JPH0613842B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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JPH0613842B2
JPH0613842B2 JP60091568A JP9156885A JPH0613842B2 JP H0613842 B2 JPH0613842 B2 JP H0613842B2 JP 60091568 A JP60091568 A JP 60091568A JP 9156885 A JP9156885 A JP 9156885A JP H0613842 B2 JPH0613842 B2 JP H0613842B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、運転状態に応じて吸,排気バルブのリフト特
性を変え、特に吸気系もしくは排気系の少なくとも一方
に1気筒につき2個のバルブを備えたエンジンにおいて
バルブリフト特性を運転状態に応じて調整することので
きるエンジンの動弁装置に関するものである。
(従来技術) エンジンの吸,排気バルブの作動特性を設定する場合
に、低速時にはバルブオーバーラップ期間における排気
の吹返しや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、この
種の動弁装置としては、例えば実開昭57−18220
5号公報に示されているようなものがある。この装置
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。
ところで、上記のような従来のバルブリフト特性を変え
る装置は、あくまで吸気バルブもしくは排気バルブが1
気筒につき1個設けられているエンジンにおいて、この
1個のバルブに対して適用されるようにしているにすぎ
ず、吸気系もしくは排気系に1気筒につき2個のバルブ
を設けたエンジンに適用されるようなものは従来にな
く、特に2個のバルブを有効に利用してバルブリフト特
性の調整を行なおうとするような着想は従来においてみ
られなかった。そして、単に1気筒当り1個のバルブに
対してそのバルブリフト特性を変える上記従来装置で
は、低速時の燃焼の安定性や燃費の向上、および高速時
の出力の向上には限界があった。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑み、吸気系もしくは排気系
に1気筒当り2個のバルブを設け、2個のバルブを有効
に利用して低速時に要求される燃焼の安定性、高速時に
要求される出力等を大幅に向上することのできるエンジ
ンの動弁装置を提供するものである。
(発明の構成) 本発明は、吸気系もしくは排気系の少なくとも一方に、
1気筒当り2個のバルブを設け、かつ、これらのバルブ
に対して低速型カムと高速型カムの2種のカムからなる
カム群を設けるとともに、このカム群と上記両バルブと
の間に、低速型カムにバルブを連係する状態と高速型カ
ムにバルブを連係する状態との切替を上記両バルブに対
して同時に行う連係切替機構を設け、低速時には上記両
バルブをともに低速型カムに連係させ、高速時には上記
両バルブをともに高速型カムに連係させるように上記連
係切替機構を制御する制御手段を設けたものである。
この構成により、低速時には上記両バルブがともに低速
型カムで作動されて両バルブのバルブリフト量や開弁期
間が小さくなるように調整され、このとき1個のバルブ
を調整する場合と比べてバルブ開弁期間をより小さくす
ることが可能となり、一方、高速時には両バルブがとも
に高速型カムで作動されて両バルブのバルブリフト量や
開弁期間が大きくなるように調整され、このときにも1
個のバルブを調整する場合と比べればバルブ期間を小さ
くしながら、吸気量を増大させることが可能となるよう
にしている。
(実施例) 第1図乃至第4図は、本発明の一実施例を示している。
図では本発明装置を吸気バルブに適用した場合を示し、
エンジンの各気筒1には2個の吸気バルブ2a,2bが
装備されている。排気バルブとその駆動系については図
示を省略している。上記両吸気バルブ2a,2bに対
し、低速型と高速型の2種のカムからなるカム群が設け
られ、例えば両サイドの同形状の高速型カム3a,3b
と中央の低速型カム4とからなる3個のカムがカムシャ
フト5に配設されている。上記高速型カム3a,3bと
低速型カム4とは異なる形状に形成されており、低速型
カム4のカムノーズよりも高速型カム3a,3bのカム
ノーズが大きく形成されている。この高速型カム3a,
3bと低速型カム4とは、バルブリフト量および開弁期
間の少なくとも一方を異ならせるものであればよく、従
ってカムノーズの高さと形成範囲とをともに異ならせた
もの(相似形も含む)であってもよいし、これらのいず
れか一方を異ならせたものであってもよい。
これらのカム3a,3b,4と吸気バルブ2a,2bと
の間には、連係切替機構が設けられている。この連係切
替機構は、低速型カム4に吸気バルブを連係する状態と
高速型カム3a,3bに吸気バルブを連係する状態との
切替を、両吸気バルブ2a,2bに対して同時に行うも
のである。当実施例ではこの連係切替機構として、ロッ
カーアーム6が、両高速型カム3a,3bに当接する左
右一対のアーム部7a,7bが上部の連結部分7cを介
して一体に連設された第1アーム7と、両吸気バルブ2
a,2bへの当接部分8a,8bおよび低速型カム4へ
の当接部分8cを一体に備えた第2アーム8とに分割さ
れ、この両アーム7,8がロッカーシャフト9回りに相
対運動可能となるように支承されるとともに、この両ア
ーム7,8を接続状態と非接状態とに切替えるセレクタ
10が設けられている。
上記セレクタ10はプランジャ11およびレバー部材1
2を備え、上記第1アーム7に組込まれており、具体的
には次のようになっている。すなわち、第1アーム7の
上部には第2アーム8の上部に向かって開口するガイド
孔13が形成され、このガイド孔13に上記プランジャ
11が移動可能に収容され、このプランジャ11はガイ
ド孔13内のスプリング14によって第2アーム8に当
接するように付勢されており、プランジャ11の途中部
には小径の係合部15が形成されている。また、第1ア
ーム7の上部には、上記レバー部材12がプランジャ1
1に直交してロカーシャフト9の軸方向に移動可能に支
承されており、このレバー部材12には、プランジャ1
1より若干大径のプランジャ挿通孔16と上記係合部1
5に対応する大きさで上記プランジャ挿通孔16に連な
った係止孔17とが形成されている。こうして、上記レ
バー部材12の係止孔17がプランジャ11の係合部1
5に係合するロック位置にレバー部材12が移動したと
きは、プランジャ11の摺動が阻止されることにより、
両アーム7,8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17
が係合部15から離脱してプランジャ挿通孔16にプラ
ンジャ11が挿通される非ロック位置にレバー部材12
が移動したときは、プランジャ11の摺動が許容される
ことにより両アーム7,8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)。
上記レバー部材12の端部は第1アーム7の外部に突出
し、ロッカーシャフト9の周囲に設けられた環状の油圧
式のアクチュエータ20にアーム12aを介して連結さ
れており、このアクチュエータ20は、その油圧室21
に図外のオイルポンプからオイル通路22を介してオイ
ルが供給されたときにはレバー部材12を上記ロック位
置に向けて移動させ、油圧室21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23によりレバー部材
12を上記非ロック位置に向けて移動させるようになっ
ている。
上記オイル通路22中には制御バルブ26が設けられ、
この制御バルブ26は回転数信号24等を受ける制御回
路25により制御され、これらにより上記アクチュエー
タ20を介して連結切替機構のセレクタ10を制御する
制御手段が構成されている。この制御手段は、低速時に
は両吸気バルブ2a,2bを低速型カム4に連係させ、
高速時には両吸気バルブ2a,2bを高速型カム3a,
3bに連係させるように連係切替機構を制御するもので
あって、直接にはアクチュエータ20の油圧室21に対
するオイルの供給、排出を制御し、これによって設定回
転数未満の低速時にはレバー部材12を非ロック位置に
作動させ、設定回転数以上の高速時にはレバー部材12
をロック位置に作動させるようにしている。上記設定回
転数はエンジンの負荷に応じて補正するようにしてもよ
い。
なお、27は第2アーム8の一端に吸気バルブ2に対向
して設けられたアジャストスクリュー、28は第2アー
ム8の上部にプランジャ11に対向して設けられたアジ
ャストスクリューで、これらによりバルブクリアランス
が調整されるようにしている。また29はシリンダヘッ
ドである。
この動弁装置によると、エンジンの低速時には、前記制
御回路25および制御バルブ26によりアクチュエータ
20を介してレバー部材12が非ロック位置に作動さ
れ、プランジャ11の摺動が許容されることにより、高
速型カム3a,3bの回転に伴う第1アーム7の揺動が
上記プランジャ11で吸収されて第2アーム8に伝達さ
れず、低速型カム4の回転に応じた第2アーム8の揺動
により両吸気バルブ2a,2bが作動される。一方、高
速時には、レバー部材12がロック位置に作動されてプ
ランジャ11の摺動が阻止されることにより、第1アー
ム7が高速型カム3a,3bのカムノーズに押されて揺
動したときに第2アーム8は低速型カム4から離間して
第1アーム7と一体に揺動するため、高速型カム3a,
3bの回転に応じて両吸気バルブ2a,2bが作動され
る。
このように2個の吸気バルブ2a,2bと各カム3a,
3b,4との間の連係切替機構が制御されることによ
り、上記両吸気バルブ2a,2bのバルブリフト特性
が、低速時には第5図に曲線A11,A12で示すようにな
り、高速時にはこの図に曲線A21,A22で示すようにな
る。なお、図では曲線A11,A12および曲線A21,A22
はバルブリフト量が多少異なるように示されているが、
重なり合うものでもよい。この図において、曲線Bは排
気バルブのバルブリフト特性であり、また、曲線C1
よび曲線C2 は1気筒当り1個の吸気バルブを制御する
ようにした従来装置による場合の低速時および高速時に
おける吸気バルブのバルブリフト特性である。
この図に示すように、低速時には両吸気バルブ2a,2
bがともに低速型カム4で作動されることにより、両吸
気バルブ2a,2bのバルブリフト量および開弁期間が
小さくされ、この場合に上記従来装置と比べても、2個
の吸気バルブ2a,2bを用いることによって開弁期間
をより短縮することができる。従って、上記従来装置に
よる場合よりも閉弁時期が早くなり、その分だけ吸気の
吹き返しが防止されて充填量が高められるとともに、排
気バルブとのオーバーラップ量も小さくなり、内部EG
R量が少なくなるため、燃焼が良好となり、耐ノック性
が高められる。また高速時には両吸気バルブ2a,2b
がともに高速型カム3a,3bで作動されることによ
り、両吸気バルブ2a,2bのバルブリフト量および開
弁期間が低速時と比べて大きくされ、この場合も上記従
来装置よりは開弁期間を小さくしながら充填量を増大さ
せることができ、これにより有効圧縮比が高められる。
なお、上記両吸気バルブ2a,2bに対して低速型カム
と高速型カムとを1個ずつ設け、それに応じてロッカー
アーム6の形状を変更してもよい。但しこのようにする
と、一方のカムからロッカーアーム6に作用する力が一
側方に偏るためロッカーアーム6に傾きが生じ、特に2
個の吸気バルブ2a,2bを同時に作動するには面圧上
昇を避けるようにカム幅を広げる必要があるので、上記
の力の偏りが大きくなる。これに対し、図に示す実施例
のように3個のカム3a,3b,4を配設しておけば、
カムの力がバランスよくロッカーアーム6に作用してロ
ッカーアーム6の傾きを防止することができる。
また、カム3a,3b,4と両吸気バルブ2a,2bと
の間の連係切替機構の具体的構造も上記実施例に限定さ
れず、例えば第6図および第7図に示すように、ロッカ
ーアーム6を分割せず、その代り、ロッカーアーム6の
高速型カム3a,3bに対応する端部に連係切替用のセ
レクタ30を設けておいてもよい。このセレクタ30
は、ロッカーアーム6の端部に摺接可能に装備されて先
端が高速型カム3a,3bに当接するプランジャ31
a,31bと、このプランジャ31a,31bを高速型
カム3a,3bに向けて付勢するスプリング32と、ア
クチュエータ34によって作動されるストッパー部材3
3とを備えている。このストッパー部材33はプランジ
ャ31a,31bに対し、その摺動を阻止する状態と摺
動を許容する状態とに係脱可能となっており、例えば第
1図乃至第4図の実施例におけるセレクタ10のレバー
部材12と同様の構造で、プランジャ31a,31bと
直交する方向に摺動することによりプランジャ31a,
31bに対して係脱するようになっている。
この構造によっても、低速時にはプランジャ31a,3
1bの摺動を許容し、高速時にはプランジャ31a,3
1bの摺動を阻止するように、制御回路および制御バル
ブ等の制御手段でアクチュエータ34を介してストッパ
ー部材33が制御されることにより、低速時には高速型
カム3a,3bの作動がプランジャ31a,31bで吸
収されて両吸気バルブ2a,2bが低速型カム4で作動
され、高速時には高速型カム3a,3bによって吸気バ
ルブ2a,2bが作動されることとなる。
上記の各実施例は本発明装置を吸気バルブ2a,2bに
適用した場合を示したが、1気筒当り2個の排気バルブ
を備えたエンジンにおいて、この2個の排気バルブに対
して適用してもよく、また、吸気バルブと排気バルブと
を1気筒当り2個ずつ備えたエンジンにおいて、その吸
気バルブと排気バルブの双方に適用してもよい。
(発明の効果) 以上のように本発明は、吸気系もしくは排気系の少なく
とも一方に1気筒当り2個のバルブを設けるとともに、
このカム群と上記両バルブとの間に、低速型カムにバル
ブを連係する状態と高速型カムにバルブを連係する状態
との切替を上記両バルブに対して同時に行う連係切替機
構を設け、低速時には上記両バルブをともに低速型カム
に連係し、高速時には上記両バルブをともに高速型カム
に連係するようにしているため、1個のバルブに対して
そのバルブリフト特性を変えるようにした従来装置と比
べても、低速時の燃焼性および高速時の出力等を大幅に
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II−II線断面図、第3図は第1図のIII−III線
断面図、第4図はロッカーシャフト位置での縦断正面
図、第5図は低速時および高速時のバルブリフト特性
図、第6図は別の実施例を示す平面図、第7図は第6図
のVII−VII線断面図である。 2a,2b……吸気バルブ、3a,3b……高速型カ
ム、4……低速型カム、6……ロッカーアーム、10,
30……セレクタ(連係切替機構)、25……制御回
路、26……制御バルブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気系もしくは排気系の少なくとも一方
    に、1気筒当り2個のバルブを設け、かつ、これらのバ
    ルブに対して低速型カムと高速型カムの2種のカムから
    なるカム群を設けるとともに、このカム群と上記両バル
    ブとの間に、低速型カムにバルブを連係する状態と高速
    型カムにバルブを連係する状態との切替を上記両バルブ
    に対して同時に行う連係切替機構を設け、低速時には上
    記両バルブをともに低速型カムに連係させ、高速時には
    上記両バルブをともに高速型カムに連係させるように上
    記連係切替機構を制御する制御手段を設けたことを特徴
    とするエンジンの動弁装置。
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