JP2969909B2 - V型エンジン - Google Patents

V型エンジン

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JP2969909B2 JP2291896A JP29189690A JP2969909B2 JP 2969909 B2 JP2969909 B2 JP 2969909B2 JP 2291896 A JP2291896 A JP 2291896A JP 29189690 A JP29189690 A JP 29189690A JP 2969909 B2 JP2969909 B2 JP 2969909B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/024Belt drive

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はV型エンジンに係り、特に燃料噴射ポンプ及
びカム軸に1本のタイミングベルトを巻き掛けたV型エ
ンジンに関する。
[従来の技術] 従来、V型エンジンではカム軸及び噴射ポンプなどの
補機軸を駆動するために、これらの軸にスプロケットを
設け、タイミングチェーンによる駆動を行っていたが、
最近、伝達効率や騒音の点で有利なタイミングベルト
(コックドベルト)の積極的な利用がなされている。
例えば特開昭62−96737号には、クランク軸に駆動用
プーリを設け、カム軸に駆動用プーリに対してプーリ径
が2倍のカム軸プーリを設けてこれらプーリにタイミン
グベルトを巻き掛け、そしてクランク軸プーリ及びカム
軸プーリの駆動トルクに対応するために、クランク軸プ
ーリ及びカム軸プーリに対してタイミングベルトの巻き
角が十分となる位置にアイドルを配設した提案がなされ
ている。またこの提案ではクランク軸プーリにプーリ溝
を複数形成し、上記タイミングベルトとは別に2本のタ
イミングベルトを巻き掛けるように構成して、V型エン
ジンの中心線上でかつバンク底側に配置されたパワース
テアリングポンプと、V型エンジンの下部一側側に配置
されたオルタネータとをタイミングベルトの一方で駆動
し、V型エンジンの下部他側側に配置されたクーラコン
プレッサ駆動用のプーリをタイミングベルトの他方で駆
動するように構成している。
つまり、この提案では、パワーステアリングポンプ,
オルタネータ及びクーラコンプレッサをV型エンジンの
上部、下部の両側に配置し、これらを別々のタイミング
プーリで駆動するようにしてタイミングベルトの負荷を
減らしその耐久性と信頼性を向上させるようにしてい
る。
ところで、提案とは別にカム軸及び噴射ポンプを1本
のタイミングベルトで駆動する場合は、V型エンジンの
コンパクト性を考慮して、一般的には、第2図に示す如
く、噴射ポンプ用プーリ1の取付け位置は、V型エンジ
ンの中心線上Xでかつ両方のバンク2,3間の底4側(上
記パワーステアリングポンプの取付け位置と同位置)と
なり、アイドル5,6は、カム軸用プーリ7,8と噴射ポンプ
用プーリ1間に、またテンショナとなるアイドル13及び
別のアイドル14はカム軸用プーリ7,8とクランク軸用プ
ーリ9間にそれぞれ配置されるようになるが、特にアイ
ドル5,6の位置は、カム軸及び噴射ポンプの駆動トルク
に対応するため、タイミングベルト10の巻き角が、これ
らに対して十分な大きさとなる位置に決定される。カム
軸,噴射ポンプ及びアイドル5,6のレイアウトを寸法的
に説明すれば、中心線Xに対してa=a′,b=b′とな
る位置にカム軸用プーリ7,8及びアイドル5,6を配置し、
また、クランク軸の中心Oを通る水平線Yを基準として
c=c′,d=d′となるようにカム軸用プーリ7,8及び
アイドル5,6の位置を決定するのが一般的である。この
他にエンジンのコンパクト化をも考慮に入れると、カム
軸用プーリ7,8とアイドル5,6、アイドル5,6と噴射ポン
プ用プーリ1間の各々のベルトスパンは当然短くなる。
[発明が解決しようとする課題] しかし上述のようにカム軸用プーリ及び高燃料噴射圧
力を作り出す噴射ポンプ用プーリを1本のタイミングベ
ルトで駆動する場合では、タイミングベルトには噴射
ポンプを駆動するための初期セット張力と、カム軸およ
び噴射ポンプそれぞれの駆動トルクに相当した動的な張
力が作用すること、カム軸と噴射ポンプの駆動トルク
は各々各位相で異なり気筒数により周期的に値が変化す
ること、などにより、実際にタイミングベルトに作用す
る張力は、常に変動し、そしてある周期をもった張力の
変動と、タイミングベルトの固有振動数が相互に働き、
あるエンジン回転数,負荷で共振を起こして非常に大き
な張力が発生してしまうという問題がある。この問題は
ベルトスパンが短ければ短いほど大きな張力を発生させ
てしまうため、大きな騒音を発生させて運転者、同乗者
に不快感を与えてしまう要因ともなる。もし、同じ長さ
のベルトスパンがタイミングベルトのレイアウト中、2
カ所以上あれば、同じ回転数,同じ負荷で共振を起こす
箇所数が増し、耳障りなベルト騒音のみならず、ベルト
及びベルト周りの部品、ひいてはエンジンに対して多大
な損傷を与えてしまう虞が高くなる。
本発明の目的はカム軸及び高燃料噴射圧力を作り出す
噴射ポンプを1本のタイミングベルトで駆動する場合に
おいて、タイミングベルトの複数箇所での共振が同時に
発生することを阻止してタイミングベルト及びタイミン
グベルト周りの保護と大きなベルト騒音の発生を制御し
たV型エンジンを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、各バンクのカム
軸用プーリと、両バンク間に位置する噴射ポンプ用プー
リと、各カム軸用プーリ及び噴射ポンプ用プーリ間にそ
れぞれ位置するアイドルと、クランク軸用プーリとに1
本のタイミングベルトを巻き掛けたV型エンジンにおい
て、両カム軸用プーリを、両バンクの中心線に対し互い
に対称になるよう配置し、両アイドルを、上記中心線に
対し互いに対称になるよう配置すると共に、上記噴射ポ
ンプ用プーリを、上記中心線から一方のバンク側にオフ
セットしたものである。
また本発明は、各バンクのカム軸用プーリと、両バン
ク間に位置する噴射ポンプ用プーリと、各カム軸用プー
リ及び噴射ポンプ用プーリ間にそれぞれ位置するアイド
ルと、クランク軸用プーリとに1本のタイミングベルト
を巻き掛けたV型エンジンにおいて、両カム軸用プーリ
を、両バンクの中心線に対し互いに対称になるよう配置
し、上記噴射ポンプ用プーリを、上記中心線上に配置す
ると共に、両アイドルを、同一高さに且つ上記中心線か
らの距離をそれぞれ異ならせて配置したものである。
また本発明は、各バンクのカム軸用プーリと、両バン
ク間に位置する噴射ポンプ用プーリと、各カム軸用プー
リ及び噴射ポンプ用プーリ間にそれぞれ位置するアイド
ルと、クランク軸用プーリとに1本のタイミングベルト
を巻き掛けたV型エンジンにおいて、両カム軸用プーリ
を、両バンクの中心線に対し互いに対称になるよう配置
し、上記噴射ポンプ用プーリを、上記中心線上に配置す
ると共に、両アイドルを、上記中心線から等距離に且つ
高さをそれぞれ異ならせて配置したものである。
[作用] 上記構成によれば、噴射ポンプの左右において上記噴
射ポンプ用プーリとアイドル間のベルトスパンが不等と
なり、タイミングベルトの駆動状態におけるベルト張力
が上記噴射ポンプ用プーリの左右において相違するよう
になり、双方における共振点が相違するようになる。こ
のため、左右同時に共振が起こるようなことがなく、共
振時におけるタイミングベルトの張力は従来に対して大
巾に減少する。
[実施例] 以下本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
第1図には本発明に係るV型エンジンの正面図が示さ
れている。図示されているように噴射ポンプ用プーリ1
は、両バンク2,3間の底4側で、かつ両バンク2,3の中心
線Xに対して左側に距離hだけオフセットされた位置に
配設されている。アイドル5,6は、両バンク2,3の中心線
Xより左右に等距離a=a′の位置で、かつクランク軸
の中心を通る水平な基準線Yに対して等距離cの高さ位
置に配設されている。つまりアイドル5,6の位置を従来
の位置に固定した状態で噴射ポンプ用プーリ1の位置を
両バンク2,3の中心線Xに対して左側へ移動させること
によってアイドル5,6と噴射ポンプ用プーリ1との間の
ベルトスパンを、両バンク2,3の中心線Xの左右におい
て不等としている。噴射ポンプ用プーリ1と、2個のカ
ム軸用プーリ7,8と、クランク軸用プーリ9とにはタイ
ミングベルト10が巻き掛けられている。このため、噴射
ポンプ用プーリ1とアイドル5,6間のベルトスパン11,12
は、右側のベルトスパン12に対し左側のベルトスパン11
が短くなる。この場合、ベルトスパン11,12の違いは左
右において10%程度以上が望ましい。これは各々のベル
トスパン11,12での共振が起きたとき、その発生回転数
をずらして同時に共振する箇所を無くすためである。
他にアイドル5,6と噴射ポンプ用プーリ1との間のベ
ルトスパン11,12を変えるためには、噴射ポンプ用プー
リ1を両バンク2,3の中心線X上に位置させて、中心線
Xに対してアイドル5,6の位置を左右において変えるレ
イアウト、すなわち、第1図においてa≠a′としたレ
イアウト、または噴射ポンプ用プーリ1を両バンク2,3
の中心線X上に位置させかつ、両バンク2,3の中心線X
に対するアイドル5,6の位置を、中心線Xの左右におい
て等距離a=a′とした場合に、水平基準線Yからの高
さをc≠c′として不等とするレイアウトが考えられ
る。勿論これらのレイアウトに上述の噴射ポンプ用プー
リ1のオフセットを加味したレイアウトも考えられる。
以上のように構成することにより、タイミングベルト
10の同時共振は阻止され、タイミングベルト10に作用す
る張力が実質的に低減し騒音が低減されるようになる。
なお、実施例の説明にあって補機として燃料噴射ポン
プを説明したが噴射ポンプの代わりにスパーチャージャ
ー等、駆動負荷の比較的大きい補機を配置するような場
合にもその適用が可能である。また、噴射ポンプ用プー
リ1及びカム軸用プーリ7,8のプーリ径は回転数との関
係で変えることはできないが、アイドル5,6の径を噴射
ポンプ用プーリ1の左右において変え噴射ポンプ用プー
リ1の両側で上記ベルトスパン11,12を変えることは可
能である。
[発明の効果] 以上説明したことから明らかなように本発明によれば
次の如き優れた効果を発揮する。
(1)タイミングベルトの寿命を長く保持することがで
きる。
(2)燃料噴射ポンプの軸やその軸受に掛かる過大な荷
重を軽減できる。
(3)不快なベルトの噛合い音、共振音の発生を抑制で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るV型エンジンのタイミングベルト
のレイアウトを示す正面図、第2図は同時に検討したV
型エンジンのタイミングベルトのレイアウトを示す正面
図である。 図中、1は噴射ポンプ用プーリ、2,3はバンク、5,6はア
イドル、10はタイミングベルトである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 1/02 F02B 75/22 F02B 67/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各バンクのカム軸用プーリと、両バンク間
    に位置する噴射ポンプ用プーリと、各カム軸用プーリ及
    び噴射ポンプ用プーリ間にそれぞれ位置するアイドル
    と、クランク軸用プーリとに1本のタイミングベルトを
    巻き掛けたV型エンジンにおいて、両カム軸用プーリ
    を、両バンクの中心線に対し互いに対称になるよう配置
    し、両アイドルを、上記中心線に対し互いに対称になる
    よう配置すると共に、上記噴射ポンプ用プーリを、上記
    中心線から一方のバンク側にオフセットしたことを特徴
    とするV型エンジン。
  2. 【請求項2】各バンクのカム軸用プーリと、両バンク間
    に位置する噴射ポンプ用プーリと、各カム軸用プーリ及
    び噴射ポンプ用プーリ間にそれぞれ位置するアイドル
    と、クランク軸用プーリとに1本のタイミングベルトを
    巻き掛けたV型エンジンにおいて、両カム軸用プーリ
    を、両バンクの中心線に対し互いに対称になるよう配置
    し、上記噴射ポンプ用プーリを、上記中心線上に配置す
    ると共に、両アイドルを、同一高さに且つ上記中心線か
    らの距離をそれぞれ異ならせて配置したことを特徴とす
    るV型エンジン。
  3. 【請求項3】各バンクのカム軸用プーリと、両バンク間
    に位置する噴射ポンプ用プーリと、各カム軸用プーリ及
    び噴射ポンプ用プーリ間にそれぞれ位置するアイドル
    と、クランク軸用プーリとに1本のタイミングベルトを
    巻き掛けたV型エンジンにおいて、両カム軸用プーリ
    を、両バンクの中心線に対し互いに対称になるよう配置
    し、上記噴射ポンプ用プーリを、上記中心線上に配置す
    ると共に、両アイドルを、上記中心線から等距離に且つ
    高さをそれぞれ異ならせて配置したことを特徴とするV
    型エンジン。
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