JPS6138323B2 - - Google Patents

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JPS6138323B2
JPS6138323B2 JP7499479A JP7499479A JPS6138323B2 JP S6138323 B2 JPS6138323 B2 JP S6138323B2 JP 7499479 A JP7499479 A JP 7499479A JP 7499479 A JP7499479 A JP 7499479A JP S6138323 B2 JPS6138323 B2 JP S6138323B2
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JP
Japan
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valve
cam
engine
lift
oil
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JP7499479A
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Shunichi Aoyama
Eiji Murata
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Priority to FR8013235A priority patent/FR2459369A1/fr
Priority to CA000353961A priority patent/CA1148806A/en
Priority to AU59277/80A priority patent/AU524680B2/en
Priority to GB8019553A priority patent/GB2053350B/en
Publication of JPS56506A publication Critical patent/JPS56506A/ja
Publication of JPS6138323B2 publication Critical patent/JPS6138323B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0031—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781—With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7793—With opening bias [e.g., pressure regulator]
    • Y10T137/7809—Reactor surface separated by apertured partition

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関のバルブリフト制御装置に
関する。
従来のバルブリフト制御装置として、例えば第
１図に示すように、カム１に従動する昇降ボデイ
２と、プツシユロツド３を駆動するピストン４と
を油圧室５を介して連絡するとともに、その油圧
室５に供給する油圧を機関運転状態に応じて制御
することにより、カムリフト量を吸収制御するよ
うにしたものが本出願人より提案されている（特
願昭53−88141号）。
上記従来の装置の主な作用を説明すると、カム
１が回動してリフトを取り始めると、ボデイ２が
上昇し、それに伴う油圧の上昇にもとづいて第３
ピストン６がスプリング７の付勢力に抗しボデイ
２に対して相対的にカム１側へ下降し、かつ油圧
室５と連通する第３ピストン６の連絡孔８がボデ
イ２の内壁で遮断されるまで下降してカムリフト
のプツシユロツド３への伝達を阻止する。その連
絡孔８が閉じられると第３ピストン６はボデイ２
と一体となつて上昇し、その結果第２油圧室５の
油圧が上昇するので第１ピストン４が上昇を始め
プツシユロツド３を介して吸排気バルブ（図示せ
ず）を押し上げる。以上のように、ボデイ２と第
３ピストン６の相対的な移動によりカムリフトの
一部が吸収されるわけであるが、第２油圧室５へ
の供給油圧が高くなるほど第３ピストン８の初期
位置は下降し、連絡孔８を閉じるまでの時期が早
くなるので、カムリフトの吸収量は減少する。
従つて、機関回転数や負荷の増大に伴つて上昇
する油圧を第２油圧室５に供給すれば、吸排気バ
ルブの開閉時期およびバルブリフト量を機関運転
状態に応じて可変にすることができ、その結果バ
ルブオーバラツプ量等を運転状態に応じて最適に
制御して燃焼状態を改善し燃費や出力の向上を得
ることができる。また、このバルブリフト制御装
置は昇降ボデイ２とピストン４とが互いに同一軸
線上を移動するように構成されているため、従来
のバルブタペツトに代つて配設できるOHV型
（オーバヘツドバルブタイプ）やサイドバルブ型
の機関に特に好適である。
しかしながら、このような従来のバルブリフト
制御装置にあつては、カムプロフイールの滑らか
な立上りの部分からカムリフトを吸収してバルブ
タイミングを制御している関係上、カムリフト吸
収量の増大に伴つてバルブリフトが急激に立上り
を開始し、また急激に閉じ終るという不具合があ
つた。このようなバルブ速度の急速な変化は衝撃
と性能悪化を伴うので油圧の緩衝効果を用いてバ
ルブリフトの滑らかな立上りとバルブ着座が得ら
れるようにした種々の工夫がなされているが、そ
れらの工夫は構造が複雑になると共に、また全て
の運転条件下で滑らかなバルブリフトを得るのは
マツチング上困難が多いという問題点があつた。
この発明はこのような従来の問題点に着目して
なされたもので、機関回転に同期して回転するカ
ムにより駆動され機関運転条件に応じて有効作動
長が伸縮する可変リフタ装置と吸排気バルブとの
間に、可変リフタ装置により揺動して吸排気バル
ブを作動する揺動カムを設け、その揺動カムのプ
ロフイルをバルブの立上りと着座を常に滑らかに
する緩衝曲線に形成することにより、上記問題点
を解決したバルブリフト制御装置を提供すること
を目的としている。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第２図より第４図は、この発明の一実施例を示
す図である。
図示のように、機関回転に同期して回転する吸
排気カム１１のカムリフトは、可変リフタ装置１
２を構成するオイルタペツト１３とプツシユロツ
ド１４を介してその上部に配設した揺動カム１５
に伝達され、シヤフト１６を支点に揺動カム１５
を揺動する。その揺動カム１５の揺動によつてそ
の上部に設けたロツカアーム１７が駆動され吸排
気バルブ１８がリフトする。揺動カム１５のカム
面１５ａはその立上り部分４２ａが前記カム１１
の立上り部分と同様に緩やかな曲線で形成されて
おり、以後揺動角に比例的にリフトが増加するよ
うになつている。また、４２ａの手前にはシヤフ
ト１６と同心円状のベースサークル４２ｂが形成
されている。
上記オイルタペツト１３は、従来のものとほぼ
同様な構成のものであつて、機関回転に同期して
回転する吸排気カム１１に従動し機関本体２０に
対して摺動自由に移動する一端の閉じた管状のボ
デイ２１と、そのボデイ２１内に摺動自由に介装
され内部に第１油圧室２２を有するプランジヤ２
３と、そのプランジヤ２３の端部に一体的に設け
たプツシユロツドシート２４と、チエツクバルブ
２５を介して第１油圧室２２と連通しプランジヤ
２３とボデイ２１とにより区画形成される第２油
圧室２６と、第１油圧室２２と油圧供給路２７を
連通する連絡口２８，２９とを有している。ただ
し、油圧供給路２７から油圧室２２，２６に供給
される油圧は、機関運転状態に応じて相対的に増
減される制御油圧が用いられ、例えば機関負荷の
増大または機関回転の増大に応じて相対的に上昇
する油圧が油圧供給路２７に供給される。一方、
揺動カム１５はシヤフト１６に一端を取付けたコ
イルスプリング１９により常時反時計方向、すな
わちオイルタペツト１３の方向に付勢されてい
る。従つて、油圧供給路２７に供給される油圧が
機関運転状態に応じて上昇するにつれ、コイルス
プリング１９の付勢力に抗して第２油圧室２６の
容積が拡大し、プランジヤ２３をボデイ２１に対
して相対的に上昇させ、可変リフタ装置１２の有
効作動長を伸長する。
上記油圧供給路２７に連通する油圧調整装置３
０は、機関負荷の増大に応じて供給油圧を上昇さ
せることのできる装置の一例を示すもので、アク
セル開度に対抗して付勢力が変化するスプリング
３１，３２と、そのスプリング付勢力に応動する
ピストン３３，３４を介して油圧ポンプ３５の吐
出通路３６の開度を増減する弁体３７と、その弁
体３７による絞り下流の油圧を上記揺動カム１５
のコイルスプリング１９に対抗的に作用させる圧
力補償手段３８とを有しており、アクセル（図示
せず）に連動しててアクセル開度が増大するにつ
れ供給油圧を上昇させることができるものであ
る。なお、ここで内側のピストン３４を押圧する
スプリング３１の弾性力は、スロツトルレバー３
９による外側のピストン３３の変位量が所定値を
越えると、リターンスプリング３２に打勝つてピ
ストン３４を変位させ始めるように設定してあ
り、従つて所定値を越えるまでは調圧室４０の油
圧はタンク圧（低圧）になつており、前述したプ
ランジヤ２３はボデイ２１に対して最下位の位置
に保持される。すなわち、アイドリング時によう
にアクセルペダルの踏み量が少ないときは、スロ
ツトルレバー３９を介して油圧調整装置３０のピ
ストン３３の変位も少ないため、ピストン３４は
リターンスプリング３２の働きで弁体３７を図面
右限まで変位して吐出通路（弁口）３６を閉じる
か、あるいは微少開度に保つ。このため、調圧室
４０の圧力は弁口３６を通しての供給圧が少ない
ことからほぼタンク圧（低圧）になつている。次
に低負荷から中高荷域にかけては、スロツトルレ
バー３９はスプリング４１の付勢力に抗して図中
反時計方向へ回動し、油圧調整装置３０のピスト
ン３３を左方に押圧する。このピストン３３の移
動に伴いスプリング３１がたわみ、この弾性力
と、もう一方のスプリング３２及び室（圧力補償
手段）３８の油圧の合成力とのバランスする位置
までピストン３４を変位させる。この結果、弁口
３６が開いて油圧ポンプ３５からの吐出圧が調圧
室４０に作用し、制御圧力がアクセル開度に応じ
て相対的に上昇する。
次に作用を含めて上記実施例を更に説明する。
高負荷運転時のように油圧調整装置３０からオ
イルタペツト１３へ供給される制御油圧が十分に
高い場合には、オイルタペツト１３のプランジヤ
２３は、油圧供給路２７から第１油圧室２２を通
つて第２油圧室２６に導入された油圧によりコイ
ルスプリング１９の付勢力に抗して突き上げられ
て上昇し、プツシユロツドシート２４を介してプ
ツシユロツド１４を上昇し、可変リフタ装置１２
の有効作動長を最大限まで拡大している。そのた
め、ボデイ２１がカム１１のベースサークルに摺
接しているときには、第４図ａに示すように、揺
動カム１５はプツシユロツド１４に突き上げられ
て時計方向に回転し、ロツカアーム１７が揺動カ
ム１５の緩衝曲線開始位置４２ａと当接するロツ
カアーム１７の駆動直前位置にある。この状態か
らカム１１がリフトを開始すると、オイルタペツ
ト１３のボデイ２１は上方向の力を受け第２油圧
室２６の油が逆流しようとしてチエツクバルブ２
５のチエツクボール２５ａをシート２５ｂに圧着
させる結果、油は第２油圧室２６に閉じ込めら
れ、その結果ボデイ２１とプランジヤ２３は一体
となつて押上げられる。そのため、第４図ｂに示
すように、カム１１がリフトを開始すると同時に
揺動カム１５を介してロツカアーム１７は駆動さ
れ、バルブ１８がリフトする。このように、カム
１１のリフトと同時にバルブ１８のリフトが行わ
れるので、第５図の実線で示すように、バルブ１
８の開弁期間とバルブリフトは最大値をとる。た
だし、カム１１は揺動カム１５の回転方向と速度
を規制することにより間接的にバルブタイミング
を制御し、揺動カム１５はロツカアーム１７を介
してバルブ１８のリフト量を規制する働きをして
いるので、バルブ１８の特性はカム１１と揺動カ
ム１５の特性の合成されたものとなる。
一方、低中負荷運転時のように油圧調整装置３
０からオイルタペツト１３へ供給される制御油圧
が機関負荷に応じて相対的に低い場合には、オイ
ルタペツト１３のプランジヤ２３はコイルスプリ
ング１９の付勢力と第２油圧室２６内の油圧とが
均衡する位置まで下降し、プツシユロツド１４を
相対的に下降させている。そのため、ボデイ２１
がカム１１のリフト部分と摺動する前では、第４
図ｃに示すように、揺動カム１５は反時計方向に
回転し、ロツカアーム１７が揺動カム１５の緩衝
曲線開始位置４２ａより手前のベースサークル４
２ｂに当接する位置まで位相がずれる。この状態
からカム１１によりオイルタペツト１３がリフト
しても、ロツカアーム１７が緩衝曲線開始位置４
２ａに到達するまでのしばらくの間は揺動カム１
５が回転するのみで、ロツカアーム１７はベース
サークル４２ｂに摺動し、バルブ１８をリフトさ
せない。ロツカアーム１７が緩衝曲線開始位置４
２ａに達し、更にカム１１がリフトして揺動カム
１５が反時計方向に回動すると揺動カム１５のリ
フト部によりロツカアーム１７が駆動されバルブ
１８のリフトが開始される。次にカム１１のカム
リフトが減少するにつれ揺動カム１５は時計方向
に逆回転しバルブ１８を閉弁してからもとの開始
位置に戻り停止する。この際、揺動カム１５の始
動位置を制御する制御油圧は機関負荷の増大に応
じて相対的に上昇するから、ロツカアーム１７が
初期のベースサークル位置４２ｂから緩衝曲線開
始位置（リフト開始位置）４２ａに達する時間は
負荷の増大に応じて相対的に減少する。その結
果、機関負荷の減少に伴つてカムリフトの吸収量
が相対的に拡大し、第５図の破線で示すようにバ
ルブ開弁期間やバルブリフトが減少する。
特に、上記のように全負荷域においてバルブ１
８の立上り開始と着座時にロツカアーム１７が揺
動カム１５の緩衝曲線の始点位置４２ａに達する
ように構成され以下負荷が減少するのに伴つてベ
ースサークルの有効範囲が長くなるようになつて
いるので、バルブ１８がロツカアーム１７を介し
てリフトを開始するときは、必らず揺動カム１５
の始点４２ａから緩衝曲線に沿つてリフトし、し
たがつてバルブリフトの小さいときでもバルブ１
１の立上りと着座が常に滑らかになるという効果
がある。また、本発明は可変リフタ装置１２とし
て従来と同様なオイルタペツト１３を利用するこ
とができ、かつ機構がきわめて簡潔化できるとい
う効果が得られる。
なお、上記実施例ではオイルタペツト１３に供
給する制御油圧としてアクセル開度に応じて増減
制御された油圧を用いたが、機関回転数の増加に
応じて上昇する潤滑油等を用いても目的を達成で
きる。また、サイドバルブ型の機関ではロツカア
ーム１７をなくして揺動カム１５で直接バルブ１
８を駆動してもよく、またプツシユロツド１４を
なくしてオイルタペツト１３が直接揺動カム１５
を駆動するようにしてもよい。更に、オイルタペ
ツト１３や揺動カム１５を略水平に配設するなど
すればオーバーヘツドカム型の機関にも適用可能
である。
以上説明してきたように、この発明によれば、
その構成をカムにより駆動され機関運転状態に応
じて有効作動長が伸縮する可変リフタ装置とバル
ブ間に、可変リフタ装置に連結して揺動する揺動
カムを設け、その揺動カムのリフト部をベースサ
ークルから滑らかに立上る緩衝曲線に形成し、バ
ルブの立上り、着座時に揺動カムの立上り部分を
常に用いて伝達するようにしたため、機関運転状
態に応じて相対的にバルブタイミングとバルブリ
フトを可変制御できるとともに、部分負荷または
中低速回転時でも常に滑らかなバルブリフト特性
を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の縦断面図、第２図は本発明の実
施例の縦断面図、第３図は第２図の要部平面図、
第４図は第２図の要部の作動状態図でａは吸排気
カムがリフトしない時の高負荷または高速域の状
態図、ｂはａの状態から吸排気カムがリフトした
場合の状態図、ｃは吸排気カムがリフトしない時
の低負荷または低速域の状態図、第５図は本発明
によるバルブ特性図である。 １１……吸排気カム、１２……可変リフタ装
置、１３……オイルタペツト、１４……プツシユ
ロツド、１５……揺動カム、１６……シヤフト、
１７……ロツカアーム、１８……吸排気バルブ、
１９……コイルスプリング、２０……機関本体、
２１……ボデイ、２２……第１油圧室、２３……
プランジヤ、２４……プツシユロツドシート、２
５……チエツクバルブ、２６……第２油圧室、２
７……油圧供給路、２８，２９……連絡口、３０
……油圧調整装置、３３，３４……ピストン、３
６……吐出通路、３８……圧力補償手段、３９…
…スロツトルレバー、４０……調圧室、４２ａ…
…緩衝曲線開始位置、４３……ロツカシヤフト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 機関回転に同期して回転するカムにより駆動
    されるバルブリフト制御装置において、上記カム
    により駆動され機関運転状態に応じて有効長が可
    変となる可変リフタ装置と、その可変リフタ装置
    に駆動されて揺動しバルブを作動する揺動カムと
    を設け、前記リフト有効長の変化により揺動カム
    の位相を変え、常時揺動カムの滑らかな立上り部
    分を介してバルブの立上り着座を行わせしめるよ
    うに構成したことを特徴とする内燃機関のバルブ
    リフト制御装置。 ２ 前記可変リフタ装置は、機関運転状態に応じ
    て相対的に増減する制御油圧により作動有効長が
    変化するオイルタペツトからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のバルブ
    リフト制御装置。 ３ 前記制御油圧が機関負荷の増大または機関回
    転速度の増大に応じて相対的に上昇する油圧であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    内燃機関のバルブリフト制御装置。
JP7499479A 1979-06-14 1979-06-14 Valve lift controlling device for internal-combustion engine Granted JPS56506A (en)

Priority Applications (7)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56506A JPS56506A (en) 1981-01-07
JPS6138323B2 true JPS6138323B2 (ja) 1986-08-28

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ID=13563329

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Country Status (7)

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US (1) US4387673A (ja)
JP (1) JPS56506A (ja)
AU (1) AU524680B2 (ja)
CA (1) CA1148806A (ja)
DE (1) DE3021761A1 (ja)
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