JPS597714A - 内燃機関における弁作動用カムシヤフト - Google Patents
内燃機関における弁作動用カムシヤフトInfo
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- JPS597714A JPS597714A JP11660082A JP11660082A JPS597714A JP S597714 A JPS597714 A JP S597714A JP 11660082 A JP11660082 A JP 11660082A JP 11660082 A JP11660082 A JP 11660082A JP S597714 A JPS597714 A JP S597714A
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- Japan
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- cam
- camshaft
- speed
- speed rotation
- valve
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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
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は自動車、オートノ々イ、船舶などに使用され
る内燃機関の弁を作動させるカムシャフトに係るもので
、殊にカム作動のタイミングを変化させるものに関する
ものである。
る内燃機関の弁を作動させるカムシャフトに係るもので
、殊にカム作動のタイミングを変化させるものに関する
ものである。
従来、この種の内燃機関の弁の作動タイミングについて
は、一定のタイミングに設定されており、通常は高速回
転時に最も効率のよい弁作動をするように、各カムの形
状及び位相が定めである。
は、一定のタイミングに設定されており、通常は高速回
転時に最も効率のよい弁作動をするように、各カムの形
状及び位相が定めである。
しかしながら高速運転時と低速運転時とにおいては吸排
気のガス流の慣性が異なるため理想的な弁の作動タイミ
ングは異なり、カムシャフトの回転を基準とした４サイ
クル内燃機関の例として、弁作動のダイヤグラムを示せ
ば、第１図が高速回転時であり、第２図が低速回転時と
なる。これらの図からも明らかなように、吸気弁が開き
排気弁が閉じるまでの弁重合角も、高速回転時の弁重合
角θｌの方が、低速回転時のその角θ２よりも大きく、
ピストンが下死点を通過する吸気弁が閉じるまでの角α
１．α２も同様に６皿〉α２のように高速回転時の方が
大きいなど、それぞれ弁を作動させるタイミングを異に
する。
気のガス流の慣性が異なるため理想的な弁の作動タイミ
ングは異なり、カムシャフトの回転を基準とした４サイ
クル内燃機関の例として、弁作動のダイヤグラムを示せ
ば、第１図が高速回転時であり、第２図が低速回転時と
なる。これらの図からも明らかなように、吸気弁が開き
排気弁が閉じるまでの弁重合角も、高速回転時の弁重合
角θｌの方が、低速回転時のその角θ２よりも大きく、
ピストンが下死点を通過する吸気弁が閉じるまでの角α
１．α２も同様に６皿〉α２のように高速回転時の方が
大きいなど、それぞれ弁を作動させるタイミングを異に
する。
従って、従来公知のように単に高速回転時にのみ適合す
るカム形状では低速回転時には未燃焼ガスや、不完全燃
焼ガスがそのま＼内燃機関から排気され燃゛料の使用効
率が悪く、また排気ガスは大気を汚染する。
るカム形状では低速回転時には未燃焼ガスや、不完全燃
焼ガスがそのま＼内燃機関から排気され燃゛料の使用効
率が悪く、また排気ガスは大気を汚染する。
この発明はこのような従来の装置の欠点を改善し、内燃
機関の回転数に応じた弁作動タイミングが得られるカム
シャフトとし、これを使用することによって最も燃費効
率のよい弁作動を行わせるだめのものである。
機関の回転数に応じた弁作動タイミングが得られるカム
シャフトとし、これを使用することによって最も燃費効
率のよい弁作動を行わせるだめのものである。
この発明はクヤ７トに一体的に設けである各カムの同一
端側部位を高速回転時用カム形とし、各カムの同一他端
側部位を低速回転時用カム形とし。
端側部位を高速回転時用カム形とし、各カムの同一他端
側部位を低速回転時用カム形とし。
中間カム表面は滑らかな曲面で連らねて形成しであるこ
とを特徴とする内燃機関における弁作動用カムシャフト
。
とを特徴とする内燃機関における弁作動用カムシャフト
。
今この発明を図示の代表的な実施態様に基づいて説明す
る。
る。
第亭図、第４図、第５図において、１０はカムシャフト
、１１はこのシャフト上に一体的に設けである弁作動用
のカムであり、吸気弁用カムｌｌａと排気弁用カムｌｌ
ｂとが通常交互に配設しである。
、１１はこのシャフト上に一体的に設けである弁作動用
のカムであり、吸気弁用カムｌｌａと排気弁用カムｌｌ
ｂとが通常交互に配設しである。
また各シリンダ毎に、その位相を異にして設けである。
１２は潤滑油ポンプ用のギヤである。このカムシャフト
１０は通常クランクシャフト２０が２回転する間に一回
転するよう歯車機構３０によって連動させである。
１０は通常クランクシャフト２０が２回転する間に一回
転するよう歯車機構３０によって連動させである。
前述の弁作動カム１１は第、４図に示す第１実施態様に
おいてはそれぞれ一つのカムがカムシャフトの同−一端
側部位１３が高速回転時用のカム形状であり、他端側部
位１４が低速回転時用のカム形状で中間は、単に滑らか
な曲面１５によって連続させである。従って各部位１３
．１４の外周面において、そり、ぞれのカム面にはカム
シャフト１０の軸線方向に対する傾斜は全くない。
おいてはそれぞれ一つのカムがカムシャフトの同−一端
側部位１３が高速回転時用のカム形状であり、他端側部
位１４が低速回転時用のカム形状で中間は、単に滑らか
な曲面１５によって連続させである。従って各部位１３
．１４の外周面において、そり、ぞれのカム面にはカム
シャフト１０の軸線方向に対する傾斜は全くない。
上述の例においては高低二段階に設けたが、三段、四段
階のカム形状であってもこの発明としては変らない。
階のカム形状であってもこの発明としては変らない。
第５図に示す第２実施態様のものにおいては、それぞれ
のカム形状は段階的に変化させであるのではなく、高速
回転から低速回転までの速度に対応した連続して断面形
が変化した表面が三次元的曲面としたものである。
のカム形状は段階的に変化させであるのではなく、高速
回転から低速回転までの速度に対応した連続して断面形
が変化した表面が三次元的曲面としたものである。
次にこれら実施態様のカムシャフト１０を使用した制御
系を説明する。
系を説明する。
第４図の第１実施態、様のものを用いた制御系の一例と
しては第６図について説明する。
しては第６図について説明する。
各カムシャフト１０は軸受部１６に対して軸方向に摺動
自在に装備し、油圧２ム２２によって、各カム１１に当
接するカム作動部材のタペット１７が、カム１１０局面
を高速回転用の部位１３から低速回転用の部位１４まで
変化できる寸法だけ油圧ラム２２によって摺動できるよ
うに装備し、カムシャフト１０を作動させる制御装置０
としては、作動部たる前記油圧ラム２２とこれを制御す
るだめのカムシャフト１００回転速度検出装置（タコメ
ータ）２３、設定回転速度と比較し、前記油圧ラム２２
を作動させる電磁弁２５に指令信号を送る制御部２４よ
りなる。
自在に装備し、油圧２ム２２によって、各カム１１に当
接するカム作動部材のタペット１７が、カム１１０局面
を高速回転用の部位１３から低速回転用の部位１４まで
変化できる寸法だけ油圧ラム２２によって摺動できるよ
うに装備し、カムシャフト１０を作動させる制御装置０
としては、作動部たる前記油圧ラム２２とこれを制御す
るだめのカムシャフト１００回転速度検出装置（タコメ
ータ）２３、設定回転速度と比較し、前記油圧ラム２２
を作動させる電磁弁２５に指令信号を送る制御部２４よ
りなる。
この制御の方法を次に説明する。設定回転速度としては
カムシャフト１０の高速回転速度と、低速回転速度の中
間値を設定する。而して、カムシャフト１００回転速度
を回転速度検出装置２３によって検出し、この数値と前
記設定数値とを制御部２４によって比較し、この値より
も高速回転のときは、前記電磁弁２５（第６図において
は二位置４ポートの電磁弁２５）を右側に移動させる指
令信号を発して、前記電磁弁２５を移動させ、油圧ラム
中のピストン２６を右方向に移動させ、これと一体のカ
ムシャフト１０も右側へ移動させて、゛各カムＩＩＫ接
触するタペット１７が各カムの高速回転時の部位１３に
当接させる。反対に検出されたカムシャフト１００回転
数が設定値よりも小さいときは、前記電磁弁２５を第６
図において前とは逆に左方向に移動させ、ピストン２６
及びカムシャフト１０も左方向に移動させて、各タペッ
ト１７が各カム１１の部位１４に当接させる。
カムシャフト１０の高速回転速度と、低速回転速度の中
間値を設定する。而して、カムシャフト１００回転速度
を回転速度検出装置２３によって検出し、この数値と前
記設定数値とを制御部２４によって比較し、この値より
も高速回転のときは、前記電磁弁２５（第６図において
は二位置４ポートの電磁弁２５）を右側に移動させる指
令信号を発して、前記電磁弁２５を移動させ、油圧ラム
中のピストン２６を右方向に移動させ、これと一体のカ
ムシャフト１０も右側へ移動させて、゛各カムＩＩＫ接
触するタペット１７が各カムの高速回転時の部位１３に
当接させる。反対に検出されたカムシャフト１００回転
数が設定値よりも小さいときは、前記電磁弁２５を第６
図において前とは逆に左方向に移動させ、ピストン２６
及びカムシャフト１０も左方向に移動させて、各タペッ
ト１７が各カム１１の部位１４に当接させる。
第５図に示す形状のカム１１を有するカムシャフト１０
を用いる第２実施態様のものを使用するときの制御装置
０としては例えば第７図に図示したものを用いる。電磁
弁２５ａとしては、３位置４ポートの電磁弁を用い、設
定値の設定は固定式ではなく、カムシャフト１０の軸方
向−＼の変位に対応して設定値が変化するようにカムシ
ャフト１０の位置検出装置を含む設定値決定装置２７が
設けてあり、カムシャフト１０の回転速度を検出し、こ
の値と設定値決定装置２７によって設定された値とを、
制御部２４によって比較し、設定値よりもカムシャフト
１０の回転速度が大きいときは電磁弁２５ａを最も右側
まで移動させ、油圧ラム２２中のピストン２６を右方向
に移動させカムシャツ）１０も右側へ変位させることに
よって、各タペット１７は次第に高速回転部位１３側に
移動し、これと同時に設定値決定装置２７の設定値も次
第に上昇し、回転速度検出装置２３の検出値と一致した
ところで、制御部２４は電磁弁２５ａを右側に変位させ
ておく指令信号はオフとし、弁２５ａは中立位置に復帰
し、ピストン２６及びカムシャフト１０はその位置に停
止する。
を用いる第２実施態様のものを使用するときの制御装置
０としては例えば第７図に図示したものを用いる。電磁
弁２５ａとしては、３位置４ポートの電磁弁を用い、設
定値の設定は固定式ではなく、カムシャフト１０の軸方
向−＼の変位に対応して設定値が変化するようにカムシ
ャフト１０の位置検出装置を含む設定値決定装置２７が
設けてあり、カムシャフト１０の回転速度を検出し、こ
の値と設定値決定装置２７によって設定された値とを、
制御部２４によって比較し、設定値よりもカムシャフト
１０の回転速度が大きいときは電磁弁２５ａを最も右側
まで移動させ、油圧ラム２２中のピストン２６を右方向
に移動させカムシャツ）１０も右側へ変位させることに
よって、各タペット１７は次第に高速回転部位１３側に
移動し、これと同時に設定値決定装置２７の設定値も次
第に上昇し、回転速度検出装置２３の検出値と一致した
ところで、制御部２４は電磁弁２５ａを右側に変位させ
ておく指令信号はオフとし、弁２５ａは中立位置に復帰
し、ピストン２６及びカムシャフト１０はその位置に停
止する。
このような運転状態妬おいて、カムシャフトの運転速度
が低下すると、回転速度検出装置２３の検出値が設定値
よりも低下することとなり、前とは逆の制御部２４より
の指令信号により、電磁弁２５ａは左側に移動しピスト
ン２６及びカムシャフト１０を左方向に移動させ、検出
値と、設定値が一致したところで、電磁弁２５ａは中立
位置に復帰する。以下カムシャフト１，００回転速度の
変化に応じて、カムシャフト１０はその軸方向の位置が
変化する。要するに一種のサーブ機構となっている。
が低下すると、回転速度検出装置２３の検出値が設定値
よりも低下することとなり、前とは逆の制御部２４より
の指令信号により、電磁弁２５ａは左側に移動しピスト
ン２６及びカムシャフト１０を左方向に移動させ、検出
値と、設定値が一致したところで、電磁弁２５ａは中立
位置に復帰する。以下カムシャフト１，００回転速度の
変化に応じて、カムシャフト１０はその軸方向の位置が
変化する。要するに一種のサーブ機構となっている。
サーボの例としては上述のように油圧装置を用いたが、
可逆回転するサーボモータを用いてもよい。
可逆回転するサーボモータを用いてもよい。
前述のように構成しているこの発明のカムシャツ）１０
においては、前述のように使用することによって、その
回転数に対応し、これに適した弁作動タイミングを得る
ことができ、特に複雑な制御装置０も必要ではない。
においては、前述のように使用することによって、その
回転数に対応し、これに適した弁作動タイミングを得る
ことができ、特に複雑な制御装置０も必要ではない。
第１実施態様のものにおいては、各カム１１の部位１３
，１４のところは軸方向には傾斜のないカム面をしてい
るから、これと接触するタペット１７及びカムシャフト
１０に余分な推力を与えない。
，１４のところは軸方向には傾斜のないカム面をしてい
るから、これと接触するタペット１７及びカムシャフト
１０に余分な推力を与えない。
また第２実施態様のものにおいては、如何なる回転数に
対しても理想的な弁作動タイミングを得ることができる
。
対しても理想的な弁作動タイミングを得ることができる
。
その他、第６図、第７図に示すような制御装置０を用い
ることによって内燃機関のクランクシャフト２０及びカ
ムシャフト１０の回転数に応じた弁作動タイミングが自
動的に得られ、燃費効率がよく、かつ、排気ガスも完全
燃焼に近いものとなり、不完全又は未燃焼ガスによる大
気汚染は少なくなる。
ることによって内燃機関のクランクシャフト２０及びカ
ムシャフト１０の回転数に応じた弁作動タイミングが自
動的に得られ、燃費効率がよく、かつ、排気ガスも完全
燃焼に近いものとなり、不完全又は未燃焼ガスによる大
気汚染は少なくなる。
また回転速度に応じてタペット１７と接触するカム１１
０部位が変化するからカム１１の局面の摩耗も偏在せず
、カム軸の寿命を長くする。
０部位が変化するからカム１１の局面の摩耗も偏在せず
、カム軸の寿命を長くする。
上述の制御装置Ｃの例示中、回転速度検出器としてはタ
コメータを例示したが、プラグの点火時期を調節するだ
めのガノ々ナーや、圧力計による他の回転速度検出装置
から回転速度数値（電気的量。
コメータを例示したが、プラグの点火時期を調節するだ
めのガノ々ナーや、圧力計による他の回転速度検出装置
から回転速度数値（電気的量。
位置、圧力などの値）として得るようＫしたものでも、
この装置としては何ら変るところがない。
この装置としては何ら変るところがない。
その他図示において、カムシャフト１０と歯車機構３０
はカムシャフト１０の軸方向への移動に係らず、噛合が
外れないように、カムシャフト１゜とこれに取付けた歯
車３０ａとの嵌合部を滑りキー又はスプライン軸とする
カド歯車機構３０中の前記歯車３０ａ又は中間歯車３０
ｂの歯幅を広くしておくとよい。
はカムシャフト１０の軸方向への移動に係らず、噛合が
外れないように、カムシャフト１゜とこれに取付けた歯
車３０ａとの嵌合部を滑りキー又はスプライン軸とする
カド歯車機構３０中の前記歯車３０ａ又は中間歯車３０
ｂの歯幅を広くしておくとよい。
図面はこの発明に係るものを示すものであって、第１図
はカムシャフトを基準とした高速回転時の弁作動タイミ
ングを示すダイヤグラム、第２図は同じく低速回転時の
ダイヤグラム、第３図はカムシャフトとクランクシャフ
トの関係を示す斜視図、第４図は第１実施態様のカムシ
ャフトの一部斜視図、第５図は第２実施態様のカムシャ
フトの一部斜視図、第６図は第４図のカムシャフトを用
いたときの制御装置の一例を示すブロック線図、第７図
は第５図のカムシャフトを用いたときの制御装置の一例
を示すブロック線図である。 図中符号 受部、１７・・・タペット、２０・・・クランクシャフ
ト、２２・・・油圧ラム、２３・・・回転速度検出器、
２４・・・制御部、２５，２５ａ・・・電磁弁、０・・
・制御装置。 １１−
はカムシャフトを基準とした高速回転時の弁作動タイミ
ングを示すダイヤグラム、第２図は同じく低速回転時の
ダイヤグラム、第３図はカムシャフトとクランクシャフ
トの関係を示す斜視図、第４図は第１実施態様のカムシ
ャフトの一部斜視図、第５図は第２実施態様のカムシャ
フトの一部斜視図、第６図は第４図のカムシャフトを用
いたときの制御装置の一例を示すブロック線図、第７図
は第５図のカムシャフトを用いたときの制御装置の一例
を示すブロック線図である。 図中符号 受部、１７・・・タペット、２０・・・クランクシャフ
ト、２２・・・油圧ラム、２３・・・回転速度検出器、
２４・・・制御部、２５，２５ａ・・・電磁弁、０・・
・制御装置。 １１−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）シャフトに一体的に設けである各カムの同一端側部
位を高速回転時用カム形とし、各カムの同一他端側部位
を低速回転時用カム形とし、中間カム表面は滑らかな曲
面で連らねて形成しであることを特徴とする内燃機関に
おける弁作動用カムシャフト。 ２）前記各カム形状は、回転速度に対応して少なくとも
二種のカム形部位が設けであること３）前記各カムの形
状は一端側部位が高速回転時用、他端側部位が低速回転
時用、中間部がこれらの中間の回転速度時に順次対応し
た順次断面した表面連続曲面としであることを特
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660082A JPS597714A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関における弁作動用カムシヤフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660082A JPS597714A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関における弁作動用カムシヤフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597714A true JPS597714A (ja) | 1984-01-14 |
Family
ID=14691166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11660082A Pending JPS597714A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関における弁作動用カムシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597714A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913211U (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-26 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品入り容器 |
| JPS5916512U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-02-01 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品入り容器 |
| JPS5919015U (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品容器 |
| JPS5919016U (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品容器 |
| US4753198A (en) * | 1986-02-04 | 1988-06-28 | Heath Kenneth E | Compression ratio control mechanism for internal combustion engines |
| JPH06280529A (ja) * | 1991-02-25 | 1994-10-04 | Hiromichi Seki | 内燃機関の吸排気弁作動用カムシャフト |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5244315A (en) * | 1975-10-07 | 1977-04-07 | Mitsubishi Motors Corp | Variable valve-timing device |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP11660082A patent/JPS597714A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5244315A (en) * | 1975-10-07 | 1977-04-07 | Mitsubishi Motors Corp | Variable valve-timing device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913211U (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-26 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品入り容器 |
| JPS5916512U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-02-01 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品入り容器 |
| JPS5919015U (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品容器 |
| JPS5919016U (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | 株式会社吉野工業所 | 化粧品容器 |
| US4753198A (en) * | 1986-02-04 | 1988-06-28 | Heath Kenneth E | Compression ratio control mechanism for internal combustion engines |
| JPH06280529A (ja) * | 1991-02-25 | 1994-10-04 | Hiromichi Seki | 内燃機関の吸排気弁作動用カムシャフト |
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