JPS6023479Y2 - 気筒数制御多気筒内燃機関の吸・排気弁制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は運転状態に応じて、全気筒を作動したり、多気
筒内燃機関の選択された一部気筒の作動を休止し残余の
気筒で運転を行ういわゆる気筒数制御内燃機関における
吸・排気弁制御装置に関する。

気筒数の制御手段は従来から種々提案されているが、そ
のうち休止気筒の燃料供給を停止すると共に吸・排気弁
を全開にする方式がみられる。

例えば吸気弁及び排気弁（以下バルブという）のリフト
量を油圧に応じて有効長さの変化するオイルタペットに
よって制御するバルブリフト制御装置を備え、該装置に
よりアイドリング等機関低速領域で選択された一部気筒
のバルブを全開にする（例え４ｆ １９７６年１０月１
日 Ｗａｒｄ’ ＳＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、
Ｉｎｃ、発行“Ｗａｒｄ’ Ｓ ＥｎｇｉｎｅＵ
ｐｄａｔｅ”ＶＯｌ、２ Ｎｕｍｂｅｒ ２０ 及び
１９７４１１月２６日 Ｃｒａｉｎ Ａｕｔｏｒｎｏｔ
、ｉｖｅ Ｇｒｏｕｐ 、 Ｉｎｃ０発行“Ａｕｔｏｍ
ｏｔｉｖｅ Ｎｅｗｓ”参照）。

しかしかかる従来の気筒数制御手段にあっては、休止気
筒のバルブ全開及び全閉解除が同時になされるべく構成
されているから、オイルタペット等バルブリフト制御装
置の品質のバラツキによりバルブ開閉時期がずれ、例え
ばバルブ全閉（気筒数制御開始）時には排気弁が閉じた
後に吸気弁が閉じ、一方、バルブ開（気筒数制御解除）
時には吸気弁が開いた後に排気弁が開くようなことがあ
った。

このことは、前者にあっては排気弁全閉時にピストン膨
張行程直後の気筒があれば該気筒の吸気弁が閉じるまで
の間該気筒から吸気弁を介し吸気系へ排気が吹き返し、
後者にあっては膨張行程で、吸・排気弁が全閉となり排
気が封入された休止気筒があれば先に開弁じた吸気弁を
介して吸気系に排気が吹き返す現象をもたらす。

その結果、作動気筒の吸気性が悪化して燃焼が悪くなり
或いは運転性が悪化した。

本考案は従来装置の上記不都合に鑑み、気筒数制御の開
始時には確実に吸気弁、次に排気弁の順に閉じ、気筒数
制御解除時には確実に排気弁次に吸気弁の順に開くよう
、つまり吸気弁が閉弁していることを条件に排気弁が開
状態をとるように吸・排気弁の開閉順序を制御し、もっ
て気筒数制御開始又は解除時の排気の吹き返しを防止し
た吸・排気弁制御装置を提供するものである。

以下に本考案の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図はバルブリフト制御装置として、油圧に応じ有効
長を制御するオイルタペットを用いた実施例を示す。

バルブ１は、回転するカム２のカムリフトがオイルタペ
ット３、ブツシュロッド４、揺動カム５及びロッカーア
ーム６を介して伝達されたバルブスプリング７のばね力
に抗して下方に押圧されることによって開弁じ、そのバ
ルブリフトはオイルタペット３の有効長に応じて制御さ
れる。

かかる構成は吸気弁側と排気弁側とに夫々設けられてい
るが説明の便宜上共通して述べている。

オイルタペット３へ供給される油圧は図示しない油圧源
より油路１１、分岐油路１２，１３を介して夫々吸気弁
用オイルタペットのオイルギヤラリ８Ｉは排気用オイル
タペットのオイルギヤラリ８Ｅへ夫々供給される（共通
してオイルギヤラリ８で表示する）。

分岐油路１２，１３には夫々切換弁としての電磁切換弁
１４．１５を介装する。

これら切換弁１４．１５は非通電消磁によって夫々の分
岐油路１２．１３を開通する一方、通電励磁によってこ
れら油路１２，１３をリリーフ通路１６．１７を介して
オイルパンヘリリーフする。

電磁切換弁１４．１５のＯＮ・ＯＦＦスイッチは、ロー
タリースイッチ１８で、吸入負圧がダイヤフラム２０ａ
に作用したときその負圧に応じスイッチプレート１９を
その軸まわり図で時計方向に回動させる負圧動作アクチ
ュエータ２０により開閉制御される。

スイッチプレート１９には接点２１．２２が配設され、
スイッチプレート１９の回動により吸気、排気弁側端子
２３．２４に所定の位相差入をもって接離する。

即ちスイッチプレート１９の図で時計方向の回動にあっ
ては接点２１が吸気弁側端子２３に先に接触してＯＮに
なった後、所定の位相差入をもって接点２２が排気弁側
端子２４に接触してＯＮになる。

オイルタペット３はシリンダヘッド３０内を上下摺動す
るタペット本体３１及び該本体３１内を上下摺動自由な
プランジャ３２を備え、これらの内部に第１油圧室３３
及び第２油圧室３４を形成し、プランジャ３２に設けた
チェックバルブ３５を介して上記両室３３．３４を連通
ずる。

第１油圧室３３はオイルギヤラリ８に油路３６を介して
常時連通ずる。

また第１油圧室３３内には同じく上下摺動自由なリリー
フバルブ３７を収納し、第１油圧室３３内の油圧が所定
値以下に低下したときリターンスプリング３８のばね力
によりリリーフバルブ３７が図で下降しチェックバルブ
３５を押し開いて、第１及び第２油圧室３３．３４相互
を開通させるようになっている。

プランジャ３２はばね３９によって図で上方向に付勢さ
れ、その上端にブツシュロッド４の下端が係止する。

上記構成のオイルタペット３は第２油圧室３４内に導入
した油量によりタペット本体３１とプランジャ３２との
上下方向相対位置が特定され、タペット本体３１下端と
プランジャ３２上端との長さが決定される。

前記揺動カム５はそのベースサークル部５ａのｂ点より
立ち上がるカム部５ｂを有する。

次に上記構成に係る作用を説明する。

今、機関が低速低負荷で回転しているとすると負圧作動
アクチュエータ２０に導入される機関吸入負圧は大きな
値でありダイヤフラム２０ａを吸引してスイッチプレー
ト１９を図で時計方向に回動する。

このためます接点２１が吸気弁側接点２３に接続して電
磁切換弁１４に通電腰吸気弁側分岐油路１２をリリーフ
通路１６へ連通ずる。

その後所定位相差入だけ遅れて接点２２が排気弁側接点
２４に接触し電磁切換弁１５が作動して排気弁側分岐油
路１３をＩＪ ＩＪ−フ通路１７へ連通する。

このため吸気弁側のオイルタペット３においては、第１
油圧室３３内の油圧が所定値以下に低下するから、リタ
ーンスプリング３８のばね力でリリーフバルブ３７が下
降してチェックバルブ３５を押し開き、第２油圧室３４
と第１油圧室３３とを開通する。

従って力ｌ、２がタペット本体３１をリフトしても第２
油圧室３４の油は第１油圧室３３内へ逃げるだけである
から、プランジャ３２が全熱リフトせず、このためバル
ブ（吸気弁）１はリフトなされずに全閉となる。

排気弁側も同様にして吸気弁側に遅れること入の位相差
をもって全閉となり、これら吸・排気弁の装備しである
気筒は他の機構により燃料供給も停止され、ピストンは
封入された空気を圧縮し、その膨張力で押し戻されるだ
けで出力を出すことなく作動を休止する。

これら休止気筒以外の作動気筒は作動する気筒の数が減
った分だけ負荷が増大し、この分燃料を増量することに
より、燃焼室内のスワール改善、温度上昇を招き、もっ
て燃焼が良くなると共に暖機も促進する。

上記から明らかなように、休止気筒にあっては、まず吸
気弁が全閉となり次に排気弁が全閉となるから、排気弁
全閉時に当該気筒が膨張行程にあっても、吸気弁が既に
閉じているから吸気系への排気の吹き返しがない。

次に機関が中・高速中・高負荷領域に移行すれば機関吸
入負圧が減少し負圧作動アクチュエータ２０がスイッチ
プレート１９を図で反時計方向へ回動する。

このため、まず接点２２が排気弁側接点２４から離間し
ＯＦＦとなって電磁切換弁１５を消磁し排気弁側分岐油
路１３を開通する。

その後所定の位相差入だけ遅れて接点２１が吸気弁側接
点２３から離間しＯＦＦとなって同様に排気弁側分岐油
路１２を開通する。

従って油圧源の油圧はまず最初に排気弁側のオイルギヤ
ラリ１８４Ｅを介しオイルタペットの第１油圧室３３内
に導入され、ＩＪ ＩＪ−フバルブ３７をリターンスプ
リング３８のばね力に抗して図で上動させチェックバル
ブ３５を閉じる。

このとき、第１油圧室３３内に導入された油圧がチェッ
クバルブ３５の開弁圧よりも犬の場合は該バルブ３５を
開いて第２油圧室３４内に流入しプランジャ３２を上方
に押し上げる。

そしてプランジャ３２は揺動カム５に設けられブツシュ
ロッド４を下方に押すコイルスプリング４１のばね力と
プランジャ３２に作用する第２油圧室内の油圧による押
上げ力とのバランスする位置に停止し、オイルタペット
３の有効長を規定する。

ここでプランジャ３２が上記の如く上動すれはブツシュ
ロッド４を介して揺動カム５が時計方向に回動しベース
サークル部５ａとロッカーアーム６との接触点すがより
カム立ち上り部ａに近づきａとｂとの距離１を短かくす
る。

然る後にカム２が回動してタペット本体３１をリフトす
ればカムリフトの初期はオイルタペット３及びブツシュ
ロッド４を介して揺動カム５を時計方向に回動し、接触
点すがａに一致するまでロッカーアーム６が回動しない
。

しかし更にカムリフトが増大するとロッカーアーム６は
揺動カムのカム部５ｂと接触し図で時計方向に回動して
排気弁をリフトし開弁する。

このときのリフト量はカムリフトからオイルタペット３
の有効長によって揺動カム５のベースサークル上の長さ
１だけ吸収される分を差引いた量となる。

従ってバルブリフトはオイルタペットの有効長即ち第１
油圧室３３内に導入される油圧の大きさに応じて大とな
る特性を有する。

排気弁開弁後所定位相差入だけ遅れて同様にして油圧が
オイルタペット内に導入され吸気弁も開弁する。

このようにしてこれまで作動を休止していた気筒におい
ても吸・排気弁が開弁されるようになり同時に燃料供給
もなされて通常の作動を営むようになり出力が向上する
。

かかる気筒数制御解除時に上記の如く排気弁がまず開弁
じ次に吸気弁が開弁するから、膨張行程で休止気筒とな
り排気が封入されたものにあっても排気弁から排気され
た後に吸気弁が開くから吸気系への排気の吹き返しはな
い。

尚上記実施例において吸気弁用及び排気弁用の分岐油路
１２，１３は第２図に示すように複数の休止気筒Ａ、
Ｂのオイルタペットに分岐連通させることができる。

また負圧作動アクチュエータ２０の信号負圧は機関吸入
負圧に限るものではない。

独立した負圧源の信号をアクチュエータに導入してもよ
い。

上記実施例において吸気弁と排気弁の開又は閉時期の位
相差はロータリースイッチのスイッチプレートの回動速
度及び接点２１〜２４の設置位置により任意の時間に設
定することが可能である。

オイルタペットによる吸気弁及び排気弁の開又は閉時期
を制御するバルブ開閉順序制御手段は前述したロータリ
ースイッチ１８と電磁切換弁１４．１５による他、第３
図に示す変形態様も考えられる。

即ち中空のロータリーバルブ５１の中央通路５２を油圧
源に連通ずる一方、吸気弁側分岐油路１２′及び吸気弁
側ＩＪ ＩＪ−フ通路１６′、並びに排気弁側分岐油路
１３′及び排気弁側ＩＪ ＩＪ−フ通路１７′をロータ
リーバルブ５１の外方に配設する。

ロータリーバルブ５１には通常運転状態で中央通路５２
と吸気弁側及び排気弁側分岐油路１２’、１３’を夫々
連通ずる連通路５３．５４を開設腰これよりリリーフ通
路側の外周面に連通溝５５．５６を設ける。

そして吸気弁側の方が排気弁側よりも連通路と連通溝の
相互間隔をΔＳだけ短かくする。

このように構成することにより、第３図Ａに示す通常運
転状態から気筒数制御を開始しようとしてロータリーバ
ルブ５１を時計まわりに回動すれば、吸気弁側の連通溝
５５は早期に吸気弁側分岐油路１２′に到達してこれと
リリーフ通路１６′を接続し、吸気弁側オイルタペット
へ供給される油圧が低下して吸気弁を閉じる。

その後ΔＳだけ回動して初めて排気側においても連通溝
５６が分岐油路１３′とリリーフ通路１７′とを連通接
続して排気弁を閉じる。

気筒数制御を解除する場合には上記と逆にロータリーバ
ルブを回動ずれば排気弁側の方が吸気弁側よりも早期に
分岐油路とＩＪ ＩＪ−フ通路との連通を絶たれるから
通常運転状態に復帰するのも早くなる。

尚、上記油圧を用いる実施例の他にバルブリフト制御装
置並びにバルブ開閉順序制御手段は機械若しくは電気的
に任意に設計できる。

要はバルブリフトを可変に制御し、気筒数制御開始の時
には吸気弁閉接排気弁が閉じ、気筒数制御解除の時には
排気弁間接吸気弁が開くべく順序制御してやればよい。

つまり吸気弁が閉状態である時にのみ排気弁が開閉作動
されるように吸・排気弁の開閉を順序制御すればよい。

以上述べたように本考案によれば気筒数制御の開始及び
解除の吸・排気弁の開閉を吸気弁の閉じている状態で排
気弁を開閉させるべく順序制御したので、当該時に排気
が吸気系へ吹き返すことがなく、運転性を改善できる。

また排気の吹き返しによる吸気系の汚染をも防止できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は複
数の休止気筒へ油圧を供給する方式の配管系統図、第３
図は本考案に係るバルブの開閉順序制御手段の変形例を
示す横断面図であり、Ａは通常運転状態を示腰Ｂは気筒
数制御開始時の作動図である。 １・・・・・・バルブ（吸気弁、排気弁）、２・・・・
・・カム、３・・・・・・オイルタペット（バルブリフ
ト制御装置）、５・・・・・・揺動カム（バルブリフト
制御装置）、１１・・・・・・油路、１２．１２’・・
・・・・吸気弁側分岐油路、１３，１３’排気弁側分岐
油路、１６，１６’、１７，１７’・・・・・・リリー
フ通路、１４．１５・・・・・・電磁切換弁、１８・・
・・・田−タリースイッチ、５１・・・・・・ロータリ
ーバルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気弁及び排気弁のリフト量を制御するバルブリフト制
   御装置を有し、運転状態に応じて選択された一部気筒の
   吸気弁及び排気弁を前記バルブリフト制御装置により全
   開にし作動を休止する気筒数制御多気筒内燃機関におい
   て、前記吸気弁及び排気弁の全閉開始及び全閉解除に吸
   気弁の閉弁を条件に排気弁が開閉するように吸気弁及び
   排気弁の開及び閉順序を規定するバルブ開閉順序制御手
   段を設けたことを特徴とする気筒数制御多気筒内燃機関
   の吸・排気弁制御装置。