JP4672372B2 - 内燃機関のバルブ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は少なくとも１つの制御カム、１つの追加カム、ロッカアーム軸に回転可能に取り付けられる第一ロッカアーム及び第二ロッカアームを有し、第一ロッカアームが少なくとも１つの第一シリンダ弁と能動的に接触し、少なくとも追加カムが第二ロッカアームと能動的に接触し、そして第二ロッカアームが作動要素によって第一ロッカアームとの力の伝達が可能なピストン式の内燃機関のバルブ駆動装置に関する。
カム駆動の排気弁を有するブレーキ装置はすでに特許文献１で記述されている。この書類においては、従来のロッカアーム−カム配置に加えて補助回転カム装置が油圧作動のロックピストンとともに設けられ、ロッカアーム内に配置されたロックピストンを作動させることにより補助カムとロッカアームの間の力の伝達を確実にする。
非特許文献１においては、第一制御カム及び第二制御カムを伴うロッカアーム−カム配置が１２頁に示されている。各々の制御カムはロッカアーム軸に回転可能に取り付けられたロッカアームによりシリンダ弁と動作上のつながりを有する。制御する作動要素によりロッカアームに実際的に接続可能な更なるロッカアームが追加制御カムに割り当てられている。該作動要素はここでロッカアーム軸に対して軸方向に動かされる。
独国特許第１５ ２６ ４８５号明細書 発行人欄、ドイツＨＯＮＤＡ Ｌｔｄ．、「公報活動」（Ｉｍｐｒｅｓｓｕｍ， ＨＯＮＤＡ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ， Ｏｅｆｆｅｎｔｌｉｃｈｋｅｉｔｓａｒｂｅｉｔ 〔ｐｕｂｌｉｃｉｔｙ ｗｏｒｋ〕）
本発明はエンジンバルブの柔軟性のある制御を確保するような方法でバルブ駆動部を発展させ、配置する目的に基づいている。
上記目的は制御カムが第二ロッカアームと能動的に作用する本発明により達成される。これは第二ロッカアームだけが制御カム及び追加カム、又は制御駆動部と能動的に接触する必要があることに帰着する。制御カム及び追加カムはここで共通のカム軌道上に配置され、その結果制御駆動部の全体設計は単純化される。能動的な作用とは、可能な潤滑油及び／又はスキマ調整要素に加えて、伝動装置の各部品の間に直接的な接触があることを意味する。更に、本発明によるバルブ駆動部を利用するブレーキシステムが比較的新しいエンジン設計にも実施可能である。コンスタントスロットル式排気ブレーキはもはや不必要である。この単純な実施形態に加え、設置スペースが最適に利用される。本発明によるバルブ駆動部は下部及び上部カム軸にも使用可能である。
この点において、作動要素が第一ロッカアームと第二ロッカアームの間に作用する作用力の方向に相当する作用方向を有し、作用方向がロッカアーム軸の中心軸に対して垂直に、及びそこから或る距離で配置されることは好都合である。作用方向又は作用力とロッカアーム軸の中心軸間の距離のおかげで、作用すべき制御力に従って最適に配置できるアームが実現可能である。作動要素の調整範囲は中心軸上の距離に比例し、従ってまた中心軸からの距離とともに可変である。
１つの発展形態による、或る可能性は第一ロッカアームと第二ロッカアームの間に設けられるロッカアーム軸上の回転運動に関して、作動要素により調整できる遊動角αに対するものである。制御カム又は補助カムにより生じるシリンダ行程の制御範囲は遊動角αの調整機能によって調整又は変えることが可能である。遊動角αを０゜とすると、第一ロッカアームは第二ロッカアームに追従し、遊動角αの増加によって一方では第一ロッカアームの作動の時間遅れが生じ、他方では第一ロッカアーム全体の設定角度の制限が生じる。
その上、作動要素が可動ピストンとして具現され、加圧媒体用の制御ライン及び制御弁に接続されることは有利である。油圧で作動するピストンとしての作動要素の実施例は、単純で摩耗のない作動を確保する。
制御ラインが、バイパスラインを割り当てられているチェック弁を有することは同様に有利である。チェック弁の使用により、一方では制御弁が閉じられたときに制御ライン中の圧力が確実に増加する。他方では、制御ライン中で加圧媒体のロスがある場合、バイパスラインを通じて加圧媒体を補給できる。
最後に、本発明による１つの好適な実施形態によれば、制御ライン中に接続された加圧媒体シリンダの中で移動可能に、またそのために第一ロッカアームに対してその前端で間接的又は直接的に当接可能に配置されたピストンが設けられる。制御弁が閉じられるとき、第二ロッカアームの作動が少なくとも部分的に第一ロッカアームに伝達されるように、ピストンと加圧媒体シリンダ間の相対運動は妨げられる。制御弁が開くとき、加圧媒体シリンダの加圧媒体体積は減少し、制御弁が閉じるまで第二ロッカアームは遊動するが、その間第一ロッカアームはその休止位置にとどまる。
本発明にとって、加圧媒体中で圧縮力に対抗する復元要素が加圧媒体シリンダ内部のピストンに割り当てられることは特に重要である。復元要素によって、ピストンの復元運動は制御弁が開くと直ちに開始され、従って第一ロッカアームにおける動的圧力の急上昇は防止される。
本発明による実施形態及び配置に関連して、第一ロッカアームがロッカアーム軸又は第二ロッカアームに回転可能に取り付けられることは有利である。詳細が図示されておらず、それを通じて加圧媒体が吸入されるバイパスラインがチェック弁に割り当てられる。第一ロッカアーム、作動要素、及び第二ロッカアームが接触ユニットを形成することもまた有利である。
制御カムが場合により第一ロッカアームと能動的に作用し、また追加カムが第二ロッカアームのみと場合により能動的に作用することもまた有利である。第一ロッカアームの直接的作動により、第二ロッカアーム及び制御要素を通じてブレーキ動作モードのみが実行される。追加カムに加えて更なる制御カムが作動要素の作動により要求される場合には使用されうる。このように、従来の制御カム形状と同様に制御カムの形状変更を必要とするエンジン節約運転モード及びエンジン高出力運転モードを実行することが可能である。
本発明の更なる利点及び詳細は特許請求項及び明細書において説明され、図において例証される。
図１によるバルブ駆動部１はロッカアーム軸２上に回転可能に配置されている第一ロッカアーム２．１及び第二ロッカアーム２．２を基本的に有する。ロッカアーム軸２又はその中心軸２．３回りに第一ロッカアーム２．１が回転運動をするとき作動する第一シリンダ弁３．１及び第二シリンダ弁３．２は、第一ロッカアーム２．１に割り当てられる。
第一ロッカアーム２．１及び第二ロッカアーム２．２はここにロッカアーム軸２の中心軸２．３に関して前後に配置され、ピストンとして具現されている作動要素５により機械的に連結可能である。ピストン５はここで第二ロッカアーム２．２の加圧媒体シリンダ９内に変位可能に支持される。加圧媒体シリンダ９は制御ライン６を通じて制御弁７及びチェック弁８に作動接続される。作動ピストン５は加圧媒体シリンダ９の反対側にある前端５．１が第二ロッカアーム２．２のストッパ面５．２に対して位置するか、又はそれに対して当接することができる。
図１によれば、制御弁７が閉じられたとき、図２におけるタペット１１による第二ロッカアーム２．２の上向きの作動で、第一ロッカアーム２．１は同期駆動され、又は相当する回転運動に導かれる。加圧媒体シリンダ９中の加圧媒体は図１による作動ピストン５の保持位置を確保するため、チェック弁８又は閉じた制御弁７のいずれを通しても流れることができない。復元要素１０は作動ピストン５と第二ロッカアーム２．２の間に配置される。ばね要素として具現される復元要素１０は、制御弁７が開いたときに加圧媒体シリンダ９内での作動ピストンの復元運動を確保する。制御弁７が閉じたとき、図２によるタペット１１、又は制御カム４．１と２つの追加カム４．２、４．３又は補助カムにより生じる第二ロッカアーム２．２の回転運動は、作動ピストン５を介して第一ロッカアーム２．１に伝達され、従って第一シリンダ弁３．１及び第二シリンダ弁３．２に伝達される。制御弁７の作動次第で第二ロッカアーム２．２により行われる回転運動の一部分のみが、このように第一ロッカアーム２．１に伝達されることが可能である。例えば、制御弁７が制御カム４．１により生じる回転運動を経た後に、該制御弁は、補助カム４．２及び／又は補助カム４．３により生じる回転運動が第二ロッカアーム２．２のみにより行われ、第一ロッカアーム２．１は作動せずとどまるように開くことができる。
図２による制御カム４．１及び補助カム４．２、４．３は１つのカム軌道上に配置され、すなわちそれらは共に１つのカムを形成する。カム又はタペット１１により生じる往復運動は第二ロッカアーム２．２及び作動ピストン５を通じて第一ロッカアーム２．１及び、従ってシリンダ弁３．２に伝達される。加圧媒体シリンダ９の内側に配置された作動ピストン５は、ここで第一ロッカアーム２．１のストッパ面５．２に対して当接し、制御弁７が閉じるときに共に動く。
制御ライン６はここで少なくとも部分的にロッカアーム軸２の内部に配置され、そこから制御弁７又はチェック弁８へと導出される。
図３に示される個々の駆動要素間の力の伝達の基本的線図は、制御カム４．１、補助カム４．２、４．３、第一ロッカアーム２．１、第二ロッカアーム２．２、作動ピストン５、及びシリンダ弁３．１、３．２を示す。個々の駆動要素間に示される接続線は、ここでは実現可能な実際的接続を構成している。制御カム４．１及び補助カム４．２、４．３は第二ロッカアーム２．２に直接、能動的に作用する。第二ロッカアーム２．２は加圧媒体シリンダ９と能動的に作用し、そして加圧媒体シリンダ９は作動ピストン５を通じて第一ロッカアーム２．１と能動的に作用する。同様に、第一ロッカアーム２．１はシリンダ弁３．１、３．２と直接、能動的に作用し、又は直接的な力の伝達を行う。
点線で図示され、更に進んでは実施されていない例示的実施形態においては、制御カム４．１は第一ロッカアーム２．１と直接、能動的に作用し、後者はシリンダバルブ３．１、３．２と直接、能動的に作用する。補助カム４．２、４．３のみが第二ロッカアーム２．２を通じてシリンダ弁３．１、３．２、加圧媒体シリンダ９、作動ピストン５、及び第一ロッカアーム２．１と能動的に作用する。
第一ロッカアーム、第二ロッカアーム及び作動要素を伴う上から見たバルブ駆動部の略図を示す。 第一ロッカアーム、第二ロッカアーム、制御カム、及び補助カムを伴う側面から見たバルブ駆動部の略図を示す。 第一ロッカアーム、第二ロッカアーム、制御カム、補助カム、及びシリンダ弁の間の力の伝達の基本的概要を示す。
符号の説明
１ バルブ駆動部
２ ロッカアーム軸
２．１ 第一ロッカアーム
２．２ 第二ロッカアーム
２．３ 中心軸
３．１ 第一シリンダ弁
３．２ 第二シリンダ弁
４．１ 制御カム
４．２ 追加カム、補助カム
４．３ 追加カム、補助カム
５ 作動要素、ピストン
５．１ 前端
５．２ ストッパ面
６ 制御ライン
７ 制御弁
８ チェック弁
９ 加圧媒体シリンダ
１０ 復元要素
１１ タペット

Claims (9)

  1. 内燃機関のバルブ駆動装置において、
    １つのカム軌道上に配置された少なくとも１つの制御カム（４．１）と追加カム（４．２）と、ロッカアーム軸（２）に回転可能に取り付けられた第一ロッカアーム（２．１）と第二ロッカアーム（２．２）を有し、
    前記第一ロッカアーム（２．１）が少なくとも第一シリンダ弁（３．１）と能動的に作用し、
    前記第二ロッカアーム（２．２）だけが前記制御カム（４．１）及び前記追加カム（４．２）と能動的に作用し、該制御カム（４．１）および該追加カム（４．２）により生じる往復運動を第二ロッカアーム（２．２）に伝達し、
    前記第二ロッカアーム（２．２）が作動要素（５）によって前記第一ロッカアーム（２．１）との力の伝達が可能であり、前記作動要素（５）の保持位置において、前記制御カム（４．１）および前記追加カム（４．２）により生じる第二ロッカアーム（２．２）の回転運動を、前記作動要素（５）を介して第一ロッカアーム（２．１）に伝達し、
    前記制御カム（４．１）によって生じる第二ロッカアーム（２．２）の回転運動の後、前記作動要素（５）は前記保持位置から非保持位置まで動かすことができ、この場合前記作動要素（５）の該非保持位置においては、前記追加カム（４．２）で生じる第二ロッカアーム（２．２）の回転運動は前記第一ロッカアーム（２．１）に伝達されないことを特徴とする内燃機関のバルブ駆動装置。
  2. 前記作動要素（５）が前記第一ロッカアーム（２．１）と前記第二ロッカアーム（２．２）の間に作用する力の方向に相当する作用方向を有し、前記作用方向が前記ロッカアーム軸（２）の中心軸（２．３）に垂直で、そこから或る距離に前記作動要素（５）が配置され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駆動装置。
  3. 前記作動要素（５）により前記ロッカアーム軸（２）上における回転運動に関して調整可能な遊動角αが、前記第一ロッカアーム（２．１）及び前記第二ロッカアーム（２．２）の間に設けられ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駆動装置。
  4. 前記作動要素（５）は可動ピストンであり、加圧媒体用の制御ライン（６）及び制御弁（７）に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
  5. 前記制御ライン（６）が、バイパスラインの割り当てられているチェック弁（８）を有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
  6. 前記可動ピストンが、前記制御ラインに接続された加圧媒体シリンダ（９）の内部に配置され、前記可動ピストンが前記第一ロッカアーム（２．１）に対して間接的又は直接的に第一の前端（５．１）で当接可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
  7. 前記加圧媒体中での圧縮力に対抗する復元要素（１０）が前記加圧媒体シリンダ（９）内部の前記可動ピストンに割り当てられることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
  8. 前記第一ロッカアーム（２．１）が前記ロッカアーム軸（２）又は前記第二ロッカアーム（２．２）に回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
  9. 前記第一ロッカアーム（２．１）、前記作動要素（５）、及び前記第二ロッカアーム（２．２）が接触ユニットを形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
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