JP4508044B2 - Valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の動弁装置に関するものである。特には、バルブステムとカムとの間にバルブリフタを介装した直動式の内燃機関の動弁装置に関するものである。 The present invention relates to a valve gear for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a valve operating device for a direct acting internal combustion engine in which a valve lifter is interposed between a valve stem and a cam.
自動車等の内燃機関において、カムをバルブリフタに直接接触させ、バルブリフタに連結した吸気弁や排気弁のバルブステムを押圧作動する直動式の内燃機関の動弁装置が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art In an internal combustion engine such as an automobile, a direct-acting internal combustion engine valve operating device is known in which a cam is brought into direct contact with a valve lifter and a valve stem of an intake valve or an exhaust valve connected to the valve lifter is pressed (for example, a patent) Reference 1).
動弁装置は、シリンダヘッドとバルブリフタとの間に配置されたバルブスプリングを備える。カムがバルブリフタを押圧することによってバルブが開となると共にバルブスプリングは圧縮される。そして、カムが回転しバルブリフタに対する押圧が解除されれば、バルブスプリングのスプリング荷重によってバルブは閉となる。このように、バルブスプリングは、バルブを閉じる方向に、つまり、バルブがカムから離れないようにバルブを付勢している。
バルブリフトが大きい場合やエンジン回転数が高い場合には、カムの回転加速度は大きくなるため、カムに押圧されるバルブには大きい慣性力が作用する。 When the valve lift is large or the engine speed is high, the rotational acceleration of the cam increases, so that a large inertial force acts on the valve pressed by the cam.
そして、このバルブに作用する慣性力がバルブスプリングのスプリング荷重よりも大きくなった場合には、バルブがカムから離れるバルブ不正運動が発生することがある。 If the inertial force acting on the valve becomes larger than the spring load of the valve spring, there is a possibility that a valve improper movement in which the valve moves away from the cam may occur.
このため、従来は、バルブのリフト量を抑える等して、バルブ不正運動が発生しないようにしていた。しかし、バルブのリフト量を抑えれば、その分だけ充填効率は低下することになる。 For this reason, conventionally, an illegal movement of the valve is prevented by suppressing the lift amount of the valve. However, if the lift amount of the valve is suppressed, the charging efficiency is lowered accordingly.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、バルブのリフトが大きい場合でもバルブ不正運動を抑制することができる内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a valve operating apparatus for an internal combustion engine that can suppress illegal valve movement even when the lift of the valve is large.
本発明は、揺動カムの揺動運動によってバルブをリフトする内燃機関の動弁装置である。この内燃機関の動弁装置は、揺動カムと同期して揺動するリフト抑制カムと、バルブに連結され揺動カムが接触するバルブリフタと、シリンダヘッドとバルブリフタとの間に配置され、バルブのリフトによって圧縮されるバルブスプリングと、バルブリフタに取り付けられバルブとともに上下動する受け部材とを備えている。そして、バルブのリフト方向を正とした場合に、バルブの動きが負の加速度を生じる期間に、バルブが揺動カムの揺動運動に追従するように、リフト抑制カムが受け部材に摺動し、バルブがリフトしない期間に、リフト抑制カムが受け部材に摺動しないように、リフト抑制カムと受け部材が構成されている。 The present invention is a valve operating apparatus for an internal combustion engine that lifts a valve by a swinging motion of a swing cam. This valve operating apparatus for an internal combustion engine is disposed between a lift suppression cam that swings in synchronization with a swing cam, a valve lifter that is connected to a valve and contacts the swing cam, a cylinder head, and a valve lifter. A valve spring that is compressed by a lift and a receiving member that is attached to the valve lifter and moves up and down together with the valve are provided . When the lift direction of the valve is positive , the lift suppression cam slides on the receiving member so that the valve follows the swinging motion of the swing cam during the period in which the valve motion generates a negative acceleration. The lift suppressing cam and the receiving member are configured so that the lift suppressing cam does not slide on the receiving member during a period when the valve is not lifted.
本発明によれば、バルブのリフト方向を正とした場合に、バルブの動きが負の加速度を生じる期間に、バルブが前記揺動カムの揺動運動に追従するように、リフト抑制カムが受け部材に摺動するため、バルブのリフトが大きい場合でもバルブ不正運動を抑制することができる。また、バルブがリフトしない期間に、リフト抑制カムが受け部材に摺動しないように、リフト抑制カムと受け部材が構成されているため、リフト抑制カムと受け部材の間の摩擦の発生を抑制できると同時に、リフト抑制カムを小型化することができ、リフト抑制カムの揺動運動による慣性質量を低減することができる。 According to the present invention, when the lift direction of the valve is positive , the lift suppression cam receives the valve so that the valve follows the swing motion of the swing cam during a period in which the valve motion generates a negative acceleration. Since it slides on the member, it is possible to suppress illegal movement of the valve even when the lift of the valve is large. Further, since the lift suppression cam and the receiving member are configured so that the lift suppression cam does not slide on the receiving member during a period when the valve is not lifted, generation of friction between the lift suppressing cam and the receiving member can be suppressed. At the same time, the lift suppression cam can be reduced in size, and the inertial mass due to the swinging motion of the lift suppression cam can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1、図2を参照して、本発明の実施の形態1に係る内燃機関の動弁装置(以下、「動弁装置」と称する。)100について説明する。図1は動弁装置100の概略を示す図であり、図2は動弁装置100における揺動カムを駆動する揺動カム駆動機構を示す図である。
(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1 and 2, a valve gear (hereinafter referred to as “valve gear”) 100 for an internal combustion engine according to
動弁装置100は、自動車等の内燃機関におけるバルブ3をリフトする装置である。動弁装置100は、バルブ3のバルブリフタ2をクランクシャフト(図示せず)に連動して揺動する揺動カム1が直接押圧することによって、バルブ3を開閉する直動式の装置である。バルブ3とバルブリフタ2とは、バルブステム3aを介して連結されている。
The
なお、動弁装置100によって動作するバルブは、吸気バルブ又は排気バルブであり、どちらのバルブでもよい。したがって、以下に記すバルブとは、吸気バルブ又は排気バルブのいずれかを指すものとする。
The valve operated by the
バルブリフタ2とシリンダヘッド7との間には、バルブリフタ2に取り付けられたバルブスプリング4が配置され、バルブスプリング4はバルブ3のリフトによって圧縮される。
A valve spring 4 attached to the
揺動カム1は、バルブリフタ2毎に設けられ、図2に示す揺動カム駆動機構10によって揺動する。以下に揺動カム駆動機構10について説明する。揺動カム1には、気筒列方向に延びる駆動軸11が挿通している。駆動軸11は、クランクシャフトに連動して軸回りに回転する。駆動軸11の外周には、駆動軸偏心部12が固定又は一体成形されている。駆動軸偏心部12は、軸心Xが駆動軸11の回転中心Yに対して偏心して設けられている。駆動軸偏心部12の外周には、第一リンク15が摺動自在に外装されている。
The
駆動軸11と平行に設けられた制御軸13の外周には、ロッカーアーム14が揺動可能に外装されている。ロッカーアーム14の一端14aと第一リンク15の先端15aとは、ピン17aを介して連係されている。また、ロッカーアーム14の他端14bは、ピン17bによって第二リンク16の一端16aに連係され、第二リンク16の他端16bは、ピン17cによって揺動カム1に連係されている。
On the outer periphery of the
揺動カム駆動機構10がこのように構成されることによって、クランクシャフトの回転に連動して駆動軸11が回転すると、第一リンク15の回転中心となる駆動軸偏心部12の軸心Pが駆動軸11の回転中心Qの周りを旋回する。これにより、第一リンク15の先端15aに連係されたロッカーアーム14が揺動する。ロッカーアーム14の揺動運動は、第二リンク16を介して揺動カム1に伝達され、揺動カムは所定の回転角の範囲で往復運動、すなわち揺動運動する。
By configuring the swing
揺動カム1が、バルブリフタ2との接触位置がベース部1aから山部1bに変化するように揺動(以下、「往路運動」と称する。)する場合には、揺動カム1はバルブリフタ2を押圧する。これにより、バルブリフタ2に連結されたバルブステム3が押し下げられ、バルブ3はリフトを開始し開となる。このとき、シリンダヘッド7とバルブリフタ2との間に配置されたバルブスプリング4は、バルブ3のリフトによって圧縮された状態となる。
When the
揺動カム1がバルブ3のリフト量が最大となる位置まで揺動した後は、揺動カム1は逆向き、つまり、揺動カム1とバルブリフタ2との接触位置が山部1bからベース部1aに変化するように揺動する(以下、「復路運動」と称する。)。これにより、揺動カム1のバルブリフタ2に対する押圧力が解除され、バルブスプリング4の付勢力によってバルブリフタ2は揺動カム1に押付けられて移動しバルブ3が閉となる。
After the
このように、バルブ3は、揺動カム1によるバルブリフタ2に対する押圧力によって開となり、バルブスプリング4の付勢力によって閉となる。また、バルブスプリング4は、バルブリフタ2が揺動カム1から離れないように、バルブスプリング4の付勢力によってバルブリフタ2を揺動カム1に押付けている。
As described above, the
ここで、揺動カム1が一往復揺動運動した場合における揺動カム1のカム角度に対するバルブリフトの加速度の変化を図3に示す。横軸の揺動カム角度0°〜180°の期間が揺動カム1の往路運動を示し、180°〜360の期間が揺動カム1の復路運動を示す。バルブリフトの加速度は、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブ3を押圧する場合を正の加速度、また、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブ3を押圧する力が解除された場合、つまり、バルブスプリング4の付勢力によってバルブリフタ2を介してバルブ3を揺動カム1に押付けている場合を負の加速度として表す。
Here, FIG. 3 shows a change in the acceleration of the valve lift with respect to the cam angle of the
図3からわかるように、バルブリフトの加速度は、最大リフトの前後において負となる。最大リフト前の所定揺動角度の期間は、揺動カム1は揺動する向きを変えるために減速する。したがって、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブ3を押圧する力が解除され、負の加速度が発生する。また、最大リフト後の所定揺動角度の期間も、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブを押圧する力が解除されるため負の加速度が発生する。
As can be seen from FIG. 3, the acceleration of the valve lift is negative before and after the maximum lift. During a period of a predetermined swing angle before the maximum lift, the
このバルブリフトの負の加速度領域においては、バルブスプリング4の付勢力によってバルブリフタ2が揺動カム1から離れないようになっている。しかし、バルブ3のリフト量が大きい場合やエンジン回転数が高い場合には、バルブリフトの負の加速度が大きくなり、バルブ3に連結されたバルブリフタ2が揺動カム1から離れるバルブ不正運動が発生することがある。つまり、図4に示すように、バルブ3のリフト量が設定された最大リフトよりも大きくなる。
In the negative acceleration region of the valve lift, the
そこで、動弁装置100は、バルブリフトの負の加速度領域におけるバルブ不正運動を抑制するための構成として、図1に示すように、揺動カム1と同期して揺動するリフト抑制カム5と、バルブとともに上下動する受け部材としてのカムフォロア6とを備える。リフト抑制カム5は、バルブ3が揺動カム1の揺動運動に追従するように、カムフォロア6に摺動する。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
リフト抑制カム5は、カムフォロア6に摺動するように、カム形状及び揺動カム1に対する配置が設定される。しかし、リフト抑制カム5の形状を、図5に示すように、リフト抑制カム5がカムフォロア6に常時摺動するような形状にした場合には、リフト抑制カム5の大型化により、慣性質量の増加を招くことになる。
The
したがって、リフト抑制カム5は、バルブのリフト開始からリフト終了に対応する揺動カム1の揺動角度うち所定揺動角度の期間、カムフォロア6に摺動するようにカム形状及び揺動カム1に対する配置を設定するのが好ましい。最も好ましくは、バルブ不正運動の発生する可能性の高いバルブリフトの負の加速度領域の期間、つまり揺動カム1がバルブを押圧する押圧力が解除される期間に、カムフォロア6に摺動するようにカム形状及び揺動カム1に対する配置を設定するのが良い。このようにリフト抑制カム5を構成することによって、リフト抑制カム5の揺動最外径を、揺動カム1の揺動最外径よりも小さく設定することができる。これにより、リフト抑制カム5の揺動運動による慣性質量を低減することができる。また、リフト抑制カム5とカムフォロア6とが常時摺動しない構成の場合、両者間の摩擦の発生を抑制することができるという利点もある。
Therefore, the
リフト抑制カム5は、揺動カム1と同期して揺動しかつカムフォロア6と摺動する態様であれば、どのように配置しても構わないが、揺動カム1と一体に形成するのが好ましい。リフト抑制カム5と揺動カム1とを一体の構造とすることで、動弁装置100の構成を簡便にすることができ、製造コストも低減することができる。
The
カムフォロア6は、リフト抑制カム5の揺動方向に沿って湾曲して配置された湾曲部6aを有し、バルブリフタ2に取り付けられる。リフト抑制カム5は、カムフォロア6の湾曲部6aの内面6bに摺動する。カムフォロア6のバルブリフタ2への取り付け方法は、取り付け部材を用いた固定、又は溶接等、特に制限はない。
The
動弁装置100の動作を、図6を参照して説明する。まず、揺動カム1の往路運動における動弁装置100の動作について説明する。図6においては、図6(a)から最大リフトの図6(e)に変化する動作である。
The operation of the
図6(a)、図6(b)では、揺動カム1とバルブリフタ2との接触位置はベース部1aであるため、バルブは動作しない。
In FIG. 6A and FIG. 6B, the contact position between the
図6(c)では、揺動カム1とバルブリフタ2との接触位置はベース部1aから山部1bへ変化するため、バルブリフタ2が揺動カム1によって押圧され、バルブ3のリフトが開始する。この時点では、まだリフト抑制カム5はカムフォロア6に摺動しない。
In FIG. 6C, the contact position between the
揺動カム1が最大リフトに到達する付近である図6(d)では、揺動カム1は減速している状態、つまり揺動カム1にブレーキがかかっている状態であり、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブ3を押圧する力が解除された負の加速度領域の状態である。したがって、バルブリフタ2を介して揺動カム1にて押圧されているバルブ3は、慣性力によって揺動カム1から離れそうになる。しかし、リフト抑制カム5がカムフォロア6に当接するため、バルブ3のリフト量は規制され、揺動カム1によって設定されるリフト量以上になることはない。このように、リフト抑制カム5とカムフォロア6とは、バルブ3が揺動カム1から離れないようにバルブリフタ2を付勢しているバルブスプリング4の付勢力を補うように作用する。
In FIG. 6D, where the rocking
バルブリフトの負の加速度が最大となる最大リフト時の図6(e)においても、リフト抑制カム5がカムフォロア6に当接するため、バルブ3のリフト量は規制され、最大リフト量を越えることはない。
In FIG. 6 (e) at the time of the maximum lift at which the negative acceleration of the valve lift is maximum, the
次に、揺動カム1の復路運動における動弁装置100の動作について説明する。図6においては、図6(e)の最大リフトから図6(a)に戻る動作である。
Next, the operation of the
図6(e)から図6(d)にかけての変化では、揺動カム1とバルブリフタ2との接触位置は山部1bからベース部1aへ向かって変化するため、揺動カム1がバルブリフタ2を介してバルブ3を押圧する力は解除され、負の加速度が発生する。このとき、揺動カム1の回転加速度が大きい場合には、バルブ3は揺動カム1の揺動運動に追従できずに、揺動カム1から離れそうになる。しかし、リフト抑制カム5がカムフォロア6に当接し押圧するため、カムフォロア6が取り付けられているバルブリフタ2は、バルブ3が閉じる方向に移動させられる。これにより、バルブ3は揺動カム1から離れることなく、揺動カム1に追従して動作する。このように、リフト抑制カム5とカムフォロア6とは、バルブ3が揺動カム1から離れないようにバルブリフタ2を付勢しているバルブスプリング4の付勢力を補うように作用する。
In the change from FIG. 6E to FIG. 6D, the contact position between the
図6(c)では、リフト抑制カム5とカムフォロア6との摺動が解除される。しかし、揺動カム1の回転加速度が小さくなり、正の加速度領域の状態となるため、バルブ3が揺動カム1から離れることはない。
In FIG. 6C, sliding between the
図6(b)、図6(a)では、揺動カム1とバルブリフタ2との接触位置はベース部1aとなり、バルブ3のリフトが終了する。
6 (b) and 6 (a), the contact position between the
バルブリフトは、バルブ3の開時間が短くなるエンジン高回転数のときほど、充填効率向上のため大きいリフト量が要求され、かつ、このような状況では、バルブに働く慣性力も大きくなるため、バルブ不正運動が発生し易くなる。
The valve lift requires a larger lift amount to improve the charging efficiency as the engine speed increases so that the opening time of the
しかし、以上の本実施の形態1に係る動弁装置100によれば、リフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動することによって、バルブスプリング4の付勢力を補うことができるため、バルブ3が揺動カム1の揺動運動に追従することができ、バルブ不正運動を抑制することができる。
However, according to the
換言すれば、リフト抑制カム5とカムフォロア6とが摺動する期間を設定することで、バルブ3のリフト量を大きく、かつエンジンの回転数を高くすることができる。したがって、大リフトによる充填効率の向上とエンジン高回転数との両立を達成することができる。
In other words, by setting a period during which the
以下に、図7〜図9を参照して本実施の形態1の他の態様について説明する。 Hereinafter, another aspect of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図7に示す態様について説明する。図7(a)は動弁装置100の概略を示す正面図、図7(b)は動弁装置100の概略を示す背面図、図7(c)は図7(a)におけるc−c断面を示す断面図である。本実施の形態1の動弁装置100を一気筒における複数のバルブ、例えば二のバルブ3、3´に対して適用する場合には、図7に示すように、バルブ毎に設けられた二の揺動カム1c、1dに対して、一のリフト抑制カム5と、このリフト抑制カム5に摺動する一のカムフォロア6とが用いられる。この場合、リフト抑制カム5は、二の揺動カム1c、1dの間に配置するのが好ましい。リフト抑制カム5を二の揺動カム1c、1dの間に配置することによって、リフト抑制カム5を二の揺動カム1c、1dの外側に配置する場合と比較して、二のバルブの傾きを防止することができ、両バルブ3、3´のリフト差の発生を防止することができる。
First, the aspect shown in FIG. 7 will be described. 7A is a front view showing the outline of the
また、カムフォロア6は、湾曲部6aと一体に形成された取付部6cを有し、この取付部6cには図7(c)に示すように、二の円弧状の窪み6d、6eが形成されている。カムフォロア6は、窪み6d、6eとバルブリフタ2a、2bとの外周を嵌め合わせ、取付部6cにてバルブリフタ2a、2bの外周を覆うことによってバルブリフタ2a、2bの双方に取り付けられる。これにより、カムフォロア6はバルブリフタ2a、2bとともに上下動することが可能となる。なお、図7(a)に示すように取付部6cに爪18を設け、その爪18にてバルブリフタ2a、2bを把持するようにすれば、カムフォロア6をバルブリフタ2a、2bにしっかりと固定することができる。
The
次に、図8に示す態様について説明する。図8に示すように、二の揺動カム1c、1dのうち、一方の揺動カム1cは、揺動カム駆動機構10に連結され揺動する他方の揺動カム1dに連動して揺動するカムである。リフト抑制カム5を二の揺動カム1c、1dの間に配置する場合には、二の揺動カム1c、1dの中心位置から揺動カム1c側にオフセットして設けるのが好ましい。このように、リフト抑制カム5を連動して揺動する揺動カム1c側に配置することによって、カムフォロア6の湾曲部6aと揺動カム駆動機構10との干渉の恐れがなく、揺動カム駆動機構10の配置設計が容易となる。また、リフト抑制カム5と揺動カム1cとの一体成形も容易となる。
Next, the aspect shown in FIG. 8 will be described. As shown in FIG. 8, one of the two
次に、図9に示す態様について説明する。揺動カム1は、図9に示すように、揺動カム1の揺動中心Qをバルブ3の軸Tから所定距離だけオフセットして配置するのが好ましい。このように揺動カム1を配置することによって、揺動カム1とバルブリフタ2との接点移動長さを長くすることができるため、バルブ3のリフト量を大きくすることができる。バルブ3のリフト量を大きくした場合、バルブ不正運動が発生し易くなるが、本実施の形態1に係る動弁装置100によれば、このように構成したとしても上述したようにバルブ不正運動を抑制することができる。このように、動弁装置100は、揺動カム1の揺動中心Qをバルブ3の軸Tからオフセットした構成において特に効果を発揮する。
Next, the aspect shown in FIG. 9 will be described. As shown in FIG. 9, the
(実施の形態2)
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態2に係る内燃機関の動弁装置200について説明する。図10は、動弁装置200の概略を示す図である。
(Embodiment 2)
Next, a
本実施の形態2に係る動弁装置200の構成は、上述の実施の形態1に係る動弁装置100と略同様であるため、相違点を中心に以下に説明する。なお、同様の構成には動弁装置100と同一の符号を付し説明を省略する。
The configuration of the
本実施の形態2に係る動弁装置200と動弁装置100との相違点は、動弁装置200が内燃機関の運転状態に応じてバルブ3のリフト量を可変制御する可変動弁機構20を備える点である。
The difference between the
以下に可変動弁機構20について説明する。制御軸13の外周には、制御軸偏心部21が制御軸13と固定又は一体成形されている。制御軸偏心部21の軸心R1は、制御軸13の回転中心R2に対して偏心して設けられている。制御軸偏心部21の外周には、ロッカーアーム14が制御軸偏心部21の軸心R1を中心として揺動可能に外嵌されている。
The
制御軸13の一端には、ギヤ等を介してモータ等のアクチュエータ(図示せず)が設けられている。アクチュエータによって制御軸13を回転制御すると、ロッカーアーム14の揺動中心となる制御軸偏心部21の軸心R1が制御軸13の回転中心R2周りを旋回し、ロッカーアーム14、第一リンク15、及び第二リンク16の姿勢が変化する。そして、揺動カム1の揺動中心Yとロッカーアーム14の回転中心R1との距離が変化することによって、揺動カム1の揺動特性が変化する。
One end of the
例えば、エンジン低負荷運転時には、アクチュエータを動作させ、ロッカーアーム14の回転中心R1が上方に移動するように制御軸13を回転させる。これにより、揺動カム1の先端部22は、図11(a)に示すように第二リンク16を介して強制的に上方に向かって回動する。これにより、揺動カム1の揺動角度のうちバルブ3を開閉する範囲であるリフト作動角は小さくなる。
For example, at the time of engine low load operation, the actuator is operated to rotate the
また、エンジン高負荷運転時には、アクチュエータを動作させ、ロッカーアーム14の回転中心R1が下方に移動するように制御軸13を回転させる。これにより、揺動カム1の先端部22は、図11(b)に示すように第二リンク16を介して強制的に下方に向かって回動する。これにより、リフト作動角は大きくなる。
Further, during engine high load operation, the actuator is operated to rotate the
このように、アクチュエータを動作させ、ロッカーアーム14の回転中心R1を調整することによって、揺動カム1の先端部22の位置を自由に設定することができるため、揺動カム1の揺動開始位置を変化させることができる。これにより、揺動カム1の揺動角度量が同じであってもリフト作動角を変化させることができるため、バルブのリフト量が変化する。
In this way, by operating the actuator and adjusting the rotation center R1 of the
以上のように、アクチュエータにより制御軸13及び制御軸偏心部21の回転角度位相を制御することによって、バルブ3のリフト作動角及びリフト量を連続的に変化させることができる。
As described above, by controlling the rotation angle phase of the
なお、制御軸13の回転角度位相は、位置検出センサ(図示せず)にて検知され、エンジン運転状態に応じて、コントローラ(図示せず)によって最適に制御される。
The rotation angle phase of the
図12に、バルブリフト量の可変制御プログラムを示す。図12は、可変動弁機構20によって設定されるバルブの最大リフト量とエンジン回転数との関係を示すグラフである。このように、バルブの最大リフト量は、エンジン回転数を引数とする関数によって算出される。図12に示すように、バルブリフトは、開時間が短いエンジン高回転数のときほど、大きいリフト量が要求される。リフト量が大きい場合ほど、バルブ3に生じる慣性力は大きいため、バルブ不正運動が発生し易くなる。
FIG. 12 shows a variable control program for the valve lift amount. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the maximum valve lift set by the
このため、動弁装置200では、可変動弁機構20によって設定されるバルブ3の最大リフト量が所定リフト量以上の場合(図12の領域a)、つまり、バルブ不正運動が発生し易い高リフト運転の場合には、図13(a)に示すようにリフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動するように、リフト抑制カム5とカムフォロア6とを配置する。なお、図13(a)、(b)は、それぞれバルブ3のリフト開始から最大リフトまでの変化を時系列順(図中左端の状態がリフト開始時)に示した図である。
For this reason, in the
また、可変動弁機構20によって設定されるバルブ3の最大リフト量が所定のリフト量未満である低リフト運転の場合(図12の領域b)には、バルブ不正運動の発生する可能性は低いため、図13(b)に示すようにリフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動しないようにする。
Further, in the case of a low lift operation in which the maximum lift amount of the
このように、本実施の形態2の動弁装置200では、可変動弁機構20によって設定されるバルブ3の最大リフト量に基づいてリフト抑制カム5をカムフォロア6に摺動させるか否かを決定する。バルブ3の最大リフト量が所定リフト量以上の場合にのみ、リフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動するように構成することによって、リフト抑制カム5の最大外径を小さくすることができ、動弁装置200の構成を簡便にすることができる。
As described above, in the
なお、各部クリアランスや部材の剛性等によっては、リフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動するか否かの境界である最大リフト量(図12における所定リフト量)がばらつく可能性がある。そこで、境界値である所定リフト量のばらつきを防止するため、バルブリフト量の可変制御プログラムを図14に示すように、所定リフト量の前後にヒステリシスを設けるように変更する。具体的には、所定リフト量の前後に、エンジン回転数によらず(N1〜N2)最大リフト量が一定の領域を設ける。これにより、リフト抑制カム5がカムフォロア6に摺動する領域(高リフト運転)と摺動しない領域(低リフト運転)との区別を明確にすることができるため、所定リフト量のばらつきに伴う騒音の発生等を防止することができる。
Note that there is a possibility that the maximum lift amount (predetermined lift amount in FIG. 12), which is a boundary of whether or not the
以上の実施の形態2に係る動弁装置200によれば、可変動弁機構20を備えるため、バルブリフト量を連続的に変化させることができる。そして、可変動弁機構20によるバルブ高リフト運転時には、リフト抑制カム5とカムフォロア6とが摺動することによって、バルブ不正運動を抑制することができる。このように、可変動弁機構20とバルブ不正運動を抑制する機構とを組み合わせることによって、より性能の高いエンジンを得ることができる。
According to the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明は、車両に搭載される内燃機関に利用することができる。 The present invention can be used for an internal combustion engine mounted on a vehicle.
100,200 内燃機関の動弁装置
1 揺動カム
1a ベース部
1b 山部
2 バルブリフタ
3 バルブ
3a バルブステム
4 バルブスプリング
5 リフト抑制カム
6 カムフォロア
6a カムフォロア湾曲部
6b カムフォロア内面
10 揺動カム駆動機構
11 駆動軸
12 駆動軸偏心部
13 制御軸
14 ロッカーアーム
15 第一リンク
16 第二リンク
20 可変動弁機構
21 制御軸偏心部
100, 200 Valve-operating
Claims (14)
前記揺動カムと同期して揺動するリフト抑制カムと、
前記バルブに連結され前記揺動カムが接触するバルブリフタと、
シリンダヘッドと前記バルブリフタとの間に配置され、前記バルブのリフトによって圧縮されるバルブスプリングと、
前記バルブリフタに取り付けられバルブとともに上下動する受け部材とを備え、
バルブのリフト方向を正とした場合に、バルブの動きが負の加速度を生じる期間に、前記バルブが前記揺動カムの揺動運動に追従するように、前記リフト抑制カムが前記受け部材に摺動し、バルブがリフトしない期間に、前記リフト抑制カムが前記受け部材に摺動しないように、リフト抑制カムと受け部材が構成されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。 In a valve operating apparatus for an internal combustion engine that lifts a valve by a swinging motion of a swing cam,
A lift suppression cam that swings in synchronization with the swing cam;
A valve lifter connected to the valve and in contact with the swing cam;
A valve spring disposed between a cylinder head and the valve lifter and compressed by a lift of the valve;
A receiving member attached to the valve lifter and moving up and down with the valve;
When the lift direction of the valve is positive , the lift suppression cam slides on the receiving member so that the valve follows the swinging motion of the swing cam during a period in which the valve motion generates a negative acceleration. A valve operating apparatus for an internal combustion engine , wherein the lift suppressing cam and the receiving member are configured so that the lift suppressing cam does not slide on the receiving member during a period in which the valve does not lift .
前記揺動カムと同期して揺動するリフト抑制カムと、A lift suppression cam that swings in synchronization with the swing cam;
前記バルブとともに上下動する受け部材と、A receiving member that moves up and down together with the valve;
内燃機関の運転状態に応じて前記バルブのリフト量を可変制御する可変動弁機構とを備え、A variable valve mechanism that variably controls the lift amount of the valve according to the operating state of the internal combustion engine,
前記バルブが前記揺動カムの揺動運動に追従するように、前記可変動弁機構によって設定される前記バルブの最大リフト量が所定リフト量以上の場合に、前記リフト抑制カムが前記受け部材に摺動することを特徴とする内燃機関の動弁装置。When the maximum lift amount of the valve set by the variable valve mechanism is greater than or equal to a predetermined lift amount so that the valve follows the swinging motion of the swing cam, the lift suppression cam acts on the receiving member. A valve operating apparatus for an internal combustion engine characterized by sliding.
前記関数の前記所定リフト量の前後にヒステリシスを設けることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の動弁装置。The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a hysteresis is provided before and after the predetermined lift amount of the function.
クランクシャフトに連動して回転する駆動軸と、当該駆動軸の外周に偏心して設けられた駆動軸偏心部と、前記駆動軸と平行して設けられた制御軸と、当該制御軸の外周に揺動可能に外嵌され揺動するロッカーアームと、前記駆動軸偏心部の外周に摺動自在に外嵌され前記ロッカーアームの一端に連係する第一リンクと、前記ロッカーアームの他端と前記揺動カムとを連係する第二リンクとを備え、A drive shaft that rotates in conjunction with the crankshaft, a drive shaft eccentric portion provided eccentrically on the outer periphery of the drive shaft, a control shaft provided in parallel with the drive shaft, and a swing on the outer periphery of the control shaft A rocker arm that is externally fitted and swingable, a first link that is slidably fitted to the outer periphery of the drive shaft eccentric portion and that is linked to one end of the rocker arm, the other end of the rocker arm, and the rocker A second link that links the moving cam,
前記揺動カムの揺動中心と前記ロッカーアームの回転中心との距離を変化させることによって、バルブリフト量を連続的に変化させることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の内燃機関の動弁装置。The internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the valve lift amount is continuously changed by changing a distance between a swing center of the swing cam and a rotation center of the rocker arm. Valve gear.
前記リフト抑制カムは、前記湾曲部の内面に摺動することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の内燃機関の動弁装置。The valve operating device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the lift suppression cam slides on an inner surface of the curved portion.
揺動カムが復路を揺動中の場合には、前記リフト抑制カムが前記受け部材を押圧することによって前記バルブが前記揺動カムの揺動運動に追従することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の動弁装置。8. The valve according to claim 7, wherein when the swing cam is swinging along the return path, the valve follows the swing motion of the swing cam by the lift suppression cam pressing the receiving member. A valve operating apparatus for an internal combustion engine as described.
前記揺動カムは前記バルブ毎に設けられ、The swing cam is provided for each valve,
前記リフト抑制カムは、前記複数のバルブのうち二のバルブとともに上下動する前記受け部材と摺動し、かつ前記二のバルブに設けられた二の揺動カムの間に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一に記載の内燃機関の動弁装置。The lift suppression cam slides with the receiving member that moves up and down together with two of the plurality of valves, and is disposed between two swing cams provided on the two valves. The valve gear for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10.
前記リフト抑制カムは、前記二の揺動カムの中心位置から一方の揺動カム側にオフセットして配置されることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の動弁装置。12. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the lift suppression cam is disposed offset from a center position of the two swing cams to one swing cam side.
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