JPH1181930A - Valve system of internal combustion engine - Google Patents

Valve system of internal combustion engine

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JPH1181930A
JPH1181930A JP9242885A JP24288597A JPH1181930A JP H1181930 A JPH1181930 A JP H1181930A JP 9242885 A JP9242885 A JP 9242885A JP 24288597 A JP24288597 A JP 24288597A JP H1181930 A JPH1181930 A JP H1181930A
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JP
Japan
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valve
exhaust valve
engine
diameter
exhaust
Prior art date
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JP9242885A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Einaga
秀男 永長
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve system of an internal combustion engine in which scavenging efficiency is not lowered when the opening valve of an exhaust valve is lagged. SOLUTION: An opening valve period of an exhaust valve is made to move to a lag side in an operation state in which an engine speed is low speed to middle speed and engine load is middle load to high load. But, because D1<D2 is determined when the diameter of an intake valve 10 is made D1 and the diameter of an exhaust valve 20 is made D2, an increase of an effective expansion stroke to be an effect on a plus side which can be obtained by the moving of the exhaust valve to the lag side for the opening valve period and deterioration of scavenging efficiency within deterioration of scavenging efficiency to be an effect on a minus side are improved by an increase of a valve diameter and the improvement of fuel consumption can be sufficiently obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の動弁装
置、特に開弁期間を移動する可変バルブタイミング機構
を備えた動弁装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve train for an internal combustion engine, and more particularly to a valve train having a variable valve timing mechanism for moving a valve opening period.

【0002】[0002]

【従来の技術】所謂、可変バルブタイミング機構を用い
て、低速低負荷時には排気弁の開弁期間を進角側に移動
させて内部EGR量をへらして燃焼の安定をはかり、低
速の中負荷時には排気弁の開弁を遅角側に移動させて実
効膨張行程の増大による燃費向上をはかった機関が公知
である(特開平7−301106号公報参照)。ところ
が、排気弁の開弁を遅角させると、上記の様に、実効膨
張行程の増大が得られるが、一方、掃気効率が低下する
ので、正味仕事が目減りしてしまい、その結果、燃費の
向上が充分に得られないという問題がある。
2. Description of the Related Art Using a so-called variable valve timing mechanism, at low speed and low load, the opening period of the exhaust valve is moved to the advanced side to reduce internal EGR and stabilize combustion. 2. Description of the Related Art There is known an engine in which the opening of an exhaust valve is moved to a retard side to improve fuel efficiency by increasing an effective expansion stroke (see JP-A-7-301106). However, when the opening of the exhaust valve is retarded, the effective expansion stroke is increased as described above, but on the other hand, the scavenging efficiency is reduced, so that the net work is reduced, and as a result, the fuel consumption is reduced. There is a problem that improvement cannot be sufficiently obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑み、排気弁の開弁を遅角させたときに掃気効率が低下
しない内燃機関の動弁装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a valve train for an internal combustion engine in which the scavenging efficiency does not decrease when the exhaust valve is retarded.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、機
関が予め定めた運転状態にあるときに、排気弁の開弁期
間を遅れ側に移動する開弁期間移動手段とを備えた内燃
機関の動弁装置であって、 排気弁の弁径が、吸気弁の弁径よりも大きくされている
ことを特徴とする動弁装置が提供される。この様に構成
された、動弁装置では、排気弁の弁径が、吸気弁の弁径
よりも大きくされているので、機関が予め定めた運転状
態にあるときに、排気弁の開弁期間を遅れ側に移動され
た場合の掃気効率の悪化が防止される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an operating state detecting means for detecting an operating state of an engine, and an opening period of an exhaust valve when the engine is in a predetermined operating state. A valve train for an internal combustion engine comprising: a valve opening period moving unit that moves to a delay side, wherein the valve diameter of the exhaust valve is larger than the valve diameter of the intake valve. Is provided. In the valve train configured as described above, the valve diameter of the exhaust valve is set larger than the valve diameter of the intake valve. , The scavenging efficiency is prevented from deteriorating when moved to the delay side.

【0005】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
において、機関回転数が低速乃至中速で、機関負荷が中
負荷乃至高負荷の運転状態において排気弁の開弁期間を
遅れ側に移動するようにされた動弁装置が提供される。
この様に構成された動弁装置では、機関回転数が低速乃
至中速で、機関負荷が中負荷乃至高負荷の運転状態にお
いて、排気弁の開弁期間が遅れ側に移動された場合の掃
気効率の悪化が防止される。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the opening period of the exhaust valve is delayed when the engine speed is low to medium and the engine load is medium to high. Is provided.
In the valve train configured as described above, scavenging when the opening period of the exhaust valve is moved to the delay side in the operating state where the engine speed is low to medium speed and the engine load is medium to high load. Deterioration in efficiency is prevented.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図1は本発明が適用された内燃
機関における、燃焼室1に対する吸気弁10と排気弁2
0を、概略表示したものであって、吸気弁10の径をD
1、排気弁20の径をD2としたときに、D1<D2と
されているのが特徴である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an intake valve 10 and an exhaust valve 2 for a combustion chamber 1 in an internal combustion engine to which the present invention is applied.
0 is schematically shown, and the diameter of the intake valve 10 is D
1. The characteristic is that D1 <D2 when the diameter of the exhaust valve 20 is D2.

【0007】図2は、図1に示される様に吸気弁10よ
りも大きな径とされた排気弁20が予め定めた所定の運
転状態にあるときに開弁期間を遅れ側に移動する可変バ
ルブタイミング機構の構造と作動を説明する図である。
図2において、100は排気カムシャフトであって、排
気カムシャフト100には排気カム150が一体に形成
されている。
FIG. 2 shows a variable valve which moves the valve opening period to a delay side when the exhaust valve 20 having a larger diameter than the intake valve 10 is in a predetermined operation state as shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the structure and operation of a timing mechanism.
In FIG. 2, reference numeral 100 denotes an exhaust camshaft, and an exhaust cam 150 is formed integrally with the exhaust camshaft 100.

【0008】200はプーリであって、プーリ200の
外側基部210の外周側には歯部250が形成され、歯
部250には、図示されない部分においてクランクシャ
フト(図示しない)に噛合している、歯付きベルト40
0の歯410が噛合していて、プーリ200はクランク
シャフトの2回転に対して1回転するようにされてい
る。
Reference numeral 200 denotes a pulley, and a tooth portion 250 is formed on the outer peripheral side of the outer base 210 of the pulley 200, and the tooth portion 250 meshes with a crankshaft (not shown) at a portion not shown. Toothed belt 40
The zero tooth 410 is engaged, and the pulley 200 is configured to make one rotation for every two rotations of the crankshaft.

【0009】プーリ200の内側基部220の内側面2
21は、排気カムシャフト100に固定されたプーリ内
側支持部材110に、軸方向、および、回転方向に、移
動自在に支持されている。一方、プーリ200の外側基
部210の内側の面211は、排気カムシャフト100
に固定されたプーリ外側支持部材120の外周面121
上を摺動するようにされている。
The inner surface 2 of the inner base 220 of the pulley 200
Reference numeral 21 is supported by a pulley inner support member 110 fixed to the exhaust camshaft 100 so as to be movable in the axial direction and the rotational direction. On the other hand, the inner surface 211 of the outer base 210 of the pulley 200 is
Outer peripheral surface 121 of pulley outer support member 120 fixed to
It is made to slide on.

【0010】300はピストンであって、外周側に第1
スプライン310を、内周側に第2スプライン320を
有している。ピストン300の第1スプライン310
は、プーリ外側支持部材120の中央部122の内周側
に形成されたスプライン125と係合し、第2スプライ
ン320は、プーリ200の内側基部220の外周側に
形成されたスプライン225と係合している。
Reference numeral 300 denotes a piston, and a first
The spline 310 has a second spline 320 on the inner peripheral side. First spline 310 of piston 300
Engages with a spline 125 formed on the inner peripheral side of the central portion 122 of the pulley outer support member 120, and the second spline 320 engages with a spline 225 formed on the outer peripheral side of the inner base 220 of the pulley 200. doing.

【0011】ピストン300は、スプリング400によ
り図中左側に付勢されているが、カムシャフト100に
形成された油路101、プーリ外側支持部材120に形
成された油路123を介して油圧が供給されると、図中
右方に移動する。ここで、各スプラインはヘリカルスプ
ラインとされていて、ピストンが上記の様に油圧の供給
によって移動すると、プーリ200に対して、すなわち
クランクシャフトに対して、排気カムシャフト100の
回転の位相が遅れるようにされている。
The piston 300 is urged to the left in the figure by a spring 400, but hydraulic pressure is supplied through an oil passage 101 formed in the camshaft 100 and an oil passage 123 formed in the pulley outer support member 120. Then, it moves to the right in the figure. Here, each spline is a helical spline, and when the piston moves by supplying the hydraulic pressure as described above, the rotation phase of the exhaust camshaft 100 is delayed with respect to the pulley 200, that is, with respect to the crankshaft. Has been.

【0012】油圧は、油圧供給制御弁610により給排
が制御され、油圧調整弁620により大きさが制御され
る。なお、630はベース油圧を発生するオイルポンプ
であり、640はドレーンである。そして、油圧供給制
御弁610、油圧調整弁620の制御は、電子制御ユニ
ット(ECU)700によりおこなわれる。なお、油圧
供給制御弁610はソレノイドを有し通電されてONの
時にオイルポンプ630から送出された作動油が、ピス
トン300とプーリ外側支持部材120の間のピストン
油室150に導かれるようにし、OFFの時に、ピスト
ン油室150内の作動油がドレーン640へ排出される
ように流路を切り換える。
The supply and discharge of the hydraulic pressure are controlled by a hydraulic supply control valve 610, and the magnitude is controlled by a hydraulic adjustment valve 620. In addition, 630 is an oil pump that generates a base oil pressure, and 640 is a drain. The control of the hydraulic pressure supply control valve 610 and the hydraulic pressure adjustment valve 620 is performed by an electronic control unit (ECU) 700. The hydraulic supply control valve 610 has a solenoid so that hydraulic oil delivered from the oil pump 630 when energized and turned on is guided to the piston oil chamber 150 between the piston 300 and the pulley outer support member 120, At the time of OFF, the flow path is switched so that the hydraulic oil in the piston oil chamber 150 is discharged to the drain 640.

【0013】ECU700は、相互に連結された入力イ
ンターフェイス回路710、CPU720、RAM73
0、ROM740、出力インターフェイス回路750を
備えたデジタルコンピュータから成る。CPU720は
機関回転数センサ810、スロットル開度センサ820
からの入力信号、および、予め、ROMに記憶されてい
る図4に示される様なマップから演算をおこない、予め
定めた運転条件において、排気カムシャフト100が、
クランクシャフトに対して所定量だけ、位相遅れされる
ように油圧供給制御弁610、油圧調整弁620を制御
する信号を送出する。ECU700は、その他、燃料噴
射量、点火時期等の基本制御もおこなうが本発明には関
係がないので省略する。
The ECU 700 includes an input interface circuit 710, a CPU 720, and a RAM 73, which are interconnected.
0, a ROM 740, and a digital computer having an output interface circuit 750. The CPU 720 includes an engine speed sensor 810 and a throttle opening sensor 820.
From the input signal from the ECU and a map as shown in FIG. 4 stored in advance in the ROM, and under the predetermined operating conditions, the exhaust camshaft 100
A signal for controlling the hydraulic pressure supply control valve 610 and the hydraulic pressure adjustment valve 620 is transmitted so that the phase is delayed by a predetermined amount with respect to the crankshaft. The ECU 700 also performs basic control of the fuel injection amount, the ignition timing, and the like, but is omitted because it is not relevant to the present invention.

【0014】図4は、機関回転数とスロットル開度に対
応した、位相の遅角量の例を示したマップであり、この
例においては、低乃至中速回転で、低乃至高負荷の場合
に、最大で30°CA遅角されるようにされている。な
お、遅角の上記の様な領域に限定しているのは、以下の
様な理由による。
FIG. 4 is a map showing an example of the amount of phase retardation corresponding to the engine speed and the throttle opening. In this example, a low to medium speed rotation and a low to high load are shown. In addition, the angle is delayed by up to 30 ° CA. The reason why the retard angle is limited to the above-described region is as follows.

【0015】まず、アイドル運転時は、燃焼を安定させ
ることが、強く望まれるのに対して、排気弁の開弁を遅
らせると、排気弁が開き終わりと、吸気弁の開き初めに
おいて、排気弁と吸気弁の両方が開いている所謂オーバ
ーラップが大きくなり内部EGR量が増大して燃焼が安
定しにくくなるからである。次に、低負荷時は、排気弁
の開弁を遅らせても、膨張仕事が小さいために、メリッ
トが小さく、逆にポンピングロスが増大するためであ
る。また、高回転時は、掃気時間を少しでも長くしたい
ので、排気弁の開弁を遅らせることによるマイナスを掃
気効率の悪化を招かずに、弁径拡大による効果のみを得
る方が好ましいためである。
First, while it is strongly desired to stabilize combustion during idling operation, if the opening of the exhaust valve is delayed, the exhaust valve is opened at the end of opening and at the beginning of opening of the intake valve. This is because the so-called overlap in which both the intake valve and the intake valve are open increases, the internal EGR amount increases, and the combustion becomes difficult to stabilize. Next, when the load is low, even if the opening of the exhaust valve is delayed, the merit is small and the pumping loss increases because the expansion work is small. Further, at the time of high rotation, since it is desired to lengthen the scavenging time as much as possible, it is preferable to obtain only the effect by increasing the valve diameter without causing a decrease in the scavenging efficiency without deteriorating the scavenging efficiency by delaying the opening of the exhaust valve. .

【0016】図3は、ピストン300が油圧によって、
図中右方に最大限度まで押しやられた状態を示してお
り、この場合、排気カムシャフト100は、プーリ20
0に対して、すなわち、クランクシャフトに対して、3
0°CA遅角されている。そして、図5は図2の状態
を、図6は図3の状態を、軸方向に見た図である。図5
と図6を比較すると、図6の場合は図5の場合に比べ
て、排気カム150が、30°CA遅れて作動すること
が示されている。
FIG. 3 shows that the piston 300 is driven by hydraulic pressure.
The right side of the drawing shows a state in which the exhaust camshaft 100 is pushed to the maximum limit.
For 0, ie, for the crankshaft, 3
It is retarded by 0 ° CA. 5 is an axial view of the state of FIG. 2 and FIG. 6 is an axial view of the state of FIG. FIG.
6 shows that the exhaust cam 150 operates with a delay of 30 ° CA in the case of FIG. 6 as compared with the case of FIG.

【0017】なお、図2、3において、150で示され
ているのは、ダンパであって、図3に示される様な油圧
が供給された状態から、図2に示される様な油圧が供給
されない状態に戻る時に、プーリ外側支持部材120の
外周側の軸方向の外側(図中左側)の面124と、プー
リ200のフランジ部230の軸方向の内側(図中右
側)の面231とが直接衝突して騒音を発するのを防止
するためのものである。また、130、330、340
で示されているのは、ピストン300を作動させる油圧
が洩れないようにするためのオイルシールである。
In FIGS. 2 and 3, reference numeral 150 denotes a damper, which is supplied with a hydraulic pressure as shown in FIG. 2 from a state where the hydraulic pressure as shown in FIG. 3 is supplied. When returning to a state in which the pulley 200 is not returned, the surface 124 on the outer peripheral side of the outer periphery of the pulley outer support member 120 (left side in the drawing) and the surface 231 on the inner side in the axial direction of the flange portion 230 of the pulley 200 (right side in the drawing) are aligned. This is to prevent a direct collision from generating noise. Also, 130, 330, 340
Is an oil seal for preventing the hydraulic pressure for operating the piston 300 from leaking.

【0018】本発明の実施の形態は、上記の様に構成さ
れ、作動するので、予め定めた所定の運転状態におい
て、排気カムシャフトが所定量だけ遅れて開弁するが、
図1に示した様に、排気弁20の径D2が、吸気弁10
の径D1よりも大きくされているので、掃気効率の悪化
が抑制される。
Since the embodiment of the present invention is constructed and operates as described above, the exhaust camshaft opens with a predetermined delay in a predetermined operating state.
As shown in FIG. 1, the diameter D2 of the exhaust valve 20 is
, The deterioration of the scavenging efficiency is suppressed.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、排気弁の開弁期間の遅
れ側への移動により得られるプラス側の効果である実効
膨張行程の増大と、マイナス側の効果である掃気効率の
悪化の内の、掃気効率の悪化が、弁径の増大によって、
改善されるので、燃費の改善が充分に得られる。
According to the present invention, an increase in the effective expansion stroke, which is a positive effect obtained by moving the exhaust valve to the delay side of the valve opening period, and a deterioration in the scavenging efficiency, which is a negative effect, are obtained. Inside, the scavenging efficiency deteriorates due to the increase in the valve diameter.
As a result, the fuel efficiency can be sufficiently improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による動弁装置の吸気弁と排気弁の大き
さを比較して示した図である。
FIG. 1 is a diagram comparing the sizes of an intake valve and an exhaust valve of a valve train according to the present invention.

【図2】可変バルブタイミング機構の構造と作動を説明
する図である(非遅角状態)。
FIG. 2 is a diagram illustrating the structure and operation of a variable valve timing mechanism (non-retarded state).

【図3】可変バルブタイミング機構の構造と作動を説明
する図である(遅角状態)。
FIG. 3 is a diagram illustrating the structure and operation of a variable valve timing mechanism (retarded state).

【図4】遅角領域を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a retarded region.

【図5】プーリに対するカムの位相を示す図である(非
遅角状態)。
FIG. 5 is a diagram showing a phase of a cam with respect to a pulley (non-retarded state).

【図6】プーリに対するカムの位相を示す図である(遅
角状態)。
FIG. 6 is a diagram showing a phase of a cam with respect to a pulley (retarded state).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…排気カムシャフト 125…ヘリカルスプライン 200…プーリ 225…ヘリカルスプライン 300…ピストン 310…ヘリカルスプライン 320…ヘリカルスプライン 400…スプリング 500…歯付きベルト 610…油圧供給制御弁 620…油圧調整弁 700…電子制御ユニット 810…機関回転数センサ 820…スロットル開度センサ Reference Signs List 100 exhaust cam shaft 125 helical spline 200 pulley 225 helical spline 300 piston 310 helical spline 320 helical spline 400 spring 500 toothed belt 610 hydraulic supply control valve 620 hydraulic adjustment valve 700 electronic control Unit 810: Engine speed sensor 820: Throttle opening sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、機関が予め定めた運転状態にあるときに、排気
弁の開弁期間を遅れ側に移動する開弁期間移動手段とを
備えた内燃機関の動弁装置であって、 排気弁の弁径が、吸気弁の弁径よりも大きくされている
ことを特徴とする動弁装置。
An operating state detecting means for detecting an operating state of an engine, and a valve opening period moving means for moving an opening period of an exhaust valve to a delay side when the engine is in a predetermined operating state. A valve gear for an internal combustion engine, wherein the diameter of the exhaust valve is larger than the diameter of the intake valve.
【請求項2】 機関回転数が低速乃至中速で、機関負荷
が中負荷乃至高負荷の運転状態において排気弁の開弁期
間を遅れ側に移動することを特徴とする請求項1に記載
の動弁装置。
2. The exhaust valve according to claim 1, wherein the opening period of the exhaust valve is shifted to a delay side in an operating state where the engine speed is low to medium speed and the engine load is medium to high load. Valve train.
JP9242885A 1997-09-08 1997-09-08 Valve system of internal combustion engine Pending JPH1181930A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075497A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ygk:Kk Spark ignition engine

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JP2008075497A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ygk:Kk Spark ignition engine

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