JP4153440B2 - Variable valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、バルブの作用角を機械機構によって変更可能な可変動弁装置に関し、特に、V型エンジンのようにカム軸の回転方向が気筒列間で同一方向となる二つの気筒列を有するエンジンの可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus in which a valve operating angle can be changed by a mechanical mechanism, and in particular, an engine having two cylinder rows in which the rotational direction of a camshaft is the same between cylinder rows, such as a V-type engine. The present invention relates to a variable valve operating apparatus.
従来、例えば、特許文献1に開示されるように、エンジンの運転状況に応じてバルブの作用角を変更する可変動弁装置が知られている。特許文献1に記載される可変動弁装置では、バルブを支持するロッカーアームとカム軸に設けられたカムとの間に動力伝達機構を配置している。動力伝達機構は、カム軸に平行に配置されたコントロールシャフトに突出部を設け、ロッカーアームに接触する第一介在アームをコントロールシャフトによって回転自在に支持するとともに、カムに接触する第二介在アームを突出部に回転自在に取り付けて構成されている。第二介在アームの先端は第一介在アームに接触しており、カムの回転に伴う第二介在アームの揺動運動は第一介在アームを介してロッカーアームに伝達されるようになっている。この可変動弁装置では、コントロールシャフトを小角度回転させて第二介在アームのカムとの接触位置を変化させることで、第二介在アームによって揺動駆動される第一介在アームの揺動開始角を変化させ、バルブの作用角を変更することができるようになっている。
ところで、エンジンにはV型エンジンのように二つの気筒列を有するエンジンがある。V型エンジンでは、通常、両気筒列に設けられる動弁機構は気筒列間で左右対称に配置されている。このため、上記従来技術のような可変動弁装置をV型エンジンに適用する場合、簡単には、動力伝達機構が気筒列間で左右対称になるように配置すればよい。 By the way, there is an engine having two cylinder rows such as a V-type engine. In the V-type engine, normally, the valve operating mechanisms provided in both cylinder rows are arranged symmetrically between the cylinder rows. For this reason, when the variable valve operating apparatus as in the prior art is applied to a V-type engine, the power transmission mechanism may be simply arranged symmetrically between the cylinder rows.
しかしながら、一般的なV型エンジンでは、気筒列間で左右対称にカム軸が配置されているものの、その回転方向は気筒列間で左右対称ではなく同一方向に設定されている。このため、動力伝達機構を気筒列間で左右対称に配置した場合、第二介在アームのカムとの当接位置の変化方向とカムの回転方向との関係が左右の可変動弁装置で逆になってしまう。つまり、例えば、バルブの作用角を小作用角側に変更するべくコントロールシャフトを回転させたとき、一方の気筒列の動力伝達機構では、第二介在アームのカムとの当接位置がカムの回転方向に対して進角側に変化するのに対し、他方の気筒列の動力伝達機構では、第二介在アームのカムとの当接位置がカムの回転方向に対して遅角側に変化してしまう。その結果、作用角変更に伴い一方の気筒列側ではバルブの作動タイミング(バルブタイミング)が進角するが、他方の気筒列側ではバルブタイミングが遅角することになる。 However, in a general V-type engine, cam shafts are arranged symmetrically between the cylinder rows, but the rotation direction is set not in the left-right symmetry between the cylinder rows but in the same direction. For this reason, when the power transmission mechanism is arranged symmetrically between the cylinder rows, the relationship between the change direction of the contact position of the second intervening arm with the cam and the rotation direction of the cam is reversed between the left and right variable valve gears. turn into. That is, for example, when the control shaft is rotated to change the valve operating angle to the small operating angle side, in the power transmission mechanism of one of the cylinder rows, the contact position of the second intervening arm with the cam rotates the cam. In contrast, in the power transmission mechanism of the other cylinder row, the contact position of the second intervening arm with the cam changes to the retard side with respect to the cam rotation direction. End up. As a result, the valve operation timing (valve timing) is advanced on one cylinder row side as the operating angle is changed, but the valve timing is retarded on the other cylinder row side.
バルブタイミング可変機構を備えたエンジンであれば、クランク軸に対するカム軸の位相を可変制御することでバルブタイミングを調整することができる。上記のように作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向が二つの気筒列間で逆方向であっても、バルブタイミング可変機構を制御することで両気筒列間のバルブタイミングの位相差をなくすことは可能である。しかし、そのためには左右のバルブタイミング可変機構で異なる制御を行う必要がある。しかも、気筒列間のバルブタイミングの位相差は作用角の変更量に応じて変化するため、その都度、制御量を変化させる必要もある。このため、バルブタイミング可変機構の制御は複雑なものになってしまう。 In an engine having a variable valve timing mechanism, the valve timing can be adjusted by variably controlling the phase of the camshaft relative to the crankshaft. As described above, even if the valve timing change direction due to the change in the operating angle is the reverse direction between the two cylinder rows, the valve timing phase difference between the two cylinder rows can be eliminated by controlling the valve timing variable mechanism. Is possible. However, for this purpose, it is necessary to perform different control using the left and right valve timing variable mechanisms. Moreover, since the phase difference of the valve timing between the cylinder rows changes in accordance with the change amount of the operating angle, it is necessary to change the control amount each time. For this reason, the control of the variable valve timing mechanism becomes complicated.
以上のことから、V型エンジンのような二つの気筒列間を有するエンジンに可変動弁装置を搭載する場合には、単に動力伝達機構を気筒列間で左右対称に配置するのではなく、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向を二つの気筒列間で同一方向とするための何らかの工夫が必要とされる。 From the above, when a variable valve gear is mounted on an engine having two cylinder rows, such as a V-type engine, the power transmission mechanism is not simply arranged symmetrically between the cylinder rows. Some contrivance is required to make the change direction of the valve timing accompanying the angle change the same direction between the two cylinder rows.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向を二つの気筒列間で同一方向とすることができる可変動弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a variable valve apparatus that can change the valve timing change direction in accordance with the change in the working angle between the two cylinder rows. For the purpose.
第1の発明は、上記目的を達成するため、カム軸の回転方向が気筒列間で同一方向となる二つの気筒列を備えるエンジンの可変動弁装置において、
前記カム軸に設けられるカムに接触し前記カムの回転に連動して変位する入力部材を有し、前記入力部材の位置の変化をバルブに伝達して前記バルブを開閉運動させる動力伝達機構と、
前記入力部材の前記カムとの当接位置を変化させることで、前記カムの回転と前記バルブの開閉運動との連動状態を変化させ前記バルブの作用角を変更する可変手段と、を前記二つの気筒列のそれぞれに備え、
前記動力伝達機構は、前記バルブの作用角が変更される際の前記入力部材の前記カムとの当接位置の変化方向が前記カムの回転方向に対して前記二つの気筒列間で同一方向となるよう配置されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve operating apparatus for an engine including two cylinder rows in which the rotation direction of the camshaft is the same between the cylinder rows.
A power transmission mechanism that has an input member that contacts a cam provided on the cam shaft and displaces in conjunction with rotation of the cam, and transmits a change in the position of the input member to the valve to open and close the valve;
Changing the contact position of the input member with the cam to change the interlocking state between the rotation of the cam and the opening and closing movement of the valve, and changing the operating angle of the valve; In preparation for each cylinder row,
In the power transmission mechanism, the change direction of the contact position of the input member with the cam when the operating angle of the valve is changed is the same direction between the two cylinder rows with respect to the rotation direction of the cam. It is characterized by being arranged.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記動力伝達機構は、前記バルブの作用角が小作用角側に変更される際の前記入力部材の前記カムとの当接位置の変化方向が前記カムの回転方向に対して進角側になるよう配置されていることを特徴としている。 In addition, according to a second aspect, in the first aspect, the power transmission mechanism changes a contact position of the input member with the cam when the operating angle of the valve is changed to a small operating angle side. Is arranged to be on the advance side with respect to the rotational direction of the cam.
また、第3の発明は、第1の発明において、前記動力伝達機構の一部は、前記二つの気筒列の中間を通る前記カム軸と平行な仮想軸に関して前記二つの気筒列間でほぼ軸対称に配置されていることを特徴としている。 In a third aspect based on the first aspect, a part of the power transmission mechanism is substantially an axis between the two cylinder rows with respect to a virtual axis parallel to the cam shaft passing through the middle of the two cylinder rows. It is characterized by being arranged symmetrically.
本発明によれば、バルブの作用角が変更される際の入力部材のカムとの当接位置の変化方向がカムの回転方向に対して二つの気筒列間で同一方向となるので、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向を二つの気筒列間で同一方向とすることができる。これにより、バルブタイミング制御の制御性を向上させることができる。 According to the present invention, the change direction of the contact position of the input member with the cam when the valve operating angle is changed is the same direction between the two cylinder rows with respect to the cam rotating direction. The change direction of the valve timing accompanying the change can be made the same direction between the two cylinder rows. Thereby, the controllability of valve timing control can be improved.
以下、図1乃至図5を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の可変動弁装置は、V型エンジンに搭載される可変動弁装置である。左右の気筒列には、それぞれ可変動弁ユニットが配置されている。ここでは、まず、一方の気筒列に配置される可変動弁ユニットの構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
The variable valve operating apparatus of this embodiment is a variable valve operating apparatus mounted on a V-type engine. Variable valve units are arranged in the left and right cylinder rows, respectively. Here, first, the configuration of the variable valve unit arranged in one cylinder row will be described.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる可変動弁ユニット1の構成を示す側面図である。本可変動弁ユニット1はV型エンジンの右側気筒列(クランク軸の回転方向が時計回り方向となる側から見たときに右側に位置する気筒列)に配置されるものとする。可変動弁ユニット1はロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸10の回転運動がカム軸10に設けられたカム12によってロッカーアーム4の揺動運動に変換され、ロッカーアーム4に支持されるバルブ2の上下方向への往復運動に変換される。本可変動弁ユニット1では、カム12によって直接、ロッカーアーム4を駆動するのではなく、カム12とロッカーアーム4との間に、カム12のプロフィール変化にロッカーアーム4の揺動運動を連動させる連動機構(動力伝達機構)14を介在させている。本可変動弁ユニット1は、この連動機構14を可変制御することでカム12のプロフィール変化とロッカーアーム4の揺動運動との連動状態を連続的に変化させることができ、これによりロッカーアーム4の揺動量や揺動タイミングを変化させて、バルブ2の作用角及びリフト量を連続的に変更できるようになっている。
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the variable valve unit 1 according to the first embodiment of the present invention. The variable valve operating unit 1 is arranged in the right cylinder row (cylinder row located on the right side when viewed from the side in which the rotation direction of the crankshaft is clockwise) of the V-type engine. The variable valve unit 1 has a rocker arm type mechanical valve mechanism, and the rotational motion of the
連動機構14は、第1アーム18、第2アーム20、及び入力部材としての第3アーム22の三つのアームと制御軸16とから構成されている。第1アーム18は第2アーム20の一端に制御軸16によって回転自在に連結されている。制御軸16はカム軸10に平行に配置された静止軸であり、第2アーム20はこの制御軸16にピン32の圧入によって一体的に固定され、制御軸16から上方に突出した状態で空間内の位置を固定されている。第3アーム22は第2アーム20の他端にピン24によって回転自在に連結され、先端を斜め下方に向けた状態で第2アーム20との連結点から垂れ下がっている。第3アーム22の先端には選択ローラ28が回転自在に取り付けられており、第3アーム22はこの選択ローラ28を介して第1アーム18に接触している。
The
第1アーム18は、制御軸16から離れた位置に制御軸16に直交するように配置された受動アーム181と、受動アーム181に対して制御軸16の軸方向にずらして配置された従動カム182とから構成されている。受動アーム181と従動カム182とは一体化され、従動カム182を制御軸16によって回転自在に支持されることで、制御軸16の回りを一体的に回転できるようになっている。なお、図1では省略しているが、従動カム182は受動アーム181の両側に一対設けられ(図1では、奥側の従動カム182のみ図示され手前側の従動カムは省略されている)、一つの受動アーム181とその両側の従動カム182,182とで第1アーム18が構成されている。
The
受動アーム181は、制御軸16に対して第3アーム22が配置される側に延びるアーム部181aと、逆側に延びるアーム部181bとから構成されている。アーム部181aには、第3アーム22の先端に位置する選択ローラ28に対向するように、受動面181cが形成されている。他方のアーム部181bには、空間内に一端を固定されたロストモーションスプリング30の他端が掛けられている。ロストモーションスプリング30は圧縮バネであり、受動アーム181は、制御軸16を中心にして受動面181cを選択ローラ28に押し付ける方向に回転するよう付勢されている。受動アーム181と第3アーム22とは、これら受動面181cと選択ローラ28との間で接触している。
The
従動カム182は、異なるプロフィールを有する2つの面182a,182bを有している。その一方の面である非作用面182aは、制御軸16の軸心からの距離を一定に形成されている。他方の面である作用面182bは、非作用面182aから見てロストモーションスプリング30の付勢力による第1アーム18の回転方向(図1中では制御軸16を中心にして時計回り方向)に設けられている。作用面182bは非作用面182aと連続するように接続されるとともに、前記回転方向に向けて制御軸16の軸心からの距離が次第に遠くなるよう形成されている。
The driven
連動機構14は、第1アーム18の従動カム182がロッカーアーム4のロッカーローラ6に接触し、第3アーム22がカム12に接触するように配置されている。第3アーム22の中間部、すなわち、ピン24と選択ローラ28との間にはカムローラ26が回転自在に取り付けられており、カム12はこのカムローラ26に接触している。ロッカーローラ6はロッカーアーム4の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーローラ6を挟んだロッカーアーム4のカム軸10側の端部にはバルブ2が取り付けられ、他端は油圧ラッシャアジャスタ8によって回動自在に支持されている。バルブ2は図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム4を押し上げる方向に付勢されており、この付勢力によってロッカーローラ6が第1アーム18の従動カム182に押し当てられている。なお、可変動弁ユニット1には、二つの従動カム182,182のそれぞれに対応してロッカーアーム4とバルブ2が配置されており、可変動弁ユニット1は、二つのバルブ2,2を同時に駆動するように構成されている。
The interlocking
上記のような構成により、カム軸10の回転に伴うカム12のプロフィール変化は、先ず、カム12に接触するカムローラ26を介して第3アーム22に入力される。第3アーム22は、空間内の位置を固定された第2アーム20にピン結合されているので、入力されるカム12のプロフィール変化に応じてピン24を中心にして揺動する。第3アーム22の揺動運動は、選択ローラ28を介して第1アーム18の受動アーム181に入力される。受動アーム181の受動面181cは、ロストモーションスプリング30の付勢力によって常に選択ローラ28に押し付けられているので、受動アーム181は第3アーム22の揺動運動に応じて制御軸16を中心にして揺動する。これにより、受動アーム181と一体化された従動カム182も制御軸16を中心にして回動する。
With the configuration described above, the profile change of the
具体的には、先ず、カム軸10が図1に示す状態から時計回りに回転すると、カムローラ26のカム12上での接触位置は非作用面12aから作用面12bへと移っていく。相対的に第3アーム22はカム12によって押し下げられていき、受動アーム181は選択ローラ28によって押し下げられる。これにより、受動アーム181と一体の従動カム182は制御軸16を中心にして反時計回り方向に回動する。カム軸10がさらに回転し、カムローラ26のカム12上での接触位置が作用面12bの頂部を過ぎると、今度はロストモーションスプリング30による付勢力によって受動アーム181は上方に押し上げられていく。これにより、従動カム182は制御軸16を中心にして時計回り方向に回動する。
Specifically, first, when the
このように従動カム182が制御軸16を中心にして回動することで、従動カム182のロッカーローラ6との接触位置が変化することになる。ロッカーローラ6が非作用面182aに接触している場合には、非作用面182aは制御軸16の軸心から表面までの距離が一定であるので、その接触位置にかかわらずロッカーローラ6の空間内での位置は変化しない。したがって、ロッカーアーム4は揺動することがなく、バルブ2は一定位置に保持される。本可変動弁ユニット1では、ロッカーローラ6が非作用面182aに接触しているとき、バルブ2が閉弁状態になるように各部位の位置関係が調整されている。
As the driven
そして、従動カム182の反時計回り方向への回動により、ロッカーローラ6との接触位置が非作用面182aから作用面182bに切り換わると、ロッカーアーム4は作用面182bのプロフィール変化に応じて押し下げられ、油圧ラッシャアジャスタ8による支持点を中心に反時計回り方向へ揺動する。これにより、バルブ2はロッカーアーム4によって押し下げられ、開弁する。逆に、従動カム182の時計回り方向への回動により、ロッカーローラ6との接触位置が作用面182bから非作用面182aに切り換わるときには、バルブスプリングの付勢力によってバルブ2は押し戻され、閉弁する。以下、従動カム182上の非作用面182aから作用面182bに切り換わる位置をリフト開始位置という。
When the position of contact with the
バルブ2のリフトは、カムローラ26がカム12の作用面12bの頂部に接触したときに最大となり、その時点における従動カム182のロッカーローラ6との接触位置(以下、最終接触位置)によってリフト量が決まる。また、従動カム182のロッカーローラ6との接触位置がリフト開始位置を超えている期間(以下、リフト期間)が、バルブ2の作用角に対応する。上記の最終接触位置及びリフト期間は、カムローラ26がカム12の非作用面12aに接触しているときの、従動カム182のロッカーローラ6との接触位置(以下、初期接触位置)によって変化し、この初期接触位置はカム12、ロッカーアーム、第1アーム18、第2アーム20、及び第3アーム22の位置関係によって幾何学的に決まる。したがって、この位置関係を変更できれば、ロッカーアーム4の揺動量や揺動タイミングを変更し、バルブ2の作用角及びリフト量を変更することが可能になる。
The lift of the valve 2 becomes maximum when the cam roller 26 comes into contact with the top of the working
可変動弁ユニット1では、制御軸16の回転角度を調整可能にして第2アーム20の設置角度を可変にすることで、バルブ2の作用角及びリフト量の連続的な変更を実現している。つまり、制御軸16が回転すると、制御軸16に固定された第2アーム20も制御軸16の軸心を中心にして傾斜し、その傾斜角度に応じて先端のピン24とカム軸10との距離が変化する。このピン24とカム軸10との距離の変化に伴い、第3アーム22のカムローラ26は、カム12の周面に沿うようにカム軸10の周方向に移動する。図1に示す場合では、制御軸16が時計回り方向に回転し、ピン24とカム軸10との距離が遠くなったときには、カムローラ26はカム12の周囲を反時計回り方向、すなわち、カム12の回転方向に対して進角側に移動する。逆に制御軸16が反時計回り方向に回転し、ピン24とカム軸10との距離が近くなったときには、カムローラ26はカム12の周囲を時計回り方向、すなわち、カム12の回転方向に対して遅角側に移動する。
In the variable valve unit 1, the operating angle of the valve 2 and the lift amount are continuously changed by adjusting the rotation angle of the control shaft 16 and making the installation angle of the second arm 20 variable. . That is, when the control shaft 16 rotates, the second arm 20 fixed to the control shaft 16 also tilts about the axis of the control shaft 16, and the
ピン24とカムローラ26の位置が変化することで、第3アーム22の位置及び傾斜角度も変化し、その先端の選択ローラ28の位置も変わる。これにより、選択ローラ28に受動面181cを押し当てられている受動アーム181の傾斜角度が変化し、その結果、従動カム182の制御軸16回りの回転角度が変化して、従動カム182のロッカーローラ6との初期接触位置が変化する。図1に示す場合では、制御軸16が時計回り方向に回転すると、第3アーム22は時計回り方向に傾斜し、選択ローラ28は制御軸16の回りを反時計回り方向に移動する。その結果、従動カム182は受動アーム181の傾斜角度の変化に伴い制御軸16の回りを反時計回り方向に回動し、従動カム182のロッカーローラ6との初期接触位置は作用面182bから遠ざかる方向に変化する。逆に、制御軸16が反時計回り方向に回転すると、第3アーム22は反時計回り方向に傾斜し、選択ローラ28は制御軸16の回りを時計回り方向に移動する。その結果、従動カム182は制御軸16の回りを時計回り方向に回動し、初期接触位置は作用面182bに近づく方向に変化する。
By changing the positions of the
前述のように、ロッカーローラ6が到達できる作用面182b上の最終接触位置、及びロッカーローラ6がリフト開始位置を越えているリフト期間は、従動カム182のロッカーローラ6との初期接触位置によって決まる。初期接触位置が作用面182bから遠くなると、最終接触位置は非作用面182bに近くなってリフト期間も短くなる。その結果、バルブ2の開弁特性は小作用角・小リフト側に変化する。逆に、初期接触位置が作用面182bに近くなると、最終接触位置は非作用面182bから遠くなってリフト期間も長くなる。その結果、バルブ2の開弁特性は大作用角・大リフト側に変化する。
As described above, the final contact position on the working surface 182b that the
したがって、可変動弁ユニット1では、制御軸16が時計回り方向に回転することで、バルブ2の開弁特性は小作用角・小リフト側に変更される。同時にカムローラ26のカム12との接触位置がカム12の回転方向に対して進角側に移動することで、バルブタイミングは進角される。また、制御軸16が反時計回り方向に回転することで、バルブ2の開弁特性は大作用角・大リフト側に変更される。同時に、カムローラ26のカム12との接触位置がカム12の回転方向に対して遅角側に移動することで、バルブタイミングは遅角される。
Therefore, in the variable valve operating unit 1, the valve opening characteristic of the valve 2 is changed to the small operating angle / small lift side by rotating the control shaft 16 in the clockwise direction. At the same time, when the contact position of the cam roller 26 with the
次に、他方の気筒列(左側気筒列)に配置される可変動弁ユニットの特徴について、図2乃至図5を用いて説明する。図2は本実施形態の可変動弁装置をクランク軸の軸方向に見た側面図であり、図3は比較例としての可変動弁装置をクランク軸の軸方向に見た側面図である。図4は本実施形態の可変動弁装置において他方の気筒列に配置される可変動弁ユニットのバルブタイミングと作用角及びリフト量との関係を示す図であり、図5は比較例において他方の気筒列に配置される可変動弁ユニットのバルブタイミングと作用角及びリフト量との関係を示す図である。 Next, the characteristics of the variable valve unit arranged in the other cylinder row (left cylinder row) will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a side view of the variable valve device according to the present embodiment as viewed in the axial direction of the crankshaft. FIG. 3 is a side view of the variable valve device as a comparative example as viewed in the axial direction of the crankshaft. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the valve timing, the operating angle, and the lift amount of the variable valve unit arranged in the other cylinder row in the variable valve device of the present embodiment, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the valve timing of a variable valve unit arrange | positioned at a cylinder row | line | column, a working angle, and a lift amount.
まず、比較例では、図3に示すように、左右の可変動弁ユニット1A,1Cが左右対称に配置されている。右側の可変動弁ユニット1Aは上述した図1に示す可変動弁ユニット1であり、左側の可変動弁ユニット1Cは右側の可変動弁ユニット1Aを単に左右反転したものである。左側の可変動弁ユニット1Cでは、可変動弁ユニット1Aとは左右対称に制御軸16Cが反時計回り方向に回転することにより、バルブ2の開弁特性は小作用角・小リフト側に変更され、制御軸16Cが時計回り方向に回転することにより、バルブ2Cの開弁特性は大作用角・大リフト側に変更される。
First, in the comparative example, as shown in FIG. 3, the left and right
ただし、左右のカム軸10A,10Cの回転方向は左右対称ではなく、同一方向になっている。このため、左側の可変動弁ユニット1Cにおける、制御軸16Cの操作に伴うカムローラ26Cのカム12Cとの接触位置の移動方向とカム12Cの回転方向との関係は、次のように右側の可変動弁ユニット1Aにおける関係とは異なったものになる。右側の可変動弁ユニット1Aでは、図1を用いて説明したように、バルブ2Aの開弁特性を小作用角・小リフト側に変更すべく制御軸16Aを時計回り方向に回転させると、カムローラ26Aのカム12Aとの接触位置がカム12Aの回転方向に対して進角側に移動してバルブタイミングは進角される。これに対し、左側の可変動弁ユニット1Cでは、バルブ2Cの開弁特性を小作用角・小リフト側に変更すべく制御軸16Cを反時計回り方向に回転させると、カムローラ26Cのカム12Cとの接触位置がカム12Cの回転方向に対して遅角側に移動してバルブタイミングは遅角される。バルブ2A,2Cの開弁特性を大作用角・大リフト側に変更する場合も同様であり、右側の可変動弁ユニット1Aではバルブタイミングは遅角されるのに対し、左側の可変動弁ユニット1Cではバルブタイミングは進角される。つまり比較例の可変動弁装置では、図5に示すように、バルブ2Cの開弁特性が小作用角・小リフト側に変更されるときにはバルブタイミングは遅角され、バルブ2Cの開弁特性が大作用角・大リフト側に変更されるときにはバルブタイミングは進角されることになる。
However, the rotational directions of the left and
以上のように、左右の可変動弁ユニット1A,1Cを左右対称形に構成した場合には、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向が気筒列間で逆方向となってしまう。これに対し、本実施形態の可変動弁装置では、図2に示すような構成の可変動弁ユニット1Bを他方の気筒列に配置することで、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向が気筒列間で同一方向とすることを可能にしている。以下では、左右の可変動弁ユニット1A,1Bの構成上の相違点を中心に説明する。
As described above, when the left and right
左右の可変動弁ユニット1A,1Bを比較したとき、バルブ2A,2B、ロッカーアーム4A,4B、及び油圧ラッシャアジャスタ8A,8Bからなる動弁系と、カム軸10A,10Bとは、左右の可変動弁ユニット1A,1B間で左右対称に配置されている。ただし、カム軸10A,10Bの回転方向は左右対称ではなく互いに同一方向に設定されている。また、連動機構(動力伝達機構)14A,14Bは、左右の可変動弁ユニット1A,1B間で左右対称には配置されておらず、左右の可変動弁ユニット1A,1Bの中間を通るカム軸10A,10Bと平行な仮想軸Lに関してほぼ軸対称に配置されている。
When the left and right
左側可変動弁ユニット1Bの連動機構14Bは、右側可変動弁ユニット1Aの連動機構14Aと同様に、第1アーム18B、第2アーム20B、及び第3アーム22Bの三つのアームと制御軸16Bとから構成されている。このうち、第2アーム20B、第3アーム22B、及び制御軸16Bについては、右側可変動弁ユニット1Aのものと同構造を有している。ただし、制御軸16Bに対する第2アーム20Bと第3アーム22Bとの位置関係は右側可変動弁ユニット1Aのものとは異なり、前述のように仮想軸Lに関してほぼ軸対称になっている。すなわち、第2アーム20Bは制御軸16Bから下方に突出した状態で空間内の位置を固定され、第3アーム22Bは第2アーム20Bにピン24Bによって回転自在に連結され、先端を斜め上方に上げた状態で制御軸16Bとカム12Bとの間に配置されている。また、第3アーム22Bの中間部にはカムローラ26Bが回転自在に取り付けられており、カム12Bはこのカムローラ26Bに接触している。
Similarly to the
左側可変動弁ユニット1Bの連動機構14Bにおいて右側可変動弁ユニット1Aのものと大きく異なるのが、第1アーム18Bの構造である。第1アーム18Bは受動アーム181Bと従動カム182Bとから構成され、従動カム182Bは制御軸16Bに回転自在に支持された状態でロッカーアーム4Bのロッカーローラ6Bに接触している。従動カム182Bのカムプロフィールは右側可変動弁ユニット1Aのものとは異なり、右側可変動弁ユニット1Aの従動カム182Aでは非作用面182Aaに対して内側(エンジン中央側)に作用面182Abが形成されているのに対し、従動カム182Bでは非作用面182Baに対して外側に作用面182Bbが形成されている。また、従動カム182Bに対する受動アーム181Bの固定角度も右側可変動弁ユニット1Aのものとは異なり、受動アーム181Bはその受動面181Bcを垂直に向けた状態で従動カム182Bに固定されている。受動アーム181Bは図示しないロストモーションスプリングの付勢力によって受動面181Bcを第3アーム22Bの選択ローラ28Bに押し付けられている。
The
上記のような構成により、可変動弁ユニット1Bでは、カム軸10Bの回転に伴うカム12Bのプロフィール変化は、先ず、カム12Bに接触するカムローラ26Bを介して第3アーム22Bに入力される。第3アーム22Bは、入力されるカム12Bのプロフィール変化に応じてピン24Bを中心にして揺動し、第3アーム22Bの揺動運動は選択ローラ28Bを介して第1アーム18Bの受動アーム181Bに入力される。受動アーム181Bの受動面181Bcは、ロストモーションスプリングの付勢力によって常に選択ローラ28Bに押し付けられているので、受動アーム181Bは第3アーム22Bの揺動運動に応じて制御軸16Bを中心にして揺動する。これにより、受動アーム181Bと一体化された従動カム182Bも制御軸16Bを中心にして回動することとなり、ロッカーローラ6Bの従動カム182B上での接触位置の変化に応じてロッカーアーム4Bが揺動し、バルブ4Bが開閉する。
With the configuration as described above, in the
可変動弁ユニット1Bでは、可変動弁ユニット1Aと同様、制御軸16Bの回転角度を変化させることでバルブ2Bの作用角及びリフト量を変更することができる。図2に示す場合では、制御軸16Bが時計回り方向に回転したときには、カムローラ26Bはカム12Bの周囲を反時計回り方向、すなわち、カム12の回転方向に対して進角側に移動する。逆に制御軸16Bが反時計回り方向に回転しときには、カムローラ26Bはカム12Bの周囲を時計回り方向、すなわち、カム12の回転方向に対して遅角側に移動する。
In the
そして、図2に示す場合では、制御軸16Bが時計回り方向に回転すると、選択ローラ28Bも制御軸16Bの回りを時計回り方向に移動し、選択ローラ28Bに押し付けられている受動アーム181Bも制御軸16Bの回りを時計回り方向に回動する。その結果、従動カム182Bは受動アーム181Bとともに制御軸16Bの回りを時計回り方向に回動し、従動カム182Bのロッカーローラ6との初期接触位置は作用面182Bbから遠ざかる方向に変化する。これにより、バルブ2Bの開弁特性は小作用角・小リフト側に変化する。逆に、制御軸16Bが反時計回り方向に回転すると、選択ローラ28Bも制御軸16Bの回りを反時計回り方向に移動、選択ローラ28Bに押し付けられている受動アーム181Bも制御軸16Bの回りを反時計回り方向に回動する。その結果、従動カム182Bは制御軸16Bの回りを反時計回り方向に回動し、初期接触位置は作用面182Bbに近づく方向に変化する。これにより、バルブ2Bの開弁特性は大作用角・大リフト側に変化する。
In the case shown in FIG. 2, when the
したがって、可変動弁ユニット1Bでは、制御軸16Bが時計回り方向に回転することで、バルブ2Bの開弁特性は小作用角・小リフト側に変更される。また、これと同時にカムローラ26Bのカム12Bとの接触位置がカム12Bの回転方向に対して進角側に移動することで、バルブタイミングは進角される。制御軸16Bが反時計回り方向に回転する場合には、バルブ2Bの開弁特性は大作用角・大リフト側に変更される。また、これと同時にカムローラ26Bのカム12Bとの接触位置がカム12Bの回転方向に対して遅角側に移動することで、バルブタイミングは遅角される。つまり、可変動弁ユニット1Bによれば、図4に示すように、バルブ2Bの開弁特性が小作用角・小リフト側に変更されるときにはバルブタイミングを進角することができ、バルブ2Bの開弁特性が大作用角・大リフト側に変更されるときにはバルブタイミングを遅角することができる。
Therefore, in the
このように、本実施形態の可変動弁装置によれば、作用角変更に伴うバルブタイミングの変化方向を左側の可変動弁ユニット1Bと右側の可変動弁ユニット1Aとで同一方向とすることができる。これにより、左右気筒間のバルブタイミングの位相差をなくすことができ、バルブタイミング可変機構(図示略)によってバルブタイミングを可変制御する際の制御性を向上させることができる。バルブタイミング可変機構はクランク軸(図示略)に対するカム軸10A,10Bの位相を可変制御することでバルブタイミングを調整する装置であり、左右気筒のそれぞれに設けられている。本実施形態の可変動弁装置をエンジンにバルブタイミング可変機構が搭載されたV型エンジンに適用する場合には、左右のバルブタイミング可変機構で共通の制御ロジックを用いることができる。
Thus, according to the variable valve operating apparatus of the present embodiment, the change direction of the valve timing accompanying the change in the operating angle can be the same in the left
また、吸気バルブでは、バルブの作用角を変更する場合、開弁タイミングを変えずに閉弁タイミングを変化させることで作用角を変更することが好ましい。本実施形態の可変動弁装置によれば、図4に示すように、バルブの作用角が小作用角側に変更されるときにはバルブタイミングが進角するようになっているので、作用角変更に伴う開弁タイミングの変化を少なくすることができる。したがって、バルブタイミング可変機構によってバルブタイミング(開弁タイミング)を調整する場合の調整量は少なくてすみ、制御の遅れを防止することができる。 In the intake valve, when changing the valve operating angle, it is preferable to change the valve closing timing without changing the valve opening timing. According to the variable valve operating apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 4, when the valve operating angle is changed to the small operating angle side, the valve timing is advanced. A change in the valve opening timing can be reduced. Therefore, the amount of adjustment when adjusting the valve timing (valve opening timing) by the variable valve timing mechanism can be small, and control delay can be prevented.
その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、本発明の可変動弁装置をV型エンジンに搭載しているが、カム軸の回転方向が気筒列間で同一方向となる二つの気筒列を有するエンジンであれば、他の形式のエンジンにも適用することができる。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the variable valve device of the present invention is mounted on a V-type engine. However, the engine has two cylinder rows in which the rotation direction of the camshaft is the same between the cylinder rows. For example, it can be applied to other types of engines.
1,1A, 可変動弁ユニット(右側)
1B,1C 可変動弁ユニット(左側)
2,2A,2B バルブ
4,4A,4B ロッカーアーム
6,6A,6B ロッカーローラ
8,8A,8B 油圧ラッシャアジャスタ
10,10A,10B カム軸
12,12A,12B カム
12a 非作用面
12b 作用面
14,14A,14B 連動機構
16,16A,16B 制御軸
18,18A,18B 第1アーム
181,181A,181B 受動アーム
181a アーム部
181b アーム部
181c,181Ac,181Bc 受動面
182,182A,182B 従動カム
182a,182Aa,182Ba 非作用面
182b,182Ab,182Bb 作用面
20,20A,20B 第2アーム
22,22A,22B 第3アーム
24,24A,24B ピン
26,26A,26B カムローラ
28,28A,28B 選択ローラ
30 ロストモーションスプリング
1,1A, variable valve unit (right side)
1B, 1C Variable valve unit (left side)
2, 2A,
Claims (3)
前記カム軸に設けられるカムに接触し前記カムの回転に連動して変位する入力部材を有し、前記入力部材の位置の変化をバルブに伝達して前記バルブを開閉運動させる動力伝達機構と、
前記入力部材の前記カムとの当接位置を変化させることで、前記カムの回転と前記バルブの開閉運動との連動状態を変化させ前記バルブの作用角を変更する可変手段と、を前記二つの気筒列のそれぞれに備え、
前記動力伝達機構は、前記バルブの作用角が変更される際の前記入力部材の前記カムとの当接位置の変化方向が前記カムの回転方向に対して前記二つの気筒列間で同一方向となるよう配置されていることを特徴とする可変動弁装置。 In a variable valve operating system for an engine having two cylinder rows in which the rotation direction of the camshaft is the same direction between the cylinder rows,
A power transmission mechanism that has an input member that contacts a cam provided on the cam shaft and displaces in conjunction with rotation of the cam, and transmits a change in the position of the input member to the valve to open and close the valve;
Changing the contact position of the input member with the cam to change the interlocking state between the rotation of the cam and the opening and closing movement of the valve, and changing the operating angle of the valve; In preparation for each cylinder row,
In the power transmission mechanism, the change direction of the contact position of the input member with the cam when the operating angle of the valve is changed is the same direction between the two cylinder rows with respect to the rotation direction of the cam. It is arranged so that it may become. Variable valve operating device characterized by things.
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