JPS595846A - 4気筒内燃機関 - Google Patents

4気筒内燃機関

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Publication number
JPS595846A
JPS595846A JP57115002A JP11500282A JPS595846A JP S595846 A JPS595846 A JP S595846A JP 57115002 A JP57115002 A JP 57115002A JP 11500282 A JP11500282 A JP 11500282A JP S595846 A JPS595846 A JP S595846A
Authority
JP
Japan
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cylinder
cylinders
bottom dead
engine
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57115002A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Aoyama
俊一 青山
Yasuo Nakajima
中島 泰夫
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP57115002A priority Critical patent/JPS595846A/ja
Priority to DE19833316446 priority patent/DE3316446A1/de
Priority to GB08312442A priority patent/GB2119853B/en
Publication of JPS595846A publication Critical patent/JPS595846A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06Cutting-out cylinders
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (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】 この発明は、軽負荷運転域で一部気筒の作動を休止させ
部分気筒運転を行なう多気筒内燃機関の改良に関する。
一般に、内燃機関を高い負荷状態で運転すると燃料消費
率が良好になる傾向があシ、このため多気筒内燃機関に
おいて負荷の小さいときに一部気筒の作動を休止させて
、この分だけ残りの稼動側気筒の負荷を相対的に高め、
全体として軽負荷域の燃費を改善するようにした多気筒
内燃機関が考えられた(本出願人が先に出願した特願昭
50−28770など)。
一部気筒を休止する手段としては、燃料の供給を停止す
るものや、吸気弁並びに排気弁の開作動を規制するもの
が主であるが、後者によると気筒内に閉じ込められた吸
気が圧縮・膨張を反復する間にクランククース側へのブ
ローパイを起すことから次第に休止側気筒の管内圧力が
減少し、回転の円滑さが著しく損われるという問題を生
じる。
例えば、第1図囚は直列4気筒機関の2,3番気筒の吸
排気を停止して部分気筒運転を続けた場合の各気筒の筒
内圧力(p+−P4)の変化を示したものであるが、当
初はPt 、Psの−一り値はR、P4の半分程度が得
られるものの、休止を続けると図示したように圧力変化
は殆ど平滑化され、通常の全気筒(4気筒)運転がクラ
ンク180°毎に燃焼圧力のピークを迎えるのに対して
、2気筒を休止させた場合は大きな圧力のピークは36
0°毎となり回転の円滑さが著しく損われる。
ところで、特開昭57−38639号公報には、休止時
に休止側気筒の吸気弁または排気弁を下死点近傍で開い
て給気を行なうことによシ筒内圧力の低下を回避するよ
うにした内燃機関が提案されているが、その目的とする
ところはオイル上シの防止であり、実施は6気筒気関で
行なっている。
これに対し、本発明の目的は前述のような部分気筒運転
時の回転の円滑さの悪化を防止することにあシ、これは
4気筒機関に適用した場合に効果を生ずるのであって、
6気間機関では以下に述べる理由によυ効果を生じない
6気筒機関の半数気筒(1,2,3番気筒または4,5
.6番気筒)を休止側気筒となし、その休止時に補助給
気を行なうと、第1図(B)に示したように休止側気筒
、この場合4,5.6番気筒の筒内圧力P4〜P6は位
相が120°ずれていて互いに重なりあうことがなく、
しかも稼動側気筒の燃焼ピークに休止側気筒の何れか1
つの圧縮ピークが必ず重畳するので、むしろトルク変動
を助長する結果となる。
これに対して、工8o度クランクスローの4気筒機関で
は、ピストンの作動が互いに同位相である2つの気筒(
1番気筒と4番気筒もしくは2番気筒と3番気筒)の吸
排気弁を閉止した場合、この休止側の2つの気筒ではク
ランク角36o0毎に互いに同時に、かつ作動側気筒と
は18o0ずれた位相で圧縮作用がなされ、しかもその
ピーク値の叙和が作動側の1つの気筒の燃焼ピーク値と
同程度になるので(第1図(5)参照)、前記圧縮作用
が確実になされるかぎシ、2気筒運転であっても4気筒
時と同等の滑らかさが得られる。
本発明はこのような4気筒機関の部分気筒運転状態での
円滑な回転を確保すること全目的とするものである。
このために本発明では、休止側気筒の吸気弁は休止時に
下死点(本来の吸入下死点または膨張下死点)の前後に
各々30°〜600の期間、下死点に関して略対称に開
弁する特性を与え、部分気筒運転の継続に伴う休止側気
筒の筒内正方低下を下死点近傍における若干の給気で補
償することによシ、上述した圧縮作用を確保する。
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
本発明は4気筒機関のピストン作動が互いに同位相(吸
・排気弁の位相は360°差がある)である2つの気筒
の吸・排気弁のバルブタイミングを切換える手段を設け
て休止側気筒とし、休止時に排気弁は全閉とし、吸気弁
は前述のごとく下死点近傍で小リフトをとるようにする
のであるが、吸・排気弁の作動切換手段としては既に多
くのものが提案されているので、ここではまずその−例
を第2図、第3図に基づいて説明する。
第2図において、1はシリンダヘッド、2は吸気弁、3
はロッカアーム、4はロッカシャフト、5A、BUロッ
カシャフト4をシリンダヘットlに支持するためのブラ
ケット、6はカムシャフトである。
カムシャフト6には、バルブスプリング2人(第3図)
と協働して、稼動時の吸入行程でロッカアーム3を介し
て吸気弁2を開閉させるためのプロフィールが付与され
た第1のカム6Aと、ピストン下死点近傍で吸気弁2を
開弁させる第2のカム6Bとが隣接して形成されている
(第3図参照)。
一方、ロッカアーム3は、ロッカシャフト4に対して揺
動可能でおるだけでなく、2つのプラタン)5A、Hの
間で軸方向にも移動し得るように支持されている。
ロッカシャフト4にはロッカアーム3と一方のプラタン
)5Aとの間で軸方向に摺動可能なように切換リング7
が設けられ、ロッカアーム3はこの切換リング7との間
に介装された第1のバネ8Aと、他方のプラタン)5B
との間に介装された第2のバネ8Bとの間の張カパシン
スに応じて軸方向への位置決めがなされるようになって
いる。
上記切換リング7は、ロッド9t−介して、ソレノイド
あるいは油圧シリンダ等で構成されるアクチュエータ1
0によシ駆動され、エンジン稼動時にあっては第1のカ
ム6Aに従って吸気弁2が作動するようにロッカアーム
3を位置決めしている(図示状態)。この状態からアク
チュエータ10の駆動力に基づいて切換リング7がブラ
ケッ)5B側へと移動するとバネ8A、Bが圧縮される
のに伴ってロッカアーム3が押され、そのフォロワ部3
Aがカム6Aのペースサークル域に在る間に第2のカム
6Bへと乗シ移る。第2のカム6Bはピストン下死点で
吸気弁2に微小リフトラ与えるような特性となっている
図示しないが排気弁についても上記と同様の弁機構が設
けられカム6Bに相当する第2のカムはカム6Aのペー
スサークル部と同径の真円状をなしたものを用いる。従
って気筒体止時には吸気弁2は下死点で微小リフト、排
気弁は全閉となるようアクチュエータ10全機関運転条
件に応じて作動させることによシ体止側気筒の吸Φ排気
作用を制御することができるのである。
第4図は直列4気筒機関の1番気筒+1と4番気筒す4
ft休止側気筒、2番気筒す2と3番気筒+3を稼動側
気筒とした気筒数制御系統の一例で、アクセルペダル1
5と連動する負荷上ンサ16からの信号に基づいて制御
回路17て機関の負荷状態が検出され、予め設定された
軽負荷域にある場合社、アクチュエータ10’に介して
気筒+1.+4の弁作動を停止するとともに、ディスト
リビュータ18から気筒+1,41−4に至る点火コー
ド19゜200途中に設けられたスイッチ19A、2O
A全開いて点火栓(図示せず)への電流供給を停止し、
これによジエンジンが部分気筒運転に入るようになって
いる。なお、21はバッテリ、22はイグニッションス
イッチ、23は点火コイルf、9る。
第5図はシリンダヘッド1に取付けた弁作動切換機構の
全体の構成体である。
図においてカム6Bのプロフィールは、吸気弁2が気筒
体止時に吸入下死点の前後に各々30°〜60°(クラ
ンク角)の期間開弁するように、つまシ第6図に示した
ように下死点前30°〜60°の期間内で開弁開始して
下死点後30°〜60°の期間内で閉弁するように形成
する。
このような構成に基づき、第7図に示したように、気筒
す1.す4では排気弁29が閉止する休止時であっても
吸入行程が到来する度に吸気弁2が開いて新気吸入作用
が行なわれ、仮にピストン28の上昇行程で圧縮ガスが
クランクケース側へと吹き抜けても、このブローパイガ
スとして失なわれた分の新気が次のサイクルで補給され
るため、jgg図に示したように常時適度なコンプレッ
ションが確保されるのである。そして、この状態では、
既に述べたように休止側気筒の筒内最高圧力が稼動側気
筒の半分程度になシ、かつ休止状態にある気筒+1.+
4では本来の圧縮行程と排気行程でコンプレッションを
生じるため、クランク軸が1回転する毎に各々が合成さ
れてitぼ稼動側気筒す2、す3と同程度のトルクが発
揮され、換言すれば機関はクランク角180°毎に燃焼
圧力のピーク値またはこれに相当する圧力変化を迎える
ことになる。
さらに、この時の休止側気筒+1.+4の筒内圧力が吸
気通路25(第4図)と同一になシ、すなわち部分気筒
運転域内での負荷変動に伴う吸気充填率の変化が休止側
気筒す1.+4と稼動側気筒す2.十3とで均しく起る
この結果、全運転域にわたってトルクないし回転変動の
少ない、極めて円滑な運転状態が得られるのである。
なお、気筒体止時の吸気弁2の開弁期間は下死点を挾ん
で略対称でかつ±30°〜60°の範囲が望ましい。こ
れは次の理由による。
すなわち、第1に休止時のブローパイで失なわれた分の
空気を確実に補給するには弁リフトとの関係で最小限6
0°8度の開弁期間が必要になるからである。弁リフト
が小さすぎると弁隙間の不揃いが気筒毎の吸気充填率の
差となって現われ、結果的に振動や回転変動を引き起こ
すので、これを回避するとともに給気のための時間的余
裕を付与することが必要なのである。第2に開弁期間が
膨張行程側または圧縮行程側に偏っているとポンピング
ロスを生じるからである。例えば下死点後90゜の期間
開弁するように設定すると筒内空気のほぼ50%が逆流
して失なわれるので、所期の圧縮圧力を生じず、さらに
次の膨張行程の途中から膨張のために仕事をしなければ
ならず、トルク損失が発生する。これに対して下死点前
90°の開弁期間を設けると、膨張行程の途中で筒内圧
゛が逃げることから、これに先行してなされた圧縮仕事
の一部が無駄になシ、やけシポンピングロスとなる。こ
のようなポンピングロスは燃費の悪化要因となシ、気前
数制御を行なう本来の意味が失なわれる。また、開弁期
間が長すぎても吸気光填率が低下して圧縮圧力が不足す
るという不都合を生じる。従って、はぼ下死点を中心に
都合60°〜120°の範囲内で開弁期間全格対称に設
定することが望ましいのである。
なお、実施例では直列4気筒としたがV型4気筒でも燃
焼間隔が全気筒稼動の場合zso’(クジンク角)、2
気筒稼動の場合360°となるので本発明の効果は同一
である。
以上説明したように、本発明は、軽負荷運転域で同位相
の2つの気筒の吸・排気弁の作動を休止して部分気筒運
転を行なうようにした4気筒機関において、休止側気筒
の吸気弁は、休止時に下死点前後に各々30°〜600
程度の期間開弁する開弁特性を与え部分気筒運転時の休
止側気筒にプローパイに相当する量の空気を確実に補給
して充分な圧縮圧力を維持するようにしたので、部分気
筒運転状態での円滑な運転性を確保できるという効果を
生じる。
【図面の簡単な説明】
81図(5)は、従来の直列4気筒機関の稼動側気筒並
びに休止側気筒の筒内圧力変化を表わす指圧線図である
。第1図(B)は直列6気筒機関の半数気筒を休止側気
筒とした場合の各気筒の指圧線図である。WJ2図は吸
気弁または排気弁の開作動を切換える手段の一例の平面
図、第3図は同じく概略正面図、第4図は前記手段を備
えた直列4気筒機関の制御系統をも含めた概略構成図で
ある。第5因は第4図の要部平面図である。第6図は吸
気弁の開弁期間の説明図である。第7図は前記実施例の
休止側気筒の稼動時、休止時の作用説明図、第8図は同
じく稼動側気筒並びに休止側気筒の筒内圧力変化を表わ
す指圧線図である。 2・・・吸気弁、3.27・・・ロッカアーム、6・・
・カムシャフト、−6C・・・補助カム、7・・・切換
リング、10・・・アクチュエータ、25・・・吸気通
路、28・・・ピストン。 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図(A) 第1図(B) フラン7Pl 象E句 第2図 第ろ図 ス 第4図 217− 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 軽負荷運転領域で吸気弁並びに排気弁の開作動を規制す
    る手段金有する休止側の2つの気筒と、常時作動する稼
    動側の2つの気筒とを備えた4気筒内−gXxにおいて
    、稼動時、休止時に応じて休止側気筒の吸、排気弁のバ
    ルブタイミングを切換え、休止時に排気弁を閉弁保持し
    、吸気弁を下死点近傍で下死点に対し略対称の期間開弁
    するようにしたことt−特徴とする4気筒内燃機関。
JP57115002A 1982-05-07 1982-07-02 4気筒内燃機関 Pending JPS595846A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57115002A JPS595846A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 4気筒内燃機関
DE19833316446 DE3316446A1 (de) 1982-05-07 1983-05-05 Vierzylinder-verbrennungsmotor
GB08312442A GB2119853B (en) 1982-05-07 1983-05-06 Four-cylinder i.c. operable with two effective cylinders

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JP57115002A JPS595846A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 4気筒内燃機関

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JPS595846A true JPS595846A (ja) 1984-01-12

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ID=14651859

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JP57115002A Pending JPS595846A (ja) 1982-05-07 1982-07-02 4気筒内燃機関

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JP (1) JPS595846A (ja)

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