JP2969951B2 - 内燃エンジンのバルブ駆動システム - Google Patents

内燃エンジンのバルブ駆動システム

Info

Publication number
JP2969951B2
JP2969951B2 JP7509686A JP50968694A JP2969951B2 JP 2969951 B2 JP2969951 B2 JP 2969951B2 JP 7509686 A JP7509686 A JP 7509686A JP 50968694 A JP50968694 A JP 50968694A JP 2969951 B2 JP2969951 B2 JP 2969951B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
cam
rotating member
rotation
intake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7509686A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08504480A (ja
Inventor
昌弘 藤本
真一 村田
淳 磯本
紀行 宮村
博文 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP7509686A priority Critical patent/JP2969951B2/ja
Publication of JPH08504480A publication Critical patent/JPH08504480A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2969951B2 publication Critical patent/JP2969951B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • 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
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34409Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by torque-responsive means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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
    • F01L13/0057Modifications 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 by splittable or deformable cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • 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
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0475Hollow camshafts
    • 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
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、内燃エンジンの吸気バルブまたは排気バ
ルブの一方を開閉するバルブ駆動システムに係わり、特
に、バルブタイミングを可変する機構を内蔵したバルブ
駆動システムに関する。
背景技術 可変バルブタイミング機構を内蔵したバルブ駆動シス
テムは、例えば特開昭59−54713号公報及び特開昭59−1
10816号公報に開示されている。これら公知のシステム
は、カムシャフトに対して回転可能に取付けられたカム
と、これらカムシャフトとカムとの間を接続し、カムシ
ャフトに対するカムの回転位相を調整する接続装置とを
備えている。この接続装置は、カムシャフトとカムとの
間を油圧的に接続する圧力室と、この圧力室内の油圧を
内燃エンジンの運転状態に応じて調整する油圧回路とを
含み、カムシャフトに対するカムの回転位相は、圧力室
内の圧力によって調整される。
上述した接続装置の場合、カムシャフトに対するカム
の回転位相、即ち、バルブタイミングを正確に制御する
には、油圧回路中の電磁弁により、圧力室の圧力をきめ
細かく制御する必要がある。更に、油圧回路は、油圧源
として高圧の油圧を発生する油圧ポンプを必要とし、油
圧回路からの油漏れは確実に防止されなければならな
い。このため、接続装置の各部品には高精度の加工が要
求され、また、接続装置の部品点数も増加する。
この発明の目的は、バルブの開弁又は閉弁のタイミン
グを電子制御を必要とすることなく、簡単な構造で可変
でき、内燃エネルギの全運転域で、内燃エンジンの出力
を向上させることができる。バルブ駆動システムを提供
することにある。
発明の開示 上記目的は、この発明のバルブ駆動システムによって
達成され、このシステムは、内燃エンジンのクランクシ
ャフトに連動して回転される第1回転部材と、第1回転
部材に回転可能にして設けられた第2回転部材と、この
第2回転部材に設けられ、吸気バルブ及び排気バルブの
一方のバルブと協働するカムと、第2回転部材のカムか
ら離れた位置にて、第1回転部材と第2回転部材とを相
対回転可能にして接続する接続手段とを備えている。こ
の接続手段は、第1回転部材の回転力を第2回転部材に
伝達し、この第2回転部材とともにカムを回転させる伝
達機能と、カムの回転に伴ってカムリフトが減少する過
程において、前記バルブのバルブスプリングの復帰力に
基づく前記第2回転部材の回転の増速を内燃エンジンの
運転状態に応じて制限し、クランクシャフトの回転位相
に対する前記カムリフトの終了時期を決定する可変機能
とを有している。
上述したシステムによれば、カムリフトの減少過程に
おいて、第1回転部材に対する第2回転部材の回転の増
速がバルブスプリングによって生じるが、この回転の増
速は、接続手段の可変機能により内燃エンジンの運転状
態に応じて制限され、この結果、カムリフトの終了時
期、即ち、バルブの閉弁タイミングが制御される。
接続手段の伝達機能及び可変機能は、第1及び第2回
転部材間を接続する流体継手によって実現できる。
第2回転部材が中空形状をなしていれば、第1回転部
材上に第2回転部材を回転可能に取付けるだけで、これ
ら回転部材の相対回転が許容される。
この発明のシステムが多気筒エンジンに適用される場
合、システムは各気筒に共通の第1回転部材と、各気筒
枚の第2回転部材を備えることができる。
発明の具体的な態様及びその作用に関し、以下に説明
する。
システムの接続手段は、第1回転部材に設けられたプ
ッシャ部と、第2回転部材に設けられ、カムリフトの増
大過程において、プッシャ部が当接される受け部とを更
に含むことができる。この場合、接続手段は、第1及び
第2回転部材のための付勢手段を備えているのが好まし
く、この付勢手段は、受け部に対してプッシャを当接さ
せるべく、第1及び第2回転部材を付勢している。
上述したプッシャ部及び受け部を備えていれば、接続
手段は、カムリフトの増大過程において、第1及び第2
回転部材を一体に回転させ、この結果、バルブの開弁タ
イミングはカムのプロフィルに従って決定される。
接続手順の流体継手としてビスカスカップリングを使
用でき、このビスカスカップリングは、第1及び第2回
転部材の間に規定され、粘性流体が封入される流体室
と、流体室内に配置され、第1回転部材に固定された第
1プレートと、流体室内に第1プレートと対向して配置
され、第2回転部材に固定された第2プレートと有して
いる。
このようなビスカスカップリングは、第1回転部材の
回転速度に応じ、第1プレートと第2プレートとの結合
力が変化するので、前述した接続手段の伝達機能及び可
変機能を同時に発揮することができ、電子制御を使用す
ることなく、バルブの開弁タイミング及び閉弁タイミン
グを制御することができる。
第2回転部材が第1回転部材に外側から嵌合される第
1部分と、この第1部分によりも大径の第2部分とを有
していれば、この第2部分はビスカスカップリングの前
記流体室を規定するケーシングの一部として使用するこ
とができる。この場合、第2回転部材はその一端部に第
2部分を有し、その他端部に前述した受け部を有するの
が好ましい。
接続手段の流体継手は、前述したビスカスカップリン
グに限らず、流動カップリングによっても実現でき、こ
の流動カップリングは、第1及び第2回転部材間に規定
され、非圧縮性流体が封入された室と、第1回転部材に
備えられ、第1及び第2回転部材の回転方向に前記室を
第1及び第2流体室に分離する壁部材と、第1及び第2
流体室を接続する連通路とを含んでいる。好ましくは、
流動カップリングは、連通路の流体抵抗を変化させる調
整手段を更に含んでいる。
このような流動カップリングによれば、第1及び第2
流体室間での非圧縮性流体の受け渡しの特性が第1回転
部材の回転速度によって変化することにより、前述した
伝達機能及び可変機構を発揮し、電子制御を使用するこ
となく、バルブの開弁タイミング及び閉弁タイミングを
内燃エンジンの運転状態に応じて制御できる。
接続手段の流体継手は、その伝達機能をカムリフトの
増大過程においてのみ発揮すれば充分である。
接続手段は、第1回転部材に対して前記第2回転部材
を付勢する付勢手段を更に含むことができ、この付勢手
段は、第1回転部材及び第2回転部材が一体に回転する
状況において、第1回転部材に対する前記第2回転部材
の回転角位置を決定する。この場合、第2回転部材は、
付勢手段の付勢力に抗しながら、第1回転部材に対して
回転可能である。
更に、接続手段は、第1及び第2回転部材の相対回転
の許容範囲を制限する制限手段を含むことができる。
接続手段は、前述した第1流動カップリングとは異な
るタイプの第2流動カップリングを備えることができ、
この第2流動カップリングは、第1回転部材に備えら
れ、第1回転部材の回転方向でみて前側に位置する前面
を有した壁部材と、この壁部材の前面と第2回転部材と
の間に規定された流体室と、この流体室への非圧縮性流
体の供給及び排出を制御する制御手段とを有している。
この場合、制御手段は、流体室からの非圧縮性流体の排
出速度を制限する手順を含むことができる。第2流動カ
ップリングは、第1流動カップリングと同様な機能を発
揮する。
図面の簡単な説明 第1図は、内燃エンジンに適用された第1実施例のバ
ルブ駆動システムを示した平面図、 第2図は、第1図のシステムの断面図、 第3図は、第1図のビスカスカップリングのインナプ
レートを示した平面図、 第4図は、カムローブとインナスリーブとの連結する
渦巻きばねの正面図、 第5図は、第1図のシステムの縦断面図、 第6図は、第1図のシステムによるバルブリフト特性
を示したグラフ、 第7図は、エンジン回転数に対する閉弁タイミングの
進み角を示したグラフ、 第8図は、ビスカスカップリングのオイル粘度比に対
する閉弁タイミングの進み角を示したグラフ、 第9図は、渦巻きばねのばね定数比に対する開弁タイ
ミングの進み角を示したグラフ、 第10図は、クランク角に対する吸気及び排気バルブの
バルブリフト特性を示したグラフ、 第11図は、第2実施例のバルブ駆動システムを示した
平面図、 第12図は、第11図のシステムのカムローブの側面図、 第13図は、第12図のカムローブの断面図、 第14図は、第12図のカムロープの正面図、 第15図は、第12図のカムローブの背面図、 第16図は、第11図の内燃エンジンの気筒#1に適用し
たカムローブの側面図、 第17図は、第11図のシステムによるバルブリフト特性
を示したグラフ、 第18図は、クランク角に対する吸気及び排気バルブの
バルブリフト特性を示したグラフ、 第19図は、第3実施例のバルブ駆動システムを示した
断面図、 第20図は、第4実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した縦断面図、 第21図は、第20図のシステムの一部を示した横断面
図、 第22図は、第20図の示すの渦巻きばねを示した図、 第23図は、第21図の状態からカムシャフトに対してカ
ムローブが相対的に回転した状態を示す横断面図、 第24図は、第20図のシステムによる吸気バルブのバル
ブリフト特性を示したグラフ、 第25図は、第5実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した横断面図、 第26図は、第25図のシステムによる吸気バルブのバル
ブリフト特性を示したグラフ、 第27図は、第25図のシステムにおいて、エンジン回転
数に対する吸気バルブの開弁期間を示したグラフ、 第28図は、第6実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した断面図、 第29図は、第28図のシステムの横断面図、 第30図は、第28図のシステムの一部を示した拡大図、 第31図は、第29図の状態からカムシャフトに対してカ
ムローブが相対的に回転した状態を示す横断面図、 第32図は、第7実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した横断面図、 第33図は、第8実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した拡大断面図、 第34図は、第33図の可変オリフィスが作動した状態を
示す図、 第35図は、第33図のピストンの移動距離に対する可変
オリフィスの開度を示したグラフ、 第36図は、第9実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した拡大断面図、 第37図は、第10実施例のバルブ駆動システムの一部を
示した横断面図である。
発明を実施するための最良の形態 第1図を参照すると、4気筒のガソリンエンジン(以
下、単にエンジンと称する)10が示されており、エンジ
ン10の各気筒には4つのバルブが備えられている。エン
ジン10のシリンダヘッド12は、図示しないシリンダブロ
ック上に取付けられており、このシリンダブロックはク
ランクシャフトを備えている。このクランクシャフトの
回転力は、タイミングベルト14を介してタイミングギヤ
16,18に伝達される。これらタイミングギヤ16,18は、第
1回転部材としてのカムシャフト20,22の一端にそれぞ
れ取付けられ、これらカムシャフト20,22と一体的に回
転する。ここで、カムシャフト20,22は、クランクシャ
フトの回転数の1/2で回転される。カムシャフト20には
複数の吸気カム24が取付けられており、カムシャフト22
には複数の排気カム26が取付けられている。これら吸気
カム24及び排気カム26は、各気筒当たりに一対ずつ備え
られている。
カムシャフト20,22は、シリンダヘッド12の長手軸線
に沿って互いに平行に延びており、これらカムシャフト
20,22の両端部は、シリンダヘッド12にそれぞれエンド
軸受28を介して回転自在に支持されている。
上述したバルブ駆動システムのカムシャフト20には、
気筒#1〜#4の上方に位置する部位に可変バルブタイ
ミング装置30がそれぞれ備えられており、また、カムシ
ャフト22にも気筒#1〜#4の上方に位置する部位に可
変バルブタイミング装置32がそれぞれ備えられている。
このような第1実施例の可変バルブタイミング装置3
0,32は同様な構造を有していうことから、以下には、第
2図を参照しながら気筒#1の装置30について説明す
る。
可変バルブタイミング装置30は大きく分けて、カムシ
ャフト20に半月形のキー34を介して取り付けられたイン
ナスリーブ36と、第2回転部材としてのカムシャフト20
を囲む円筒形状のカムローブ38と、このカムローブ38と
インナスリーブ36との間に配置されたビスカスカップリ
ング40と、カムローブ38とインナスリーブ36との間に掛
け渡された渦巻きばね42とを備えている。
インナスリーブ36はボスを有し、このボスの外周面に
はフランジ44が一体に形成されている。このフランジ44
は、インナスリーブ36のボスを内側ボス部46と外側ボス
部48とに区分している。
カムローブ38は、インナスリーブ36の全体を覆う大径
筒部50と、カムシャフト20にメタルベアリング52を介し
て取り付けられた小径筒部54とを有している。小径筒部
54の外周面には、その中央部にネック部56が形成されて
おり、このネック部56は、シリンダヘッド12に中央軸受
58を介して回転自在に支持されている。この中央軸受58
は、シリンダヘッド12から一体に突出されたカムジャー
ナル60とカムキャップ62とを有し、ネック部56はカムジ
ャーナル60とカムキャップ62との間に挟持されている。
カムキャップ62は、カムローブ38のック部56に嵌合さ
れ、図示しない一対のボルトを介してカムジャーナル60
に固定されている。従って、カムローブ38の軸方向の移
動はカムキャップ62により阻止されており、カムキャッ
プ62は、カムロープ38の軸方向の位置決めに使用されて
いる。
内側ボス部46の先端部と大径筒部50の内周面との間、
また、フランジ44と大径筒部50の内周面との間には、環
状のシール64,66がそれぞれ配置されており、これらシ
ール64,66は、インナスリーブ36とカムローブ38との間
の相対回転を許容しつつ、これらの間に規定されたオイ
ル室68を液密に保持している。オイル室68は、所定の粘
性特性を有するシリコーンオイルで満たされている。
ビスカスカップリング40は、複数枚ずつのインナプレ
ート及びアウタプレートを有している。インナプレート
は内側ボス部46に回転不能に取付けられており、アウタ
プレートは大径筒部50に回転不能に取付けられている。
より詳しくは、内側ボス部46の外周面及び大径筒部50の
内周面にはスプライン70,72がそれぞれ形成されてお
り、インナプレートの内周は、内側ボス部46のスプライ
ン70に噛み合い、そして、アウタプレートの外周は大径
筒部50のスプライン72に噛み合っている。
第3図に示されているようにインナプレート74は、複
数のスリット76を有しており、これらスリット76は、イ
ンナプレート74の周方向に等間隔を存して配置されてい
る。第3図中、矢印で示すカムシャフト20の回転方向で
みて、スリット76は、その内端が外端よりも後方に位置
するように傾斜されている。
なお、上述したスリット74は、インナプレート74の代
わりにアウタプレートに設けることもできる。
第4図に示されているように渦巻きばね42の内端は外
側ボス部48の外周面に固定されており、渦巻きばね42の
外端は、大径筒部50の開口端に固定されている。更に、
渦巻きばね42は、カップ形状をなしたカバー78により外
側から覆われており、このカバー78の開口端は大径筒部
50の外周面に固定されている。
カムローブ38の小径筒部54には、一対の吸気カム24が
一体に形成されており、これら吸気カム24は同一のカム
プロフィルを有している。
第5図を参照すると、一方の吸気カム24と協働するロ
ッカアーム80が示されている。ロッカアーム80にはロー
ラ82が回転自在に支持されており、このローラ82は吸気
カム24に転接されている。ロッカアーム80の一端は、ハ
イドロリックラッシュアジャスタ84に支持されており、
このラッシュアジャスタ84は、シリンダヘッド12に取付
けられている。ラッシュアジャスタ84は、吸気カム24の
ベースサークル面24aとロッカアーム80のローラ82との
間のギャップを常時除去するように働く。
ロッカアーム80の他端は、吸気バルブ86のバルブステ
ム、即ち、バルブステムの上端に当接している。吸気バ
ルブ86は、燃焼室88に開口した吸気ポート90を閉じる方
向、即ち、第5図でみて上方に、バルブスプリング92の
付勢力を受けている。
カムシャフト20とともに吸気カム24が回転されると、
吸気カム24はそのカムプロフィルに従い、ロッカアーム
80及びバルブスプリング92を介して、吸気バルブ86を上
下に往復運動させる。これにより、吸気バルブ86は、吸
気ポート90を周期的に開く。
カムローブ38の他方の吸気カム24と対応する吸気バル
ブ86との間にも、同様なバルブ駆動機構が備えられてお
り、気筒#1の一対の吸気バルブ86は互いに同期して、
その吸気ポートを開閉する。
また、気筒#1の一対の排気バルブ94(第2図参照)
は、カムシャフト22とともに排気カム26が回転されるこ
とにより、同様なバルブ駆動機構を介して開閉される。
次に、可変バルブタイミング装置30の作動に関して説
明する。
カムシャフト20の回転に伴い、このカムシャフト20の
回転力がインナスリーブ36から渦巻きばね42及びビスカ
スカップリング40を介してカムローブ38に伝達される
と、このカムローブ38もまた回転される。
ここで、エンジン10、即ち、カムシャフト20の回転速
度が低速回転域にあるとき、ビスカスカップリング40の
伝達トルク、即ち、そのインナプレートとアウタプレー
トとの間の結合力は比較的低く、ビスカスカップリング
40はインナスリーブ36及びカムローブ38の相対回転を許
容する。これに対し、カムシャフト20の回転速度が高速
回転域にあるとき、ビスカスカップリング40のインナプ
レートとアウタプレートとの間の結合力が増加すること
から、ビスカスカップリング40はインナスリーブ36とカ
ムローブ38とを一体的に連結する。
それ故、吸気カム24の回転に伴い、吸気カム24のベー
スサークル面24aに連なるリフト面24bがローラ82を介し
てロッカアーム80を押し下げるとき、吸気カム24は、バ
ルブスプリング92の付勢力に基づき、ロッカアーム80の
ローラ82から反力を受け、この反力の作用線は、カムシ
ャフト20、即ち、吸気カム24の回転方向R0(第5図参
照)とは逆向きとなる。従って、カムシャフト20(ビス
カスカップリング40のインナプレート)に対し、吸気カ
ム24(ビスカスカップリング40のアウタプレート)が遅
れて回転する。この結果、吸気バルブ86のバルブリフト
の増加速度は、カムシャフト20と吸気カム24とが一体的
に回転する場合、即ち、エンジン10の回転速度が高速回
転域にある場合に比べて遅くなる。
第6図を参照すると、吸気バルブ86のバルブリフト特
性が示されており、第6図中、実線及び破線のバルブリ
フト特性Hvh,Hvlは、エンジン10の回転速度が高速回転
域及び低速回転域にある場合をそれぞれ示している。バ
ルブリフト特性Hvh,Hvlを比較すれば、低速回転域での
場合、吸気バルブ86のバルブリフトの増加速度は高速回
転域での場合に比べ遅くなる。こようなバルブリフトの
増加速度の遅れは、前述の説明から明らかなようにエン
ジン10の回転速度が増加するに従って減少する。
吸気バルブ86がリフトし、吸気ポート90を開いた後、
吸気カム24と一体のカムローブ38は、渦巻きばね42を巻
き込み方向R1(第4図参照)に弾性変形させながら回転
する。それ故、カムローブ38の回転角速度は、カムシャ
フト20の回転角速度に比べて減少する。この場合、吸気
バルブ86のバルブリフトは、第6図中破線のバルブリフ
ト特性Hvlから明らかなように高速回転域での場合に比
べて遅れ、また、バルブリフトの速度もまた高速回転域
での場合に比べて遅れることになる。
この点、第6図には、吸気バルブ86のバルブリフトに
関し、そのリフト速度の変化をも併せて示されており、
実線及び破線のリフト速度特性Vh,Vlは、エンジン10の
回転速度が高速回転域及び低速回転域にある場合をそれ
ぞれ示している。第6図のリフト速度特性Vh,Vlを比較
すれば、エンジン10の回転速度が低速回転域にある場
合、吸気バルブ86の開弁速度の立ち上がりは高速回転域
の場合に比べて緩やかであり、そして、その最高開弁速
度は高速回転域の場合に比べて遅いことが分かる。
吸気カム24の回転が進み、吸気カム24のリフト面24b
がロッカアーム80のローラ83を通過し、そして、ローラ
83に吸気カム24のリターン面24dがそのカムトップ24cを
経て当接すると、吸気バルブ84は、バルブスプリング92
の付勢力を受けて閉弁方向に動く。この場合、吸気カム
24にロッカアーム80を介して働くバルブスプリング92の
付勢力が吸気カム24の回転方向に作用することに加え、
吸気カム24はその回転方向にカムローブ38を介して渦巻
きばね42の復帰力を受けていることから、吸気カム24の
回転がカムシャフト20に対して進み、一方、渦巻きばね
42は巻き戻され、元の状態に復帰する。
従って、第6図中破線のバルブリフト特性Hv1から明
らかなように、吸気バルブ86は、高速回転域での場合に
比べ、吸気カム24の回転角でみて進み角Aだけ吸気ポー
ト90を早く閉じる。また、第6図中破線のリフト速度特
性V1から明らかなように吸気バルブ86の閉弁速度は、高
速運転域での場合に比べて増加する。この結果、低速回
転域での吸気バルブ86の開弁期間Tvlは、高速回転域で
の開弁期間Tvhに比べて減少される。
進み角Aは、第7図に示されているようにエンジン10
の回転速度が低下するように従って増加して、最大値Am
ax(例えば30゜)に達する。第7図中、E1,E2は、エン
ジン1の低速回転域及び高速回転域にをそれぞれ示して
いる。粗に、進み角Aは、ビスカスカップリング40のシ
リコーンオイルの粘度及び渦巻きばね42のばね定数によ
って調整することができる。
即ち、第8図に示されるように基準のシリコーンオイ
ルの粘度に対する使用シリコーンオイルの粘度の比及び
進み角Aを横軸及び縦軸にそれぞれ示した場合、進み角
Aは粘度比が増加するに従って減少する。一方、第9図
に示されているように基準の渦巻きばねのばね定数に対
する使用渦巻きばねのばね定数の比及び進み角Aを横軸
及び縦軸にそれぞれ示した場合、進み角Aは、ばね定数
比が増加にする従って減少する。第9図は、カムシャフ
ト24の回転速度を一定(1000rpm)とした場合の実験結
果を示している。
なお、吸気カム24のベースサークル面24aがロッカア
ーム80のローラ82を通過している間おいて、渦巻きばね
42は、カムシャフト20に対し、吸気カム24を初期の回転
角位置に復帰させる。
エンジン10、即ち、カムシャフト20が高速回転域にあ
ると、ビスカスカップリング40の伝達トルク、即ち、そ
のインナプレートとアウタプレートとの結合力が増加す
る。従って、カムシャフト20の回転速度が増加するに伴
い、ビスカスカップリング40は、インナスリーブ36とカ
ムローブ38との相対回転を徐々に許容しなくなる。
カムシャフト20の回転速度が高速回転域にあるとき、
吸気カム24の回転に伴い、この吸気カム24がそのリフト
面24bにてロッカアーム80のローラ82を押し下げると
き、吸気カム24は、バルブスプリング92の付勢力に基づ
き、ロッカアーム80のローラ82からの反力を受け、この
反力は吸気カム24の回転方向とは逆向きに作用する。し
かしながら、この場合、ビスカスカップリング40の伝達
トルクが高いので、吸気バルブ86のバルブリフトの開始
タイミングは、吸気カム24がカムシャフト20と一体に結
合されている場合に比べて僅かに遅れるだけである。即
ち、第6図中、実線のバルブリフト特性Hvhから明らか
なように、バルブリフトの開始タイミングは、低速運転
域での場合に比べて早くなる。
吸気バルブ86がリフトして吸気ポート90を開いた後、
吸気カム24の回転が進んでも、ビスカスカップリング40
の伝達トルクが高いために、吸気カム24(カムローブ3
8)とカムシャフト20(インナスリーブ36)との相対回
転は僅かであり、渦巻きばね42の弾性変形も僅かに過ぎ
ない。
この場合、吸気バブル86のバルブリフト及びリフト速
度は、第6図中実線のバルブリフト特性Hvh及びリフト
速度特性Vhに従って変化し、吸気バルブ86の開弁速度
は、低速運動域での場合に比べて速い。
吸気カム24の回転が進み、吸気カム24のリターン面24
dがロッカアーム80のローラ82上に到達しても、ビスカ
スカップリング40の伝達トルクが高いことから、この場
合にも、吸気カム24とカムシャフト20との相対回転は僅
かである。従って、吸気バルブ86の閉弁速度は、開弁速
度と実質的に同一となる。
ここで、カムシャフト20の回転速度が中速及び高速回
転域にあるとき、ビスカスカップリング40の伝達トルク
は渦巻きばね42の復帰力に比べて大きいことから、吸気
カム24は、カムシャフト20に対する初期の回転角位置に
復帰し難く、この復帰に遅れが生じる。このような遅れ
は、吸気バルブ86のバルブリフト特性の立ち上がり部分
を乱してしまう。しかしながら、ビスカスカップリング
40のインナプレート74は、前述したような複数のスリッ
ト76(第3図参照)を有しているので、吸気カム24がそ
の初期の回転角位置に復帰する場合、ビスカスカップリ
ング40内のシリコーンオイルは、スリット76により、そ
の中央に集められ、それ故、ビスカスカップリング40の
伝達トルクが減少する。従って、吸気カム24は、渦巻き
ばね42の復帰力により、その初期の回転角位置に速やか
に復帰することができる。
気筒#1の排気側の可変バルブタイミング装置32や、
また、気筒#2から#4の可変バルブタイミング装置3
0,32も同様に働く。
前述した可変バルブタイミング装置30,32を備えたエ
ンジン10によれば、このエンジン10の回転速度が低速回
転域にあるとき、第10図に示されているように吸気及び
排気バルブ86,94の開弁期間Til,Telは、吸気及び排気カ
ム24,26のカムプロフィルによって決定される開弁期間
よりもそれぞれ減少する。従って、開弁期間Til,Telの
オーバラップ期間Tolが短くなるので、エンジン10の吹
き抜け、即ち、生ガスの排出を防止でき、この結果、特
にエンジン10のアイドル回転を安定させることができ
る。
一方、エンジン10の回転速度が高速回転域にあるとき
には、エンジン10への吸気の慣性力が増加しているの
で、この場合、第10図に示されているように吸気及び排
気バルブ86,94の開弁期間Ti2,Te2が低速回転域での場合
に比べて長いと、これら開示弁期間Ti2,Te2のオーバラ
ップ期間To2も長くなり、吸気の過給効率及び排気効率
をそれぞれ高めることができる。
次に第11図を参照すると、第2実施例の可変バルブタ
イミング装置30′,32′を備えたエンジン10′示されて
いる。ここで、エンジン10′及び装置30′,32′の説
明、また、後述する他の実施例の説明にあたり、前述し
た実施例の可変バルブタイミング装置の部材及び部位と
同一の機能を有する部材及び部材には同一の参照符号を
付して、その説明は省略する。
可変バルブタイミング装置30′32′は、第1実施例の
場合と同様に気筒#1〜#4に対応して、カムシャフト
20,22にそれぞれに取付けらており、これら装置30′3
2′のうち、気筒#2の装置30′が第12図及び第13図に
示されている。
可変バルブタイミング装置30′は、カムローブ38とカ
ムシャフト20との相対回転を規制するためのドグクラッ
チ100を更に備えている。このドグクラッチ100は、イン
ナスリーブ36側の第1歯102と、カムローブ38側の第2
歯104とを備えている。第1歯102は、インナースリーブ
36の外側ボス部48の端部から一体に突出され、カムシャ
フト20と一体に回転することができる。第14図に示され
ているように第1歯102は、外側ボス部48の半周よりも
角度θだけ少ない領域に亙って、外側ボス部48の周方向
に延びている。
一方、第2歯104は、カムローブ38の小径筒部54の端
部から一体に突出され、カムローブ38、即ち、吸気カム
24と一体に回転する。第15図に示されているように第2
歯104は、第1歯102とほぼ同様な内径を有する円弧状を
なし、小径筒部54の半周に亙って延びている。
カムシャフト20の回転方向R0でみて、第14図及び第15
図に示されているように、気筒#2の装置の第1歯102
はその前端が気筒#1の装置30′の第2歯104と当接し
た状態にあり、気筒#2の第2歯104はその後端が気筒
#3の装置30′第1歯102と当接した状態にある。
第16図に示されているように気筒#1の装置30′の第
1歯102は省略されており、また、第11図に示されてい
るように、気筒#4の装置30′の第2歯104は、カムシ
ャフト20に取付けられた第2歯106に同様にして当接し
ている。この第2歯106は第1歯102と同様な形状及び機
能を有する。
他の隣接する装置30′間、また、カムシャフト22側の
隣接する可変バルブタイミング装置32′間の第1及び第
2歯102(106),104もまた同様な係合関係にある。
第2実施例の可変バルブタイミング装置30′,32′の
作動は同様であるから、以下には、気筒#2の装置30′
の作動に関して説明する。
エンジン10′の回転速度が低速回転域にあるとき、装
置30′のビスカスカップリング40は、前述したようにカ
ムシャフト20(インナスリーブ36)と吸気カム24(カム
ローブ38)との相対回転を許容している。
このようなエンジン10′の運転状態において、吸気カ
ム24の回転に伴い、吸気カム24がそのリフト面24bに
て、ロッカアーム80のローラ82を押し下げるとき、吸気
カム24は前述したようにロッカアーム80のローラ82から
の反力を受ける。しかしながら、この場合、ビスカスカ
ップリング40はカムシャフト20とカムローブ38との相対
回転を許容しているけれども、互いに協働するカムシャ
フト20側の第1歯102(106)とカムローブ38の第2歯10
4とは当接状態にあり、これらカムシャフト20とカムロ
ーブ38は一体に回転する。その故、吸気バルブ86は、吸
気カム24のカムプロフィルに従ってリフトし、吸気ポー
ト90を開く。この場合の吸気バブル86のリフトの立ち上
がり部分は、第17図中、バルブリフト特性Hv1の実線部
分で示されている。
吸気カム24の回転が進み、吸気カム24のリターン面24
dがカムトップ24cを経てロッカアーム80のローラ82に到
達すると、吸気カム24はその回転方向に、バルブスプリ
ング92の復帰力をロッカアーム80のローラ82を介して受
ける。ここで、互いに協働するカムシャフト20側の第1
歯102(106)とカムローブ38の第2歯104とは、ビスカ
スカップリング40を介して互いに離れる方向への相対変
位を許容しているので、吸気カム24、即ち、カムローブ
38は、バルブスプリング92の復帰力により、カムシャフ
ト20に対して、その回転が進み、この際、渦巻きばね42
は巻き込み方向R1とは反対の方向に弾性変形される。
従って、吸気バルブ86の閉弁タイミングは、カムシャ
フト20と吸気カム24とが一体に回転する場合に比べて早
まる。この場合、吸気バルブ86のリフトの立ち下がり部
分は、第17図中のバルブリフト特性Hvlの破線部分で示
されており、吸気バルブ86の閉弁タイミングはカムシャ
フト20の回転でみて進み角A′だけ早まる。この進み角
A′は、前述したようにエンジン10′の回転速度が減少
するに従って、増加しその増大値Amax(例えば30゜)に
達する。また、第17図には、吸気バブル86のリフト速度
特性V1をも併せて示されており、こののリフト速度特性
V1から明らかなように、吸気バルブ86の閉弁速度は増加
する。
吸気バルブ86の閉弁後、吸気カム24のベースサークル
面24aがロッカアーム80のローラ82を通過している間に
おいて、吸気カム24は、渦巻きばね42の復帰力により、
カムシャフト20に対し、初期の回転角位置に戻る。
エンジン10′の回転速度が低速回転域にあるとき、吸
気バルブ86の開弁タイミングは前述したように一定であ
るが、その閉弁タイミング早まる分だけ、吸気バルブ86
の開弁期間Tvlは減少する。
一方、エンジン10′の回転速度が高速回転域にあると
き、ビスカスカップリング40は前述したようにエンジン
10′の回転速度が増加すればする程、その伝達トルクが
増加し、カムシャフト20(インナスリーブ36)と吸気カ
ム24(カムローブ38)との相対回転を許容し難くなる。
それ故、エンジン10′の回転速度が高速回転域にある
とき、吸気カム24は、カムシャフト20と殆ど一体的に回
転し、吸気バルブ86のバルブリフト特性Hvhは、第17図
中実線で示されるように、その立ち下がり部分において
も、吸気カム24のカムプロフィルに従って決定される。
この結果、吸気バルブ86の開弁期間Tvhは、低速回転域
での開弁期間Tv1に比べて長くなる。
なお、排気バルブ94側の可変バルブタイミング装置3
2′は、前述した装置30′の場合と同様に機能する。
従って、第2実施例の装置30′,32′によれば、ドグ
クラッチ100の働きによりエンジン10′の全運転領域に
おいて、吸気及び排気バルブ86,94の開弁タイミングは
一定であるが、これら閉弁タイミングは、エンジン10′
の回転速度に応じて変化する。即ち、エンジン10′の回
転速度が低速回転域にあるときには、第18図に示されて
いるように吸気及び排気バルブの開弁期間Til,Telはそ
れぞれ減少されるが、エンジン10′の回転速度が高速回
転域にあるとき、それらの開弁期間Ti2,Te2は増加す
る。
第19図を参照すれば、吸気バルブ86に適用した第3実
施例の可変バルブタイミング装置300が示されている。
この装置300のカムローブ38はカムシャフト20に回転自
在にして直接に取付けられており、カムローブ38の内周
面には、ネック部56と対応する部位に環状溝302が形成
されている。環状溝302には、複数のラジアル孔304の一
端が開口しており、ラジアル孔304の他端はネック部56
の外周面において、同一の円周上に開口している。
一方、カムローブ38のネック部56を保持しているカム
ジャーナル60及びカムキャップ62の内周面には、円弧溝
がそれぞれ形成されており、これら円弧溝は、ラジアル
孔304の他端開口が臨む1つの周溝306を形成している。
カムジャーナル60内には連通孔308が形成されており、
この連通孔308は一端が周溝306に接続され、他端はシリ
ンダヘッド内の潤滑オイルの供給経路(図示しない)に
接続されている。従って、この供給経路内の潤滑オイル
は、連通孔308、周縁306、ラジアル孔304を介して環状
溝302に供給され、この環状室302は潤滑オイルで満たさ
れている。
前述した第3実施例の可変バルブタイミング装置300
によれば、第1実施例の装置30に比べて、メタルベアリ
ング52を必要としないから、装置300の部品点数が少な
くなる。環状室302内の潤滑オイルは、カムシャフト20
とカムローブ38との摺接面に滲み出して、これら摺接面
の摩耗を低減する。
次に、第20図及び第21図を参照すると、吸気バルブ86
に適用した第4実施例の可変バルブタイミング装置400
が示されており、この装置400のインナスリーブ36は、
前述したフランジ44の代わりに、卵形をなした膨出部40
2を有しており、カムローブ38は、前述した大径筒部50
の代わりに、アウタケーシング404を有している。この
アウタケーシング404は、膨出部402を両側から挟む一対
のサイドリング406,408と、膨出部402を外観から囲む中
間リング410とを有しており、これらリングは複数の連
結ボルト412を介して、カムローブ38に連係されてい
る。カムローブ38とインナスリーブ36との間、また、サ
イドリング406とインナスリーブ36との間には、内側シ
ール414,416がそれぞれ配置されており、サイドリング4
06,408の外周面とカバー76との間には外側シール418が
それぞれ配置されている。
第21図から明らかなように、中間リング410の内周面
はその一部分が膨出部402の円弧面が摺接する円弧状を
なしており、その残り部分と膨出部402の外周面との間
には空所が確保されている。従って、膨出部402は、中
間リング410に対して、第3図中に示す回転角域Wの範
囲内で回転することができる。
膨出部402の頂部には孔419が形成されており、この孔
419は膨出部402の径方向に延びている。孔419内にはベ
ーン420が摺動自在に嵌合されており、孔多419の底とベ
ーン420の内端との間にはスプリング422が配置されてい
る。このスプリング422は、ベーン420を孔419から突出
する方向に付勢している。従って、ベーン420の外端は
中間リング410の内周面に当接し、中間リング410と膨出
部402との間の空所を一対の液室424,426に区画してい
る。
膨出部402には、孔419の下部と交差する連通孔428が
形成されており、この連通孔428は、膨出部402の両端は
液室424,426に開口している。従って、液室424,426は、
連通孔428を介して相互に接続されている。液室424,426
及び連通孔428内は、オイルで満たされている。
第20図に示されているように、サイドリング406の外
周縁からはリム430が一体に形成されており、このリム4
30は渦巻きばね42を囲んでいる。第22図に示されている
ように渦巻きばね42は、その内端がインナスリーブ36の
外側ボス部48に固定され、その外端は、サイドリング40
6のリム430に固定されている。
前述した第4実施例の可変バルブタイミング装置400
によれば、エンジン、即ち、カムシャフト20の回転は、
インナスリーブ36の膨出部402から一方の液室424内のオ
イルを介してアウタケーシング404、即ち、カムローブ3
8に伝達される。この際、膨出部402は液室424内のオイ
ルを加圧し、この加圧により液室424内のオイルが連通
孔428を通じて液室426に流出する場合、インナスリーブ
36とカムローブ38との相対回転が許容される。ここで、
連通孔428内をオイルが流れると、孔419内のオイル圧も
増加することから、このオイル圧は、ベーン420を中間
リング410の内周面に更に押し付け、ベーン420は液室42
4,426間を確実に分離する。
カムシャフト20の回転に従い、吸気カム24のリフト面
24bがロッカアーム80のローラ82を押し下げると、吸気
カム24は、バルブスプリング92の付勢力に基づき、ロッ
カアーム80からの反力を受ける。この反力は、前述した
ようにカムシャフト20に対し、カムローブ38、即ち、吸
気カム24の回転を遅らせるように働く。ここで、カムシ
ャフト20の回転速度が低速回転域にあるときには、液室
424から液室426へのオイルの流出に要する時間を十分に
確保されており、第23図に示されているようにインナス
リーブ36の膨出部402とアウタケーシング404とは渦巻き
ばね42を弾性変形させながら相対回転する。この結果、
吸気カム24は、カムシャフト20に対し遅れて回転し、吸
気バルブ86の開弁タイミングが遅れる。
この後、カムシャフト20の回転が進み、吸気カム24の
リターン面24dがロッカアーム80のローラ82に到達する
と、前述したように吸気カム24は、バルブスプリング92
及び渦巻きばね42の復帰力をその回転方向に受ける。従
って、この場合には、液室426内のオイルが液室424に流
出しながら、吸気カム24の回転がカムシャフト20に対し
て進む。つまり、第23図の状態から第21図の状態に復帰
し、吸気バルブ86の閉弁タイミングが早まる。
エンジン、即ち、カムシャフト20の回転速度が低速回
転域から増加すると、液室424,426間でのオイルの受け
渡しに十分な時間を確保できなくなる。従って、カムシ
ャフト20の回転速度が増加するに伴い、吸気バルブ86の
開弁タイミングの遅れ及び閉弁タイミングの進みは共に
減少する。
カムシャフト20の回転速度が高速回転域にあると、カ
ムシャフト20及び吸気カム24は一体的に回転し、吸気バ
ルブ86の開弁及び閉弁タイミングは、吸気カム24のカム
プロフィルによって決定される。
従って、第4実施例の可変バルブタイミング装置400
の場合にも、第24図中のバルブリフト特性Hvl,Hvhから
明らかなように、エンジンの回転速度が低速回転域にあ
るときの吸気バルブ86の開弁期間Tvlは、高速回転域で
の開弁期間Tvhに比べて短くなる。
第25図を参照すれば、吸気バルブ86に適用した第5実
施例の可変バルブタイミング装置500が示されており、
この装置500は、液室426側の連通孔428の開口端がテー
パ状をなしている点のみで、第4実施例の装置400とは
異なる。第5実施例の装置500によれば、液室424から液
室426へのオイル流出性に比べ、液室426から液室424へ
のオイルの流出が容易であるから、エンジンの回転速度
が低速回転域にあるとき、吸気及び排気バルブの閉弁タ
イミングは、第26図中のバルブリフト特性Hvl′から明
らかなように、更に早まる。この結果、第27図に示され
ているように、第5実施例の場合のバルブの開弁期間T
v′は、第4実施例の場合の開弁期間TVに比べ、エンジ
ンの回転速度が低速回転域にあるときに更に短くなる。
第28図及び第29図を参照すると、吸気バルブ86に適用
した第6実施例の可変バルブタイミング装置600が示さ
れている。この装置600の場合、インナスリーブ36はそ
の外周面に3個の第1壁602が一体に形成されており、
これら第1壁602はインナスリーブ36の周方向に等間隔
を存して離間している。一方、カムローブ38の大径筒部
50は、その内周面に3個の第2壁604が一体に形成され
ている。これら第2壁604は、大径筒部50の周方向に等
間隔を存して離間し、第1壁602間にそれぞれ位置付け
られている。即ち、第1壁602及び第2壁604は、カムシ
ャフト20の周方向でみて交互に配置されている。
各第1壁602は、カムシャフト20の周方向でみて両側
に位置する第2壁604にフロント弾性部材608及びリア弾
性部材610を介して連結されている。これら弾性部材60
8,610は中空であり、その内部には液室612,614が規定さ
れている。
フロント弾性部材608の液室612は、第2壁604内の通
路614を介して集合通路616に接続されている。この集合
通路616は大径筒部50内に形成され、大径筒部50の周方
向でみて、その全周に延びている。リア弾性部材610の
液室614は、第2壁604内の通路618を介して集合通路620
に接続されている。この集合通路620は、集合通路616と
同様にして大径筒部50内に形成されているが、第28図に
示されているように集合通路616,620は、大径筒部50の
軸線方向に分かれて位置している。
第30図に示されているように、集合通路616と集合通
路620とは、1つの第2壁604内に形成した連通孔622を
介して相互に接続されており、この連通孔622の途中に
はオリフィス624が形成されている。液室612,614及び通
路614,616,618,620内には、オイルで満たされている。
第6実施例の可変バルブタイミング装置600によれ
ば、カムシャフト20の回転力はインナスリーブ36の第1
壁602からフロント弾性部材608を介して大径筒部50の第
2壁604に伝達されることにより、カムローブ38、即
ち、吸気カム24が回転される。
従って、フロント弾性部材608の液室612とリア弾性部
材610の液室614は、第4実施例の装置の液室424,426
(第21図参照)に相当する。この結果、第6実施例の装
置600は、第4実施例の装置400の場合と同様に、エンジ
ンの回転速度が低速回転域にあるとき、吸気バルブ86の
開弁タイミングを遅らせ、その閉弁タイミングを早め
る。
この場合、開弁タイミングの遅れは、液室612から液
室614にオイルが流出することに伴い、第31図に示され
ているようにフロント弾性部材608がその液室612の容積
を減少させるように弾性変形され、一方、リア弾性部材
610がその液室614の容積を増加するように弾性変形され
ることで得られる。逆に、閉弁タイミングの進みは、液
室614から液室612にオイルが流出することに伴い、第31
図の状態から第29図の状態に復帰することで得られる。
開弁タイミングの遅れ及び閉弁タイミングの進みは、
連通孔622のオリフィス624の開度を適宜設定することに
より、調整できる。
一方、エンジンの回転速度が高速回転域にあるとき、
液室612,614間でのオイルの受け渡しが実質的に防止さ
れ、吸気バルブ86の開弁タイミング及び閉弁タイミング
は、吸気カム24のカムプロフィルによってそれぞれ決定
される。従って、第6実施例の装置600は、第24図に示
したようにバルブリフト特性Hvl,Hvhを有する。
第32図を参照すると、吸気バルブ86に適用した第7実
施例の可変バルブタイミング装置700が示されている。
この装置700は、インナスリーブ36及び大径筒部50は、
第1壁602及び第2壁604を1個ずつ有しており、これら
第1及び第2壁602,604は、1個ずつのフロント及びリ
ア弾性部材608,610を介して相互に連結されている。こ
の場合、フロント弾性部材608の液室612から延びる通路
614とリア弾性部材610の液室614からの延びる通路616と
は、連通孔702により相互に接続されており、この連通
孔702にオリフィス624が備えられている。
可変バルブタイミング装置700は、第6実施例の装置6
00に比べて構造が簡単であるが、その機能は同様であ
る。
第33図を参照すると、第8実施例の可変バルブタイミ
ング装置800の一部が示されている。この装置800は、第
6実施例の装置600のオリフィス624が可変オリフィス80
2に置き換えられている点で、第6実施例とは異なる。
可変オリフィス802は、大径筒部50の第2壁604内に形
成されたシリンダ孔804を備えており、このシリンダ孔8
04は大径筒部50の径方向に延び、連通孔622に交差して
いる。シリンダ孔804の両端は、一対の通気孔806を介し
て大径筒部50の外周面及び第2壁604の外面に開口して
いる。シリンダ孔804内にはピストン808が嵌合されてお
り、このピストン808の外周面には螺旋溝810が形成され
ている。この螺旋溝810は、ピストン808の軸線方向でみ
て、その中央部に位置付けられている。シリンダ孔804
の外端とピストン808との間には圧縮コイルばね812が配
置されている。この圧縮コイルばね812は、ピストン808
を大径筒部50の径方向内側に押圧し、ピストン808の螺
旋溝810を連通孔622に露出している。
第8実施例の可変バルブタイミング装置800によれば
エンジン、即ち、カムシャフト20の回転速度が増加する
と、第34図に示されているように、ピストン808は遠心
力を受け、圧縮コイルばね812の付勢力に抗して、シリ
ンダ孔804の外端側に移動する。このピストン808移動
は、連通孔622に露出する螺旋溝810の露出長さ、即ち、
第35図に示されているように可変オリフィス802の開度
を減少させる。従って、カムシャフト20の回転速度が増
加するに伴い、可変オリフィス802の開度が減少するこ
とから、液室間でのオイルの流れが悪くなり、この結
果、吸気バルブ86の開弁タイミングの遅れ及びその閉弁
タイミングの早まりはそれぞれ減少する。
第36図を参照すると、第9実施例の可変バルブタイミ
ング装置900の一部が示されている。この装置900には、
前述した可変オリフィス802のピストン808を駆動するソ
レノイド902が備えられており、このソレノイド902はピ
ストン808の移動距離、即ち、可変オリフィス802の開度
に任意に調整することができる。
第37図を参照すれば、吸気バルブ86に適用した第10実
施例の可変バルブタイミング装置1000が示されている。
この装置1000は、前述した第4実施例の装置400と同様
に、中間リング410と膨出部402との間の空所がベーン42
0によって2つの室に区画されているが、これら室のう
ちの一方が液室1002として形成されており、他方は大気
室1004として形成されている。従って、装置1000の場
合、液室424,426間を接続する連通孔428は省略されてい
る、 液室1002は、中間リング410及びカバー78に形成した
孔1006を介してアウタケーシング404の外側に開放され
ており、孔1006の途中には、オリフィス1008が形成され
ている。このオリフィス1008は、前述した可変オリフィ
スに置き換えることもできる。一方、大気室1004は、中
間リング410及びカバー78に形成した孔1010を介してア
ウタケーシング404の外側に開放されている。
更に、カムシャフト20内には軸方向通路1012が形成さ
れており、この軸方向通路1012は、カムシャフト20及び
膨出部402内に形成した孔1014を介して液室1002に接続
されている。また、軸方向通路1012は、オイルの供給通
路(図示しない)に接続されており、この供給通路は、
軸方向通路1012を介して液室1002に常時オイルを供給し
ている。
第10実施例の装置1000は、前述した実施例とは異な
り、1つの液室1002しか有していないが、第4実施例の
装置400と同様な機能を発揮することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮村 紀行 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 東 博文 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−165518(JP,A) 実開 昭62−195608(JP,U) 実開 昭57−92004(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 13/02 F01L 13/00 301

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃エンジンのクランクシャフトに連動し
    て回転される第1回転部材と、 前記第1回転部材に設けられ、第1回転部材に対して回
    転可能な第2回転部材と、 前記第2回転部材に設けられ、この第2回転部材と一体
    に回転することにより、前記内燃エンジンの吸気バルブ
    及び排気バルブのうちの一方のバルブをバルブスプリン
    グと協働して開閉するカムと、 前記第2回転部材の前記カムから離れた位置にて、前記
    第1回転部材と前記第2回転部材とを相対回転可能にし
    て接続する接続手段とを備えており、 前記接続手段は、前記第1回転部材の回転力を前記第2
    回転部材に伝達し、この第2回転部材とともに前記カム
    回転させる伝達機能と、前記カムの回転に伴ってカムリ
    フトが減少する過程において、前記バルブスプリングの
    復元力に基づき前記第2回転部材の回転の増速を前記内
    燃エンジンの運転状態に応じて制限し、前記クランクシ
    ャフトの回転位相に対する前記カムリフトの終了時期を
    決定する可変機能とを有する、内燃エンジンのバルブ駆
    動システム。
  2. 【請求項2】前記接続手段は、前記第1及び第2回転部
    材間を接続し、前記内燃エンジンの回転速度に応じて前
    記カムリフトの終了時期を変化させる流体継手を含む、
    請求項1の内燃エンジンのバルブ駆動システム。
  3. 【請求項3】前記第2回転部材は中空形状をなし、前記
    第1回転部材に外側から嵌合されている、請求項2の内
    燃エンジンのバルブ駆動システム。
  4. 【請求項4】前記流体継手は、前記第1回転部材と前記
    第2回転部材との間に形成され、粘性流体が封入される
    流体室と、前記流体室内に配置され、前記第1回転部材
    に固定された第1プレートと、前記流体室内に前記第1
    プレートと対向して配置され、前記第2回転部材に固定
    された第2プレートとを有する、請求項2の内燃エンジ
    ンのバルブ駆動システム。
JP7509686A 1993-09-20 1994-09-20 内燃エンジンのバルブ駆動システム Expired - Lifetime JP2969951B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7509686A JP2969951B2 (ja) 1993-09-20 1994-09-20 内燃エンジンのバルブ駆動システム

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI924761 1992-10-21
JP23311393 1993-09-20
JP5-233113 1993-09-20
JP5-263438 1993-10-21
JP26343793 1993-10-21
JP26343893 1993-10-21
JP5-263437 1993-10-21
PCT/JP1994/001548 WO1995008701A1 (fr) 1993-09-20 1994-09-20 Systeme d'entrainement de soupapes pour moteur a combustion interne
JP7509686A JP2969951B2 (ja) 1993-09-20 1994-09-20 内燃エンジンのバルブ駆動システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08504480A JPH08504480A (ja) 1996-05-14
JP2969951B2 true JP2969951B2 (ja) 1999-11-02

Family

ID=27331957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7509686A Expired - Lifetime JP2969951B2 (ja) 1993-09-20 1994-09-20 内燃エンジンのバルブ駆動システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5704316A (ja)
EP (1) EP0675265B1 (ja)
JP (1) JP2969951B2 (ja)
KR (1) KR100189314B1 (ja)
DE (1) DE69421686T2 (ja)
WO (1) WO1995008701A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7222614B2 (en) * 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US8215292B2 (en) * 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
JP3899576B2 (ja) * 1997-02-07 2007-03-28 三菱自動車工業株式会社 可変動弁機構及び可変動弁機構付き内燃機関
US6311654B1 (en) 1998-07-29 2001-11-06 Denso Corporation Valve timing adjusting device
JP4158185B2 (ja) * 1999-12-15 2008-10-01 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
DE10007200A1 (de) 2000-02-17 2001-08-23 Schaeffler Waelzlager Ohg Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
AU2001287196A1 (en) * 2000-08-18 2002-03-04 Jesel, Inc. Modular camshaft assembly
JP3960917B2 (ja) * 2001-01-29 2007-08-15 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE10148179B4 (de) * 2001-09-28 2015-09-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
DE10148177B4 (de) * 2001-09-28 2015-05-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventiele eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
DE10215879A1 (de) * 2002-04-11 2003-10-23 Ina Schaeffler Kg Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Einrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle
US7252054B2 (en) * 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US7191743B2 (en) * 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050235951A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating in HCCI mode
US20040177837A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Bryant Clyde C. Cold air super-charged internal combustion engine, working cycle & method
WO2005019619A1 (en) * 2003-08-18 2005-03-03 Bryant, Clyde, C. Improved internal combustion engine and working cycle
US9650921B2 (en) * 2013-01-31 2017-05-16 Eaton Corporation Centrifugal process to eliminate air in high pressure chamber of hydraulic lash adjuster
CN106194445B (zh) * 2016-08-16 2019-12-13 上海交通大学 用于低速柴油机的排气阀自旋机构
CN108869056B (zh) * 2018-07-31 2023-12-22 辽宁工业大学 一种可变气缸发动机停缸装置及其控制方法
CN113550806B (zh) * 2021-08-10 2022-08-02 洛阳北方易初摩托车有限公司 一种用于具有双顶置凸轮轴的摩托车发动机可变配气机构
CN117881802A (zh) * 2021-08-27 2024-04-12 捷客斯金属株式会社 熔炼炉及其操作方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5792004U (ja) * 1980-11-26 1982-06-07
JPS5792004A (en) * 1980-11-29 1982-06-08 Dainippon Printing Co Ltd Electron radiation curing composition
DE3234640A1 (de) * 1982-09-18 1984-03-22 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Ventiltrieb, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine
JPS5954713A (ja) * 1982-09-21 1984-03-29 Fuji Heavy Ind Ltd 可変バルブタイミング装置
JPS59110816A (ja) * 1982-12-15 1984-06-26 Fuji Heavy Ind Ltd バルブ開閉時期可変装置
JPS6021506U (ja) * 1983-07-22 1985-02-14 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング機構
JPS62165518A (ja) * 1986-01-16 1987-07-22 Shizuo Sato カム山とシヤフト別体式進角固定型カムシヤフト
JPS62195608A (ja) * 1986-02-21 1987-08-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 小型ハンドホ−ルへの光フアイバケ−ブルオフセツト収納方法
JPS62195608U (ja) * 1986-06-03 1987-12-12
CH671730A5 (ja) * 1987-06-25 1989-09-29 Nestle Sa
GB8720052D0 (en) * 1987-08-25 1987-09-30 Jaguar Cars Cam mechanisms
JPH0619766Y2 (ja) * 1987-09-22 1994-05-25 日産ディーゼル工業株式会社 内燃機関の吸排気装置
JPH0213145A (ja) * 1988-06-30 1990-01-17 Toshiba Corp データ伝送装置
JPH0213145U (ja) * 1988-06-30 1990-01-26
DE4026480C2 (de) * 1989-08-31 1998-07-23 Volkswagen Ag Nockenwelle, insbesondere für Ladungswechselventile einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Schwenknocken
DE4100087C2 (de) * 1990-01-11 2000-08-10 Volkswagen Ag Nockenwellenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5239885A (en) * 1991-06-28 1993-08-31 Volkswagen Ag Camshaft with a deactivatable cam
US5219313A (en) * 1991-10-11 1993-06-15 Eaton Corporation Camshaft phase change device
JP3177532B2 (ja) * 1992-01-27 2001-06-18 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置
US5417186A (en) * 1993-06-28 1995-05-23 Clemson University Dual-acting apparatus for variable valve timing and the like

Also Published As

Publication number Publication date
DE69421686T2 (de) 2000-06-21
EP0675265B1 (en) 1999-11-17
JPH08504480A (ja) 1996-05-14
EP0675265A4 (en) 1996-02-21
KR950704596A (ko) 1995-11-20
US5704316A (en) 1998-01-06
EP0675265A1 (en) 1995-10-04
DE69421686D1 (de) 1999-12-23
KR100189314B1 (ko) 1999-06-01
WO1995008701A1 (fr) 1995-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2969951B2 (ja) 内燃エンジンのバルブ駆動システム
US5566651A (en) Device for continuous angular adjustment between two shafts in driving relationship
US5992361A (en) Variable valve timing mechanism
JP3077621B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング機構
US5535705A (en) Variable valve timing system having rotational vibration damper
US4020806A (en) Hydraulic valve lifter for internal combustion engine
JPH06221120A (ja) 弁開閉時期制御装置
JP2008525686A (ja) 内燃機関の制御時間を変化させる装置
JP2003113703A (ja) バルブタイミング調整装置
JP3567551B2 (ja) 内燃機関用バルブタイミング調整装置
JP3707236B2 (ja) 可変バルブタイミング装置付dohcエンジン
US6189497B1 (en) Variable valve lift and timing camshaft support mechanism for internal combustion engines
US5724928A (en) Valve timing adjustment device for internal combustion engine
JP3271289B2 (ja) 4サイクルエンジンのバルブ駆動装置
JP3897074B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JPH11229828A (ja) バルブタイミング調整装置
JP2888105B2 (ja) 制振装置付燃料噴射装置
JP2895710B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP3740834B2 (ja) 可変バルブタイミング装置付エンジン
Hannibal et al. Vast: A new variable valve timing system for vehicle engines
JP3528385B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP2010019113A (ja) ダンパを備える装置
JP3344273B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JPH08151907A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JPS5913314Y2 (ja) 内燃機関用燃料噴射時期調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050502

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050719