JPS5838603B2 - 内燃機関のバルブリフト装置 - Google Patents

内燃機関のバルブリフト装置

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JPS5838603B2
JPS5838603B2 JP54084273A JP8427379A JPS5838603B2 JP S5838603 B2 JPS5838603 B2 JP S5838603B2 JP 54084273 A JP54084273 A JP 54084273A JP 8427379 A JP8427379 A JP 8427379A JP S5838603 B2 JPS5838603 B2 JP S5838603B2
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JP
Japan
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cam
valve
lift
internal combustion
combustion engine
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和幸 三井所
俊一 青山
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L13/0042—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams being profiled in axial and radial direction

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機関運転状態に応じて吸排気バルブのバルブリ
フトを可変とするバルブリフト制御装置に関する。
一般に内燃機関にあっては、吸排気バルブの駆動にあた
り、機関回転に同期して回転するカムのリフトを直接バ
ルブに伝達するため、バルブタイミングを運転状態に応
じて最適値が得られるように可変制御することはきわめ
て難かしく、例えばカムシャフトの回転位相角を変化さ
せる程度のものがわずかに実用可能な状態にあるが、そ
の場合でもバルブ作動角範囲及びリフトは不変である。
従って、通常は吸排気バルブのタイミングを高速運転時
の要求性に一致するように固定的に設定しているが、こ
のために例えばアイドリング時の吸排気バルブオーバラ
ップ過大による排気の吸気系への逆流や燃焼の悪化ある
いは、低速運転での新気充填効率の低下など、機関運転
性能や燃費効率が一部の運転領域で著しく低下するとい
う問題があった。
（例えば、特開昭５３−１００３１３号、実開昭５２−
１９５０３号） 本発明はこのような問題点に着目し、カムとロッカアー
ムの間に新たに揺動カムを介装するとともに、この揺動
カムの機関回転に対する位相を調整して吸排気バルブの
開閉タイミングを可変的に制御できるようにした装置を
提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を添附図面に基づいて説明する。
第１図、第２図において、１はカムシャフト２に一体的
に固設され機関回転に同期して回転する第１カムで、カ
ムシャフト２の１回転につき１回のリフト作用を揺動カ
ム３に伝達する。
揺動カム３は、このリフト作用により揺動しロッカシャ
フト４に軸支されたロッカアーム５を駆動してバルブ６
をリフトさせる。
揺動カム３は、カムシャフト２と平行な揺動カムシャフ
ト７に軸支される一方、半径方向に向けてクサビ形状に
形成され、その傾斜面をカム面８としてロッカアーム５
に当接するとともに、シャフト７の軸方向に所定の傾斜
角をもってテーパ状に形成された背面部９が、同様にテ
ーパ状に形成された第１カム１と接するように、シャフ
ト７に巻装したリターンスプリング１０を介して付勢さ
れている。
このため、揺動カム３はシャフト７を中心として、リタ
ーンスプリング１０により時計方向即ち、第１カム１に
圧接する方向の作用力を受け、カム１のリフトに伴いカ
ム面８のロッカアーム５に対する接触位置が変化する。
前記カム面８は、バルブ６を全もリフトさせない基本円
弧部１１Ａと、反時計方向への回動量に比例してリフト
を増大させるリフト円弧部１１Ｂとから形成されており
、このリフト円弧部１１Ｂの形状は第１カム１のプロフ
ィルとの関係を含めて、所定のバルブリフトｉ性が得ら
れるように設定される。
そして、揺動カム３を取付けたシャフト７は、その軸端
に油圧駆動装置１２が連結し、供給される油圧に応じて
揺動カム３を軸方向に移動させられるようになっている
。
ピストン１３で画成された油圧室１４には例えば機関油
圧が供給され、カム１と揺動カム３の接触テーパ角によ
って生じるスラスト力に対向してピストン１３を右方へ
と変位させる。
ピストン１３にシャフト７が結合して揺動カム３を変位
させるのであるが、シャフト７に揺動カム３は回転自由
に支持されているのでシャフト７は回転しない。
尚、この実施例では揺動カム３は第１カム１により常時
第２図の左方への押圧力を受けるので、左端にのみスナ
ップリング１７が嵌めである。
本発明はこのように構成され、次にその作用について説
明する。
第３図イ２口はバルブリフトが最大値をとる状態（即ち
、第５図で示したバルブリフト％性イのようにバルブリ
フトとともに作動角も大きく制御する場合）で、第２図
の油圧駆動装置１２に対する供給油圧が上昇し揺動カム
３を右方へと最大限に移動させている。
１第３図イは第１カム１により揺動カム３
のリフト作用がまさに始まろうとする状態で、揺動カム
３のリフト円弧部１１Ｂの基端がロッカアーム５に接し
ている。
第１カム１の時計方向への回動により、揺動カム３はシ
ャフト７を中心として反時計方向へと押され、これによ
りロッカアーム５を時計方向に回動しバルブ６のリフト
を次第に増加させる。
第３図口は最大リフト付近を示し、揺動カム３は最大の
傾斜角となる。
その後、第１カム１が回転すると、リターンスプリング
１０の作用で揺動カム３がカム１に追従して今度は時計
方向に戻りながらバルブ６のリフトが減少し、基本円弧
部１１Ａがロッカアーム５に接する位置まで戻った時点
でバルブ６は閉弁する。
これから、第３図イまでの間は、その途中まで揺動カム
３はさらに時計方向への回動量を増した後、再び第３図
イへと復帰するのであり、この区間では揺動カム３は基
本円弧部１１Ａにあるた蟲バルブ６は一切リフトせずに
閉弁状態を保持する。
次に、第４図イ２口はバルブリフトが最小値を゛とる状
態を示し、揺動カム３は第２図において左方側へと戻さ
れている。
この結果、カム１は有効径が減少するため、揺動カム３
はその分だけスプリング１０により時計方向へと相対的
に回動し、初期位相が変化する。
つまり、全揺動角に占める基本円弧部１１Ａの作動角が
増加するようになる。
このため、第４図イ２口に示すようにバルブ６の開き始
め点が、第３図に比べて遅れるとともに、その最大リフ
ト値もリフト円弧部１１Ｂの作動角が減った分だけ減少
し、結局、第５図に示したバルブリフト特性口のように
バルブリフトとともに作動角（開弁期間）が小さく制御
されるのである。
このようにしてバルブタイミングを異ったものにするこ
とができるのであり、また揺動カム３の位置を第３図と
第４図の間で変化させることにより、連続的にリフト量
及びタイミングを変えられる。
従って、例えば吸気バルブの開閉をこのようにして可変
制御すれば、吸入空気量のコントロールを吸気絞弁なし
で行うこともでき、このときはポンピングロスが低減し
て機関燃費効率を大幅に改善できる。
勿論、本発明は排気バルブの駆動についても適用可能で
あることは言う迄もなく、このようにして機関運転状態
に対応して最適な吸排気バルブの開閉タイミングが得ら
れるのである。
尚、油圧駆動装置１２への供給油圧は、この実施例のよ
うな機関回転とともに上昇する機関油圧に原定されるわ
けではなく、必要に応じてコントロールされた油圧を供
給することにより、任意にバルブタイミング及びリフト
量を制御することができる。
また、第１カム１側を軸方向に移動自由にして、揺動カ
ム３はその位置で止める方式でも良いことは言う迄もな
い。
以上のように本発明によれば、カムとロッカアームの間
に新たに揺動カムを介装するとともに、この揺動カムの
機関回転に対する位相を可変制御できるようにしたため
、機関の運転条件に応じて吸排気バルブの開閉タイミン
グ及びリフト量を連続的に滑めらかに変化させ、燃費・
運転性を改善できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の正面図、第２図はその平面図、第３図
イ２口及び第４図イ２口は作動状態を示す各々の正面図
、第５図はバルブリフ）％性を示す特性図である。 １・・・・・・第１カム、３・・・・・・揺動カム、６
・・・・・・バルブ、５・・・・・・ロッカアーム、９
・・・・・・背面部、１２・・・・・・油圧駆動装置、
８・・・・・・カム面、１１Ａ・・・・・・基本円弧部
、ＩＩＢ・・・・・・リフト円弧部、１０・・・・・・
リターンスプリング、７・・・・・・揺動カムシャフト
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 機関回転に同期して回転する第１のカムと、このカ
    ムにより駆動され揺動する揺動カムと、該揺動カムに従
    動してバルブをリフトさせるロッカアームとを備え、第
    １のカムと揺動カムとの接触面をそれぜれ回転軸方向に
    テーパ状に形成するとともに、揺動カムを軸方向に相対
    移動させる駆動手段を設け、運転状態に応じて揺動カム
    の初期位相を変えてバルブタイミングを可変制御するよ
    うにしたことを特徴とする内燃機関のバルブリフト装置
    。 ２ 前記揺動カムは、ロッカアームに接するカム面とし
    て、リフトさせない基本円弧部とリフト量を変化させる
    リフト円弧部とを有し、かつ第１のカムに対しての接触
    面が常時、第１のカムに接するようにスプリングで付勢
    されている特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のバル
    ブリフト装置。 ３ 前記揺動カムは、該カムのカムシャフトとともに軸
    方向に変位するようにカムシャフトの端部に油圧駆動装
    置が連結している特許請求の範囲第１項または第２項記
    載の内燃機関のバルブリフト装置。
JP54084273A 1979-07-03 1979-07-03 内燃機関のバルブリフト装置 Expired JPS5838603B2 (ja)

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GB8021207A GB2054036B (en) 1979-07-03 1980-06-27 Valve operating mechansim for internal combustion engines
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