JP4518055B2 - Method and apparatus for measuring valve lift amount of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のバルブリフト量計測方法および計測装置に関し、特にエンジンの運転状態に応じてバルブの作動タイミングおよびリフト量を制御可能な可変動弁機構のバルブリフト量をいわゆるベアエンジンの状態で計測する方法と装置に関するものである。 The present invention relates to a valve lift amount measuring method and a measuring device for an internal combustion engine, and more particularly, to a valve lift amount of a variable valve mechanism capable of controlling a valve operation timing and a lift amount in accordance with an operating state of the engine. It is related with the method and apparatus which measure by.
エンジンの可変動弁機構として、特許文献1に記載のように、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸に設けた駆動カムと、駆動軸に揺動可能に支持されて機関の吸気用または排気用のバルブをリフトさせるための揺動カムと、駆動軸とは別の制御軸に揺動可能に設けられ、一端が第1のリンク部材を介して駆動カムに、他端が第2のリンク部材を介して揺動カムにそれぞれ連結されたロッカアームとを備え、制御軸の回転位置を機関運転状態に応じて制御し、もってロッカアームの揺動支点を変化させることによりバルブリフト量を可変制御するようにした可変動弁機構が提案されている。
As a variable valve mechanism for an engine, as described in
また、エンジンのバルブリフト量を計測する技術として、例えば特許文献2に記載のように、バルブステム端部のリテーナにロッドを当接させ、バルブの動きに連動するロッドの変位を非接触式の変位センサにて検出するようにしたものがある。
エンジンのバルブリフト量はエンジン性能に関わる重要な要素であることから、特に特許文献1に記載のような可変動弁機構では、その可変動弁機構をシリンダヘッドに組み付けた状態でリニアスケール等にてバルブリフト量を計測することが可能である。その一方、可変動弁機構を有するシリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けたいわゆるベア状態のエンジンでは、シリンダブロックに対するシリンダヘッドの締め付け変形の影響でバルブリフト量までもが変化する可能性があり、したがっていわゆるベアエンジンの状態においてもバルブリフト量を計測して精度保証を行う必要がある。
Since the valve lift amount of the engine is an important factor related to the engine performance, in particular, in the variable valve mechanism as described in
なお、ベアエンジンとは、シリンダヘッドおよびシリンダブロックを主要素とするエンジンアセンブリから吸気系、排気系および電装品を除いた状態のものを言い、例えば電動モータ等にてクランクシャフトを回転駆動させればピストンやバルブが通常通りに動いて、空気で吸排気動作することになる。 The bare engine refers to a state in which the intake system, exhaust system, and electrical components are removed from the engine assembly including the cylinder head and the cylinder block as main elements. For example, the crankshaft can be rotationally driven by an electric motor or the like. In this case, the piston and valve move normally, and the air is sucked and exhausted.
しかしながら、特許文献1に記載のような可変動弁機構では、機構の特殊性のためにバルブの上方にカム機構が複雑に配置されていて、特にバルブステムのステムエンドに外挿されたバルブリフターのクラウン部に揺動カムが圧接しているために、リニアスケール等の計測機器の接触子を当てる部位を確保することができず、バルブリフト量の実測保証を困難なものにしている。
However, in the variable valve mechanism described in
また、仮にバルブリフターのクラウン部を非計測面としてリニアスケール等の計測機器にてバルブリフト量を計測することができたとしても、上記可変動弁機構の特殊性として揺動カムの変位に応じてバルブリフターが傾く(バルブステムの軸心に対するバルブリフターの軸心の倒れ)等の不安定な姿勢または挙動をすることがあり、この不安定な姿勢または挙動のために正確にバルブリフト量を計測することができないという不具合がある。 Even if the valve lift can be measured with a measuring instrument such as a linear scale using the crown of the valve lifter as the non-measuring surface, the variable valve mechanism is characterized by the displacement of the swing cam. The valve lifter tilts (the valve lifter shaft center is tilted with respect to the valve stem axis), and the valve lift amount cannot be adjusted accurately due to this unstable posture or behavior. There is a problem that it cannot be measured.
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ先に述べたような特殊形態の可変動弁機構を含む内燃機関の可変動弁機構について、バルブリフト量の計測を高精度に行えるようにした方法と装置を提供するものである。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and in particular, it is possible to measure the valve lift amount with high accuracy for a variable valve mechanism of an internal combustion engine including a variable valve mechanism of a special form as described above. The present invention provides a method and an apparatus that can be used in the future.
請求項1に記載の発明は、内燃機関のバルブリフト量を計測する方法であることを前提として、バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正した状態でカムシャフトを回転駆動させる一方、バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位を非接触式の変位計にてバルブリフト量として計測することを特徴とする。
The invention according to
より具体的には、請求項2に記載のように、上記バルブステムのステムエンドにバルブリフターを吸着させて、バルブステムとバルブリフターとの相対位置関係の矯正として、バルブステムに対するバルブリフターの軸心の倒れが極小となるようにその姿勢または挙動を矯正するものとする。
More specifically, as described in
また、請求項3に記載のように、吸気ポートまたは排気ポートを通してバルブ磁化手段にてバルブのバルブステムを磁化させるものとし、そのバルブ磁化手段としては請求項4に記載のように電磁コイルを用い、上記吸気ポートまたは排気ポートから電磁コイルのヨークを挿入して、そのヨークをバルブステムに近接させることでバルブステムを磁化させるものとする。
In addition, as described in
さらに、上記非接触式の変位計としては、例えば請求項5に記載のように光学式変位計であるレーザ変位計を用いるものとする。
Further, as the non-contact type displacement meter, for example, a laser displacement meter which is an optical displacement meter as described in
請求項6に記載の発明は、上記請求項1に記載の技術を同請求項1に記載のバルブリフト量計測に用いる内燃機関のバルブリフト量計測装置として捉えたものであって、カムシャフトを回転駆動させる回転駆動手段と、バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正するバルブ磁化手段と、バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位をバルブリフト量として計測する非接触式の変位計とを備えていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the valve lift amount measuring device for an internal combustion engine used for the valve lift amount measurement according to the first aspect, wherein the technique according to the first aspect is used. Rotational drive means for rotationally driving, valve magnetizing means for correcting the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter by magnetizing the valve with a magnetic attraction force, and the crown part of the valve lifter as a measured surface. And a non-contact displacement meter that measures the displacement as a valve lift amount.
本発明者が種々実験を行った結果、バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正することで、揺動カムの動きに追従してバルブリフターがバルブとともにリフトしたとしても、バルブステムに対してバルブリフターの軸心が倒れる等の不安定な姿勢または挙動をしなくなり、少なくともバルブリフターの姿勢または挙動が安定化することが判明した。 As a result of various experiments conducted by the inventor, the valve lifter follows the movement of the swing cam by correcting the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter with a magnetic adsorption force by magnetizing the valve. Even when lifted together, it has been found that the posture or behavior of the valve lifter is not stable, such as the axis of the valve lifter tilting with respect to the valve stem, and at least the posture or behavior of the valve lifter is stabilized.
同時に、バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位をレーザ変位計等の非接触式の変位計にて計測するにあたり、上記クラウン部にφ3mm程度の非計測部位が確保できれば閉塞精度上何ら問題がなく、しかもカムが圧接することになるバルブリフターのクラウン部において同程度の大きさの非計測部位を確保できることが判明した。 At the same time, when measuring the displacement of the crown of the valve lifter using a non-contact displacement meter such as a laser displacement meter, the occlusion accuracy is assured if a non-measurement part of about 3 mm is secured in the crown. It has been found that there is no problem and that a non-measurement portion of the same size can be secured in the crown portion of the valve lifter where the cam is pressed.
したがって、少なくとも請求項1,6に記載の発明では、バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正した状態でカムシャフトを回転駆動させ、もってバルブをバルブリフターとともにリフト動作させる一方、バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位を非接触式の変位計にて計測すれば、その変位をバルブリフト量として定量的に計測・把握することが可能となる。 Therefore, in at least the first and sixth aspects of the invention, by magnetizing the valve, the camshaft is rotationally driven in a state where the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter is corrected with a magnetic adsorption force, so that the valve is While lifting with the lifter, if the crown of the valve lifter is the measured surface and the displacement of the crown is measured with a non-contact displacement meter, the displacement can be measured and grasped quantitatively as the valve lift. Is possible.
請求項1,6に記載の発明によれば、上記のような特殊な可変動弁機構はもちろんのこと、あらゆる内燃機関についていわゆるベアエンジンの状態でバルブリフト量を高精度に、しかも迅速に計測することができる。特に、バルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正することで、バルブリフターの姿勢もしくは挙動が安定化し、バルブリフト量を計測精度が飛躍的に向上する。 According to the first and sixth aspects of the invention, not only the special variable valve mechanism as described above, but also any internal combustion engine can be measured with high accuracy and speed in the so-called bare engine state. can do. In particular, by correcting the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter with a magnetic attraction force, the posture or behavior of the valve lifter is stabilized, and the measurement accuracy of the valve lift is dramatically improved.
図1以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、ここでは例えばV型6気筒エンジンの吸気系に適用される可変動弁機構のバルブリフト量(以下、単にリフト量という)を計測する場合の例を示している。 FIG. 1 and the following drawings show a more specific embodiment of the present invention. Here, for example, a valve lift amount (hereinafter simply referred to as lift) of a variable valve mechanism applied to an intake system of a V-type 6-cylinder engine. An example in the case of measuring a quantity) is shown.
すなわち、図1〜4はシリンダヘッド1上に設けられる可変動弁機構の一例として、一気筒当たり二つの吸気バルブ2を開閉駆動しつつ吸気バルブ2のリフト量および作動角の双方を連続的に可変制御可能なリフト・作動角(バルブイベント)可変機構3の構造を示している。なお、このリフト・作動角可変機構3は、特開2002−256832号公報等として先に本出願人等が提案しているものである。
1 to 4, as an example of a variable valve mechanism provided on the
リフト・作動角可変機構3は、図示外のクランクシャフトに連動して回転するカムシャフトとしての駆動軸4と、駆動軸4に揺動可能に嵌合支持されていて且つ吸気バルブ2をリフトさせる揺動カム5とを、後述するロッカアーム9のほか複数のリンク10,11で連係したものである。より詳しくは、リフト・作動角可変機構3は、駆動軸4に偏心して設けられて駆動カムとして機能する円形の偏心カム6と、駆動軸4と平行に設けられた制御軸7と、この制御軸7に偏心して設けられた円形の偏心カム8と、この偏心カム8に揺動可能に嵌合するロッカアーム9と、駆動軸4側の偏心カム6とロッカアーム9の一端とを連結している第1のリンク部材としてのリング状の第1リンク10と、ロッカアーム9の他端と揺動カム5の先端とを連結している第2のリンク部材としての第2リンク11とを有している。
The variable lift /
駆動軸4は、図示しないチェーンやプーリ等の伝達機構を介してクランクシャフトに連係されていて、そのクランクシャフトに連動して回転駆動される一方、制御軸7はサーボモータ等の図示しない回転型のアクチュエータによってその回転位置が任意に可変制御される。
The
第1リンク10は駆動軸4側の偏心カム6の外周に回転可能に嵌合している一方、ロッカアーム9の一端と第1リンク10の先端とは第1の連結ピン12により回転可能に連結されている。また、ロッカアーム9の他端と第2リンク12の一端とは第2の連結ピン13により回転可能に連結されている。さらに、第2リンク11の他端と揺動カム5の先端とは第3の連結ピン14により回転可能に連結されている。ここで、図4から明らかなように、揺動カム5は各吸気バルブ2ごとに独立している二つのカム本体5a,5bを同軸一体に形成したものであり、その一方のカム本体5aに第2リンク11が第3の連結ピン14を介して連結されている。
The
図1,2に示すように、駆動軸4および制御軸7はシリンダヘッド1の上部にそれぞれ回転可能に軸受支持されている。シリンダヘッド1は、ヘッド本体として機能するヘッドロア1aの上面に、複数の軸受キャップを枠状のフレームとともに一体に形成したいわゆるラダーフレーム構造のラダーカムブラケット1bを着脱可能に装着したもので、ヘッドアッパとして機能するラダーカムブラケット1bは複数の取付ボルト15によりヘッドロア1aに締結固定されている。そして、駆動軸4および制御軸7ともに平行状態を保ちながら気筒列方向に延びていて、駆動軸4はヘッドロア1aとラダーカムブラケット1bに挟持されるようにして軸受支持されている一方、制御軸7はラダーカムブラケット1bの上面に載置された上で、ラダーカムブラケット1bに対してボルト締め固定される軸受キャップ16にて軸受支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、先に述べたように気筒列方向に延びている駆動軸4および制御軸7は気筒列を構成する複数の気筒に共用されるのに対して、リフト・作動角可変機構3の構成部品である揺動カム5、ロッカアーム9、第1リンク10、第2リンク11等は気筒列を構成する個々の気筒毎に独立して設けられている。
As described above, the
このようなリフト・作動角可変機構3では、クランクシャフトに連動して駆動軸4が回転すると、偏心カム6および第1リンク10を介してロッカアーム9が揺動動作し、このロッカアーム9の揺動運動が第2リンク11を介して揺動カム5に伝達されて、その揺動カム5が揺動動作することになる。そして、揺動カム5の揺動運動に伴い、吸気バルブ2の上方に設けたバルブリフター17に接触してこれを押圧することにより、吸気バルブ2がバルブスプリング18(図2参照)の反力に抗して開閉作動、すなわちリフト動作することになる。
In such a lift / operating angle
その一方、図示外の回転型アクチュエータの作動により制御軸7の回転位置を変更すると、ロッカアーム9の揺動支点である偏心カム8の中心位置が変化する。これにより、揺動カム5の揺動範囲が変化して、クランク角(クランクシャフトの回転位置)に対する吸気バルブ2の作動角の中心位相がほぼ一定のままで、吸気バルブ2のリフト量(最大リフト量)および作動角の双方の大きさが連続的且つ無段階に変化する。このリフト・作動角可変機構3の制御状態は、例えば制御軸7の回転位置に応答する角度センサである制御軸センサ(リフトセンサ)によって検出される。
On the other hand, when the rotational position of the
このようなリフト・作動角可変機構3によれば、例えばリフト量が1mm以下の極小リフト域を用いることにより、スロットルバルブに依存することなく吸入空気量を幅広く調整することが可能で、いわゆるスロットル損失を大幅に軽減もしくは解消することが可能となる。ただし、このような極小リフト領域では、気筒間でのわずかなリフト量ばらつきが比較的大きな吸入空気量のばらつきとなって表れるので、リフト量を所定の管理限界内(寸法公差内)に入るように精度良く調整し、気筒間のリフト量のばらつきをを極力小さくすることが重要である。
According to the lift / operating angle
本実施の形態では、上記リフト・作動角可変機構3を構成することになるロッカアーム9と第2リンク11とを連結している第2の連結ピン13の位置を調整することにより、リフト量の調整を可能としている。
In the present embodiment, the lift amount is adjusted by adjusting the position of the second connecting
図5〜7は上記ロッカアーム9と第2リンク11とのピン連結部を示している。ロッカアーム9は、制御軸7側の偏心カム8に回転可能に嵌合することになる環状部19を有する変形アーム状のものであって、一端には第1リンク10との結合部となる第1の連結ピン12が一体に突設されているほか、他端には第2リンク11との連結部として機能するアームエンド20が一体に形成されている。そして、アームエンド20には第2の連結ピン13が挿入される長穴状のピン挿入穴21が形成されている。
5 to 7 show a pin connecting portion between the
なお、第1の連結ピン12とアームエンド20とは環状部19の軸心方向で互いにオフセットしている。また、アームエンド20に形成されたピン挿入穴21の短径をロッカアーム9自体の長手方向にほぼ一致させてあることから、ピン挿入穴21はそれ自体の長径方向に移動可能に第2の連結ピン13を受容することになる。
The first connecting
第2の連結ピン13が挿入されることになるアームエンド20には、調整ねじとして機能することになるアジャストボルト22とロックねじとして機能することになるロックボルト23を、長穴状のピン挿入穴21を挟んで互いに同軸線上に位置するようにその上下に対向配置してある。すなわち、アームエンド20にはピン挿入穴21に開口するめねじ24,25をそれぞれ形成してあるとともに、一方のねめじ24には六角穴26付きのアジャストボルト22を、他方のめねじ25には六角形の頭部27を有するロックボルト23をそれぞれ螺合させてある。
In the
ここで、アジャストボルト22は六角穴26に図3に示す六角レンチタイプのビット28を挿入・嵌合させてその回転操作を行うものであるから、ロックボルト23の方向からのビット28の挿入が可能なようにロックボルト23は貫通穴29を形成して中空状のものとしてある。他方、ピン挿入穴21に挿入されることになる第2の連結ピン13には図5に示すように二面幅部30を形成してあるとともに、その二面幅部30,30間にはロックボルト3と同様に貫通穴31を形成してある。
Here, since the adjusting
そして、図5から明らかなように第2リンク11の一端の二股状の側片部11aには第2の連結ピン13と嵌合可能なピン穴32を形成してあることから、その二股状の側片部11a,11a間にアームエンド20を挟み込むようにしてピン挿入穴21とピン穴32とを合致させた上で、それらのピン挿入穴21およびピン穴32に第2の連結ピン13を挿入してある。さらに、ピン挿入穴21に挿入された第2の連結ピン13の上下からアジャストボルト22とロックボルト23をそれぞれに締め込んで二面幅部30に着座させることで、アームエンド20に対して第2の連結ピン13を圧締固定してある。
As apparent from FIG. 5, the
なお、第2の連結ピン13の端面にはピン挿入穴21と同方向を長径とする長穴状の窪み33を形成してあり、双方の長穴状の長径を合致させることで、第2の連結ピン13の二面幅部30を上記長径方向に合致させることができるように考慮してある。したがって、この状態では、ロックボルト23の貫通穴29と第2の連結ピン13の貫通穴31のほか、アジャストボルト22の六角穴26が互いに同一軸線上において連通するかたちとなる。
In addition, the end face of the second connecting
以上により、長穴状のピン挿入穴21に沿って移動可能ではあっても通常は所定の位置に回転不能に拘束されることになる第2の連結ピン13を介して、ロッカアーム9と第2リンク11とが相対回転可能に連結されており、第2の連結ピン13とアジャストボルト22およびロックボルト23をもってリフト量調整手段を形成している。
As described above, the
このようなリフト・作動角可変機構3のバルブリフト量調整を行うには、ロッカアーム9と揺動カム5とを連結している第2リンク11のリンク長を調整することで行うものとする。
In order to adjust the valve lift amount of the variable lift /
これに先立ち、各リフト・作動角可変機構3のリフト量が最小となる回転位置に制御軸7を割り出した上で、駆動軸4を低速にて回転させて、その時の各リフト・作動角可変機構3ごとのリフト量を予め測定し、必要なリフト調整量を予め把握しておく。
Prior to this, after the
続いて、図3に示すように、六角形のソケット34をロックボルト23の頭部27に嵌合させた上でそれを回転操作して緩め、長穴状のピン挿入穴21の長径方向において第2の連結ピン13の位置の自由度を持たせる一方、ロックボルト23側からビット28を挿入してアジャストボルト22の六角穴26に嵌合させる。そして、アジャストボルト22を正転方向もしくは逆転方向に所定量だけ回転操作して、すなわち、予め把握してあるリフト調整量に必要な量だけアジャストボルト22を回転操作して、第2の連結ピン13の位置を調整した上で、再びロックボルト23を締め付けて第2の連結ピン13を固定する。こうすることにより、ロッカアーム9と揺動カム5とを連結している第2リンク11のリンク長、すなわち第2の連結ピン13と第3の連結ピン14とのなす軸心間距離が変化し、その結果として、リフト・作動角可変機構3のリフト量および作動角の調整が可能となる。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the
このように、かかるリフト・作動角可変機構3によれば、ソケット34によるロックボルト23の回転操作と、ビット28によるアジャストボルト22の回転操作とを、同一もしくは単一方向から行えるように考慮されていることから、リフト量の調整をきわめて容易に行うことができる。
Thus, according to the lift / operating angle
ここで、上記のようにリフト・作動角可変機構3単体の状態でリフト量調整を行ったとしても、そのリフト・作動角可変機構3が搭載されたシリンダヘッド1をシリンダブロックに対しボルト結合した場合には、そのボルト締め付け力の影響でシリンダヘッド1に撓みが生じ、先の調整済みのリフト量が変動してしまうおそれがある。したがって、シリンダヘッド1をシリンダブロックに組み付けた状態、すなわちベアエンジンの状態においても上記リフト量について実測保証する必要がある。なお、ベアエンジンの状態では、先に述べたようにシリンダヘッド1およびシリンダブロックを主要素とするエンジンアセンブリから吸気系、排気系および電装品を除いた状態のものを言い、例えば電動モータ等にてクランクシャフトを回転駆動させればピストンやバルブが通常通りに動いて、空気で吸排気動作することが可能なものである。
Here, even if the lift amount is adjusted with the lift / operating angle
図8はベアエンジンEの状態でリフト量を計測するシステムの一例を示しており、テストベンチ40の上には搬送治具41を介してベアエンジンEが搭載されて位置決めされるようになっていて、その位置決めされたベアエンジンEに対して回転駆動手段であるモータリング装置42および計測治具43がそれぞれ結合される。
FIG. 8 shows an example of a system for measuring the lift amount in the state of the bare engine E. The bare engine E is mounted on the
モータリング装置42は減速機付きの電動モータ44を主要素とするもので、そのモータ出力軸がカップリング45を介してベアエンジンEのクランクシャフトに結合される。
The
また、計測治具43には非接触式の変位センサとして1気筒分の吸気バルブ2の数と等しい一対の例えば反射式のレーザ変位センサ46をその吸気バルブ2,2同士のピッチと等しいピッチで並べて配置してあり、計測治具43それ自体は例えばロッカカバー取付穴等を利用してベアエンジンEに固定されるとともに、計測治具43それ自体がベアエンジンEに正しく位置決め固定された時には、図9に示すようにそれぞれのレーザ変位計46が発するレーザ光が対応する吸気バルブ2に付帯するバルブリフター17のクラウン部17aの一部を指向することになる。
Further, the measuring
なお、バルブリフター17のクラウン部17aとは、揺動カム5が圧接することになるバルブリフター17の円頂面をいう。また、各バルブリフター17の上側に図2,4に示すような複雑なカム機構が配置されていても、レーザ変位計46からのレーザ光の照射とその反射に上記カム機構の一部が干渉することなく、同レーザ光の照射とその反射に必要なφ3mm程度の領域がバルブリフター17のクラウン部17aに確保できれば本実施の形態で意図する計測には十分である。
The
また、上記計測治具43の結合と併せてシリンダヘッド1のうち図2に示した各吸気ポート47に対応する位置にはバルブ磁化手段として電源48に接続された電磁コイル49がそれぞれ装着される。この電磁コイル49はそのヨーク49aのみが吸気ポート47から挿入され、そのヨーク49aの先端が吸気バルブ2のバルブステム2aの外周面に対し近接して対峙することになる。なお、吸気バルブ2が実リフト作動することを考慮し、ヨーク49aの先端がバルブステム2aに接触することなく両者の間に隙間α(図9参照)として例えば5mm程度の隙間が確保されるものとする。
In addition, the
この電磁コイル49の併用は、吸気バルブ2を磁化させることによりそのバルブステム2aとバルブリフター17との相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正することを目的としたもので、各吸気バルブ2を実リフト作動させる前に電磁コイル49に通電し、そのヨーク49aが発生する磁力を吸気バルブ2に及ぼし、バルブステム2aが発生する磁気吸引力にてそのステムエンド2bにバルブリフター17を吸着支持させるものである。
The combined use of the
これは、上記リフト・作動角可変機構3の特殊性として、揺動カム5のカム変位に基づいてその揺動カム5がバルブリフター17に及ぼす押し下げ力がバルブリフター17のクラウン部17aの中心から外れた偏荷重となりやすく、その偏荷重に伴って図10の(A)に示すようにバルブリフター17がバルブステム2aの軸心に対し倒れ挙動βを生ずると、そのバルブリフター17のクラウン部17aを被計測面とするリフト量計測の計測誤差が大きくなり、計測精度の向上が望めなくなるからである。
This is because, as a special feature of the lift / operating angle
これに対して、同図(B)に示すように、先に述べた電磁コイル49を併用してバルブステム2aが発生する磁気吸引力にてそのステムエンドにバルブリフター17を吸着させて矯正すると、たとえ吸気バルブ2を実リフト作動させたとしてもバルブリフター17のいわゆる倒れ挙動βが極小のものとなり、その結果としてそのバルブリフター17のクラウン部17aを被計測面とするリフト量計測の計測誤差が小さくなり、計測精度の向上が図れるようになる。本発明者が実験を行った結果では、バルブステム2aのステムエンドに375ガウス以上の磁力が発生していれば、必要十分な効果が得られることが確認できた。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
なお、図9,10に符号60で示すものはバルブシートである。
In addition, what is shown with the code |
したがって、上記レーザ変位計46によるリフト量計測にあたっては、図2,4のほか図9に示すように、リフト量計測の対象となる気筒のリフト・作動角可変機構3のリフト量が最小となる回転位置に制御軸7を割り出した上で、上記電磁コイル49に通電する。これにより、先に述べたように吸気バルブ2のバルブステム2aが発生する磁気吸引力にてバルブリフター17を吸着して、バルブリフター17の姿勢または挙動を矯正する。同時に、レーザ変位計46の発光部から発したレーザ光がバルブリフター17のクラウン部17aを照射し、且つそのクラウン部17aからの反射光がレーザ変位計46の受光部で正しく受光されることを確認しておく。
Therefore, in the lift amount measurement by the
そして、バルブリフター17の姿勢または挙動を矯正したままの状態において、モータリング装置42の起動によりクランクシャフトを回転駆動させ、もって駆動軸4を低速にて回転駆動させる。この駆動軸4の回転に伴い揺動カム5がバルブリフター17を介して吸気バルブ2を実リフト作動させることから、上記駆動軸4の回転中のレーザ変位計46の出力をアンプ50にて増幅した上で例えばパーソナルコンピュータ等をもって構成したデータレコーダ51に連続的に取り込んで記録または記憶する。これにより、図10の(B)に示したようにバルブリフター17の姿勢または挙動を矯正したままの状態において、そのクラウン部17aを被計測面とする変位が吸気バルブ2の実リフト量として連続的に計測されてその実測データがデータレコーダ51に収集されることになる。なお、必要に応じて記録または記憶したデータに基づいて図8のようにモニタ画面に波形表示したり、あるいはプリントアウトする。
Then, in a state where the posture or behavior of the
こうして1気筒分の吸気バルブ2につていのリフト量計測が終了したならば、一対のレーザ変位計46を次の計測対象となる気筒側にシフト動作させた上で、以降は上記と同様の動作を繰り返す。
When the lift amount measurement for the
なお、バルブリフト量計測後には各吸気バルブ2の脱磁処理を施すことが望ましい。
In addition, it is desirable to perform demagnetization processing of each
このように本実施の形態によれば、リフト・作動角可変機構3を有するベアエンジンEについて従来は困難とされていた実リフト量をバルブリフター17のクラウン部17aを変位として計測できることはもちろんのこと、バルブリフター17の姿勢または挙動を磁気吸着力で矯正することで図10の(A)に示したようなバルブリフター17のいわゆる倒れβによる計測精度への影響を最小限にとどめることができ、それによって高精度なリフト量計測を行えるようになる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to measure the actual lift amount that has been conventionally difficult for the bear engine E having the variable lift /
ここで、上記実施の形態ではリフト・作動角可変機構3についてのバルブリフト量計測の例を示しているが、本発明は上記リフト・作動角可変機構3以外の一般的な内燃機関の動弁系のバルブリフト量計測にも適用できるものであることは言うまでもない。また、上記実施の形態では、一対のレーザ変位計46にて同一気筒の二つの吸気バルブ2のリフト量計測を同時に行ったならば、続いて一対のレーザ変位計46を次なる気筒の吸気バルブ2側へシフト動作させて同様の計測を行うようにしているが、レーザ変位計46は予め吸気バルブ2の総数分並べて配置しておくようにしても良い。また、レーザ変位計46に代えて他の非接触式または光学式の変位計を用いることももちろん可能である。
Here, in the above-described embodiment, an example of valve lift amount measurement for the lift / operating angle
1…シリンダヘッド
2…吸気バルブ
2a…バルブステム
3…リフト・作動角可変機構(可変動弁機構)
4…駆動軸(カムシャフト)
5…揺動カム
5a,5b…カム本体
6…偏心カム(駆動カム)
7…制御軸
8…偏心カム
9…ロッカアーム
10…第1リンク(第1のリンク部材)
11…第2リンク(第2のリンク部材)
12…第1の連結ピン
13…第2の連結ピン(リフト量調整手段)
14…第3の連結ピン
17…バルブリフター
17a…クラウン部
18…バルブスプリング
22…調整ねじとしてのアジャストボルト(リフト量調整手段)
23…ロックねじとしてのロックボルト(リフト量調整手段)
42…モータリング装置(回転駆動手段)
43…計測治具
46…レーザ変位計(非接触式の変位計)
47…吸気ポート
49…電磁コイル(バルブ磁化手段)
49a…ヨーク
E…ベアエンジン
DESCRIPTION OF
4 ... Drive shaft (camshaft)
5 ... Oscillating
7 ...
11 ... 2nd link (2nd link member)
12 ...
DESCRIPTION OF
23 ... Lock bolt as a lock screw (lift amount adjusting means)
42 ... Motoring device (rotation drive means)
43 ...
47 ...
49a ... Yoke E ... Bear engine
Claims (9)
バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正した状態でカムシャフトを回転駆動させる一方、
バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位を非接触式の変位計にてバルブリフト量として計測することを特徴とする内燃機関のバルブリフト量計測方法。 A method for measuring a valve lift amount of an internal combustion engine,
While rotating the camshaft in a state where the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter is corrected with magnetic adsorption force by magnetizing the valve,
A valve lift amount measuring method for an internal combustion engine, characterized in that a crown portion of a valve lifter is measured and a displacement of the crown portion is measured as a valve lift amount with a non-contact displacement meter.
上記バルブステムとバルブリフターとの相対位置関係の矯正として、バルブステムに対するバルブリフターの軸心の倒れが極小となるように矯正することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のバルブリフト量計測方法。 Adhere the valve lifter to the stem end of the valve stem,
2. The valve lift amount of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter is corrected so that the tilt of the shaft center of the valve lifter with respect to the valve stem is minimized. Measurement method.
上記吸気ポートまたは排気ポートから電磁コイルのヨークを挿入して、そのヨークをバルブステムに近接させることでバルブステムを磁化させることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のバルブリフト量計測方法。 The valve magnetizing means is an electromagnetic coil,
4. A valve lift amount measuring method for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the valve stem is magnetized by inserting a yoke of an electromagnetic coil from the intake port or the exhaust port and bringing the yoke close to the valve stem. .
カムシャフトを回転駆動させる回転駆動手段と、
バルブを磁化させることによりバルブステムとバルブリフターとの相対位置関係を磁気吸着力をもって矯正するバルブ磁化手段と、
バルブリフターのクラウン部を被計測面としてそのクラウン部の変位をバルブリフト量として計測する非接触式の変位計と、
を備えていることを特徴とする内燃機関のバルブリフト量計測装置。 A valve lift amount measuring apparatus for an internal combustion engine used for valve lift amount measurement according to claim 1,
Rotational drive means for rotationally driving the camshaft;
A valve magnetizing means for correcting the relative positional relationship between the valve stem and the valve lifter with a magnetic adsorption force by magnetizing the valve;
A non-contact displacement meter that measures the displacement of the crown as a valve lift amount with the crown of the valve lifter as the surface to be measured;
An apparatus for measuring a valve lift amount of an internal combustion engine, comprising:
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