JPS60164612A - 内燃機関の吸・排気弁作動切換装置 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明は内燃機関の吸・排気弁のリフト特性を運転条件
に応じて可変する機構に関する。

く背景技術〉 内燃機関においては、機関回転数が増大するに−従って
吸・排気の流速及び慣性が増大する。このため、吸・排
気弁のリフト特性としては、一般に高速になるほど流速
増大に伴う絞り損失を減少すべくリフト量を大きくする
ことが好ましい。しかし、かかる高速域での要望に合わ
せてリフト量を大きくすると、クランク角に対するリフ
ト変化を緩やかにする必要上、どうしても開弁時期は早
められ、閉弁時期は遅れる。これは吸・排気の慣性が大
きい高速領域では吸気充填効率又は掃気効率を高める上
で有利に作用するが、吸・排気慣性の小さな低速域では
逆に吸気充填効率、掃気効率の低下を来し好ましくない
結果となる。

又、リフト量に対して吸・排気弁の開口面積を大きくす
ることも考えられるが、弁の大きさ、即ち、重量の増大
につながるためこれにも限界がある。

したがって、弁リフト特性が一定な従来の機関では、低
速領域と高速領域とにおける要求を折衷して弁のリフト
特性、大きさく重量）を設定しであるため５機関性能を
十分に発揮しているとはいえなかった。

〈発明の目的〉 本発明は、このような従来の実状に鑑みなされたもので
、カム形状を変えることなく運転条件に応じて吸・排気
弁のリフト特性を変化させることにより、全運転領域に
亘って良好な機関性能が得られるようにした内燃機関の
吸・排気弁作動切換装置を提供することを目的する。

〈発明の構成〉 このため本発明は、吸・排気弁作動用カムシャフトのジ
ャーナル部を回転自由に支持するアクチュエータを設け
ると共に、該アクチュエータを機関回転条件に応じて駆
動させ、カムシャフトを移動させることにより吸・排気
弁のリフト特性を切り換えてなる制御手段を設けた構成
とする。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第１図において、内燃機関１の吸
気弁２（又は排気弁、以下吸気弁で代表する）はチュー
ン等を介して機関回転の〃の速度で回転するカムシャフ
ト３のカム３ａに係合スるロッカアーム４の揺動により
バルブステム端面が所定のタイミングでリターンスプリ
ング５に抗して押圧されて開弁作動するようになってい
る。

ここに、本発明ではカムシャフト３を機関運転条件に応
じて吸気弁２のリフト特性を変化させるように移動する
手段を後述するように構成する。

即ち、カムシャフト３のジャーナル部を回転自由に軸承
するピストン６とシリンダヘッド７に形成され、前記ピ
ストン６を上下動自由に嵌挿するシリンダ８とで油圧ア
クチュエータを形成する。

又、前記シリンダ８底部の油圧室８ａを電磁式の開閉弁
９を介して油圧ポンプ１０の吐出口に接続する油圧供給
通路１１と、同じく油圧室８ａを電磁式のリリーフ弁１
２を介して油圧ポンプ１ｏの吸入口に接続するリリーフ
通路１３とを設けると共に、前記開閉弁９及びリリーフ
弁１２に開閉用駆動信号を出力するコントロールユニッ
ト１４を設ける。

コントロールユニット４は、機関回転数の他、吸気圧力
、スロットルバルブ開度の各信号及びキースイッチのＯ
Ｎ、　ＯＦＦ信号等を入力し、これらにより検出される
機関運転条件に応じて開閉弁９及びリリーフ弁１２の開
閉を切り換える信号を出力する。具体的には、弁リフト
特性を切り換える機関回転数をそれ以外の運転条件に応
じて設定し、該設定回転数以下の低速領域では開閉弁９
を閉、リリーフ弁１２を開としてシリンダ８ａ内の油圧
室を低圧側に連通してピストン６を下端位置に保持し、
前記設定回転数を超える高速領域では開閉弁９を後述す
るように所定時間開、リリーフ弁１２を閉として油圧ポ
ンプｌＯからの吐出油を油圧供給通路１１を介して油圧
室８ａに導き、ピストン６をリフトさせてカムシャフト
３．を上方向に移動する。シリンダヘンドアにはピスト
ン６のリフト量が所定値に達した時に当接してピストン
６の上端位置を規制するストッパ１５を設けると共に、
該ストッパ１５にリミットスイッチ１６を設け、ピスト
ン６上端位置でピストン６周壁に突設したピン６ａに押
圧されるリミットスイッチ１６から出力されるＯＮ信号
を入力したコントロールユニット１４により開閉弁９が
閉じ、これにより上流側の油圧通路を密閉してピストン
６位置、即ちカムシャフト３位置を口、。

りする・ようになっている。尚、開閉弁９は３方弁にな
っていて、閉時は下流側の油圧ポンプｌＯの吐出油を低
圧側ヘリリーフする。

又、ロッカアーム４のカム３ａとの係合部はロッカアー
ム本体４ａ端部に形成したシリンダ４ｂ内に嵌挿された
ピストン４ｃで形成され、シリンダ４ｂ内にはピストン
４ｃをカム３ａ方向に弱い力で押圧するスでリング４ｄ
が介装されている。

次にこのものの一連の作用を説明する。前記したように
、機関運転条件に応して設定された機関回転数以下の低
速領域では、コントロールユニット１４の出力により開
閉弁９が閉、リリーフ弁１２が開となってピストン６が
下端位置に保持される。

この状態でカムシャフト３と一体にカム３ａが回転する
とカム３ａのリフト部によってスプリング４ｄが圧縮し
つつピストン４ｃが押し上げられ、ピストン４Ｃの下端
フランジ部がロッカアーム本体４ａと当接した時点から
、該本体４ａがロッカシャフトを中心として揺動し、吸
気弁２がリターンスプリング５に抗して押し上げられて
開くようになっている。

従って、カム３ａがロッカアーム本体４ａに係合する場
合に比べてピストン４Ｃのロッカアーム本体４ａに対し
てのストローク分だけ吸気弁２はリフト量が減少すると
共に、開時期が遅れ、逆に閉時期は早められる。

又、前記設定回転数を超える高速領域ではコントロール
ユニッ目４の出力が切り換えられ、開閉弁９が所定時間
開、リリーフ弁１２が閉となってピストン６が上端位置
に移動した状態でロックされる。

この状態でカム３ａの回転によりロッカアーム４を介し
て吸気弁２を開閉作動させることは低速領域の場合と同
様であるが、カムシャフト３が上方に移動したことによ
り、その分ピストン４Ｃが押し上げられ、カム３ａ回転
によるビストンストロークは僅かな量に減少される。

従って、かかる高速領域は、低速領域に比べてカムシャ
フト３の移動量分だけ吸気弁２はリフト量が増大すると
共に、開時期が早められ閉時期は遅れる（第２図参照：
但し実線は高速領域、点線は低速■域の特性を示す）。

このようにすれば、吸気流速の小さな低速領域では、吸
気弁２のリフト量が小さくとも吸入時の絞り損失が小さ
く、かつ、開時期が遅く、閉時期が早められているので
吸気上死点前、下死点後の吸気弁開時期が短いため、吸
気慣性が小さくとも吸気充填効率を十分に高めて出力を
向−ヒさせることができる。

又、吸気流速が大きくなる高速領域では吸気弁２のリフ
ト量が増大することによって絞り損失を抑制できると共
に、吸気慣性が増大しているので開時期を早め、閉時期
を遅らせることによって慣性を利用した過給が行え、吸
気充填効率は最大限に高められ、最大出力を向上させる
ことができる。

尚、本実施例では、ロッカアーム本体４ａにピストン４
Ｃとスプリング４ｄを嵌挿したため、カム３ａの移動に
よるガタを吸収でき、常時ピストン６とカム３ａが接触
係合しているので、カムとロッカアームとのガタによる
騒音を防止できると共に保合面の摩耗を抑制できる。

又、本実施例は、吸気弁の作動機構に適用したものを示
したが排気弁の作動機構にも適用できることは勿論であ
り、この場合は、全速度領域に亘って掃気効率を高める
ことができ、出方向上に寄与できると共に、ｃｏｔ　Ｈ
Ｃ等の排気汚染物質を低減できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば機関運転条件に応
してカムシャフトを移動することにより、吸・排気弁の
リフト特性を運転条件に適した特性に切り換える構成と
したため、全運転領域に亘って出方向上５燃費改善、排
気特性改善を図れるという特長が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同上
実施例装置による吸気弁の切換リフト特性を示す線図で
ある。 １・・・内燃機関　２・・・吸気弁　３・・・カムシャ
フト　４・・・ロッカアーム　６・・・ピストン　８・
・・シリンダ　９・・・開閉弁　１０・・・油圧ポンプ
１１・・・油圧供給通路　１２・・・リリーフ弁　１３
・・・リリーフｉｔｌ路１４・・・コントロールユニッ
ト特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸・排気弁作動用カムシャフトのジャーナル部を回転自
   由に支持するアクチュエータを設けると共に、該アクチ
   ュエータを機関運転条件に応じて駆動させ、カムシャフ
   トを移動させることにより吸・排気弁のリフト特性を切
   り換えてなる制御手段を設けて構成したことを特徴とす
   る内燃機関の吸・排気弁作動切換装置。