JPH08296414A - 内燃機関のバルブステムシール - Google Patents

内燃機関のバルブステムシール

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JPH08296414A
JPH08296414A JP7102372A JP10237295A JPH08296414A JP H08296414 A JPH08296414 A JP H08296414A JP 7102372 A JP7102372 A JP 7102372A JP 10237295 A JP10237295 A JP 10237295A JP H08296414 A JPH08296414 A JP H08296414A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/164Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のマニホールド内圧が高くなった場
合でも、ブローバイガス量とオイル消費量を低減できる
内燃機関のバルブステムシールを提供する。 【構成】 内燃機関のバルブを案内するバルブガイド2
の上端部に設けられ、このバルブガイド2とバルブステ
ム1との間をシールするバルブステムシール4に、潤滑
油量調整用の第1リップ4bと、この第1リップ4bの下方
に形成した受圧面4dと、この受圧面4dの下方に形成さ
れ、前記内燃機関のマニホールド内圧が所定値以上にな
った場合に前記バルブステム1に摺動接触するガスシー
ル用の第2リップ4cとを設けた内燃機関のバルブステム
シール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブローバイガス量とオイ
ル消費量を低減し得る内燃機関のバルブステムシールに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、内燃機関のバルブとバルブガ
イドとの間からのオイル漏れ(オイル下がり)を防ぐた
めに、ゴム製のバルブステムシールが使用されている。
また、このバルブステムシールは、単にオイル漏れを防
ぐだけでなく、バルブとバルブガイドの摺動面を潤滑す
るために、適度な量のオイルを安定して供給できるよう
にする機能を有している。
【0003】また、バルブステムシールは、高温のエン
ジンオイルに対する耐久性を持たせるため、通常は材料
としてフッ素ゴム等が使用されており、また、リップの
変形によって、このバルブステムシール自体とバルブス
テムとの間の心ずれ等の寸法誤差を吸収する機能も有し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の大型
自動車では、制動力を向上させるために排気ブレーキを
採用している車両が増加しつつあるが、排気ブレーキを
作動させると、排気バルブから排気ブレーキまでの間の
排気通路の内圧が高まり、一般的に6〜7気圧に達する
こともある。その場合、高圧の排気ガスがバルブステム
とバルブガイドの間を通って、排気ポートからシリンダ
ヘッドカバー内へ、ブローバイガスとして吹き抜けるこ
とになる。
【0005】この状態では、ブローバイガスの流れによ
って、前記バルブステムシールのリップが開き、バルブ
ステムから離されることになるので、ブローバイガスを
シールできない状態に陥り、ブローバイガス量が増加す
るという問題が生じる。また、現在ではクランクケース
ベンチレーション(PCV)システムを装着するケース
が増加しており、シリンダヘッドカバー内に流入したブ
ローバイガスは、PCVバルブを通って再び燃焼室に送
られることになる。その際、動弁系の潤滑のためにシリ
ンダヘッドカバー内に充満しているオイルミストが、こ
のブローバイガスと共に燃焼室に送られることになるの
で、ブローバイガスの増加に伴ってオイルの消費量が増
加するという問題が生じる。
【0006】また、PCVシステムを装着していない場
合には、ブローバイガスはシリンダヘッドから大気中に
放出されるので、それに伴い、前記同様にオイルミスト
も大気中に放出されることになり、やはりオイル消費の
問題を生じるという問題がある。本発明は以上の問題点
に鑑みて、排気ブレーキを作動させることにより、排気
マニホールドの内圧が高くなった場合であっても、排気
ポートからシリンダヘッドカバー内へのブローバイガス
量を低減することができ、それと共にオイル消費量も低
減できる内燃機関のバルブステムシールを提供すること
を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の内燃機関のバルブステムシールは、内燃機関
のバルブを案内するバルブガイドの上端部に設けられ、
このバルブガイドとバルブステムとの間をシールするバ
ルブステムシールに、潤滑油量調整用の第1リップと、
この第1リップの下方に形成した受圧面と、この受圧面
の下方に形成され、前記内燃機関のマニホールド内圧が
所定値以上になった場合に前記バルブステムに摺動接触
するガスシール用の第2リップとを設けたものである。
【0008】前記第1リップはオイル下がりを抑制し
て、バルブガイドとバルブステム間に供給される潤滑油
量を調整するための通常のリップであり、常時バルブス
テムに摺動接触するように形成する。一方、前記第2リ
ップはバルブガイドとバルブステム間を吹き抜けるブロ
ーバイガスをシールするためのものであり、排気ブレー
キが作動していない状態か又は作動していても弁開度が
比較的に大きい状態であることにより、マニホールド内
圧が所定の圧力よりも低い場合には、バルブステムから
離間し、排気ブレーキの弁開度が比較的に小さい状態で
あることにより、マニホールド内圧が所定の圧力以上と
なった場合には、弾性変形してバルブステムに摺動接触
するような形状に形成する。
【0009】尚、本発明のバルブステムシールは、排気
バルブ側のみならず、吸気バルブ側に採用しても良く、
例えば過給機付きエンジンの吸気バルブ側に取り付けた
場合には、吸気マニホールド内圧が高くなるので、吸気
ポートからシリンダヘッドカバー内へ吹き抜けるブロー
バイガス量の低減に寄与する。
【0010】
【作 用】本発明は以上の構成を有しているため、排気
ブレーキが作動していない状態か又は作動していても弁
開度が比較的に大きい状態であることにより、マニホー
ルド内圧が所定値に達しない場合には、潤滑油量調整用
の第1リップがバルブステムに摺動接触する通常のシー
ル状態を保つ。
【0011】一方、排気ブレーキを作動させ、弁開度を
ある程度まで絞ると、マニホールド内圧が所定値以上に
なり、第1リップの下方に形成した受圧面に作用するブ
ローバイガスの圧力によって、この第1リップが変形
し、バルブステムの摺動接触面から離間する。この時、
第1リップの変形に伴って第2リップも変形し、ガスシ
ール用の第2リップがバルブステムに摺動接触する状態
となり、ブローバイガスの流量を低減するように作用す
る。
【0012】また、ブローバイガス量の低減に伴って、
PCVバルブ経由で燃焼室に流出、または、大気中に放
出されるシリンダヘッドカバー内のオイルミストも減少
するため、オイル消費量も減少する。
【0013】
【実施例】次に図面を参照して本発明の内燃機関のバル
ブステムシールの一実施例について説明する。先ず、図
1に示す本実施例では、排気バルブのバルブステム1を
摺動自在に案内するバルブガイド2の上端部に、断面逆
L字形で略円筒状に形成したカラー3と、前記バルブガ
イド2との間に挟着されるフッ素ゴム製のバルブステム
シール4を取り付けている。
【0014】また、図2に要部を拡大して示すように、
このバルブステムシール4の上端部付近に形成した環状
溝4aには、外側からこのバルブステムシール4をバルブ
ステム1側に押圧する環状のスプリング5を嵌合して、
バルブステム1とこれに摺動接触する第1リップ4bとの
接触面に、所望のシール面圧を発生させ、オイル下がり
を抑制すると共に、バルブガイド2とバルブステム1間
に供給される潤滑油量を調節している。
【0015】また、この第1リップ4bの下方には、バル
ブステム1の外径よりも大きい内径を有する第2リップ
4cを、内向き且つ下向きとなるように斜め方向に突出さ
せ、図示していない排気ブレーキが作動していないか又
は作動していても弁開度が大きい場合には、この第2リ
ップ4cの先端部が、常時、バルブステム1の外周面から
離間して、クリアランスCが形成されるようにしてお
く。
【0016】この状態から、排気ブレーキを作動させ、
弁開度をある程度まで絞っていくと、排気マニホールド
の内圧が高まり、排気ポートからシリンダヘッドカバー
内に向けて、前記バルブガイド2とバルブステム1との
間の僅かな隙間を排気ガスが吹き抜ける。この時、バル
ブステムシール4は図3に示す如く弾性変形する。即
ち、図2において、ブローバイガスの圧力は、第1リッ
プ4bの下方に形成される第1受圧面4dに作用して、第1
リップ4bを押し上げ、この第1リップ4bをバルブステム
1の外周面から離間させる。この第1リップ4bの変形に
伴って、図3に示す如く、第2リップ4cの角度は斜め方
向から水平方向に近い角度まで変化し、第2リップ4cが
バルブステム1に摺動接触する状態となる。
【0017】この状態では、ブローバイガスの圧力は、
第2リップ4cの下方に形成される第2受圧面4eに作用し
て、この第2リップ4cを下方から支える状態となり、第
2リップ4cとバルブステム1との接触面に作用するシー
ル面圧を高めるような働きをする。尚、排気ブレーキの
作動が停止するか、或いは排気ブレーキの弁開度がある
程度まで大きくなった場合には、排気マニホールドの内
圧が下がり、それに伴ってブローバイガスの圧力が低下
するので、ゴム製のバルブステムシール4は、それ自体
の弾性力により、図2に示す形状に復元する。
【0018】本発明者等が本実施例のバルブステムシー
ル4を、従来型のものと比較して、ブローバイガス量と
オイル消費量を測定したところ、排気ブレーキ作動時に
おけるブローバイガス量は、従来型のものが 250L/mi
n であったのに対し、本実施例のものは 150L/min ま
で下がり、約40%も削減することができ、又、オイル消
費量は、従来型のものが 150g/hであったのに対し、
本実施例のものは75g/hに減少し、半減させることが
できた。
【0019】尚、上記した実施例では、本発明を排気バ
ルブ側のバルブステムシール4として実施した例につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、高ブースト圧の過給機付きエンジンの吸気
バルブ側に適用することにより、吸気ポートからシリン
ダヘッドカバー内へ吹き抜けるブローバイガスの流量を
低減することも可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明の内燃機関のバルブステムシール
は、内燃機関のバルブを案内するバルブガイドの上端部
に設けられ、このバルブガイドとバルブステムとの間を
シールするバルブステムシールに、潤滑油量調整用の第
1リップと、この第1リップの下方に形成した受圧面
と、この受圧面の下方に形成され、前記内燃機関のマニ
ホールド内圧が所定値以上になった場合に前記バルブス
テムに摺動接触するガスシール用の第2リップとを設け
たので、以下の効果を奏することができる。
【0021】排気ブレーキが作動していない状態か又は
作動していても弁開度が比較的に大きい状態であること
により、マニホールド内圧が所定値に達しない場合に
は、潤滑油量調整用の第1リップがバルブステムに摺動
接触する通常のシール状態を保ち、ブローバイガス量を
少量に抑えることができる。一方、排気ブレーキを作動
させ、弁開度をある程度まで絞ると、マニホールド内圧
が所定値以上になり、第1リップの下方に形成した受圧
面に作用するブローバイガスの圧力によって、この第1
リップが変形するが、この時、第1リップの変形に伴っ
て第2リップも変形し、ガスシール用の第2リップがバ
ルブステムに摺動接触する状態となるので、高圧のブロ
ーバイガスの流量を大幅に低減することができる。
【0022】また、ブローバイガス量の低減に伴って、
PCVバルブ経由で燃焼室に流出、または、大気中に放
出されるシリンダヘッドカバー内のオイルミストも減少
するため、オイル消費量も低減することができる。更
に、通常、第2リップはバルブステムと摺動接触してい
ないので、この第2リップの耐久性を高めることがで
き、長期間に渡って優れたガスシール性能を発揮するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における内燃機関のバルブス
テムシールを示す縦断面図である。
【図2】マニホールド内圧が所定値未満の場合におけ
る、図1に示すバルブステムシールの拡大図である。
【図3】マニホールド内圧が所定値以上の場合におけ
る、図1に示すバルブステムシールの拡大図である。
【符号の説明】
1 バルブステム 2 バルブガイド 4 バルブステムシール 4b 第1リップ 4c 第2リップ 4d 受圧面(第1受圧面)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のバルブを案内するバルブガイ
    ドの上端部に設けられ、このバルブガイドとバルブステ
    ムとの間をシールするバルブステムシールに、潤滑油量
    調整用の第1リップと、この第1リップの下方に形成し
    た受圧面と、この受圧面の下方に形成され、前記内燃機
    関のマニホールド内圧が所定値以上になった場合に前記
    バルブステムに摺動接触するガスシール用の第2リップ
    とを設けた内燃機関のバルブステムシール。
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