JP3619402B2 - ２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル式内燃機関において、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング装置に関し、特に排気カムシャフトの回転を利用して燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動しているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にディーゼルエンジンにおいては、吸気バルブの開閉タイミングに合わせて燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動する必要がある。そしてこのインジェクションポンプはカムシャフトに連動するように連結されている。
ところで、例えばユニフロー型のものにおいては、各気筒に排気バルブのみが設けられている構成であり、シリンダ内壁に設けられた吸気孔からピストンの上下動を利用して吸気し、前記排気バルブを開成することに排気するようにしてある。したがって、このようなエンジンにおけるインジェクションポンプの駆動には排気カムシャフトが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種のエンジンに、特開平１１−１３２０１４号公報に示されているような可変バルブタイミング装置を設ける場合には、この装置を排気カムシャフトに取り付けて、吸気タイミングに対する排気バルブの開閉タイミングを変化させることとなるため、インジェクションポンプの位相が、吸気タイミングに対してずれてしまうという不具合が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
係る不具合に鑑みて本発明は、排気カムシャフトによるインジェクションポンプの直接駆動は行わず、可変バルブタイミング装置において常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明にかかる２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置は、排気カムシャフトに設けられた排気カムにより駆動される排気バルブを備えてなる２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関において、排気カムシャフトに固定されたロータと、このロータに対して所定範囲内で回動自在に連結されるとともにクランクシャフトと同期回転するように連結されたハウジングとを具備し、ハウジングに対するロータの相対位相を変化させることにより排気バルブの開閉タイミングを可変に制御し得るものであって、前記ハウジングに、燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動する駆動手段を設けてなることを特徴とする。
【０００６】
このようなものであれば、排気バルブの開閉タイミングのみを変え得る２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関において、常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させているので、可変バルブタイミング装置及びその周辺機構に大きな改造を施すことなく、インジェクションポンプによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトの位相、すなわち吸気タイミングに同期させることができるようになる。
【０００７】
一方、ロータに対してハウジングを常に一方向、具体的には進角方向に回転付勢する弾性体を具備するものにおいて、この弾性体を効率よく配置し、特に軸方向の長さ短縮を図るには、インジェクションポンプ駆動用の駆動プーリをハウジングに固定するとともに、この駆動プーリ内に、前記弾性体を収容する収容空間を配設しておくことが望ましい。
【０００８】
【実施例】
本実施例に係るエンジンは、図１、図２に示すように、２サイクル直列３気筒のディーゼルユニフロータイプのものであり、シリンダ９の内壁に複数開口させた吸入孔９１からピストンＰが下死点近傍に達した際に吸気し、爆発後の排気ガスを各シリンダ９の上端に設けた４つの排気口９２から排出する。これら排気口９２にはそれぞれ排気バルブ４が設けてあり、これら排気バルブ４は一対の排気カムシャフト１Ａ、１Ｂに設けた排気カム１１によりそれぞれ開閉駆動される。排気カムシャフト１Ａ、１Ｂはギヤ列１０を介して互いに同期逆回転するように連結されており、一方の排気カムシャフト１Ａが、可変バルブタイミング装置５を介してクランクシャフトＣｆにチェーン連結されている。また、各シリンダ９の上端中央には、燃料噴射用の図示しないインジェクションノズルが配設されており、このインジェクションノズルには、インジェクションポンプＩｐから、図示しないインジェクションパイプ、インジェクションノズルホルダＩｈ等を介して燃料が圧送されるようにしてある。このインジェクションポンプＩｐは、後述するが可変タイミング装置５に取り付けた駆動プーリＰ１によりベルト駆動されるようにしてある。
【０００９】
可変バルブタイミング装置５は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、排気カムシャフト１に固定されたロータ２と、クランクシャフトＣｆに常に同期回転するように連結されたハウジング３とを具備し、ハウジング３に対するロータ２の相対位相を変化させることにより排気バルブ４の開閉タイミングを可変に制御し得る。そして、排気バルブ４の開閉タイミングを、例えばアイドリング時には進角側へ移動させ、高負荷時等には遅角側へ移動させることによりエンジンの燃費や出力、あるいはドライバビリティの向上等に寄与させている。
【００１０】
この可変バルブタイミング装置５について詳述すれば、図３、図４に示すように、ロータ２は、円筒形状をなし一方の排気カムシャフト１Ａに外方端に固着したロータ本体２１と、このロータ本体２１の外周から互いに等間隔となるようにラジアル方向に突出させた３本のベーン２２とを具備するものである。
ハウジング３は、円板状のもので、その内部には、ロータ２を所定範囲内で回動可能に保持する保持空間３１が設けられている。この保持空間３１には、それぞれがロータ２の各ベーン２２を収容する断面扇形の３つの部屋３２が設けてあり、各ベーン２２がそれぞれの部屋３２を進角室３２ａと遅角室３２ｂとの２つに仕切るように構成してある。そして、このハウジング３の内方端部に止着されたタイミングスプロケットＳＰ１を、タイミングチェーンＣＨを介してクランクシャフトＣｆに設けた駆動スプロケットＳＰ２に連結することにより、クランクシャフトＣｆと常に同期回転するように構成されている。
【００１１】
かかる構成の可変バルブタイミング装置５は、前記進角室３２ａと遅角室３２ｂとのいずれかに、図示しない切換制御弁たるオイルコントロールバルブを介して圧油を導入しあるいは排出してベーン２２を移動させることにより、ハウジング３に対するロータ２の相対位相、すなわちクランクシャフトＣｆに対する排気カムシャフト１Ａ、１Ｂの相対位相を任意に変化させ、排気バルブの開閉タイミングを制御する。
【００１２】
しかして、本実施例においては、ハウジング３の外方端面に、スプリングケース８をボルトにより止着し、このスプリングケース８に外嵌するようにインジェクションポンプ駆動用の駆動プーリＰ１を固定している。この駆動プーリＰ１は、インジェクションポンプＩｐのシャフトに止着された被駆動プーリＰ２にベルトＢＴを介して連結してある。スプリングケース８は、円筒状のケース本体８１と、このケース本体８１の内方端に一体に設けられたフランジ部８２とを具備するものであり、このフランジ部８２の内方端面をハウジング３の外方端面に取り付けてある。そしてこのスプリングケース８には、フランジ部８２の内方端面に開口し深さがケース本体８１の略半部にまで至る断面リング状のスプリング収容溝Ｓを設けており、このスプリング収容溝Ｓに弾性体たるトーションスプリング６を収容している。このトーションスプリング６は、一端をスプリングケース８に、また他端を可変バルブタイミング装置５のロータ２に係合させてあり、ロータ２に対してハウジング３を常に進角側に回転付勢する。これは、油圧力が作用しない例えばエンジン停止時には、必ずハウジング３を進角側の回動端（図４の状態）にまで移動させ、エンジン始動時等において、排気バルブ４が最進角タイミングで確実に開閉されるように図ったものである。
【００１３】
このように構成した本実施例によれば、クランクシャフトＣｆと同期回転するハウジング３に、インジェクションポンプＩｐを駆動させているため、インジェクションポンプＩｐによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトＣｆの位相、すなわち吸気タイミングに常に同期させることができるようになる。しかも、ハウジング３の軸方向に沿って外側に駆動プーリＰ１を配設した構成であり、従来の駆動プーリの配置位置をほとんど変更しなくともよいため、大きな改造を施すことなく実現することが可能となる。
【００１４】
さらに、トーションスプリング６を収容するスプリングケース８を、駆動プーリＰ１内に配置し、これらスプリングケース８及び駆動プーリＰ１を位置的にオーバーラップさせているため、特に軸方向の長さを短縮できて、コンパクト化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限られず、種々の変形が可能である。例えば、エンジンは、ユニフロー型のものに限られず、排気バルブタイミングのみを変え得る構成のものであれば本発明を有効に適用することができる。その他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であるのは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、排気カムシャフトに固定されたロータと、このロータに対して所定範囲内で回動自在に連結されるとともにクランクシャフトと同期回転するように連結されたハウジングとを具備する可変タイミング装置において、常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させるようにしているので、この可変バルブタイミング装置及びその周辺機構に大きな改造を施すことなく、インジェクションポンプによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトの位相、すなわち吸気タイミングに同期させることができるようになる。
【００１６】
一方、ロータに対してハウジングを常に一方向、具体的には進角方向に回転付勢する弾性体を具備するものにおいて、この弾性体を効率よく配置し、特に軸方向の長さ短縮を図るには、インジェクションポンプ駆動用の駆動プーリをハウジングに固定するとともに、この駆動プーリ内に、前記弾性体を収容する収容空間を配設しておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジンの内部構造を示す概略全体図。
【図２】同実施例におけるエンジンの部分側断面図。
【図３】同実施例における可変バルブタイミング装置を示す側断面図。
【図４】同実施例におけるロータ及びハウジングを示す正断面図。
【符号の説明】
１…排気カムシャフト
２…ロータ
３…ハウジング
４…排気バルブ
５…可変バルブタイミング装置
６…弾性体（トーションスプリング）
Ｐ１…駆動プーリ（駆動手段）
Ｉｐ…インジェクションポンプ
Ｓ…収容空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル式内燃機関において、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング装置に関し、特に排気カムシャフトの回転を利用して燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動しているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にディーゼルエンジンにおいては、吸気バルブの開閉タイミングに合わせて燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動する必要がある。そしてこのインジェクションポンプはカムシャフトに連動するように連結されている。
ところで、例えばユニフロー型のものにおいては、各気筒に排気バルブのみが設けられている構成であり、シリンダ内壁に設けられた吸気孔からピストンの上下動を利用して吸気し、前記排気バルブを開成することに排気するようにしてある。したがって、このようなエンジンにおけるインジェクションポンプの駆動には排気カムシャフトが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種のエンジンに、特開平１１−１３２０１４号公報に示されているような可変バルブタイミング装置を設ける場合には、この装置を排気カムシャフトに取り付けて、吸気タイミングに対する排気バルブの開閉タイミングを変化させることとなるため、インジェクションポンプの位相が、吸気タイミングに対してずれてしまうという不具合が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
係る不具合に鑑みて本発明は、排気カムシャフトによるインジェクションポンプの直接駆動は行わず、可変バルブタイミング装置において常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明にかかる２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置は、排気カムシャフトに設けられた排気カムにより駆動される排気バルブを備えてなる２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関において、排気カムシャフトに固定されたロータと、このロータに対して所定範囲内で回動自在に連結されるとともにクランクシャフトと同期回転するように連結されたハウジングとを具備し、ハウジングに対するロータの相対位相を変化させることにより排気バルブの開閉タイミングを可変に制御し得るものであって、前記ハウジングに、燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動する駆動手段を設けてなることを特徴とする。
【０００６】
このようなものであれば、排気バルブの開閉タイミングのみを変え得る２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関において、常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させているので、可変バルブタイミング装置及びその周辺機構に大きな改造を施すことなく、インジェクションポンプによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトの位相、すなわち吸気タイミングに同期させることができるようになる。
【０００７】
一方、ロータに対してハウジングを常に一方向、具体的には進角方向に回転付勢する弾性体を具備するものにおいて、この弾性体を効率よく配置し、特に軸方向の長さ短縮を図るには、インジェクションポンプ駆動用の駆動プーリをハウジングに固定するとともに、この駆動プーリ内に、前記弾性体を収容する収容空間を配設しておくことが望ましい。
【０００８】
【実施例】
本実施例に係るエンジンは、図１、図２に示すように、２サイクル直列３気筒のディーゼルユニフロータイプのものであり、シリンダ９の内壁に複数開口させた吸入孔９１からピストンＰが下死点近傍に達した際に吸気し、爆発後の排気ガスを各シリンダ９の上端に設けた４つの排気口９２から排出する。これら排気口９２にはそれぞれ排気バルブ４が設けてあり、これら排気バルブ４は一対の排気カムシャフト１Ａ、１Ｂに設けた排気カム１１によりそれぞれ開閉駆動される。排気カムシャフト１Ａ、１Ｂはギヤ列１０を介して互いに同期逆回転するように連結されており、一方の排気カムシャフト１Ａが、可変バルブタイミング装置５を介してクランクシャフトＣｆにチェーン連結されている。また、各シリンダ９の上端中央には、燃料噴射用の図示しないインジェクションノズルが配設されており、このインジェクションノズルには、インジェクションポンプＩｐから、図示しないインジェクションパイプ、インジェクションノズルホルダＩｈ等を介して燃料が圧送されるようにしてある。このインジェクションポンプＩｐは、後述するが可変タイミング装置５に取り付けた駆動プーリＰ１によりベルト駆動されるようにしてある。
【０００９】
可変バルブタイミング装置５は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、排気カムシャフト１に固定されたロータ２と、クランクシャフトＣｆに常に同期回転するように連結されたハウジング３とを具備し、ハウジング３に対するロータ２の相対位相を変化させることにより排気バルブ４の開閉タイミングを可変に制御し得る。そして、排気バルブ４の開閉タイミングを、例えばアイドリング時には進角側へ移動させ、高負荷時等には遅角側へ移動させることによりエンジンの燃費や出力、あるいはドライバビリティの向上等に寄与させている。
【００１０】
この可変バルブタイミング装置５について詳述すれば、図３、図４に示すように、ロータ２は、円筒形状をなし一方の排気カムシャフト１Ａに外方端に固着したロータ本体２１と、このロータ本体２１の外周から互いに等間隔となるようにラジアル方向に突出させた３本のベーン２２とを具備するものである。
ハウジング３は、円板状のもので、その内部には、ロータ２を所定範囲内で回動可能に保持する保持空間３１が設けられている。この保持空間３１には、それぞれがロータ２の各ベーン２２を収容する断面扇形の３つの部屋３２が設けてあり、各ベーン２２がそれぞれの部屋３２を進角室３２ａと遅角室３２ｂとの２つに仕切るように構成してある。そして、このハウジング３の内方端部に止着されたタイミングスプロケットＳＰ１を、タイミングチェーンＣＨを介してクランクシャフトＣｆに設けた駆動スプロケットＳＰ２に連結することにより、クランクシャフトＣｆと常に同期回転するように構成されている。
【００１１】
かかる構成の可変バルブタイミング装置５は、前記進角室３２ａと遅角室３２ｂとのいずれかに、図示しない切換制御弁たるオイルコントロールバルブを介して圧油を導入しあるいは排出してベーン２２を移動させることにより、ハウジング３に対するロータ２の相対位相、すなわちクランクシャフトＣｆに対する排気カムシャフト１Ａ、１Ｂの相対位相を任意に変化させ、排気バルブの開閉タイミングを制御する。
【００１２】
しかして、本実施例においては、ハウジング３の外方端面に、スプリングケース８をボルトにより止着し、このスプリングケース８に外嵌するようにインジェクションポンプ駆動用の駆動プーリＰ１を固定している。この駆動プーリＰ１は、インジェクションポンプＩｐのシャフトに止着された被駆動プーリＰ２にベルトＢＴを介して連結してある。スプリングケース８は、円筒状のケース本体８１と、このケース本体８１の内方端に一体に設けられたフランジ部８２とを具備するものであり、このフランジ部８２の内方端面をハウジング３の外方端面に取り付けてある。そしてこのスプリングケース８には、フランジ部８２の内方端面に開口し深さがケース本体８１の略半部にまで至る断面リング状のスプリング収容溝Ｓを設けており、このスプリング収容溝Ｓに弾性体たるトーションスプリング６を収容している。このトーションスプリング６は、一端をスプリングケース８に、また他端を可変バルブタイミング装置５のロータ２に係合させてあり、ロータ２に対してハウジング３を常に進角側に回転付勢する。これは、油圧力が作用しない例えばエンジン停止時には、必ずハウジング３を進角側の回動端（図４の状態）にまで移動させ、エンジン始動時等において、排気バルブ４が最進角タイミングで確実に開閉されるように図ったものである。
【００１３】
このように構成した本実施例によれば、クランクシャフトＣｆと同期回転するハウジング３に、インジェクションポンプＩｐを駆動させているため、インジェクションポンプＩｐによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトＣｆの位相、すなわち吸気タイミングに常に同期させることができるようになる。しかも、ハウジング３の軸方向に沿って外側に駆動プーリＰ１を配設した構成であり、従来の駆動プーリの配置位置をほとんど変更しなくともよいため、大きな改造を施すことなく実現することが可能となる。
【００１４】
さらに、トーションスプリング６を収容するスプリングケース８を、駆動プーリＰ１内に配置し、これらスプリングケース８及び駆動プーリＰ１を位置的にオーバーラップさせているため、特に軸方向の長さを短縮できて、コンパクト化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限られず、種々の変形が可能である。例えば、エンジンは、ユニフロー型のものに限られず、排気バルブタイミングのみを変え得る構成のものであれば本発明を有効に適用することができる。その他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であるのは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、排気カムシャフトに固定されたロータと、このロータに対して所定範囲内で回動自在に連結されるとともにクランクシャフトと同期回転するように連結されたハウジングとを具備する可変タイミング装置において、常にクランクシャフトと同期回転するハウジングに、インジェクションポンプを駆動させるようにしているので、この可変バルブタイミング装置及びその周辺機構に大きな改造を施すことなく、インジェクションポンプによる燃料噴射タイミングを、クランクシャフトの位相、すなわち吸気タイミングに同期させることができるようになる。
【００１６】
一方、ロータに対してハウジングを常に一方向、具体的には進角方向に回転付勢する弾性体を具備するものにおいて、この弾性体を効率よく配置し、特に軸方向の長さ短縮を図るには、インジェクションポンプ駆動用の駆動プーリをハウジングに固定するとともに、この駆動プーリ内に、前記弾性体を収容する収容空間を配設しておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジンの内部構造を示す概略全体図。
【図２】同実施例におけるエンジンの部分側断面図。
【図３】同実施例における可変バルブタイミング装置を示す側断面図。
【図４】同実施例におけるロータ及びハウジングを示す正断面図。
【符号の説明】
１…排気カムシャフト
２…ロータ
３…ハウジング
４…排気バルブ
５…可変バルブタイミング装置
６…弾性体（トーションスプリング）
Ｐ１…駆動プーリ（駆動手段）
Ｉｐ…インジェクションポンプ
Ｓ…収容空間
Claims (2)
- 排気カムシャフトに設けられた排気カムにより駆動される排気バルブを備えてなる２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関において、排気カムシャフトに固定されたロータと、このロータに対して所定範囲内で回動自在に連結されるとともにクランクシャフトと同期回転するように連結されたハウジングとを具備し、ハウジングに対するロータの相対位相を変化させることにより排気バルブの開閉タイミングを可変に制御し得るものであって、前記ハウジングに、燃料噴射用のインジェクションポンプを駆動する駆動手段を設けてなることを特徴とする２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置。
- ロータに対してハウジングを常に一方向に回転付勢する弾性体を具備するものであって、このハウジングに駆動手段たる駆動プーリを固定するとともに、この駆動プーリ内に、前記弾性体を収容する収容空間を配設したことを特徴とする請求項１記載の２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25799899A JP3619402B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25799899A JP3619402B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082278A JP2001082278A (ja) | 2001-03-27 |
| JP3619402B2 true JP3619402B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=17314126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25799899A Expired - Fee Related JP3619402B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ２サイクルユニフロー型ディーゼル内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3619402B2 (ja) |
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| JP3846605B2 (ja) * | 1997-10-30 | 2006-11-15 | アイシン精機株式会社 | 弁開閉時期制御装置 |
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1999
- 1999-09-10 JP JP25799899A patent/JP3619402B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001082278A (ja) | 2001-03-27 |
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