JPH03107524A - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

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、車両用エンジンの動弁機構において吸気バル
ブの開閉時期を変化させる可変バルブタイミング装置に
関し、詳しくは、ロータリ弁によるエンジン回転数に応
じた可変制御に関する。

〔従来の技術〕

一般に４サイクルエンジンの吸・排気バルブのタイミン
グは、カムリフトにより決まっているが、吸入効率、低
速安定性１品速性能等に大きく影響を及ぼす。即ち、高
速性能を重視する場合は、吸気バルブの開時期を」二元
点前にしてオーバラップ量を増し、吸排気慣性を利用し
て吸気を促す。また高速時には吸気の正圧が増大するこ
とて、吸入効率も向上し好ましい。一方、低速時にオー
バラップ量が多いと、吹返しゃ吹抜けにより燃費および
アイドリングの安定性の悪化を招くため、オバラップを
減じることか望まれる。そこで、エンジンの各運転条件
に応して、バルブタイミングを最適に可変制御すること
が提案されている。

そこで従来、この種の可変バルブタイミング装置に関し
ては、例えば特開昭５６−１．１３００６号公報の先行
技術がある。ここで、吸気弁上流にエンジン回転数に同
期する補助開閉弁を設け、この補助開閉弁の駆動系には
アームとギヤとによる位相変位機構を設ける。そして負
荷の低下に応し補助開閉弁の位相を進ませて、吸気弁と
の共働による実質的な開閉期間を短くし、スロットル弁
に代って吸気流量を制御することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、補助開閉弁
でスロットル弁に代り負荷制御するもので、エンジン回
転数に対応したバルブタイミング可変制御には適用でき
ない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、４ザイクルエンジンで吸気バルブの上
流にロータリ弁を設けた方式において、ロータリ弁で吸
気バルブのタイミングを各エンジン回転数に応じて最適
に可変制御することが可能な可変バルブタイミング装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の可変バルブタイミン
グ装置は、吸気バルブの直上流にエンジン回転数に同期
して回転するロータリ弁を設けた吸気系において、上記
ロータリ弁の弁体に遠心式の開時期可変機構を一体的に
設け、上記開時期可変機構は、上記弁体の通路の開き側
にフラップを出入り可能に設け、ウェイトの遠心力によ
りエンジン回転数の上昇に応じて上記フラップを引込め
るように構成するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、エンジン運転時の吸気行程で吸気バ
ルブがカムにより所定のタイミングで開閉し、同時に吸
気バルブ上流のロータリ弁が回転しながら開閉する。そ
してロータリ弁回転時に、その遠心式の開時期可変機構
でフラップが低回転では通路に多く突出し、エンジン回
転数の上昇に応じてフラップが引込むように動作するこ
とで、このフラップによりロータリ弁の開時期、即ち実
質的な吸気バルブの開時期がエンジン回転数の上昇によ
り早くなるように可変制御される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において本発明の概略について述べると、符号１
は４サイクルエンジンの本体、２はシリンダ、３はピス
トン、４は燃焼室であり、燃焼室４の吸気ポート５に吸
気バルブ６が、排気ポート７に排気バルブ８が設けられ
ている。動弁機構１０は、例えばＤＯＨＣのダイレクト
型であり、吸気バルブ６、排気バルブ８の上方に吸、排
気用カム軸ＩＩ。

１２が配置され、これらの吸、排気用カム軸１１．、１
２の吸、排気用カム１．３．１４がハイドロリックラッ
シュアジャスタ１５を介して吸、排気バルブ６．８に当
接し、直接的に開弁動作をするようになっている。

また、吸気系としてスロットル弁１６の下流のマニホー
ルド１７が吸気ポート５に連通し、吸気ホト５の直上流
の円形のケース１８にロータリ弁２０が設けられている
。そしてロータリ弁２０の回転軸２■がプーリ２２２３
とベルト２４により吸気用カム輔１１に連結し、吸気用
カム軸１１と同一方向にＩ７２の回転比で同期回転する
ようになっている。

第２図においてロータリ弁２０について詳記すると、円
筒形の弁体２５の中心に貫通した通路２６を有し、通路
２６の両端に遠心式の開時期可変機構３０がイー１設さ
れている。この開時期可変機構３０は、通路２６の一端
において開き始める側の弁体２５の外周に溝３１を有し
、この溝３１の内部に円弧状のフラップ３２が通路２６
に出入り可能に設けられる。また、通路２６の外の弁体
２５側方において回転軸２１にウェイトベース３３が一
体的に取付けられ、フラップ３２と一体的なガイド３４
が回転自在に嵌合する。ウェイトベース３３にはウェイ
ト３５が遠心力により拡開動作するように取付けられ、
このウェイト３５のピン３６がガイド３４の長孔３７に
係合し、ウェイト３５には中心に向けてスプリング３８
が０１勢されている。かかる構造は通路２６の他端にも
点対称的に設けられており、こうして低回転では、スプ
リング３８によるウェイト３５の中心方向の動きにより
ガイド３４フラツプ３２を回転方向と逆方向に回転変位
し、フラップ３２を通路２６に突出させる。そして回転
速度が増大してウェイト３５が遠心力により外方に拡開
動作すると、ガイド３４を回転方向と同一方向に回転変
位し、フラップ３２を通路２６から引込めて開度を増大
変化するように構成される。

ここで吸気用カム１３は、開角が例えば１３５度の大き
いものに設定されると、吸気バルブ６の開度はクランク
角でその２倍の２７０度となり、オーバラップｍの多い
ものになる。また、吸気用カム１３に対し１／２回転の
ロータリ弁２０の通路２６の開度αは、それが全開した
状態で吸気バルブ６の開度と略一致すればよいので、１
３５／２の６７．５度に設定される。

次いで、かかる構成の可変バルブ装置の作用を、第３図
と第４図のバルブダイヤグラムを用いて述べる。

先ず、エンジン運転時に吸、排気バルブ６．８が、動弁
機構ＩＯの吸、排気用カム１３．１４により第４図のよ
うに開角の大きいタイミングで開閉する。

また、吸気用カム輔１１によりロータリ弁２０の弁体２
５が１／２回転で同期して回転し、通路２６の開度によ
り吸気ポート５を開閉しており、これにより吸気バルブ
６とロータリ弁２０が共に開いているときが、実質的な
吸気バルブ６の開度になる。

そこでアイドリング時には、エンジン回転数が最も低い
ためロータリ弁２０においてウェイト３５の遠心力も小
さい。そこで、スプリング３８によるガイド３４の回転
動作で、フラップ３２が第３図（ａ）のように通路２６
に最も突出してその開始め側を覆うようになる。このた
め、吸気行程て上死点前から吸気バルブ６が開き始める
のに対し、ロータリ弁２０は、フラップ３２により開く
のが遅れ、第４図のθ１のように上死点後、排気バルブ
８が路間じる時点から開く。こうして実質的な吸気バル
ブ６の開度は１．θ１以降になってオーバラップがほと
んどなく、このため排気の逆流、吸気の吹抜けもなくな
って安定燃焼する。

次いで、中回転時には、エンジン回転数の上昇。

ロータリ弁２０のウェイト３５の遠心力の増大に伴い、
ガイド３４が弁体２５と同一方向に回転してフラップ３
２は第３図（ｂ）のように少し引込む。このため、ロー
タリ弁２０の開時期か第４図の０２のように少し早くな
るが、オーバラップ量が小さいことで安定燃焼してトル
クアップし、燃費もよくなる。

更にエンジン回転数が上昇すると、ロータリ弁２０のウ
ェイト３５の遠心力によりフラップ３２が引込んでロー
タリ弁２０の開時期が自動的に早くなる。

そして高回転時には、第３図（Ｃ）のようにフラップ３
２が完全に引込んて弁体２５の通路２６は全開し、この
通路２６により吸気バルブ６と一致してロータリ弁２０
も第４図のθ３のように開き、オーバラップ量が最大に
なる。そこで、この大きいオーバラップで吸排気慣性に
よる吸気が促進され、吸気の体積効率が増大して出力ア
ップするのである。

なお、ロータリ弁２０は、クランク軸によりその１／４
の回転比で回転してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、吸気バルブの
直上流にロータリ弁を設けた方式において、エンジン回
転数に応じてロータリ弁の開時期、即ち実質的な吸気バ
ルブ開時期を可変制御するので、エンジン回転数全域で
フラットな高トルク特性が得られ、燃費も向上する。

さらに、ロータリ弁には遠心式の開時期可変機構が設け
られ、エンジン回転数に応じた遠心力でフラップを移動
するので、ロータリ弁の開時期が確実に可変制御され、
調整も容易である。

また、ロータリ弁に開時期可変機構が一体に組込まれる
ことで、構造がコンパクトになり、他のアクチュエータ
も不要である。

さらにまた、実施例のようにロータリ弁の通路の両端に
遠心力によるフラップを設けると、安定性、確実性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変バルブタイミング装置の実施例を
示す構成図、 第２図はロータリ弁の側面図、 第３図（ａ）ないしくＣ）は各エンジン回転数における
ロータリ弁のフラップ出入り状態を示す図、第４図はバ
ルブダイヤグラムを示す図である。 ５・・・吸気ポート、６・・吸気バルブ、２０・・・ロ
ータリ弁、２５・・・弁体、２６・・・通路、３０・・
・開時期可変機構、３２・・・フラップ、３４・・・ガ
イド、３５・・・ウェイト、３８・・スプリング ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気バルブの直上流にエンジン回転数に同期して回転す
   るロータリ弁を設けた吸気系において、上記ロータリ弁
   の弁体に遠心式の開時期可変機構を一体的に設け、 上記開時期可変機構は、上記弁体の通路の開き側にフラ
   ップを出入り可能に設け、ウェイトの遠心力によりエン
   ジン回転数の上昇に応じて上記フラップを引込めるよう
   に構成することを特徴とする可変バルブタイミング装置
   。