サイクル切換エンジンでは、2サイク
ル作動用のカムシャフトと4サイクル作動用のカムシャ
フトの2種類のカムシャフトをエンジンに配設し、作動
サイクルに応じたカムシャフトのみを作動させることに
より、エンジン運転途中において吸排気バルブの開閉タ
イミングを変更する。
(Operation) In the 2-4 cycle switching engine of the present invention, two types of camshafts, a camshaft for two-cycle operation and a camshaft for four-cycle operation, are provided in the engine, and only the camshaft according to the operation cycle is provided. , The opening / closing timing of the intake / exhaust valve is changed during the operation of the engine.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明によるエンジンの概略を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an engine according to the present invention.

1はエンジンであり、該エンジンには通常の4サイク
ルエンジンと同様の吸気バルブ11と排気バルブ12とが配
設されている。
Reference numeral 1 denotes an engine, which is provided with an intake valve 11 and an exhaust valve 12 similar to those of a normal four-stroke engine.

2はターボチャージャであり、上記排気バルブ12を介
して排出される排気ガスにより排気タービン22を駆動
し、該駆動力によりコンプレッサ21を作動させ、圧縮さ
れた過給気を上記吸気バルブ11を介してエンジン1に供
給する構成となっている。
Reference numeral 2 denotes a turbocharger, which drives an exhaust turbine 22 by exhaust gas exhausted through the exhaust valve 12 and operates a compressor 21 by the driving force to compress compressed supercharged air through the intake valve 11. The engine 1 is supplied to the engine 1.

尚、ターボチャージャ2に付設されている23は回転電
機であり、排気ガスの排出量が大である場合には発電機
として作動させ排気エネルギを回収すると共に、排気ガ
スの排出量が小の場合には電動機作動させコンプレッサ
21の過給作動を付勢するものである。
Reference numeral 23 attached to the turbocharger 2 denotes a rotating electric machine, which operates as a generator when the exhaust gas emission is large and collects the exhaust energy when the exhaust gas emission is small. The motor is operated by the compressor
The supercharging operation of 21 is energized.

そして、上記エンジン1は吸気バルブ11と排気バルブ
12との開閉タイミングを変更することにより2サイクル
エンジンとしても、また4サイクルエンジンとしても作
動することができる。
The engine 1 has an intake valve 11 and an exhaust valve.
By changing the opening / closing timing with 12, the engine can be operated as a two-cycle engine or a four-cycle engine.

次に、吸気バルブ11及び排気バルブ12の開閉タイミン
グについて説明する。
Next, the opening / closing timing of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 will be described.

第2図は、吸排気バルブのリフト量とエンジンの回転
位相との関係を示すカムプロファイル曲線図である。
尚、本図において、Iは吸気バルブ11の開閉タイミング
を示しEは排気バルブ12の開閉タイミングを示す。
FIG. 2 is a cam profile curve diagram showing a relationship between a lift amount of an intake / exhaust valve and a rotation phase of an engine.
In the figure, I indicates the opening / closing timing of the intake valve 11, and E indicates the opening / closing timing of the exhaust valve 12.

本図の(a)は、4サイクル作動時における吸排気バ
ルブの開閉タイミングを示しており、通常の4サイクル
エンジンにおける吸排気バルブの開閉タイミングと同様
である。
(A) of this figure shows the opening and closing timing of the intake and exhaust valves at the time of four-cycle operation, which is the same as the opening and closing timing of the intake and exhaust valves in a normal four-cycle engine.

(b)は、2サイクル作動時における吸排気バルブの
開閉タイミングを示している。
(B) shows the opening and closing timing of the intake and exhaust valves during the two-cycle operation.

該2サイクル作動時には膨張工程が進行し、ピストン
が下死点(BDC)に近づくとまず排気バルブ12を開放し
燃焼室内部の排気ガスを排出する。そして、略下死点位
置にて吸気バルブ11を開放し、コンプレッサ21にて圧縮
されている過給気を燃焼室内部に導入し、該燃焼室内に
残留している排気ガスを強制的に押し出し排出させる。
During the two-cycle operation, the expansion process proceeds, and when the piston approaches the bottom dead center (BDC), the exhaust valve 12 is first opened to exhaust the exhaust gas inside the combustion chamber. At approximately the bottom dead center position, the intake valve 11 is opened, the supercharged air compressed by the compressor 21 is introduced into the combustion chamber, and the exhaust gas remaining in the combustion chamber is forced out. Let it drain.

そして、該排気ガスの排出が完了すると排気バルブ12
を閉鎖すると共に、燃焼室内への過給気の導入を継続し
該燃焼室内に過給気を充填する。そして、該充填が完了
すると吸気バルブ11も閉鎖し圧縮工程に移行する。尚、
TDCは上死点を示す。
When exhaust of the exhaust gas is completed, the exhaust valve 12
, And the introduction of the supercharged air into the combustion chamber is continued to fill the combustion chamber with the supercharged air. When the filling is completed, the intake valve 11 is also closed, and the process proceeds to the compression step. still,
TDC indicates top dead center.

次に、吸排気バルブの開閉タイミングを変更する機構
について説明する。
Next, a mechanism for changing the opening / closing timing of the intake / exhaust valve will be described.

第3図は、バルブとカムシャフトとの関係を示す部分
断面図である。
FIG. 3 is a partial sectional view showing the relationship between the valve and the camshaft.

第4図は、カムシャフトの回転駆動装置の概略を示す
図である。
FIG. 4 is a view schematically showing a rotation drive device for the camshaft.

ところで、吸気バルブ11と排気バルブ12とは共に同様
の機構にて開閉駆動されるため、本図では吸気バルブ11
について説明する。
Incidentally, since both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are driven to open and close by the same mechanism,
Will be described.

13はシリンダヘッドであり、吸気バルブ11とシリンダ
ヘッド13との間にはバルブスプリング14が介在してい
る。従って、吸気バルブ11はバルブスプリング14の拡張
力により常時閉鎖方向に付勢されている。
Reference numeral 13 denotes a cylinder head, and a valve spring 14 is interposed between the intake valve 11 and the cylinder head 13. Therefore, the intake valve 11 is constantly urged in the closing direction by the expansion force of the valve spring 14.

3は4サイクル作動用のカムシャフトであり、カム3a
を介してロッカーアーム31と接触し該ロッカーアーム31
を揺動させる。そして該ロッカーアーム31の先端部32は
吸気バルブ11の軸端部と接触しており、該ロッカーアー
ム31が揺動することにより吸気バルブ11を開閉駆動す
る。
Reference numeral 3 denotes a camshaft for four-cycle operation, and a cam 3a
Contact with the rocker arm 31 through the
Rocks. The distal end 32 of the rocker arm 31 is in contact with the axial end of the intake valve 11, and the rocker arm 31 swings to open and close the intake valve 11.

4は2サイクル作動用のカムシャフトであり、ロッカ
ーアーム41とはカム4a,カム4b及びローラ46を介して接
触し該ロッカーアーム41を揺動させる。そして、該ロッ
カーアーム41の先端部42は、上記ロッカーアーム31の先
端部32を介して吸気バルブ11の軸端部と連結しており、
該ロッカーアーム41が揺動することにより吸気バルブ11
を開閉駆動する。
Reference numeral 4 denotes a camshaft for two-cycle operation. The camshaft 4 comes into contact with the rocker arm 41 via the cams 4a, 4b and the roller 46 to swing the rocker arm 41. The distal end 42 of the rocker arm 41 is connected to the shaft end of the intake valve 11 via the distal end 32 of the rocker arm 31.
When the rocker arm 41 swings, the intake valve 11
To open and close.

上記カムシャフト3の軸端部は電磁クラッチ6を介し
てタイミングプーリ33が連結されている。そして、上記
カムシャフト4の軸端部は電磁クラッチ60を介してタイ
ミングプーリ43が連結されている。
A timing pulley 33 is connected to an end of the camshaft 3 via an electromagnetic clutch 6. The shaft end of the camshaft 4 is connected to a timing pulley 43 via an electromagnetic clutch 60.

5は、クランクシャフトに連結され該クランクシャフ
トと同一速度にて回転するタイミングプーリであり、上
記タイミングプーリ33及びタイミングプーリ43とタイミ
ングベルト51を介して連動する様に構成されている。
尚、タイミングプーリ33及びタイミングプーリ43の直径
はタイミングプーリ5の直径の2倍であり、従って、カ
ムシャフト3及びカムシャフト4はクランクシャフトの
回転速度の1/2の回転速度にて回転することになる。
Reference numeral 5 denotes a timing pulley that is connected to the crankshaft and rotates at the same speed as the crankshaft, and is configured to interlock with the timing pulley 33 and the timing pulley 43 via a timing belt 51.
The diameter of the timing pulley 33 and the timing pulley 43 is twice the diameter of the timing pulley 5, so that the camshaft 3 and the camshaft 4 rotate at half the rotation speed of the crankshaft. become.

尚、上記のごとく1つのタイミングベルト51でカムシ
ャフト3及びカムシャフト4を回転させることができる
のでエンジンレイアウト上極めて好都合である。また、
上記第2図に示すように、2サイクル作動時には吸排気
バルブの開閉期間が短く開閉速度が大となるが、カムシ
ャフト4の回転速度がクランクシャフトの半分であるた
め、カム面からローラ46がジャンプすることなく正確に
カムプロファイルをトレースすることができる。
Since the camshaft 3 and the camshaft 4 can be rotated by one timing belt 51 as described above, it is very convenient in terms of engine layout. Also,
As shown in FIG. 2, during the two-cycle operation, the opening / closing period of the intake / exhaust valve is short and the opening / closing speed is high, but since the rotation speed of the camshaft 4 is half that of the crankshaft, the roller 46 The cam profile can be traced accurately without jumping.

7はコントローラであり、外部との信号の入出力を司
る入出力インターフェイス、プログラムや各種データを
予め記憶するROM、該ROMに記憶されているプログラムの
下に演算処理を行うCPU、該演算結果や各種データを一
時的に記憶するRAM、該コントローラ7内部の信号の流
れを司るコントロールメモリ等から構成されている。
Reference numeral 7 denotes a controller, which is an input / output interface that controls input and output of signals to and from the outside, a ROM that stores programs and various data in advance, a CPU that performs calculation processing under programs stored in the ROM, The controller 7 includes a RAM for temporarily storing various data, a control memory for controlling the flow of signals inside the controller 7, and the like.

そして、該コントローラ7には、エンジンの回転速度
及び位相を検知する回転センサ71、及びエンジンの負荷
を検知する負荷センサ72が接続されており、各センサか
らの検知信号が入力されている。
The controller 7 is connected with a rotation sensor 71 for detecting the rotation speed and phase of the engine, and a load sensor 72 for detecting the load on the engine, and receives detection signals from the sensors.

そして、該検知信号に基づき、例えばエンジンの運転
状態が低速高負荷時であれば2サイクル作動を、その他
の場合には4サイクル作動を選択する。
Then, based on the detection signal, for example, if the operating state of the engine is at low speed and high load, two-cycle operation is selected, and in other cases, four-cycle operation is selected.

2サイクル作動を選択した場合には、第2の駆動制御
手段である電磁クラッチ60を作動させカムシャフト4を
回転させる。そして、4サイクル作動を選択した場合に
は、第1の駆動制御手段である電磁クラッチ6を作動さ
せカムシャフト3を回転させる。
When the two-cycle operation is selected, the electromagnetic clutch 60 as the second drive control means is operated to rotate the camshaft 4. When the four-cycle operation is selected, the electromagnetic clutch 6 serving as the first drive control unit is operated to rotate the camshaft 3.

ところで、上記電磁クラッチ6及び電磁クラッチ60は
共に回転力を伝達すると共に回転位相を同期させること
ができる。
By the way, both the electromagnetic clutch 6 and the electromagnetic clutch 60 can transmit the rotational force and synchronize the rotational phases.

次に、該電磁クラッチの構造について説明する。 Next, the structure of the electromagnetic clutch will be described.

第5図は、電磁クラッチの構造の概略を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of the electromagnetic clutch.

該電磁クラッチ6及び電磁クラッチ60は共に同様の構
造からなり、内部にクラッチ板61とクラッチ板62を有し
ている。そして、図示しないが電磁ソレノイドからの電
磁力によりクラッチ板61とクラッチ板62とが接近し、ク
ラッチ面63が接触することにより回転力を伝達する構成
となっている。
The electromagnetic clutch 6 and the electromagnetic clutch 60 have the same structure, and have a clutch plate 61 and a clutch plate 62 therein. Although not shown, the clutch plate 61 and the clutch plate 62 approach each other due to electromagnetic force from an electromagnetic solenoid, and the clutch surface 63 comes in contact with the clutch plate 63 to transmit torque.

また、クラッチ板61には外部からの信号により出入り
することのできるピン64及びピン65が、クラッチ板61の
中心から互いに異なる位置に設けられている。一方、ク
ラッチ板62にはピン64及びピン65に相当する位置に長穴
66及び長穴67が貫設されている。
Further, a pin 64 and a pin 65 which can enter and exit the clutch plate 61 in response to an external signal are provided at different positions from the center of the clutch plate 61. On the other hand, in the clutch plate 62, slots are provided at positions corresponding to the pins 64 and 65.
66 and a long hole 67 are provided.

回転力を伝達する場合には、ピン64及びピン65をクラ
ッチ板61内部に格納した状態で、クラッチ板61及びクラ
ッチ板62を接触させる。この時の接触圧力はクラッチ板
同志が完全に連結する圧力の80%〜90%程度の低圧力と
し、クラッチ板61とクラッチ板62との間に滑りを生じさ
せる。
When transmitting the rotational force, the clutch plate 61 and the clutch plate 62 are brought into contact with the pin 64 and the pin 65 stored in the clutch plate 61. The contact pressure at this time is set to a low pressure of about 80% to 90% of the pressure at which the clutch plates are completely connected, causing a slip between the clutch plates 61 and 62.

該滑りが生じている状態にてピン64及びピン65に突き
出し方向の付勢力を作用させると、ピン64と長穴66とが
一致し、ピン65と長穴67とが一致した状態でピン64及び
ピン65が突出する。そして、クラッチ板間の滑りにより
各ピンが各々の長穴内部を移動し、各長穴の端部に各々
のピンが突き当たるとクラッチ板61とクラッチ板62とは
完全に同期して回転する。尚、各ピンが突き当たる際の
衝撃力は、クラッチ板がすでに半クラッチ状態にあるた
め緩和されピンが破損することはない。
When a biasing force in the protruding direction is applied to the pins 64 and 65 in the state where the slip occurs, the pins 64 and the elongated holes 66 are aligned with each other, and the pins 64 and the elongated holes 67 are aligned with each other. And the pin 65 protrudes. Then, each pin moves inside each long hole due to slippage between the clutch plates, and when each pin hits the end of each long hole, the clutch plates 61 and 62 rotate completely synchronously. Incidentally, the impact force when each pin abuts is alleviated because the clutch plate is already in the half-clutch state, and the pin is not damaged.

そして、完全に同期して回転するとクラッチ板間の接
触圧力を上昇させ滑りが発生しないようにして連係を完
了する。
Then, when the rotation is performed completely synchronously, the contact pressure between the clutch plates is increased to prevent slippage, thereby completing the linkage.

上記の作動により、カムシャフト3及びカムシャフト
4はクランクシャフトに対して常に同一位相にて連結さ
れることになる。
By the above operation, the camshaft 3 and the camshaft 4 are always connected to the crankshaft in the same phase.

尚、上記ではクラッチ板及びピンの作動を電磁力にて
行う例について示したが、油圧等の流体圧にて作動させ
ても良いことは明白である。
In the above description, the operation of the clutch plate and the pin is performed by an electromagnetic force. However, it is obvious that the operation may be performed by a fluid pressure such as a hydraulic pressure.

次に、吸排気バルブの開閉タイミングを変更する他の
機構について説明する。
Next, another mechanism for changing the opening / closing timing of the intake / exhaust valve will be described.

第6図は、開閉タイミング変更機構の他の例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of the opening / closing timing changing mechanism.

3は上記第3図の場合と同様のカム3aを持ったカムシ
ャフトであるが、本図の場合には電磁クラッチ6を介す
ることなくタイミングプーリ33と連結されているため、
常時クランクシャフトの回転速度の半分の回転速度で回
転している。
Reference numeral 3 denotes a camshaft having a cam 3a similar to that in the case of FIG. 3, but in this case, the cam shaft 3 is connected to the timing pulley 33 without the intervention of the electromagnetic clutch 6, so that
It always rotates at half the rotation speed of the crankshaft.

8は複合ロッカーアームであり、シャフト81を中心に
揺動することができる。該シャフト81には2系統の油圧
経路が設けられており、該油圧経路は管路82及び管路83
を介してシリンダ機構84に連結されている。
Reference numeral 8 denotes a composite rocker arm, which can swing around a shaft 81. The shaft 81 is provided with two hydraulic paths, and the hydraulic path includes a pipeline 82 and a pipeline 83.
Through a cylinder mechanism 84.

そして、該シリンダ機構84はピストン85を有してお
り、第1の駆動制御手段である該ピストン85の先端部86
は該ピストン85の前進端位置にてカムシャフト3と複合
ロッカーアーム8との間に挿入される。従って、ピスト
ン85が後退端位置、すなわち本図に示す位置にある場合
にはカムシャフト3と複合ロッカーアーム8とは接触す
ることはなく、従って吸気バルブ11は作動しない。尚、
複合ロッカーアーム8の先端部87は上記吸気バルブ11の
軸端部と常時接触している。
The cylinder mechanism 84 has a piston 85, and a tip 86 of the piston 85, which is a first drive control means.
Is inserted between the camshaft 3 and the composite rocker arm 8 at the forward end position of the piston 85. Therefore, when the piston 85 is at the retracted end position, that is, the position shown in this drawing, the camshaft 3 does not come into contact with the composite rocker arm 8, and the intake valve 11 does not operate. still,
The tip 87 of the composite rocker arm 8 is always in contact with the shaft end of the intake valve 11.

9はカム9a、9bを持った2サイクル作動用のカムシャ
フトであり、電磁クラッチを介することなく本実施例の
カムシャフト3と同一速度で常時回転している。
Reference numeral 9 denotes a camshaft having two cams 9a and 9b for two-cycle operation. The camshaft 9 always rotates at the same speed as the camshaft 3 of this embodiment without using an electromagnetic clutch.

90は上記複合ロッカーアーム8と同様の複合ロッカー
アームであり、シャフト91を中心に揺動することができ
る。該シャフト91には2系統の油圧経路が設けられてお
り、該油圧経路は管路92及び管路93を介してシリンダ機
構94に連結されている。
Reference numeral 90 denotes a composite rocker arm similar to the composite rocker arm 8, which can swing around a shaft 91. The shaft 91 is provided with two systems of hydraulic paths, and the hydraulic paths are connected to a cylinder mechanism 94 via a pipe 92 and a pipe 93.

そして、該シリンダ機構94はピストン95を有してお
り、第2の駆動制御手段である該ピストン95の先端部に
設けられているローラ96は該ピストン95の前進端位置、
すなわち本図に示す位置にてカムシャフト9と複合ロッ
カーアーム90との間に挿入される。従って、ピストン95
が後退端位置にある場合にはカムシャフト9と複合ロッ
カーアーム90とは接触することはなく、従って吸気バル
ブ11は作動しない。尚、複合ロッカーアーム90の先端部
97は上記複合ロッカーアーム8の先端部87の上面と常時
接触している。
The cylinder mechanism 94 has a piston 95, and a roller 96 provided at a tip end of the piston 95, which is a second drive control means, has a forward end position of the piston 95,
That is, it is inserted between the camshaft 9 and the composite rocker arm 90 at the position shown in FIG. Therefore, piston 95
Is in the retracted end position, the camshaft 9 does not come into contact with the composite rocker arm 90, and the intake valve 11 does not operate. The tip of the composite rocker arm 90
97 is always in contact with the upper surface of the tip 87 of the composite rocker arm 8.

ところで、シャフト81とシャフト91とに設けられた油
圧経路の油圧はコントローラ7により制御される。
By the way, the controller 7 controls the oil pressure of the oil pressure paths provided on the shaft 81 and the shaft 91.

すなわち、該コントローラ7が2サイクル作動を選択
すると、管路82に油圧を作用させピストン85を後退させ
ると共に、管路93に油圧を作用させピストン95を前進さ
せる。すると、本図に示す状態となり吸気バルブ11はカ
ムシャフト9によって開閉駆動されることになる。
That is, when the controller 7 selects the two-cycle operation, hydraulic pressure is applied to the pipeline 82 to retract the piston 85, and hydraulic pressure is applied to the pipeline 93 to move the piston 95 forward. Then, the state shown in the figure is reached, and the intake valve 11 is driven to open and close by the camshaft 9.

一方、コントローラ7が4サイクル作動を選択した場
合には、管路92に油圧を作用させピストン95を後退させ
ると共に、管路83に油圧を作用させピストン85を前進さ
せ、吸気バルブ11をカムシャフト3によって開閉駆動す
る。
On the other hand, when the controller 7 selects the four-cycle operation, the hydraulic pressure is applied to the pipe 92 to retract the piston 95, and the hydraulic pressure is applied to the pipe 83 to move the piston 85 forward. 3 is driven to open and close.

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本
発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例
は容易に構成できるから、本発明は上記特許請求の範囲
において記載した限定以外、特定の実施例に制約される
ものではない。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, various different embodiments can be easily configured without departing from the spirit of the present invention. It is not limited to a particular embodiment.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、2サイクル作
動用のカムシャフトと4サイクルの作動用のカムシャフ
トの2種類のカムシャフトをエンジンに配設し、作動サ
イクルに応じたカムシャフトのみを作動させることによ
り、エンジン運転途中において吸排気バルブの開閉タイ
ミングを変更するので、エンジンの運転状態に応じ作動
サイクルを確実に変更することができ、かつ実現可能な
実用に耐え得る2−4サイクル切換エンジンを提供でき
る。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, two types of camshafts, that is, a camshaft for two-cycle operation and a camshaft for four-cycle operation, are provided in the engine, and the two types of camshafts are provided according to the operation cycle. By operating only the camshaft, the opening / closing timing of the intake / exhaust valve is changed during the operation of the engine, so that the operation cycle can be reliably changed according to the operating state of the engine, and can be put to practical use. A 2-4 cycle switching engine can be provided.

また、2サイクル作動用のカムシャフトと4サイクル
作動用のカムシャフトを1つの減速装置にて同時に回転
させるので、エンジンをコンパクトにすることができ、
エンジンレイアウト上極めて好都合である。
In addition, the camshaft for two-cycle operation and the camshaft for four-cycle operation are simultaneously rotated by one reduction gear, so that the engine can be made compact.
This is extremely convenient in terms of engine layout.

更には、2サイクル作動用カムシャフトをクランクシ
ャフトの回転速度の1/2の速度で回転させると共にロー
ラによりカム形状をトレースさせるので、カム形状を吸
排気バルブに確実に伝達することができる。
Furthermore, since the camshaft for two-cycle operation is rotated at half the rotation speed of the crankshaft and the cam shape is traced by the roller, the cam shape can be reliably transmitted to the intake and exhaust valves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明によるエンジンの概略を示す構成図、
第2図は、吸排気バルブのリフト量とエンジンの回転位
相との関係を示すカムプロファイル曲線図、第3図は、
バルブとカムシャフトとの関係を示す部分断面図、第4
図は、カムシャフトの回転駆動装置の概略を示す図、第
5図は、電磁クラッチの構造の概略を示す図、第6図
は、開閉タイミング変更機構の他の例を示す図である。 1……エンジン、2……ターボチャージャ、3……カム
シャフト、4……カムシャフト、5……タイミングプー
リ、6……電磁クラッチ、7……コントローラ、8……
複合ロッカーアーム、9……カムシャフト、11……吸気
バルブ、12……排気バルブ、60……電磁クラッチ、71…
…回転センサ、72……負荷センサ、84……シリンダ機
構、90……複合ロッカーアーム、94……シリンダ機構。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an engine according to the present invention;
FIG. 2 is a cam profile curve diagram showing the relationship between the lift amount of the intake / exhaust valve and the rotational phase of the engine, and FIG.
FIG. 4 is a partial sectional view showing the relationship between the valve and the camshaft,
FIG. 5 is a diagram schematically showing a rotary drive device for a camshaft, FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of an electromagnetic clutch, and FIG. 6 is a diagram showing another example of an opening / closing timing changing mechanism. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Turbocharger, 3 ... Camshaft, 4 ... Camshaft, 5 ... Timing pulley, 6 ... Electromagnetic clutch, 7 ... Controller, 8 ...
Compound rocker arm, 9 ... Camshaft, 11 ... Intake valve, 12 ... Exhaust valve, 60 ... Electromagnetic clutch, 71 ...
... Rotation sensor, 72 ... Load sensor, 84 ... Cylinder mechanism, 90 ... Compound rocker arm, 94 ... Cylinder mechanism.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2サイクル動作時に吸排気バルブを開閉駆
動するカムシャフトと4サイクル作動時に吸排気バルブ
を開閉駆動するカムシャフトとを有し、適宜作動するカ
ムシャフトを切り換える2−4サイクル切換エンジンに
おいて、 バルブスプリングにより常時閉方向にバイアスされてい
る吸気バルブ及び排気バルブと、 クランクシャフトの回転速度を1/2に減速して上記両カ
ムシャフトに同時に伝達する変速手段と、 上記吸気バルブ、排気バルブの端部に当接し上記4サイ
クル作動時に吸気バルブと排気バルブを開閉駆動するカ
ムシャフトに設けられたカムの押圧作用で吸気バルブと
排気バルブを開方向に駆動する4サイクル作動用のロッ
カーアームと、 上記吸気バルブ排気バルブの端部に接した4サイクル作
動用のロッカーアームの上部に重ねて当接され、上記2
サイクル作動時に吸気バルブ排気バルブを開閉駆動する
カムシャフトに設けられたカムの押圧作用で4サイクル
作動用のロッカーアームを介して吸気バルブ排気バルブ
を開方向に駆動する2サイクル作動用のロッカーアーム
と、 4サイクル作動用のロッカーアームに対して4サイクル
作動用のカムシャフトの駆動力の伝達をオン・オフ制御
する第1の駆動制御手段と、 2サイクル作動用のロッカーアームに対して2サイクル
作動用のカムシャフトの駆動力の伝達をオン・オフ制御
する第2の駆動制御手段と、 を具備することを特徴とする2−4サイクル切換エンジ
ン。
1. A 2-4 cycle switching engine having a camshaft for opening and closing an intake / exhaust valve during a two-cycle operation and a camshaft for opening / closing an intake / exhaust valve during a four-cycle operation. An intake valve and an exhaust valve which are normally biased in a closing direction by a valve spring; transmission means for reducing a rotation speed of a crankshaft by half and transmitting the rotation to the two camshafts at the same time; A rocker arm for four-cycle operation that drives the intake valve and the exhaust valve in the opening direction by pressing a cam provided on a camshaft provided on a camshaft that contacts an end of the valve and that opens and closes the intake valve and the exhaust valve during the four-cycle operation. And an upper part of a rocker arm for four-cycle operation in contact with an end of the intake valve and the exhaust valve. Abutting on
A rocker arm for two-cycle operation that drives the intake valve exhaust valve in the opening direction via a rocker arm for four-cycle operation by a pressing action of a cam provided on a cam shaft that opens and closes the intake valve and exhaust valve during cycle operation; First drive control means for controlling on / off transmission of the driving force of the camshaft for the four-cycle operation to the rocker arm for the four-cycle operation; and two-cycle operation to the rocker arm for the two-cycle operation. A second drive control means for controlling on / off of transmission of drive force of a camshaft for use in a 2-4 cycle switching engine.
【請求項2】前記第1と第2の駆動制御手段は前記変速
手段から両カムシャフトへの回転力をオン・オフ制御す
る電磁クラッチであることを特徴とする請求項1に記載
の2−4サイクル切換エンジン。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said first and second drive control means are electromagnetic clutches for controlling on / off of a rotational force from said transmission means to both camshafts. 4-cycle switching engine.
【請求項3】前記第1と第2の駆動制御手段は各カムシ
ャフトに設けられた各カムとロッカーアームとの間に介
在して各カムの駆動力を各ロッカーアームに伝達する抜
き差し自在な部材であることを特徴とする請求項1に記
載の2−4サイクル切換エンジン。
3. The first and second drive control means are interposed between each of the cams provided on each of the camshafts and the rocker arms, and transmit and remove the driving force of each of the cams to each of the rocker arms. The engine according to claim 1, wherein the engine is a member.
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