JPH02221618A - Valve system of internal combustion engine - Google Patents

Valve system of internal combustion engine

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JPH02221618A
JPH02221618A JP4227289A JP4227289A JPH02221618A JP H02221618 A JPH02221618 A JP H02221618A JP 4227289 A JP4227289 A JP 4227289A JP 4227289 A JP4227289 A JP 4227289A JP H02221618 A JPH02221618 A JP H02221618A
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cam
spring
cam follower
speed
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Tsuneo Konno
常雄 今野
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Abstract

PURPOSE:To exclude the use of a big valve spring so as to reduce the overall height of an engine by providing a load device capable of adjusting the effective spring constant by means of hydraulic pressure, independently from a valve spring, as auxiliary spring means for energizing a low-speed rocker arm in valve closing direction. CONSTITUTION:A pair of inlet valves 1a, 1b are switched by first to third rocker arms 5 to 7 which oscillate while in engagement with low-speed cams 3a, 3b and a high-speed cam 4, and the rocker arms 5 to 7 are capable of being switched by a connecting device 11 from a state wherein they can be oscillated integrally with each other to a state wherein they can be displaced relative to each other. In this case, sub-arms 31, 32 are protrusively provided on respective low-speed rocker arms 5, 7 and opposite to a cam shaft 2, and their loose end portions are made to abut to the lower face of the piston 38 of a load device 35 which piston is energized by a coil spring 39. The coil spring 39 has its upper end received and supported by a switching piston 41 to control hydraulic pressure for a hydrolytic room 42 located above the switching piston 41, thus making the spring constant of the coil spring 39 variable.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の回転に同期して吸気バルブまたは
排気バルブを開閉駆動する動弁機構に関し、特に機関の
回転速度に応じて弁の作動状態を切換可能な内燃機関の
動弁機構に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a valve mechanism that opens and closes an intake valve or an exhaust valve in synchronization with the rotation of an internal combustion engine. The present invention relates to a valve mechanism for an internal combustion engine that can switch operating states.

〈従来の技術〉 一般に、内燃機関は所定のサイクルで燃焼室へ混合気を
送給しかつ燃焼ガスを排出する吸気バルブ及び排気バル
ブが、圧縮コイルばねからなるバルブスプリングによっ
て常時閉弁方向に付勢されている。そして、両バルブは
、機関のクランク軸に連結駆動されるカム、軸に設けら
れたカムによってバルブスプリングの付勢力に抗して強
制的に押し開かれる。従って、周知のようにバルブスプ
リングの付勢力が過大であると特に中低速度域でフリク
ション損失が増大し、過小であると高速度域で動弁系の
慣性力によりカムフォロワの追従性が低下する。
<Prior Art> Generally, in an internal combustion engine, the intake valve and exhaust valve, which feed a mixture to a combustion chamber and exhaust combustion gas in a predetermined cycle, are always held in the closed direction by a valve spring made of a compression coil spring. Forced. Both valves are forcibly pushed open against the biasing force of the valve spring by a cam connected to and driven by the crankshaft of the engine and a cam provided on the shaft. Therefore, as is well known, if the biasing force of the valve spring is too large, the friction loss will increase especially in the medium and low speed range, and if it is too small, the followability of the cam follower will decrease due to the inertia of the valve train in the high speed range. .

一方、従来より例えば本願出願人による特開昭61−1
9911号公報等に於て、機関の回転に同期して回転駆
動するカム軸に機関の低速運転及び高速運転にそれぞれ
対応した形状の2個の低速用カム及び単一の高速用カム
を一体化し、各カムに摺接する3個のロッカーアームを
隣接してロッカシャフトに軸支しかつ各ロッカアームを
相対角変位する状態と一体的に連結した状態とに切換可
能な連結手段を備え、広い運転範囲に亘って吸・排気効
率の最適化を図り得る内燃機関の動弁機構が種々提案さ
れている。この種の動弁機構では、各ロッカアームに連
結手段が内蔵されているので1バルブ当りのロッカアー
ム等価重量が通常より大きくなる。しかも、3個のロッ
カアームを連結した状態では等価重量が更に増大する。
On the other hand, conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 61-1 by the applicant of the present application
In Publication No. 9911, etc., two low-speed cams and a single high-speed cam with shapes corresponding to low-speed and high-speed operation of the engine are integrated into a camshaft that rotates in synchronization with the rotation of the engine. , three rocker arms that slide in contact with each cam are adjacently supported on a rocker shaft, and each rocker arm is equipped with a connecting means that can be switched between a state in which the rocker arms are displaced relative to each other and a state in which they are integrally connected, allowing a wide operating range. Various valve mechanisms for internal combustion engines have been proposed that can optimize intake and exhaust efficiency. In this type of valve operating mechanism, each rocker arm has a built-in connecting means, so the equivalent weight of the rocker arm per valve is larger than usual. Moreover, when three rocker arms are connected, the equivalent weight increases further.

このロッカアーム等価重量の増加分を吸収するためにバ
ルブスプリングのリフト荷重を大きく設定すれば、必然
的にバルブスプリングが大型化しかつそのセット長が長
くなり、シリンダヘッドが高くなってエンジン全高が増
加するという不都合を生じる。実公昭60−30437
号公報には、開弁付勢力を可変とするべく流体圧により
バルブスプリングを圧縮し、結果としてバルブスプリン
グの反力を増強する技術が開示されているが、これは排
気ブレーキのためのものであってばね定数まで変化させ
るものではなく、高速時に於ける動弁系の慣性質量を補
償する上には必ずしも好適とは云い難い。そこで、本願
出願人は特開昭62−243904号公報に於て、補助
ばね手段を用いて弾発的に支持される動弁機構を提案し
ている。
If the lift load of the valve spring is set large to absorb this increase in the equivalent weight of the rocker arm, the valve spring will inevitably become larger and its set length will become longer, the cylinder head will become taller, and the overall height of the engine will increase. This causes an inconvenience. Actual public school 60-30437
The publication discloses a technique for compressing a valve spring using fluid pressure in order to make the valve-opening force variable, thereby increasing the reaction force of the valve spring, but this is for an exhaust brake. However, it does not change the spring constant, and is not necessarily suitable for compensating the inertial mass of the valve train at high speeds. In view of this, the applicant of the present application has proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-243904 a valve operating mechanism that is elastically supported using an auxiliary spring means.

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の主な目的は、上述した従来技術に改良を加えて
、バルブスプリングの負担を軽減して大型バルブスプリ
ングの使用を排除し、エンジン全高を低減し得るように
された弁作動状態の切換可能な内燃機関の動弁機構を提
供することにある。
<Problems to be Solved by the Invention> The main purpose of the present invention is to improve the prior art described above, reduce the load on the valve springs, eliminate the use of large valve springs, and reduce the overall height of the engine. An object of the present invention is to provide a valve operating mechanism for an internal combustion engine that can switch the valve operating state.

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、ばね手段により常
時閉弁方向に付勢され、かつクランク軸と同期回転する
カムにより隣接配置された複数のカムフォロワを介して
開弁駆動される吸気バルブまたは排気バルブと、前記カ
ムフォロワを一体的に連結駆動される状態と連結解除し
て相対変位可能な状態とに選択的に切り換える連結切換
手段と、前記カムフォロワを前記閉弁方向に付勢する補
助ばね手段とを備える内燃機関の動弁機構であって、前
記補助ばね手段の有効ばね定数が機関の運転状態に応じ
て調節可能であることを特徴とする内燃機関の動弁機構
を提供することにより達成される。
<Means for Solving the Problems> According to the present invention, such an object is achieved by providing a plurality of cam followers arranged adjacent to each other by a cam that is always biased in the valve closing direction by a spring means and rotates in synchronization with the crankshaft. an intake valve or an exhaust valve that is driven to open via the cam follower, a connection switching means that selectively switches the cam follower between a state where the cam follower is integrally connected and a state where the cam follower is disconnected and capable of relative displacement; A valve operating mechanism for an internal combustion engine, comprising an auxiliary spring means for biasing the valve in the valve closing direction, wherein an effective spring constant of the auxiliary spring means is adjustable according to the operating state of the engine. This is achieved by providing a valve mechanism for the engine.

〈作用〉 このようにすれば、速度範囲等の機関の運転状況に応じ
て付勢力を調節された補助ばね手段がカムフォロワの等
価重量の増加分を補償することによって、バルブスプリ
ングの負担を有効に軽減することができる。
<Operation> By doing this, the auxiliary spring means whose biasing force is adjusted according to the operating conditions of the engine such as the speed range compensates for the increase in the equivalent weight of the cam follower, thereby effectively reducing the burden on the valve spring. It can be reduced.

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。
<Embodiments> Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図に示されるように、内燃機関本体に設けられた1
対の吸気弁la、lbは、図示されないクランク軸の1
/2の速度で同期駆動されるカム軸2に一体的に設けら
れた1対の低速用カム3a。
As shown in FIG.
The pair of intake valves la and lb are connected to one of the crankshafts (not shown).
A pair of low speed cams 3a are integrally provided on the camshaft 2 which is driven synchronously at a speed of /2.

3b及び単一の高速用カム4と、これらカム3a、3b
14に係合して揺動するカムフォロワとしての第1〜第
30ツカアーム5〜7とによって開閉動作を行なう。ま
た、本内燃機関には1対の排気弁(図示せず)が備えら
れており、上記した吸気弁1a、1bと同様に開閉駆動
される。
3b and a single high-speed cam 4, and these cams 3a, 3b
The opening/closing operation is performed by the first to thirtieth claw arms 5 to 7 as cam followers that engage with the cam follower 14 and swing. Further, this internal combustion engine is equipped with a pair of exhaust valves (not shown), which are driven to open and close in the same manner as the above-mentioned intake valves 1a and 1b.

第1〜第30ツカアーム5〜7は、カム軸2の下方に平
行に固設されたロッカシャフト8に互いに隣接して揺動
自在に軸支されている。第1及び第30ツカアーム5.
7は基本的に同一形状をなし、その基部がロッカシャフ
ト8に軸支されかつ遊端部が両吸気弁1a、1bの」三
方に延出している。両口ツカアーム5.7の遊端部には
、各吸気弁1a、1bの上端に当接するタペットねじ9
a、9bがそれぞれロックナツト10a、1.Obによ
り緩み止めして進退可能に螺着されている。また、第1
及び第30ツカアーム5.7の上面には低速用カム3a
、3bにそれぞれ摺接するカムスリッパ5a、7aが形
成されている。
The first to thirtieth lever arms 5 to 7 are rotatably supported adjacent to each other by a rocker shaft 8 that is fixed in parallel below the camshaft 2 . 1st and 30th lever arms 5.
7 has basically the same shape, its base is pivotally supported by the rocker shaft 8, and its free end extends to three sides of both intake valves 1a and 1b. At the free end of the double-ended hook arm 5.7, there is a tappet screw 9 that abuts the upper end of each intake valve 1a, 1b.
a, 9b are lock nuts 10a, 1. It is screwed into place so that it can move forward and backward without loosening. Also, the first
And on the upper surface of the 30th lever arm 5.7 is a low speed cam 3a.
, 3b are formed, respectively.

更に、第1及び第30ツカアーム5.7は、それぞれ吸
気弁1a、1bと反対方向に延出するサブアーム31.
32を備える。サブアーム31.32の遊端部33.3
4上端には、それぞれ後述する荷重装置35の下端が当
接している。
Furthermore, the first and thirtieth claw arms 5.7 each have sub-arms 31.7 extending in the opposite direction to the intake valves 1a, 1b.
32. Free end 33.3 of sub-arm 31.32
The lower ends of loading devices 35, which will be described later, are in contact with the upper ends of the four.

第20ツカアーム6は、その基部が第1及び第30ツカ
アーム5.7間でロッカシャフト8に軸支されている。
The base of the 20th claw arm 6 is pivotally supported by the rocker shaft 8 between the first and 30th claw arms 5.7.

第20ツカアーム6の遊端部は、ロッカシャフト8から
両吸気弁1a、1bの中間に向けて僅かに延出しており
、その上面には高速用カム4に摺接するカムスリッパ6
aが形成され、かつ下面にはシリンダヘッド側に固定さ
れたりフタ(図示せず)の上端面が当接している。この
リフタは、内蔵するコイルばねによりロストモーション
スプリングとしてカムスリッパ6aが高速用カム4に常
時摺接するように第20ツカアーム6を上向きに付勢し
ている。
The free end of the 20th lever arm 6 slightly extends from the rocker shaft 8 toward the middle of the intake valves 1a, 1b, and has a cam slipper 6 on its upper surface that slides into contact with the high-speed cam 4.
a is formed, and the lower surface is fixed to the cylinder head side or is in contact with the upper end surface of a lid (not shown). This lifter uses a built-in coil spring as a lost motion spring to urge the 20th lever arm 6 upward so that the cam slipper 6a is always in sliding contact with the high-speed cam 4.

カム軸2は、機関本体の上方に回転自在に支持され、第
1、第30ツカアーム5.7に対応する低速用カム3a
、3bと第20ツカアーム6に対応する高速用カム4と
が一体的に連設されている。
The camshaft 2 is rotatably supported above the engine body, and has low speed cams 3a corresponding to the first and 30th lever arms 5.7.
, 3b and a high-speed cam 4 corresponding to the 20th claw arm 6 are integrally connected.

第2図に良く示されるように、低速用カム3a、3bは
比較的小さな揚程を有し、機関の低速運転時に適合した
卵形断面のカムプロフィルに形成されている。高速用カ
ム4は、低速用カム3a13bに比してより広角度にわ
たる大きな揚程を有し、高速運転時に適合した卵形断面
のカムプロフィルに形成されている。
As best shown in FIG. 2, the low-speed cams 3a, 3b have a relatively small lift and are formed with an oval cross-section cam profile suitable for low-speed operation of the engine. The high-speed cam 4 has a larger lift over a wider angle than the low-speed cam 3a13b, and is formed into a cam profile with an oval cross section suitable for high-speed operation.

第1〜第30ツカアーム5〜7は、それらの中央部に内
蔵する連結装置11によって一体的に揺動し得る状態と
相対変位し得る状態とに切換可能である。また、両吸気
弁1a、1bの」二部には、リテーナ12a、12bが
それぞれ設けられており、機関本体との間に両吸気弁1
a、1bのステム部を囲繞するように介装されたバルブ
スプリング13a、13bが両弁1a、1bを閉弁方向
即ち第2図で上向きに付勢している。
The first to thirtieth lever arms 5 to 7 can be switched between a state in which they can swing integrally and a state in which they can be relatively displaced by a connecting device 11 built in their central portions. In addition, retainers 12a and 12b are provided in the two parts of both intake valves 1a and 1b, respectively, and retainers 12a and 12b are provided between the two intake valves 1a and 1b.
Valve springs 13a and 13b, which are interposed so as to surround the stem portions of valves a and 1b, bias both valves 1a and 1b upward in the valve-closing direction, that is, in FIG.

第2図に良く示されるように、荷重装置35は、シリン
ダヘッド側に固定された円筒部36に両吸気バルブ1a
、1bの摺動軸線と略平行にガイド孔37が穿設され、
その内部にピストン38が摺合している。ピストン38
は圧縮コイルばね39によって常時下向きに付勢され、
かつガイド孔37下端の段部40に係止される最下位置
でその下端が、カムスリッパ7aがカム3bのベース円
に摺接する静止位置にあるサブアーム32の遊端部34
」一端に当接している。
As clearly shown in FIG. 2, a loading device 35 is attached to both intake valves 1a on a cylindrical portion 36 fixed to the cylinder head side.
, a guide hole 37 is bored approximately parallel to the sliding axis of 1b,
A piston 38 is slid into the interior thereof. piston 38
is constantly urged downward by a compression coil spring 39,
In addition, the free end portion 34 of the sub-arm 32 is located at the lowest position where it is locked to the step portion 40 at the lower end of the guide hole 37, and whose lower end is at a rest position where the cam slipper 7a slides on the base circle of the cam 3b.
” is in contact with one end.

コイルばね39上端とガイド孔37上面との間には切換
ピストン41が挟装されている。切換ピストン41は、
ガイド孔37上部の拡径部37a内に液密に摺合し、か
つガイド孔37上面との間に油圧室42を郭成している
。そして、図示され・ない油圧供給源から油路43を介
して供給される油圧の作用によって、切換ピスモ°ン4
0が拡径部37a内周面に沿って下方に段部44まで変
位し得るようになっている。
A switching piston 41 is sandwiched between the upper end of the coil spring 39 and the upper surface of the guide hole 37. The switching piston 41 is
It slides fluid-tightly into the enlarged diameter portion 37a at the upper part of the guide hole 37, and forms a hydraulic chamber 42 between it and the upper surface of the guide hole 37. Then, the switching piston 4 is operated by the action of hydraulic pressure supplied via the oil passage 43 from a hydraulic pressure supply source (not shown).
0 can be displaced downward to the stepped portion 44 along the inner circumferential surface of the enlarged diameter portion 37a.

第3図及び第4図に良く示されるように、第10ツカア
ーム5には、第20ツカアーム6側に向けて開放する第
1ガイド孔14がロッカシャフト8と平行に穿設されて
いる。第20ツカアーム6には、第10ツカアーム5の
第1ガイド孔14に連通ずる第2ガイド孔17が貫設さ
れている。第30ツカアーム7には、第2ガイド孔17
に連通ずる第3ガイド孔18が穿設されている。第3ガ
イド孔18には、段部19が形成されかつ底壁に小径の
貫通孔20が第3ガイド孔18と同心に穿設されている
As clearly shown in FIGS. 3 and 4, a first guide hole 14 is formed in the tenth claw arm 5 in parallel with the rocker shaft 8 and opens toward the twentieth claw arm 6 side. A second guide hole 17 that communicates with the first guide hole 14 of the tenth claw arm 5 is provided through the twentieth claw arm 6 . The 30th hook arm 7 has a second guide hole 17.
A third guide hole 18 communicating with is bored. A stepped portion 19 is formed in the third guide hole 18, and a small diameter through hole 20 is bored in the bottom wall thereof concentrically with the third guide hole 18.

これら第1〜第3ガイド孔14.17.18の内部には
、第1及び第20ツカアーム5.6を連結する位置及び
その連結を解除する位置間で移動し得る第1ピストン2
1と、第2及び第30ツカアーム6.7を連結する位置
及びその連結を解除する位置間で移動可能な第2ピスト
ン22と、両ピストン21.22の移動を規制するスト
ッパ23とが摺合している。ストッパ23には、両ピス
トン21.22を連結解除位置側に付勢するコイルばね
24が装着されている。
Inside these first to third guide holes 14.17.18, there is a first piston 2 that can move between a position where the first and twentieth hook arms 5.6 are connected and a position where the connection is released.
1, a second piston 22 that is movable between a position where the second and thirtieth hook arms 6.7 are connected and a position where the connections are released, and a stopper 23 that restricts the movement of both pistons 21.22. ing. A coil spring 24 is mounted on the stopper 23 to bias both pistons 21 and 22 toward the disconnection position.

第1ピストン21は、その一端が第1ガイド孔14内の
底部側に形成された段部16に当接する位置で他端が第
1ガイド孔14から突出しないような軸線方向寸法を有
する。第2ピストン22は、第2ガイド孔17の全長と
等しい軸線方向寸法を有する。ストッパ23は、貫通孔
20を挿通ずるガイド棒23aを備える。
The first piston 21 has an axial dimension such that its other end does not protrude from the first guide hole 14 at a position where one end abuts a step 16 formed on the bottom side of the first guide hole 14 . The second piston 22 has an axial dimension equal to the entire length of the second guide hole 17 . The stopper 23 includes a guide rod 23a that is inserted through the through hole 20.

第1ガイド孔14内部には、その底面と第1ピストン2
1端面との間に油圧室25が郭成されている。また、ロ
ッカシャフト8内には、図示されない油圧供給装置に連
通ずる作動油供給通路26が穿設されている。そして、
第10ツカアーム5に内設された油路28とロッカシャ
フト8周壁に穿設された連通孔29とを介して、第10
ツカアーム5の揺動状態の如何に拘らず、作動油供給通
路26から供給される作動油を常に油圧室25内に導入
し得るようにされている。作動油供給通路26には、例
えば機関のクランク軸に連結駆動されるオイルポンプか
ら圧送される潤滑油が、機関の回転速度に応じて例えば
電磁切換弁により切り換えて供給される。
Inside the first guide hole 14, there is a bottom surface thereof and a first piston 2.
A hydraulic chamber 25 is defined between the first end surface and the first end surface. Further, a hydraulic oil supply passage 26 is bored in the rocker shaft 8 and communicates with a hydraulic pressure supply device (not shown). and,
The 10th lug
Regardless of the swinging state of the hook arm 5, the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil supply passage 26 can always be introduced into the hydraulic chamber 25. The hydraulic oil supply passage 26 is supplied with lubricating oil, which is pressure-fed from, for example, an oil pump connected to and driven by the crankshaft of the engine, and is switched and supplied to the hydraulic oil supply passage 26 by, for example, an electromagnetic switching valve depending on the rotational speed of the engine.

次に、上述した本実施例の作動要領について説明する。Next, the operation procedure of the above-mentioned embodiment will be explained.

機関の中低速度域では、前記電磁弁が閉弁されて作動油
供給通路26から連結装置11の油圧室25には油圧が
供給されず、各ピストン21.22がコイルばね24の
付勢ノjにより・第3図に示すように各ガイド孔14.
20内に整合する。従って、各ロッカアーム5〜7は互
いに相対角変位が可能であり、カム軸2が回転すると第
1及び第30ツカアーム5.7が低速用カム3a、3b
と摺接して揺動し、両吸気弁1a、1bを開閉駆動する
。この時、第20ツカアーム6は高速用カム4と摺接し
て揺動するが、その動作は両吸気弁1a、1bの作動に
何ら影響を及ぼさない。
In the medium and low speed range of the engine, the solenoid valve is closed and no hydraulic pressure is supplied from the hydraulic oil supply passage 26 to the hydraulic chamber 25 of the coupling device 11, and each piston 21, 22 is operated by the biasing force of the coil spring 24. j According to each guide hole 14 as shown in FIG.
Matches within 20. Therefore, each of the rocker arms 5 to 7 can be angularly displaced relative to each other, and when the camshaft 2 rotates, the first and 30th rocker arms 5.7 move toward the low speed cams 3a and 3b.
The intake valves 1a and 1b swing in sliding contact with each other to open and close both intake valves 1a and 1b. At this time, the 20th claw arm 6 slides into contact with the high-speed cam 4 and swings, but its operation has no effect on the operations of both intake valves 1a and 1b.

一方、荷重装置35は油圧室42に油圧が作用せず、切
換ピストン41がコイルばね39の付勢力でガイド孔3
7上面に当接している。このため、コイルばね39の初
期撓み量が比較的小さいので、低速用カム3a、3bに
より第1及び第30ツカアーム5.7が揺動し、サブア
ーム31.32がピストン38を押し上げてコイルばね
39の反力により閉弁方向に付勢されても、カム軸2に
対するフリクションは比較的小さい範囲に抑えられる。
On the other hand, in the loading device 35, the hydraulic pressure does not act on the hydraulic chamber 42, and the switching piston 41 is moved into the guide hole 3 by the biasing force of the coil spring 39.
7 is in contact with the top surface. Therefore, since the initial deflection amount of the coil spring 39 is relatively small, the first and 30th lever arms 5.7 swing by the low-speed cams 3a and 3b, and the sub-arms 31.32 push up the piston 38, causing the coil spring 39 to oscillate. Even if the valve is urged in the valve closing direction by the reaction force, the friction against the camshaft 2 is suppressed to a relatively small range.

機関の高速運転に際しては、前記電磁弁が開弁されて作
動油供給通路26からロッカシャフト8の連通孔29及
び油路28を介して油圧室25に作動油圧が供給される
。これにより第4図に示されるように、第1ピストン2
1がコイルばね24の付勢力に抗して第20ツカアーム
6側に移動し、第2ピストン22が第1ピストン21に
押されて第30ツカアーム7側に移動する。この結果、
ストッパ23が段部20に当接するまで第1及び第2ピ
ストン21.22が共に移動し、第1ピストン21によ
り第1及び第20ツカアーム5.6が連結され、かつ第
2ピストン22により第26が連結され、かつ第2ピス
トン22により第2及び第30ツカアーム6.7が連結
される。
When the engine is operated at high speed, the solenoid valve is opened and hydraulic pressure is supplied from the hydraulic oil supply passage 26 to the hydraulic chamber 25 through the communication hole 29 of the rocker shaft 8 and the oil passage 28 . As a result, as shown in FIG. 4, the first piston 2
1 moves toward the 20th lever arm 6 against the biasing force of the coil spring 24, and the second piston 22 is pushed by the first piston 21 and moves toward the 30th lever arm 7. As a result,
The first and second pistons 21.22 move together until the stopper 23 abuts against the step 20, the first piston 21 connects the first and 20th lever arms 5.6, and the second piston 22 connects the 26th are connected, and the second and thirtieth claw arms 6.7 are connected by the second piston 22.

この第1〜第30ツカアーム5〜7の連結状態では、高
速用カム4に摺接する第20ツカアーム6の揺動量が最
も大きいことから、第1及び第30ツカアーム5.7は
第20ツカアーム6と共に揺動する。従って、両吸気弁
1a、1bが、共に高速用カム4のカムプロフィルに従
ってその閉弁時期を早くしかつ閉弁時期を遅くすると共
にリフト量を大きくして開閉駆動される。
In this connected state of the first to 30th claw arms 5 to 7, the amount of swing of the 20th claw arm 6 that is in sliding contact with the high-speed cam 4 is the largest. oscillate. Therefore, both intake valves 1a and 1b are driven to open and close according to the cam profile of the high-speed cam 4, with their closing timings being earlier and later, and the lift amount being increased.

低速度域では、バルブ及びロッカアームの運動速度も比
較的低く、閉弁付勢力も相対的に小さくて良い。しかし
ながら、エンジン回転速度の増大に従って第1〜第30
ツカアーム5〜7を連結させると、バルブ及びロッカア
ームの運動速度も高速となる上に動弁系全体としての慣
性質量が増大する。その結果、高速度域に於ては、両吸
気バルブ1a、1bを閉弁させると同時に、第1〜第3
0ツカアーム5〜7を上方へ押上げるための作用力を増
大させる必要が生じる。
In the low speed range, the movement speed of the valve and rocker arm is relatively low, and the valve closing force may be relatively small. However, as the engine speed increases, the 1st to 30th
When the lever arms 5 to 7 are connected, the movement speed of the valve and rocker arm increases, and the inertial mass of the valve train as a whole increases. As a result, in the high speed range, both intake valves 1a and 1b are closed, and at the same time the first to third intake valves are closed.
It becomes necessary to increase the acting force for pushing the zero tension arms 5 to 7 upward.

本実施例では、油路43が、例えば速度信号により開閉
される電磁切換弁等によって成る設定速度以上に於て油
圧発生源と連通ずるようにされている。油圧室42に油
圧が導入されると、切換ビス)・ン40が段部44に当
接するまで下方に押し下げられ、これに伴ないコイルば
ね39が押し縮められてその有効ばね定数が大きくなる
ので、サブアーム31.32に対する下向きの付勢力が
増大する。
In this embodiment, the oil passage 43 communicates with a hydraulic pressure generation source at a speed higher than a set speed, which is formed by, for example, an electromagnetic switching valve that is opened and closed in response to a speed signal. When hydraulic pressure is introduced into the hydraulic chamber 42, the switching screw 40 is pushed down until it comes into contact with the stepped portion 44, and the coil spring 39 is compressed accordingly, increasing its effective spring constant. , the downward biasing force on the sub-arms 31, 32 increases.

尚、上記実施例に於ては、予め設定されたエンジン回転
速度により油圧を切り換えて油路43から油圧室42に
供給することにしたが、エンジン回転速度に従って増大
する油圧を常時油圧室42に作用させて切換ピストン4
1を移動させ、コイルばね39の有効ばね定数を漸次大
きくしてサブアーム31.32に対する下向き付勢力を
増大させることができる。また、切換ピストン41の駆
動源として油圧に代えて電磁手段等を用いることができ
る。更に、荷重装置35及び連結装置11の切換タイミ
ングは、エンジンの特性に応じて適当に決定される。
In the above embodiment, the hydraulic pressure was switched according to the preset engine speed and supplied to the hydraulic chamber 42 from the oil passage 43, but the hydraulic pressure that increases according to the engine speed is constantly supplied to the hydraulic chamber 42. Acting switching piston 4
1, the effective spring constant of the coil spring 39 can be gradually increased to increase the downward biasing force against the sub-arms 31 and 32. Further, as a driving source for the switching piston 41, electromagnetic means or the like can be used instead of hydraulic pressure. Further, the switching timing of the loading device 35 and the coupling device 11 is appropriately determined depending on the characteristics of the engine.

第5図には、本発明の別の実施例が示されている。この
第2実施例では、第1及び第30ツカアーム5.7のサ
ブアーム3L、32に閉弁方向の付勢力を与える荷重装
置51が、ガイド孔52内にその上面とコイルばね53
により下向きに付勢されたピストン54との間に郭成さ
れる油圧室55を有する。油圧室55はポート56から
油路57に連通し、かつ油路57はアキュムレータ58
及びチエツク弁59を介してオイルポンプ60に接続さ
れている。従って、油圧室55には常時アキュムレータ
58によって略一定に調整された所定の油圧が導入され
る。油路57にはその圧力変化を常時検知するための油
圧センサ61が配設されている。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. In this second embodiment, a loading device 51 that applies a biasing force in the valve closing direction to the sub-arms 3L and 32 of the first and 30th lever arms 5.7 is installed in the guide hole 52 with its upper surface and the coil spring 53.
A hydraulic chamber 55 is defined between the piston 54 and the piston 54, which is urged downward by the piston 54. The hydraulic chamber 55 communicates with an oil passage 57 from a port 56, and the oil passage 57 communicates with an accumulator 58.
and is connected to an oil pump 60 via a check valve 59. Therefore, a predetermined hydraulic pressure that is adjusted to be substantially constant by the accumulator 58 is always introduced into the hydraulic chamber 55. A hydraulic sensor 61 is disposed in the oil passage 57 to constantly detect changes in pressure.

また、第5図は上述した第2実施例を4気筒エンジンの
動弁機構に適用した場合を示しており、各気筒の荷重装
置51の油圧室55が油路57に連通する1つの油圧回
路が構成されている。カム軸2の回転により第1及び第
30ツカアーム5.7が揺動すると、荷重装置51のビ
ス!・ン54が押し上げられ、コイルばね53に加えて
油圧室55に供給される油圧の作用によりサブアーム3
1.32に閉弁方向の付勢力を与える。
Further, FIG. 5 shows a case where the second embodiment described above is applied to a valve mechanism of a four-cylinder engine, and shows one hydraulic circuit in which the hydraulic chamber 55 of the loading device 51 of each cylinder communicates with the oil passage 57. is configured. When the first and 30th hook arms 5.7 swing due to the rotation of the camshaft 2, the screws of the loading device 51! - The sub arm 3 is pushed up by the action of the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber 55 in addition to the coil spring 53.
1. Apply a biasing force in the valve closing direction to 32.

ピストン54が押し上げられると、そのポンプ作用によ
って油路57内の油圧Pが上昇する。各気筒の吸気バル
ブ1a、1bは所定のサイクルに従って順次開弁される
から、各荷重装置51のピストン54が順次押し上げら
れて、油路57内の油圧Pは第6図に示すように連続す
る山形に変化する。
When the piston 54 is pushed up, the oil pressure P in the oil passage 57 increases due to its pump action. Since the intake valves 1a and 1b of each cylinder are sequentially opened according to a predetermined cycle, the pistons 54 of each loading device 51 are pushed up sequentially, and the oil pressure P in the oil passage 57 continues as shown in FIG. Changes into a mountain shape.

機関の低速運転時には、上述したように第1及び第30
ツカアーム5.7が低速用カム3a13bにより駆動さ
れてリフト量が比較的小さいので、ピストン54のリフ
ト量も小さく油路57内の油圧上昇幅は小さい。機関の
高速運転時には第1〜第30ツカアーム5〜7が連結さ
れて高速用カム4により駆動されてリフト量が大きくな
るので、ピストン54のリフト量も大きくなって油路5
7内の油圧上昇幅も大きくなる。
When the engine is operating at low speed, the 1st and 30th
Since the lever arm 5.7 is driven by the low-speed cam 3a13b and has a relatively small lift amount, the lift amount of the piston 54 is also small and the amount of increase in the oil pressure in the oil passage 57 is small. During high-speed operation of the engine, the first to thirtieth lever arms 5 to 7 are connected and driven by the high-speed cam 4 to increase the lift amount, so the lift amount of the piston 54 also increases and the oil passage 5
The hydraulic pressure rise width in 7 also becomes larger.

従って、油圧センサ61により検知される低速運転時の
最大油圧P1と高速運転時の最大油圧P2との高低差か
ら高速または低速運転状態が判断される。そして、本実
施例のような4気筒エンジンの場合には、第6図のよう
に通常1サイクル中に連続して4個の山が形成されるの
で、冬山の最大値の高低から各気筒の連結装置11の正
常な動作を確認できる。更にクランク角センサを併用す
れば、連結装置が作動不良を起している気筒を特定する
ことができる。また、油圧センサの場合には油温の上昇
により最大油圧が変化しても油圧の高低を容易に比較判
断することができる。
Therefore, the high-speed or low-speed operating state is determined from the height difference between the maximum oil pressure P1 during low-speed operation and the maximum oil pressure P2 during high-speed operation detected by the oil pressure sensor 61. In the case of a four-cylinder engine like the one in this example, four peaks are normally formed in succession during one cycle as shown in Figure 6, so the height of the maximum value of the winter peak can be determined for each cylinder. The normal operation of the coupling device 11 can be confirmed. Furthermore, if a crank angle sensor is also used, it is possible to specify the cylinder in which the coupling device is malfunctioning. Furthermore, in the case of an oil pressure sensor, even if the maximum oil pressure changes due to a rise in oil temperature, it is possible to easily compare and judge the level of oil pressure.

また、別の実施例では、油圧センサ61に代えて、低速
運転時の最大油圧P1と高速運転時の最大油圧P2との
間で設定される適当な油圧POを閾値として作動する油
圧スイッチを使用することができる。この油圧スイッチ
は、油路57内の油圧Pが閾値POを超える場合にオン
信号をPOより小さい場合にオフ信号を出力する。金気
筒の連結装置11が正常に作動して低速運転から高速運
転に切り換えられると、1サイクル中に所定の間隔で4
個のオン信号が連続的に発生するようになる。従って、
これらオン信号を計数することによって各気筒の連結装
置11の正常な動作を確認でき、かつ同様にクランク角
センサを併用すれば、連結装置が作動不良を起している
気筒を特定することができる。
In another embodiment, instead of the oil pressure sensor 61, an oil pressure switch is used that operates with an appropriate oil pressure PO set between the maximum oil pressure P1 during low-speed operation and the maximum oil pressure P2 during high-speed operation as a threshold. can do. This oil pressure switch outputs an on signal when the oil pressure P in the oil passage 57 exceeds a threshold value PO, and outputs an off signal when it is smaller than PO. When the metal cylinder coupling device 11 operates normally and switches from low-speed operation to high-speed operation, 4
On signals are generated continuously. Therefore,
By counting these ON signals, it is possible to confirm the normal operation of the coupling device 11 of each cylinder, and if a crank angle sensor is also used in the same way, it is possible to identify the cylinder in which the coupling device is malfunctioning. .

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、バルブスプリングと別個に
低速用ロッカアームを閉弁方向に付勢する補助ばね手段
として油圧で有効ばね定数を調節可能な荷重装置を設け
ることによって、連結手段によるロッカアーム等価重積
の増加に伴なうバルブスプリングの負担を軽減し、それ
により大型バルブスプリングの使用を排除してエンジン
全高を低減することができると共に、荷重装置のばね力
がエンジン回転速度の増大に従って増大するように設定
することによって、中低速度域に於けるフリクションを
低減しかつ高速度域に於ける動弁系追従性の向上を達成
することができる。更に、荷重装置のばね力として作用
する油圧がロッカアームの揺動に伴なって変化するので
、その変化の程度から金気筒に亘って弁作動状態の切換
を比較的容易に判断できる等の利点がある。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, by providing a loading device whose effective spring constant can be adjusted hydraulically as an auxiliary spring means for biasing the low-speed rocker arm in the valve closing direction separately from the valve spring, It is possible to reduce the load on the valve springs due to the increase in rocker arm equivalent load due to the connection means, thereby eliminating the use of large valve springs and reducing the overall height of the engine. By setting it to increase as the speed increases, it is possible to reduce friction in medium and low speed ranges and improve valve train followability in high speed ranges. Furthermore, since the hydraulic pressure that acts as the spring force of the loading device changes as the rocker arm swings, there are advantages such as the fact that it is relatively easy to determine the switching of the valve operating state across the cylinders based on the degree of change. be.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明に基づく荷重装置を適用した動弁系回
りを一部切除して示す上面図である。 第2図は、荷重装置の要部を破断して示す第1図に於け
る■矢視図である。 第3図は、低速運転時に於ける第2図の■−■線に沿う
断面図である。 第4図は、高速運転時に於ける第3図と同様な断面図で
ある。 第5図は、本発明の第2実施例及びそれを用いた弁作動
状態検出構造を概略的に示す説明図である。 第6図は、第2実施例に於て荷重装置に作用する油圧の
変化を示す線図である。 la、lb・・・吸気弁 2・・・カム軸3a、3b・
・・低速用カム 4・・・高速用カム   5・・・第10ツカアーム6
・・・第20ツカアーム7・・・第30ツカアーム5a
、6a、7a・・・カムスリッパ 8・・・ロッカシャフト 9a、9b・・・タペットねじ 10a、10b・・・ロックナツト 11・・・連結装置   12a、12b・・・リテー
ナ13a、13b・・・バルブスプリング14・・・第
1ガイド孔 15・・・小径部16・・・段部    
 17・・・第2ガイド孔18・・・第3ガイド孔 1
つ・・・段部20・・・貫通孔    21・・・第1
ビス!・ン22・・・第2ピストン 23・・・ストッ
パ23a・・・ガイド棒  24・・・コイルばね25
・・・油圧室    26・・・作動油供給通路28・
・・油路     29・・・連通孔31.32・・・
サブアーム
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cut-away top view of a valve train system to which a loading device according to the present invention is applied. FIG. 2 is a cutaway view of the main part of the loading device in the direction of arrow 2 in FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 2 during low-speed operation. FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 3 during high-speed operation. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a second embodiment of the present invention and a valve operating state detection structure using the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing changes in the oil pressure acting on the loading device in the second embodiment. la, lb...Intake valve 2...Camshaft 3a, 3b.
...Low speed cam 4...High speed cam 5...10th lever arm 6
...20th Tsuka Arm 7...30th Tsuka Arm 5a
, 6a, 7a...Cam slipper 8...Rocker shaft 9a, 9b...Tappet screw 10a, 10b...Lock nut 11...Connection device 12a, 12b...Retainer 13a, 13b...Valve Spring 14...First guide hole 15...Small diameter part 16...Step part
17...Second guide hole 18...Third guide hole 1
One...Step part 20...Through hole 21...First
Screw!・N22...Second piston 23...Stopper 23a...Guide rod 24...Coil spring 25
...Hydraulic chamber 26...Hydraulic oil supply passage 28.
...Oil passage 29...Communication hole 31.32...
sub arm

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ばね手段により常時閉弁方向に付勢され、かつク
ランク軸と同期回転するカムにより隣接配置された複数
のカムフォロワを介して開弁駆動される吸気バルブまた
は排気バルブと、前記カムフォロワを一体的に連結駆動
される状態と連結解除して相対変位可能な状態とに選択
的に切り換える連結切換手段と、前記カムフォロワを前
記閉弁方向に付勢する補助ばね手段とを備える内燃機関
の動弁機構であって、 前記補助ばね手段の有効ばね定数が機関の運転状態に応
じて調節可能であることを特徴とする内燃機関の動弁機
構。
(1) The cam follower is integrated with an intake valve or an exhaust valve which is always biased in the valve closing direction by a spring means and which is driven to open via a plurality of adjacent cam followers arranged by a cam that rotates in synchronization with the crankshaft. A valve train for an internal combustion engine, comprising a connection switching means for selectively switching between a state in which the cam follower is coupled and driven and a state in which the cam follower is disconnected and capable of relative displacement, and an auxiliary spring means for biasing the cam follower in the valve closing direction. A valve train mechanism for an internal combustion engine, characterized in that an effective spring constant of the auxiliary spring means is adjustable according to the operating state of the engine.
(2)前記補助ばね手段の有効ばね定数が、前記機関の
回転速度に応じてその付勢力が増大する向きに調節され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の内燃
機関の動弁機構。
(2) The internal combustion engine according to claim 1, wherein the effective spring constant of the auxiliary spring means is adjusted so that its biasing force increases in accordance with the rotational speed of the engine. Valve mechanism.
(3)ばね手段により常時閉弁方向に付勢され、かつク
ランク軸と同期回転するカムにより隣接配置された複数
のカムフォロワを介して開弁駆動される吸気バルブまた
は排気バルブと、前記カムフォロワを一体的に連結駆動
される状態と連結解除して相対変位可能な状態とに選択
的に切り換える連結切換手段と、前記カムフォロワを前
記閉弁方向に付勢する補助ばね手段とを備える内燃機関
の動弁機構であって、 前記補助ばね手段が、前記カムフォロワを前記閉弁方向
に付勢するコイルばねと同方向に作用する流体ばねとの
組合せからなり、かつ、前記カムフォロワの変位によっ
て前記流体ばねに生じる流体圧力の変化を検知するセン
サ手段を備えることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
(3) The cam follower is integrated with an intake valve or an exhaust valve that is always biased in the valve closing direction by a spring means and is driven to open via a plurality of cam followers arranged adjacently by a cam that rotates in synchronization with the crankshaft. A valve train for an internal combustion engine, comprising a connection switching means for selectively switching between a state in which the cam follower is coupled and driven and a state in which the cam follower is disconnected and capable of relative displacement, and an auxiliary spring means for biasing the cam follower in the valve closing direction. The auxiliary spring means includes a combination of a coil spring that biases the cam follower in the valve closing direction and a fluid spring that acts in the same direction, and wherein the auxiliary spring means is configured to have a coil spring that biases the cam follower in the valve closing direction, and a fluid spring that acts in the same direction. A valve mechanism for an internal combustion engine, comprising a sensor means for detecting a change in fluid pressure.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6316111A (en) * 1986-07-04 1988-01-23 Honda Motor Co Ltd Tappet mechanism for internal combustion engine

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