JPH05202708A - Valve system of engine - Google Patents

Valve system of engine

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Publication number
JPH05202708A
JPH05202708A JP4038690A JP3869092A JPH05202708A JP H05202708 A JPH05202708 A JP H05202708A JP 4038690 A JP4038690 A JP 4038690A JP 3869092 A JP3869092 A JP 3869092A JP H05202708 A JPH05202708 A JP H05202708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
engine
piston
valve
cylinders
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4038690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kouichirou Kurata
効市朗 倉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP4038690A priority Critical patent/JPH05202708A/en
Publication of JPH05202708A publication Critical patent/JPH05202708A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/24Piezoelectric actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the weight and a cost by greatly reducing the number of actuators, in a multiple cylinder engine having a plurality of intake valves or exhaust valves. CONSTITUTION:The valve system of an engine is provided with a first cylinder 2 provided with a first piston 53 slidably, second cylinders 3A to 3F respectively provided with intake valves 58A to 58C of respective cylinders in the engine being capable of making reciprocating motion, and a laminated piezoelectric element 56 by which the piston 53 is reciprocating-driven repeatedly. An oil pressure distributor 20 is connected to the cylinder 2 through a control main piping 15, and also one-side ends of pipings 4A to 4C per cylinder which are communicated with the control main piping 15 selectly by the distributor 20 at a prescribed time clearance more than the reciprocating time of the piston 53. And the cylinders 3A to 3E are respectively connected to the other-side ends of respective pipings 4A to 4C per summarized cylinder group.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの動弁装置に
係り、さらに詳しくは、多気筒エンジンの吸気弁あるい
は排気弁を一つのアクチュエータを用いて遠隔操作によ
り開閉するようにしたエンジンの動弁装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve operating system for an engine, and more particularly to a valve operating system for an engine in which an intake valve or an exhaust valve of a multi-cylinder engine is opened and closed by a remote operation using a single actuator. Regarding the valve device.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの動弁装置としては、吸気もし
くは排気弁を、エンジンによって駆動されるカム機構を
用いて機械的に開閉する方式のものが最も一般的であ
る。この他、ソレノイド等の電気的駆動手段を用いて直
接的に弁を開閉するいわゆる電気的動弁機構を採用する
方式のもの(例えば、特開昭58−183805号等)
や、エンジンの吸気もしくは排気弁と該弁を電気的に開
閉駆動する(圧電素子等から成る)電気的駆動手段との
間に非圧縮性流体を用いた変位増幅機構を介設して電気
的駆動手段の変位を増幅して弁側に伝達する方式のもの
(例えば、特開昭61−58909号等)等が知られて
いる。
2. Description of the Related Art The most common valve operating system for an engine is a system in which an intake or exhaust valve is mechanically opened and closed by using a cam mechanism driven by the engine. In addition, a system that employs a so-called electric valve mechanism that directly opens and closes a valve by using an electric drive means such as a solenoid (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-183805).
In addition, a displacement amplification mechanism using a non-compressible fluid is interposed between an intake or exhaust valve of the engine and an electric drive means (comprising a piezoelectric element) for electrically opening and closing the valve. There is known a system that amplifies the displacement of the driving means and transmits it to the valve side (for example, JP-A-61-58909).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の動弁装置では、いずれの方式でも、多気筒エン
ジンで各気等に吸気弁,排気弁がそれぞれ複数ある場
合、例えばバルブ面積が大きくできるとともに慣性重量
が小さくなり、吸気効率を向上させ得る等から最近特に
採用されているDOHC(ダブル・オーバー・ヘッド・
カムシャフト)等の4弁(4バルブ)の場合に、吸気系
(あるいは排気系)のすべての気筒の弁を動かすために
は、多くのアクチュエータが必要であり、必然的に重量
が重くなるとともにコスト高になっていた。このような
理由により、エンジンの動弁装置では、軽量化及びコス
トの低減が大きな課題になっていた。
However, in any of the above-described conventional valve operating devices, in the case of a multi-cylinder engine, when there are a plurality of intake valves and exhaust valves for each air, for example, the valve area can be increased. In addition, the inertial weight becomes smaller and the intake efficiency can be improved, so the DOHC (Double Over Head
In the case of four valves (4 valves) such as a camshaft, many actuators are required to move the valves of all cylinders of the intake system (or exhaust system), and the weight is inevitably heavy. The cost was high. For these reasons, weight reduction and cost reduction have been major issues in engine valve trains.

【0004】[0004]

【発明の目的】本発明は、上述した事情の下になされた
ものであり、その目的は、特に吸気弁あるいは排気弁が
複数ある多気筒エンジンの場合にアクチュエータの数を
大幅に削減し、これにより軽量化及びコストの低減を図
り得るエンジンの動弁装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to reduce the number of actuators significantly, especially in the case of a multi-cylinder engine having a plurality of intake valves or exhaust valves. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a valve operating device for an engine that can reduce the weight and cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の動弁装置は、エンジン外に設けられその長
手方向に沿って第1のピストンが摺動自在に装備された
第1のシリンダと、エンジンの各気筒の吸気弁もしくは
排気弁がその長手方向に沿って往復移動自在にそれぞれ
装備された複数の第2のシリンダと、第1のピストンを
その摺動方向に繰り返し往復駆動するアクチュエータと
を備え、第1のシリンダに制御主配管を介して油圧分配
器を接続し、当該油圧分配器に、該油圧分配器により第
1のピストンの往復時間以上の所定の時間間隔で交互に
且択一的に制御主配管に連通せしめられる複数の気筒別
配管の一端をそれぞれ接続し、当該各気筒別配管の他端
にそれぞれ第2のシリンダを気筒毎にまとめて接続した
ことを特徴として構成されている。
In order to achieve the above-mentioned object, a valve operating system of the present invention is provided with a first piston provided outside the engine and provided with a first piston slidably along the longitudinal direction thereof. A cylinder, a plurality of second cylinders each provided with an intake valve or an exhaust valve of each cylinder of the engine so as to reciprocate along its longitudinal direction, and a first piston repeatedly reciprocally drive in its sliding direction. An actuator, and a hydraulic distributor is connected to the first cylinder through a control main pipe, and the hydraulic distributor is alternately arranged at a predetermined time interval longer than the reciprocating time of the first piston by the hydraulic distributor. In addition, one end of each of the plurality of cylinder-by-cylinder pipes that are selectively communicated with the control main pipe is connected to each other, and the second cylinder is connected to the other end of each of the cylinder-by-cylinder pipes collectively for each cylinder. Structure It is.

【0006】[0006]

【作用】油圧分配器によりいずれかの気筒の気筒別配管
が制御主配管に連通され、この連通した気筒別配管にア
クチュエータにより駆動された第1のピストンの往復動
作により生じた作動油の油圧が送られ、該油圧によりそ
の気筒別配管に接続された第2のシリンダに装備された
吸気弁(もしくは排気弁)が開閉駆動される。そして、
第1のピストンが一往復して吸気弁もしくは排気弁の開
閉(作動)が終了すると、油圧分配器により別の気筒の
気筒別配管が制御主配管に連通され、前と同様にしてそ
の気筒別配管に対応する吸気弁(もしくは)排気弁が開
閉作動する。このようにして、油圧分配器により制御主
配管に気筒別配管が交互に且択一的に連通され、その各
連通時間内にアクチュエータが第1のピストンを一往復
駆動することにより、複数気筒の吸気弁(もしくは排気
弁)がオーバーラップすることなく順次繰り返し開閉駆
動される。
The cylinder-by-cylinder pipe of one of the cylinders is connected to the control main pipe by the hydraulic distributor, and the hydraulic pressure of the hydraulic oil generated by the reciprocating motion of the first piston driven by the actuator is connected to the cylinder-by-cylinder pipe that is in communication with the control main pipe. The hydraulic pressure is sent to open and close an intake valve (or an exhaust valve) mounted on a second cylinder connected to the cylinder-by-cylinder pipe. And
When the first piston reciprocates once and the opening / closing (operation) of the intake valve or the exhaust valve is completed, the cylinder-by-cylinder pipe of another cylinder is communicated with the control main pipe by the hydraulic distributor, and the same as before by that cylinder The intake valve (or) exhaust valve corresponding to the pipe opens and closes. In this way, the cylinders for each cylinder are alternately and alternately communicated with the control main pipe by the hydraulic distributor, and the actuator drives the first piston once reciprocatingly within each communication time, whereby a plurality of cylinders are connected. The intake valve (or exhaust valve) is repeatedly opened and closed without overlapping.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図1ないし
図4に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0008】図1には、3気筒4バルブエンジンの吸気
弁の開閉を行なう動弁装置1が示されている。この動弁
装置1は、エンジン外に設けられその長手方向に沿って
第1のピストン53が摺動自在に装備された第1のシリ
ンダ2と、エンジンの各気筒の吸気弁58A,58B,
58Cがその長手方向に沿って往復移動可能にそれぞれ
装備された各気筒一対合計6つの第2のシリンダ3A,
3B,3C,3D,3E,3Fと、第1のピストン53
をその摺動方向に繰り返し往復駆動するアクチュエータ
としての積層圧電素子56とを備えている。また、第1
のシリンダ2には、制御主配管15を介して油圧分配器
20が接続され、当該油圧分配器20には、該油圧分配
器20により第1のピストン53の往復時間以上の所定
の時間間隔で交互に且択一的に制御主配管15に連通せ
しめられる気筒別配管4A,4B,4Cの一端がそれぞ
れ接続され、当該各気筒別配管4A,4B,4Cの他端
には、それぞれ第2のシリンダ3A,3B、3C,3
D、及び3E,3Fが気筒毎にまとめて接続されてい
る。
FIG. 1 shows a valve train 1 for opening and closing an intake valve of a 3-cylinder 4-valve engine. The valve gear 1 includes a first cylinder 2 provided outside the engine and provided with a first piston 53 slidably along the longitudinal direction thereof, and intake valves 58A, 58B for the respective cylinders of the engine.
58C each equipped with a pair of cylinders, each of which is reciprocally movable along its longitudinal direction, has a total of six second cylinders 3A,
3B, 3C, 3D, 3E, 3F and the first piston 53
And a laminated piezoelectric element 56 as an actuator that repeatedly reciprocates in the sliding direction. Also, the first
A hydraulic distributor 20 is connected to the cylinder 2 via a control main pipe 15, and the hydraulic distributor 20 is connected to the cylinder 2 at a predetermined time interval longer than the reciprocating time of the first piston 53. One end of each of the cylinder-by-cylinder pipes 4A, 4B, 4C, which are alternately and alternatively communicated with the control main pipe 15, is connected respectively, and the other end of each of the cylinder-by-cylinder pipes 4A, 4B, 4C is provided with a second pipe. Cylinders 3A, 3B, 3C, 3
D, 3E, and 3F are connected together for each cylinder.

【0009】これを更に詳述すると、第1のシリンダ2
は、図1における下端が全面的に開口し、上端が中心の
部分を除いて閉塞された有底円筒状部材から成り、下端
開口部が閉塞された状態で、エンジンから所定距離を隔
てた取り付け部材5上に固定されている。この第1のシ
リンダ2の上端面中心の開口部の周縁は外方に向かって
突設されており、この突設部2Aに接続部材6を介して
制御主配管15の一端が接続され、この制御主配管15
の他端は油圧分配器20に接続されている。第1のシリ
ンダ2の内部には、前述した如く第1のピストン53が
摺動自在に装備されており、この第1のピストン53と
取り付け部材5との間には、一端(図における上端)が
第1のピストン53の下面に固着され、他端(図におけ
る下端)が取り付け部材5上面に固着された前述した積
層圧電素子56が介装されている。この積層圧電素子5
6には、エンジンコントロールユニット(以下、「EC
U」と略述する。)50が接続されており、このECU
50によって、エンジンの運転状態に応じてその通電タ
イミング及び通電時間が制御されるようになっている。
This will be described in more detail. First cylinder 2
1 is a bottomed cylindrical member whose lower end in FIG. 1 is fully opened and whose upper end is closed except for the central portion, and which is mounted at a predetermined distance from the engine with the lower end opening closed. It is fixed on the member 5. The peripheral edge of the opening at the center of the upper end surface of the first cylinder 2 is provided so as to project outward, and one end of the control main pipe 15 is connected to this projecting portion 2A via a connecting member 6. Control main pipe 15
The other end of is connected to the hydraulic distributor 20. As described above, the first piston 53 is slidably mounted inside the first cylinder 2, and one end (upper end in the figure) is provided between the first piston 53 and the mounting member 5. Is fixed to the lower surface of the first piston 53, and the above-described laminated piezoelectric element 56 having the other end (the lower end in the drawing) fixed to the upper surface of the mounting member 5 is interposed. This laminated piezoelectric element 5
6 includes an engine control unit (hereinafter, "EC
U ”. ) 50 is connected to this ECU
The energization timing and energization time of the engine are controlled by 50 according to the operating state of the engine.

【0010】図2には、気筒(#1)の吸気弁58Aが
装備された一方の第2のシリンダ3Aの取り付け及び内
部構造が具体的に示されている。この図2において、第
2のシリンダ3Aは、多少厚肉の円筒状部材から成り、
エンジンのシリンダブロック60によりその一端(図に
おける下端)が閉塞された状態でシリンダブロック60
上に固定されている。この第2のシリンダ3Aの他端
(図における上端)には、中央部がホース4とほぼ同一
径で開口した蓋部材を兼ねたホース取り付け部材7によ
り閉塞されている。そして、このホース取り付け部材7
の突出端部に接続部材8を介してホース4の一端が接続
されている。このホース4の他端は、図1に示す如く二
股状接続部材11及び気筒別配管4Aを介して油圧分配
器20に接続されている。また、第2のシリンダ3Aに
は、図2に示すように、プランジャ57が、当該第2の
シリンダ3Aの内部に一端(図における上端)を臨ませ
他端(図における下端)を外部に臨ませた状態で該第2
のシリンダ3Aの長手方向に沿って往復移動可能に装備
され、このプランジャ57の他端側に吸気弁58Aが一
体的に設けられている。このプランジャ57は、シリン
ダヘッド60を貫通した状態で設けられたガイド部材9
に沿って図中矢印A,B方向に往復移動し得るようにな
っている。このプランジャ57の他端側に設けられた吸
気弁58Aは、実際には、図示しない吸気ポートのシリ
ンダブロック60側の入口を開閉し得る位置に設けられ
ている。そして、プランジャ57及び吸気弁58Aは、
プランジャ57の図2における上端の部分に固定された
ばね押さえ12とガイド部材9との間に介設された圧縮
コイルばね63によって、図中矢印A方向に付勢されて
いる。ここで、図2の状態が、圧縮コイルばね63が最
大限伸びたバルブリフトゼロの状態を示す。
FIG. 2 specifically shows the mounting and internal structure of the one second cylinder 3A equipped with the intake valve 58A of the cylinder (# 1). In FIG. 2, the second cylinder 3A is made of a slightly thick cylindrical member,
With the cylinder block 60 of the engine closed at one end (lower end in the figure), the cylinder block 60
It is fixed on. At the other end (upper end in the figure) of the second cylinder 3A, the central portion is closed by a hose mounting member 7 which also serves as a lid member having an opening having substantially the same diameter as the hose 4. And this hose attachment member 7
One end of the hose 4 is connected to the protruding end of the hose 4 via a connecting member 8. The other end of the hose 4 is connected to the hydraulic distributor 20 via a bifurcated connecting member 11 and a cylinder-specific pipe 4A as shown in FIG. Further, in the second cylinder 3A, as shown in FIG. 2, the plunger 57 faces one end (upper end in the drawing) to the inside of the second cylinder 3A and the other end (lower end in the drawing) to the outside. The second with no condition
The cylinder 3A is reciprocally movable along the longitudinal direction of the cylinder 3A, and an intake valve 58A is integrally provided at the other end of the plunger 57. The plunger 57 is provided with a guide member 9 that penetrates the cylinder head 60.
It is configured to be able to reciprocate in the directions of the arrows A and B in the figure along. The intake valve 58A provided on the other end side of the plunger 57 is actually provided at a position where the inlet of the intake port (not shown) on the cylinder block 60 side can be opened and closed. Then, the plunger 57 and the intake valve 58A are
The compression coil spring 63 interposed between the spring retainer 12 fixed to the upper end portion of the plunger 57 in FIG. 2 and the guide member 9 is urged in the direction of arrow A in the figure. Here, the state of FIG. 2 shows the state where the valve lift is zero when the compression coil spring 63 is maximally extended.

【0011】更に、本実施例では、プランジャ57の外
周部に長手方向に沿って所定間隔を隔てて上側リフトチ
ェック溝65と下側リフトチェック溝66が形成され、
これらのリフトチェック溝65,66がプランジャ57
の移動とともにそれぞれバルブリフトのゼロの図2に示
す位置,バルブリフト最大の位置(図示せず)に来た場
合に第2のシリンダ3Aの内部を外部に連通せしめる作
動流体補給専用通路70と作動流体排出専用通路80と
が設けられている。作動流体排出専用通路80は、第2
のシリンダ3Aの内部から当該シリンダ3Aの周壁の一
部を介してガイド部材9の内周面に至るコ字状の第1通
路部80Aと、プランジャ57を介して当該第1通路部
80Aと反対側の対応する位置のガイド部材9及び第2
のシリンダ3Aの周壁に形成されたL字状の第2通路部
80Bとを含んで構成されている。そして、この第2通
路部80Bの図における左下端部には、当該通路部80
B側から外部方向へのオイルの流れのみを許容し、反対
向きの流れを阻止する第1の逆止弁71が設けられてい
る。同様に、作動流体補給専用通路70は、第2のシリ
ンダ3Aの内部から当該シリンダ3Aの周壁の一部を介
してガイド部材9の内周面に至るコ字状の第1通路部7
0Aと、プランジャ57を介して当該第1通路部70A
と反対側の対応する位置のガイド部材9及びシリンダ3
Aの周壁に形成されたL字状の第2通路部70Bとを含
んで構成されている。そして、この第2通路部70Bの
図における左下端部には、外部から当該通路部70B側
へのオイルの流れのみを許容し、反対向きの流れを阻止
する第2の逆止弁72が設けられている。これらの逆止
弁71,72外部のシリンダブロック60部分には、図
示しないオイル供給手段(エンジン油圧)に接続された
オイル通路90が設けられている。図1ないし図2にお
いて、符号91及び符号92はオイルシールを示す。
Further, in this embodiment, an upper lift check groove 65 and a lower lift check groove 66 are formed on the outer peripheral portion of the plunger 57 along the longitudinal direction at predetermined intervals.
These lift check grooves 65 and 66 are provided in the plunger 57.
2 when the valve lift is zero and when the valve lift reaches the maximum position (not shown) as shown in FIG. 2, it is operated with the working fluid supply passage 70 for communicating the inside of the second cylinder 3A with the outside. A fluid discharge passage 80 is provided. The working fluid discharge-only passage 80 has a second
The first passage portion 80A having a U-shape extending from the inside of the cylinder 3A to the inner peripheral surface of the guide member 9 through a part of the peripheral wall of the cylinder 3A, and the first passage portion 80A opposite to the first passage portion 80A via the plunger 57. The guide member 9 and the second at corresponding positions on the side
And an L-shaped second passage portion 80B formed on the peripheral wall of the cylinder 3A. Then, at the lower left end of the second passage portion 80B in the drawing, the passage portion 80 is
A first check valve 71 that allows only the flow of oil from the B side to the outside and blocks the flow in the opposite direction is provided. Similarly, the working fluid replenishment passage 70 has a U-shaped first passage portion 7 extending from the inside of the second cylinder 3A to the inner peripheral surface of the guide member 9 through a part of the peripheral wall of the cylinder 3A.
0A and the first passage portion 70A via the plunger 57.
Guide member 9 and cylinder 3 at the corresponding positions on the opposite side to
It is configured to include an L-shaped second passage portion 70B formed on the peripheral wall of A. A second check valve 72 that allows only the flow of oil from the outside to the side of the passage 70B and blocks the flow in the opposite direction is provided at the lower left end of the second passage 70B in the figure. Has been. An oil passage 90 connected to an oil supply means (engine hydraulic pressure) not shown is provided in the cylinder block 60 outside the check valves 71 and 72. 1 and 2, reference numerals 91 and 92 denote oil seals.

【0012】その他の第2のシリンダ3B,3C,3
D,3E,3F部分の構造も図2の第2のシリンダ3A
とほぼ同一になっている。
Other second cylinders 3B, 3C, 3
The structure of D, 3E and 3F parts is also the second cylinder 3A of FIG.
Is almost the same as.

【0013】油圧分配器20は、図3に示すような中心
角240度のロータ21と、このロータ21の回転軸を
構成する軸22(図1参照)とを含んで構成されてお
り、軸22によってロータ21が回転し、図3から明ら
かなように、ロータ21により塞がれていない部分の中
心角は120度であり、従って、この油圧分配器20に
より制御主配管15内に生じた油圧は気筒別配管4A,
4B,4Cに1/3づつ分配されるようになっている。
即ち、軸22は、通常のカムシャフトと同様に、エンジ
ン回転数の1/2の回転数で回るようになっており、こ
のため、気筒別配管4A,4B,4Cがクランクシャフ
トの1行程中の回転角720度の1/3即ち240度づ
つ交互に且択一的に制御主配管15に連通せしめられ、
連通している気筒の気筒別配管内の作動油としてのオイ
ル10(図1ないし図2参照)に積層圧電素子56の変
位に応じて第1のピストン53を介して圧力が付与され
るようになっており、通常のエンジンの場合は吸気弁の
作用角は240度以内であるから、3気筒である本実施
例の場合は、図4に示すように、吸気弁(図中ではIN
で示している。)の作用角は他の気筒とオーバーラップ
せず、うまく分配できるようになっている。また、ロー
タ21の回転により、各気筒別配管が制御主配管15に
連通せしめられる時間Tは、図4に示すように、第1の
ピストン53の往復時間即ち積層圧電素子56の作動周
期tより幾分大きくなっている。
The hydraulic distributor 20 includes a rotor 21 having a central angle of 240 degrees as shown in FIG. 3 and a shaft 22 (see FIG. 1) which constitutes a rotation shaft of the rotor 21, The rotor 21 is rotated by 22 and, as is clear from FIG. 3, the central angle of the portion not blocked by the rotor 21 is 120 degrees. Therefore, the hydraulic distributor 20 causes the central angle in the control main pipe 15. Hydraulic pressure is cylinder-specific piping 4A,
It is designed to be distributed to 4B and 4C by 1/3.
That is, the shaft 22 rotates at half the engine speed as in the case of a normal camshaft. Therefore, the cylinder-by-cylinder pipes 4A, 4B, and 4C are moved during one stroke of the crankshaft. Is alternately and alternately communicated with the control main pipe 15 by 1/3 of the rotation angle of 720 degrees, that is, by 240 degrees,
Pressure is applied to the oil 10 (see FIG. 1 to FIG. 2) as hydraulic oil in the cylinder-by-cylinder piping of the communicating cylinders through the first piston 53 according to the displacement of the laminated piezoelectric element 56. In the case of a normal engine, the working angle of the intake valve is within 240 degrees. Therefore, in the case of the present embodiment having three cylinders, as shown in FIG.
It shows with. The operating angle of) does not overlap with other cylinders and can be distributed well. Further, as shown in FIG. 4, the time T during which the cylinder-by-cylinder pipes are brought into communication with the control main pipe 15 by the rotation of the rotor 21 is based on the reciprocating time of the first piston 53, that is, the operating period t of the laminated piezoelectric element 56. It's getting a little bigger.

【0014】次に、図4を参照しつつ、上記実施例の全
体的動作を説明する。
Next, the overall operation of the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0015】まず、エンジン停止中、積層圧電素子56
が変位を発生していない場合は、第1のシリンダ2及び
制御主配管15内部のオイル10に圧力が作用しないの
で、吸気弁58A,58B,58Cは、いずれも圧縮コ
イルばね63により原位置に保持され閉じた状態となっ
ている。
First, while the engine is stopped, the laminated piezoelectric element 56.
When no displacement occurs, the pressure does not act on the oil 10 inside the first cylinder 2 and the control main pipe 15, so that the intake valves 58A, 58B, 58C are all returned to their original positions by the compression coil spring 63. It is held and closed.

【0016】エンジンが始動してECU50により積層
圧電素子56への通電がなされ、その変位が図4に示す
ように変化せしめられると、第1のピストン53が矢印
A−B方向に往復駆動され、この時油圧分配器20によ
り制御主配管15に連通せしめられている気筒(#1)
の気筒別配管4Aに第1のピストン53の往復動作によ
り生じた油圧が付与され、該油圧によりその気筒別配管
4Aに接続された第2のシリンダ3A,3B内のプラン
ジャ57,57が矢印B−A方向に往復駆動され、これ
により吸気弁58A,58Aが開閉駆動される。
When the engine is started and the laminated piezoelectric element 56 is energized by the ECU 50 and the displacement is changed as shown in FIG. 4, the first piston 53 is reciprocally driven in the direction of arrow AB. At this time, the cylinder (# 1) communicated with the control main pipe 15 by the hydraulic distributor 20.
The hydraulic pressure generated by the reciprocating motion of the first piston 53 is applied to the cylinder-by-cylinder pipe 4A, and the plungers 57, 57 in the second cylinders 3A, 3B connected to the cylinder-by-cylinder pipe 4A are moved by the arrow B. It is reciprocally driven in the −A direction, whereby the intake valves 58A and 58A are opened and closed.

【0017】ここで、吸気弁58Aの開閉の原理につい
て、詳述すると、ECU50により積層圧電素子56に
通電が行なわれると、当該積層圧電素子56を構成する
各圧電素子56A(図1参照)が軸方向に伸び積層圧電
素子56が矢印A方向に変位を発生し、第1のピストン
53が矢印A方向に駆動される。この時、この第1のピ
ストン53は、第1のシリンダ2及び制御主配管15内
のオイル10に圧力を与え、この油圧が制御主配管15
に連通した気筒別配管4Aを介して第2のシリンダ3
A,3B内のプランジャ57の受圧面に与えれ、該プラ
ンジャ57が矢印B方向に移動せしめられ、プランジャ
57を介して吸気弁58が開放せしめられる。この一
方、ECU50により通電が停止されると、積層圧電素
子56を構成する各圧電素子56Aは元の形状に戻る。
このため、第1のピストン53が矢印B方向に移動して
原位置に戻る。このため、内部のオイル10の油圧が急
激に負圧となり、吸気弁58Aが原位置に戻る。このよ
うにして、吸気弁58Aが矢印B−A方向に往復駆動さ
れることにより、当該吸気弁58の開閉が行なわれる。
Here, the principle of opening / closing the intake valve 58A will be described in detail. When the laminated piezoelectric element 56 is energized by the ECU 50, each piezoelectric element 56A (see FIG. 1) constituting the laminated piezoelectric element 56 is activated. The laminated piezoelectric element 56 extending in the axial direction generates displacement in the arrow A direction, and the first piston 53 is driven in the arrow A direction. At this time, the first piston 53 applies a pressure to the oil 10 in the first cylinder 2 and the control main pipe 15, and this oil pressure causes the oil pressure in the control main pipe 15.
To the second cylinder 3 via a cylinder-specific pipe 4A communicating with the second cylinder 3
The pressure is applied to the pressure receiving surface of the plunger 57 in A and 3B, the plunger 57 is moved in the direction of arrow B, and the intake valve 58 is opened via the plunger 57. On the other hand, when energization is stopped by the ECU 50, each piezoelectric element 56A forming the laminated piezoelectric element 56 returns to its original shape.
Therefore, the first piston 53 moves in the direction of arrow B and returns to the original position. Therefore, the oil pressure of the oil 10 inside suddenly becomes negative pressure, and the intake valve 58A returns to the original position. In this way, the intake valve 58A is reciprocally driven in the direction of the arrow BA, whereby the intake valve 58 is opened and closed.

【0018】そして、第1のピストン53が一往復して
吸気弁58A,58Aの開閉(作動)が終了すると、油
圧分配器20により気筒(#2)の気筒別配管4Bが制
御主配管15に連通せしめられ、前と同様にしてその気
筒別配管4Bに対応する吸気弁58B,58Bが開閉作
動する。このようにして、油圧分配器20により制御主
配管15に気筒別配管4A,4B,4Cが交互に且択一
的に連通され、その各連通時間内に積層圧電素子56が
第1のピストン53を一往復駆動することにより、気筒
(#1,#2,#3)の吸気弁58A,58B,58C
がオーバーラップする事無く順次開閉駆動される。
When the first piston 53 reciprocates once and the opening / closing (operation) of the intake valves 58A, 58A is completed, the hydraulic distributor 20 connects the cylinder-by-cylinder pipe 4B to the control main pipe 15. The communication is performed, and the intake valves 58B, 58B corresponding to the cylinder-by-cylinder pipe 4B are opened and closed in the same manner as before. In this manner, the cylinders 4A, 4B, 4C for each cylinder are alternately and alternately communicated with the control main pipe 15 by the hydraulic distributor 20, and the laminated piezoelectric element 56 causes the laminated piezoelectric element 56 to reach the first piston 53 within each communication time. Of the intake valves 58A, 58B, 58C of the cylinders (# 1, # 2, # 3)
Are sequentially opened and closed without overlapping.

【0019】この場合において、積層圧電素子56の変
位は、第1のピストン53とプランジャ57の受圧面積
の比に応じて増幅されて吸気弁に伝達されるようになっ
ている。また、使用中にオイルシール91または92か
らオイル10が漏れ内部のオイル10の圧力が規定値よ
り低下した時、吸気弁58Aがリフトしていない図2の
状態において、図示しないオイル供給手段からのオイル
の圧力により逆止弁72が開かれ作動流体補給専用通路
70を構成する第2通路部70B,下側リフトチェック
溝66,第1通路部70Aを介してオイルが補充され
る。(ここで、補充されるオイル量は、オイルシールよ
り漏れた小量のオイル分である。)この一方、何等かの
理由によって過剰なオイルが供給され油圧が規定より幾
分大きくなった場合には、バルブリフト最大位置にプラ
ンジャ7が下がって来たときに、オイル10がオイル排
出専用通路80を構成する第1通路部80A,上側リフ
トチェック溝65,第2通路部80Bを通り、該オイル
10の圧力によって逆止弁71が開かれ、過剰分のオイ
ルが速やかに排出されて油圧が規定値になる。このよう
にして、本実施例では、第1,第2のシリンダ2,3及
びホース4内部のオイル10の量が常にほぼ一定に保た
れるようになっている。
In this case, the displacement of the laminated piezoelectric element 56 is amplified according to the ratio of the pressure receiving areas of the first piston 53 and the plunger 57 and is transmitted to the intake valve. Further, when the oil 10 leaks from the oil seal 91 or 92 during use and the pressure of the oil 10 inside falls below a specified value, the intake valve 58A is not lifted and the oil is supplied from an oil supply means (not shown) in the state of FIG. The check valve 72 is opened by the pressure of the oil, and the oil is replenished through the second passage portion 70B, the lower lift check groove 66, and the first passage portion 70A that constitute the passage 70 for exclusive use of the working fluid replenishment. (Here, the amount of oil to be replenished is a small amount of oil leaked from the oil seal.) On the other hand, if excessive oil is supplied for some reason and the hydraulic pressure becomes somewhat higher than the specified value, When the plunger 7 descends to the valve lift maximum position, the oil 10 passes through the first passage portion 80A, the upper lift check groove 65, and the second passage portion 80B which form the oil discharge dedicated passage 80, and the oil 10 The check valve 71 is opened by the pressure of 10, the excess oil is quickly discharged, and the hydraulic pressure becomes the specified value. Thus, in this embodiment, the amounts of the oil 10 inside the first and second cylinders 2 and 3 and the hose 4 are always kept substantially constant.

【0020】以上説明したように、本実施例によると、
一つの積層圧電素子56をアクチュエータとして用いる
ことにより、気筒(#1,#2,#3)の吸気弁58
A,58B,58Cをオーバーラップする事無く開閉駆
動することができるので、排気系の動弁装置を同様の構
成で設ければ、2つの積層圧電素子56により吸気6
個,排気6個合計12個の弁を円滑に駆動することが可
能となり、アクチュエータの数を格段に削減することが
でき、これにより重量及びコストの低減を図ることがで
き、弁の開閉制御が簡単になるという効果がある。ま
た、上記実施例では、アクチュエータとしての積層圧電
素子56が、エンジンから離れた場所に設けられている
ので、エンジンの振動が積層圧電素子に影響を与えるこ
とが殆どなく、積層圧電素子56による吸気弁の開閉動
作の信頼性が向上し、積層圧電素子56がシリンダヘッ
ド部に設けられていないので、その分シリンダヘッドの
軽量化を図ることができる。更に、上記実施例では、吸
気弁等の開閉のタイミングをエンジンの運転状況に応じ
て且つ所望のタイミングでECU50により制御するこ
とができ、吸気弁の開閉のタイミングをECUのソフト
エアのプログラム変更により容易に変更設定することが
でき、また、積層圧電素子56の変位を増幅して吸気弁
を駆動し、しかも吸気弁の開,閉ともに油圧により行な
うようにしたので、作動応答性が向上し、エンジンの高
回転時にあっても吸気弁の円滑な動作を確保することが
でき、さらに、プランジャ57に設けられた上側リフト
チェック溝65,下側リフトチェック溝66及び流体補
給専用通路70,流体排出専用通路80の作用により、
内部のオイル量が常にほぼ一定に保たれるので、経時的
にオイルがオイルシール部分から漏洩した場合や何等か
の理由で一時的に過剰にオイルが供給された場合であっ
ても、バルブリフト量を一定に保つことができ、初期と
同様の良好な弁の動作状態を相当長期間にわたって維持
し続けることができ、経時的に弁の動作不良に起因して
吸気性能が低下するのを効果的に抑制することができ
る。
As described above, according to this embodiment,
By using one laminated piezoelectric element 56 as an actuator, the intake valves 58 of the cylinders (# 1, # 2, # 3) are
Since the A, 58B, and 58C can be driven to open and close without overlapping, if the valve device of the exhaust system is provided with the same structure, the intake air 6 is absorbed by the two laminated piezoelectric elements 56.
It is possible to smoothly drive a total of 12 valves, 6 valves and 6 exhausts, and it is possible to significantly reduce the number of actuators, thereby reducing weight and cost, and controlling valve opening and closing. It has the effect of being easy. Further, in the above-described embodiment, since the laminated piezoelectric element 56 as an actuator is provided at a place distant from the engine, the vibration of the engine hardly affects the laminated piezoelectric element, and the intake by the laminated piezoelectric element 56 is small. The reliability of the valve opening / closing operation is improved, and since the laminated piezoelectric element 56 is not provided in the cylinder head portion, the weight of the cylinder head can be reduced accordingly. Further, in the above embodiment, the opening / closing timing of the intake valve and the like can be controlled by the ECU 50 according to the operating condition of the engine and at a desired timing, and the opening / closing timing of the intake valve can be changed by changing the soft air program of the ECU. It can be easily changed and set, and the displacement of the laminated piezoelectric element 56 is amplified to drive the intake valve, and the intake valve is opened and closed by hydraulic pressure. The smooth operation of the intake valve can be ensured even when the engine is running at high speed, and further, the upper lift check groove 65, the lower lift check groove 66, the fluid replenishment dedicated passage 70, and the fluid discharge provided in the plunger 57. By the action of the dedicated passage 80,
Since the amount of oil inside is always kept almost constant, even if the oil leaks from the oil seal part over time or if excessive oil is temporarily supplied for some reason, the valve lift The amount can be kept constant, and the same good valve operating conditions as in the initial stage can be maintained for a considerably long period of time, which is effective in reducing intake performance due to defective valve operation over time. Can be suppressed.

【0021】なお、上記実施例では、3気筒4バルブエ
ンジンに本発明を適用する場合を例示したが、本発明は
これに限定されるものではなく、気筒数が多い場合や3
バルブ,5バルブの場合でもオーバーラップしない気筒
や吸・排気弁を適当に組み合わせることにより、本発明
を適用することが可能となる。また、上記実施例ではア
クチュエータとして積層圧電素子を使用する場合を例示
したが本発明はこれに限定されるものではなく、アクチ
ュエータとしてソレノイドや従来のカムシャフトを使用
する構成であっても良い。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a three-cylinder, four-valve engine is illustrated, but the present invention is not limited to this, and when there are a large number of cylinders or three cylinders.
Even in the case of valves and 5 valves, the present invention can be applied by appropriately combining cylinders and intake / exhaust valves that do not overlap. Further, in the above-described embodiment, the case where the laminated piezoelectric element is used as the actuator is illustrated, but the present invention is not limited to this, and a solenoid or a conventional camshaft may be used as the actuator.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによれば、油圧分配器により制御主配管に
気筒別配管が交互に且択一的に連通され、その各連通時
間内にアクチュエータが第1のピストンを一往復駆動す
ることにより、一つのアクチュエータにより複数の気筒
の吸気弁もしくは排気弁をオーバーラップする事無く順
次開閉駆動することができるので、多気筒エンジン,特
に各気筒に吸気弁,排気弁がそれぞれ複数ある場合に、
アクチュエータの数を格段に削減することができ、これ
により重量及びコストの大幅な低減を図ることができ、
更に弁の開閉制御が簡単になるという従来にない優れた
エンジンの動弁装置を提供することができる。
Since the present invention is constructed and functions as described above, according to this, the cylinders for each cylinder are alternately and alternately communicated with the control main pipe by the hydraulic distributor, and the respective communication times are set. Since the actuator drives the first piston back and forth once within the cylinder, it is possible to sequentially open and close the intake valves or the exhaust valves of the plurality of cylinders by one actuator without overlapping. If there are multiple intake and exhaust valves in each cylinder,
The number of actuators can be significantly reduced, which can significantly reduce weight and cost.
Further, it is possible to provide an unprecedented excellent engine valve operating device in which the valve opening / closing control is simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の全体構成を概略的に示す図
である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の第2のシリンダ3Aの取り付け及び内部
構造を具体的に説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for specifically explaining the attachment and internal structure of a second cylinder 3A of FIG.

【図3】図1の油圧分配器の概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of the hydraulic distributor of FIG.

【図4】図1の実施例の動作説明のための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 動弁装置 2 第1のシリンダ 3A,3B,3C,3D,3E,3F 第2のシリンダ 4A,4B,4C 気筒別配管 15 制御主配管 20 油圧分配器 53 第1のピストン 56 アクチュエータとしての積層圧電素子 58A,58B,58C 吸気弁 1 Valve Operating Device 2 First Cylinder 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F Second Cylinder 4A, 4B, 4C Cylinder-specific Pipe 15 Control Main Pipe 20 Hydraulic Distributor 53 First Piston 56 Stack as Actuator Piezoelectric element 58A, 58B, 58C Intake valve

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン外に設けられその長手方向に沿
って第1のピストンが摺動自在に装備された第1のシリ
ンダと、エンジンの各気筒の吸気弁もしくは排気弁がそ
の長手方向に沿って往復移動可能にそれぞれ装備された
複数の第2のシリンダと、前気第1のピストンをその摺
動方向に繰り返し往復駆動するアクチュエータとを備
え、前記第1のシリンダに制御主配管を介して油圧分配
器を接続し、当該油圧分配器に、該油圧分配器により前
記第1のピストンの往復時間以上の所定の時間間隔で交
互に且択一的に前記制御主配管に連通せしめられる複数
の気筒別配管の一端をそれぞれ接続し、当該各気筒別配
管の他端にそれぞれ前記第2のシリンダを気筒毎にまと
めて接続したことを特徴とするエンジンの動弁装置。
1. A first cylinder provided outside the engine and provided with a first piston slidably along the longitudinal direction thereof, and an intake valve or an exhaust valve of each cylinder of the engine along the longitudinal direction thereof. A plurality of second cylinders each of which is reciprocally movable, and an actuator that repeatedly reciprocally drives the front air first piston in its sliding direction, and the first cylinder is provided with a control main pipe via the control main pipe. A plurality of hydraulic distributors are connected to the hydraulic distributor, which are alternately and alternately communicated with the control main pipe by the hydraulic distributor at predetermined time intervals longer than the reciprocating time of the first piston. An engine valve operating system characterized in that one end of each pipe for each cylinder is connected, and the second cylinder is collectively connected for each cylinder to the other end of each pipe for each cylinder.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002077421A2 (en) 2001-03-21 2002-10-03 Mahle Ventiltrieb Gmbh Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002077421A2 (en) 2001-03-21 2002-10-03 Mahle Ventiltrieb Gmbh Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine
US6886509B2 (en) 2001-03-21 2005-05-03 Mahle Ventiltrieb Gmbh Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine

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