JPS59229011A - 内燃機関の動弁機構 - Google Patents

内燃機関の動弁機構

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JPS59229011A
JPS59229011A JP58102228A JP10222883A JPS59229011A JP S59229011 A JPS59229011 A JP S59229011A JP 58102228 A JP58102228 A JP 58102228A JP 10222883 A JP10222883 A JP 10222883A JP S59229011 A JPS59229011 A JP S59229011A
Authority
JP
Japan
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valve
oil
piston
oil chamber
intake
Prior art date
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Pending
Application number
JP58102228A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Nakanishi
鉄也 中西
Masaya Horikawa
堀川 真矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Publication of JPS59229011A publication Critical patent/JPS59229011A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/16Silencing impact; Reducing wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446Fluid accumulators for the feeding circuit

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

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】 本発明は、内燃機関の動弁機構に関し、詳しくは油圧駆
動の動弁機構に関する。
一般に、機関性能上からは吸気弁や排気弁はできるだけ
大きなガス通路をもち、かつできるだけ急激に開閉てき
ることが望ましい。そして、弁を急激に動かし得る限界
を決める重要な要素は、カムの与えるリフトを弁に伝え
る機構の質量や剛性である。この機構はできるだけ軽く
、剛性が高いことを要し、シリンダヘッドに配置した弁
とカム軸が近いほどこの条件を満足しやすい。一方、カ
ム軸はクランク軸により駆動するので、これが弁・側に
近づくほど概して駆動系が複雑になる。
以上のことから機械的なカム駆動にょる動弁機構には限
界があって、機関の持てる性能を充分に発揮できないた
め、カム駆動をやめ、マイコンを付設した電気的1機械
的な駆動方式の提案が行われている(特公昭50−41
364号公報、特公昭50−39763号公報など参照
)。
すなわち第1図に、従来のマイクロコンピュータを採用
した油圧駆動の動弁機構を示すが、4ストロークのディ
ーゼル機関に8いて、1はシリンダヘッド、2は吸気又
は排気弁で弁軸3の適所にバネ受4を固着し、該バネ受
4とシリンダヘッド1との間に弁バネ4′を挿入してい
る。弁2の弁軸3を延長し、その端部にピストン5を固
定し、該ピストン5をブラケット6内に設けた油室7内
を上下に摺動するようになっている。核油室7は、圧油
の供給口8と排出口9とを臨設し、これら口9、14 
は夫々オイルタンク11に供給路12及び排出路13を
介して連通している。該ブラケット6において、供給路
12には可動鉄心からなる弁体141バネ15及びソレ
ノイド16から構成された供給用電磁弁17が設けられ
、又、排出路15には、供給用電磁弁17と同一構造の
排出用電磁弁18が設けられている。
前記供給路12で、オイルタンク11と供給用電磁弁1
7との間に、圧送ポンプ19.ストレーナ191及び調
圧弁191を介在し、該圧送ポンプ19は機関20で駆
動される。なε1圧送ポンプ19には、これと並列にし
た補助ポンプ50を設け、これを電動モータ51で適宜
駆動できるようにして、特ニ始動時に供給路12に予圧
を付勢し、吸気弁又は排気弁2が開弁できるように構成
されている。
このような構成になっているので、機関20における特
性値である2例えばクランク角度(位相〕負荷状態及び
回転速度等を検出し、コンピュータ21でもって処理す
ることにより、最適な吸排気弁のタイミングを設定し、
コンピュータ21からの信号によってソレノイド16に
通電し、バネ15に抗して弁体14を吸引し、供給路1
2からの圧油を油室7番こ流入し、ピストン5を弁バネ
4′に抗して押し下げ、弁2を開弁する。次いで、コン
ピュータ21から信号により、ソレノイド16の電流を
遮断すると、弁体14が閉動し、又、排出用電磁弁18
のソレノイド18’に通電され、その弁体14が開き、
作動油室7から排出路13に作動油が排出されるととも
に、吸(排)気弁2は弁バネ41 により閉弁される。
以上の作動によって、カム駆動に代って機関の動弁機構
を作動させる。
ところが従来提案されている、以上のようなマイクロコ
ンピュータ使用の動弁機構は、油室7内で上下するピス
トン5の衝撃及び、熱による寸法変化等でピストン5の
位置変更で、弁2の開閉に      7悪影響を及ぼ
すが・この影響防止のところ迄配慮されてないので、弁
2における新たなジャンピンクやバウンス等の問題が発
生している。
そこで本発明は、これらの問題点を多角的見地から追求
し、実用可能なマイクロコンピュータ使用の動弁機構を
提供しようとするものである。
第1の実施例を第2図、第3図及び第4図に示す。本実
施例のピストン5は、スプール弁型のピストンになって
εす、上下にランド22を設け、これらランド22.2
2の中間にスプール23を設けている。該スプール23
.に連通孔24を開口し。
該連通孔24を油室71こ開口している。
かかるピストン5で、その頂部、すなわち、油室7に臨
設する端部全周に、多数の切欠25を刻設している。切
欠25の形状は、第3図及び第4図(イ)のよう(乙軸
方向にストレート形浅溝26を刻設したもの、第4図(
ロ))のよう番こテーバ形浅溝27を刻設したもの、第
4図(ハ)のようにローレット形浅溝28及びに)のよ
うにネジ形浅溝29を刻設したもの、いずれでもよい。
供給口8と排出口9とは、ブラケット6に8いてピスト
ン5の摺動方向と直角に臨設している。
したがって、第3図に示すように、ピストン5の上方の
ランド22が排出口9を閉塞するとき、端部全周に設け
た切欠25により、油室7は排出口9と連絡する。切欠
25の溝巾は排出口9の径に対して十分狭くしているの
で、吸排気弁2が着座する和尚位置に、ピストン5が近
つくにつれて、作動油の逃げ抵抗が増し、いわば可変絞
り弁を油室7に臨設したよう番こなっているため、なめ
らかなダンピングが得られ、吸排気弁2の着座時の衝撃
を小さくでき、作動騒音低減と、動弁系寿命の延長がで
きる。
第2の実施例を第5図(イ)〜(ト)に示す。本実施例
のピストン5は、大径の作動ピストン30と該ピストン
30に嵌合した小径の作動ピストン31 とよりなり、
作動ピストン30をブラケットS内の油室7内で上下に
摺動する。作動ピストン30の下側油室36には、リタ
ーンスプリング32を介装し、常時、作動ピストン30
を上方に押上けている。作動ピストン30にはスプール
33を設け、該スプール33とブラケット2に穿設した
C通路とを連通している。作動ピストン30の中心には
貫通孔34を穿設し、該貫通孔34の小径部35を残し
、作動ピストン31が挿入されている。貫通孔34には
溝37を穿設し、下側油室36とC通路とを連通してい
る。
弁軸3の延長部と連結された作動ピストン311こは小
スプール38と大スプール39を設け、小スプール38
は8通路と連通し、該8通路は前記下側油室36と連通
している。大スプール39は、作動ピストン31の中心
孔40と連通ずるとともに、入通路とも連通している。
したがって、A通路を開き、C通路を閉して高圧作動油
を大スプール39に導入すれば、作動油は中心孔40よ
り油室7の上側油室411こ油圧が加わる。作動ピスト
ン30の頂部及び作動ピストン31の頂部を同時に押下
げる。このとき、下側油室36の作動油は小スプール3
8より8通路へ排出され、オイルタンク11  (第1
図参照)に戻る。この状態を第5図(ロ)に示す。
次いで、小スプール38が8通路に対し遮閑されると、
作動ピストン30は停止し、作動ピストン31のみが降
下を続ける。更に作動ピストン31が降下すれば、溝3
7の上端が開き、下側油室36に作動油の油圧が加わる
ので、作動ピストン30はリターンスプリング32によ
り、元の位置にもどる。これが第5図(ハ)及びに)で
示す。
一方、作動ピストン31は降下を続け、大スプール39
とA通路とが断たれるため、作動油の供給が止まり、作
動ピストン31は停止する(第5図(ホ)参照)。この
状態が吸(排)無弁2の最大開口時に該当する。
この時、A通路を閉じ、C通路を開とすれば、第5図(
へ)のように、作動ピストン31は吸(排)無弁2の弁
バネ4′により上昇し、更に、作動ピストン31が上昇
すると、排出用切欠42を閉じながら、ピストン上昇速
度を遅くして、最後に該切欠42の上端よりのもれによ
り、作動ピストン31は緩やかに停止する(第5図(ト
)参照)。
したがって、大小2個の作動ピストン30.31により
、吸(排〕無弁2を作動するので、大きな初期作動力と
必要油量の低減が可能となって、圧送ポンプ18でのエ
ネルギー消費を押えることができる。しかも、作動ピス
トン30の溝31の存在により、吸(排)無弁2の弁シ
ートへの着座が緩やかにできる。
第3の実施例を第6図に示す。本実施例のブラケット6
における供給路12と排出路13とは、合流し、作動油
路43となって、油室7に臨設している。これら供給路
12及び排出路13には夫々供給用電磁弁17及び排出
用電磁弁18が設けられ、排出用電磁弁18の下流には
油逃し通路44が油室7と連通している。ピストン5の
下側は空気室になって8す、ピストン5の上下動による
ブリーザは、弁軸3の延長部外周とブラケット6との摺
動部との間隙45で行われる。
そしてピストン5の頂部形状は、第7図に示すように、
51のフラット、52のテーパ、53のリード付のもの
とする。
したがって、供給用電磁弁17を開とし、排出用電磁弁
18を閉とすれば、油室7内の作動油が上昇し、ピスト
ン5を押し下げ、油逃し通路44の位置にピストン5の
頂部がくると、作動油が逃げ、油圧が弁バネ41力と釣
合う状態になる。この状態が吸(排)無弁2のリフト最
大となる。この吸(排)無弁2のリフト最大特に発生し
がちなジャンピングに対しては、ピストン5の頂部と油
逃し通路44の開口面積が除々に増大することによって
、油室7内の圧力を除々に低下させ、吸(排)無弁2の
停止を緩やかに行う。又ピストン5の下降時にピストン
下側の空気室の空気を圧縮し、ダンパ効果を持たせるこ
とでも、ジャンピングの防止を行っている。
次いで、供給用電磁弁17を閉じ、排出用電磁弁18を
開とすれば、油室7の油圧は低下し、弁バネ4+により
、ピストン5は上死点位置迄上昇し、吸(排)無弁2を
閉じる。
したがって、ジャンピングの防止をすることにより、騒
音の原因のみならず、衝突部の摩耗も防止できる。
以上要するに本発明は、内燃機関の運転特性値を検出し
、これを電気信号として受は入れるコンピュータと、弁
バネを装着した吸排気弁の弁軸に連結したピストンとを
設け、該ピストンを上下摺動自在とする油室を設け、該
油室に高圧作動油を供給又は排出する電磁弁を設け、該
電磁弁を前記コンピュータにて制御する動弁機構におい
て、油室内の油圧を漸減することにより、吸排気弁の死
点停止を緩和することを特徴とする内燃機関の動弁機構
であるから次の効果を奏する。
■吸排気弁の死点停止時の加速度の急激な変化を油圧の
漸減で吸収するので、弁のジャンピング現象やバウンス
現象を回避できる。
■そのため、弁バネを複雑化することがない。
■コンピュータによる清めらかな制御に対し、油圧を漸
減することで対応しているので、複雑化す不ことなく、
電気手段と油圧手段とがよくマツチングする。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の動弁機構の系統図、第2図は本発明の第
1の実施例の要部断面図、第3図は第2図の要部拡大図
、第4図(イ)は第3図の更に拡大した要部図、第4図
(ロ)〜(ハ)は同(イ)の変形例、第5図は第2の実
施例の要部断面図で、(イ)〜(ト)はその作動図、第
6図は第3の実施例の要部断面図、第7図は第6図の要
部拡大図の変形例を示す。 2・・・吸(排)無弁。 3・・・弁軸、 41・・・弁バネ。 5・・・ピストン、 7・・・油室、 17・・・供給用電磁弁、 18・・・排出用電磁弁、 21・・・コン、ピユータ、 25・・・切欠、 42・・・排出用切欠、 44・・・油逃し通路 代理人弁理士  岡 部 吉 彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関の運転特性値を検出し、これを電気的な入力信
    号として受は入るコンピュータと、弁バネを装着した吸
    (排)気弁の弁軸に連結したピストンとを設け、該ピス
    トンが摺動自在とする油室を設け、該油室に高圧作動油
    を供給又は排出する電磁弁を設け、該電磁弁を前記コン
    ピュータで制御する動弁機構に2いて、前記油室内の油
    圧を漸減することにより、吸(排〕気弁の死点停止を緩
    和することを特徴とする内燃機関の動弁機構。
JP58102228A 1983-06-08 1983-06-08 内燃機関の動弁機構 Pending JPS59229011A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58102228A JPS59229011A (ja) 1983-06-08 1983-06-08 内燃機関の動弁機構

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