JP5057103B2 - Valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の動弁装置に関する。 The present invention relates to a valve gear for an internal combustion engine.
内燃機関として、吸気や排気の効率を最適に設定するために、複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブを備えたものが知られている。また、内燃機関の運転状態に応じて、即ち、内燃機関の回転数毎にカムシャフトの回転方向の位相を変更し、吸気バルブ・排気バルブの開閉タイミングを適宜設定することができる機構を備えた内燃機関が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an internal combustion engine, an engine having a plurality of intake valves and a plurality of exhaust valves is known in order to optimally set intake and exhaust efficiency. In addition, a mechanism is provided that can appropriately set the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve by changing the phase in the rotational direction of the camshaft according to the operating state of the internal combustion engine, that is, for each rotational speed of the internal combustion engine. An internal combustion engine is known (for example, see Patent Document 1).
近年、複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブの双方の開閉タイミングを設定する状況において、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を総合的に考慮し、機構を複雑にすることなく高い再現性により、出力の向上や燃費向上、ポンピングロスの低減等を達成できることが求められるようになってきている。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、機構を複雑にすることなく高い再現性により、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持するようにバルブを動作させることができる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 circumstances, and is capable of operating a valve so as to optimally maintain the flow of intake air and the return of exhaust gas with high reproducibility without complicating the mechanism. An object is to provide a valve device.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の動弁装置は、一対の吸気バルブ及び一対の排気バルブと、クランクシャフトの駆動回転に同期して回転される第1カムシャフト及び第2カムシャフトと、前記第1カムシャフトの回転により一方側吸気バルブ及び一方側排気バルブを連動してリフト動作させる第1リフト手段と、前記第2カムシャフトの回転により他方側吸気バルブ及び他方側排気バルブを連動してリフト動作させる第2リフト手段とを備え、前記第1リフト手段は、前記第1カムシャフトの回転が伝達される第1補助カムシャフトと、前記第1補助カムシャフトに設けられ前記一方側吸気バルブをリフトさせる第1吸気カムと、前記第1補助カムシャフトに設けられ前記一方側排気バルブをリフトさせる第1排気カムとからなり、前記第2リフト手段は、前記第2カムシャフトの回転が伝達される第2補助カムシャフトと、前記第2補助カムシャフトに設けられ前記他方側吸気バルブをリフトさせる第2吸気カムと、前記第2補助カムシャフトに設けられ前記他方側排気バルブをリフトさせる第2排気カムとからなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a valve operating apparatus according to a first aspect of the present invention includes a pair of intake valves, a pair of exhaust valves, a first camshaft and a second camshaft that are rotated in synchronization with the drive rotation of the crankshaft. A camshaft, first lift means for operating the one side intake valve and the one side exhaust valve in conjunction with rotation of the first camshaft, and the other side intake valve and the other side exhaust by rotating the second camshaft. Second lift means for operating the valve in conjunction with the lift , and the first lift means is provided on the first auxiliary camshaft to which the rotation of the first camshaft is transmitted, and on the first auxiliary camshaft. A first intake cam that lifts the one-side intake valve, and a first exhaust cam that is provided on the first auxiliary camshaft and lifts the one-side exhaust valve. The second lift means includes a second auxiliary camshaft to which the rotation of the second camshaft is transmitted, a second intake cam provided on the second auxiliary camshaft to lift the other intake valve, The second auxiliary camshaft is provided with a second exhaust cam that lifts the other side exhaust valve .
請求項1に係る本発明では、第1カムシャフトの回転により一方側吸気バルブ及び一方側排気バルブが第1リフト手段を介して連動してリフトされ、第2カムシャフトの回転により他方側吸気バルブ及び他方側排気バルブが第2リフト手段を介して連動してリフトされる。これにより、例えば、対向する吸気バルブ及び排気バルブの間で吸気(混合気)と排気の戻りが干渉することがない状態にして大きなスワール流を形成することができるようにしたり、一方側吸気バルブと他方側排気バルブの間でオーバーラップを形成して吸気(混合気)の流れと排気の戻りの流れを同方向にすることができるように、複数の吸気バルブと複数の排気バルブのリフト状態を機械的に設定することができる。この結果、機構を複雑にすることなく高い再現性により、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持するようにバルブを動作させることができる。
そして、第1カムシャフトの回転を第1補助カムシャフトに伝達し、第1吸気カム及び第1排気カムにより一方側吸気バルブ及び一方側排気バルブをリフトさせ、第2カムシャフトの回転を第2補助カムシャフトに伝達し、第2吸気カム及び第2排気カムにより他方側吸気バルブ及び他方側排気バルブをリフトさせることで、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持するように機械的にバルブを動作させることができる。
In the first aspect of the present invention, the one-side intake valve and the one-side exhaust valve are lifted together via the first lift means by the rotation of the first camshaft, and the other-side intake valve is rotated by the rotation of the second camshaft. And the other side exhaust valve is lifted in conjunction via the second lift means. Accordingly, for example, a large swirl flow can be formed in a state where the return of the intake air (mixture) and the exhaust does not interfere between the opposed intake valve and exhaust valve, or the one-side intake valve The lift state of multiple intake valves and multiple exhaust valves so that there is an overlap between the exhaust valve and the other exhaust valve so that the flow of intake (air mixture) and the return flow of exhaust can be in the same direction Can be set mechanically. As a result, the valve can be operated to optimally maintain the flow of intake air and the return of exhaust gas with high reproducibility without complicating the mechanism.
Then, the rotation of the first camshaft is transmitted to the first auxiliary camshaft, the first intake cam and the first exhaust cam lift the one side intake valve and the one side exhaust valve, and the second camshaft rotates the second camshaft. By transmitting to the auxiliary camshaft and lifting the other side intake valve and the other side exhaust valve by the second intake cam and the second exhaust cam, the machine can maintain the flow of intake air and the return of exhaust gas optimally. The valve can be operated automatically.
また、請求項2に係る本発明の動弁装置は、請求項1に記載の動弁装置において、前記第1カムシャフト及び第2カムシャフトが一方向に沿って互いに平行状態に配され、前記第1補助カムシャフト及び前記第2補助カムシャフトが前記第1カムシャフト及び第2カムシャフトに交差する方向に互いに平行状態に配され、前記第1カムシャフトと前記第1補助カムシャフトの回転伝達、及び、前記第2カムシャフトと前記第2補助カムシャフトの回転伝達を行うための伝達手段をそれぞれ備えたことを特徴とする。
Also, a valve apparatus of the present invention according to
請求項2に係る本発明では、伝達手段を介して、第1カムシャフト及び第2カムシャフトに交差する方向に配された第1補助カムシャフト及び第2補助カムシャフトを回転させ、複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブをリフトさせることができる。
In the present invention according to
また、請求項3に係る本発明の動弁装置は、請求項2に記載の動弁装置において、前記伝達手段は、ねじ歯車であることを特徴とする。また、請求項4に係る本発明の動弁装置は、請求項3に記載の動弁装置において、前記伝達手段は、ウォーム及びウォームホイールであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the valve gear of the second aspect , the transmission means is a screw gear. According to a fourth aspect of the present invention, in the valve gear of the third aspect, the transmission means is a worm and a worm wheel.
請求項3に係る本発明では、減速比を1対1に設定することができるねじ歯車を介して、複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブをリフトさせることができる。請求項5に係る本発明では、減速比を大きく設定することができるウォーム及びウォームホイールを介して複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブをリフトさせることができる。
In the present invention according to
伝達手段としては、ウォーム及びウォームホイールの他に、すぐば、はすば傘歯車、まがりば等を適用することが可能である。 As the transmission means, in addition to the worm and the worm wheel, it is possible to apply a helical bevel gear, a spiral hook, or the like.
また、請求項5に係る本発明の動弁装置は、請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の動弁装置において、前記第1リフト手段及び前記第2リフト手段は、前記一対の吸気バルブ及び一対の排気バルブに対応してそれぞれ備えられるラッシュアジャスタと、前記ラッシュアジャスタにより、一端が支点とされて揺動自在に支持され、他端がバルブ側に当接し、途中部がカムにより押されるアームとを含むことを特徴とする。 A valve operating device according to a fifth aspect of the present invention is the valve operating device according to any one of the second to fourth aspects, wherein the first lift means and the second lift means are the pair. The lash adjuster provided corresponding to each of the intake valve and the pair of exhaust valves, and the lash adjuster are supported by one end as a fulcrum and swingably supported, the other end abuts the valve side, and the middle part is a cam. And an arm pushed by the.
請求項5に係る本発明では、ラッシュアジャスタによりバルブクリアランスが適正に維持された状態で複数の吸気バルブ及び複数の排気バルブをリフトさせることができる。 In the present invention according to claim 5 , the plurality of intake valves and the plurality of exhaust valves can be lifted while the valve clearance is properly maintained by the lash adjuster.
また、請求項6に係る本発明の動弁装置は、請求項5に記載の動弁装置において、第1吸気カム及び第1排気カムの回転方向の位相を任意に変更する第1カム位相変更手段と、第2吸気カム及び第2排気カムの回転方向の位相を任意に変更する第2カム位相変更手段とを備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the valve gear of the present invention is the valve gear according to the fifth aspect , wherein the first cam phase change for arbitrarily changing the phase in the rotational direction of the first intake cam and the first exhaust cam. And a second cam phase changing means for arbitrarily changing the phase in the rotational direction of the second intake cam and the second exhaust cam.
請求項6に係る本発明では、第1カム位相変更手段及び第2カム位相変更手段により、一方の吸気バルブ、排気バルブ及び他方の吸気バルブ、排気バルブのリフト時期を連続して変更することができる。
In the present invention according to
本発明の動弁装置は、機構を複雑にすることなく高い再現性により、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持するようにバルブを動作させることが可能になる。 The valve operating apparatus of the present invention can operate the valve so as to optimally maintain the flow of intake air and the return of exhaust gas with high reproducibility without complicating the mechanism.
図1には本発明の一実施形態例に係る動弁装置を備えたカムシャフトの外観、図2には図1中の要部平面視、図3には図2中のIII−III線矢視、図4には図2中のIV−IV線矢視、図5にはバルブ動作のタイムチャート、図6にはシリンダ内(燃焼室内)の流動状況を示してある。また、図7には吸気と排気が干渉した状態のシリンダ内(燃焼室内)の流動状況を示してある。また、図8には本発明の他の実施形態例に係る動弁装置を備えたカムシャフトの要部外観を示してある。 FIG. 1 is an external view of a camshaft equipped with a valve gear according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a main part in FIG. 1, and FIG. 3 is a line III-III arrow in FIG. FIG. 4 is a view taken along the line IV-IV in FIG. 2, FIG. 5 is a time chart of valve operation, and FIG. 6 shows a flow state in the cylinder (combustion chamber). FIG. 7 shows a flow state in the cylinder (combustion chamber) in a state where the intake air and the exhaust gas interfere with each other. FIG. 8 shows the external appearance of the main part of a camshaft provided with a valve gear according to another embodiment of the present invention.
図1〜図4に基づいてバルブ動作装置を備えた内燃機関の要部を説明する。 The main part of the internal combustion engine provided with the valve operating device will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、シリンダヘッド側には第1カムシャフト1及び第2カムシャフト2が気筒の配列方向に沿って(一方向に沿って)互いに平行状態に配され、第1カムシャフト1及び第2カムシャフト2の端部にはスプロケット3、4が設けられている。スプロケット3、4には、クランクシャフト5側のスプロケット6との間でタイミングチェーン7が巻回され、クランクシャフト5の動力がタイミングチェーン7及びスプロケット3、4を介して第1カムシャフト1及び第2カムシャフト2に伝達される。
As shown in FIG. 1, on the cylinder head side, a
内燃機関の各気筒には吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rが設けられ、スプロケット3、4側の吸気バルブ13F、排気バルブ15Fが一方側吸気バルブ及び排気バルブとされ、スプロケット3、4と反対側の吸気バルブ13R、排気バルブ15Rが他方側吸気バルブ及び排気バルブとされている。
Each cylinder of the internal combustion engine is provided with
第1カムシャフト1と吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fとにわたり第1リフト手段11が備えられ、第1カムシャフト1の回転により第1リフト手段11を介して吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fが所定のリフト時期及びリフト量でリフト動作される。また、第2カムシャフト2と吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rとにわたり第2リフト手段12が備えられ、第2カムシャフト2の回転により第2リフト手段12を介して吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rが所定のリフト時期及びリフト量でリフト動作される。
A first lift means 11 is provided across the
第1カムシャフト1の端部のスプロケット3には第1カム位相変更手段としての第1カム位相変更手段51が設けられている。第1カム位相変更手段51は、スプロケット3に第1カムシャフト1と一体のロータ部材が回転自在に配され、スプロケット3に対してロータ部材を、例えば、油圧力により回転させることで、スプロケット3に対して第1カムシャフト1の回転方向の位相を変更し、吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fのリフト時期を連続的に変更するものである。
The
また、第2カムシャフト2の端部のスプロケット4には第2カム位相変更手段としての第2カム位相変更手段52が設けられている。第2カム位相変更手段52は、スプロケット4に第2カムシャフト2と一体のロータ部材が回転自在に配され、スプロケット4に対してロータ部材を、例えば、油圧力により回転させることで、スプロケット4に対して第2カムシャフト2の回転方向の位相を変更し、吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rのリフト時期を連続的に変更するものである。
The sprocket 4 at the end of the
尚、第1カム位相変更手段51及び第2カム位相変更手段52を設けずに、吸気バルブ13F及び排気バルブ15F、吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rのリフト時期が所定の状態に固定された構成にすることも可能である。
The lift timing of the
図2〜図4に基づいてシリンダヘッドの部位の構成を具体的に説明する。尚、図3は吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rの断面であるが、吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fの構成も同一である。
Based on FIGS. 2-4, the structure of the site | part of a cylinder head is demonstrated concretely. FIG. 3 is a sectional view of the
シリンダヘッド21の下面には燃焼室22の上壁を形成する面が形成され、上壁を形成する面には吸気ポート23の吸気開口部24及び排気ポート25の排気開口部26がそれぞれ2個設けられている。吸気バルブ13Rは吸気開口部24と燃焼室22との連通及び遮断を行うように配され、排気バルブ15Rは排気開口部26と燃焼室22との連通及び遮断を行うように配されている。
A surface forming the upper wall of the
吸気バルブ13Rは吸気開口部24の開口形状に合わせて形成された傘部13aを備え、傘部13aの中心部の上部にはステム部13bが設けられている。シリンダヘッド21には筒状のステムガイド27が圧入され、吸気バルブ13Rのステム部13bがステムガイド27に摺動自在に支持されている。
The
ステム部13bの上端にはコッタ28を介して円盤状のリテーナ29が連結され、リテーナ29の下面とシリンダヘッド21側のシート30との間にスプリング31が設けられている。つまり、リテーナ29を介してステム部13bがスプリング31により上方に付勢され、吸気バルブ13が閉弁方向(吸気開口部24と燃焼室22とを遮断する方向)に付勢されている。
A disc-shaped
ステム部13bの上部には筒状のバルブリフタ14が配され、バルブリフタ14の上端面の内側がステム部13bの上部に取り付けられることで、スプリング31の外側がバルブリフタ14の筒面に覆われた状態にされている。バルブリフタ14の上端面の外側(上面)にはシム32が設けられ、シム32の上面に後述するアーム56の先端が当接している。
A
排気バルブ15も同様に傘部15a及びステム部15b、バルブリフタ16を備え、吸気バルブ13と同一構成によりシリンダヘッド21に支持されている。このため、支持部材に対しては同一符号を付して重複する説明は省略してある。
Similarly, the exhaust valve 15 includes an
吸気バルブ13及び排気バルブ15は、第1リフト手段11により一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15F(一方側吸気バルブ、一方側排気バルブ)が連動してリフト動作され、第2リフト手段12により他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15R(他方側吸気バルブ、他方側排気バルブ)が連動してリフト動作される。第1リフト手段11及び第2リフト手段12を説明する。
The intake valve 13 and the exhaust valve 15 are lifted by the first lift means 11 in conjunction with the one
一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fに対応する位置における第1カムシャフト1には伝達手段として第1ウォーム41が設けられている。第1カムシャフト1に直交して第1補助カムシャフト42がシリンダヘッド21側に回転自在に支持され、第1補助カムシャフト42の基端部には伝達手段として第1ウォームホイール43が設けられている。第1ウォームホイール43は第1カムシャフト1の第1ウォーム41に噛み合い、第1カムシャフト1の回転が第1ウォーム41及び第1ウォームホイール43を介して第1補助カムシャフト42に伝達される。第1補助カムシャフト42には第1吸気カム45及び第2排気カム46が設けられている。
A
他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rに対応する位置における第2カムシャフト2には伝達手段として第2ウォーム40が設けられている。第2カムシャフト2に直交して第2補助カムシャフト47がシリンダヘッド21側に回転自在に支持され、第2補助カムシャフト47の基端部には伝達手段として第2ウォームホイール48が設けられている。第2ウォームホイール48は第2カムシャフト2の第2ウォーム40に噛み合い、第2カムシャフト2の回転が第2ウォーム40及び第2ウォームホイール48を介して第2補助カムシャフト47に伝達される。第2補助カムシャフト47には第2吸気カム49及び第2排気カム50が設けられている。
The
シリンダヘッド21には、吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rに対応してラッシュアジャスタ55がそれぞれ備えられ、ラッシュアジャスタ55と吸気バルブ13F、13Rのバルブリフタ14及び排気バルブ15F、15Rのバルブリフタ16とにわたりアーム56が備えられている。アーム56は、ラッシュアジャスタ55により一端が支点とされて揺動自在にシリンダヘッド21に支持され、他端(先端)がバルブリフタ14もしくはバルブリフタ16のシム32の上面に当接している。
The
アーム56の途中部にはローラ57が設けられ、ローラ57には第1吸気カム45及び第2排気カム46(第2吸気カム49及び第2排気カム50)が当接している。第1補助カムシャフト42(第2補助カムシャフト47)の回転に伴って、第1吸気カム45及び第2排気カム46(第2吸気カム49及び第2排気カム50)が回転し、カム面に応じてローラ57が押されてアーム56がラッシュアジャスタ55を支点として揺動する。
A
ラッシュアジャスタ55を支点としてアーム56が揺動することにより、アーム56の他端側でバルブリフタ14(バルブリフタ16)が押される。これにより、一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15F、他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rが連動してリフト動作される。
When the
上述したバルブ動作装置では、クランクシャフト5の動力が第1カムシャフト1及び第2カムシャフト2に伝達されて回転する。第1カムシャフト1の回転により、第1ウォーム41及び第1ウォームホイール43を介して第1補助カムシャフト42が回転し、第1吸気カム45及び第2排気カム46の回転により一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fが連動してリフト動作される。同時に、第2カムシャフト2の回転により、第2ウォーム40及び第2ウォームホイール48を介して第2補助カムシャフト47が回転し、第2吸気カム49及び第2排気カム50の回転により他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rが連動してリフト動作される。
In the valve operating device described above, the power of the crankshaft 5 is transmitted to the
このため、機構を複雑にすることなく機械的な機構による高い再現性により、一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15Fを連動してリフト動作させ、他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rを連動してリフト動作させることができ、吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持するようにバルブを動作させることが可能になる。
Therefore, with high reproducibility by a mechanical mechanism without complicating the mechanism, one
図5に基づいて吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rのリフト時期の状況を説明する。
The state of the lift timing of the
第1補助カムシャフト42及び第2補助カムシャフト47の回転により、一方の吸気バルブ13F及び排気バルブ15F、他方の吸気バルブ13R及び排気バルブ15Rが連動してリフト動作される。吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rのリフト時期は、第1吸気カム45及び第2排気カム46、第2吸気カム49及び第2排気カム50の状態により、例えば、以下の通り設定されている。
By the rotation of the first
即ち、一方の吸気バルブ13Fと排気バルブ15Fのリフト時期にオーバーラップが生じない状態に設定されている。一方の吸気バルブ13Fと排気バルブ15Fのリフト終了時期が(図5中実線参照)、他方の吸気バルブ13Rと排気バルブ15Rのリフト終了時期(図5中点線参照)よりも早く設定されている。また、他方の吸気バルブ13Rと排気バルブ15Rのリフト時期もオーバーラップが生じない状態に設定されている。
That is, it is set so that no overlap occurs at the lift timing of one
そして、一方の吸気バルブ13Fの開弁時期が、他方の排気バルブ15Rの閉弁終了時期よりも早く設定されている。即ち、一方の吸気バルブ13Fと他方の排気バルブ15Rの間でオーバーラップが形成されている。
The opening timing of one
この状態で、第1カム位相変更手段51及び第2カム位相変更手段52を任意に作動させることで、一方の吸気バルブ13Fと排気バルブ15Fのリフト時期、他方の吸気バルブ13Rと排気バルブ15Rのリフト時期を車両の運転状態に応じて任意に連続的に変更することができる。
In this state, by arbitrarily operating the first cam
吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rのリフト時期を上述したように設定することにより、例えば、体積効率を増加して出力を向上させたり、排気バルブ15F、15Rとの間で吸気バルブ13F、13Rの開弁時期をオーバーラップさせる量を変更して内部EGR量を最適化し、燃費向上やポンピングロスの低減を図り、低燃費化を図ることができる。また、吸気の流入時期を変更することができる。
By setting the lift timing of the
つまり、図6(a)に示すように、一方の吸気バルブ13Fが開いた直後は、対向する排気バルブ15Fが閉じられると共に、他方の吸気バルブ13R側の吸気開口部24は閉じられた状態にされ、排気バルブ15R側の排気開口部26が閉じられる直前の状態(開いた状態)にされる。つまり、一方の吸気バルブ13Fと他方の排気バルブ15Rでオーバーラップが形成される。
That is, as shown in FIG. 6A, immediately after the opening of one
燃焼室22の内部の混合気は図中左旋回状態の一方の吸気バルブ13F側からの大きなスワール流S1を形成する。また、排気の戻りの流れは図中左旋回状態の他方の排気バルブ15R側からのスワール流を形成する。混合気のスワール流S1と排気の戻りのスワール流は同方向の流れであるため、より大きなスワール流に成長する。混合気は片側の吸気バルブ13F側からの流れであるため、排気バルブ15F、15R側で混合気の流れが干渉して弱まることがない。また、排気の戻りとの干渉が生じることがない。
The air-fuel mixture inside the
吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rを同位相同士で開閉し、吸気バルブ13及び排気バルブ15にオーバーラップを持たせた場合、図7に示すように、オーバーラップ中には、吸気バルブ13F、13R側から互いに逆方向の流れで混合気が流入すると同時に、排気バルブ15F、15R側から互いに逆方向の流れで排気が流入する。このため、流入した混合気と戻された排気が干渉して流れが打ち消され、筒内流動の乱れが減衰されてしまう。吸気バルブ13F、13R及び排気バルブ15F、15Rのリフト時期を上述したように設定することにより、流入した混合気と戻された排気が干渉して流れが打ち消されることがない。
When the
図6(a)に戻り、その後他方の吸気バルブ13R側の吸気開口部24から混合気が流入するが、大きなスワール流S1は圧縮行程の後半まで維持される。
Returning to FIG. 6A, after that, the air-fuel mixture flows from the
図6(b)に示すように、一方の吸気バルブ13Fが閉じる直前(圧縮行程に移行する時期)は他方の吸気バルブ13R側の吸気開口部24が開いているので、上流の吸気側への吹き戻しが他方の吸気バルブ13R側の吸気開口部24で増大し、燃焼室22の内部は図中左旋回状態の他方の吸気バルブ13R側への大きなスワール流S2を形成する。片側からの吹き戻しの大きなスワール流S2により吸気バルブ13F、13R側で混合気が干渉して弱まることがない。
As shown in FIG. 6B, the
図6(c)に示すように、吸気バルブ13R側の吸気開口部24が遅れて閉じられ、ピストンが上死点(点火直前)に達すると、スワール流Sは点火プラグ60近傍で強い乱れS3に変化する。これにより、点火後の燃焼反応を促進することができる。
As shown in FIG. 6C, when the
一方の吸気バルブ13Fと排気バルブ15Fのリフト終了時期を、他方の吸気バルブ13Rと排気バルブ15Rのリフト終了時期よりも早く設定したことにより、吸気同士の干渉及び吸気と排気の戻りとの干渉をなくすことができ、燃焼室22の内部に大きなスワール流を形成することが可能になる。この結果、点火直前に強い乱れを生じさせることができ、燃焼を促進して燃焼改善による低燃費化を達成することができる。
By setting the lift end timing of one
このため、可変バルブ機構の特徴を損なうことなく吸気の流れや排気ガスの戻りの状況を最適に維持することが可能になる。 For this reason, it is possible to optimally maintain the flow of intake air and the return of exhaust gas without impairing the characteristics of the variable valve mechanism.
また、一方の吸気バルブ13Fと他方の排気バルブ15Rでオーバーラップを形成することにより、燃焼室22の内部のスワール形成を阻害することなく、内部EGR量(排気ガスの戻り量)を最適化し、燃費向上やポンピングロスの低減を図ることができる。
Further, by forming an overlap between one
また、第1カム位相変更手段51及び第2カム位相変更手段52を任意に作動させることで、吸気バルブ13F、13Rのリフト時期、排気バルブ15F、15Rのリフト時期を車両の運転状態(エンジン回転数、負荷等)に応じて任意に連続的に変更することができる。このため、出力向上及び燃費向上を図ることができる。
Further, by arbitrarily operating the first cam
尚、上述した実施形態例では、伝達手段として第1ウォーム41、第1ウォームホイール43及び第2ウォーム40、第2ウォームホイール48を用いた例を挙げて説明したが、他の手段を用いることが可能である。即ち、図8に示すように、第1ウォーム41、第1ウォームホイール43に代えて、ねじ歯車101、102を用いると共に、第2ウォーム40、第2ウォームホイール48に代えて、ねじ歯車103、104を用いることが可能である。
In the above-described embodiment, the example using the
ねじ歯車101、102及びねじ歯車103、104を用いることで、減速比を1対1に設定することができる。また、第1カムシャフト1と第1補助カムシャフト42の回転伝達、及び、第2カムシャフト2と第2補助カムシャフト47の回転伝達の機構をコンパクト化することが可能になる。
By using the screw gears 101 and 102 and the screw gears 103 and 104, the reduction ratio can be set to 1: 1. Further, it is possible to reduce the size of the rotation transmission mechanism between the
本発明は、内燃機関のバルブ動作装置の分野で利用できる。 The present invention can be used in the field of valve operating devices for internal combustion engines.
1 第1カムシャフト
2 第2カムシャフト
11 第1リフト手段
12 第2リフト手段
13 吸気バルブ
15 排気バルブ
21 シリンダヘッド
22 燃焼室
42 第1補助カムシャフト
45 第1吸気カム
46 第1排気カム
47 第2補助カムシャフト
49 第2吸気カム
50 第2排気カム
101、102、103、104 ねじ歯車
DESCRIPTION OF
Claims (6)
クランクシャフトの駆動回転に同期して回転される第1カムシャフト及び第2カムシャフトと、
前記第1カムシャフトの回転により一方側吸気バルブ及び一方側排気バルブを連動してリフト動作させる第1リフト手段と、
前記第2カムシャフトの回転により他方側吸気バルブ及び他方側排気バルブを連動してリフト動作させる第2リフト手段とを備え、
前記第1リフト手段は、
前記第1カムシャフトの回転が伝達される第1補助カムシャフトと、前記第1補助カムシャフトに設けられ前記一方側吸気バルブをリフトさせる第1吸気カムと、前記第1補助カムシャフトに設けられ前記一方側排気バルブをリフトさせる第1排気カムとからなり、
前記第2リフト手段は、
前記第2カムシャフトの回転が伝達される第2補助カムシャフトと、前記第2補助カムシャフトに設けられ前記他方側吸気バルブをリフトさせる第2吸気カムと、前記第2補助カムシャフトに設けられ前記他方側排気バルブをリフトさせる第2排気カムとからなる
ことを特徴とする動弁装置。 A pair of intake valves and a pair of exhaust valves;
A first camshaft and a second camshaft that are rotated in synchronization with the drive rotation of the crankshaft;
First lift means for performing a lift operation in conjunction with one side intake valve and one side exhaust valve by rotation of the first camshaft;
Second lift means for performing a lift operation in conjunction with the other side intake valve and the other side exhaust valve by the rotation of the second camshaft ;
The first lift means includes
A first auxiliary camshaft to which the rotation of the first camshaft is transmitted, a first intake cam provided on the first auxiliary camshaft for lifting the one side intake valve, and provided on the first auxiliary camshaft. A first exhaust cam for lifting the one side exhaust valve;
The second lift means includes
A second auxiliary camshaft to which rotation of the second camshaft is transmitted; a second intake cam provided on the second auxiliary camshaft for lifting the other side intake valve; and provided on the second auxiliary camshaft. A valve operating device comprising a second exhaust cam for lifting the other side exhaust valve .
前記第1カムシャフト及び第2カムシャフトが一方向に沿って互いに平行状態に配され、前記第1補助カムシャフト及び前記第2補助カムシャフトが前記第1カムシャフト及び第2カムシャフトに交差する方向に互いに平行状態に配され、
前記第1カムシャフトと前記第1補助カムシャフトの回転伝達、及び、前記第2カムシャフトと前記第2補助カムシャフトの回転伝達を行うための伝達手段をそれぞれ備えた
ことを特徴とする動弁装置。 The valve gear according to claim 1,
The first camshaft and the second camshaft are arranged in parallel with each other along one direction, and the first auxiliary camshaft and the second auxiliary camshaft intersect the first camshaft and the second camshaft. Arranged parallel to each other,
A valve operating system comprising transmission means for transmitting rotation of the first camshaft and the first auxiliary camshaft and transmitting rotation of the second camshaft and the second auxiliary camshaft, respectively. apparatus.
前記伝達手段は、ねじ歯車である
ことを特徴とする動弁装置。 The valve gear according to claim 2,
The valve operating device characterized in that the transmission means is a screw gear .
前記伝達手段は、ウォーム及びウォームホイールである
ことを特徴とする動弁装置。 The valve gear according to claim 3,
The valve operating device characterized in that the transmission means is a worm and a worm wheel .
前記第1リフト手段及び前記第2リフト手段は、
前記一対の吸気バルブ及び一対の排気バルブに対応してそれぞれ備えられるラッシュアジャスタと、
前記ラッシュアジャスタにより、一端が支点とされて揺動自在に支持され、他端がバルブ側に当接し、途中部がカムにより押されるアームとを含む
ことを特徴とする動弁装置。 In the valve gear as described in any one of Claims 2-4,
The first lift means and the second lift means are:
A lash adjuster respectively provided corresponding to the pair of intake valves and the pair of exhaust valves;
A valve operating apparatus comprising: an arm that has one end as a fulcrum and is supported by the lash adjuster so as to be swingable, the other end abutting against the valve side, and an intermediate portion being pushed by a cam .
第1吸気カム及び第1排気カムの回転方向の位相を任意に変更する第1カム位相変更手段と、
第2吸気カム及び第2排気カムの回転方向の位相を任意に変更する第2カム位相変更手段とを備えた
ことを特徴とする動弁装置。 The valve gear according to claim 5 ,
First cam phase changing means for arbitrarily changing the phase in the rotational direction of the first intake cam and the first exhaust cam;
And a second cam phase changing means for arbitrarily changing the phase of the second intake cam and the second exhaust cam in the rotational direction .
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