JPS60182309A - 内燃機関の吸排気弁駆動装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は吸排気弁の開閉時期々らびに弁リフト量を運
転条件に応じて可変制御する内燃機関の吸排気弁駆動装
置に関する。

従来技術 パルプオーバラップや新気充填効率等が常に最適に得ら
れるように吸排気弁の開閉時期ならびに弁リフト量を機
関の運転条件に応じて可変制御する吸排気弁駆動装置は
、従来から種々提案されているが、その一つとして第１
図に示す特開昭５７−１８８７１７号公報が知られてい
る。

具体的に説明すれば、図中／は機関回転に同期して回転
するパルプ駆動カム１．２はこのバルブ駆動カム／の動
きを吸排気弁３に伝達するロッカアームを示し、上記ロ
ツカアームコは、略“く″の字状に彎曲形成されて、そ
の略中央部に支持軸ｑが回転自在に１灰挿されており、
一端ｌａが上記バルブ駆動カム／に、かつ他端Ｊ６がバ
ルブステム５のステムエンド５αに夫々当接するように
配設されているとともに、特にその背面ｌは連続した所
定の緩やかな凸曲面に形成されている。７は上記ロツカ
アームコを支点支持するための直線的な支持面ｇを有す
るレバーであって、このレバー７は、バルブステムｊの
略延長上に固定されたシャフトタに偏心カラー１０を介
して回動可能に支持されているもので、上記ロツカアー
ムコの背面ｔに近接して配設され、支持面ざに凸曲面を
なす上記ロツカアームコの背面ｔが支点接触するように
構成されている。尚、上記偏心カラー１０は、ノクルプ
ステムｊの熱膨張等に対処すべく設けられるノＺルック
リアランスＣを所定値に調整するためのものであり、ボ
ルト／／によって適宜な回転位置でレバー７に固定され
ている。また上記レノく−７の自由端部の両側面には、
一対の平行なガイド部／コＧとスプリング保持部／、２
ｂとを有するロッカガイド７．２がボルト／３を介して
固設されており、上記ロッカアーム支持軸μの矩形に形
成された両端部が上記ガイド部／コα内に上下スライド
可能に嵌入されているとともに、この支持軸ｑ両端部と
上記スプリング保持部／λｂとの間にコイルスプリング
／ｑが圧縮状態で配設されている。

次に、７．５は上記レバー７のバルブステムの軸方向に
対する傾斜角θＬを規制する制御カムであって、この制
御カム／３としては例えば図示のように制御シャツ）／
Ｊに固設された偏心カムが用いられ、上記コイルスプリ
ング／μの付勢反力等により上方へ回動しようとするレ
ノ（−７の自由端側の背面に当接して、そのカムリフト
量に応じてレバー７を位置決めする。

そして、上記制御カム７．５は、制御シャフト／ｌを介
して例えば油圧アクチュエータ等の駆動機構により機関
運転条件に応じて適宜な位相に回転駆動され、これによ
って吸排気弁３の開閉時期およびリフト量が可変制御さ
れる。即ち、例えば制御カム７．５によるレバー７の押
し下げ量が大であればバルブ駆動カム／のペースサーク
ル時ではロッカアーム２の他端Ｊ６近傍を支点としてロ
ツカアームコがレバー７に支点接触しているが、レノク
ー７の自由端部とロッカアーム／λとが近接し念状態に
ある。従って、この状態からバルブ駆動カムｌのリフト
が開始すると、駆動カム／のリフトが殆んど吸収される
ことなく吸排気弁３に伝達される。即ち、吸排気弁Ｊの
リフト特性として、第２図の（Ｉ）に示すように駆動カ
ム／のカムリフト開始点Ａ１　カムリフト終了点Ｂに略
沿った開弁時期と閉弁時期が得られ、かつ最大リフト量
が大となる。

一方、制御カム／ｊによるレバー７の押し下ケ蓋が小で
あればバルブ駆動カム／のベーストクル時には同じくロ
ッカアーム−の他端２ｂ近傍を支点としてロッカアーム
λがレバー７に支点接触しているが、レバー７の自由端
部とロッカアーム２とが離間した状態にある。従って、
この状態からパルプ駆動カム／のリフトが開始すると駆
動カム／のカムリフトが比較的大きく吸収される。即ち
、第２図（Ｉ［）で示すように吸排気弁３の開弁時期が
、カムリフト開始点Ａよりも一定期間遅れるとともに、
閉弁時期がカムリフト終了点Ｂより一定期間早まり、か
つ最大リフト量が小となるのである。

しかしながら、このよう彦従来の弁駆動装置にあっては
、第１図に示すように一般にパルプ１駆動カム／のプロ
フィルが立上り側プロフィル（カムリフト開始点Ａから
最大り７ト点Ｏｑｉでの範囲）と、立下り側プロフィル
（最大リフト点Ｏ９からカムリフト終了点Ｂまでの範囲
）が対称形をなしているため、第２図に示すバルブリフ
ト特性から明らかなように、最大リフト量が大Ｌ１とな
るように制御された場合（Ｉ）でも、小Ｌ２となるよう
に制御された場合（Ｉ）でもバルブリフト特性は最大リ
フト点へのクランク角を中心きして略相似形にしか変化
しえない。換言すれば最大リフト量がハから−へ変化す
るように上記制御カムを制御した場合に、開弁時期がｖ
Ａだけ遅れたとすると閉弁時期も常にこれに等しくｖＡ
だけ早まることになる。従って、弁の最大リフトｉを運
転条件に応じて可変制御したときに吸気弁の開弁時期お
よび閉弁時期を必ずしも要求される最適時期に合致させ
ることができない。

即ち、例えば、機関回転数に対して最大トルクを得るこ
とができる吸気弁閉弁時期は第４図に示すように変化し
、また最大トルクを得ることがで　□きる排気弁開弁時
期は第５図に示すように変化し、夫々比較的大きな角度
範囲で変化する。これに対し、吸気弁開時期及び排気弁
閉時期は、第６図に示す最適オーバラップの特性図から
も明らかなように夫々１５°程度（吸気弁、排気弁とも
に変化させた場合）変化させれば十分であり、吸気弁の
開弁時期を過度に遅らせると不必要なボンピングロスが
発生し、また排気弁の閉弁時期を過度に早めると排気作
用か妨げられ新気の充填効率が低下してしまうので、変
化させ得る角度範囲は小さい。

しかし、前述したように開弁時期の変化量と閉弁時期の
変化量とが常に等しい従来の機構にあっては、到底上記
のような特性を満足させることができないのである。

尚、従来可変型バルブリフト・タイミング機構として本
出願人が先に提案した第３図に示すようなＯＨＶ型動方
弁装置における可変バルブリフト・タイミング機構があ
る（特開昭５１−１０６８１５号ン。斯る装置は駆動カ
ムノ／とプッシュロツドノ２との間に有効長を可変制御
し得る油圧タペットノアを設けてなり、該油圧タペット
コアは昇降ボディ２．３／Ｈ，該昇降ボディ、２３内に
摺動自在に設けられて油圧室−μ全画成するプランジャ
コ３と、油圧供給０．２ｇから供給される油圧に応じて
初期位置が変化するフリーピストン、２７ト’ｉ５備え
、上記駆動カム、２／のカムリフト時に上記７リーピス
トン２乙の作用によってカムリフト童の一部を吸収する
ように構成したものである。

これにあっても、駆動力ムノ／のプロフィルが対称と々
つているため開弁時期の変化量と閉弁時期の変化量とが
常に等しく、やはり上述した問題全招来している。

本発明の目的 この発明は上記のような従来の吸排気弁駆動装置の問題
点に鑑み案出されたもので、駆動カムのプロフィルを非
対称に形成してノ（ルブＩＪフト量の可変制御に伴ない
開弁時期の変イヒ量と閉弁時期の変化量を相違させるこ
とを可能ならしめ、機関の回転数に応じて常に最適な）
くルブ１ノフト特性を得ることができる吸排気弁駆動装
置の提供を目的とする。

本発明の構成 本発明は、駆動カムのカム１ｊフトを吸排気弁に伝達す
るとともに上記カム１Ｊフトの一部全吸収可能な伝達機
構と、上記駆動カムのカム１タフトの吸収量を機関の回
転に応じて変化させる市制御手段と全備えた内燃機関の
吸排気弁駆動装置において、上記バルブ１駆動カムのカ
ムプロフィルを立上り側プロフィルと立下り側プロフィ
ルとが非対称となるように形成１−１上記伝達機構によ
るカッ、リフト吸収量変化に対する開弁時期変化量と閉
弁時期変化量とが相違するように構成した。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第７図は、本発明を前記第１図に示した吸排気弁駆動装
置に適用した第１実施例を示す拡大図であって、本実施
例では吸気弁側に適用したものである。即ち機関回転に
同期して回転すると共に、ロッカアームＪの一端コαに
当接して吸気弁を開閉するバルブ駆動カム／に、そのプ
ロフィルか左右非対称に形成されるものである。具体的
に説明″ｊｎば、駆動カム／は、図中矢印方向（反時計
方向）に回転し、そのカムリフト曲線（図中実線）が従
来の曲線（図中鎖線）と比しカムリフトの開始点Ａと終
了点Ｂは特に変わらないが本実施例では立上り側プロフ
ィルＰｔ（カムリフト開始点Ａから最大リフト点ｏ、−
１での範囲）よりも立下り側プロフィル鳥（最大＋シフ
ト点０１からカムリフト終了点Ｂまでの範囲）の方か欧
だらかなように形成し、駆動カム／の最大リフト点Ｏ１
が従来の最大リフト点Ｏ２より若干早い時期に設定され
ている。

従って、吸気弁の最大リフト量が第８図中りの大きさで
運転される場合には、従来例（鎖線）も本実施例（実ｍ
＞も共にθ、で開弁し、θ、で閉弁する。しかし、最大
リフト量が−まで小さく制御された場合は、弁の開閉時
期の変化量が従来列では等しくなるのに対し、本実施例
では相違させることができる。即ち、本実施例は、開弁
時期θ８が従来のθ６に比して早くなると共に、最大リ
フトまで達する時期が短かくなり、また、開弁時期θ、
も従来の閉弁時期θ６より早くなるとともに、最大リフ
トから閉弁時期θ、までの期間は長い期間となり、開弁
時期の変化蓋θ８−θ１に対し開弁時期の変化量θ、−
〇、が大きく々る特性を有している。

従って、不実施例にあっては、吸気弁の開閉時期全機関
に要求される最適な弁開閉時期に任意に適合させること
ができ、例えば大幅な全開トルク特性の向上が図れる。

尚、弁リフト曲線は、必ずしも升リフト上昇域と下降域
の全領域にわたって非対称形にする必要はなく、一部が
対称であってもよい。例えば第９図に示すように、低い
弁リフト領域のみを非対称とすることによっても十分な
トルク特性が得られる。即ち、第９図においては高リフ
ト状態山の弁リフト曲線はＡ−Ｃ間とＥ−Ｃ間は非対称
形であるが、Ｃ−Ｄ間とＤ　−Ｅ　ｌｉ＋’ｌは対称形
となっている。

従って、弁リフトが吸収されてＣとＥのタイミング即ち
クランク角でθＣと０Ｅの間で開弁する状態では開閉時
期の変化割合が等しいものと々っているが、吸収範囲で
の弁リフト曲線が非対称であるから、開閉時期の変化量
を相違させることができる。

また、本実施例では吸気弁に適用したものを示している
が、排気弁に適用することも当然可能であり、この場合
は駆動カムの立上り側プロフィルをなだらかとし、立下
り側プロフィルを急降とする。

第１θ図は前記第３図で示した０■Ｖ型動弁装置におけ
る可変バルブリフト・タイミング機構の吸気弁に適用し
たものであって、図中矢印方向に回転して昇降ボディ會
駆動させる駆動カム、２／のカムプロフィルを実線で示
すように立上り側より立下り側音なだらかなグロフィル
に形成して、カム、２／を左右非対称とし弁の開閉時期
の変化量を相違させており、これによって機関の回転数
に応じた最適なバルブリフト特性を得ることができるの
で、機関の大幅な全開トルク特性の向上が図れる。

更に、本発明は可変バルブリント・タイミング機構を備
えたターボチャージャ付機関の吸気弁開時期制御に好適
である。即ち、ターボチャージャ付機関にあっては高速
高負荷時のノッキングに対処するために吸気弁の開弁時
期を遅らせることが有効であると考えられている（特開
昭５６−６９４１１号）。即ち、この場合、第４図で示
した最適の吸気弁閉時期（６０００ｒｐｍではクランク
内約７５°Ａ　Ｉ（Ｄ　Ｃ）よりもさらに遅らせる必要
がでてくるのであるが、その反面ターボチャージャの過
給性能の悪い低速では燃料の十分身充填効率を得るには
やはりクランク角１５°ＡＢＤＣ前後まで吸気弁閉時期
を進める必要がある。従って、無過給機関の場合以上に
吸気弁閉時期の可変制御範囲は広く要求されるう本発明
けこのような場合に特に有効となる。

本発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る内燃機関
の吸気弁閉時期［は、可変バルブリフト・タイミング機
構に用いられる駆動カムのカムプロフィルを立上り側プ
ロフィルと立下り側プロフィルとが非対称となるように
形成し、伝達機構によるカムリフト吸収量変化に対する
吸排気弁の開弁時期の変化量と閉弁時期の変化量とが相
違するようにしたため、各機関回転数で最適の弁オーバ
ラップと最適の排気弁開時期と吸気弁閉時期が得られる
。その結果、例えば機関の全開トルク特性を大幅に達成
できる。

又、吸気弁又は排気弁のいずれか一方を固定バルブリフ
ト・タイミング機構とした場合には他方の可変バルブリ
フト・タイミング機構にのみ本発明を適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸排気弁駆動装置を示す断面図、第２図
は従来の装置による制御カムの押し下げ量を大とした場
合及び小とした場合の弁リフト、第３図はＯＨＶ型動弁
装置の可変バルブリフト・タイミング機構を示す断面図
、第４図は各機関回転数に対して最大トルクを得る吸気
弁の閉時期を示す特性図、第５図は各機関回転数に対し
て最大トルクを得る排気弁の開時期を示す特性図、第６
図は各機関回転数に対して最大トルクを得る弁オーバラ
ップ期間を示す特性図、第７図は本発明に係る吸排気弁
、＠動装置の要部を示す拡大図、第８図は同装置ＩＫよ
る制御カムの押し下げ崖を大さした場合及び小々した場
合の弁リフト曲ａｋ従来と比較して示す特性図、第９図
は本発明を低い弁リフ９ ト域に適用（７た状態を示す特性図、第１０図は本発明
全ＯＨＶ型動弁装置に適用した場合を示す断面図である
。 ／、）／・・・バルブ駆動カム、コ・・・ロッカアーム
、ｊａ・・・一端１．２ｂ・・・他端１、？・・・吸気
弁、ｑ・・・支持軸、５・・・バルブステム、に・・・
背ｍ、？・・・レバー、ざ・・・支持部、９・・・シャ
フト、／θ軸・偏心カラー、／／・・・ボルト、／コ・
・・ロッカガイド１、／コα・・・ガイド部、／２ｂ・
・・スプリング保持部、７Ｇ・・・ボルト、／４（・・
・コイルスプリング、／３・・・制御カム、／に・・・
側副シャフト１．２２・・・ブツシュロッド、コ３・・
・昇降ボディ、２４ｔ・・・油圧室１．２５・・・グラ
ンジャ、２ｇ・・・）１７−ピストン１．２７川油圧タ
ペット１．２ざ・・・油供給口。 （Ｌ（ＩＪ＃膚ｐ （ｆｆ（＋４％ｙ口 ＷＷ、ｎべ込／−１９Ａｉ老ｌり（Ｙ畳区 ト。 第１０図 特開昭ＧＯ−１８２３０９（９）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）パルプ駆動カムとカムリフトを吸排気弁に伝達す
   るとともに、上記カムリフトの一部を吸収可能な伝達機
   構と、上記駆動カムのカムリフトの吸収量を機関の回転
   に応じて変化させる制御手段とを備えた内燃機関の吸排
   気弁駆動装置において、上記パルプ駆動カムのカムプロ
   フィルを立上り側プロフィルと立下り側プロフィルとが
   非対称となるように形成し、上記伝達機構によるカムリ
   フト吸収量変化に対する開弁時期変化量と閉弁時期変化
   量とが相違するように構成したこと全特徴とする内燃機
   関の吸排気弁駆動装置。