JP4161522B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
極めて薄い燃料濃度にて燃焼可能な内燃機関として筒内噴射式内燃機関が知られている。この筒内噴射式内燃機関は、圧縮行程末期に燃料を燃焼室内に噴射することにより、層状の可燃性混合気を発生させて燃焼させる成層燃焼を実行することができるものである。このように成層燃焼を実現するためには高圧の燃焼室内に燃料を噴射しなくてはならないため、高圧燃料ポンプにより高圧燃料を発生させる必要がある。
【0003】
このような燃料ポンプとしては、例えば、加圧室から燃料を溢流させるためのスピル弁を備え、スピル弁の閉弁タイミングを調整することにより、高圧燃料通路に吐出する高圧燃料を調量する、いわゆるスピル方式の調量型高圧燃料ポンプが知られている(特開平10−176508号公報)。
【0004】
この燃料ポンプでは加圧室内に燃料を吸入する吸入行程と、加圧室内の容積を圧縮して燃料を加圧する加圧行程とを実現するために、加圧室に対して往復運動するプランジャを設けている。このプランジャは、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するバルブカムを有するカムシャフトに、ポンプカムを設け、カムシャフトの回転に応じて、加圧室内にて往復動させている。そして、スピル弁は、加圧行程にて閉じることにより、加圧室内の燃料を高圧化し、この高圧燃料にてチェック弁を押し開かせ、高圧燃料通路に高圧燃料を吐出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高圧燃料を高圧燃料通路側へ吐出するためにスピル弁を閉じた場合に、加圧室内の燃料の急激な昇圧により、プランジャ端面に発生する衝撃力がポンプカムを介してカムシャフトに伝達される。このことにより、カムシャフトは燃料ポンプとは反対方向の衝撃力を受けることになる。したがって、カムシャフトが軸受と衝突して打音が発生し、燃料ポンプの駆動に伴う作動音が大きなものとなる。
【0006】
特にアイドル運転などの機関低負荷時においては、内燃機関自体の作動音が小さいので、燃料ポンプの作動音が相対的に大きくなるおそれがある。
本発明は、燃料ポンプを駆動するカムシャフトと軸受との衝突を弱めることにより、燃料ポンプの作動音を抑制することが可能な内燃機関の動弁装置の提供を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項1記載の内燃機関の動弁装置は、内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力が、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において最大または最大近傍になる様、変動するように、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備えたことを特徴とする。
【0008】
抗力機構は、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることにより、カムシャフトに対する抗力を発生または強めるものである。そして、この抗力は、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力である。更に、この抗力を発生または強めている期間には、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が含まれている。
【0009】
このため、スピル弁を閉じた場合に加圧室内の燃料の急激な昇圧によりカムシャフトは燃料ポンプとは反対方向の衝撃力を受けることになるが、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相においては、上記抗力が発生あるいは強まっている状態にあることにより燃料ポンプを駆動するカムシャフトと軸受との衝突を弱めることができる。このため、カムシャフトと軸受との衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、燃料ポンプの作動音を抑制することができる。
【0011】
このように機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相で、抗力機構の抗力が最大または最大近傍の力となることにより、機関低負荷時において、カムシャフトと軸受との衝突を効果的に弱めることができる。このため、燃料ポンプの作動音を一層抑制することができる。
【0012】
請求項2記載の内燃機関の動弁装置は、内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力を、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備え、前記抗力機構は、カムシャフトに形成されたダミーカムと、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において前記ダミーカムを介してカムシャフト側からの押圧が発生あるいは強められているダミーリフタとを備えることにより前記抗力を変動させることを特徴とする。
【0013】
抗力機構としては、ダミーカムとダミーリフタとを備えた構成とすることができる。ダミーカムは、カムシャフトに形成され、ダミーリフタをカムシャフトの回転に応じて押圧を発生あるいは押圧を強めるものである。この押圧の発生あるいは強めている期間には、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が含まれている。
【0014】
このようなダミーカムとダミーリフタとによる簡易な構成で、容易に上記抗力を実現し、この抗力により燃料ポンプを駆動するカムシャフトと軸受との衝突を弱めることができ、燃料ポンプの作動音を抑制することができる。
【0018】
請求項3記載の内燃機関の動弁装置は、請求項2記載の構成において、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相で、前記ダミーリフタが最大または最大近傍のリフト量となることを特徴とする。
【0019】
このように機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相にて、ダミーリフタが最大または最大近傍のリフト量となることで、抗力機構の抗力が最大または最大近傍の力となる。このことにより、機関低負荷時において、カムシャフトと軸受との衝突を効果的に弱めることができ、燃料ポンプの作動音を一層抑制することができる。
【0020】
請求項4記載の内燃機関の動弁装置は、内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力を、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備え、燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が1回転につき複数存在し、一部の前記カムシャフト回転位相については前記抗力機構の抗力を発生または強めさせ、他の前記カムシャフト回転位相については前記動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力を発生または強めさせていることを特徴とする。
【0021】
カムシャフト1回転について、燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が複数存在する場合がある。このような場合は、一部のカムシャフト回転位相については前述したごとく抗力機構の抗力に担当させ、他のカムシャフト回転位相については動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力に担当させる構成としても良い。
【0022】
このことにより、燃料ポンプの作動音を抑制することができるとともに、抗力機構の耐久性を高めることができる。
請求項5記載の内燃機関の動弁装置は、請求項4記載の構成において、前記抗力機構は、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において前記ポンプカムを介してカムシャフト側からの押圧が発生あるいは強められているダミーリフタを備えたことを特徴とする。
抗力機構としては、ダミーカムでなく、ポンプカムとダミーリフタとの組み合わせにより実現しても良い。この場合、ポンプカムがダミーリフタに対して押圧の発生あるいは押圧を強めている期間は、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相を含んでいる。
このようなポンプカムとダミーリフタとによる簡易な構成で、容易に上記抗力を実現し、この抗力により燃料ポンプを駆動するカムシャフトと軸受との衝突を弱めることができ、燃料ポンプの作動音を抑制することができる。
請求項6記載の内燃機関の動弁装置は、請求項1〜3のいずれか記載の構成において、前記抗力機構の抗力と前記動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力との合力を、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力としていることを特徴とする。
【0023】
このように単に抗力機構の抗力を単独で、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力として用いるのではなく、抗力機構の抗力と動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力との合力を用いても良い。
【0024】
このことにより、燃料ポンプの作動音を抑制することができるとともに、抗力機構の耐久性を高めることができる。
請求項7記載の内燃機関の動弁装置は、請求項1〜6のいずれか記載の構成において、前記燃料ポンプは、前記ポンプカムの回転に応じて加圧行程と吸入行程とを繰り返す加圧室と、加圧室内の燃料を低圧側に溢流させるスピル弁とを備え、加圧行程時でのスピル弁の閉弁タイミング調整により高圧燃料通路への吐出燃料を調量することを特徴とする。
【0025】
このようなスピル弁を設け、その閉弁により燃料を吐出するタイプの燃料ポンプにおいては、燃料加圧開始がなされる際にカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力が大きい。このため、カムシャフトと軸受との衝突による打音の低減がより効果的となり、燃料ポンプの作動音を一層効果的に抑制することができる。
請求項8記載の内燃機関の動弁装置は、請求項1〜7のいずれか記載の構成において、前記カムシャフトの前記衝撃力が加わる部分に潤滑油を供給する潤滑油路を形成したことを特徴とする。
このことにより、カムシャフトの衝撃力が加わる部分においては十分に厚い潤滑油膜が形成されるので、油膜により衝撃力を弱めることが可能となる。このため、燃料ポンプの騒音を抑制すると共に、カムシャフトの耐久性を高めることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は本発明が適用される実施の形態1としての筒内噴射式ガソリンエンジンの要部を示す概略構成図である。
【0027】
内燃機関としての直列6気筒エンジン(以下、エンジンと略す)2は、シリンダブロック4、このシリンダブロック4の上側に固定されたシリンダヘッド6、およびシリンダヘッド6の上部を覆うヘッドカバー8を有している。エンジン2は、シリンダブロック4内に直列に配置された6つのシリンダ9を備えており、このシリンダ9の内部にはピストン10が往復動可能に設けられている。ピストン10はコンロッド12を介してクランクシャフト14に連結されている。なお、本実施の形態1では、6つのシリンダ9を備えた直列6気筒エンジン2を例示しているが、図1では便宜上、その内の1つのシリンダ9のみを示し、他は図示を略している。
【0028】
燃焼室16は、シリンダ9の内周壁とピストン10およびシリンダヘッド6により囲まれた空間により形成されている。図2の水平断面図に示すごとく、シリンダヘッド6には、各シリンダ9に対応して、点火プラグ17が設けられている。各点火プラグ17は、各シリンダ9に設けられたイグナイタ内蔵イグニッションコイル(図示略)に接続されており、このイグニッションコイルから点火タイミングに応じて直接二次電流を供給されている。
【0029】
エンジン2は4バルブエンジンであるので、シリンダヘッド6には各シリンダ9に対応して一対の吸気バルブ18と一対の排気バルブ20とが設けられている。これら各バルブ18,20によって燃焼室16に通じる一対の吸気ポート18a,18bおよび一対の排気ポート20a,20bが開閉される。
【0030】
また、シリンダヘッド6には、燃料分配管22(図1)が取り付けられている。この燃料分配管22には6つのシリンダ9に対応して6つの燃料噴射弁24(図2)が接続されている。これら燃料噴射弁24は各燃焼室16内に直接燃料を噴射できるようにシリンダヘッド6に取り付けられている。そして、これら各燃料噴射弁24により燃料分配管22内の燃料が、エンジン2の運転状態に応じた噴射タイミングおよび噴射量にて各燃焼室16内に直接噴射される。
【0031】
シリンダヘッド6には吸気カムシャフト26および排気カムシャフト28が平行に配置されて、それぞれ回転可能に支持されている。これら各カムシャフト26,28には、その軸方向に間隔を置いて一対のバルブカム30,32が複数組(本実施の形態1では6組)形成されている。各バルブカム30,32には吸気バルブ18および排気バルブ20のバルブリフタ18c,20cが当接されている。このことにより、吸気カムシャフト26および排気カムシャフト28の回転に応じて吸気バルブ18および排気バルブ20が駆動して、吸気ポートおよび排気ポートを開閉動作する。なお、排気カムシャフト28の後端側には、排気バルブ20のバルブリフタ20cを駆動する排気用バルブカム32のみでなく、ダミーカム33と後述するポンプカム52が設けられている。
【0032】
なおダミーカム33は図3に示すごとく、シリンダヘッド6上に設けられた摺動孔6a内にダミーカム33方向に対して摺動可能に配置されているダミーリフタ6bをリフトするために設けられている。ダミーリフタ6bは摺動孔6aとの間に圧縮状のスプリング6cを備えることで、ダミーカム33に向けて付勢されている。したがって、排気カムシャフト28が回転するとダミーカム33のノーズ33aの位相により、図3(A)に示すごとくダミーリフタ6bが摺動孔6a内に最も押し込まれた最大リフト量状態と、図3(B)に示すごとくダミーリフタ6bが摺動孔6aから最も外部に押し出された最小リフト量状態との間の状態を繰り返す。なお、摺動孔6aは空気孔6fにより外部と連通されている。
【0033】
各カムシャフト26,28の先端側にはカムプーリ34,36が一体に取り付けられ、クランクシャフト14の先端側にはクランクプーリ38がそれぞれ一体に取り付けられている。これらカムプーリ34,36およびクランクプーリ38間にはタイミングベルト40が掛け渡されている。したがって、クランクシャフト14の回転力はクランクプーリ38、タイミングベルト40およびカムプーリ34,36を介して各カムシャフト26,28に伝達される。なお、エンジン2の一連の行程(吸入、圧縮、燃焼・爆発、排気行程)において、クランクシャフト14は2回転(720°CA)し、各カムシャフト26,28はそれぞれ1回転する。
【0034】
シリンダヘッド6の上部のヘッドカバー8に取り付けられている高圧燃料ポンプ50は燃料を高圧に加圧するためのものであり、内部のプランジャに接続しているリフタ50bは、スプリング等の付勢力によりエンジン2の排気カムシャフト28に設けられた楕円状のポンプカム52に圧接されている。このため、排気カムシャフト28の回転に伴ってポンプカム52が回転することで、燃料タンク54から低圧フィードポンプ54aにより汲み出された燃料が高圧燃料ポンプ50から燃料分配管22へ圧送される。この時、燃料分配管22に設けられた燃圧センサ22aの出力に基づいて電子制御ユニット(以下、「ECU」と称する)56により電磁スピル弁50aの閉弁タイミングが制御される。このことにより、必要な燃料量が高圧燃料として燃料分配管22へ圧送される。そして、このような処理が繰り返されることにより、高圧燃料ポンプ50から燃料分配管22へ適切な燃料圧送が行われて燃料分配管22内の燃料の圧力が規定圧力に維持される。そして、ECU56は燃料分配管22内に蓄積された規定圧力の高圧燃料を用いて、エンジン2の運転状態に応じた適切なタイミングおよび期間にて燃料噴射弁24を開弁させることで、各燃焼室16内の燃焼状態を好適に制御している。
【0035】
ここで、図4はピストン10における頂面部分の平面図、図5は図2におけるX−X断面図、図6は図2におけるY−Y断面図である。図示されるごとく、ピストン10の頂面上には燃料噴射弁24の下方から点火プラグ17の下方まで延びるドーム形の輪郭形状を有する凹部10aが形成されている。
【0036】
図2に示したごとく、各シリンダ9の第1吸気ポート18aおよび第2吸気ポート18bの内、第2吸気ポート18bに対してはサージタンク58との間に旋回流制御弁60がそれぞれ配置されている。これらの旋回流制御弁60は共通のシャフト60aを介して旋回流制御弁用アクチュエータ62に連結されている。この旋回流制御弁用アクチュエータ62はECU56の出力信号に基づいて制御される。例えば、均質燃焼の場合には旋回流制御弁60を閉じて燃焼室16内に旋回流を生じさせるように制御され、成層燃焼の場合には旋回流制御弁60を開けて燃焼室16内に旋回流を生じさせないように制御される。
【0037】
サージタンク58は、図1に示した吸気管64を介してエアクリーナ(図示略)側から外気を導入している。吸気管64内にはモータ(DCモータまたはステップモータ)66によって駆動されるスロットル弁68が配置され、アクセル開度およびエンジン2の運転状態に応じてスロットル開度が調整される。
【0038】
なお、ECU56はマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン2の運転状態を各種センサ類の検出信号に基づいて検出し、各種アクチュエータを駆動する制御を行う。
【0039】
次に、高圧燃料ポンプ50を中心とする燃料供給系統の構成を図7に示す。図示するごとく、シリンダヘッド6に設けられた燃料分配管22は、各燃料噴射弁24に接続している。混合気を燃焼室16内に形成する際には、燃料分配管22から供給された燃料を燃料噴射弁24から直接各燃焼室16内に噴射する。例えば、均質燃焼を実行する場合には、エンジン2の吸気行程時に燃焼室16内に燃料を噴射し、成層燃焼を実行する場合には、エンジン2の圧縮行程末期に燃焼室16内に燃料を噴射する。
【0040】
燃料噴射弁24に燃料を分配している燃料分配管22は高圧燃料通路70を介して高圧燃料ポンプ50に接続されている。なお高圧燃料通路70には、燃料分配管22から高圧燃料ポンプ50側に燃料が逆流することを規制するチェック弁72が設けられている。高圧燃料ポンプ50には、低圧燃料通路74を介して燃料タンク54内に設けられた低圧フィードポンプ54aが接続されている。
【0041】
低圧フィードポンプ54aは、燃料タンク54内の燃料を吸引し、フィルタ54b、プレッシャレギュレータ54cおよび低圧燃料通路74を介して高圧燃料ポンプ50のギャラリ50cに燃料を送出する。
【0042】
高圧燃料ポンプ50に設けられたプランジャ50dは、排気カムシャフト28に設けられたポンプカム52の回転により、シリンダ50e内で往復動される。このプランジャ50dの往復動により、高圧ポンプ室50fの容積が増大する吸入行程では、高圧ポンプ室50f内に低圧燃料通路74側からギャラリ50cおよび電磁スピル弁50aを介して燃料を吸入する。そして、高圧ポンプ室50fの容積が減少する加圧行程では、高圧ポンプ室50fにて加圧した燃料を後述するごとく必要なタイミングでチェック弁72および高圧燃料通路70を介して燃料分配管22へ圧送している。
【0043】
高圧燃料ポンプ50は、内部に電磁スピル弁50aが設けられている。この電磁スピル弁50aは、ギャラリ50cと高圧ポンプ室50fとの間の連通遮断を行う開閉弁である。電磁スピル弁50aが開弁している場合には、ギャラリ50cと高圧ポンプ室50fとは連通している。このため、高圧ポンプ室50f内に吸入された燃料は、加圧行程となってもギャラリ50cへ溢流してしまう。したがって、燃料はチェック弁72および高圧燃料通路70を介して燃料分配管22側に圧送されることはなく、ギャラリ50cを介して低圧燃料通路74側に戻される。
【0044】
これに対して、加圧行程にて電磁スピル弁50aが閉弁した場合には、ギャラリ50cと高圧ポンプ室50fとは遮断される。この時、高圧ポンプ室50f内の燃料はギャラリ50c側へ溢流することはなく、急激に高圧化されてチェック弁72を押し開き、高圧燃料通路70を介して燃料分配管22側へ圧送される。
【0045】
ECU56は、燃料分配管22に取り付けられた燃圧センサ22aにて検出された燃料圧力とECU56により別途制御される燃料噴射量とを参照して、前述した電磁スピル弁50aの開閉弁タイミングを制御する。すなわち、図8に示すごとく、電磁スピル弁50aに対して、0〜100%のデューティ信号を出力することにより、その吐出量を調整する。例えば、エンジン2が高負荷である場合には、図示デューティDhのごとくに高デューティを設定し、アイドル時などの低負荷である場合には、デューティDlのごとくに低デューティを設定する。
【0046】
このことにより、ECU56は、高圧燃料ポンプ50から燃料分配管22に加圧圧送される燃料量を調節し、燃料分配管22内の燃料圧力を必要な圧力に調節することができる。
【0047】
なお、燃料分配管22にはリリーフ弁76を備えた排出経路78が接続されている。燃料分配管22に過剰な燃料が供給されることで燃料分配管22内の燃料圧力が必要な圧力より高くなると、リリーフ弁76が開弁して排出経路78側へ燃料を排出して、燃料分配管22内の燃料圧力を維持する。排出経路78側へ排出された燃料はギャラリ50c側へ戻される。このように本燃料供給系統は、燃料分配管22での過剰な燃料が燃料タンク54に戻されることがないリターンレスの燃料供給システムとして形成されている。このリターンレスの燃料供給システムにおいては、排出経路78から低圧燃料通路74にかけての燃料圧力がプレッシャレギュレータ54cにより調圧されており、燃料分配管22から排出経路78へ燃料が戻される場合には、低圧燃料通路74内に存在する燃料の内で、プレッシャレギュレータ54c近傍に存在する燃料、すなわち低圧フィードポンプ54aから汲み上げられたばかりの燃料が、プレッシャレギュレータ54cから燃料タンク54内に戻される。こうして、排出経路78から低圧燃料通路74にかけての低圧系の燃料圧力上昇が防止されるとともに、燃料タンク54内に戻される燃料は、燃料タンク54から汲み上げられたばかりの燃料であるので、燃料タンク54内の温度上昇を防止することができる。
【0048】
ここで、ポンプカム52に対して、同一の排気カムシャフト28に隣接して配置されている排気用バルブカム32と、ダミーカム33との取り付け状態を図9に示す。
【0049】
図示するごとく、ポンプカム52は楕円形を成し、排気カムシャフト28の回転角に対して180°異なる位置に2つのノーズ52a,52bを形成している。2つの排気用バルブカム32は同じ位相にそれぞれ1つのノーズ32aを有している。また、ダミーカム33は1つのノーズ33aを有している。これらノーズ32a,33a,52a,52bはそれぞれ最大のリフト量を実現する位相となっている。なお、ポンプカム52の両側の排気カムシャフト28部分はジャーナル28a,28bとして形成されている。ジャーナル28a,28bは、シリンダヘッド6から突出する軸受6dとカムシャフトベアリングキャップ6eとにより回転可能に支持されている。
【0050】
排気用バルブカム32のノーズ32aの位相は、ポンプカム52の一方のノーズ52aの位相とは排気カムシャフト28を中心としてほぼ反対側に配置されている。また、ダミーカム33のノーズ33aの位相は、ポンプカム52の他方のノーズ52bの位相とは排気カムシャフト28を中心としてほぼ反対側に配置されている。詳細には、排気用バルブカム32のノーズ32aの位相は、図8に示したごとく、アイドル時などのように機関低負荷時に設定されるデューティDlによる電磁スピル弁50aの一方の閉弁位相θ1にて、最大リフト量となるように設定してある。また、ダミーカム33のノーズ33aの位相は、同じくデューティDlによる電磁スピル弁50aの他方の閉弁位相θ2にて、最大リフト量となるように設定してある。
【0051】
上述した構成において、ダミーカム33、摺動孔6a、ダミーリフタ6bおよびスプリング6cが抗力機構に相当する。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
【0052】
(イ).図8に示すごとく、機関低負荷時にて高圧燃料ポンプ50の電磁スピル弁50aが閉じる位相θ1,θ2では、機関低負荷時においては高圧ポンプ室50f内の燃料圧力が急速に上昇する。この内、一方の位相θ1では、ポンプカム52のノーズ52aによりリフト量が増加しつつあるプランジャ50dの移動抵抗が急峻に大きくなり、ポンプカム52は高圧燃料ポンプ50のリフタ50b側から大きな衝撃力(図9:Fp)を受けることになる。この衝撃力はジャーナル28a,28bを軸受6dへ打ち付ける方向の力である。
【0053】
しかし、この位相θ1は、排気用バルブカム32による排気バルブ20のバルブリフタ20cを最大のリフト量とする位相である。このため、位相θ1では、排気カムシャフト28が2つの排気バルブ20のバルブスプリングから受ける反力(図9:Fv)が最大のものとなっている。したがって、位相θ1において高圧燃料ポンプ50のリフタ50b側から受ける大きな衝撃力Fpによるジャーナル28a,28bと軸受6dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0054】
更に、位相θ2については、ダミーカム33によるダミーリフタ6bを最大のリフト量とする位相である。このことにより、ダミーリフタ6bを付勢するスプリング6cから受ける反力として得られる抗力(図9:Fd)が最大のものとなっている。したがって、位相θ2においても高圧燃料ポンプ50のリフタ50b側から受ける大きな衝撃力Fpによるジャーナル28a,28bと軸受6dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0055】
このように高圧燃料ポンプ50側からの衝撃が生じる2つの位相θ1,θ2において、衝撃力に抗する力を、バルブリフタ20c側とダミーリフタ6b側とから得られる。このため、全体としてもジャーナル28a,28bと軸受6dとの衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、高圧燃料ポンプ50の作動音を効果的に抑制することができる。
【0056】
そして、特に、アイドル時のような機関低負荷にて高圧燃料ポンプ50からの衝撃を減少させていることから、他のエンジン騒音に比較して相対的に高圧燃料ポンプ50の騒音が大きくなる機関低負荷時において効果的に高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0057】
(ロ).抗力機構を、ダミーカム33、摺動孔6a、ダミーリフタ6bおよびスプリング6cにより構成している。ダミーカム33は排気カムシャフト28に設けられ、ダミーリフタ6bおよびスプリング6cはシリンダヘッド6に形成された摺動孔6a内にダミーカム33に対向する位置に配置されている。このことにより、ダミーカム33は、ダミーリフタ6bを排気カムシャフト28の回転に応じて押圧力を弱めたり強めたりして押圧している。すなわち、図3(A)の状態では、最大リフトとなり最も押圧力が強くなり排気カムシャフト28が受ける抗力も最大となる。また、図3(B)の状態では、最小リフトとなり最も押圧力が弱くなり排気カムシャフト28が受ける抗力も最小となる。
【0058】
したがって、このような簡易な構成で、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト28が受ける衝撃力に対する抗力を、図3(A)の状態にして容易に強めるようにすることができ、高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0059】
(ハ).本実施の形態1では、排気カムシャフト28の1回転について、高圧燃料ポンプ50の燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が2つ存在する。そして一方の位相θ1では、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト28が受ける衝撃力には排気用バルブカム32による排気バルブ20のバルブリフタ20cのリフトにより生じる反力にて対向している。他方の位相θ2では、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト28が受ける衝撃力にはダミーカム33によるダミーリフタ6bのリフト量の増加により強まる抗力にて対向している。
【0060】
このように排気カムシャフト28の1回転に生じる2回の高圧燃料ポンプ50からの衝撃力に対して、排気用バルブカム32とダミーカム33とが分担して対抗しているので、燃料ポンプの作動音を抑制することができるとともに、抗力機構の耐久性を高めることができる。
【0061】
[実施の形態2]
図10の斜視図および図11の配置図に示すごとく、本実施の形態2が前記実施の形態1と異なるのは、ダミーカムが用いられていない点である。そして、ダミーリフタ106bはポンプカム152に対して、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bとは反対側から当接している。また、排気用バルブカム132のノーズ132aの位相は、ポンプカム152のノーズ152a,152bとは関連づけられていない。他の構成は、特に説明しない限り前記実施の形態1と同じである。
【0062】
したがって、図12のグラフに示すごとく、機関低負荷時において電磁スピル弁50aが閉じる2つの位相θ11,θ12で、それぞれダミーリフタ106bのリフト量は最大近傍にあり、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bからの衝撃力Fpに十分に対抗できる抗力Fdとなる。
【0063】
上述した構成において、シリンダヘッド106に形成した摺動孔106a、ダミーリフタ106bおよびスプリング106cが抗力機構に相当する。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
【0064】
(イ).図12に示したごとく、位相θ11,θ12では、機関低負荷時に高圧燃料ポンプの電磁スピル弁50aが閉じられて排気カムシャフト128のジャーナル128a,128bがリフタ50bから衝撃力を受ける。この位相θ11,θ12では、図11(A)および図12に示したごとくダミーリフタ106bを最大近傍のリフト量となることにより、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bからの衝撃力に対抗する大きな抗力を得ることができる。
【0065】
このため、高圧燃料ポンプ50を駆動する排気カムシャフト128のジャーナル128a,128bと軸受106dとの衝突を十分に弱めることができる。したがって、ジャーナル128a,128bと軸受106dとの衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、高圧燃料ポンプ50の作動音を効果的に抑制することができる。特に、アイドル時のような機関低負荷にて高圧燃料ポンプ50からの衝撃を減少させていることから、他のエンジン騒音に比較して相対的に高圧燃料ポンプ50の騒音が大きくなる機関低負荷時において効果的に高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0066】
(ロ).抗力機構を、摺動孔106a、ダミーリフタ106bおよびスプリング106cにより構成している。ダミーリフタ106bおよびスプリング106cは、シリンダヘッド106に形成された摺動孔106a内にポンプカム152に対向して、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bとは180°位相の異なる位置に配置されている。このことにより、ポンプカム152は、ダミーリフタ106bを排気カムシャフト128の回転に応じて押圧力を弱めたり強めたりして押圧している。すなわち、図11(A)の状態では、ダミーリフタ106bは最大近傍のリフトとなって押圧力が最大近傍となり、排気カムシャフト128が受ける抗力も最大近傍となる。また、図11(B)の状態では、最小リフトとなり最も押圧力が弱くなり排気カムシャフト128が受ける抗力も最小となる。しかも前記実施の形態1に比較してもダミーカムを用いていない。
【0067】
したがって、このような簡易な構成で、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト128が受ける衝撃力に対する抗力を、図11(A)の状態にして容易に強めるようにすることができ、高圧燃料ポンプ50の作動音を容易に抑制することができる。
【0068】
(ハ).本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、排気カムシャフト128の1回転について、高圧燃料ポンプ50の燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が2つ存在する。しかし、前記実施の形態1とは異なり、2つの位相θ11,θ12は共に、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト128が受ける衝撃力はダミーリフタ106bのリフトにより強まる抗力により対向している。
【0069】
このため、特に排気用バルブカム132のノーズ132aの位相により、ポンプカム152のノーズ152a,152bの位相が制約されることが無い。
[実施の形態3]
本実施の形態3が前記実施の形態1と異なるのは、図13の斜視図および図14の配置図に示すごとく、ポンプカム252およびダミーカム233の形状である。他の構成は、特に説明しない限り、前記実施の形態1と同じである。
【0070】
ここで、ポンプカム252は120°の等角度間隔に3つのノーズ252a,252b,252cを有している。ダミーカム233には120°位相の異なる2つのノーズ233a,233bが設けられている。
【0071】
排気用バルブカム232のノーズ232aの位相は、ポンプカム252の1番目のノーズ252aの位相とは排気カムシャフト228を中心としてほぼ反対側に配置されている。また、ダミーカム233の一方のノーズ233aの位相は、ポンプカム252の2番目のノーズ252bの位相とは排気カムシャフト228を中心としてほぼ反対側に、ダミーカム233の他方のノーズ233bの位相は、ポンプカム252の3番目のノーズ252cの位相とは排気カムシャフト228を中心としてほぼ反対側に配置されている。詳細には、排気用バルブカム232のノーズ232aの位相およびダミーカム233のノーズ233a,233bの位相は、図15に示すごとく、アイドル時などのように機関低負荷時に設定されるデューティDlによる電磁スピル弁50aの閉弁位相θ21,θ22,θ23に、最大リフト量を実現するように設定してある。
【0072】
上述した構成において、ダミーカム233、摺動孔206a、ダミーリフタ206bおよびスプリング206cが抗力機構に相当する。
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
【0073】
(イ).図15に示すごとく、機関低負荷時に高圧燃料ポンプ50の電磁スピル弁50aが閉じる位相θ21,θ22,θ23では、高圧ポンプ室50f内の燃料圧力が急速に上昇する。この内、一方の位相θ21では、ポンプカム252のノーズ252a部分によりリフトされつつあるプランジャ50dの移動抵抗が急峻に大きくなり、ポンプカム252はプランジャ50dから大きな衝撃力(図13:Fp)を受けることになる。
【0074】
しかし、この位相θ21では、排気バルブ20のバルブリフト量が最大となり排気用バルブカム232が排気バルブ20のバルブリフタ220cから受ける反力(図13:Fv)が最大のものとなっている。このため、高圧燃料ポンプ50を駆動する排気カムシャフト228のジャーナル228a,228bと軸受206dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0075】
位相θ22では、ダミーカム233のノーズ233aによってダミーリフタ206bが最大リフト量とされることにより、ダミーリフタ206bを付勢するスプリング206cから受ける抗力(図13:Fd)が最大のものとなっている。このため、排気カムシャフト228のジャーナル228a,228bと軸受206dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0076】
更に、位相θ23でも、ダミーカム233のノーズ233bによってダミーリフタ206bが最大リフト量とされることにより、ダミーリフタ206bを付勢するスプリング206cから受ける抗力(図13:Fd)が最大のものとなっている。このため、排気カムシャフト228のジャーナル228a,228bと軸受206dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0077】
このように高圧燃料ポンプ50側からの衝撃が生じる3つ位相θ21,θ22,θ23において衝撃力に抗する力をバルブリフタ220cおよびダミーリフタ206bから分担して得られるため、ジャーナル228a,228bと軸受206dとの衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、高圧燃料ポンプ50の作動音を効果的に抑制することができる。
【0078】
そして、特に、アイドル時のような機関低負荷にて高圧燃料ポンプ50からの衝撃を減少させていることから、他のエンジン騒音に比較して相対的に高圧燃料ポンプ50の騒音が大きくなる機関低負荷時において効果的に高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0079】
(ロ).前記実施の形態1の(ロ)および(ハ)と同じ効果を生じる。
(ハ).本実施の形態3では、排気カムシャフト228の1回転について、高圧燃料ポンプ50の燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が3つ存在する。そして1つの位相θ21では、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト228が受ける衝撃力には排気用バルブカム232のノーズ232aによって排気バルブ20のバルブリフタ220cのリフトにより生じる反力により対向している。他の2つの位相θ22,θ23では、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト228が受ける衝撃力には、ダミーカム233の2つのノーズ233a,233bによるダミーリフタ206bのリフトにより強まる抗力により対向している。
【0080】
このように排気カムシャフト228の1回転に生じる3回の高圧燃料ポンプ50からの衝撃に対して、排気用バルブカム232とダミーカム233とが分担して対抗しているので、燃料ポンプの作動音を抑制することができるとともに、抗力機構の耐久性を高めることができる。
【0081】
[実施の形態4]
図16の斜視図および図17の配置図に示すごとく、本実施の形態4が前記実施の形態3と異なるのは、ダミーカム233の形状である。他の構成は、特に説明しない限り、前記実施の形態3と同じである。
【0082】
ここで、ダミーカム333には120°の等位相間隔に設けられた3つのノーズ333a,333b,333cが存在し、ポンプカム352と相似の形状を成している。
【0083】
ダミーカム333のノーズ333a〜333cとポンプカム352のノーズ352a,352b,352cとは、排気カムシャフト328を中心としてほぼ反対側に配置されている。詳細には、ダミーカム333のノーズ333a〜333cの位相は、図18に示したごとく、アイドル時などのように機関低負荷時に設定されるデューティDlによる電磁スピル弁50aの閉弁位相θ31,θ32,θ33に、ダミーリフタ306bが最大リフト量となるように設定してある。
【0084】
また、排気用バルブカム332のノーズ332aの位相は、ダミーカム333のノーズ333a〜333cおよびポンプカム352のノーズ352a〜352cの位相に対しては、特に規定されていない。
【0085】
上述した構成において、ダミーカム333、摺動孔306a、ダミーリフタ306bおよびスプリング306cが抗力機構に相当する。
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
【0086】
(イ).図18に示したごとく、機関低負荷時に高圧燃料ポンプ50の電磁スピル弁50aが閉じる各位相θ31,θ32,θ33では、高圧ポンプ室50f内の燃料圧力が急速に上昇する。この結果、ポンプカム352は、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bから大きな衝撃力(図16:Fp)を受けることになる。
【0087】
しかし、各位相θ31,θ32,θ33では、ダミーカム333の各ノーズ333a〜333cによってダミーリフタ306bが最大リフト量にリフトされることにより、ダミーリフタ306bを付勢するスプリング306cから受ける抗力(図16:Fd)が最大のものとなる。このため、高圧燃料ポンプ50を駆動する排気カムシャフト328のジャーナル328a,328bと軸受306dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0088】
このように高圧燃料ポンプ50側からの衝撃力が生じる3つ位相θ31,θ32,θ33において衝撃力に抗する力を、すべてダミーリフタ306bから得られるため、ジャーナル328a,328bと軸受306dとの衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、高圧燃料ポンプ50の作動音を効果的に抑制することができる。
【0089】
そして、特に、アイドル時のような機関低負荷にて高圧燃料ポンプ50からの衝撃を減少させていることから、他のエンジン騒音に比較して相対的に高圧燃料ポンプ50の騒音が大きくなる機関低負荷時において効果的に高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0090】
(ロ).前記実施の形態1の(ロ)と同じ効果を生じる。
(ハ).本実施の形態4では、排気カムシャフト328の1回転について、高圧燃料ポンプ50の燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が3つ存在するが、前記実施の形態3とは異なり、3つの位相θ31,θ32,θ33において、高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト328が受ける衝撃は、ダミーリフタ306bのリフトにより生じる抗力により対向している。
【0091】
このため、特に排気用バルブカム332のノーズ332aの位相により、ポンプカム352のノーズ352a〜352cの位相が制約されることが無い。
(ニ).図18に示したごとく、位相θ31では特に排気用バルブカム332の最大リフト位相に近いので、特に排気用バルブカム332から受ける反力とダミーカム333からの抗力との合力により、高圧燃料ポンプ50からの衝撃力に対抗している。したがって、位相θ31では衝撃力を特に弱くすることができる。
【0092】
なお、ダミーカム333の1つのノーズ333aについては、その高さを低くして抗力を弱めることで、排気用バルブカム332から受ける反力との合力が他のノーズ333b,333cでの抗力と同じとなるようにして、バランスさせても良い。
【0093】
[実施の形態5]
本実施の形態5が前記実施の形態4と異なるのは、図19の斜視図および図20の配置図に示すごとく、ダミーカムを用いていない点である。そして、2つのダミーリフタ406b,407bがポンプカム452に当接している点である。他の構成は、特に説明しない限り、前記実施の形態4と同じである。
【0094】
2つのダミーリフタ406b,407bは、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bに対して、排気カムシャフト428を中心として、ほぼ等位相間隔に離れて配置されている。ただし、図21のグラフに示すごとく、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bに比較して、ダミーリフタ406b,407bの方がわずかに早くノーズ452a,452b,452cに到達して最大のリフト量となるように設定されている。詳細には、ダミーリフタ406b,407bの最大リフト位置は、アイドル時などのように機関低負荷時に設定されるデューティDlによる電磁スピル弁50aの閉弁位相θ41,θ42,θ43となるように設定してある。
【0095】
また、排気用バルブカム432のノーズ432aの位相は、ポンプカム452のノーズ452a〜452cの位相に対しては、特に規定されていない。
上述した構成において、摺動孔406a,407a、ダミーリフタ406b,407bおよびスプリング406c,407cが抗力機構に相当する。
【0096】
以上説明した本実施の形態5によれば、以下の効果が得られる。
(イ).図21に示したごとく、機関低負荷時に高圧燃料ポンプ50の電磁スピル弁50aが閉じる位相θ41,θ42,θ43では、高圧ポンプ室50f内の燃料圧力が急速に上昇する。この各位相θ41,θ42,θ43において、図20(A)に示すごとく、ポンプカム452はプランジャ50dから大きな衝撃力Fpを受けることになる。
【0097】
しかし、各位相θ41,θ42,θ43では、ポンプカム452のノーズ452a〜452cの内の2つによってダミーリフタ406b,407bがそれぞれ最大リフト量とされる。このことにより、ダミーリフタ406b,407bを付勢するスプリング406c,407cから受ける抗力(図19:Fd1,Fd2)が最大のものとなる。このため、高圧燃料ポンプ50を駆動する排気カムシャフト428のジャーナル428a,428bと軸受406dとの衝突を十分に弱めることができる。
【0098】
このように高圧燃料ポンプ50側からの衝撃が生じる3つ位相θ41,θ42,θ43において衝撃力に抗する力を、すべてダミーリフタ406b,407bから得られるため、ジャーナル428a,428bと軸受406dとの衝突による打音が弱まり、あるいは無くなり、高圧燃料ポンプ50の作動音を効果的に抑制することができる。
【0099】
そして、特に、アイドル時のような機関低負荷にて高圧燃料ポンプ50からの衝撃を減少させていることから、他のエンジン騒音に比較して相対的に高圧燃料ポンプ50の騒音が大きくなる機関低負荷時において効果的に高圧燃料ポンプ50の作動音を抑制することができる。
【0100】
(ロ).前記実施の形態2の(ロ)と同じ効果を生じる。
(ハ).本実施の形態5では、排気カムシャフト428の1回転について、高圧燃料ポンプ50の燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が3つ存在するが、3つの位相θ41,θ42,θ43にて高圧燃料ポンプ50側から排気カムシャフト428が受ける衝撃力は、2つのダミーリフタ406b,407bのリフトにより強まる抗力の合力により対向している。
【0101】
このため、前記実施の形態4と同様に、排気用バルブカム432のノーズ432aの位相により、ポンプカム452のノーズ452a〜452cの位相が制約されることが無い。
【0102】
[その他の実施の形態]
・前記実施の形態2において、ダミーリフタ106bを、ポンプカム152に対して高圧燃料ポンプのリフタ50bとは180°位相が異なる位置に配置したが、例えば図22,図23に示すごとく、機関低負荷時に電磁スピル弁が閉じる位相において最大のリフト量となるようにダミーリフタ106bを配置しても良い。このようにすると、ダミーリフタ106bの抗力の内で、高圧燃料ポンプのリフタ50bからの衝撃力Fpに対抗する成分は、機関低負荷時に電磁スピル弁が閉じる位相において最大となる。このことにより電磁スピル弁閉弁時の衝撃力に十分に対抗させることができる。
【0103】
・前記実施の形態2においては、ダミーカムを用いなかったが、図24,図25に示すごとく、排気カムシャフト528に、2つのノーズ533a,533bを有するダミーカム533を設けても良い。このダミーカム533の各ノーズ533a,533bは、機関低負荷時に電磁スピル弁50aが閉じる位相θ51,θ52において最大のリフト量となるように設定されている。このようにすると、ダミーリフタ506bの抗力Fdのすべてが、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bからの衝撃力Fpに対抗する成分となり、電磁スピル弁50aの閉弁時の衝撃力に、より効果的に対抗させることができる。
【0104】
・前述した各実施の形態において、ポンプカムやダミーカムは排気カムシャフト側に設けたが、吸気カムシャフト側に設けても良く、吸気カムシャフトに生じる電磁スピル弁閉弁時の衝撃力を抑制して、燃料ポンプの作動音を低減させることができる。
【0105】
・前述した各実施の形態におけるダミーリフタは、スプリングによりダミーカムあるいはポンプカムに押圧されていたので、図3(B)、図11(B)、図14(A),(C)、図17(A)に示すごとくの最小リフト(リフトされていない状態)時も排気カムシャフトは最も弱い抗力をダミーリフタから受けている構成であった。これ以外に、最小リフト時には、ダミーリフタがダミーカムあるいはポンプカムに押圧されないようにして抗力が全く作用しないようにしても良い。そして、最小リフト時以外の時にダミーリフタからの抗力を発生させるようにしても良い。
【0106】
・前述した各実施の形態において、更に、ジャーナル部分の内、特に高圧燃料ポンプ50のリフタ50bからの衝撃力Fpを受ける部分に、潤滑油を供給する潤滑油路を形成しても良い。図26(A)の例は、前記実施の形態3に適用した場合を示している。この構成では、軸受206dに接触するジャーナル228a(ジャーナル228b側も同様の構成である)の外周面には、3つの潤滑油供給路227a,227b,227cが開口し、排気カムシャフト228の中心部に形成されている潤滑油路227dからの潤滑油を、ジャーナル228aと軸受206dとの間に供給している。
【0107】
この3つの潤滑油供給路227a,227b,227cは、それぞれ、位相的には、ポンプカム252が高圧燃料ポンプ50のリフタ50bからの衝撃力Fpを受ける3つの位相範囲θcとは、180°異なる3つの領域θoに重なるように開口している。
【0108】
このことにより、衝撃力Fpが加わる領域θoにおいては、ジャーナル228aと軸受206dとの間に十分に厚い潤滑油膜が形成されるので、油膜により衝撃力を弱めることが可能となる。このため、高圧燃料ポンプ50の騒音を抑制すると共に、ジャーナル228a,228bおよび軸受206dの耐久性を高めることができる。なお、潤滑油供給路の数および径は必要に応じて適宜設定することができる。
【0109】
・また、図26(B)の例では、軸受206dに接触するジャーナル228a(ジャーナル228b側も同様の構成である)の外周面に向けて、軸受206d内に形成されている潤滑油供給路227eが開口し、オイルポンプ227fにより圧送されてくる潤滑油を、ジャーナル228aと軸受206dとの間に供給している。この潤滑油供給路227eは、位相的には、高圧燃料ポンプ50のリフタ50bとは、180°異なる位相に開口している。
【0110】
このことにより、衝撃力Fpが加わるジャーナル228aと軸受206dとの間に、十分に厚い潤滑油膜が形成されるので、衝撃力を弱めることが可能となる。このため、高圧燃料ポンプ50の騒音を抑制すると共に、ジャーナル228a,228bおよび軸受206dの耐久性を高めることができる。なお、潤滑油供給路227eの開口位置は、ジャーナル228aが回転してくる方向に位相をずらして設けても良い。すなわち、図26(B)の例であれば、少し左側にずらして設けることにより、衝撃力Fpが加わるジャーナル228aと軸受206dとの間に、潤滑油が一層円滑に供給される。なお、潤滑油供給路の数および径は必要に応じて適宜設定することができる。
【0111】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実施形態を有するものであることを付記しておく。
【0112】
(1).請求項1〜8のいずれか記載の構成において、前記抗力機構は、ポンプカムに隣接して設けられていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
このように、抗力機構をポンプカムに隣接させることにより、カムシャフトと軸受との衝突による打音の低減がより効果的となり、燃料ポンプの作動音を一層効果的に抑制することができる。
【0113】
(2).請求項4〜6のいずれか記載の構成において、前記動弁系カムは、ポンプカムに隣接して設けられていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
このように、吸気バルブや排気バルブをリフトする際の反力を利用する動弁系カムとして、ポンプカムに隣接した動弁系カムを用いることにより、カムシャフトと軸受との衝突による打音の低減がより効果的となり、燃料ポンプの作動音を一層効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1としての筒内噴射式ガソリンエンジンの要部の概略構成図。
【図2】実施の形態1におけるエンジンの一部の構成を示す部分断面図。
【図3】実施の形態1の動弁装置におけるダミーカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図4】実施の形態1のエンジンにおけるピストン頂面部分の平面図。
【図5】図2におけるX−X断面図。
【図6】図2におけるY−Y断面図。
【図7】実施の形態1における燃料供給系統の構成説明図。
【図8】実施の形態1の動弁装置の機能を示すグラフ。
【図9】実施の形態1の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図10】実施の形態2の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図11】実施の形態2の動弁装置におけるポンプカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図12】実施の形態2の動弁装置の機能を示すグラフ。
【図13】実施の形態3の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図14】実施の形態3の動弁装置におけるダミーカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図15】実施の形態3の動弁装置の機能を示すグラフ。
【図16】実施の形態4の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図17】実施の形態4の動弁装置におけるダミーカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図18】実施の形態4の動弁装置の機能を示すグラフ。
【図19】実施の形態5の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図20】実施の形態5の動弁装置におけるポンプカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図21】実施の形態5の動弁装置の機能を示すグラフ。
【図22】実施の形態2の変形例におけるポンプカムおよびダミーリフタの関係を示す説明図。
【図23】図22の例における動弁装置の機能を示すグラフ。
【図24】他の実施の形態の動弁装置の主要部を示す斜視図。
【図25】図24の例における動弁装置の機能を示すグラフ。
【図26】実施の形態3の変形例を示す構成説明図。
【符号の説明】
2…エンジン、4…シリンダブロック、6…シリンダヘッド、6a…摺動孔、6b…ダミーリフタ、6c…スプリング、6d…軸受、6e…カムシャフトベアリングキャップ、6f…空気孔、8…ヘッドカバー、9…シリンダ、10…ピストン、10a…凹部、12…コンロッド、14…クランクシャフト、16…燃焼室、17…点火プラグ、18…吸気バルブ、18a…第1吸気ポート、18b…第2吸気ポート、18c…バルブリフタ、20…排気バルブ、20a,20b…排気ポート、20c…バルブリフタ、22…燃料分配管、22a…燃圧センサ、24…燃料噴射弁、26… 吸気カムシャフト、28…排気カムシャフト、28a,28b… ジャーナル、30…吸気用バルブカム、32…排気用バルブカム、32a…ノーズ、33…ダミーカム、33a…ノーズ、34,36…カムプーリ、38…クランクプーリ、40…タイミングベルト、50…高圧燃料ポンプ、50a…電磁スピル弁、50b…リフタ、50c…ギャラリ、50d…プランジャ、50e…シリンダ、50f…高圧ポンプ室、52…ポンプカム、52a,52b…ノーズ、54…燃料タンク、54a… 低圧フィードポンプ、54b…フィルタ、54c…プレッシャレギュレータ、56…ECU、58…サージタンク、60…旋回流制御弁、60a…シャフト、62…旋回流制御弁用アクチュエータ、64…吸気管、66…モータ、68…スロットル弁、70…高圧燃料通路、72…チェック弁、74…低圧燃料通路、76…リリーフ弁、78…排出経路、106…シリンダヘッド、106a…摺動孔、106b…ダミーリフタ、106c… スプリング、106d…軸受、128…排気カムシャフト、128a,128b…ジャーナル、132…排気用バルブカム、132a… ノーズ、150b…高圧燃料ポンプのリフタ、152…ポンプカム、152a,152b…ノーズ、206a…摺動孔、206b…ダミーリフタ、206c…スプリング、206d…軸受、220c…バルブリフタ、227a,227b,227c…潤滑油供給路、227d…潤滑油路、227e…潤滑油供給路、227f…オイルポンプ、228…排気カムシャフト、228a,228b…ジャーナル、232…排気用バルブカム、232a…ノーズ、233…ダミーカム、233a,233b…ノーズ、252…ポンプカム、252a,252b,252c…ノーズ、306a…摺動孔、306b…ダミーリフタ、306c…スプリング、306d…軸受、328…排気カムシャフト、328a,328b…ジャーナル、332…排気用バルブカム、332a…ノーズ、333…ダミーカム、333a,333b,333c…ノーズ、352…ポンプカム、352a,352b,352c…ノーズ、406a,407a…摺動孔、406b,407b…ダミーリフタ、406c,407c…スプリング、406d…軸受、428…排気カムシャフト、428a,428b…ジャーナル、432…排気用バルブカム、432a…ノーズ、452…ポンプカム、452a,452b,452c…ノーズ、506b…ダミーリフタ、528…排気カムシャフト、533…ダミーカム、533a,533b…ノーズ。
Claims (8)
- 内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、
ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力が、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において最大または最大近傍になる様、変動するように、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。 - 内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、
機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力を、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備え、
前記抗力機構は、カムシャフトに形成されたダミーカムと、前記ダミーカムを介してカムシャフト側からの押圧が発生あるいは強められているダミーリフタとを備えることにより前記抗力を変動させることを特徴とする内燃機関の動弁装置。 - 請求項2記載の構成において、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相で、前記ダミーリフタが最大または最大近傍のリフト量となることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
- 内燃機関の動弁系カムに加えて、内燃機関に加圧燃料を供給するための燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられたカムシャフトを備える内燃機関の動弁装置であって、
機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力を、カムシャフトの回転に連動してカムシャフト側から押圧されることによりカムシャフトに対して発生または強めている抗力機構を備え、
燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相が1回転につき複数存在し、一部の前記カムシャフト回転位相については前記抗力機構の抗力を発生または強めさせ、他の前記カムシャフト回転位相については前記動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力を発生または強めさせていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。 - 請求項4記載の構成において、前記抗力機構は、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において前記ポンプカムを介してカムシャフト側から押圧が発生または強められているダミーリフタを備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
- 請求項1〜3のいずれか記載の構成において、前記抗力機構の抗力と前記動弁系カムを介して吸気バルブまたは排気バルブをリフトする際の反力との合力を、機関低負荷時で燃料ポンプの燃料加圧開始がなされるカムシャフト回転位相において、ポンプカムを介してカムシャフトが燃料ポンプ側から受ける衝撃力に抗する方向の抗力としていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
- 請求項1〜6のいずれか記載の構成において、前記燃料ポンプは、前記ポンプカムの回転に応じて加圧行程と吸入行程とを繰り返す加圧室と、加圧室内の燃料を低圧側に溢流させるスピル弁とを備え、加圧行程時でのスピル弁の閉弁タイミング調整により高圧燃料通路への吐出燃料を調量することを特徴とする内燃機関の動弁装置。
- 請求項1〜7のいずれか記載の構成において、前記カムシャフトの前記衝撃力が加わる部分に潤滑油を供給する潤滑油路を形成したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
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