JPH0797971A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JPH0797971A
JPH0797971A JP5241723A JP24172393A JPH0797971A JP H0797971 A JPH0797971 A JP H0797971A JP 5241723 A JP5241723 A JP 5241723A JP 24172393 A JP24172393 A JP 24172393A JP H0797971 A JPH0797971 A JP H0797971A
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fuel
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薫 堀江
Hitoshi Takahashi
均 高橋
Atsushi Umemoto
篤 梅本
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/345—Controlling injection timing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】一方の吸気弁を機関運転状態に応じて開閉作動
させるのに対して他方の吸気弁を微小リフト量で開閉し
て燃焼室内への吸気偏向を生じさせることを可能として
一対の吸気弁に連結される動弁装置と、両吸気弁で個別
に開閉される吸気弁口に向けて燃料を噴射する燃料噴射
弁とを備える内燃機関において、微小リフト量で開閉作
動せしめられる吸気弁の開弁に伴う吸気中の燃料微粒化
を促進し、燃焼室内での燃焼性を向上させる。 【構成】微小リフト量で開閉される吸気弁の開閉タイミ
ングが、吸気行程の前半でリフト量が最大となる時期に
設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方の吸気弁を機関運
転状態に応じて開閉作動させるのに対して他方の吸気弁
を微小リフト量で開閉して燃焼室内への吸気偏向を生じ
させることを可能として一対の吸気弁に連結される動弁
装置と、両吸気弁で個別に開閉される吸気弁口に向けて
均等に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かかる内燃機関は、たとえば特開
平４−９４４０７号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
微小リフト量で開閉作動される吸気弁の開閉タイミング
を吸気行程の後半に設定し、それによりスワール生成へ
の該吸気弁の開弁による悪影響を排除するようにしてい
る。しかるに吸気弁の開弁に伴う燃焼室内への吸気流速
は、吸気行程の前半で速く、吸気行程の後半で遅くなる
ことが本発明者の実験によって明らかとなっており、吸
気弁が微小リフト量で開弁されたときの燃料微粒化を図
る上では、上記従来のように吸気行程の後半に開閉タイ
ミングを設定したのでは不利である。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、微小リフト量で開閉作動せしめられる吸気弁
の開弁に伴う吸気中の燃料微粒化を促進し、燃焼室内で
の燃焼性を向上させた内燃機関を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、一方の吸気弁を機関運転状
態に応じて開閉作動させるのに対して他方の吸気弁を微
小リフト量で開閉して燃焼室内への吸気偏向を生じさせ
ることを可能として一対の吸気弁に連結される動弁装置
と、両吸気弁で個別に開閉される吸気弁口に向けて均等
に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関におい
て、微小リフト量で開閉される吸気弁の開閉タイミング
が、吸気行程の前半でリフト量が最大となる時期に設定
されることを特徴とする。
【０００６】また請求項２記載の発明によれば、上記請
求項１記載の発明の構成に加えて、燃料噴射弁は、両吸
気弁口に向けた一対の燃料噴口を有する。
【０００７】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１または２記載の発明の構成に加えて、燃料噴射弁は、
燃料微粒化のためのアシストエア供給手段を備える。
【０００８】さらに請求項４記載の発明によれば、上記
請求項１、２または３記載の発明の構成に加えて、燃料
噴射弁の燃料噴射タイミングが、吸気上死点以前に燃料
噴射が完了する時期に設定される。
【０００９】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。
【００１０】図１ないし図９は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は全体構成図、図２は動弁装置の拡大
縦断面図であって図３の２−２線断面図、図３は図２の
３−３線断面図、図４は弁作動特性および燃料噴射時期
を示す図、図５は燃料噴射弁の拡大横断面図、図６は燃
料噴射弁からの燃料噴射方向を示す横断面図、図７は吸
気流速の実験結果を示すグラフ、図８は微小リフト量の
吸気弁開閉タイミングの排ガス性状に及ぼす影響の実験
結果を示すグラフ、図９は微小リフト量の吸気弁開閉タ
イミングの燃焼安定性に及ぼす影響の実験結果を示すグ
ラフである。
【００１１】先ず図１および図２において、ＳＯＨＣ型
多気筒内燃機関における機関本体の主要部を構成すべ
く、シリンダブロック１の上面にシリンダヘッド２が結
合され、シリンダブロック１に設けられた複数のシリン
ダ３には上面に凹部４ａを有するピストン４が摺動可能
にそれぞれ嵌合され、それらのピストン４の上面および
シリンダヘッド２間に燃焼室５がそれぞれ形成される。
【００１２】燃焼室５の天井面に開口するようにして、
一対の吸気弁口６1 ，６2 と一対の排気弁口７1 ，７2
とがシリンダヘッド２に設けられており、両吸気弁口６
1 ，６2 はシリンダヘッド２の一側面に開口する単一の
吸気ポート８に連なり、両排気弁口７1 ，７2 はシリン
ダヘッド２の他側面に開口する単一の排気ポート９に連
なる。また両吸気弁口６1 ，６2 を個別に開閉可能な一
対の吸気弁ＶI1，ＶI2は、シリンダヘッド２に配設され
た一対のガイド筒１０にそれぞれ摺動可能に嵌合されて
おり、各ガイド筒１０から突出した各吸気弁ＶI1，ＶI2
の上端部にそれぞれ固定されたリテーナ１２とシリンダ
ヘッド２との間には各吸気弁ＶI1，ＶI2を囲繞するコイ
ル状の弁ばね１３がそれぞれ介設され、それらの弁ばね
１３により各吸気弁ＶI1，ＶI2は上方すなわち閉弁方向
に付勢される。さらに両排気弁口７1 ，７2 を個別に開
閉可能な一対の排気弁ＶE1，ＶE2は、シリンダヘッド２
に配設された一対のガイド筒１１にそれぞれ摺動可能に
嵌合されており、各ガイド筒１１から突出した各排気弁
ＶE1，ＶE2の上端部にそれぞれ固定されたリテーナ１４
とシリンダヘッド２との間には各排気弁ＶE1，ＶE2を囲
繞するコイル状の弁ばね１５がそれぞれ介設され、それ
らの弁ばね１５により各排気弁ＶE1，ＶE2は上方すなわ
ち閉弁方向に付勢される。
【００１３】両吸気弁ＶI1，ＶI2および両排気弁ＶE1，
ＶE2には動弁装置１６が連結されるこの動弁装置１６
は、図示しないクランクシャフトに１／２の減速比で連
動、連結される単一のカムシャフト１７と、カムシャフ
ト１７の回転運動を両吸気弁Ｖ I1，ＶI2の開閉運動に変
換するための第１、第２および第３吸気側ロッカアーム
１８，１９，２０と、前記カムシャフト１９の回転運動
を両排気弁ＶE1，ＶE2の開閉運動に変換するための一対
の排気側ロッカアーム２１，２１とを備える。
【００１４】カムシャフト１７は、シリンダヘッド２
と、前記クランクシャフトの軸線に沿うシリンダ３の両
側で該シリンダヘッド２上にそれぞれ結合されるホルダ
２２とで、シリンダ３の軸線と直交する水平な軸線を有
しながら回転自在に支承される。
【００１５】カムシャフト１７には、機関の低速運転に
対応した形状の第１吸気側開閉作動用カム２３と、機関
の高速運転に対応した形状に形成されながら第１吸気側
開閉作動用カム２３の一側に隣接配置される第２吸気側
開閉作動用カム２４と、第２吸気側開閉作動用カム２４
の一側に隣接する微小作動用カム２５とが一体に設けら
れるとともに、第１吸気側開閉作動用カム２３および微
小作動用カム２５の両側に排気側開閉作動用カム２６，
２６が一体に設けられる。
【００１６】一方の吸気弁ＶI1には第１吸気側ロッカア
ーム１８が連動、連結され、他方の吸気弁ＶI2には第３
吸気側ロッカアーム２０が連動、連結され、両吸気弁Ｖ
I1，ＶI2に対して自由となり得る第２吸気側ロッカアー
ム１９が第１および第３吸気側ロッカアーム１８，２０
間に配置される。而して各吸気側ロッカアーム１８〜２
０は吸気側ロッカシャフト２７I で揺動自在に支承され
る。また両排気弁ＶE1，ＶE2に個別に連動、連結された
排気側ロッカアーム２１，２１は排気側ロッカシャフト
２７E に揺動自在に支承される。
【００１７】第１吸気側ロッカアーム１８の一端には第
１吸気側開閉作動用カム２３に転がり接触するローラ２
８が軸支され、第２および第３吸気側ロッカアーム１
９，２０の一端は第２吸気側開閉作動用カム２４および
微小作動用カム２５にそれぞれ摺接される。また両排気
側ロッカアーム２１，２１の一端には排気側開閉作動用
カム２６，２６に転がり接触するローラ３０，３０がそ
れぞれ軸支される。
【００１８】第１および第３吸気側ロッカアーム１８，
２０の他端には、両吸気弁ＶI1，Ｖ I2の上端に当接する
タペットねじ３１，３１がそれぞれ進退自在に螺合され
ており、第１および第３吸気側ロッカアーム１８，２０
の揺動作動に応じて各吸気弁ＶI1，ＶI2が開閉作動する
ことになる。また両排気側ロッカアーム２１，２１の他
端には、各排気弁ＶE1，ＶE2の上端に当接するタペット
ねじ３２，３２がそれぞれ進退自在に螺合されており、
両排気側ロッカアーム２１，２１の揺動作動に応じて各
排気弁ＶE1，ＶE2が開閉作動することになる。
【００１９】ところで、ホルダ２２の上端には支持板３
３が固設されており、この支持板３３には、第２吸気側
ロッカアーム１９をカムシャフト１７の第２吸気側開閉
作動用カム２４に摺接させる方向に弾発付勢するロスト
モーション機構３４が配設される。而して第２吸気側ロ
ッカアーム１９には、ロストモーション機構３４を弾発
的に摺接させるための突部１９ａが突設される。
【００２０】第１〜第３吸気側ロッカアーム１８〜２０
には弁作動特性切換手段３５が設けられており、この弁
作動特性切換手段３５は、第１吸気側ロッカアーム１８
および第２吸気側ロッカアーム１９を連結可能な連結ピ
ストン３６と、第２吸気側ロッカアーム１９および第３
吸気側ロッカアーム２０を連結可能な連結ピン３７と、
連結ピストン３６および連結ピン３７の移動を規制する
規制部材３８と、連結ピストン３６、連結ピン３７およ
び規制部材３８を連結解除側に付勢する戻しばね３９と
を備える。
【００２１】連結ピストン３６は、吸気側ロッカシャフ
ト２７I と平行な軸線方向に移動可能として第１吸気側
ロッカアーム１８に摺動可能に嵌合され、該連結ピスト
ン３６の一端と第１吸気側ロッカアーム１８との間に
は、吸気側ロッカシャフト２７ I 内の油路４１に通じる
油圧室４０が画成される。而して油路４１は、図１で示
すように、連結切換用電磁制御弁４２を介して油圧源４
３に接続される。
【００２２】第２吸気側ロッカアーム１９には、前記連
結ピストン３６の他端に一端が当接される連結ピン３７
が吸気側ロッカシャフト２７I と平行な軸線方向に摺動
可能に嵌合される。さらに第３吸気側ロッカアーム２０
には、連結ピン３７の他端に当接する有底円筒状の規制
部材３８が吸気側ロッカシャフト２７I と平行な軸線方
向に摺動可能に嵌合されており、戻しばね３９は、規制
部材３８および第３吸気側ロッカアーム２０間に縮設さ
れる。
【００２３】かかる弁作動特性切換手段３５では、主と
して機関の低速回転域で油圧室４０の油圧を解放する
と、戻しばね３９のばね力により、連結ピストン３６お
よび連結ピン３７の当接面は第１吸気側ロッカアーム１
８および第２吸気側ロッカアーム１９間に対応する位置
にあり，連結ピン３７および規制部材３８の当接面は第
２吸気側ロッカアーム１９および第３吸気側ロッカアー
ム２０間に対応する位置にある。したがって各ロッカア
ーム１８〜２０は相互に相対角変位可能な状態にあり、
カムシャフト１７の回転作動により第１吸気側ロッカア
ーム１８は第１吸気側開閉作動用カム２３との摺接に応
じて揺動し、一方の吸気弁ＶI1は第１吸気側開閉作動用
カム２３の形状に応じたタイミングおよびリフト量で開
閉作動する。また微小作動用カム２５に摺接した第３吸
気側ロッカアーム２０は実質的に休止状態となり、他方
の吸気弁ＶI2を実質的に休止させることができる。さら
に第２吸気側ロッカアーム１９は第２吸気側開閉作動用
カム２４により揺動駆動されるが、その揺動動作は第１
および第３吸気側ロッカアーム１８，２０に何らの影響
も及ぼさない。また排気弁ＶE1，ＶE2は排気側開閉作動
用カム２６，２６の形状に応じたタイミングおよびリフ
ト量で開閉作動する。
【００２４】図４において、第１吸気側開閉作動用カム
２３による吸気弁ＶI1の開弁リフト曲線Ｃ1 は、その開
角中心時期θC が吸気上死点ＴＤＣおよび吸気下死点Ｂ
ＤＣ間の中心時期となるように設定される。一方、微小
作動用カム２５によりわずかに開弁される吸気弁ＶI2の
開閉タイミングは、該微小作動用カム２５によって生じ
る微小リフト曲線Ｃ2 における開角中心時期θC2、すな
わち吸気弁ＶI2のリフト量が最大となる時期が吸気行程
の前半となるように設定される。
【００２５】主として機関の高速回転域で油圧室４０に
高油圧を作用させると、連結ピストン３６は連結ピン３
７を押圧しながら戻しばね３９のばね力に抗して油圧室
４０の容積を増大する方向に移動しようとし、連結ピス
トン３６、連結ピン３７および規制部材３８の軸線が一
致したとき、すなわち各吸気側ロッカアーム１８〜２０
が静止状態に入ったときに連結ピストン３６が第２吸気
側ロッカアーム１９に嵌合し、それに応じて連結ピン３
７が第３吸気側ロッカアーム２０に嵌合することによ
り、各吸気側ロッカアーム１８〜２０が連結状態とな
る。したがって第２吸気側開閉作動用カム２４によって
揺動駆動される第２吸気側ロッカアーム１９とともに第
１および第３吸気側ロッカアーム１８，２０が揺動し、
両吸気弁ＶI1，ＶI2は第２吸気側開閉作動用カム２４の
形状に応じたタイミングおよびリフト量で、図４の開弁
リフト曲線Ｃ3 で示すように開閉作動せしめられる。ま
た両排気側ロッカアーム２１，２１は、低速運転域と同
様に排気側開閉作動用カム２６，２６の形状に応じたタ
イミングおよびリフト量で両排気弁ＶE1，ＶE2を開閉作
動せしめる。
【００２６】シリンダヘッド２には、両排気側ロッカア
ーム２１，２１間で上方に向かうにつれて側方に傾斜す
るようにしてプラグ筒部４４が設けられており、このプ
ラグ筒部４４から挿入される点火プラグ４５が燃焼室５
の天井面略中央部でシリンダヘッド２に取付けられる。
【００２７】再び図１において、シリンダヘッド２の吸
気ポート８には、吸気マニホールド４６と、スロットル
弁４７を有するスロットルボディ４８とを介してエアク
リーナ４９が接続される。而してエアクリーナ４９から
吸気ポート８までの間で、スロットルボディ４８および
吸気マニホールド４６内には吸気路５０が形成され、該
吸気路５０には、バイパス通路５１と、ファーストアイ
ドル通路５２とがスロットル弁４７を迂回して並行に接
続されており、バイパス通路５１にはバイパス用電磁制
御弁５３が介設され、ファーストアイドル通路５２には
機関本体の冷却水温に応じて作動するワックス弁５４が
介設される。
【００２８】図５において、吸気マニホールド４６にお
けるシリンダヘッド２側の端部には、吸気ポート８から
両吸気弁口６1 ，６2 に向けて均等に燃料を噴射する燃
料噴射弁５５が取付けられ、該燃料噴射弁５５には燃料
供給源５６（図１参照）が接続される。吸気マニホール
ド４６のシリンダヘッド２側端部には、斜め上方から吸
気ポート８に向けた軸線を有する取付孔５７を有する取
付部５８が設けられており、燃料噴射弁５５はその先端
部を取付孔５７に突入させて該取付部５８に取付けられ
る。
【００２９】而して取付孔５７は、その内方側から順に
小径孔部５７ａ、中径孔部５７ｂおよび大径孔部５７ｃ
が同軸に連設されて成るものである。一方、燃料噴射弁
５５のハウジング５９は、図示しない電磁駆動部を内蔵
した駆動部ハウジング６０に基本的に円筒状の弁ハウジ
ング６１の後端部が固着されて成るものであり、取付孔
５７における中径孔部５７ｂおよび大径孔部５７ｃ間の
段部と駆動部ハウジング６０との間にシール部材６２を
介在させながら弁ハウジング６０を取付孔５７内に突入
させるようにして、ハウジング５９が取付部５８に取付
けられる。
【００３０】また取付孔５７における小径孔部５７ａに
は、該小径孔部５７ａおよび中径孔部５７ｂ間の段部に
係合する係合鍔６３ａを後端に有するキャップ６３がシ
ール部材６４を介して嵌合される。このキャップ６３の
中央部には、前方に向かうにつれて相互に離反する方向
に傾斜した一対の燃料噴口６５1 ，６５2 と、それらの
燃料噴口６５1 ，６５2 の後端に共通に通じる透孔６６
と、該透孔６６よりも大径の嵌合孔６７とが、前方側
（図４の左方側）から順に設けられており、燃料噴射弁
５５における弁ハウジング６１の先端部は、前記透孔６
６および嵌合孔６７間の段部で受けられるようにして嵌
合孔６７に嵌合される。
【００３１】前記弁ハウジング６１の先端部中央には、
弁孔６８と、該弁孔６８に連なるテーパ状の弁座６９と
が同軸に穿設されており、弁座６９に着座可能な弁体７
０が軸方向移動可能にして弁ハウジング６１内に収納さ
れる。而して該弁体７０は、駆動部ハウジング６０に内
蔵されている電磁駆動部により、弁座６９に着座して弁
孔６８を閉鎖する位置と弁座６９から離反して弁孔６８
を開放する位置との間で軸方向に駆動されるものであ
り、弁座６９から離反したときに燃料供給源５６からの
燃料が弁孔６８および透孔６６を経て一対の燃料噴口６
５1 ，６５2 から前方に向けて噴出される。
【００３２】しかも図６で示すように、燃料噴射弁５５
は、燃料噴口６５1 ，６５2 からの燃料が吸気弁ＶI1，
ＶI2でそれぞれ開閉される吸気弁口６1 ，６2 に均等に
噴射されるようにして、取付部５８に取付けられる。
【００３３】また両吸気弁口６1 ，６2 を区画する分岐
壁８５に、図２および図６で示すように、必要に応じて
連通孔８６が設けられていてもよい。この連通孔８６
は、微小リフト量の吸気弁ＶI2で開閉される吸気弁口６
2 側から吸気弁口６1 側に向けて滑らかに吸気流を導く
得るように形成されるものであり、分岐壁８５の吸気弁
口６2 側に付着した燃料を吸気流の一部とともに吸気弁
口６1 側に導くことができ、それにより均一混合気の形
成が可能となるとともにスワール特性も改善されること
から、有害排ガスの低減に寄与することができる。
【００３４】燃料噴射弁５５を取付部５８に取付けた状
態で、該取付部５８の内面とハウジング５９との間には
環状の空気室７１が形成され、該空気室７１に通じる通
路７２が取付部５８に穿設される。一方、キャップ６３
には前記空気室７１に後端を共通に連通させた一対のエ
アアシスト孔７３1 ，７３2 が設けられており、それら
のエアアシスト孔７３1 ，７３2 の前端は、一対の燃料
噴口６５1 ，６５2 の後端部に開口される。
【００３５】再び図１において、前記通路７２は、各気
筒に共通な空気ヘッダ７４に接続されており、この空気
ヘッダ７４は、電磁式空気量制御弁７５およびアイドル
調整ねじ７６を介して、スロットル弁４７よりも上流側
の吸気通路５０に接続される。而して一対のエアアシス
ト孔７３1 ，７３2 、空気室７１、空気ヘッダ７４、電
磁式空気量制御弁７５およびアイドル調整ねじ７６はア
シストエア供給手段７７を構成する。
【００３６】シリンダヘッド２における排気ポート９に
は、図示しない触媒コンバータおよび消音器に連なる排
気通路７８を形成する排気マニホールド７９が接続され
る。而して排気通路７８の途中と、吸気通路５０におけ
るスロットル弁４７よりも下流側とを結んで排ガス還流
管路８０が設けられており、この排ガス還流管路８０の
途中には排ガス制御弁８１が介設され、該排ガス制御弁
８１と、吸気通路５０におけるスロットル弁４７よりも
下流側および大気との間に電磁式パイロット弁８２が介
設される。
【００３７】前記連結切換用電磁制御弁４２、バイパス
用電磁制御弁５３、燃料噴射弁５５、アシストエア供給
手段７７における電磁式空気量制御弁７５、ならびに電
磁式パイロット弁８２の作動は、コンピュータから成る
制御手段８４により制御されるものであり、該制御手段
８４には、吸気圧力センサＳP で検出される吸気圧力、
機関冷却水温センサＳT で検出される冷却水温、回転数
センサＳN で検出される機関回転数、排気通路７８の排
ガス組成から空燃比を検出する空燃比センサＳ A の検出
値、スロットルセンサＳV で検出されるスロットル弁５
７の開度、ならびにリフトセンサＳL で検出される排ガ
ス制御弁８１の開度すなわち排ガス還流量等がそれぞれ
入力される。
【００３８】而して、制御手段８４は、機関低負荷時に
は両吸気弁ＶI1，ＶI2の一方ＶI2を実質的に休止するこ
とにより両吸気弁口６1 ，６2 の一方６2 からの吸気を
実質的に停止して燃焼室５内にスワールを生じさせるべ
く動弁装置１６における弁作動特性切換手段３５の作動
を制御し、機関高負荷時には両吸気弁ＶI1，ＶI2をとも
に作動させるように動弁装置１６における弁作動特性切
換手段３５の作動を制御するとともに、機関の運転状態
に応じてアシストエア供給手段７７からのアシストエア
供給、ならびに排ガス循環量を制御すべく電磁式空気量
制御弁７５および電磁式パイロット弁８２の作動を制御
する。
【００３９】また制御手段８４は、少なくとも両吸気弁
ＶI1，ＶI2の一方ＶI2が実質的に休止状態にあるときに
は、図４（ｂ）で示すように、吸気上死点ＴＤＣ以前に
燃料噴射が完了するように、燃料噴射弁５５による燃料
噴射タイミングを制御するものである。
【００４０】次にこの実施例の作用について説明する
と、機関が主として高速、高負荷状態にあるときには、
制御手段８４は弁作動特性切換手段３５により各吸気側
ロッカアーム１８〜２０を連結状態とし、動弁装置１６
は、両吸気弁ＶI1，ＶI2を第２吸気側開閉作動用カム２
４で定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動させ
る。
【００４１】また機関が主として低速、低負荷状態にあ
るときには、制御手段８４により弁作動特性切換手段３
５は各吸気側ロッカアーム１８〜２０の連結を解除する
状態に切換作動せしめられる。これにより、両吸気弁Ｖ
I1，ＶI2のうちの一方ＶI1のみが第１吸気側開閉作動用
カム２３で定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動
せしめられ、他方の吸気弁ＶI2は実質的に休止状態とな
る。この際、他方の吸気弁ＶI2は完全な休止状態となる
のではなく、わずかに開く実質休止状態となのものであ
り、吸気弁口６2 および吸気ポート８間に燃料噴射弁５
５から噴射される燃料が滞留することを防止し、空燃比
の変動が生じることを回避することが可能となる。
【００４２】このように両吸気弁ＶI1，ＶI2のうちの一
方ＶI1のみが開閉作動され、他方の吸気弁ＶI2が実質的
に休止状態となることにより、燃焼室５内には、実質的
には両吸気弁口６1 ，６2 の一方６1 のみから混合気が
流入することになり、燃焼室５内にスワールが形成され
ることになる。しかも微小リフト量で開閉される吸気弁
ＶI2の開閉タイミングは、吸気行程の前半でリフト量が
最大となる時期に設定されるものである。ここで、一方
の吸気弁ＶI1の開弁に応じた吸気弁口６1 から燃焼室５
内への吸気流速を測定した実験結果を示すと、図７で示
すようになり、この図７で明らかなように燃焼室５内へ
の吸気流速は、吸気行程の前半で速く、吸気行程の後半
で遅くなるものである。而して微小リフト量で開閉作動
せしめられる吸気弁ＶI2についても、同様の結果が得ら
れるものであり、吸気行程の前半に微小リフト量で吸気
弁ＶI2を開閉作動せしめる方が、吸気行程の後半に微小
リフト量で吸気弁ＶI2を開閉作動せしめたときに比べる
と、大きな吸気流速が得られることになる。したがって
吸気弁ＶI2を微小リフト量で開閉作動せしめることに伴
って吸気弁口６2 から燃焼室５内に供給される燃料の微
粒化を、比較的速い吸気流速により促進することがで
き、燃焼室５内での燃焼性を向上することができる。
【００４３】ここで、微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉
タイミングが吸気行程の前半にあるときと、吸気行程の
後半にあるときとで燃焼性に及ぼす影響を比較するため
に行なった実験結果を示すと、図８のようになる。この
図８において、横軸は燃料噴射弁５５による噴射圧力、
縦軸は排ガス中の炭化水素量を示すものであり、実線で
示す曲線Ａは微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タイミン
グを吸気行程の前半に設定したとき、破線で示す曲線Ｂ
は微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行
程の後半に設定したときを示すものである。この図８か
ら明らかなように、微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タ
イミングを吸気行程の前半に設定したときの方が、排ガ
ス中の炭化水素量が少なく、したがって燃焼室５内での
燃焼性が向上したことが判る。
【００４４】また微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タイ
ミングを吸気行程の前半に設定したことにより、燃焼室
５内でのスワール生成が阻害されて燃焼が不安定となる
ことは避けねばならない。そこで、微小リフト量の吸気
弁開閉タイミングの燃焼安定性に及ぼす影響について実
験した結果を示すと、図９のようになる。この実験は、
排ガス循環量の変化に応じた平均図示有効圧力変動率を
測定したものであり、実線で示す曲線Ｃは微小リフト量
の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の前半に設定
したとき、破線で示す曲線Ｄは微小リフト量の吸気弁Ｖ
I2の開閉タイミングを吸気行程の後半に設定したときを
示すものである。この図９から明らかなように、制限ラ
インＬ以下の範囲では上記開閉タイミングの変化が燃焼
安定性に及ぼす影響は小さく、したがって微小リフト量
の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の前半に設定
しても燃焼安定性が損なわれることはない。
【００４５】さらに燃料噴射弁５５の燃料噴射タイミン
グは、吸気上死点ＴＤＣ以前に燃料噴射が完了する時期
に設定されるものであるので、吸気弁ＶI2が吸気行程の
前半で開弁したときには、燃料噴射弁５５からの燃料噴
射が完了しており、燃料噴射弁５５からの噴射燃料を速
い吸気流速で燃焼室５内に確実に導くことができ、空燃
比制御の応答性向上に寄与することができる。
【００４６】しかも燃料噴射弁５５は、アシストエア供
給手段７７を備えるものであり、速い吸気流速による燃
料微粒化に加えて、エアアシストによっても燃料微粒化
を図り、燃焼性をより向上することができる。また燃料
噴射弁５５は両吸気弁口６1，６2 に向けて均等に燃料
を噴射する一対の燃料噴口６５1 ，６５2 を備えるもの
であるので、両吸気弁口６1 ，６2 に向けての噴射燃料
量をほぼ正確に均等化し、吸気弁ＶI2がわずかに開弁す
ることにより吸気弁口６2 付近の壁面に燃料が付着する
ことを回避し得ること、ならびに燃料噴射弁５５の燃料
噴射タイミングが吸気上死点ＴＤＣ以前に燃料噴射が完
了する時期に設定されることと相俟って、空燃比制御の
応答性をより向上することができ、触媒による排ガス浄
化に最適な空燃比制御精度向上とともに、排ガス性状の
向上および機関出力の向上を図ることができる。
【００４７】さらに燃料噴射弁５５が両吸気弁口６1 ，
６2 に向けて均等に燃料を噴射する一対の燃料噴口６５
1 ，６５2 を備えるものであることにより、機関高負荷
時に両吸気弁ＶI1，ＶI2が第２吸気側開閉作動用カム２
４で開閉作動せしめられるときに、必要量の燃料を両吸
気弁口６1 ，６2 から燃焼室５に供給して機関出力の向
上に寄与することができる。
【００４８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、微小リフト量で開閉される吸気弁の開閉タイミング
が、吸気行程の前半でリフト量が最大となる時期に設定
されるので、比較的速い吸気流速を利用して燃料の微粒
化を促進して燃焼性の向上を図ることができ、それによ
り排ガス性状の改善を図ることができる。
【００５０】また請求項２記載の発明によれば、上記請
求項１記載の発明の構成に加えて、燃料噴射弁は、両吸
気弁口に向けた一対の燃料噴口を有するので、空燃比制
御の安定性を図り、両吸気弁がともに開閉作動せしめら
れるときには両吸気弁口に向けて充分な量の燃料を供給
して機関出力を向上することができる。
【００５１】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１または２記載の発明の構成に加えて、燃料噴射弁は、
燃料微粒化のためのアシストエア供給手段を備えるの
で、燃料の微粒化をより促進して、燃焼性の向上をさら
に図ることができる。
【００５２】さらに請求項４記載の発明によれば、上記
請求項１、２または３記載の発明の構成に加えて、燃料
噴射弁の燃料噴射タイミングが、吸気上死点以前に燃料
噴射が完了する時期に設定されるので、微小リフト量で
吸気弁が開弁されるときには燃料噴射が完了しているこ
とにより、微小リフト量の吸気弁開弁により燃料を確実
に燃焼室に導いて空燃比制御の安定性に寄与することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成図である。
【図２】動弁装置の拡大縦断面図であって図３の２−２
線断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】弁作動特性および燃料噴射時期を示す図であ
る。
【図５】燃料噴射弁の拡大横断面図である。
【図６】燃料噴射弁からの燃料噴射方向を示す横断面図
である。
【図７】吸気流速の実験結果を示すグラフである。
【図８】微小リフト量の吸気弁開閉タイミングの排ガス
性状に及ぼす影響の実験結果を示すグラフである。
【図９】微小リフト量の吸気弁開閉タイミングの燃焼安
定性に及ぼす影響の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
５・・・燃焼室 ６1 ，６2 ・・・吸気弁口 １６・・・動弁装置 ５５・・・燃料噴射弁 ６５1 ，６５2 ・・・燃料噴口 ７７・・・アシストエア供給手段 ＶI1，ＶI2・・・吸気弁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方の吸気弁を機関運
転状態に応じて開閉作動させるのに対して他方の吸気弁
を微小リフト量で開閉して燃焼室内への吸気偏向を生じ
させることを可能として一対の吸気弁に連結される動弁
装置と、両吸気弁で個別に開閉される吸気弁口に向けて
燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関に関す
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、一方の吸気弁を機関運転状
態に応じて開閉作動させるのに対して他方の吸気弁を微
小リフト量で開閉して燃焼室内への吸気偏向を生じさせ
ることを可能として一対の吸気弁に連結される動弁装置
と、両吸気弁で個別に開閉される吸気弁口に向けて燃料
を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関において、微
小リフト量で開閉される吸気弁の開閉タイミングが、吸
気行程の前半でリフト量が最大となる時期に設定される
ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】両吸気弁ＶI1，ＶI2および両排気弁ＶE1，
ＶE2には動弁装置１６が連結され、この動弁装置１６
は、図示しないクランクシャフトに１／２の減速比で連
動、連結される単一のカムシャフト１７と、カムシャフ
ト１７の回転運動を両吸気弁Ｖ I1，ＶI2の開閉運動に変
換するための第１、第２および第３吸気側ロッカアーム
１８，１９，２０と、前記カムシャフト１９の回転運動
を両排気弁ＶE1，ＶE2の開閉運動に変換するための一対
の排気側ロッカアーム２１，２１とを備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】また機関が主として低速、低負荷状態にあ
るときには、制御手段８４により弁作動特性切換手段３
５は各吸気側ロッカアーム１８〜２０の連結を解除する
状態に切換作動せしめられる。これにより、両吸気弁Ｖ
I1，ＶI2のうちの一方ＶI1のみが第１吸気側開閉作動用
カム２３で定まるタイミングおよびリフト量で開閉作動
せしめられ、他方の吸気弁ＶI2は実質的に休止状態とな
る。この際、他方の吸気弁ＶI2は完全な休止状態となる
のではなく、わずかに開く実質休止状態となるものであ
り、吸気弁口６2 および吸気ポート８間に燃料噴射弁５
５から噴射される燃料が滞留することを防止し、空燃比
の変動が生じることを回避することが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】ここで、微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉
タイミングが吸気行程の前半にあるときと、吸気行程の
後半にあるときとで燃焼性に及ぼす影響を比較するため
に行なった実験結果を示すと、図８のようになる。この
図８において、横軸は機関負荷、縦軸は排ガス中の炭化
水素量を示すものであり、実線で示す曲線Ａは微小リフ
ト量の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の前半に
設定したとき、破線で示す曲線Ｂは微小リフト量の吸気
弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の後半に設定したと
きを示すものである。この図８から明らかなように、微
小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の
前半に設定したときの方が、排ガス中の炭化水素量が少
なく、したがって燃焼室５内での燃焼性が向上したこと
が判る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】また微小リフト量の吸気弁ＶI2の開閉タイ
ミングを吸気行程の前半に設定したことにより、燃焼室
５内でのスワール生成が阻害されて燃焼が不安定となる
ことは避けねばならない。そこで、微小リフト量の吸気
弁開閉タイミングの燃焼安定性に及ぼす影響について実
験した結果を示すと、図９のようになる。この実験は、
排ガス循環量の変化に応じた図示平均有効圧力変動率を
測定したものであり、実線で示す曲線Ｃは微小リフト量
の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の前半に設定
したとき、破線で示す曲線Ｄは微小リフト量の吸気弁Ｖ
I2の開閉タイミングを吸気行程の後半に設定したときを
示すものである。この図９から明らかなように、制限ラ
インＬ以下の範囲では上記開閉タイミングの変化が燃焼
安定性に及ぼす影響は小さく、したがって微小リフト量
の吸気弁ＶI2の開閉タイミングを吸気行程の前半に設定
しても燃焼安定性が損なわれることはない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｌ 41/34 Ｆ 8011−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｂ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方の吸気弁（ＶI1）を機関運転状態に
    応じて開閉作動させるのに対して他方の吸気弁（ＶI2）
    を微小リフト量で開閉して燃焼室（５）内への吸気偏向
    を生じさせることを可能として一対の吸気弁（ＶI1，Ｖ
    I2）に連結される動弁装置（１６）と、両吸気弁
    （ＶI1，ＶI2）で個別に開閉される吸気弁口（６1 ，６
    2 ）に向けて均等に燃料を噴射する燃料噴射弁（５５）
    とを備える内燃機関において、微小リフト量で開閉され
    る吸気弁（ＶI2）の開閉タイミングが、吸気行程の前半
    でリフト量が最大となる時期に設定されることを特徴と
    する内燃機関。
  2. 【請求項２】 前記燃料噴射弁（５５）は、両吸気弁口
    （６1 ，６2 ）に向けた一対の燃料噴口（６５1 ，６５
    2 ）を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機
    関。
  3. 【請求項３】 前記燃料噴射弁（５５）は、燃料微粒化
    のためのアシストエア供給手段（７７）を備えることを
    特徴とする請求項１または２記載の内燃機関。
  4. 【請求項４】 燃料噴射弁（５５）の燃料噴射タイミン
    グが、吸気上死点以前に燃料噴射が完了する時期に設定
    されることを特徴とする請求項１、２または３記載の内
    燃機関。
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