JPH07504247A - 内燃機関の弁作動機構 - 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】 内燃機関の弁作動機構 この発明は、請求の範囲の請求項１の前提部にもとづく、内燃機関の弁作動機構 に関する。

この種の弁作動機構は、たとえば特開昭６０−２１６０１４号公報から公知であ る。

この発明の課題は、三つの吸気弁についてのストロークや、開弁期間や、制御時 間を、簡単な方法で内燃機関の回転数の全範囲にわたって適合できるようにした 、この種の弁作動機構を創り出すことにある。

この課題は、請求の範囲の請求項１の特徴部に挙げられた特徴によって解決され る。

第１のロッカーレバーに働くカムの対応する構成により、たとえば最も低速の回 転領域において、第１の吸気弁の不開放と、第２の吸気弁の短時間の開放と、第 ３の吸気弁による遅れた吸気開始および比較的長期間の開弁により、無負荷回転 数を低下させることが可能であり、しかも回転の円滑さを損なうことがない。こ れは、吸気と排気との重なりがないために燃焼室中の燃焼ガスの量が僅かであり 、また僅かな量のアイドリンク運転用混合気体が、第２と第３の吸気弁のみを介 して異なる制御時間で燃焼室に入ることにより、燃焼室に渦流が生じ、これが最 適の燃焼に寄与するためである。中速の回転領域では、三つの吸気弁のすべてか 作動し、その際に「吸気量」となる制御時間を進ませることによりトルクが増大 し、ここで生じる「吸気量」と「排気間」とのオーバラップにより、内部での排 気ガス還流が行われ、これが窒素酸化物の減少に貢献する。高速回転領域では、 第１のロッカーレバーが第２のロッカーレバート連結するため、第２のロッカー レバーに働くカムの輪郭、すなわち大きなカムリフトと、長い開弁機関と、早め の吸入開始および遅めの吸入閉止とを達成する輪郭にしたがって弁を作動させる ことができ、これによって高出力が得られる。

好ましくは、各第１のロッカーレバーの長さ方向の中心軸と、このロッカーレバ ーによって作動する弁の長さ方向の中心軸とが、共通の平面上にある。これによ ってロッカーレバーに倒れモーメントが働くことが防止され、したがってロッカ ーレバーの倒れが避けられ、ロッカーレバーとカムとの間の磨耗が減少する。

二つの第２のロッカーレバーは、同様のカムによって作動されるため、互いに固 く結合されているか、あるいは一体とすることもできる。これらは、好ま゛しく は第１のロッカーレバーのための共同の軸上に旋回可能に支持されている。

従来の技術においては、回転軸心と弁棒への接触位置との間、におけるロッカー レバーの部分にカムが作用するのに対して、この発明の好ましい実施例では、吸 気弁の中心軸が、カム軸の回転軸心と交差するか、あるいは僅かな間隔をおいて 横切るように構成されている。この配置の利点は、選択により、同一のシリンダ ヘッドにつき、可変弁制御を望まない場合に、カム軸のカムによりカップタペッ トを介して吸気弁を作動させることができるか、あるいはこの発明の提案にした がってロッカーレバーを介して吸気弁の作動を行うことができることにある。こ れは、両者の場合においてカム軸の位置が等しいことによる。

請求項８は、第１のロッカーレバーと第２のロッカーレバーとの連結のための簡 単な可能性を記しており、この場合は、公知の方法（ドイツ特許出願公開第３８ ００３４７号）とは異なって、連結解除した状態では連結部とうしの間に滑りは 生じない。

請求項９による実施例では、すべてのロッカーレバーを通って延びる制御回転体 によって、簡単な連結可能性が創り出される。

以下、この発明の幾つかの実施例を図面を参照して説明する。

図１は、図２における切断線１−１に沿った垂直断面図であって、この発明によ る三つの吸気弁のための弁作動機構を持つ弁駆動部を示し、 図２は、図１の矢印２の方向からの矢視図を示し、図３は、図１．２の弁作動機 構の一部切欠平面図を示し、図４は、第２の実施例による弁作動機構をもつ弁駆 動部についての、図５における切断線４−４に沿った断面図を示し、図５は、図 ４における切断線５−５に沿った断面図を示し、図６は、図５における切断線６ −６に沿った断面図であって、制御回転体が第１の位置にある場合を示し、図７ は、図６に対応した断面図であって、制御回転体が第２の位置にある場合を示し 、 図８は、図５における切断線８−８に沿った断面図を示し、図９は、図６に対応 した断面図であって、図４から図８までに示されたものについての変形実施例を 示す。

図１から図３までには、三つの吸気弁Ｅのための弁駆動装置が示されている。答 弁Ｅは、ばね１によって閉じ方向の力を受ける。これらの弁は、カム軸５のカム ２．３．４によってロッカーレバー６を介して作動され、これらロッカーレバー ６は、共通の固定式の軸７によって回転可能に支持されている。カム２．３．４ は、好ましくは異なった輪郭を存するのが良い。これは、個々の吸気弁に対し、 異なった弁ストロークや、異なった開弁期間や、異なった制御時間を得て、内燃 機関の低速および中速の回転領域において、最適の条件を達成するためである。

隣接するカム２．３．４どうしの間におけるカム軸５の部分には、同じカム輪郭 を存する複数の第２のカム８が設けられている。この第２のカム８は、内燃機関 の高速の回転領域のために設計されており、したがって例えば、比較的大きい弁 ストロークと比較的長い開弁期間とをつくり出す。第２のカム８とロッカーレバ ー９とが共働し、このロッカーレバー９は高速回転領域において第１のロッカー レバー６と連結できるため、この回転領域では弁Ｅはカム８の輪郭に対応して作 動する。

図１から図３までに示された実施例では、第２のロッカーレバー９の自由端が横 部材ＩＯを介して互いに結合しており、この横部材は、第１のロッカーレバー６ の自由端に対し僅かな間隔をおいて位置している。第１のロッカーレバー６には 、軸７の径方向の穿孔１１が設けられている。これら穿孔１１が横部材ｌＯの対 応する穿孔１２と一致するのは、弁Ｅが閉じている時、したがってすべてのロッ カーレバー６．９がそのカム２．３．４．８の基礎円に接している時である。各 穿孔１１にはピストン１３が配置されており、このピストン１３は、軸７の中の 通路１４を通って供給される圧力媒体により外向きに移動される。それによって ピストン１３は横部材ＩＯの穿孔１２に係り合い、その結果ロッカーレバー６． ９が互いに連結される。各ピストン１３はばね１５の作用を受け、このばね１５ は、穿孔１１の中に固定された挿入体１６にその一端が支持されるとともに、そ の他端がスリーブ１７の端部ζ三−支持されている。このスリーブＩ７は、ピス トン１３に固定されるとともに、挿入体１６を通って延びている。ばね１５はピ ストン１３を解除位置へと戻し、この時に挿入体１６はストッパの役割を果たす 。

軸７の中には第２のオイル通路１８が設けられており、これは穿孔１９を介して ロッカーレバー６．９の支持箇所と連通している。

各ロッカーレバー６．９は滑り面２０を備え、この滑り面２０によってカム２． ３．４．８と接している。第２のロッカーレバー９は、図示されていないはね要 素により、カム８との接触か保たれている。

図１から明らかな通り、吸気弁Ｅの中心軸２１は、カム軸の回転軸りと交差する か、あるいは僅かな間隔をおいて横切るように配置されている。これは、ヨーロ ッパ特許第２６２２５０号において提案されているように、直接に、すなわちロ ッカーレバーや傾倒レバーなしに弁を作動させて制御するものと同様である。弁 がロッカーレバーを介して作動される弁駆動部にこのような配置を採用すること により、カム軸の位置を変更することなしに、本発明によるさまざまな弁制御と 、カップタペットを介しての弁の直接的な作動との双方を、内燃機関に装備させ る可能性が生じる。さらに図１に示すように、各ロッカーレバー６の長さ方向の 中心軸６ａと、このロッカーレバー６によって駆動される弁Ｅの長さ方向の中心 軸２１とは共通の平面にあり、これによってロッカーレバーに倒れモーメントが 働くことか避けられる。

次に図４から図８までの実施例に関しては、第１および第２のロッカーレバーの 配置は、図１から図３までによる実施例とほとんど同一である。異なっているの は、第１と第２のロッカーレバー６．９の間の連結の型式である。この実施例で は、第１と第２のロッカーレバー６．９が、その回転のための軸７に平行で、し かも閉弁時には同軸上に位置することになる穿孔２２．２３を備えている。すべ ての穿孔２２．２３の中にわたり制御回転体２４が延びており、この制御回転体 は、第２のロッカーレバー９の穿孔２３の中に回転可能に支持されており、第１ のロッカーレバー６の穿孔２２の領域では、切り欠き部２５を備えている。図６ ．７から明らかなように、ロッカーレバー６の穿孔２２は、一部の領域２６にお いて下向きに開いている。制御回転体２４が図６の位置に存在する場合に、第２ のロッカーレバー９は下向きに旋回することができ、そのときに第１のロッカー レバー６の動きを伴うことはない。これは、切り欠き部２５と穿孔２２の開放領 域２６とが設けられているために、制御回転体２４がこれらの穿孔２２から滑り 出ることができるためである。したがって弁はカム２．３．４の輪郭に対応して 作動する。

制御回転体２４を図７に示した位置へ回転させると、第１のロッカーレバー６と 第２のロッカーレバー９との結合が生じる。これは、制御回転体２４が穿孔２２ から滑り出ることができず、その周囲部分２７が穿孔２２の壁によって支持され るためである。

制御回転体２４を旋回させるために、この制御回転体の各端部には偏心延長部２ ８が設けられており、この偏心延長部は、ロッカーレバーの回転のための軸７に 回転可能に支持されているリング３０の縦スリット２９に係り合っている。二つ のリング３０は、アーム３１によって互いに連結されている。第２のロッカーレ バー９は、特に図８から明らかなように、穿孔３３を有する延長部３２を備えて おり、この穿孔の中にピストン３４が配置されており、これはアーム３１に接し ている。軸７の通路１４およびロッカーレバー９の中の通路３５を介して供給さ れる圧力媒体により、ピストン３４は外向きに移動する。これによってリング３ ０か回転し、その際にその縦スリット２９を介して偏心延長部２８を動かし、こ のため制御回転体２４は図７に示される位置へ回転される。制御回転体２４は、 ねじりばね３６によって、図６に示された解除位置へ復帰される。

このばねは、その中央部か第２のロッカーレバー９に固定されるとともに、その 端部がリング３０の延長部３７に係り合っている。

第１のロッカーレバー６は、弁ばねｌによって、通常の方法でカム２．３．４と の接触が保たれる。第２のロッカーレバー９がそのカム８との接触を保つために 、この実施例の場合は、この第２のロッカーレバー９が、後向きでかつ点火プラ グ室３９を部分的に囲む延長部３８を備えている。点火プラグ室にはばね４０が 配置されており、このばねの一端が固定式のばねカラー４１に支持されるととも に、このばねの他端は移動式のばねカラー４２に支持されている。

このばねカラーは、第２のロッカーレバー９の延長部３８と共働する。

図９の実施例が図４から図８までの実施例と異なる点は、主として、第２のロッ カーレバー９か固定式の軸７に支持されているのに対し、第１のロッカーレバー ６が、軸７に平行でかつ第２のロッカーレバー９に支持された軸４０によって支 持されているという点のみである。第１のロッカーレバー６と第２のロッカーレ バー９との連結および解除は、図４から図８までの実施例と同様に、制御回転体 ２４によって行われる。この制御回転体２４は、図６の位置に相当する図示した 位置において、第１のロッカーレバー６の旋回を伴わない第２のロッカーレバー ９の旋回を可能とし、また図７に示された位置への回転の際に、第１および第２ のロッカーレバーを互いに連結させ、カム８の輪郭に応じてこれらを一体に旋回 させる。

国際調査報告　ＤｒＴ／ｌ：１１０１７ＩＭ’ｌ１７＆

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．カム軸（５）のカムによりロッカーレバーを介して作動される三つの吸気弁 （Ｅ）を有した内燃機関のための弁作動機構であって、ａ）共通の軸（７、４０ ）の周囲を旋回できるとともに、それぞれ第１の回転数領域のために１つの吸気 弁（Ｅ）および独自のカム（２、３、４）と共働する３本の第１のロッカーレバ ー（６）と、ｂ）２本の隣接する第１のロッカーレバーの間にそれぞれ配置され るとともに、共通の軸（７）のまわりを旋回でき、かつ第２の回転数傾城のため の独自のカム（８）と共働する２本の第２のロッカーレバー（９）と、 ｃ）第１および第２のロッカーレバーを第２の回転数領域で互いに連結させると ともに第１の回転数領域で互いに解放させるための連結手段（１３、２４）と、 を有することを特徴とする内燃機関の弁作動機構。
2. ２．各第１のロッカーレバー（６）とこれによって作動される弁（Ｅ）との、そ れぞれの長さ方向の中央軸（６ａ、２１）が、共通の平面上にあることを特徴と する請求項１に記載の内燃機関の弁作動機構。
3. ３．両方の第２のロッカーレバー（９）が、互いに固く結合しているか、または 一体となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の弁作動 機構。
4. ４．第２のロッカーレバー（９）が、第１のロッカーレバー（６）についての共 通の軸（７）上に旋回可能に支持されていることを特徴とする請求項１から３ま でのいずれか１項に記載の内燃機関の弁作動機構。
5. ５．第１のロッカーレバー（６）を作動するカム（２、３、４）が異なった輪郭 を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の内燃機関 の弁作動機構。
6. ６．少なくとも一つのカムがゼロリフト輪郭を有することを特徴とする請求項５ に記載の内燃機関の弁作動機構。
7. ７．吸気弁（Ｅ）の中心軸（２１）が、カム軸（５）の回転軸（Ｄ）と交差する か、あるいは僅かな間隔をおいて横切るように構成されていることを特徴とする 請求項１から６までのいずれか１項に記載の内燃機関の弁作動機構。
8. ８．両方の第２のロッカーレバー（９）の自由端が、第１のロッカーレバー（６ ）の自由端から僅かな間隔をおいて配置されている横部材（１０）によって互い に結合され、第１のロッカーレバー（６）と横部材（１０）とに穿孔（１１、１ ２）が形成されており、これら穿孔は閉弁時に一直線上に並ぶように構成され、 第１のロッカーレバー（６）の穿孔（１１）にピストン（１３）が収容され、こ のピストンは油圧によりばね（１５）の力に抗して横部材（１０）の中へ移動可 能に構成され、このばね（１５）は、第１のロッカーレバー（６）の穿孔の中に 配置され、かつ、ピストン（１３）と連結したスリーブ（１７）に一端が支持さ れるとともに、穿孔内に固定されてスリーブ（１７）が貫通する挿入体（１６） に他端が支持されており、さらに第１のロッカーレバー（６）の軸（７）の中に 、この第１のロッカーレバー（６）の穿孔（１１）と連通するオイル供給通路（ １４）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の弁作動機 構。
9. ９．第１と第２のロッカーレバー（６、９）がその回転軸に平行な方向の穿孔（ ２２、２３）を備えており、これら穿孔は閉弁時に同軸上になるように構成され 、すべての穿孔を通って伸びる回転可能な制御回転体（２４）が設けられており 、これの制御回転体が第２のロッカーレバー（９）の穿孔（２３）の中に支持さ れるとともに第１のロッカーレバー（６）の穿孔の領域では切り欠き部（２５） を備えており、第１のロッカーレバー（６）の穿孔（２２）の領域（２６）にお いて部分的に下向きに開いており、制御回転体（２４）は、切り欠き部（２５） のために第１のロッカーレバー（６）の穿孔（２２）から外へ出ることができる 第１の位置と、第１および第２のロッカーレバーを互いに連結させる第２の位置 との間で回転できるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に 記載の内燃機関の弁作動機構。
10. １０．制御回転体（２４）の両端部が、この制御回転体の長さ方向の中心軸に対 し偏心した延長部（２８）を備えており、回転のための共通の軸（７）の端部に リング（３０）が回転可能に支持されており、これらリングはそれぞれ縦スリッ ト（２９）を有する延長部を備えており、この縦スリットの中へ制御回転体（２ ４）の偏心延長部が係り合っており、これらリング（３０）は、ばね（３６）に よって、制御回転体（２４）の第１の位置に相当する第１の位置に保持されると ともに、少なくとも一つの油圧ピストン（３４）によって、ばね力に抗して第２ の位置へと旋回可能であり、この第２の位置では、制御回転体（２４）がこの制 御回転体の第２の位置に位置されていることを特徴とする請求項９に記載の内燃 機関の弁作動機構。
11. １１．両リング（３０）がアーム（３１）によって互いに結合されており、両方 の第２のロッカーレバー（９）の各々に油圧ピストン（３４）が設けられており 、この油圧ピストンは、アーム作用するとともに、内燃機関の運転パラメータに 応じて共通の軸（７）の縦通路（１４）を介して供給される圧力媒体の力を受け るように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の弁作動 機構。
12. １２．第２のロッカーレバー（９）が固定式の軸（７）に旋回可能に支持される とともに、第１のロッカーレバー（６）が、第２のロッカーレバーを貫通して前 記固定式の軸と平行に配置された軸（４０）に旋回可能に支持されていることを 特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の弁作動機構。