JPS60153411A - デイ−ゼルエンジンの吸気弁制御装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの吸気弁制御装置

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JPS60153411A
JPS60153411A JP59009307A JP930784A JPS60153411A JP S60153411 A JPS60153411 A JP S60153411A JP 59009307 A JP59009307 A JP 59009307A JP 930784 A JP930784 A JP 930784A JP S60153411 A JPS60153411 A JP S60153411A
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intake
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valve
intake valve
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Akira Kageyama
明 陰山
Shigeru Sakurai
茂 桜井
Yoshitaka Nomoto
義隆 野元
Yoshio Hotsuta
堀田 賀雄
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    • 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
    • F01L1/34403Valve-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 helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) −1= 本発明は、ディーゼルエンジンの吸気弁制御装置に関し
、特にエンジンの負荷に応じた吸気弁の開弁期間時期を
冑るようにしたものに関する。
(従来技術) 一般に、エンジンの吸気弁の閉弁時期(吸気吸入の終了
時期)は下死点後30〜60’に設定されているが、エ
ンジンの運転状態に応じて可変制御することが好ましい
。例えば、特開昭55−69715号公報には、レシプ
ロエンジンにおいて、吸気弁の開弁時期が吸気行程にお
いて低負荷時はど早く、もしくは圧縮行程において低負
荷時はど遅くなるように3次元カムにより吸気弁のリフ
ト量を可変制御することにより、吸入空気量をエンジン
の負荷に応じて制御してポンピングロスの低減を図るよ
うにしたものが示されている。
一方、ディーゼルエンジンにおいては、エンジンの始動
時には負荷がかからず、回転数も低いことから吸気弁を
ほぼ下死点で閉じることが有効仕事量が増えるので好ま
しく、また、低負荷時にはピストン速度や慣性が始動時
よりも増すことから−2− 下死点後できるだけ早(閉じることが圧縮仕事量を減ら
して燃費の向上を図る上で好ましい。さらに、高負荷時
には下死点後できるだけ遅(閉じることが吸気の充填量
を増やしてスモークの低減を図る上で好ましい。つまり
、吸気弁の閉弁時期を下死点O°〜下死点後最大60’
の範囲において高負荷域はど遅くすること、換言すれば
低負荷域はど早くすることが好ましい。
ところで、ディーゼルエンジンでは、高圧縮。
小容積の関係から、上死点時にピストン上面がシリンダ
ヘッド下面に近接するので、吸気弁の最大リフト時には
ピストン上面と干渉してしまうため、吸、排気弁のオー
バーラツプ量をレシプロエンジンのように大きくとるこ
とはぐきない。そのため、上述の如く吸気弁のリフト邑
制御によりバルブオーバーラツプ量を変更すること、つ
まり吸気弁の閉弁時期をエンジン負荷に応じて変更する
ことは困勤であった。
(発明の目的) 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ−3− の目的どするところは、シリンダヘッド下面に開口する
複数の吸気通路およびそれを開閉する複数の吸気弁を設
け、個々の吸気弁の開弁期間を一定としながらも少なく
とも一つの吸気弁の開弁期間時期を移行させて別々の開
弁期間とすることにより、リフト量制御によらずに、デ
ィーゼルエンジンにおける吸気吸入の終了時期をエンジ
ンの負荷に応じて可変制御して、低負荷域はど早めるよ
うにし、よって低負荷時の燃費向上と高負荷時のスモー
ク低減との両立を可能にすることにある。
(発明の構成) 上記目的を達成するため、本発明の構成は、上死点時の
ピストン上面がシリンダヘッド下面に近接するディーゼ
ルエンジンにおいて、−上記シリンダヘッド下面に開口
する複数の吸気通路と、この複数の吸気通路を各々開閉
しかつ互いに開弁期間がオーバーラツプする開弁時期を
有する複数の吸気弁とを設けるとともに、上記複数の吸
気弁の少なくとも1つの吸気弁の開弁期間時期を移行さ
せる可変駆動装置と、エンジンの負荷を検出する負−4
− 荷検出装置と、この負荷検出装置からの出力を受け、低
負荷域はど上記オーバーラツプの期間を増大させるとと
もに吸気吸入の終了時期を早めるように−F記可変駆動
装置を作動させる制御装置とを設けたものである。
このことにより、複数の吸気弁の各々の開弁期間を、互
いにオーバーラツプさせながらリフト格制御により可変
とせずにピストン上面と干渉しないように一定とすると
ともに、そのうちの少な(とも1つの吸気弁の開弁期間
時期を、低負荷域はど互いの開弁期間のオーバーラツプ
期間を増大させかつ吸気吸入の終了時期を早めるように
移行制御することにより、吸気吸入の終了時期を、エン
ジン始動時には下死点付近として有効仕事量を増大させ
、また低負荷時には下死点後できるだけ早めて圧縮仕事
量を減らし、さらに高負荷時には下死点後できるだけ遅
らせて吸気の充填効率を高めるようにしたものである。
(発明の効果) したがって、本発明のディーゼルエンジンの吸−5= 気弁制tIII装置によれば、複数の吸気弁の開弁期間
をリフl−41制御せずに一定とし、かつその少なくと
も1つの吸気弁の開弁期間時期をエンジン負荷に応じて
移行制御して低負荷域はど吸気吸入の終了時期を早める
ようにしたので、吸気弁のピストン上面との干渉をな(
しかつカムフェースの摩耗やカムの駆動抵抗等の増大を
制御して動弁系の信頼性を維持しながら、エンジン始動
時の有効仕事量を増大させ、かつ低負荷時の圧縮仕事量
の低減による燃費の向上と高負荷時の吸気充填効率の向
上によるスモークの低減とを両立することができるもの
である。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
第1図および第2図において、1はシリンダ2が形成さ
れたシリンダブロック、3は該シリンダブロック1の上
部に接合されたシリンダヘッド、4は上記シリンダ2内
に開動自在に嵌装されたピストンであって、上記シリン
ダ2とシリンダへツー 6 − ド3下面とピストン1上面とによって燃焼室5が形成さ
れるとともに、上死点時にピストン4上面がシリンダヘ
ッド3下面に近接するように設定されたディーゼルエン
ジンDEが構成されている。
6および7はそれぞれ下流端がシリンダヘッド3下面に
開口して燃焼室5に連通する第1および第2吸気通路、
8は下流端がシリンダヘッド3下面に開口して燃焼室5
に連通する排気通路であって、上記第1吸気通路6のシ
リンダヘッド3下面への開口部には該第1吸気通路6を
開閉する。開弁期間時期が固定の固定吸気弁9が配設さ
れているとともに、上記第2吸気通路7のシリンダヘッ
ド3下面への間口部には該第2吸気通路7を開閉する1
開弁期間時期が可変の可変吸気弁10が配設されている
。また、上記Jlll通気8のシリンダヘッド3下面へ
の開口部には該排気通路8を開閉する排気弁(図示せず
)が配設されている。さらに、」−記シリンダヘッド3
の上部には、互いに平行に延びる固定側と可変側との2
本のカムシャフト11.12が配設され、固定側力ムシ
ャフ1〜1− 7 − 1には、上記固定吸気弁9および排気弁に対応する位置
にそれぞれ該固定吸気弁9および排気弁の名士端部にク
ペッ1〜13(固定吸気弁9側のみ図示)を介して当接
する固定吸気弁用および排気弁用のカム14.15が設
けられている一方、可変側カムシャフト12には、上記
可変吸気弁1oに対応する位置に該可変吸気弁10の上
端部にタペツ1〜16を介して当接覆゛る可変吸気弁用
のカム17が設(′jられている。また、上記両カムシ
ャフト11.12はその軸端部において一対の歯車18
゜19を介して互いに相反する方向に回転可能に連結さ
れているとともに、固定側カムシャフト11のttl+
11端は該軸端に設(プたプーリ20に巻掛けられたタ
イミングベル1〜21を介してエンジンDEのクランク
シャフト(図示せず)に駆動連結されていて、エンジン
DEに同期して互いに相反する方向に回転するカムシャ
フト11.12により各カム1 /l、15.17を介
Lr各吸気弁9.10および排気弁を開閉駆動するよう
に構成されているとともに、各吸気弁9,1oおよび排
気弁の開弁−8− 期間をピストン4上面と干渉しないにう一定のものとし
、かつ第3図に示1ように固定吸気弁9の開弁以後に可
変吸気弁10が開弁じて両吸気弁9゜10の互いの開弁
期間がオーバーラツプ4る開弁時期を有するように設定
されている。
そして、上記可変側力ムシャフ1〜12の軸端寄り部分
は分割されていて、該名分割部の外周には互いに相反す
る方向のヘリカルスプライン22゜23が形成され、該
両ヘリカルスプライン22゜23に跨って両ヘリカルス
プライン22.23に係合する円筒状の調整こま24が
嵌合されていて上記両分割部が結合されている。さらに
、上記調整こま24にはラック25が連結され、該ラッ
ク25には、可逆転モータ26の回転軸に設けられたビ
ニオン27が噛合されており、該モータ26の作動回v
828には作動スイッチ2つが介設されていて、該作動
スイッチ29のON作動によるモータ26の作動により
ビニオン27とラック25との噛合を介して調整こま2
4を軸方向に移動させ、そのことにより該調整こま24
とヘリカルス−9− ブライン22.23との係合を介して可変吸気弁用カム
17のカムフェースの可変吸気弁10に対する当接時期
が変化して該可変吸気弁10の開弁期間時期を移行させ
るようにした可変駆動装置30が構成されている。
さらに、上記可変駆動袋@30の作動スイッチ2つは制
m装置31によってON−OFFIIImされるととも
に、該制御装置31には、エンジンDEによって駆動さ
れる燃料噴射ポンプ32に設けられエンジン回転数を検
出する回転数センサ33と、同じく燃料噴射ポンプ32
に設けられエンジンの負荷を検出する負荷検出装置とし
てのボテン ゛ジョンメータ34と、上記可変駆動装置
30のラック25の移動位置、つまり可変吸気弁10の
開弁期間時期の移行痩を検出するポジションセンサ35
どがそれぞれ入力接続されている。しかして、上記制御
装置31は、回転数センサ33、ポテンションメータ3
4およびポジションセン+)35の各出力により作動ス
イッチ29を0N−OFF制t111ノで可変駆動装置
30の作動つまり可変吸気弁−10= 10の開弁期間時期の移行痕をフィードバック制御し、
ポテンションメータ34からの負荷信号により可変吸気
弁10の閉弁時期を第3図に示J′ように下死点O°〜
下死点後最大60°の範囲において低負荷域はど早くす
る。すなわら低負荷域はど可変吸気弁10と固定吸気弁
9との開弁期間のオーバーラツプする期間を増大させる
とともに吸気吸入の終了時期を早めるように制御し、回
転数センサ33により回転数が50Orpm以下のとき
には始動時と判断して上記可変吸気弁10の開弁時期を
ほぼ下死点O°につまり両吸気弁9,10の開弁期間が
ほぼオーバーラツプして吸気吸入の終了時期をほぼ下死
点O°にするように制御するものである。
したがって、上記実施例においては、エンジンの始動時
には、可変吸気弁10と固定吸気弁9との開弁期間がほ
ぼオーバーラツプして吸気吸入の終了時期がほぼ下死点
O°になるので、負荷がほとんどかからずかつ回転数も
低い(500rpm以下)ことから始動時の有効仕事量
を増大させるこ−11− とができる。また、エンジンの低負荷時には、可変吸気
弁10と固定吸気弁9との開弁期間のオーバーラツプす
る期間が増大して吸気吸入の終了時期が早くなるのぐ、
圧縮仕事量が低減でき、燃費を向上させることができる
。さらに、エンジンの高負荷時には両吸気弁9.10の
開弁期間のオーバーラツプする期間が減少して吸気吸入
の終了時期が遅くなるので、吸気の充填効率が高められ
てスモークを低減することができる。
また、その場合、上記吸気吸入の終了時期の変更は、ピ
ストン4上面と干渉しない程度の一定の開弁期間を有す
る2つの吸気弁9,10のうち可変吸気弁10のみの開
弁期間時期を移行させて行うので、リフト量制御による
場合のようなピストン上面との干渉を防[ヒでき、また
3次元カムを用いる場合のようなカムフェースの摩耗や
カムの駆動抵抗等の増大を抑制でき、動弁系の信頼性を
良好に維持することができる。
尚、上記実施例ではエンジン負荷に応じて吸気吸入の終
了時期を可変制御したが、排気通路にカー 12 − 一ボン粒子等の微粒子成分を捕集する触媒付捕集部材を
設けたディーゼルエンジンにおいては、1′J1気ガス
を再生ガスとして上記捕集部材に導いて再生を行うとぎ
、上記実施例の吸気弁制御lI装置を用いて吸気吸入の
終了時期を早めるようにすれば、カーボン燃焼に足りる
02を確保しつつエア量を減らして冷却を防止できるの
ぐ、排気ガスの温度を例えば低温〜150℃から350
℃程度まで上昇させることができ、よって触媒付捕集部
材においてはこの排気ガス温度〈350℃)で酸化反応
によってさらに高揚になって捕集部材に捕集されたカー
ボン粒子等の微粒子成分を十分に燃焼除去することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は模式縦断面図、
第2図は模式平面図、第3図はバルブタイミングの説明
図である。 3・・・シリンダヘッド、4・・・ピストン、DE・・
・ディーげルエンジン、6・・・第1吸気通路、7・・
・第2吸気通路、9・・・固定吸気弁、10・・・可変
吸気弁、−13− 30・・・可変駆動装置、31・・・制御装置、34・
・・ポテンションメータ(負荷検出装置)。 = 14 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)上死点時のピストン上面がシリンダヘッド下面に
    近接するディーゼルエンジンにおいて、上記シリンダヘ
    ッド下面に間口する複数の吸気通路と、この複数の吸気
    通路を各々開閉しかつ互いに開弁期間がA−バーラップ
    する開弁時期を有する複数の吸気弁と、この複数の吸気
    弁の少なくとも一つの吸気弁の開弁期間時期を移行させ
    る可変駆動装置と、エンジンの負荷を検出する負荷検出
    装置と、この負荷検出装置からの出力を受け、低負荷域
    はど上記オーバーラツプの期間を増大さぜるとともに吸
    気吸入の終了時期を早めるように上記可変駆動装置を作
    動させる制御装置とを設けたことを特徴とするディーゼ
    ルエンジンの吸気弁制御装置。
JP59009307A 1984-01-20 1984-01-20 デイ−ゼルエンジンの吸気弁制御装置 Granted JPS60153411A (ja)

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