JPH07504247A - 内燃機関の弁作動機構 - Google Patents
内燃機関の弁作動機構Info
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- JPH07504247A JPH07504247A JP5514488A JP51448893A JPH07504247A JP H07504247 A JPH07504247 A JP H07504247A JP 5514488 A JP5514488 A JP 5514488A JP 51448893 A JP51448893 A JP 51448893A JP H07504247 A JPH07504247 A JP H07504247A
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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)
- 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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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。
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