JPS603924Y2 - バルブタイミング制御装置 - Google Patents

バルブタイミング制御装置

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JPS603924Y2
JPS603924Y2 JP584479U JP584479U JPS603924Y2 JP S603924 Y2 JPS603924 Y2 JP S603924Y2 JP 584479 U JP584479 U JP 584479U JP 584479 U JP584479 U JP 584479U JP S603924 Y2 JPS603924 Y2 JP S603924Y2
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JP
Japan
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cam
rocker arm
valve
control device
timing control
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JP584479U
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JPS55106315U (ja
Inventor
英二 村田
慎一 南雲
和幸 三井所
Original Assignee
日産自動車株式会社
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は吸気弁の閉時期及びリフトを変化させて吸入空
気量を制御するようにした火花点火式内燃機関のバルブ
タイミング制御装置に関する。
二般に内燃機関の吸気弁の開閉時期は機関運転状態のい
かんによらず固定的に設定されるのが普通であり、通常
は、吸入空気の慣性を利用して充填効率を上げるために
、上死点前10°〜20°において開き始め、および下
死点後50°〜60°で閉じ終る。
そして、このバルブタイミングは、通常は、吸気絞弁の
全開する高負荷域での最大出力の確保を対象として設定
されている。
ところで、機関吸入空気量は運転状態によって大幅に変
動し、通常の火花点火式内燃機関では、吸気通路の絞弁
によって吸入空気量をコントロールしている。
したがって、機関低負荷域、即ち機関に対する混合気供
給量が比較的少ない領域では絞弁の開度を絞ってやる必
要があり、この場合には絞弁下流に大きな負圧が発生す
る。
この吸入負圧は吸気行程でのピストンに対して負の仕事
として作用、つまりポンピングロスとなり、気筒内で発
生する熱エネルギーの相当部分が損失となる。
この負の仕事量は、吸気抵抗が大きいほど、つまり絞弁
開度が小さい低負荷域はど増大し、逆に絞弁全開となる
領域ではほとんど吸入負圧がなくなるため、ポンピング
ロスはきわめて小さくなる。
自動車用機関のように、負荷変動がきわめて頻繁にしか
も広範囲にわたる場合は、このポンピングロスが与える
燃費効率への影響は非常に大きく、特に市街地走行時の
ように低負荷で運転する状態の占める比率が高いときは
、燃費改善にとって大きな障害となっていた。
したがって、ディーゼルエンジンのように絞弁をもたな
いものは、ポンピングロスを大幅に低減できるが、ガソ
リンエンジンのように火花点火式内燃機関では、空燃比
を略一定として混合気供給量で出力を制御する関係上、
吸入空気量を制御する手段を除去することはできない。
この吸入空気量を制御する方法として、吸入行程で吸気
弁を閉じる時期を運転状態に応じて変えれば、実質的な
シリンダ容積を増減でき、ポンピングロスの増大を招か
ずに吸入混合気の量を変化させられる。
そこで、機関に供給する混合気量又は吸入空気量を、従
来のアクセルペダルに連動した絞弁開度による制御に代
えて、吸気弁の開弁時期、または閉弁時期とともにリフ
ト量を可変的に制御することにより、任意に増減制御し
、機関のポンピングロスを低減して熱エネルギーの有効
利用をはかり、もって機関の燃費効率及び出力を向上さ
せることのできる火花点火式内燃機関が最近提案された
しかしながら、その吸気弁の閉弁時期を機関運転状態に
応じて変化させる動弁機構、すなわちバルブタイミング
制御装置は、アクセルペダルに油圧的に連動して軸方向
に変位するカム軸と、このカム軸に固設され軸方向変化
に伴ってプロフィルが変わる三次元カムとから構成され
ているため、必然的にカムの製作費が増大し、またカム
及びカム軸の軸方向の寸法が長くなって機関の重量が増
大し、またカムプロフィルを切換えるためにカム軸を変
化させる強力なパワーを要する駆動装置を必要とするた
め、信頼性、製造コスト、生産性等に劣るという問題が
あった。
(実公昭50−20164号公報参照) 本考案は従来装置のこのような欠点を改良するためにな
されたものであって、従来の三次元カムによるバルブタ
イミング制御装置に代えて、ロッカアームの一端を押し
上げることにより吸気弁を開く第1カムと、ロッカアー
ムの駆動支点を押し上げることにより吸気弁の閉じ時期
を制御する第2カムと、機関の負荷の増加に応じて第2
カムの位相角を変化させる遅角手段を設けることにより
、吸気弁の閉弁時期、または閉弁時期とともにリフト量
を可変的に制御することのできるバルブタイミング制御
装置を提供することを目的としている。
以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明する。
第1図に示すように、第1カム1は吸気弁2の開時期と
最大リフト量を定めるカムプロフィルを有し、ロッカア
ーム3の一端3aに一体的に固設したチップ4に摺動回
転し、ロッカアーム3の他端3bに取付けた弁隙間調整
ねじ5を介して吸気弁2を開閉する。
ロッカアーム3はその略中夫に回転支点(駆動支点)と
なるピボット6を有するキャップ状タペット7を一対的
に固設し、そのピボット6に係合したロッカアーム支柱
8により支承されている。
運転状態に応じて相対的に吸気弁2の閉時期を制御する
ための第2カム9が、ロッカアーム3のタペット7の頭
部に接して摺動回転し、ロッカアーム支柱8の位置、す
なわち回転支点となるピボット6の位置を支柱8の軸方
向に往復移動させる。
この際、リターンスプリング10力知ツカアーム支柱8
に設けたストッパ11を介してロッカアーム支柱8を第
2カム9の方向に付勢し、第2カム9とロッカアーム3
を常に密着させ、ロッカアーム3が第2カム9のプロフ
ィルにしたがって確動するようにしている。
また、吸気弁2のリターンスプリング12は閉弁方向に
吸気弁2を付勢し、弁隙間調整ねじ5と密着させて第1
カム1と第2カム9により確動されるようにしている。
従って、第1カム1はロッカアーム3の一端を押し上げ
ることによりロッカアーム3の他端3bを押し下げて吸
気弁2を開くが、ピボット6がロッカアーム3の回転支
点となるため、第2カム9によりピボット6が上方向、
すなわち吸気弁2より離れる方向に移動すると、吸気弁
2もリターンスプリング12により上方向に追従し、吸
気弁2のリフト量が相対的に減少する。
そして、第2カム9とロッカアーム3の接触点が第2カ
ム9のベースサイクル9aに移り、スプリング10.1
2の付勢力により第1カム1の最大リフト量の略II2
以上にロッカアームのピボット6が持ち上げられると、
第1カム1が最大リフトにあっても吸気弁2は閉じられ
る。
第2図はクランク角に対する第1カム1と第2カム9の
リフト量を示す特性図である。
図面上部は第1カム1、図面下部は第2カム9の特性を
示す。
前述のように、第1カム1はそのベースサークル1aか
ら最大リフト1cへ向ってリフト量が増大すると、吸気
弁2が相対的に開き、第2カム9はその最大リフト9C
からベースサークル9aに向ってリフト量が減少すると
、吸気弁2が相対的に閉じる。
従って、図示のように第2カム9の最大リフト部9cが
ロッカアーム3のタペット7の頭部と接触している時に
、第1カム1のロッカアーム3の端部3aとの接触箇所
がベースサークル1aからリフト部1bに移ると吸気弁
2は第1カム1のプロフィルに従って相対的に徐々に開
口して行く。
次に第2カム9のタペット7との接触点が最大リフト部
9Cからベースサークル9aに移って行くと、ロッカア
ーム3の回転支点となるピボット6の位置が吸気弁2よ
り離れる方向に移動するから、リターンスプリング12
の付勢力により吸気弁2は閉じ方向に移動し、第2カム
9のプロフィル9b*9aに従って相対的に吸気弁2が
閉じられて行く。
ここで、第2カム9はロッカアーム3の略中夫に位置す
るピボット6を移動することにより吸気弁2を開閉制御
するのであるから、第2カム9のリフト減少量の略2倍
が吸気弁2のリフト減少量となる。
よって、第1カム1と第2カム9による吸気弁2のリフ
ト量は第1カム1のリフト量から第2カム9のリフト減
少量の略2倍を差し引いた値に相当する。
第2カム9は後述するように、第2カム9の位相角を変
化させる遅角手段(位相制御手段)13により機関の負
荷の増大に応じて相対的に遅れが増大する位相角をとも
なって回転するので、第2カム9は負荷の増大にともな
い第2図に示す特性曲線が右方向に移動するような位相
変化を行う。
一方、第1カム1は開弁時期や最大リフト量等の特性が
負荷の変化にかかわらず常に一定であるから、吸気弁2
の開き時期は変わらないが、第2カム9が負荷の増大に
応じて第2図右方向に位相がづれるから、負荷の増大に
より第2図の破線で示すように吸気弁2の閉弁時期が吸
入行程において相対的に遅れ、吸入空気量が適切に増加
する。
なお、第2図の斜線で示す範囲は吸気弁2の開弁特性で
ある。
また、ロッカアーム3の後方に配設されているロッカア
ーム14は排気弁15を開閉するためのものであって、
別個のカム16により駆動される。
第3図は第2カム9の位相制御手段(遅角手段)13の
一例を示すものである。
図示のように、クランク軸17の回転は、クランクスプ
ロケット18、チェーンまたはベルト19、カムスプロ
ケット20を介してカム軸21に伝達される。
このチェーンまたはベルト19の緊張側19aとゆるみ
側19bに両側外方から遅角手段13a。
13bのピストン13c、13dを押接する。
このピストン13c、13dは機関の負荷の増大に応じ
て相対的に増加する油圧により制御され、負荷が増大す
ると緊張側19aのピストン13cは短縮し、ゆるみ側
19bのピストン13dは伸張して、第2カム9のカム
軸21に設けたカムスプロケット20を駆動するチェー
ンまたはベルト19の少なくとも緊張側19aの接触角
を制御するように構成されている。
このためカムスプロケット20は機関の負荷の増大に応
じて相対的にゆるみ側19bに(すなわち回転方向と逆
方向に)引張られるので、負荷に対応した位相角(遅角
)を伴って回転する。
よって、カムスプロケット20により駆動されるカム軸
21に固定した第2カム9は負荷の増大に応じて増大す
る遅角を伴って回転する。
一方、第1カム1は別個のカムスプロケット22により
駆動されるカム軸23に固定され、負荷の増減と無関係
に回転するから、第2図に示すように吸気弁2の閉弁時
期のみ負荷の増大に応じて相対的に遅れる。
第4図、第5図は第2カム9の位相制御手段(遅角手段
)の他の実施例を示すものである。
図示のように1.第1カム1は排気弁カム16とともに
カム軸23に固定され、カムスプロケット22を介して
クランク軸(図示せず)により駆動されて回転する。
このカム軸23の回転は同一歯数の一対の平歯車26,
27および遅角手段28を介してカム軸21に固定され
た第2カム9に伝達される。
この遅角手段28は第2千歯車27の回転軸30の端部
に固設した第1傘歯車31と、第2カム9のカム軸21
の端部に固設した第2傘歯車32と、その雨傘歯車31
,32に噛み合い介装され上記軸30.21の延長線と
交差する制御軸33に回動自由に軸承された第3および
第4傘歯34.35を備えた差動歯車装置である。
機関の負荷の増大に応じて相対的に制御軸33の回動角
が増大し、これにより歯車31と32の噛み合い位相が
変わり、第2カム9が位相遅れをともなって回転する。
本考案はロッカアームの一端を押し上げることにより、
その他端に配設した吸気弁を開く第1カムと1、ロッカ
アームの略中央に摺動回転してロッカアームの駆動支点
を押し上げることにより吸気弁の閉じ時期を制御する第
2カムと、機関の負荷の増大に応じて第1カムに対する
第2カムの位相角を相対的に増大させる遅角手段を設け
た構成であるから、吸気弁の閉弁時期または閉弁時期と
ともにリフト量を機関の負荷状態に応じて可変的に制御
でき、かつ簡潔な構造であるので製造コストが低く、生
産性にすぐれ、また三次元カムを用いてないので軽量化
や信頼性が向上する。
また、第2カムのプロフィルや位相角を変えることによ
り種々の特性を弁開閉時期制御が簡単にできるので汎用
性が高い。
更に、排気弁の開閉時期を制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例の縦断面図、第2図は第1図の
実施例の特性図、第3図は第1図の実施例に用いた遅角
手段を示す縦断面図、第4図は第1図の実施例に用いた
他の遅角手段を示す正面図、第5図は第4図のA−A線
に沿って切断した縦断面図である。 1・・・・・・第1カム、2・・・・・・吸気弁、3・
・・・・・ロッカアーム、6・・・・・・ピボット、7
・・・・・・タペット、8・・・・・・ロッカアーム支
柱、9・・・・・・第2カム、10・・・・・・リター
ンスプリング、12・・・・・・リターンスプリング、
13・・・・・・遅角手段、19・・・・・・チェーン
またはベルト、20・・・・・・カムスプロケット、2
3・・・・・・カム軸、28・・・・・・遅角手段、3
3・・・・・・制御軸を示す。

Claims (5)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. (1)吸排気弁を開閉するカム軸を機関回転に同期して
    駆動するようにした内燃機関において、ロッカアームの
    一端を押し上げることによりその他端に配設した弁を開
    作動する第1カムと、ロッカアームの略中央に摺動回転
    してロッカアームの駆動支点が押し上げられるリフトを
    吸収することにより弁を閉側に作動するリフト吸収カム
    からなる第2カムと、機関の負荷の増大に応じて第1カ
    ムに対する第2カムの位相角を相対的に変化させる遅角
    手段とを設けたバルブタイミング制御装置。
  2. (2)前記ロッカアームはその駆動支点に設けたピボッ
    トに係合するロッカアーム支柱により支承されている実
    用新案登録請求の範囲第1項記載のバルブタイミング制
    御装置。
  3. (3)前記ロッカアーム支柱はリターンスプリングによ
    り第2カムの方向に付勢され、第2カムにより支柱軸方
    向に移動される実用新案登録請求の範囲第2項記載のバ
    ルブタイミング制御装置。
  4. (4)前記遅角手段は機関の負荷の増減に応じて相対的
    に変動する油圧により伸縮するピストンを有し、そのピ
    ストンは第2カムのカム軸に設けたカムスプロケットを
    駆動するチェーンまたはベルトの少なくとも緊張側に接
    触角を制御するように構成されている実用新案登録請求
    の範囲第1項から第3項までのいずれかに記載のバルブ
    タイミング制御装置。
  5. (5)前記遅角手段が機関の負荷の増減に応じて相対的
    に回動角が変動する制御軸により第2カムの位相角が変
    化する差動歯車装置より構成されている実用新案登録請
    求の範囲第1項から第3項までのいずれかに記載のバル
    ブタイミング制御装置。
JP584479U 1979-01-19 1979-01-19 バルブタイミング制御装置 Expired JPS603924Y2 (ja)

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JP584479U JPS603924Y2 (ja) 1979-01-19 1979-01-19 バルブタイミング制御装置

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JP584479U JPS603924Y2 (ja) 1979-01-19 1979-01-19 バルブタイミング制御装置

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JPS55106315U JPS55106315U (ja) 1980-07-25
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ID=28812087

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6047886B2 (ja) * 2012-02-10 2016-12-21 アイシン精機株式会社 エンジンのバルブ制御機構

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JPS55106315U (ja) 1980-07-25

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