JP3893205B2

JP3893205B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3893205B2
Application number: JP33831997A
Authority: JP
Inventors: 信一竹村; 誠之助原
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH11173127A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸・排気弁の開閉時期及びバルブリフト量を機関の運転状態に応じて変えることができる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可変動弁装置は、機関の低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による充分な出力を確保する等のため、吸気・排気バルブの開閉時期とバルブリフト量を機関の運転状態に応じて可変制御するようになっており、従来から様々な構成のものが案出されている。
【０００３】
図６は、このような従来の可変動弁装置の一例を示すものである。この図６に示すように、シリンダヘッド３０の上部にカムシャフト３１が回動可能に支持されており、カムシャフト３１の外周にカム３２が一体形成されている。又、カムシャフト３１の斜め上部に並行に制御シャフト３３が配置されており、この制御シャフト３３の外周に偏心カム３４が一体形成されている。そして、偏心カム３４の外周にロッカアーム３５が揺動可能に嵌合されている。一方、シリンダヘッド３０に摺動可能に支持された吸気弁３６の上端部には、バルブリフター３７を介して揺動カム３８が配置されている。この揺動カム３８は、バルブリフター３７の上方に前記カムシャフト３１と並行に配置された支軸３９に揺動可能に支持され、下端のカム面３８ａがバルブリフター３７の上面に当接している。
【０００４】
そして、前記ロッカアーム３５の一端部３５ａが前記カム３２の外周面に当接しており、前記ロッカアーム３５の他端部３５ｂが前記揺動カム３８の上端面３８ｂに当接している。ここで、揺動カム３８は、その上端面３８ｂがロッカアーム３５の他端部３５ｂへバネ４０によって押圧されるようになっている。従って、カム３２が図中時計回り方向に回動すると、ロッカアーム３５が偏心カム３４を中心として時計回り方向に回動して、揺動カム３８が支軸３９を中心として反時計回り方向に回動し、バルブリフター３７及び吸気弁３６が揺動カム３８によって図中下方へ移動させられる。
【０００５】
又、前記制御シャフト３３は、図外のアクチュエータによって所定角度範囲回動させられ、偏心カム３４の回動位置が制御される。このようにして、この偏心カム３４の回動位置が変化すると、偏心カム３４が制御シャフト３３に対して所定量偏心しているため、ロッカアーム３５の揺動支点が変化し、ロッカアーム３５と揺動カム３８との当接位置が図中上下方向に変化する。その結果、揺動カム３８のカム面３８ａとバルブリフターと３７の接触点位置が変化し、吸気弁３６の開閉時期（バルブタイミング）とバルブリフト量が変化する（特開昭５５−１３７３０５号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術は、ロッカアーム３５の揺動支点を変化させることにより、バルブタイミングとバルブリフト量を変化させるようになっており、ロッカアーム３５の揺動中心と揺動カム３８の揺動中心との距離の変化が大きいため、標準バルブリフト特性時のバルブ作動角（カムシャフト３１の回動角度，揺動カム３８の回動角度）を決定すると、高バルブリフト特性時には標準バルブリフト特性時よりもカムシャフト３１の回動角度に対する揺動カム３８の回動角度の変化割合が大きくなり、標準バルブリフト特性時よりも高バルブリフト特性時の方がバルブリフター３７の加速度が大きくなる。その結果、高バルブリフト特性となるような高回転時のバルブ運動状態が悪化するという不具合を生じることがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、高回転時においてもバルブ運動状態を悪化させることがない内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、機関の回転に同期して回転し、外周に偏心カムを有するカムシャフトと、上記カムシャフトに回動可能に嵌合され、バルブリフターの頂部に摺接する揺動カムと、上記偏心カムと上記揺動カムとに連繋され、且つ上記カムシャフトに回動可能に支持され、上記偏心カムの回動に伴って作動して上記揺動カムを揺動させ、吸・排気弁を開閉するリンク機構と、このリンク機構に連繋され、リンク機構全体をカムシャフトの回りに回動させることにより、リンク機構に連繋された上記揺動カムをカムシャフトの回りに回動させ、上記偏心カムの回動角度に対する上記揺動カムの揺動角度の割合の特性を変化させることなく上記揺動カムの揺動開始位置を変化させるリンク機構駆動制御手段と、を備えた内燃機関の可変動弁装置であって、上記リンク機構が、上記カムシャフトに回動可能に支持された支持部材と、上記支持部材の先端部に揺動可能に連繋されたロッカアームと、上記ロッカアームの一端部に先端部が回動可能に連繋されると共に、上記偏心カムの外周に基部が回動可能に嵌合されたリンクアームと、上記ロッカアームの他端部に一端部が回動可能に連繋されると共に、上記揺動カムの先端部に他端部が回動可能に連繋されたリンク部材と、を備え、上記リンク機構駆動制御手段が、上記カムシャフトに平行に配置された制御シャフトと、上記制御シャフトを回動させるアクチュエータと、上記アクチュエータを機関運転状態に応じて作動させるコントローラと、を備え、上記制御シャフトと上記支持部材とを連繋し、上記制御シャフトの回動に伴って上記支持部材をカムシャフト回り回動させ、上記リンク機構全体をカムシャフトの回りに回動させることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、機関の回転に同期して回転し、外周に偏心カムを有するカムシャフトと、このカムシャフトに回動可能に嵌合され、バルブリフターの頂部に摺接する揺動カムと、上記偏心カムと上記揺動カムとに連繋され、且つ上記カムシャフトに回動可能に支持され、上記偏心カムの回動に伴って作動して上記揺動カムを揺動させ、吸・排気弁を開閉するリンク機構と、このリンク機構に連繋され、リンク機構全体をカムシャフトの回りに回動させることにより、リンク機構に連繋された上記揺動カムをカムシャフトの回りに回動させ、上記揺動カムの揺動開始位置を変化させるリンク機構駆動制御手段と、を備えている。そして、上記リンク機構が、上記カムシャフトに回動可能に支持された支持部材と、上記支持部材の先端部に揺動可能に連繋されたロッカアームと、上記ロッカアームの一端部に先端部が回動可能に連繋されると共に、上記偏心カムの外周に基部が回動可能に嵌合されたリンクアームと、上記ロッカアームの他端部に一端部が回動可能に連繋されると共に、上記揺動カムの先端部に他端部が回動可能に連繋されたリンク部材と、を備えている。又、上記リンク機構駆動制御手段が、上記カムシャフトに平行に配置された制御シャフトと、上記制御シャフトを回動させるアクチュエータと、上記アクチュエータを機関運転状態に応じて作動させるコントローラと、を備えている。更に、上記制御シャフトと上記支持部材とが、上記制御シャフトと一体回動する制御ギヤ及びこの制御ギヤと噛み合うように上記支持部材に形成された従動ギヤにより連繋されている。
【００１２】
請求項３の発明は、上記制御シャフト又は上記支持部材のいずれか一方に、上記制御ギヤと従動ギヤの制御シャフト軸方向へのずれを防止するずれ防止手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明は、上記ずれ防止手段が、上記制御ギヤの両側にそれぞれ配置された鍔であることを特徴としている。
【００１４】
請求項５の発明は、上記支持部材が、バルブリフトを増加させる方向で、且つ、上記カムシャフトの回転方向と同一の方向に上記リンク機構手段によって回動させられることを特徴としている。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１から請求項２の発明によれば、カムシャフトの回動角度に対する揺動カムの揺動角度の割合を変化させることなく揺動カムを回動し、揺動カムの作動開始位置（即ち、初期位置）を変化させることができるため、バルブリフト特性を標準バルブリフト特性から高バルブリフト特性に変更しても、高バルブリフト特性時におけるバルブリフターの加速度を標準バルブリフト特性時のバルブリフターの加速度と同様にすることができ、高バルブリフト特性となる高速回転時のバルブ運動状態を良好にすることができる。
【００１７】
請求項３から請求項４の発明によれば、制御ギヤと従動ギヤの噛み合い状態が確実に保持され、可変動弁装置の作動が確実になり、当該可変動弁装置に対する信頼性が向上する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、バルブリフトの増加に伴って揺動カムの作動開始位置がずれるため、バルブリフト特性を変化させた場合、バルブリフト特性の変化前後において開弁時期がほぼ一定となる一方、閉弁時期が変化する。従って、このような特性を発揮する本発明が過給機付き内燃機関に使用されると、吸排気弁のバルブオーバラップ期間の過大化が防止され、筒内残留ガスの増大及びノック発生による出力低下を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は本実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置１の要部正面図、図２は同可変動弁装置１の平面図、図３は同可変動弁装置１の側面図である。これら図１〜図３に示すように、シリンダヘッド２の上部に回動可能に支持されたカムシャフト３は、図示しない内燃機関のクランクシャフトに連繋され、内燃機関の回転に同期して回転するようになっている。そして、カムシャフト３の外周には偏心カム４が圧入され、カムシャフト３と偏心カム４とが一体回動するようになっている。偏心カム４の外周には、リンクアーム５の基部５ａが回動可能に嵌合されている。そして、図３に示すように、リンクアーム５の左側のカムシャフト３外周には支持部材６が回動可能に嵌合され、リンクアーム５の右側のカムシャフト３外周には揺動カム７が揺動可能に嵌合されている。揺動カム７は、図３に示すように、バルブリフター８の上部に位置しており、そのカム面７ａがバルブリフター８の頂部８ａに摺接し、バルブリフター８を介して吸気弁１０を開閉するようになっている。尚、揺動カム７とリンクアーム５との間には、後述するリンク部材１１の干渉を避けるための間隙が設けられている（図２及び図３参照）。
【００２２】
上記支持部材６の先端部６ａには、ロッカアーム１２の略中央部１２ａがピン１３を介して揺動可能に取り付けられている。そして、ロッカアーム１２の一端部１２ｂには、上記リンクアーム５の先端部５ｂがピン１４を介して回動可能に連繋され、ロッカアーム１２の他端部１２ｃには、リンク部材１１を介して上記揺動カム７の先端部７ｂが連繋されている。尚、リンク部材１１の一端部１１ａはピン１５を介してロッカアーム１２の他端部１２ｃに回動可能に連繋され、リンク部材１１の他端部１１ｂはピン１６を介して揺動カム７の先端部７ｂに回動可能に連繋されている。ここで、上記支持部材６，ロッカアーム１２，リンクアーム５，リンク部材１１及びこれらを連結する各ピン１３〜１６は、揺動カム７をカムシャフト３（偏心カム４）の回動に伴って揺動させるリンク機構１７を構成する。
【００２３】
シリンダヘッド２の上部には、カムブラケット１８がボルト２０で固定されており、このカムブラケット１８に制御シャフト２１が回動可能に支持されている。この制御シャフト２１は、カムシャフト３の上方に平行に配置され、その外周に一体となって回動する制御ギヤ２２を有している。そして、この制御ギヤ２２と噛み合う従動ギヤ２３が支持部材６に形成されている。従動ギヤ２３は、支持部材６の円弧状の上縁部６ｂに形成されており、支持部材６が充分な角度分だけ回動できる長さに形成されている。
【００２４】
そして、この従動ギヤ２３と制御ギヤ２２の軸方向のずれを防止するため、制御シャフト２１の制御ギヤ２２の両側にはそれぞれ円板状の鍔２４が取り付けられている。ここで、上記制御ギヤ２２と従動ギヤ２３は、制御シャフト２１の回転を支持部材６に伝達する動力伝達手段２５を構成する。
【００２５】
上記制御シャフト２１は、電磁アクチュエータ２６に連繋されており、この電磁アクチュエータ２６によって所定回動角度範囲内で回動させられるようになっている。そして、この制御シャフト２１と一体に回動する制御ギヤ２２には、上記支持部材６の従動ギヤ２３が噛み合っているので、支持部材６が制御シャフト２１の回動量に応じて回動することになる。その結果、上記リンク機構１７全体がカムシャフト３の回りを回動し、そのリンク機構１７によって揺動カム７が回動させられるため、揺動カム７の作動開始位置（初期位置）が変化する。ここで、電磁アクチュエータ２６は、内燃機関の運転状態を検知するコントローラ２７によって作動制御される。コントローラ２７は、クランク角センサ，エアフローメータ，水温センサ等の各種センサからの検知信号に基づいて機関の運転状態を算出し、その結果に基づいて前記電磁アクチュエータ２６に制御信号を出力している。ここで、上記制御シャフト２１，電磁アクチュエータ２６，コントローラ２７及び動力伝達手段２５は、リンク機構駆動制御手段２８を構成する。
【００２６】
このように構成された可変動弁装置１は、カムシャフト３がクランクシャフトの回転に同期して回転すると、リンクアーム５が偏心カム４によってカムシャフト３の中心に対して偏心動し、そのリンクアーム５によってロッカアーム１２がピン１３の回りに揺動させられる。ロッカアーム１２がピン１３の回りに揺動させられると、この揺動するロッカアーム１２にリンク部材１１を介して連繋された揺動カム７がカムシャフト３の回りに揺動させられる。この際、揺動カム７は、図１及び図３に示されるように、その外周に形成されたカム面７ａがバルブリフター８の頂部８ａに摺接し、図外のバルブスプリングによって図中上方に付勢されたバルブリフター８を上下動させ、吸気弁１０を開閉する。
【００２７】
ここで、制御シャフト２１が図外の電磁アクチュエータにより所定角度回動させられると、制御シャフト２１と一体に回動する制御ギヤ２２により支持部材６がカムシャフト３の回りに回動させられる。即ち、リンク機構１７全体がリンク機構駆動制御手段２８によりカムシャフト３の回りに回動させられることになる。その結果、リンク機構１７に連繋されたリンク部材１１により揺動カム７が揺動させられ、揺動カム７作動開始位置（初期位置）が変化することになり、バルブタイミングやバルブリフトが変化する。
【００２８】
この際、ロッカアーム１２の揺動中心位置と揺動カム７の揺動中心位置との間の距離は、リンク機構１７の回動前と回動後において変化することがない。従って、カムシャフト３の回動角度に対する揺動カム７の揺動角度の割合は、バルブリフト特性の変更前と変更後において相違することがない。その結果、本実施の形態によれば、バルブリフト特性の変更前と変更後においてバルブリフター８の加速度に変化がなく、高バルブリフト特性時においても標準バルブリフト特性時と同様に良好なバルブ運動状態を得ることができる。図４に示すように、本実施の形態によれば、標準バルブリフト特性時と高バルブリフト特性時とでカムシャフト角度−揺動カム角度線図に差を生じないい。しかし、従来例は、標準バルブリフト特性時と高バルブリフト特性時とでカムシャフト角度−揺動カム角度線図に差を生じる。
【００２９】
又、本実施の形態は、上記のように、バルブリフト特性を変更する際に揺動カム７の作動開始位置（初期位置）が変化するため、開弁時期又は閉弁時期のいずれか一方をあまり変化させず、開弁時期又は閉弁時期のいずれか他方を大きく変化させることが可能である。この場合、支持部材６の回転方向がバルブリフトを増加させる方向であり、この支持部材６の回転方向とカムシャフト３の回転方向が一致するように可変動弁装置１が構成されておれば（本実施の形態の構成と同様に構成されておれば）、開弁時期をほぼ一定とし、閉弁時期を可変とすることができる（図５参照）。例えば、ターボ過給機を備えた内燃機関等の排気圧力が高い内燃機関の場合、吸気弁と排気弁のオーバラップ期間が過大であると、筒内ガスが増大し、ノック発生により出力低下を招く。そのため、吸気弁１０に可変動弁装置１を設置する場合は、上記のように、支持部材６の回転方向がバルブリフトを増加させる方向であり、この支持部材６の回転方向とカムシャフト３の回転方向が一致するような構成にすれば、良好な機関性能を得ることができる。
【００３１】
又、本実施の形態は、可変動弁装置１を吸気弁１０，１０側に設置する態様を示したが、排気弁側に設置するようにしてもよく、また吸・排気弁の両側に設置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関の可変動弁装置の要部正面図。
【図２】同可変動弁装置の平面図。
【図３】同可変動弁装置の側面図。
【図４】同可変動弁装置のカムシャフト角度−揺動カム角度線図。
【図５】同可変動弁装置のカムシャフト角度−バルブリフト線図。
【図６】従来の可変動弁装置の要部構成図。
【符号の説明】
１…可変動弁装置
３…カムシャフト
４…偏心カム
５…リンクアーム
５ａ…基部
５ｂ…先端部
６…支持部材
６ａ…先端部
７…揺動カム
７ｂ…先端部
８…バルブリフター
８ａ…頂部
１０…吸気弁
１１…リンク部材
１１ａ…一端部
１１ｂ…他端部
１２…ロッカアーム
１２ｂ…一端部
１２ｃ…他端部
１７…リンク機構
２１…制御シャフト
２２…制御ギヤ
２３…従動ギヤ
２４…鍔（ずれ防止手段）
２５…動力伝達手段
２６…電磁アクチュエータ（アクチュエータ）
２７…コントローラ
２８…リンク機構駆動制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can change the opening / closing timing and valve lift amount of an intake / exhaust valve according to the operating state of the engine.
[0002]
[Prior art]
This type of variable valve system is designed to improve the fuel consumption at low speed and low load of the engine, ensure stable operation, and ensure sufficient output by improving the charging efficiency of intake air at high speed and high load. Valve opening / closing timing and valve lift amount are variably controlled according to the operating state of the engine, and various configurations have been devised.
[0003]
FIG. 6 shows an example of such a conventional variable valve operating apparatus. As shown in FIG. 6, a camshaft 31 is rotatably supported on an upper portion of the cylinder head 30, and a cam 32 is integrally formed on the outer periphery of the camshaft 31. In addition, a control shaft 33 is disposed in parallel with an oblique upper portion of the cam shaft 31, and an eccentric cam 34 is integrally formed on the outer periphery of the control shaft 33. A rocker arm 35 is slidably fitted on the outer periphery of the eccentric cam 34. On the other hand, a swing cam 38 is disposed via a valve lifter 37 at the upper end of the intake valve 36 slidably supported by the cylinder head 30. The swing cam 38 is swingably supported above a valve lifter 37 by a support shaft 39 disposed in parallel with the camshaft 31, and a lower cam surface 38 a is in contact with the upper surface of the valve lifter 37. .
[0004]
One end portion 35 a of the rocker arm 35 is in contact with the outer peripheral surface of the cam 32, and the other end portion 35 b of the rocker arm 35 is in contact with the upper end surface 38 b of the swing cam 38. Here, the upper end surface 38 b of the swing cam 38 is pressed against the other end 35 b of the rocker arm 35 by a spring 40. Therefore, when the cam 32 rotates clockwise in the figure, the rocker arm 35 rotates clockwise about the eccentric cam 34 and the swing cam 38 rotates counterclockwise about the support shaft 39. The valve lifter 37 and the intake valve 36 are moved downward in the figure by the swing cam 38.
[0005]
The control shaft 33 is rotated within a predetermined angle range by an actuator (not shown), and the rotation position of the eccentric cam 34 is controlled. When the rotational position of the eccentric cam 34 changes in this manner, the eccentric cam 34 is eccentric by a predetermined amount with respect to the control shaft 33, so that the rocking fulcrum of the rocker arm 35 changes, and the rocker arm 35 and the rocking cam. The contact position with 38 changes in the vertical direction in the figure. As a result, the position of the contact point between the cam surface 38a of the swing cam 38 and the valve lifter 37 changes, and the opening / closing timing (valve timing) and valve lift amount of the intake valve 36 change (Japanese Patent Laid-Open No. 55-137305). reference).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional technique, the valve timing and the valve lift amount are changed by changing the rocking fulcrum of the rocker arm 35, and the rocking center of the rocker arm 35 and the rocking cam 38 are swung. Since the change in the distance from the center is large, when the valve operating angle (the rotation angle of the camshaft 31 and the rotation angle of the swing cam 38) at the time of the standard valve lift characteristic is determined, the standard valve lift characteristic at the time of the high valve lift characteristic The rate of change of the rotation angle of the rocking cam 38 with respect to the rotation angle of the camshaft 31 is greater than the time, and the acceleration of the valve lifter 37 is greater in the high valve lift characteristic than in the standard valve lift characteristic. As a result, there has been a problem that the valve motion state at the time of high rotation is deteriorated so as to have a high valve lift characteristic.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that does not deteriorate the valve motion state even at high revolutions.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a camshaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine and has an eccentric cam on the outer periphery, and a swing cam that is rotatably fitted to the camshaft and that slides on the top of the valve lifter. The eccentric cam and the swing cam are connected to the camshaft so as to be rotatable, and actuate with the rotation of the eccentric cam to swing the swing cam. A link mechanism that opens and closes the valve, and is linked to the link mechanism, and the entire link mechanism is rotated around the camshaft, thereby rotating the swing cam linked to the link mechanism around the camshaft. of an internal combustion engine and a link mechanism driving control means for changing the swing start position of the swing cam without changing the characteristics of the ratio of the swing angle of the swing cam for the rotation angle of the eccentric cam Variable valve gear The link mechanism includes a support member rotatably supported by the camshaft, a rocker arm that is swingably connected to the tip end portion of the support member, and a tip end portion that rotates around one end portion of the rocker arm. A link arm that is movably linked and has a base that is pivotably fitted to the outer periphery of the eccentric cam, and one end that is pivotally linked to the other end of the rocker arm, and the swing A link member whose other end portion is rotatably connected to the tip end portion of the cam, and the link mechanism drive control means rotates the control shaft arranged in parallel to the cam shaft, and the control shaft. And an actuator for operating the actuator in accordance with the engine operating state, linking the control shaft and the support member, and accompanying the rotation of the control shaft The serial support member is a camshaft around rotation, and the entire said link mechanism is characterized in that rotate around the cam shaft.
[0011]
The invention of claim 2, rotates in synchronization with the rotation of the engine, a cam shaft having an eccentric cam on the outer circumference, this cam shaft fitted rotatably, a swing cam in sliding contact with the top of the valve lifter The eccentric cam and the swing cam are connected to the camshaft so as to be rotatable, and actuate with the rotation of the eccentric cam to swing the swing cam. A link mechanism that opens and closes the valve, and is linked to the link mechanism, and the entire link mechanism is rotated around the camshaft, thereby rotating the swing cam linked to the link mechanism around the camshaft. Link mechanism drive control means for changing the swing start position of the swing cam. The link mechanism includes a support member rotatably supported by the camshaft, a rocker arm linked to the front end portion of the support member so as to be swingable, and a distal end portion pivoted to one end portion of the rocker arm. A link arm having a base portion rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric cam, and one end portion rotatably connected to the other end portion of the rocker arm, and the swing cam. And a link member having the other end connected to the front end thereof so as to be rotatable. The link mechanism drive control means includes a control shaft arranged in parallel to the camshaft, an actuator for rotating the control shaft, and a controller for operating the actuator according to an engine operating state. Yes. Further, the control shaft and the support member are connected by a control gear that rotates integrally with the control shaft and a driven gear formed on the support member so as to mesh with the control gear.
[0012]
The invention according to claim 3 is characterized in that either one of the control shaft and the support member is provided with a shift preventing means for preventing the control gear and the driven gear from shifting in the control shaft axial direction.
[0013]
The invention according to claim 4 is characterized in that the deviation preventing means is a gutter disposed on each side of the control gear.
[0014]
The invention according to claim 5 is characterized in that the support member is rotated by the link mechanism means in the direction in which the valve lift is increased and in the same direction as the rotation direction of the camshaft.
[0016]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the swing cam is rotated without changing the ratio of the swing angle of the swing cam to the rotation angle of the camshaft, and the operation start position of the swing cam ( That is, the initial position) can be changed, so even if the valve lift characteristic is changed from the standard valve lift characteristic to the high valve lift characteristic, the acceleration of the valve lifter at the time of the high valve lift characteristic is the same as that at the standard valve lift characteristic. It can be made the same as the acceleration of the lifter, and the valve motion state during high speed rotation with high valve lift characteristics can be improved.
[0017]
According to the third to fourth aspects of the present invention, the meshing state of the control gear and the driven gear is reliably maintained, the operation of the variable valve device is ensured, and the reliability of the variable valve device is improved.
[0018]
According to the fifth aspect of the present invention, since the operation start position of the swing cam is shifted as the valve lift increases, when the valve lift characteristic is changed, the valve opening timing is substantially constant before and after the change of the valve lift characteristic. On the other hand, the valve closing timing changes. Therefore, when the present invention exhibiting such characteristics is used in an internal combustion engine with a supercharger, the valve overlap period of the intake and exhaust valves is prevented from being excessively increased, and the output due to an increase in in-cylinder residual gas and occurrence of knocking is prevented. A decrease can be prevented.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a front view of a main part of a variable valve operating apparatus 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment, FIG. 2 is a plan view of the variable valve operating apparatus 1, and FIG. 3 is a side view of the variable valve operating apparatus 1. . As shown in FIGS. 1 to 3, the camshaft 3 rotatably supported on the upper portion of the cylinder head 2 is connected to a crankshaft of an internal combustion engine (not shown) and rotates in synchronization with the rotation of the internal combustion engine. It is like that. An eccentric cam 4 is press-fitted into the outer periphery of the camshaft 3 so that the camshaft 3 and the eccentric cam 4 rotate together. A base portion 5a of the link arm 5 is rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric cam 4. As shown in FIG. 3, a support member 6 is rotatably fitted to the outer periphery of the left camshaft 3 of the link arm 5, and a swing cam 7 is attached to the outer periphery of the right camshaft 3 of the link arm 5. It is fitted so that it can swing. As shown in FIG. 3, the swing cam 7 is positioned above the valve lifter 8, and its cam surface 7 a is in sliding contact with the top 8 a of the valve lifter 8 to open and close the intake valve 10 via the valve lifter 8. It is supposed to be. A gap is provided between the swing cam 7 and the link arm 5 to avoid interference of a link member 11 described later (see FIGS. 2 and 3).
[0022]
A substantially central portion 12 a of the rocker arm 12 is attached to the distal end portion 6 a of the support member 6 via a pin 13 so as to be swingable. The end portion 5b of the link arm 5 is rotatably connected to one end portion 12b of the rocker arm 12 via a pin 14, and the rocking arm 12 is connected to the other end portion 12c of the rocker arm 12 via the link member 11. The front end 7b of the moving cam 7 is connected. One end portion 11 a of the link member 11 is rotatably connected to the other end portion 12 c of the rocker arm 12 via a pin 15, and the other end portion 11 b of the link member 11 is connected to the tip of the swing cam 7 via a pin 16. It is connected to the portion 7b so as to be rotatable. Here, the support member 6, the rocker arm 12, the link arm 5, the link member 11 and the pins 13 to 16 connecting them swing the swing cam 7 as the cam shaft 3 (eccentric cam 4) rotates. A link mechanism 17 to be moved is configured.
[0023]
A cam bracket 18 is fixed to the upper portion of the cylinder head 2 with a bolt 20, and a control shaft 21 is rotatably supported by the cam bracket 18. The control shaft 21 is disposed in parallel above the camshaft 3 and has a control gear 22 that rotates integrally with the outer periphery thereof. A follower gear 23 that meshes with the control gear 22 is formed on the support member 6. The driven gear 23 is formed on the arcuate upper edge 6b of the support member 6, and is formed to have a length that allows the support member 6 to rotate by a sufficient angle.
[0024]
In order to prevent the axial shift between the driven gear 23 and the control gear 22, disc-shaped flanges 24 are attached to both sides of the control gear 22 of the control shaft 21. Here, the control gear 22 and the driven gear 23 constitute power transmission means 25 that transmits the rotation of the control shaft 21 to the support member 6.
[0025]
The control shaft 21 is connected to an electromagnetic actuator 26 and can be rotated by the electromagnetic actuator 26 within a predetermined rotation angle range. Since the driven gear 23 of the support member 6 is meshed with the control gear 22 that rotates integrally with the control shaft 21, the support member 6 rotates according to the rotation amount of the control shaft 21. Become. As a result, the entire link mechanism 17 rotates around the camshaft 3, and the swing cam 7 is rotated by the link mechanism 17, so that the operation start position (initial position) of the swing cam 7 changes. . Here, the operation of the electromagnetic actuator 26 is controlled by a controller 27 that detects the operating state of the internal combustion engine. The controller 27 calculates the operating state of the engine based on detection signals from various sensors such as a crank angle sensor, an air flow meter, and a water temperature sensor, and outputs a control signal to the electromagnetic actuator 26 based on the result. Here, the control shaft 21, the electromagnetic actuator 26, the controller 27 and the power transmission means 25 constitute a link mechanism drive control means 28.
[0026]
When the camshaft 3 rotates in synchronism with the rotation of the crankshaft, the link arm 5 is eccentrically moved with respect to the center of the camshaft 3 by the eccentric cam 4, and the variable valve device 1 thus configured is linked. The rocker arm 12 is swung around the pin 13 by the arm 5. When the rocker arm 12 is swung around the pin 13, the rocking cam 7 linked to the rocking rocker arm 12 via the link member 11 is swung around the camshaft 3. At this time, as shown in FIGS. 1 and 3, the swing cam 7 has a cam surface 7a formed on the outer periphery thereof in sliding contact with the top 8a of the valve lifter 8 and is moved upward in the figure by a valve spring (not shown). The biased valve lifter 8 is moved up and down to open and close the intake valve 10.
[0027]
Here, when the control shaft 21 is rotated by a predetermined angle by an electromagnetic actuator (not shown), the support member 6 is rotated around the camshaft 3 by the control gear 22 that rotates integrally with the control shaft 21. That is, the entire link mechanism 17 is rotated around the camshaft 3 by the link mechanism drive control means 28. As a result, the swing cam 7 is swung by the link member 11 linked to the link mechanism 17, and the operation start position (initial position) of the swing cam 7 changes, and the valve timing and valve lift change. .
[0028]
At this time, the distance between the rocking center position of the rocker arm 12 and the rocking center position of the rocking cam 7 does not change before and after the rotation of the link mechanism 17. Accordingly, the ratio of the swing angle of the swing cam 7 to the rotation angle of the camshaft 3 does not differ before and after the change of the valve lift characteristics. As a result, according to the present embodiment, there is no change in the acceleration of the valve lifter 8 before and after the change of the valve lift characteristics, and the good valve motion is achieved even in the high valve lift characteristics as in the standard valve lift characteristics. The state can be obtained. As shown in FIG. 4, according to the present embodiment, there is no difference in camshaft angle-oscillation cam angle diagram between the standard valve lift characteristic and the high valve lift characteristic. However, in the conventional example, a difference occurs in the cam shaft angle-oscillation cam angle diagram between the standard valve lift characteristic and the high valve lift characteristic.
[0029]
In the present embodiment, as described above, since the operation start position (initial position) of the swing cam 7 changes when the valve lift characteristic is changed, either the valve opening timing or the valve closing timing is changed. It is possible to greatly change either the valve opening timing or the valve closing timing without changing much. In this case, the rotation direction of the support member 6 is the direction in which the valve lift is increased, and the variable valve apparatus 1 is configured so that the rotation direction of the support member 6 matches the rotation direction of the camshaft 3 ( If configured similarly to the configuration of the present embodiment), the valve opening timing can be made substantially constant and the valve closing timing can be made variable (see FIG. 5). For example, in the case of an internal combustion engine with a high exhaust pressure such as an internal combustion engine equipped with a turbocharger, if the overlap period of the intake valve and the exhaust valve is excessive, the in-cylinder gas increases and the output decreases due to the occurrence of knocking. Invite. Therefore, when the variable valve apparatus 1 is installed in the intake valve 10, as described above, the rotation direction of the support member 6 is the direction in which the valve lift is increased. If the configuration is such that the rotational directions match, good engine performance can be obtained.
[0031]
Moreover, although this Embodiment showed the aspect which installed the variable valve apparatus 1 in the intake valves 10 and 10 side, you may make it install in the exhaust valve side, and install in the both sides of an intake / exhaust valve. You may make it do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an essential part of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the variable valve operating apparatus.
FIG. 3 is a side view of the variable valve operating apparatus.
FIG. 4 is a camshaft angle-oscillation cam angle diagram of the variable valve operating apparatus.
FIG. 5 is a camshaft angle-valve lift diagram of the variable valve operating apparatus.
FIG. 6 is a main part configuration diagram of a conventional variable valve operating apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable valve apparatus 3 ... Cam shaft 4 ... Eccentric cam 5 ... Link arm 5a ... Base part 5b ... Tip part 6 ... Support member 6a ... Tip part 7 ... Swing cam 7b ... Tip part 8 ... Valve lifter 8a ... Top part 10 ... intake valve 11 ... link member 11a ... one end 11b ... other end 12 ... rocker arm 12b ... one end 12c ... other end 17 ... link mechanism 21 ... control shaft 22 ... control gear 23 ... driven gear 24 ... hail (preventing deviation) means)
25 ... Power transmission means 26 ... Electromagnetic actuator (actuator)
27: Controller 28: Link mechanism drive control means

Claims

A camshaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine and has an eccentric cam on the outer periphery;
A swing cam that is pivotably fitted to the camshaft and that is in sliding contact with the top of the valve lifter;
The eccentric cam and the oscillating cam are connected to the camshaft so as to be pivotable. The eccentric cam is actuated as the eccentric cam pivots to oscillate the oscillating cam, and the intake / exhaust valves A link mechanism that opens and closes,
Linking to the link mechanism, and rotating the entire link mechanism around the cam shaft, the swing cam linked to the link mechanism is rotated around the cam shaft, and the eccentric cam is rotated. a in the variable valve device for an internal combustion engine and a link mechanism driving control means for changing the swing start position of the swing cam without changing the characteristics of the ratio of the swing angle of the swing cam for the angle And
A support member rotatably supported by the camshaft;
A rocker arm linked to the tip of the support member in a swingable manner;
A link arm having a distal end portion rotatably connected to one end portion of the rocker arm and a base portion rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric cam;
A link member having one end portion rotatably connected to the other end portion of the rocker arm and the other end portion rotatably connected to the tip end portion of the swing cam;
The link mechanism drive control means, a control shaft disposed parallel to the camshaft;
An actuator for rotating the control shaft;
A controller for operating the actuator according to the engine operating state,
The control shaft and the support member are connected to each other, the support member is rotated around the camshaft as the control shaft is rotated, and the entire link mechanism is rotated around the camshaft. A variable valve operating device for an internal combustion engine.

A camshaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine and has an eccentric cam on the outer periphery;
  A swing cam that is pivotably fitted to the camshaft and that is in sliding contact with the top of the valve lifter;
  The eccentric cam and the oscillating cam are connected to the camshaft so as to be pivotable. The eccentric cam is actuated as the eccentric cam pivots to oscillate the oscillating cam, and the intake / exhaust valves A link mechanism that opens and closes,
  By linking the link mechanism and rotating the entire link mechanism around the camshaft, the swing cam linked to the link mechanism is rotated around the camshaft, and the swing cam swings. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: a link mechanism drive control means for changing a movement start position;
  The link mechanism includes a support member rotatably supported by the camshaft, a rocker arm linked to the tip of the support member in a swingable manner, and a tip of the rocker arm that is pivotable at one end. The link arm is connected to the outer periphery of the eccentric cam and the base is rotatably fitted to the other end of the rocker arm. A link member that is rotatably connected to the other end portion,
  The link mechanism drive control means comprises a control shaft arranged in parallel with the camshaft, an actuator for rotating the control shaft, and a controller for operating the actuator according to the engine operating state,
  The internal combustion engine is characterized in that the control shaft and the support member are connected by a control gear that rotates integrally with the control shaft and a driven gear that is formed on the support member so as to mesh with the control gear. Variable valve device.

One of the control shaft and the support member is provided with a slip prevention means for preventing the control gear and the driven gear from slipping in the control shaft axial direction. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2.

4. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said deviation preventing means is saddles respectively disposed on both sides of said control gear.

3. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the support member is rotated by the link mechanism drive control means in the valve lift increasing direction and in the same rotational direction as the camshaft.