JPH0158324B2 - - Google Patents

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JPH0158324B2
JPH0158324B2 JP18865783A JP18865783A JPH0158324B2 JP H0158324 B2 JPH0158324 B2 JP H0158324B2 JP 18865783 A JP18865783 A JP 18865783A JP 18865783 A JP18865783 A JP 18865783A JP H0158324 B2 JPH0158324 B2 JP H0158324B2
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JP
Japan
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engine
valve
intake
rotating member
valve timing
Prior art date
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JP18865783A
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English (en)
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JPS6081412A (ja
Inventor
Toshiharu Masuda
Hiroyuki Oda
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP18865783A priority Critical patent/JPS6081412A/ja
Publication of JPS6081412A publication Critical patent/JPS6081412A/ja
Publication of JPH0158324B2 publication Critical patent/JPH0158324B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのバルブタイミング制御
装置に関するものである。
〔従来技術〕
一般にエンジンのバルブタイミング制御装置
は、エンジンの運転状態に応じて該エンジンの
吸、排気弁の開閉時期を可変制御し、エンジンを
効率よく運転しようとするものである。そしてこ
のバルブタイミング制御装置の1例として、従
来、特公昭52−35819号公報に示されるように、
エンジンの出力軸とカムシヤフトとの間に遠心ガ
バナによつて制御される遊星歯車機構を設け、エ
ンジンの回転によつて生ずる遠心力を利用して出
力軸及びカムシヤフトの回転に位相差を生じさ
せ、これによりバルブタイミングを可変制御する
ようにしたものがある。また他の装置として、カ
ムシヤフトにその軸方向にプロフイールの異なる
カム面を形成し、該カムシヤフトを軸方向に摺動
させて、これによりバルブタイミングを可変制御
するようにしたものがある。
しかしながら前者の従来公報記載のバルブタイ
ミング制御装置では、構造が複雑であり、しかも
エンジン回転数以外の運転状態に応じてバルブタ
イミングを変えることができないという問題があ
つた。一方、後者の装置では、これも構造が複雑
であり、しかもカムシヤフトを軸方向に摺動させ
るようにしているので、動作の応答性及び信頼性
が悪いという問題があつた。
これに対し本件出願人は、カムシヤフトに回動
部材を回動自在に支承するとともに、この回動部
材の嵌装孔にバルブステムに力を伝達するタペツ
トを摺動自在に嵌装し、さらに上記回動部材と電
磁ソレノイド等のアクチユエータによつて摺動さ
れるコントロールシヤフトとを係合連結し、この
アクチユエータによりエンジンの運転状態に応じ
て回動部材を回動させ、カム面のタペツトへの押
圧タイミングを変えてバルブタイミングを可変制
御するようにしたものを既に開発している(特願
昭57−175578号)。この構造のバルブタイミング
制御装置は、従来装置に比し、構造が簡単であ
り、しかもその構造上、確実な動作を期待しうる
という利点を有するが、回動部材にカム面からの
押圧力が作用すると、コントロールシヤフトが逆
方向に摺動して回動部材が逆方向に回動するおそ
れがあり、又かかる問題点を解決するためには電
磁ソレノイドに電流を流し続けておく等、アクチ
ユエータを保持制御する必要があつて該アクチユ
エータの耐久性が低下するおそれがある。
〔発明の目的〕
この発明は、かかる状況においてなされたもの
で、本件出願人の開発に係るエンジンのバルブタ
イミング制御装置をさらに発展させ、アクチユエ
ータを保持制御することなく、回動部材の逆転を
防止せんとするものである。
〔発明の構成〕
そこでこの発明は、タペツトを内装した回動部
材をカムシヤフト回りに回動させることによつて
バルブタイミングを可変制御するようにしたエン
ジンのバルブタイミング制御装置において、コン
トロールシヤフトをエンジンの運転状態に応じて
回転するようにし、このコントロールシヤフトと
回動部材とをウオームギヤ機構により連結するよ
うにしたものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図及び第2図は本発明の一実施例によるエ
ンジンのバルブタイミング制御装置を示し、これ
はデユアルインダクシヨン方式の4気筒エンジン
に適用した例である。図において、1は第1〜第
4の4つの気筒2a〜2dを有するエンジンであ
り、上記各気筒2a〜2dにはそれぞれ高負荷用
及び低負荷用吸気ポート3a,3bと第1、第2
の排気ポート4a,4bとが形成され、該各ポー
ト3a,3b,4a,4bにはそれらを開閉する
吸、排気弁5a,5b,6a,6bが配設されて
いる。また上記吸気ポート3a,3bには吸気マ
ニホールド7a,7bが、上記排気ポート4a,
4bには排気マニホルド8a,8bがそれぞれ接
続され、上記高負荷用排気ポート3aの吸気マニ
ホールド7aの途中には高負荷時に開放される開
閉弁9が配設されており、上記各気筒2a〜2d
は低負荷時は低負荷用吸気ポート3bのみから、
高負荷時は高負荷用及び低負荷用の両吸気ポート
3a,3bから吸気が供給されるようになつてい
る。
また上記エンジン1には上記吸、排気弁5a,
5b,6a,6bをそれぞれ開閉駆動する吸気側
及び排気側の動弁装置10,11が設けられてい
る。この動力装置10,11において、吸、排気
弁5a,5b,6a,6bのバルブステム12,
13(但し、図中には1組の吸、排気弁5a,6
aのバルブステムのみが示されている)はバルブ
ガイド14,15を介してエンジン1のシリンダ
ヘツド1aに支承され、該バルブステム12,1
3の上端付近にはコツタ16を介してリテーナ1
7が取付けられ、該リテーナ17とシリンダヘツ
ド1a間にはバルブステム12,13を上方に付
勢するバルブスプリング18,19が配設されて
いる。またバルブステム12,13の上方には円
柱状のタペツト20,21が配設され、該タペツ
ト20,21の上方にはタペツト20,21を介
して吸、排気弁5a,5b,6a,6bを押圧す
るカムシヤフト22,23が設けられ、該カムシ
ヤフト22,23はタイミングベルト24を介し
てエンジンのクランクシヤフト(図示せず)と連
結され、エンジンの出力によつて回転駆動される
ようになつている。
さらに上記エンジン1には上記2組のうちの1
組の吸、排気弁5a,6aの開閉時期を可変制御
するバルブタイミング可変機構25が設けられて
いる。この可変機構25において、26,27は
上記タペツト20,21を摺動自在に嵌装する嵌
装孔26a,27aを有する回動部材で、該回動
部材26,27はカムシヤフト22,23の回り
に回動自在に支承されており、該回動部材26,
27の上方には相互に連結されたコントロールシ
ヤフト28,29が配設され、該コントロールシ
ヤフト28,29はモータ30によつてエンジン
回転数に応じて回動されるものである。
そして上記左方の回動部材26,27を連結す
る連結軸32,33の中央突起部32a,33a
には相互に反対方向にウオーム歯車加工が施さ
れ、一方上記コントロールシヤフト28,29に
は上記中央突起部32a,33aのウオーム歯と
噛合するこれも反対方向に切られた歯を有するウ
オームギヤ34,35が形成されており、このよ
うにして上記回動部材26,27とコントロール
シヤフト28,29とは上記ウオーム歯とウオー
ムギヤ34,35とからなるウオームギヤ機構3
6,37によつて連結され、上記コントロールシ
ヤフト28,29の同一方向の回転により上記回
動部材26,27がカムシヤフト22,23の回
りに相互に反対方向に回動されるようになつてい
る。
また上記2組のうち他方の吸、排気弁5b,6
bの動弁装置10,11においては、そのタペツ
ト20,21はシリンダヘツド1aに支承されて
おり、従つてこの吸、排気弁5b,6bの開閉時
期は常に一定となつている。
次に第3図を用いて動作について説明する。こ
こで第3図はエンジン低回転時及び高回転時にお
ける吸、排気弁5a,5b,6a,6bの開閉時
期を示す。
エンジンが作動すると、カムシヤフト22,2
3がエンジンと同期回転して、該カムシヤフト2
2,23のカム面22a,23aはタペツト2
0,21を介して吸、排気弁5a〜6bを押圧
し、該吸、排気弁5a〜6bは、吸、排気ポート
3a〜4bを開閉する。そしてエンジンの低負荷
時には、高負荷側の吸気マニホールド7aの開閉
弁9は全閉状態に保持されており、各気筒2a〜
2dには低負荷用吸気ポート3bのみから吸気が
供給される。
またエンジンの高負荷時には、高負荷側吸気マ
ニホールド7aの開閉弁9は開かれ、各気筒2a
〜2dには今度は高負荷用及び低負荷用の両吸気
ポート3a,3bから吸気が供給されることとな
る。そしてこの高負荷時において、エンジンが低
回転のときには、バルブタイミング可変機構25
は作動しておらず、回動部材26,27はその中
心線a,bが吸、排気弁5a,6aの中心線c,
dとほぼ一致する状態となつている。この状態で
は、吸、排気弁5a,5b,6a,6bは第3図
に破線I1,E1で示すようなタイミングで開閉
される。即ち、排気弁6a,6bはピストン下死
点BDC付近で開いたのちピストン上死点TDC付
近で閉じ、吸気弁5a,5bはピストン上死点
TDC付近で開いたのちピストン下死点BDC付近
で閉じることとなる。
次にこの高負荷時においてエンジンが高回転に
なると、モータ30がコントロールシヤフト2
8,29をそれぞれ回転させ、該コントロールシ
ヤフト28,29の回転はウオームギヤ機構3
6,37により、つまりウオームギヤ34,35
と中央突起部32a,33aのウオーム歯とによ
つて回動部材26,27に伝達され、該回動部材
26,27はカムシヤフト22,23の回りに矢
印A方向、B方向、即ちカムシヤフト22,23
の回転方向と同方向、逆方向に回動する。すると
この状態では、排気側のカムシヤフト23のカム
面23aのタペツト21を押圧するタイミンが早
くなり、吸気側のカムシヤフト22のカム面22
aのタペツト20を押圧するタイミングが遅くな
り、これにより排気弁6aは第3図に実線E2で
示すように、他方の排気弁6bの開閉タイミング
(第3図の破線E1参照)に比し進んだタイミン
グで開閉され、吸気弁5aは第3図に実線I2で
示すように、他方の吸気弁5bの開閉タイミング
(第3図の破線I1参照)に比し遅れたタイミン
グで開閉することとなる。
このようにエンジンの高負荷低回転時にはエン
ジンの爆発行程において排気弁が遅れて開閉する
ことによつて膨張力が無駄なくピストンに伝達さ
れ、吸入行程において吸気弁が早く開閉すること
によつて吸気流速が遅くても十分な吸入空気量が
確保されるとともに、吸気の吹き返しによる充填
効率の低下が防止され、その結果燃費を大幅に改
善できる。またエンジンの高負荷高回転時には、
排気行程において一方の排気弁が早く開閉するこ
とによつて排気が早く排出されてピストンの抵抗
が軽減され、吸入行程において一方の吸気弁が遅
く開閉することによつて全体としての吸気弁の開
弁時間が長くなり、慣性力によつて吸入空気量が
増大して充填効率が向上し、その結果高エンジン
出力を得ることができる。
以上のような本実施例の装置では、コントロー
ルシヤフトと回動部材とをウオームギヤ機構で連
結するようにしたので、カムの押圧力が回動部材
に作用しても、該回動部材の回動力がウオームギ
ヤ機構を介してコントロールシヤフトに伝達され
て該コントロールシヤフトが回転してしまうとい
うことはなく、その結果回動部材の逆転は確実に
防止される。またこのようにコントロールシヤフ
トは回動部材の回動力によつては回転しない結
果、モータに一定のトルクをかけておく必要がな
く、その結果モータの保持制御が不要となるとと
もに、モータの耐久性を保証できる。
また本装置では、吸気弁側と排気弁側の各々の
バルブタイミングを変えるバルブタイミング可変
機構を設け、該可変機構をウオームギヤ機構でも
つて構成したので、1つのアクチユエータでもつ
て吸気弁と排気弁のバルブタイミングを独立に制
御することができ、その結果エンジンの運転状態
に応じた最適なバルブタイミング制御が可能とな
り、エンジンを効率よく運転できる。
なお上記実施例ではデユアルインダクシヨン方
式の4バルブエンジンに適用した場合について説
明したが、本発明は吸、排気ポートを1つずつ備
えた2バルブエンジンについても同様に適用でき
る。またバルブタイミング可変機構は吸気弁側及
び排気弁側をそれぞれ反対方向に制御するもので
はなく、両者を同一方向に制御するものであつて
もよい。
また上記実施例では吸、排気弁の両方のバルブ
タイミングを制御する場合について説明したが、
本発明は吸、排気弁のいずれか一方のバルブタイ
ミングを制御する場合についても同様に適用でき
る。またバルブタイミングの制御の方法は上記実
施例と異なる方法であつてもよい。さらにバルブ
タイミングの制御はエンジン回転数に応じて行な
うものに限らず、負荷その他のエンジンの運転状
態に応じて行なうようにしてもよい。またさらに
バルブタイミングの変化量は、ウオームギヤ機構
のギヤ比あるいはギヤのピツチを吸気弁側と排気
弁側とで異なる値に設定して、コントロールシヤ
フトの同一回転量に対して吸気弁側と排気弁側と
でエンジンの要求に応じて異なる変化量としても
よいものである。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係るエンジンのバルブ
タイミング制御装置によれば、その回動によつて
バルブタイミングを可変にする回動部材と、エン
ジンの運転状態に応じて回動するコントロールシ
ヤフトとをウオームギヤ機構で連結し、コントロ
ールシヤフトの回転により回動部材を回動させる
ようにしたので、アクチユエータを保持制御する
必要がなく、該アクチユエータの耐久性を保証で
き、又回動部材の逆転を確実に防止できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるエンジンのバ
ルブタイミング制御装置の平面図、第2図は上記
装置の要部の断面図、第3図は上記装置の動作を
説明するための吸、排気弁の開閉時期を示す図で
ある。 5a,6a……吸、排気弁、12,13……バ
ルブステム、20,21……タペツト、22,2
3……カムシヤフト、22a,23a……カム
面、26,27……回動部材、26a,27a…
…嵌装孔、28,29……コントロールシヤフ
ト、34,35……ウオームギヤ、36,37…
…ウオームギヤ機構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの運転状態に応じてバルブタイミン
    グを可変制御するエンジンのバルブタイミング制
    御装置であつて、カムシヤフトのカム面からの力
    をバルブステムへ伝達するタペツトと、該タペツ
    トを摺動自在に嵌装する嵌装孔を有し上記カムシ
    ヤフト回りに回動自在に支承されバルブタイミン
    グを可変にする回動部材と、エンジンの運転状態
    に応じて回転するコントロールシヤフトと、上記
    コントロールシヤフトと回動部材とを連結し該コ
    ントロールシヤフトの回転により上記回動部材を
    カムシヤフト回りに回動させるウオームギヤ機構
    とを備えたことを特徴とするエンジンのバルブタ
    イミング制御装置。
JP18865783A 1983-10-07 1983-10-07 エンジンのバルブタイミング制御装置 Granted JPS6081412A (ja)

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JPS6081412A JPS6081412A (ja) 1985-05-09
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JPH01197129A (ja) * 1988-02-01 1989-08-08 Mazda Motor Corp 自動変速機の操作装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4896817B2 (ja) * 2006-07-25 2012-03-14 本田技研工業株式会社 内燃機関の可変動弁装置

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