JPH02191805A

JPH02191805A - エンジンの動弁装置

Info

Publication number: JPH02191805A
Application number: JP32446189A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nishimura; 博文西村; Hidetoshi Nobemoto; 秀寿延本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1990-07-27
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0737764B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、運転状態に応じてバルブリフト特性を変える
ことのできる動弁装置に関し、特に１気筒当り２個の吸
気バルブを設けたエンジンに適用される動弁装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

エンジンの吸気バルブの作動特性を設定する場合に、低
速時には排気バルブとのバルブオーバーラツプ期間にお
ける排気の吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃
焼の安定性および燃費の向上を図るため、バルブリフト
量および開弁期間を比較的小さくすることが望ましく、
高速時には出力の向上等のためバルブリフト量や開弁期
間を大きくすることが望ましい。

このような要求を満足するため、形状の異なる２種のカ
ムを設け、これらのカムのいずれかに選択的に吸気バル
ブを連係させ、かつその連係を運転状態に応じて切替え
るようにした動弁装置は従来においても知られており、
例えば実開昭５７−１８２２０５号公報に示された装置
や、米国特許４１５１８１７号に示された装置が知られ
ている。

前者の装置は、１個のバルブに対して低速型と高速型の
２個のカムと１個のロッカーアームとを有し、ロッカー
アームのカム側部分を２又状に形成してその一方の端部
を低速型カムへの当接部とするとともに、他方の端部に
摺動可能な高速カム当接部材およびその摺動を阻止する
ストッパを装備し、このストッパを油圧シリンダ等のア
クチュエータにより連動機構を介して作動するようにし
ている。そして上記アクチュエータを運転状態に応じて
制御することにより、低速時には上記高速カム当接部材
が遊動して高速型カムの作動がバルブに伝達されず低速
型カムでバルブが作動され、高速時には上記高速カム当
接部材の摺動が阻止されて高速型カムの作動がバルブに
伝達されるようにしている。

また、後者の装置は、一対の低速型カムとその間に位置
する高速型カムとで１個のバルブに対応した１組のカム
を構成するとともに、カムの作動をバルブに伝えるロッ
カーアームとして、上記両低速型カムに対する当接部と
バルブに対する当接部とを一体に備えて上記高速型カム
に対応する部分が切欠された第１のアームと、高速型カ
ムに対する当接部を有する第２のアームとを設け、上記
第１のアームに、第２のアームを係止するためのラッチ
を取付け、このラッチをアクチュエータによりロッドを
介して作動するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の各従来装置は、１気筒当り１個の吸気バルブを設
けたエンジンを対象としてそのバルブリフト特性を運転
状態に応じて変えるようにしているにすぎない。しかし
、１気筒につき２個の吸気バルブを設けたエンジンでも
バルブリフト特性を運転状態に応じて調整したいという
要求があり、さらにこのエンジンでは、２個の吸気バル
ブを有効に利用して吸気量および吸気供給状態を調整す
ることが望ましく、とくに低速域では吸気の乱れを生じ
させて燃焼性を高めることが望まれ、従来ではこれらの
要求を満足することができなかった。

なお、上記の米国特許４１５１８１７号に示された装置
では、高速カムの両側に２個の低速型カムを配置してい
るが、この両低速型カムｌこは１個のａツカ−アーム（
第１のアーム）が同時に当接するようになっているだけ
で、両低速型カムで２個の吸気バルブを個別に作動する
ものではなく、２個の吸気バルブのバルブリフト特性を
調整することができるものではない。

本発明はこのような事情に鑑み、１気筒当り２個の吸気
バルブを設けたエンジンにおいて、エンジンの要求に適
合するように低速運転時と高速運転時とでバルブリフト
特性を変化させることができ、しかも低速運転時には２
個の吸気バルブを利用して吸気の乱れを生じさせ、燃焼
安定性を高めることができるエンジンの動弁装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、１気筒当り２個の
吸気バルブを設けたエンジンにおいて、上記両吸気バル
ブに対し、各々カムノーズ部を有してそのカムノーズ部
の形状が互いに異なる２個の低速型カムと、両低速型カ
ムのカムノーズ部より大きい形状のカムノーズ部を有す
る高速型カムと、上記各低速型カムに対する当接部およ
び上記各吸気バルブに対する当接部を有して互いに独立
して揺動可能となった２個の低速用ロッカーアームと、
上記高速型カムに対する当接部を有する高速用ロッカー
アームとを配備するとともに、上記両低速用ロッカーア
ームの少なくとも一方と上記高速用ロッカーアームとを
接続状態と非接続状態とに切替える連係切替機構と、エ
ンジン低速運転時には非接続状態として上記各吸気バル
ブを上記各低速型カムで各々独立駆動させ、エンジン高
速運転時には上記接続状態として少なくとも一方の吸気
バルブを上記高速型カムで駆動させるように、上記連係
切替機構を制御する制御装置とを備えたものである。

〔作用〕

上記構成によると、エンジン低速運転時には、カムノー
ズ部の形状が異なる上記各低速型カムによって各吸気バ
ルブが異なるバルブリフト特性で作動されることにより
吸気の乱れ（スワール）が与えられ、エンジン高速運転
時には少なくとも一方の吸気バルブが高速型カムによっ
て作動されることによりそのバルブリフト量や開弁期間
が大きくされる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示している。こ
れらの図において、１はシリンダヘッド、２は気筒であ
り、この気筒２には２個の吸気バルブ３．４が装備され
ている。気筒２には排気バルブモ装備されるが、排気バ
ルブおよびその駆動系については図示を省略している。

上記吸気バルブ３，４に対する動弁系において、カムシ
ャフト５には、両吸気バルブ３，４に対応した１気筒当
り２個の低速型カム６．７と、少なくとも１気筒当り１
個の高速型カムとが配設され、当実施例では高速型カム
８，８′　も１気筒当り２個設けられており、２個の低
速型カム６．７が隣合って配置されるとともにその両側
に高速型カム８．８′が配置されている。上記両低速型
カム６゜７は、それぞれ吸気バルブ３，４を開弁するた
めのカムノーズ部６ａ、７ａを有し、低速運転時の排気
の吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制するためにカムノーズ部
６ａ、７ａが比較的小形とされるとともに、そのカムノ
ーズ形状が両低速型カム６．７で互いに異なり、例えば
図で左側に位置する一方の低速型カム６のカムノーズ部
６ａが他方の低速型カム７のカムノーズ部７ａよりもあ
る程度大形となっている。高速形カム８は、上記両低速
型カム６．７のカムノーズ部６ａ、７ａよりも大きい形
状のカムノーズ部８ａ、８ａ’　を有している。

また、カムシャフト５に平行に配置されたロッカーシャ
フト１０には、各低速型カム６．７に対応して１気筒当
り２個の低速用ロッカーアーム１１．１２が配設される
とともに、高速型カムに対応して少なくとも１気筒当り
１個（当実施例では２個）の高速用ロッカーアーム１３
．１３’が配設されている。上記両低速用ロッカーアー
ム１１゜１２はそれぞれ、各低速型カム６．７に対する
当接部および各吸気バルブ３，４に対する当接部を有し
ており、両低速用ロッカーアーム１１．１２が互いに独
立して揺動可能となるようにロッカシャフト１０に回転
自在に支承されている。また、高速用ロッカーアーム１
３．１３’　は、高速型カム８．８′に対する当接部を
有し、低速用ロッカーアーム１１．１２に対して相対運
動可能となるようにロッカーシャフト１０に回転自在に
支承されている。そして、上記各低速用ロッカーアーム
１１．１２と高速用ロッカーアーム１３．１３’とは、
連係切替機構としてセレクタ２０．２０’により、互い
に連結される接続状態と非接続状態とに切替えられるよ
うになっている。

上記セレクタ２０．２０’　はプランジャ２１およびレ
バ一部材２２を備え、上記高速用ロッカーアーム１３．
１３’　に組付けられており、具体的には次のような構
造となっている。

すなわち、一方のセレクタ２０の構造（他方のセレクタ
２０′　も同一構造）について説明すると、高速用ロッ
カーアーム１３の上部には低速用ロッカーアーム１１の
上部に向かって開口するガイド孔２３が形成され、この
ガイド孔２３に上記プランジャ２１が移動可能に収容さ
れ、このプランジャ２１はガイド孔２３内のスプリング
２４によって低速用ロッカーアーム１１に当接するよう
に付勢されている。プランジャ２１の途中部には小径の
係合部２５が形成されている。また、高速用ロッカーア
ーム１３の上部には、上記レバ一部材２２がプランジャ
２１に直交してロッカーシャフト１０の軸方向に移動可
能に支承されており、このレバ一部材２２には、プラン
ジャ２１より店子大径のプランジャ挿通孔２６と上記係
合部２５に対応する大きさで上記プランジャ挿通孔２６
に連なった係止孔２７とが形成されている。こうして、
レバ一部材２２の係止孔２７がプランジャ２１の係合部
２５に係合するロック位置にレバ一部材２２が移動した
ときは、プランジャ２１の摺動が阻止されることにより
、低速用と高速用のロッカーアーム１１．１３の上部が
互いに接近する方向の相対運動が阻止され（このときが
接続状態）、他方、係止孔２７が係合部２５から離脱し
てプランジャ挿通孔之６にプランジャ２１が挿通される
非ロセク位置にレバ一部材２２が移動したときは、プラ
ンジャ２１の摺動が許容されることにより低速用と高速
用のロッカーアーム１１．１２の相対運動が許容される
ようにしている（このときが非接続状態）。

上記レバ一部材２２の端部は高速用ロッカーアーム１３
の外部に突出し、ロッカーシャフト１０の周囲に設けら
れた環状の油圧式のアクチュエータ２８にレバ一部材２
２のアーム２２ａを介して連結されており、このアクチ
ュエータ２８は、その油圧室２９に図外のオイルポンプ
からオイル通路３０を介してオイルが供給されたときに
はレバ一部材２２を上記ロック位置に向けて移動させ、
油圧室３０からオイルがリリーフされたときはリターン
スプリング３１によりレバ一部材２２を上記非ロツク位
置に向けて移動させるようになっている。そして、回転
数信号３２等を受ける制御回路（制御装置）３３により
オイル通路３０中の制御バルブ３４を介して上記油圧室
２９に対するオイルの供給、排出が制御されることによ
り、運転状態に応じ、例えば所定回転数以上の高速時に
はレバ一部材２２がロック位置に作動され、所定回転数
未満の低速時にはレバ一部材２２が非０・ｙり位置に作
動されるようにしている。レノく一部材２２を作動する
アクチュエータは上記の油圧式のものに限らず、ソレノ
イド等を用いてもよく、また運転状態に応じたアクチュ
エータの制御は、エンジン回転数と負荷とに応じて行な
うようにしてもよい。

なお、３５．３６は一方の低速用ロッカーアーム１１．
１２に設けられたバルブクリアランス調整用のアジャス
タである。

この実施例の動弁装置による場合の作用を次に説明する
。

エンジンの低速時には、上記セレクタ２０．２０′が低
速用ロッカーアーム１１．１２と高速用ロッカーアーム
１３．１３’　を非接続状態とすることにより、低速用
ロッカーアーム１１．１２と高速用ロッカーアーム１３
．１３’の相対運動が許容される。この状態では、高速
用ロッカーアーム１３．１３’　は吸気バルブに対する
当接部を有しないので、高速型カム８．８′の回転に伴
う高速用ロッカーアーム１３．１３’　の揺動は吸気バ
ルブ３．４に伝達されず、低速型カム６．７の回転に応
じて低速用ロッカーアーム１１．１２が揺動し、低速型
カム６．７の駆動力が吸気バルブ３゜４に伝えられる。

こうして両吸気バルブ３．４が低速型カム６．７で作動
されることにより、両吸気バルブ３，４のバルブリフト
量および開弁期間が小さくなり、バルブオーバーラツプ
期間における内部ＥＧＲ（排気の吹返し）や吸気の吹返
しが防止され、低速時の燃焼性が向上される。この場合
、上記両低速型カム６．７のカムノーズ部５ａ。

７ａの形状が異なっていることにより、各吸気バルブ３
．４の開弁期間やリフト量に差異が生じ、これによって
吸気スワールが生成され、低速時の燃焼性がより一層向
上される。

また、高速時には、上記セレクタ２０．２０’が低速用
ロッカーアーム１１．１２と高速用ロッカーアーム１３
．１３’　とを接続し、これらの相対運動が阻止される
状態となることにより、高速型カム８．８′の回転に伴
う高速用ロッカーアーム１３．１３’　の揺動が低速用
ロッカーアーム１１．１２を介して各吸気バルブ３，４
に伝達される。こうして各吸気バルブ３，４が高速型カ
ム８゜８′で作動されることにより、吸気バルブ３．４
のバルブリフト量および開弁期間が大きくなり、高速時
の吸気導入作用が高められ、出力が向上されることとな
る。

なお、上記実施例では、各カムの配置として、低速型カ
ム６．７を内側、高速型カム８，８′を外側に位置させ
ているが、これらの配置は逆にしてもよい。また、上記
実施例では低速型カム６゜７および低速用ロッカーアー
ム１１．１２を１気筒当り２個ずつ設けるとともに、高
速型カム８゜８′および高速用ロッカーアーム１３．１
３’　　も１気筒当り２個ずつ設けているが、高速型カ
ムおよび高速用ロッカーアームは１気筒当り１個ずつと
して、その高速用ロッカーアームと一方の低速用ロッカ
ーアームもしくは両低速用ロッカーアームとを、連係切
替機構で接続状態と非接続状態とに切替えるようにして
もよい。

また、低速用ロッカーアームと高速用ロッカーアームと
を接続状態と非接続状態とに切替える連係切替機構の具
体的構造も上記実施例に限定されず、種々変換可能であ
る。例えば第４図および第５図に示すように、ロッカー
シャフト１０の外周にプランジャ４１を摺動自在に配置
してこのプランジャ４１に係止片４２を連成し、この係
止片４２を高速用ロッカーアーム１３の内周面に設けた
係合用凹部４３に係合させ、かつプランジャ４１の摺動
に伴ってこの係止片４２が低速用ロッカーアーム１１の
内周面に設けた係合用凹部４４に対して係脱可能となる
ようにし、油圧式のアクチュエータ４５およびリターン
スプリング４６等で上記プランジャ４１をロッカーシャ
フト１０の軸方向に摺動させることにより、上記低速用
と高速用のロッカーアーム１１．１３を接続状態と非接
続状態とに切替えるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、１気筒当り２Ｍの吸気バルブに
対し、カムノーズ部の形状が互いに異なる２個の低速型
カムと、カムノーズ部が大きい高速型カムと、上記各低
速型カムに対する当接部および上記各吸気バルブに対す
る当接部を有して互いに独立して揺動可能となった２個
の低速用ａツカ−アームと、上記高速型カムに対する当
接部を有する高速用ロッカーアームとを配備するととも
に、連係切替機構と制御装置により、エンジン低速運転
時には上記の低速用と高速用のロッカーアームを非接続
状態として各吸気バルブを上記各低速型カムで各々独立
に駆動させるようにし、エンジン高速運転時には少なく
とも一方の低速用ロッカーアームと高速用ロッカーアー
ムとを接続状態として少なくとも一方の吸気バルブを高
速型カムで駆動させるようにしている。このため、運転
状態に応じてバルブリフト特性を変化させることができ
、しかも低速運転時には、カムノーズ部の形状が異なる
２個の低速型カムで各吸気バルブを独立に駆動すること
により、吸気スワールを生じさせて燃焼性を向上するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す平面図、第２図は
第１図の■−■線に沿った断面図、第３図はロッカーシ
ャフト位置での縦断正面図、第４図は別の実施例を示す
分解斜視図、第５図はこの実施例装置のロッカーシャフ
ト位置での縦断正面図である。３．４・・・吸気バルブ、６，７・・・低速型カム、８
゜８′・・・高速型カム、１１．１２・・・低速用ロッ
カーアーム、１３．１３’　・・・高速用ロッカーアー
ム、１３・・・セレクタ（連係切替機構）、３３・・・
制御回路（制御装置）。第　　１図 ■コ ■」第図第図ムム第図第）・、−１図

Claims

【特許請求の範囲】

１、１気筒当り２個の吸気バルブを設けたエンジンにお
いて、上記両吸気バルブに対し、各々カムノーズ部を有
してそのカムノーズ部の形状が互いに異なる２個の低速
型カムと、両低速型カムのカムノーズ部より大きい形状
のカムノーズ部を有する高速型カムと、上記各低速型カ
ムに対する当接部および上記各吸気バルブに対する当接
部を有して互いに独立して揺動可能となった２個の低速
用ロッカーアームと、上記高速型カムに対する当接部を
有する高速用ロッカーアームとを配備するとともに、上
記両低速用ロッカーアームの少なくとも一方と上記高速
用ロッカーアームとを接続状態と非接続状態とに切替え
る連係切替機構と、エンジン低速運転時には非接続状態
として上記各吸気バルブを上記各低速型カムで各々独立
駆動させ、エンジン高速運転時には上記接続状態として
少なくとも一方の吸気バルブを上記高速型カムで駆動さ
せるように、上記連係切替機構を制御する制御装置とを
備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置。