JPS62255508A - デイ−ゼル内燃機関のための弁駆動装置 - 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 本発明は吸気弁及び排気弁に対置された自動弁すきま補
償装置全部えたディーゼル内燃機関の弁駆動装置に関す
る。

従来の技術 従来のディーゼル内燃機関、特に予燃焼法又はスワール
燃焼室法で作動するディーゼル内燃機関では、冷えた状
態、特に周囲温度が低い場合の問題のない始動のために
圧縮比を比較的高くする必要がある。その場合の圧縮比
はいかなる場合でもディーゼル内燃機関の効率上最良の
圧縮比に比して高い。例えば乗用車用のディーゼル内燃
機関では、問題のない冷間スタートを行なうためにその
圧縮比が２３であシ、効率上最良の圧縮比はほぼ１６で
ある。大体においてディーゼル内燃機関の問題のない冷
間スタートを行なうためだけの比較的高い圧縮比は運転
中の内燃機関の効率を悪化させると共に、比較的高いス
タータ出力を要する。始動の理由でのみ行なわれるこの
比較的高い圧縮比の別の欠点は、ディーゼル内燃機関で
はシリンダヘッドとぜストン頂面との間隔が狭いために
、農作誤差がわずかにあっても弁とピストンとの接触が
生じる危険がある。このような接触が生じると、リング
の摩耗が増大し、オイル消費量が増加し、かつ極端な場
合には内燃機関の破急ヲも招く。

しかし、実際においては、理論的に到達できる圧縮比は
スタート過程時にまったく得られないことが多い。その
原因は例えば吸気弁が全負荷時に可能な限シ良好なシリ
ンダ装入を得るためにぎストン下死点の後比較的遅く閉
じることにある。それゆえ、高回転数では、吸気管内を
流れる気体柱はすでに上昇しはじめているぎストンの運
動に逆ってシリンダ内へ空気を押し込む。しかし、始動
時の低回転数では流れが著しく弱いためにこの効果は得
られない。それゆえ、吸気弁閉鎖時間が同じ場合にはピ
ストンの上昇運動のために装入空気Ｉの一部が、末だ開
いている吸気弁を通って再び失なわ社る。要するに始動
時には実際の圧縮比は設計に基づ、く理論的な圧縮比ε
例えばε−２６に比して極めて小さい。

第１図にはε−１８とを２４との間の種々の圧縮比につ
いて吸気弁の閉鎖時点に対する圧縮温度の関係が線図で
示されている。これがら判るように、閉鎖時点を下死点
後のクランク角９０°から下死点後のクランク角６５°
へ早めることによって、ε−２４の場壱の特性曲線にお
いて下死点後のクランク角９０°で得られる圧縮温度と
同じ圧縮温度が、ε−１８の場合の特性曲線において下
死点後のクランク角６５°で得られる。スタートのため
に吸気弁の閉鎖時点をこのように早めるのは一面におい
ては有利であるが、全負荷時ではこの同じ手段がシリン
ダの空気装入に関して欠点となる。

内燃機関の出力に依存して弁開放時点及び弁閉鎖時点を
変化させる装置も丁でに公知である。

しかし、この装置は比較的大きな技術的費用を要する。

本発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、簡単な技術的手段で両方の要求、すな
わち内燃機関のスタートのために吸気弁の閉鎖時点を早
めることと、通常運転のために閉鎖時点を遅らせること
とを同時に達成することにある。これが達成されるなら
ば、ディーゼル内燃機関の圧縮比を圧縮温度の損失なく
圧縮比の最良値へ向かって減少させることができる。

問題点を解決するための手段 上記課題を解決するだめの本発明の要旨は、吸気も及び
排気；に対°置された自動的な弁すきま補償装置′ｆ：
備えたディーゼル内燃機関のための弁駆動装置において
、吸気弁の弁すきま補償装置が、内燃機関のスタート時
に有効となシ内燃機関の運転時に排除される弁才きまを
生ぜしめる手段有していることにある。

本発明の作用 本発明によればスタートのために意図的に弁すきまを調
整することかできる。しかしそのために吸気弁の閉鎖時
点が早まるのはやむを得ない。普通に設計される弁上昇
運動曲線で一般的なフラットな開閉曲線は、騒音及び摩
耗の著しい軽減を計るために「遊びのない」油圧タペッ
トを使用した場合でも完全に排除されない。しかし、弁
すきまが存在する場合は弁の全上昇運動はその分だけ減
少し、そのため、開閉曲線の大部分が排除され、従って
弁は遅れて「硬く」開き、その上早くかつ「硬く」閉じ
る。要するに最終的な結果として制御時間の変化が生じ
、これによって特に閉鎖時点がピストンの下死点へ向か
って移動する。本発明によれば、このような意図的々弁
すきまはスタート過程でのみ調整され、その他の運転状
態ではこの弁才きまが弁才きま補償装置の作用によって
排除さハ、このため通常運転時には最初の状態が再度書
られる。

従来の油圧代弁すきま補償装置では、丁でに内燃機関の
停止状態の時点で開いている弁においてこの種の弁すき
まが生じる。その結果、その弁に係合している弁閉鎖ば
ねが弁才きま補償プラン、ジャ 装置を負荷しており、鵞通曳欠の案内適合部で作業媒体
が流出しているために、油圧作業室の減少が生じている
。しかし、この種の弁すきまは従来の弁すきま補償装量
では一般に不所望に、しかも内燃機関の停止状態で開い
ている吸気弁だけに生じるが（４気筒４サイクル内燃機
関である限って）、本発明によればこの種の弁すきまは
意図的に、かつ吸気弁のすべての弁すきま補償装置にお
いて調整さｎる。すべての吸気弁の弁すきまによる始動
過程時の弁の早い閉鎖によって、多畳の空気がシリンダ
内に保持さｎ１従って比較的高い圧縮温度が達成される
。この高い圧縮温度はディーゼル燃料の着火を容易たら
しめ、従って内燃機関の始動が容易となる。

本発明の効果的な実施態様が特許請求の範囲の従属項に
記載さ九ている。

実施例 すでに第１図について、吸気弁の閉鎖時点に関する圧縮
温度の関係を線図で詳しく説明したので、次に第２図及
び第３図について弁すきま補償装置を説明する。同一部
分は同−符号又は場合によってはそれにアルファベット
を付して示される。

符号１は弁すきま補償装置全体を示し、符号２は吸気弁
の操作のためのカム３を備えたカム軸を示す。吸気弁に
ついてはたんに弁棒４及びこれに保持さハた弁かさ６ｉ
ｆｔひに弁ばね５だけが部分的に図示されている。弁才
きま補償装置１はカム３と弁棒４との間に配置されてお
シ、原理的には従来の油圧式の補償部材の形式で形成さ
れている。この弁すきま補償装置はカムと弁を操作する
揺れ腕との間に配・置さｉてもよい。

弁すきま補償装置１は杯状のタペット７″ｆ、備えてお
シ、その底部にカム３が係合している。

符号８及び９は円筒状の案内を示し、その一方の案内８
はタペット７の底部にじかに固定されておシ、他方の案
内９は円錐状の環状壁１０を介してタペット７のステム
に固定されている。

両案内８，９の間にコツプ状のプランジャ１１が軸方同
郡動可能に保持されている。このプランジャ１１は油圧
作業室２０を閉じており、この油圧作業室は案内８の横
壁１７に設けた弁孔ＩＥｌ介して、円筒状の案内８内に
形成された前室２１に連通している。この前室２１はタ
ペット７の底部に設けた溢流通路２２を介して、プラン
ジャ１１を取囲む室２３に連通している。

この室２３には、タペット７のステムに設けられた入口
２４を介して圧力媒体が供給さｎる。

前室２１と油圧作業室２０との間の弁孔１８はチェック
弁によって閉鎖されており、このチェック弁はこの場合
弁球として形成された弁体１６と、これを負荷するばね
１５とから成る。

ばね１５の自由端はコツプ状の保持部材１４の底部に支
持されておシ、この保持部材１４はプランジャの底部１
２に支持されたばね１３によって案内８の横壁に圧着さ
れている。

従来公知のこの油圧式の弁すきま補償装置の機能では、
カム３からタペット７へ作用する操作力が、油圧作業室
２０内に閉鎖された非圧縮性の作業媒体を介してプラン
ジャ１１へ、かつその底部を介してじかに弁棒４へ伝達
さｎる。

この操作時に作用する圧力によって、プランジャ１１と
案内８との間に形成された環状ギャップ２８を介して少
量の作業媒体がプランジャ１１から流出する。そのさい
プランジャ１１は大体において案内８に沿って滑動し、
その結果、油圧作業室２０が小さくなシ、かつ、ばね１
３が緊縮する。タペット７のすベシ面からカム３が遠ざ
かると、弁かさ６を介して弁棒４に係合している弁ばね
５の圧力によって弁が閉鎖さｎｌそのさい弁がタペット
７を押上げる。弁の閉鎖後、油圧作業室２０内のばね１
３が負荷軽減し、そのさい、圧力媒体損失に二って生じ
たわずかな弁子きまが補償さねる。この補償は作業媒体
が前室２１からチェック弁を開いて油圧作業室２０内へ
補充されることによって行なわれる。

この過程は大きな弁すきまが生じたさいには場合により
、弁閉鎖時に油圧作業室２０が完全に充てんさ九るまで
長時間を要する。

内燃機関停止状態で弁が開放位置に在るとき、弁閉鎖ば
ね５の閉鎖力がプランジャ１１に作用しており、従って
油圧作業室２０内に閉鎖され状 た作業媒体が経時的に環ギャップ２８ｆ：、通って押出
される。油圧作業室２０のこの減少は内燃機関停止状態
ではプランジャ１１若しくはこれに増付けられた環状カ
ラーがタペット若しくは案内８に当接するまで継続する
。いずれにせよこれによって大きな弁すきまが生じ、こ
の弁すきまはスタート後の内燃機関の数回転後にはじめ
て油圧作業室２０内への作業媒体の補充によって再び補
償される。

本発明によれば、少なくとも停止状態の内燃機関の低い
温度では意図的に、吸気弁のすべての弁すきま補償装置
、要するに開放状態に在る吸気弁だけでなくすべての吸
気弁の弁子きま補償装置がスタート時の弁すきまを有す
るような装置が提供される。このことのために、第２図
に示す実施例では、前室２１内にバイメタル条片２５が
配置されており、このバイメタル条片は案内８内で円筒
形のブツシュ２６によって横壁１７のすぐ上方に保持さ
れている。このバイメタル条片２５には操作ぎン２Ｔが
亀付けられており、この操作ぎン２７はチェック弁の弁
体１６に向けられている。バイメタル条片２５は、周囲
温度が低いとき、要するに作業温度が低いときに下方へ
凸にわん曲してその操作ぎ７２７を介して弁体１６をば
ね１５の作用に逆って、弁孔１８２！−閉鎖している位
置から押離す。その結果、スタート時の内燃機関の最初
の１回転時にはチェック弁の作用が失なわれておシ、そ
の結果、油圧作業室２０内に閉鎖さ１ていた作業媒体が
弁作動時に前室２１内へ逃げることができ、従ってプラ
ンジャ１１は圧縮されて弁すきまを拡大させる。すでに
述べたように、すべての吸気弁に生じるこの弁子きまに
よって、吸気弁の閉鎖時点が早まシ、その結果、圧縮温
度が上昇し、ディーゼル機関の始動が容易となる。

若干の運転時間の後、有利にはエンジンオイルから成る
作業媒体の温度が上昇すると、バイメタル２５が上方へ
凸にわん曲し、その結果、操作２ン２７による弁体１８
の操作が終了する。

この時点で、作業媒体が油圧作業室２０内に遂次光てん
されることによって、予め調整されていた弁すきまが公
知形式通シ補償され、この結果、弁すきまが消失し、吸
気弁が所定の閉鎖時間で閉鎖される。

第３図に示す実施例の弁すきま補償装量１ａでは、内燃
機関の停止状態で丁でに油圧作業室２０が空になる。そ
のことのために、ばね３０がプランジャ１１と弁棒４若
しくはこれに保持さ詐た弁かさ６との間に配置されてお
シ、このばね３０によってプランジャ１１が常時負荷さ
れる。プランジャ１１のこの負荷によって内燃機関停止
状態では、油圧作業室２０内に閉鎖された圧力媒体が環
状ギャップ２８ｆ、通って外部へ押出され、そのため、
プランジャ１１はタペット７の底部に圧着さ；ｔ、弁す
きまが増大する。

第３図の実施例では、第２図の実施例で油圧作業室２０
内に設けられていたばねが省かｉており、従って、運転
中の油圧作業室の充てんは、前室２１及び室２３からチ
ェック弁を開いて弁孔１８を通って流れる作業媒体がプ
ランジャ１１に作用する圧力によってのみ行なわｔなけ
ればならない。この場合、底部開口１９を備えた弁保持
部材１４ａは例えばねじ結合によって案内８に固定的に
保持されなければならない。

この実施例において、内燃機関停止状態で弁子きまを温
度に依存して調整するために、弁棒４若しくはその弁が
さ６とプランジャ１１との間に設けられたばね３０をバ
イメタルばねとして形成し、弁すきま増大方向でのプラ
ンジャ１１の負荷が所定温度以下で生じるようにするこ
とも可能である。少なくともこの構成では、油圧作業室
内に第２図に示すばね１３に相応するばねを配置するこ
とができるが、この場合にはそのばね力は低い温度でば
ね３０のばね力に比して小さくなければならない。その
ように丁れば、周囲湯度が高い場合、バイメタルはねを
形成するばね３０のばね力は弱められ、要するに油圧作
業室２０内に配置されたばね１３の力に比して小さくな
シ、従ってやはり弁すきまの自動的な補償が行なわれる
。

本発明の効果 本発明の主たる利点は、冷えたディーゼル内燃機関の少
なくともスタート時に、吸気弁の弁すきまの所望の調整
によって吸気弁の閉鎖時点が早まシ、これによって始動
時回転数における良好なシリンダ装入が達成されること
にちる。

この良好なシリンダ装入によって、全負荷状態での最良
の弁閉鎖時点を変化させることなく、高い圧縮温度ひい
てはシリンダの良好な始動が達成さｎる。この調整され
た弁すきまはスタート過程のために若干大きな原音を生
ぜしめるが、しかし通常運転中に弁すきま補償装置の自
動的な作用によって徐々に排除され、従って吸気弁の設
計閉鎖時間が回復する。このようにスタート時に達成さ
れる高い圧ｍ温度は圧縮比の増大を意味せず、従ってデ
ィーゼル機関は例えば２６よシ低い圧縮比で運転される
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパラメータとしての圧縮比とについて吸気弁の
閉鎖時点に対する圧縮温度の関係を示す線図、第２図は
本発明の第１実施例に基づく弁すきま補償装置の縦断面
図、第３図は本発明の第２実施例に基づく弁すきま補償
装置の縦断面図である。 １・・・弁すきま補償装置、２・・・カム軸、３・・・
カム、４・・・弁棒、５・・・弁ばね、６・・・弁がさ
、７・・・タペツ）、８．９・・・案内、１０・・・環
状壁、１１・・・シランジャ、１２・・・底部、１３・
・・ばね、１４゜１４ａ・・・保持部材、１５・・・ば
ね、１６・・・弁体、１７−・・横壁、１Ｂ・・・弁孔
、１９・・・底部開口、２０・・・作業室、２１・・・
前室、２２・・・溢流通路、２３・・・室、２４・・・
入口、２５・・・バイメタル条片、２６・・・ブツシュ
、２７・・・操作ぎン、２８・・・環状ギャップ、３０
・・・圧縮ばね

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸気弁及び排気弁に対置された自動的な弁すきま補
   償装置を備えたディーゼル内燃機関のための弁駆動装置
   において、吸気弁の弁すきま補償装置が、内燃機関のス
   タート時に有効となり内燃機関の運転時に排除される弁
   すきまを生ぜしめる手段（２５、２６、２７；３０）有
   していることを特徴とするディーゼル内燃機関のための
   弁駆動装置。 ２、前記手段が温度に依存して制御されている特許請求
   の範囲第１項記載の弁駆動装置。 ３、各弁すきま補償装置が、弁の操作部材とカム軸の対
   応するカムとの間に配置されプランジャを軸方向移動可
   能に収容したコップ状の油圧タペットを備えており、プ
   ランジャがタペットに対して、チェック弁を介して圧力
   媒体源に接続された作業室を閉鎖しており、かつ、前記
   手段が、少なくとも冷間スタート時に弁すきま補償装置
   （１）のチェック弁 （１５・１６）を開位置に保つ装置（２５〜２７）から
   成る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の弁駆動装置
   。 ４、所定の圧力媒体温度以下でチェック弁 （１５・１６）の弁体（１６）に開放方向で作用する操
   作部材（２７）を備えたバイメタル装置（２５、２６）
   が設けられている特許請求の範囲第３項記載の弁駆動装
   置。 ５、圧力媒体流れ方向でチェック弁（１５・１６）の手
   前に位置する室（２１）内に条片状のバイメタルばね（
   ２５）が保持されており、このバイメタルばねがチェッ
   ク弁（１５・１６）の弁体（１６）の操作のための操作
   ピン（２７）を備えている特許請求の範囲第４項記載の
   弁駆動装置。 ６、各弁すきま補償装置が、弁の操作部材とカム軸の対
   応するカムとの間に、軸方向移動可能に保持されたプラ
   ンジャを備えた杯状の油圧タペットを有しており、プラ
   ンジャがタペットに対して、チェック弁を介して圧力媒
   体源に接続された油圧作業室を閉鎖しており、かつ、前
   記手段が、内燃機関停止状態でプランジャ（１１）を負
   荷して、油圧作業室 （２０）を減少せしめる装置（３０）から成る特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の弁駆動装置。 ７、前記装置が圧縮ばね（３０）を有しており、この圧
   縮ばねが弁の操作部材（４）と弁すきま補償装置のプラ
   ンジャ（１１）との間に配置されている特許請求の範囲
   第６項記載の弁駆動装置。 ８、圧縮ばね（３０）の力が、運転状態で圧力媒体によ
   つてプランジャ（１１）に作用する圧力に比して小さい
   特許請求の範囲第７項記載の弁駆動装置。 ９、圧縮ばね（３０）が、所定温度以下でのみプランジ
   ャ（１１）を負荷して油圧作業 （２０）を減少せしめるバイメタルばねから成る特許請
   求の範囲第７項又は第８項記載の弁駆動装置。