JP3297884B2 - 機械式過給機付エンジンの動弁装置 - Google Patents
機械式過給機付エンジンの動弁装置Info
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- JP3297884B2 JP3297884B2 JP7876893A JP7876893A JP3297884B2 JP 3297884 B2 JP3297884 B2 JP 3297884B2 JP 7876893 A JP7876893 A JP 7876893A JP 7876893 A JP7876893 A JP 7876893A JP 3297884 B2 JP3297884 B2 JP 3297884B2
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- intake
- exhaust
- engine
- tappet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバルブタイミングを吸気
遅閉じ設定とした機械式過給機付エンジンの動弁装置に
関する。
遅閉じ設定とした機械式過給機付エンジンの動弁装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気弁閉時期を通常設定よりも遅らせる
吸気遅閉じを機械式過給機付エンジンに採用すると、有
効膨張比を有効圧縮比より大きくして低負荷域でのポン
ピングロスを低減して燃費を向上させることができ、ま
た、有効圧縮比の減少による出力の低下を過給による充
填量の増加によって補うことができて、有効膨張比を稼
ぎつつインタークーラで冷却した低温で高圧の吸気をエ
ンジンに供給することによって耐ノック性を高めること
ができ、高負荷域でのエンジン出力を向上させるように
できることが従来から知られている。特開昭６３ー２３
９３１２号公報や実開昭６３ー５１１２１号公報にはこ
のような目的でバルブタイミングを吸気遅閉じとした機
械式過給機付エンジンが記載されている。
吸気遅閉じを機械式過給機付エンジンに採用すると、有
効膨張比を有効圧縮比より大きくして低負荷域でのポン
ピングロスを低減して燃費を向上させることができ、ま
た、有効圧縮比の減少による出力の低下を過給による充
填量の増加によって補うことができて、有効膨張比を稼
ぎつつインタークーラで冷却した低温で高圧の吸気をエ
ンジンに供給することによって耐ノック性を高めること
ができ、高負荷域でのエンジン出力を向上させるように
できることが従来から知られている。特開昭６３ー２３
９３１２号公報や実開昭６３ー５１１２１号公報にはこ
のような目的でバルブタイミングを吸気遅閉じとした機
械式過給機付エンジンが記載されている。
【０００３】ところで、自動車用エンジンの動弁装置
は、上記実開昭６３ー５１１２１号公報記載のように吸
気弁用カム軸と排気弁用カム軸を共にシリンダヘッド上
部に配置し、これらカム軸によりそれぞれのタペットを
介して吸気弁および排気弁を開閉作動させるＤＯＨＣ
（ダブルオーバーヘッド）式のものが多い。そして、こ
の種の動弁装置では、タペットとして、シム等により構
成される機械式のバルブクリアランス調整部（ＭＬＡと
いう）を備えた機械式タペットを用いる場合と、チェッ
クボールを介して高圧室に補給されるオイルの圧力によ
ってバルブクリアランスを自動的に０に保つバルブクリ
アランス調整機構（ＨＬＡという）を備えた油圧式タペ
ットを用いる場合とがある。
は、上記実開昭６３ー５１１２１号公報記載のように吸
気弁用カム軸と排気弁用カム軸を共にシリンダヘッド上
部に配置し、これらカム軸によりそれぞれのタペットを
介して吸気弁および排気弁を開閉作動させるＤＯＨＣ
（ダブルオーバーヘッド）式のものが多い。そして、こ
の種の動弁装置では、タペットとして、シム等により構
成される機械式のバルブクリアランス調整部（ＭＬＡと
いう）を備えた機械式タペットを用いる場合と、チェッ
クボールを介して高圧室に補給されるオイルの圧力によ
ってバルブクリアランスを自動的に０に保つバルブクリ
アランス調整機構（ＨＬＡという）を備えた油圧式タペ
ットを用いる場合とがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】吸気遅閉じにより有効
圧縮比に対して有効膨張比を大きくしようとする場合
に、有効膨張比を稼ぐには排気弁開時期を遅くする方が
よいが、排気弁開時期を遅くすると、排気弁開期間が短
くなるため、排気弁の径を大きくしたり、数を増やした
り、弁リフトを大きくしたりして有効開弁面積を稼ぐこ
とが必要で、特に過給を行う場合は、排気効率を高める
ことが過給による掃気効率の向上につながることから、
実際上は弁リフトを大きすることが不可欠となる。とこ
ろが、このように排気弁の弁リフトを大きくすると、弁
リフト特性の勾配がきつくなって弁作動時の加速度が大
きくなるため、所定のバルブクリアランスが設定される
機械式タペットの場合には、カムがタペットに当たると
きの衝撃荷重が大きくなって衝撃による音や摩耗が問題
となる。
圧縮比に対して有効膨張比を大きくしようとする場合
に、有効膨張比を稼ぐには排気弁開時期を遅くする方が
よいが、排気弁開時期を遅くすると、排気弁開期間が短
くなるため、排気弁の径を大きくしたり、数を増やした
り、弁リフトを大きくしたりして有効開弁面積を稼ぐこ
とが必要で、特に過給を行う場合は、排気効率を高める
ことが過給による掃気効率の向上につながることから、
実際上は弁リフトを大きすることが不可欠となる。とこ
ろが、このように排気弁の弁リフトを大きくすると、弁
リフト特性の勾配がきつくなって弁作動時の加速度が大
きくなるため、所定のバルブクリアランスが設定される
機械式タペットの場合には、カムがタペットに当たると
きの衝撃荷重が大きくなって衝撃による音や摩耗が問題
となる。
【０００５】一方、油圧式タペットの場合は、実質的に
バルブクリアランが無いのでカムがタペットを押し下げ
るときの衝撃は少ない。しかし、油圧式タペットはＨＬ
Ａを備えるために重く、そのため、高速域での慣性質量
に対応できるよう機械式タペットの場合に比べてスプリ
ング荷重を大きくする必要がある。そして、スプリング
荷重が大きいと、カムの駆動抵抗が大きくなり、それが
始動性の悪化等につながる。
バルブクリアランが無いのでカムがタペットを押し下げ
るときの衝撃は少ない。しかし、油圧式タペットはＨＬ
Ａを備えるために重く、そのため、高速域での慣性質量
に対応できるよう機械式タペットの場合に比べてスプリ
ング荷重を大きくする必要がある。そして、スプリング
荷重が大きいと、カムの駆動抵抗が大きくなり、それが
始動性の悪化等につながる。
【０００６】機械式タペットと油圧式タペットはそれぞ
れに特徴があり、要求に応じて使い分けることができる
が、吸気遅閉じの機械式過給機付エンジンの場合に、そ
の吸気遅閉じと機械式過給機の組み合わせによる作用効
果、すなわち、ポンピングロスを低減し、かつ、有効圧
縮比の減少を過給で補って有効膨張比を稼ぎつつ低温高
圧の吸気を供給して耐ノック性を高めるという作用効果
が損なわれないようにするには、動弁装置特にそのタペ
ットをいかに構成するかが重要な課題となる。
れに特徴があり、要求に応じて使い分けることができる
が、吸気遅閉じの機械式過給機付エンジンの場合に、そ
の吸気遅閉じと機械式過給機の組み合わせによる作用効
果、すなわち、ポンピングロスを低減し、かつ、有効圧
縮比の減少を過給で補って有効膨張比を稼ぎつつ低温高
圧の吸気を供給して耐ノック性を高めるという作用効果
が損なわれないようにするには、動弁装置特にそのタペ
ットをいかに構成するかが重要な課題となる。
【０００７】本発明は上記課題を解決するものであっ
て、吸気遅閉じの機械式過給機付エンジンに最適な動弁
装置を得ることを目的とする。
て、吸気遅閉じの機械式過給機付エンジンに最適な動弁
装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気遅閉じ
で、かつ、排気弁開時期を遅くして有効膨張比を稼ぎつ
つ過給による掃気効率を低下させないようにするために
は、上記のように排気弁のリフトを大きくして有効開弁
面積を確保することが必要で、その場合に、過給機が機
械式過給機であれば排気弁に作用する排気圧は小さいた
め、排気側はバルブスプリングのスプリング荷重に余裕
があって油圧式タペットの使用が可能であり、また、排
気側はむしろ弁リフトが大きいことにより弁作動時の加
速度が大きくなることが問題で、その点でも衝撃による
音や摩耗を低減できる油圧式タペットを用いるのが有利
であるし、一方、吸気側は、弁の傘部に過給圧が作用
し、その反力がバルブスプリングに作用するため、スプ
リング荷重をある程度大きくせざるを得ないが、その場
合に、油圧式タペットを用いたのではスプリング荷重を
さらに大きくすることが必要となって駆動抵抗が著しく
増大するため、慣性質量に対する要求スプリング荷重の
小さい機械式タペットを用いてスプリング荷重をできる
だけ抑えるのが有利であり、特に、始動時を含めてエン
ジンの全運転領域で吸気遅閉じを行うようにするために
も、吸気側はスプリング荷重を小さくし駆動抵抗を小さ
くできる点で機械式タペットにするのが有利であり、逆
に吸気側を油圧式タペットにしたのでは冷間時にオイル
の粘度が大きくなりＨＬＡの機能が低下することによっ
て吸気遅閉じが過度に大きくなり始動性を悪化するた
め、この点でも機械式タペットが有利であるという知見
に基づき、以下のように動弁装置を構成したものであ
る。
で、かつ、排気弁開時期を遅くして有効膨張比を稼ぎつ
つ過給による掃気効率を低下させないようにするために
は、上記のように排気弁のリフトを大きくして有効開弁
面積を確保することが必要で、その場合に、過給機が機
械式過給機であれば排気弁に作用する排気圧は小さいた
め、排気側はバルブスプリングのスプリング荷重に余裕
があって油圧式タペットの使用が可能であり、また、排
気側はむしろ弁リフトが大きいことにより弁作動時の加
速度が大きくなることが問題で、その点でも衝撃による
音や摩耗を低減できる油圧式タペットを用いるのが有利
であるし、一方、吸気側は、弁の傘部に過給圧が作用
し、その反力がバルブスプリングに作用するため、スプ
リング荷重をある程度大きくせざるを得ないが、その場
合に、油圧式タペットを用いたのではスプリング荷重を
さらに大きくすることが必要となって駆動抵抗が著しく
増大するため、慣性質量に対する要求スプリング荷重の
小さい機械式タペットを用いてスプリング荷重をできる
だけ抑えるのが有利であり、特に、始動時を含めてエン
ジンの全運転領域で吸気遅閉じを行うようにするために
も、吸気側はスプリング荷重を小さくし駆動抵抗を小さ
くできる点で機械式タペットにするのが有利であり、逆
に吸気側を油圧式タペットにしたのでは冷間時にオイル
の粘度が大きくなりＨＬＡの機能が低下することによっ
て吸気遅閉じが過度に大きくなり始動性を悪化するた
め、この点でも機械式タペットが有利であるという知見
に基づき、以下のように動弁装置を構成したものであ
る。
【０００９】すなわち、本発明に係る機械式過給機付エ
ンジンの動弁装置は、エンジンにより機械的に駆動され
る機械式過給機を備えるとともに、排気弁開弁期間に対
し吸気弁開弁期間が大きく、吸気弁閉時期が下死点後の
所定時期で、吸気弁が閉じた後上死点に達するまでの圧
縮仕事による有効圧縮比よりも上死点から排気弁が開く
までの膨張仕事による有効膨張比の方が大きくなる吸気
遅閉じ設定のバルブタイミングを有する機械式過給機付
エンジンにおいて、吸気弁用カム軸と排気弁用カム軸を
共にシリンダヘッド上部に配置し、これらカム軸により
それぞれのタペットを介して吸気弁および排気弁を開閉
作動させるよう動弁系を構成するとともに、吸気側タペ
ットを機械式のバルブクリアランス調整部を備えた機械
式タペットとし、排気側タペットを油圧によるバルブク
リアランス自動調整機構を備えた油圧式タペットとした
ことを特徴とする。
ンジンの動弁装置は、エンジンにより機械的に駆動され
る機械式過給機を備えるとともに、排気弁開弁期間に対
し吸気弁開弁期間が大きく、吸気弁閉時期が下死点後の
所定時期で、吸気弁が閉じた後上死点に達するまでの圧
縮仕事による有効圧縮比よりも上死点から排気弁が開く
までの膨張仕事による有効膨張比の方が大きくなる吸気
遅閉じ設定のバルブタイミングを有する機械式過給機付
エンジンにおいて、吸気弁用カム軸と排気弁用カム軸を
共にシリンダヘッド上部に配置し、これらカム軸により
それぞれのタペットを介して吸気弁および排気弁を開閉
作動させるよう動弁系を構成するとともに、吸気側タペ
ットを機械式のバルブクリアランス調整部を備えた機械
式タペットとし、排気側タペットを油圧によるバルブク
リアランス自動調整機構を備えた油圧式タペットとした
ことを特徴とする。
【００１０】また、上記構成によれば、吸気弁側を機械
式タペットとすることによりスプリング荷重を小さくし
て駆動抵抗の増大を抑えることができ、また、冷間時に
吸気遅閉じが過大になるのを防止できるので、冷間始動
時に遅閉じを行った場合の、過給が効かない状態での有
効圧縮比の低下による燃焼性の低下と駆動抵抗による始
動性の悪化を抑制でき、したがって、過給域および始動
域を含むエンジンの全運転領域でバルブタイミングを吸
気遅閉じ設定とすることが可能となる。
式タペットとすることによりスプリング荷重を小さくし
て駆動抵抗の増大を抑えることができ、また、冷間時に
吸気遅閉じが過大になるのを防止できるので、冷間始動
時に遅閉じを行った場合の、過給が効かない状態での有
効圧縮比の低下による燃焼性の低下と駆動抵抗による始
動性の悪化を抑制でき、したがって、過給域および始動
域を含むエンジンの全運転領域でバルブタイミングを吸
気遅閉じ設定とすることが可能となる。
【００１１】ここで、弁リフト，弁径および開弁期間に
より規定される吸気側および排気側の有効開弁面積は、
排気側有効開弁面積が吸気側有効開弁面積と同一もしく
はそれ以上となるよう設定するのがよい。
より規定される吸気側および排気側の有効開弁面積は、
排気側有効開弁面積が吸気側有効開弁面積と同一もしく
はそれ以上となるよう設定するのがよい。
【００１２】
【作用】吸気弁閉時期を通常設定よりも遅らせる吸気遅
閉じを機械式過給機付エンジンに採用することにより、
有効膨張比を有効圧縮比より大きくし低負荷域でのポン
ピングロスを低減して燃費を向上させることができ、ま
た、有効圧縮比の減少による出力の低下を過給による充
填量の増加によって補うことができ、有効膨張比を稼ぎ
つつ低温で高圧の吸気をエンジンに供給して耐ノック性
を高め、高負荷域でのエンジン出力を向上させるように
できる。そして、過給圧が弁に作用することによる反力
がスプリング荷重に作用する吸気側には元々質量が小さ
いことによって要求スプリング荷重が小さい機械式タペ
ットを用い、背圧が小さく、かつ、有効開弁面積を稼ぐ
ために弁リフトを大きくすることが必要な排気側には油
圧式タペットを用いることにより、吸気側はスプリング
荷重が過度に大きくなるのを抑えて駆動抵抗の増大を防
止するようにでき、また、排気側は有効膨張比を稼ぐた
め開時期を遅くし、かつ、開弁期間の縮小を弁リフトの
増大によって補うことによって弁の加速度が大きくなっ
ても、油圧式タペットにより衝撃荷重を小さくし衝撃に
よる音や摩耗を防止するようにできる。
閉じを機械式過給機付エンジンに採用することにより、
有効膨張比を有効圧縮比より大きくし低負荷域でのポン
ピングロスを低減して燃費を向上させることができ、ま
た、有効圧縮比の減少による出力の低下を過給による充
填量の増加によって補うことができ、有効膨張比を稼ぎ
つつ低温で高圧の吸気をエンジンに供給して耐ノック性
を高め、高負荷域でのエンジン出力を向上させるように
できる。そして、過給圧が弁に作用することによる反力
がスプリング荷重に作用する吸気側には元々質量が小さ
いことによって要求スプリング荷重が小さい機械式タペ
ットを用い、背圧が小さく、かつ、有効開弁面積を稼ぐ
ために弁リフトを大きくすることが必要な排気側には油
圧式タペットを用いることにより、吸気側はスプリング
荷重が過度に大きくなるのを抑えて駆動抵抗の増大を防
止するようにでき、また、排気側は有効膨張比を稼ぐた
め開時期を遅くし、かつ、開弁期間の縮小を弁リフトの
増大によって補うことによって弁の加速度が大きくなっ
ても、油圧式タペットにより衝撃荷重を小さくし衝撃に
よる音や摩耗を防止するようにできる。
【００１３】また、上記のように吸気側タペットを機械
式タペットとすることによって、過給圧を受ける吸気側
のスプリング荷重増大を防止して駆動抵抗を抑えること
ができ、かつ、油圧式タペットを用いた場合のように冷
間時に吸気遅閉じが過大になるのを防止し燃焼性の低下
を防止して冷間時の始動性を確保することができ、した
がって、始動域を含めた全運転領域で吸気遅閉じとする
ようバルブタイミングを固定することができる。
式タペットとすることによって、過給圧を受ける吸気側
のスプリング荷重増大を防止して駆動抵抗を抑えること
ができ、かつ、油圧式タペットを用いた場合のように冷
間時に吸気遅閉じが過大になるのを防止し燃焼性の低下
を防止して冷間時の始動性を確保することができ、した
がって、始動域を含めた全運転領域で吸気遅閉じとする
ようバルブタイミングを固定することができる。
【００１４】また、排気側有効開弁面積を吸気側有効開
弁面積と同一もしくはそれ以上とすることで、過給によ
る掃気効率を向上させ高出力を確保することができる。
弁面積と同一もしくはそれ以上とすることで、過給によ
る掃気効率を向上させ高出力を確保することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１６】図１は本発明の一実施例を示す機械式過給
機付エンジンのシリンダヘッド部の断面図である。図に
おいて、１はＶ型多気筒エンジンのシリンダヘッドであ
って、該シリンダヘッド１には下面に燃焼室凹部２が設
けられ、また、燃焼室凹部２に開口するよう吸気ポート
３および排気ポート４が形成され、これら吸気ポート３
および排気ポート４の燃焼室側開口部を開閉するようポ
ペットタイプの吸気弁５および排気弁６がそれぞれ設け
られている。また、シリンダヘッドの上端部には吸気弁
用カム軸７および排気弁用カム軸８が平行して配置され
ている。これらカム軸７，８は周知のようにタイミング
ベルト（図示せず）を介してエンジン出力軸（クランク
軸）に駆動連結され、クランク軸同期で回転駆動され
る。
機付エンジンのシリンダヘッド部の断面図である。図に
おいて、１はＶ型多気筒エンジンのシリンダヘッドであ
って、該シリンダヘッド１には下面に燃焼室凹部２が設
けられ、また、燃焼室凹部２に開口するよう吸気ポート
３および排気ポート４が形成され、これら吸気ポート３
および排気ポート４の燃焼室側開口部を開閉するようポ
ペットタイプの吸気弁５および排気弁６がそれぞれ設け
られている。また、シリンダヘッドの上端部には吸気弁
用カム軸７および排気弁用カム軸８が平行して配置され
ている。これらカム軸７，８は周知のようにタイミング
ベルト（図示せず）を介してエンジン出力軸（クランク
軸）に駆動連結され、クランク軸同期で回転駆動され
る。
【００１７】吸気弁５および排気弁６は、それぞれバル
ブステム方向に移動可能なようバルブガイド９，１０を
介してシリンダヘッド１に保持されるとともに、バルブ
スプリング１１，１２によって閉弁方向に付勢されてい
る。そして、シリンダヘッド１には、吸気弁５と吸気弁
用カム軸７との間を吸気側のバルブステム方向に移動可
能なよう機械式タペット１３が配置され、また、排気弁
６と排気弁カム軸８との間を排気側バルブステム方向に
移動可能なよう油圧式タペット１４が配置されている。
ブステム方向に移動可能なようバルブガイド９，１０を
介してシリンダヘッド１に保持されるとともに、バルブ
スプリング１１，１２によって閉弁方向に付勢されてい
る。そして、シリンダヘッド１には、吸気弁５と吸気弁
用カム軸７との間を吸気側のバルブステム方向に移動可
能なよう機械式タペット１３が配置され、また、排気弁
６と排気弁カム軸８との間を排気側バルブステム方向に
移動可能なよう油圧式タペット１４が配置されている。
【００１８】上記機械式タペット１３は、頭部閉塞の中
空円筒状バケット１５と、その閉塞頭部外端の凹部にバ
ルブクリアランス調整のため介設されたシム１６とから
なり、バケット１５の頭部内端が吸気弁５のバルブステ
ム頭部に当接し、該バケット１５の頭部外端がシム１６
を介し吸気弁用カム軸７のカムフェイス７ａにより押圧
されることにより吸気弁５を開弁作動させるよう構成さ
れている。ここで、バルブクリアランスすなわち閉弁時
のタペット１３とカム軸７の間の間隙はシムの選定によ
り所定量に調整される。
空円筒状バケット１５と、その閉塞頭部外端の凹部にバ
ルブクリアランス調整のため介設されたシム１６とから
なり、バケット１５の頭部内端が吸気弁５のバルブステ
ム頭部に当接し、該バケット１５の頭部外端がシム１６
を介し吸気弁用カム軸７のカムフェイス７ａにより押圧
されることにより吸気弁５を開弁作動させるよう構成さ
れている。ここで、バルブクリアランスすなわち閉弁時
のタペット１３とカム軸７の間の間隙はシムの選定によ
り所定量に調整される。
【００１９】また、上記油圧式タペット１４は、頭部閉
塞の中空円筒状シリンダボディ１７と、その内部に摺動
自在に保持された底部閉塞の中空円筒状シリンダ１８
と、該シリンダ１８の内部に摺動自在に嵌入され中空円
筒状で底部に連通穴１９を有するプランジャー２０と、
該プランジャー２０のシリンダ閉塞端側に配置されたス
プリング受け２１と、該スプリング受け２１内に配置さ
れ第１のスプリング（図示せず）により上記連通穴１９
を閉塞する方向に付勢されたチェック弁２３と、上記シ
リンダ１８内に配置されプランジャー２０をシリンダボ
ディ１７の頭部に向けて付勢する第２のスプリング２４
と、シリンダ１８を伸長方向に対して位置規制するスト
ッパ２５とで構成されている。そして、シリンダボディ
１７には内外を連通する給油穴２６が設けられている。
該給油穴２６はシリンダ１８に設けられた給油通路２７
に連通する。また、シリンダ１８の底端は排気弁６のバ
ルブステム頭部に当接し、シリンダボディ１７の頭部外
端は排気弁用カム軸８のカムフェイス８ａに当接する。
塞の中空円筒状シリンダボディ１７と、その内部に摺動
自在に保持された底部閉塞の中空円筒状シリンダ１８
と、該シリンダ１８の内部に摺動自在に嵌入され中空円
筒状で底部に連通穴１９を有するプランジャー２０と、
該プランジャー２０のシリンダ閉塞端側に配置されたス
プリング受け２１と、該スプリング受け２１内に配置さ
れ第１のスプリング（図示せず）により上記連通穴１９
を閉塞する方向に付勢されたチェック弁２３と、上記シ
リンダ１８内に配置されプランジャー２０をシリンダボ
ディ１７の頭部に向けて付勢する第２のスプリング２４
と、シリンダ１８を伸長方向に対して位置規制するスト
ッパ２５とで構成されている。そして、シリンダボディ
１７には内外を連通する給油穴２６が設けられている。
該給油穴２６はシリンダ１８に設けられた給油通路２７
に連通する。また、シリンダ１８の底端は排気弁６のバ
ルブステム頭部に当接し、シリンダボディ１７の頭部外
端は排気弁用カム軸８のカムフェイス８ａに当接する。
【００２０】上記プランジャー２０の内部はリザーバ室
（Ｒ）を構成する。また、シリンダ１８とプランジャー
２０の間は高圧室（Ｈ）を構成する。チェック弁２３は
リザーバ室（Ｒ）から高圧室（Ｈ）へ一方向にオイルを
流す。
（Ｒ）を構成する。また、シリンダ１８とプランジャー
２０の間は高圧室（Ｈ）を構成する。チェック弁２３は
リザーバ室（Ｒ）から高圧室（Ｈ）へ一方向にオイルを
流す。
【００２１】上記油圧式タペット１４のシリンダボディ
１７内には、給油通路２７から給油穴２６を介してオイ
ルが導入される。そして、導入されたオイルは弁着座時
にプランジャー２０上端にできる隙間からリザーバ室
（Ｒ）に導かれる。また、カムフェイス８ａがシリンダ
ボディ１７と接触し押圧して開弁が始まると、高圧室
（Ｈ）内の圧力が高まり、オイルがプランジャー２０と
シリンダ１８との僅かな隙間から極めて少量ではあるが
洩れて、高圧室（Ｈ）はオイルが洩れた分だけ僅かに縮
みながら押圧力を伝達し排気弁６を押し開く。そして、
着座時には第２のスプリング２４によって高圧室（Ｈ）
が元の長さに広げられ、その際、高圧室（Ｈ）内の圧力
が下がることによりチェック弁２３を介してリザーバ室
（Ｒ）から高圧室（Ｈ）にオイルが補給される。
１７内には、給油通路２７から給油穴２６を介してオイ
ルが導入される。そして、導入されたオイルは弁着座時
にプランジャー２０上端にできる隙間からリザーバ室
（Ｒ）に導かれる。また、カムフェイス８ａがシリンダ
ボディ１７と接触し押圧して開弁が始まると、高圧室
（Ｈ）内の圧力が高まり、オイルがプランジャー２０と
シリンダ１８との僅かな隙間から極めて少量ではあるが
洩れて、高圧室（Ｈ）はオイルが洩れた分だけ僅かに縮
みながら押圧力を伝達し排気弁６を押し開く。そして、
着座時には第２のスプリング２４によって高圧室（Ｈ）
が元の長さに広げられ、その際、高圧室（Ｈ）内の圧力
が下がることによりチェック弁２３を介してリザーバ室
（Ｒ）から高圧室（Ｈ）にオイルが補給される。
【００２２】エンジンには機械式過給機２８が設置され
ている。機械式過給機２８から吐出されインタークーラ
（図示せず）にて冷却された低温で高圧の吸気が吸気ポ
ートからエンジンに供給される。
ている。機械式過給機２８から吐出されインタークーラ
（図示せず）にて冷却された低温で高圧の吸気が吸気ポ
ートからエンジンに供給される。
【００２３】また、上記吸気弁用カム軸７を駆動する排
気弁側カム軸駆動系には、過給域と非過給域とで吸気弁
の開閉時期を可変とするそれ自体周知の可変バルブタイ
ミング機構が組み込まれている。そして、吸気弁閉時期
は非過給域では下死点後４０〜５０゜（クランク角）に
設定され、過給域では可変バルブタイミング機構が作動
することによって例えば下死点後６０〜７０°といった
吸気遅閉じ設定に変更される。 図２はこの実施例のバ
ルブタイミングの説明図であり、図３は弁リフト特性の
説明図である。図２において、ＯＮ（破線）は可変バル
ブタイミング作動時（過給域）の吸気弁開期間を示し、
ＯＦＦ（実線）は可変バルブタイミング非作動時（非過
給域）の吸気弁開期間を示す。また、図３において、Ｅ
ｘ（実線）は排気弁リフト特性を示し、ＩN（実線）は
可変バルブタイミング作動時（過給域）の吸気弁リフト
特性を示し、ＩN'（破線）は可変バルブタイミング非作
動時（非過給域）の吸気弁リフト特性を示す。そして、
θEXは排気弁開期間（クランク角）、θINは可変バルブ
タイミング作動時（過給域）の吸気弁開期間（クランク
角）であり、θ'INは可変バルブタイミング非作動時
（非過給域）の吸気弁開期間（クランク角）である。ま
た、図３の斜線領域は、排気側および吸気側の有効開弁
面積を示す。この実施例では排気弁６は吸気弁５に対し
て弁リフトが大きく、また、排気側有効開弁面積が吸気
側有効開弁面積よりも大きくなるよう設定がなされてい
る。
気弁側カム軸駆動系には、過給域と非過給域とで吸気弁
の開閉時期を可変とするそれ自体周知の可変バルブタイ
ミング機構が組み込まれている。そして、吸気弁閉時期
は非過給域では下死点後４０〜５０゜（クランク角）に
設定され、過給域では可変バルブタイミング機構が作動
することによって例えば下死点後６０〜７０°といった
吸気遅閉じ設定に変更される。 図２はこの実施例のバ
ルブタイミングの説明図であり、図３は弁リフト特性の
説明図である。図２において、ＯＮ（破線）は可変バル
ブタイミング作動時（過給域）の吸気弁開期間を示し、
ＯＦＦ（実線）は可変バルブタイミング非作動時（非過
給域）の吸気弁開期間を示す。また、図３において、Ｅ
ｘ（実線）は排気弁リフト特性を示し、ＩN（実線）は
可変バルブタイミング作動時（過給域）の吸気弁リフト
特性を示し、ＩN'（破線）は可変バルブタイミング非作
動時（非過給域）の吸気弁リフト特性を示す。そして、
θEXは排気弁開期間（クランク角）、θINは可変バルブ
タイミング作動時（過給域）の吸気弁開期間（クランク
角）であり、θ'INは可変バルブタイミング非作動時
（非過給域）の吸気弁開期間（クランク角）である。ま
た、図３の斜線領域は、排気側および吸気側の有効開弁
面積を示す。この実施例では排気弁６は吸気弁５に対し
て弁リフトが大きく、また、排気側有効開弁面積が吸気
側有効開弁面積よりも大きくなるよう設定がなされてい
る。
【００２４】なお、上記実施例では可変バルブタイミン
グにより過給域に限って吸気遅閉じにする動弁装置を構
成したものを説明したが、バルブタイミングは固定にし
て始動域を含む全運転領域で吸気遅閉じを行うようにし
てもよく、その場合でも冷間時の始動性を確保すること
が可能である。そして、このように始動域でも吸気遅閉
じとする場合には、気温が例えば−２０°Ｃから−３０
°Ｃといった極寒時に熱収縮差によってバルブクリアラ
ンスが小さくなり、吸気遅閉じが過大となって吸入空気
量が低下し始動不能となるのを防止するためには、吸気
弁も排気弁用に使用されている線膨張係数の小さいオー
ステナイト耐熱鋼（ＳＵＨ３５またはＳＵＨ７５１）に
変更することによって温度によるバルブクリアランスの
変化を小さくするのが望ましい。吸気弁の材質として通
常使用されているマルテンサイト系耐熱鋼（ＳＵＨ１
１）は、低コストではあるが、線膨張係数が小さいた
め、冷間時にシリンダヘッド（アルミ合金）との熱収縮
差が大きくなり、バルブクリアランスが増大し吸気遅閉
じを助長して始動性の悪化を招く。、
グにより過給域に限って吸気遅閉じにする動弁装置を構
成したものを説明したが、バルブタイミングは固定にし
て始動域を含む全運転領域で吸気遅閉じを行うようにし
てもよく、その場合でも冷間時の始動性を確保すること
が可能である。そして、このように始動域でも吸気遅閉
じとする場合には、気温が例えば−２０°Ｃから−３０
°Ｃといった極寒時に熱収縮差によってバルブクリアラ
ンスが小さくなり、吸気遅閉じが過大となって吸入空気
量が低下し始動不能となるのを防止するためには、吸気
弁も排気弁用に使用されている線膨張係数の小さいオー
ステナイト耐熱鋼（ＳＵＨ３５またはＳＵＨ７５１）に
変更することによって温度によるバルブクリアランスの
変化を小さくするのが望ましい。吸気弁の材質として通
常使用されているマルテンサイト系耐熱鋼（ＳＵＨ１
１）は、低コストではあるが、線膨張係数が小さいた
め、冷間時にシリンダヘッド（アルミ合金）との熱収縮
差が大きくなり、バルブクリアランスが増大し吸気遅閉
じを助長して始動性の悪化を招く。、
【発明の効果】吸気遅閉じの機械式過給機付エンジンに
おける動弁装置のタペットとして、吸気側には機械式タ
ペットを用い、排気側には油圧式タペットを用いたこと
により、ポンピングロスを低減し、かつ、有効圧縮比の
減少を過給で補って有効膨張比を稼ぎつつ低温高圧の吸
気をエンジンに供給し耐ノック性を高めることができる
という吸気遅閉じと機械式過給機の組み合わせによる作
用効果を損なうことなく、過給圧の影響を受ける吸気側
のスプリング荷重が過大になって駆動抵抗が増大するの
抑えることができ、また、背圧の小さい排気側では有効
開弁面積を稼ぐため弁リフトを大きくした場合の衝撃荷
重の増大を抑えて衝撃による音や摩耗を防止するように
できる。
おける動弁装置のタペットとして、吸気側には機械式タ
ペットを用い、排気側には油圧式タペットを用いたこと
により、ポンピングロスを低減し、かつ、有効圧縮比の
減少を過給で補って有効膨張比を稼ぎつつ低温高圧の吸
気をエンジンに供給し耐ノック性を高めることができる
という吸気遅閉じと機械式過給機の組み合わせによる作
用効果を損なうことなく、過給圧の影響を受ける吸気側
のスプリング荷重が過大になって駆動抵抗が増大するの
抑えることができ、また、背圧の小さい排気側では有効
開弁面積を稼ぐため弁リフトを大きくした場合の衝撃荷
重の増大を抑えて衝撃による音や摩耗を防止するように
できる。
【００２５】また、吸気側タペットを機械式タペットと
したことにより、上記のように駆動抵抗の増大を抑える
ことができるだけでなく、油圧式タペットを用いた場合
のように冷間時に吸気遅閉じが過大になるのを防止する
ことができて、冷間時の始動性確保が容易となる。
したことにより、上記のように駆動抵抗の増大を抑える
ことができるだけでなく、油圧式タペットを用いた場合
のように冷間時に吸気遅閉じが過大になるのを防止する
ことができて、冷間時の始動性確保が容易となる。
【００２６】また、排気側有効開弁面積を吸気側有効開
弁面積と同一もしくはそれ以上とすることで、過給によ
る掃気効率を高め出力を向上させることができる。
弁面積と同一もしくはそれ以上とすることで、過給によ
る掃気効率を高め出力を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるシリンダヘッド部の
断面図
断面図
【図２】本発明の一実施例のバルブタイミング説明図
【図３】本発明の一実施例の弁リフト特性説明図
５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７ 吸気弁用カム軸 ８ 排気弁用カム軸 １１，１２ バルブスプリング １３ 機械式タペット １４ 油圧式タペット １５ バケット １６ シム １７ シリンダボディ １８ シリンダ ２０ プランジャー ２３ チェック弁 ２８ 機械式過給機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 29/08 Ｆ０２Ｂ 29/08 Ｚ Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｂ (56)参考文献 特開 平５−231106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−36027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−289204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239312（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−51121（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−17103（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 1/22 F01L 1/24 F02D 23/00
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンにより機械的に駆動される機械
式過給機を備えるとともに、排気弁開弁期間に対し吸気
弁開弁期間が大きく、吸気弁閉時期が下死点後の所定時
期で、吸気弁が閉じた後上死点に達するまでの圧縮仕事
による有効圧縮比よりも上死点から排気弁が開くまでの
膨張仕事による有効膨張比の方が大きくなる吸気遅閉じ
設定のバルブタイミングを有する機械式過給機付エンジ
ンにおいて、吸気弁用カム軸と排気弁用カム軸を共にシ
リンダヘッド上部に配置し、これらカム軸によりそれぞ
れのタペットを介して吸気弁および排気弁を開閉作動さ
せるよう動弁系を構成するとともに、吸気側タペットを
機械式のバルブクリアランス調整部を備えた機械式タペ
ットとし、排気側タペットを油圧によるバルブクリアラ
ンス自動調整機構を備えた油圧式タペットとしたことを
特徴とする機械式過給機付エンジンの動弁装置。 - 【請求項２】 過給域および始動域を含むエンジンの全
運転領域でバルブタイミングを吸気遅閉じ設定とした請
求項１記載の機械式過給機付エンジンの動弁装置。 - 【請求項３】 弁リフト，弁径および開弁期間により規
定される吸気側および排気側の有効開弁面積は、排気側
有効開弁面積が吸気側有効開弁面積と同一もしくはそれ
以上となるよう設定した請求項１または２記載の過給機
付エンジンの動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7876893A JP3297884B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 機械式過給機付エンジンの動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7876893A JP3297884B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 機械式過給機付エンジンの動弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264782A JPH06264782A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3297884B2 true JP3297884B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=13671090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7876893A Expired - Fee Related JP3297884B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 機械式過給機付エンジンの動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3297884B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5590297B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2014-09-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP7876893A patent/JP3297884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06264782A (ja) | 1994-09-20 |
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