JPS63106311A

JPS63106311A - 内燃機関の弁作動時期切換装置

Info

Publication number: JPS63106311A
Application number: JP25262486A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Konno; 常雄今野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JPH0252084B2

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〉本発明は内燃機関の回転速度に応じて吸気弁或いは排気
弁の作動時期を段階的に変化させるための切換装置に関
する。

〈従来の技術〉燃焼室への混合気の送給、及び燃焼ガスの排出を所定の
サイクルに応じて行なわせるために、４サイクル機関の
燃焼室は吸気弁と排気弁とを備えており、これら両弁は
、バルブステムを囲繞するように設けられたバルブスプ
リングにより常時閉弁方向に付勢されている。更にこれ
ら両弁は、機関のクランク軸からベルト・プーリなどを
用いて連結駆動されるカム軸に一体的に設けられたカム
により、上記したバルブスプリングの付勢力に抗して強
制的に押開けられるようにされている。

ところで、燃焼室に流入すべき混合気には、その質但に
よる慣性が働くことから、弁の開閉動作と混合気の流入
運動との間にはタイムラグがある。

従って、機関の回転速度が高くなるにつれて吸気弁の開
き始めをより早くし、閉じ終りをより遅くすることが望
ましい。また、高速時には吸入混合気流量も増大するこ
とから、流入抵抗を削減すべく、弁開度を増大させる必
要がおる。

このような技術思想に基づき、気筒毎に複数の吸気弁或
いは排気弁を設け、低速運転時には一方の吸気弁、或い
は排気弁を作動させ、高速運転時にはすべての弁を作動
させ、同時にこれら弁の作動タイミングを機関の回転速
度に応じて変化させることにより、広い運転範囲に亘っ
て燃焼室への混合気の充填効率を向上させる技術が、例
えば本出願人による特開昭６１−１９９１１８公報など
に提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかるに、このような弁作動時期切換装置を設けた機関
の場合、低速域に適合した弁作動時期は、一般の機関に
比べより遅く開き始め、より早く閉じ、しかもバルブリ
フト量も小さく設定されることが通例でおる。従って、
始動クランキング時に於ける燃焼室コンプレッションが
一般の機関に比して高まる傾向におり、始動電動機のト
ルクを増大させねばならない不都合が生ずる。

このような従来技術の不都合に鑑み、本発明の主な目的
は、始動クランキング時に実質的圧縮比を低下させ、始
動電動機の必要駆動力を削減することの可能な内燃機関
の弁作動時期切換装置を提供することにおる。

く問題点を解決するための手段〉このような目的は、本発明によれば、燃焼室の吸気ボー
トまたは排気ボートに設置され、ばね手段により常時閉
弁付勢されると共に、クランク軸と同期回転するカムに
より開弁駆動される吸気弁または排気弁の弁作動時期を
、機関の低速運転に適合した第１の状態と、高速運転に
適合した第２の状態との間で油圧駆動により段階的に選
択切換するための内燃は関の弁作動時期切換装置であっ
て、当該機関の始動クランキング時に、前記第２の状態
が選択されることを特徴とする内燃は関の弁作動時期切
換装置を提供することにより達成される。

〈作用〉このようにすれば、始動クランキング回転速度域に於て
も、ピストン下死点以降の吸気弁開弁時期が長くなり、
吹き返しにより実質的な圧縮比が低下する。

〈実施例〉以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示されるように、図示されない内燃機関本体に
は、一対の吸気弁１ａ、ｌｂが設けられており、これら
両吸気弁１ａ、１ｂは、クランク軸（図示せず）の１／
２の速度で同期駆動されるカム軸２に一体的に設けられ
た卵形断面をなす一対の低速用カム３ａ、３ｂ及び単一
の高速用カム４と、これらカム３ａ、３ｂ、４に係合し
て揺動運動を行なう伝達部材としての第１−第３０ツカ
アーム５〜７との動きにより開閉動作を行なうようにさ
れている。また、本内燃機関には、一対の排気弁（図示
せず）が備えられており、上記した吸気弁１ａ、１ｂと
同様に開閉駆動される。

第１〜第３０ツカアーム５〜７は、カム軸２の下方に該
カム軸２に平行に固設されたロッカシャフト８に揺動自
在なように互いに隣接して枢支されているが、第１及び
第３０ツカアーム５．７は基本的に同一形状とされ、そ
の基部がロッカシャフト８に枢支され、それぞれの遊端
部が両吸気弁１ａ、１ｂの上方に延出されている。これ
ら両口ツカアーム５．７の遊端部には、各吸気弁１ａ、
１ｂの上端に当接するタペットねじ９ａ、９ｂがそれぞ
れ進退可能なように螺着されており、該タペットねじは
ロックナツト１０ａ、１０ｂにより緩み止めされている
。

第２０ツカアーム６は、第１及び第３０ツカアーム５．
７間でロッカシャフト８に枢支されている。この第２０
ツカアーム６は、ロッカシャフト８から両吸気弁１ａ、
１ｂの中間に向けて僅かに延出されており、第２図に良
く示されているように、その上面には高速用カム４に摺
接するカムスリッパ６ａが形成され、その端部下面には
、シリンダへラド１１に穿設されたガイド孔１１ａに摺
合するリフタ１２の上端面が当接している。そしてリフ
タ１２の内面とガイド孔１１ａの底面との間には、コイ
ルばね１３が縮設され、リフタ１２を常時上向きに付勢
しており、こ、れにより第２０ツカアーム６のカムスリ
ッパ６ａが、高速用カム４に常時間接するようにされて
いる。

前記したようにカム軸２は、機関本体の上方に回転自在
なように枢支されており、第１、第３０ツカアーム５．
７に対応する低速用カム３ａ１３ｂと、第２０ツカアー
ム６に対応する高速用カム４とが一体的に連設されてい
る。そして第３図に良く示されているように、低速用カ
ム３ａ、３ｂは比較的小さな揚程を有し、殿関の低速運
転時に適合したカムプロフィルに形成されており、第１
、第３０ツカアーム５．７の上面に形成されたカムスリ
ッパ５ａ、７ａにその外周面を１雷接し得るようにされ
ている。また高速用カム４は、低速用カム３ａ、３ｂに
比して、より広角度に亘る大きな揚程を有した高速運転
時に適合したカムプロフィルに形成されており、前記し
たように第２０ツカアーム６のカムスリッパ６ａにその
外周面を連接している。尚、第３図に於てリフタ１２は
図示省略されている。

これら第１〜第３０ツカアーム５〜７は、各ロッカアー
ム５〜７の中央部を貫通してロッカシャフト８と平行に
穿設された孔内に装着された後記する切換装置１４によ
り、一体向に揺動し１ｑる状態と、相対変位し得る状態
とを切換可能なようにされている。

一方、両吸気弁’ｌａ、１ｂの上部には、リテーナ１５
ａ１１５ｂがそれぞれ設けられており、これらリテーナ
１５ａ、１５ｂと機関本体との間に、両吸気弁１ａ、１
ｂのステム部を囲繞するバルブスプリング１６ａ、１６
ｂが介装されており、両弁１ａ、１ｂを閉弁方向、即ち
第３図に於ける上方に向けて付勢している。

第４図及び第５図に良く示されるように、第１０ツカア
ーム５には、第２０ツカアーム６側に向けて開放する第
１ガイド孔１７が、ロッカシャフト８に平行して穿設さ
れている。この第１ガイド孔１７の底部側は、縮径され
た小径部１８が形成され、これに伴い段部１９が形成さ
れている。

第２０ツカアーム６には、第１０ツカアーム５の第１ガ
イド孔１７に連通する第２ガイド孔２０が両側面間を貫
通して穿設されている。

第３０ツカアーム７には、第２ガイド孔２０に連通する
第３ガイド孔２１が穿設されている。この第３ガイド孔
２１の底部側は、第１ガイド孔１７と同様に段部２２と
小径部２３とが形成されている。

これら第１〜第３ガイド孔１７．２０．２１の内部には
、第１及び第２０ツカアーム５．６を連結する位置及び
その連結を解除する位置間で移動し得る第１ピストン２
５と、第２及び第３０ツカアーム６．７を連結する位置
及びその連結を解除する位置間で移動可能な第２ピスト
ン２６と、両ピストン２５．２６の移動距離を規定する
ストッパ２７と、両ピストン２５．２６を常時連結位置
側に付勢するコイルばね２８とが装着されている。

ストッパ２７は第１ガイド孔１７に摺合し、コイルばね
２８により両ピストン２５．２６と共に押圧された際に
その一端が第１ガイド孔１７の段部１９に当接するよう
にされており、これにより第１ガイド孔１７の底面とス
トッパ２７の端面との間に油圧室２つが郭成されている
。また、ロッカシャフト８内には、後記する油圧供給装
置に連通する一対の通路３０，３１が穿設されており、
第１０ツカアーム５の油圧室２９に連通ずるように穿設
された油路３２と、ロッカシャフト８の周壁に穿設され
た連通孔３３とを介して、第１０ツカアーム５の揺動状
態の如何に拘らず、一方の作動油供給通路３０から供給
される作動油を、常に油圧室２９内に導入し得るように
されている。そして他方の潤滑油供給通路３１から供給
される潤滑油により、各ロッカアーム５〜７の枢支部の
潤滑が行なわれるようにされている。

第１ピストン２５は、その軸線方向寸法を第２ガイド孔
２０の全長に等しくされており、第１ガイド孔１７と第
２ガイド孔２０とに１習合し１ｑるようにされている。

第２ピストン２６の軸線方向寸法は、その一端が第３ガ
イド孔２１内の段部２２に当接した際に、その細端が第
３０ツカアーム７の第２０ツカアーム６に臨む側面から
突出しないように設定されている。そして第２ピストン
２６の一端と第３ガイド孔２１の小径部２３の底部との
間には、前記したコイルばね２８が縮設されている。

第６図は上記実施例に対する油圧供給経路を図式的に示
しており、例えば機関のクランク軸に連結され潤滑油ポ
ンプ４０から吐出される潤滑油は、リリーフ弁４１によ
り所定の圧力に調整された後、途中で分岐されて一方は
逆止弁４２及び電磁弁４３を介してロッカシャフト８内
の作動油供給通路３０に供給され、他方は潤滑油供給通
路３１に供給される。

一方、Ｎ磁弁４３は、制御回路４５からの制御信号によ
り動作の制御が行なわれる。制御回路４５には機関回転
速度Ｎｅ、クランク軸回転角度ＴＷなどを入力し、制御
回路内部に設定された所定の条件に応じて切換装置１４
の動作制御が行なわれるようにされている。

次に以上説明した本装置の作動の要領について説明する
。

第４〜６図を参照して、機関停止時は、ポンプ４０も停
止していることから油圧は作用せず、他の要素の如何に
拘らず切換装置１４は、第５図に示されるように、第２
ピストン２６は、コイルばね２８に押圧されて第２０ツ
カアーム６側に移動し、第１ピストン２５は、第２ピス
トン２６に押されて第１０ツカアーム５側に移動してい
る。この結果、ストッパ２７の一端が段部１９に当接す
るまで第１及び第２ピストン２５．２６が共に移動し、
第１ピストン２５により第１及び第２０ツカアーム５．
６が連結され、第２ピストン２６により第２及び第３０
ツカアーム６．７が連結された状態にある。

このように、第１〜第３０ツカアーム５〜７が切換装置
１４により相互に連結された状態から機関をクランキン
グすると、高速用カム４に固接した第２０ツカアーム６
の揺動量が最も大きくなることから、第１及び第３０ツ
カアーム５．７は第２０ツカアーム６と共に揺動する。

従って、両吸気弁１ａ１１ｂが、高速用カム４のカムプ
ロフィルに従ってその閉弁時期を早くすると共に閉弁時
期をも遅くし、しかもリフト量も大きくして共に開閉駆
動される。従って、燃焼至内の圧縮比が低下し、始動ト
ルクが抑制される。

機関が完爆起動すると、ポンプ４０が潤滑油を圧送し、
油圧が増大する。この時、電磁弁４３を励磁することに
より、作動油供給通路３０、ロッカシャフト８の連通孔
３３、及び油路３２を介して切換装置１４の油圧室２９
に油圧が供給され、各ピストン２５．２６は、コイルば
ね２８の付勢力に抗して第４図に示すように各ガイド孔
１７．２０内に整合し、従って各ロッカアーム５〜７は
互いに相対角変位が可能な状態となる。

このような切換装置１４の連結解除状態にあっては、カ
ム軸２の回転動作により、第１、第３０ツカアーム５．
７は低速用カム３ａ、３ｂとの摺接に応じて揺動し、両
吸気弁１ａ、１ｂがその閉弁時期を遅くすると共に閉弁
時期を早くし、しかもリフト量も小さくして開閉駆動さ
れる。この時、第２０ツカアーム６は高速用カム４との
摺接により揺動するが、その揺動動作は両吸気弁１ａ、
１ｂの作動に何の影響も及ぼさない。

一方、流体通路３１には常時潤滑油が圧送されており、
図示されない油孔を介してロッカシャフト８と各ロッカ
アーム５〜７間が潤滑される機関の高速運転に際しては
、電磁弁４３を消磁することにより、切換装置１４の油
圧室２９の作動油圧が排出される。これにより、第５図
に示すように、機関停止時と同様な各ロッカアーム５〜
７が連結された状態となり、両吸気弁１ａ、１ｂが高速
域に適合した弁作動時期により開閉駆動される。この時
はピストン速度が充分に高速であることから、混合気流
の流入と燃焼ガスの排出とのタイミングが適正となり、
吸気の充填効率が改善される。

尚、電磁弁４３の直前に油圧を蓄圧するアキュムレータ
を設け、しかもこのアキュムレータに所定の温度以下で
アキュムレータ内圧を排除するような感温弁を設けてお
けば、冷間始動時にのみ高速域に適合した弁作動時期が
選択され、温間始動時にはアキュムレータに蓄圧された
油圧により、低速域に適合した弁作動時期が選択される
ようにすることも可能である。

上記実施例に於ては、３分割ロッカアームにて２弁共に
作動時期を切換えるものについて説明したが、本発明は
、一方の低速用カムをベース円のみとして、低速時には
一方の弁のみが作動するようしたり、また２分割ロッカ
アームにて、所定の回転速度で一方の弁を休止するよう
に構成された弁作動時期切換装置にも等しく応用可能で
ある。

〈発明の効果〉このように本発明によれば、始動クランキング時の圧縮
圧力を好適に抑制し得ることから、始動トルクを削減し
、始動電動機の小形化を企図する上に極めて効果的でお
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づき構成された弁作動時期切換装置
を有する動弁機構の上面図でおる。第２図は第１図に於けるＩ−ＩＩ線に沿う断面図である
。第３図は第１図に於ける■矢視図である。第４図は低速運転時を示す第３図に於けるＩＶ−ＩＶ線
に沿う断面図である。第５図は高速運転時を示す第４図と同様な断面図である
。第６図は油圧回路の一実施例である。１ａ、１ｂ・・・吸気弁　２・・・カム軸３ａ、３ｂ・
・・低速用カム４・・・高速用カム　　　５・・・第１０ツカアーム６
・・・第２０ツカアーム７・・・第３０ツカアーム５ａ
、５ａ、７ａ・・・カムスリッパ８・・・ロッカシャフト９ａ、９ｂ・・・タペットねじ１０ａ、１０ｂ・・・ロックナツト１１・・・シリンダヘッド１１ａ・・・ガイド孔１２・
・・リフタ　　　　１３・・・コイルばね１４・・・切
換装置１５　ａ、　１５　ｂ・・・すｒ　−１１６ａ、１６ｂ
・・・バルブスプリング１７・・・第１ガイド孔　１８
・・・小径部１９・・・段部　　　　　２０・・・第２
ガイド孔２１・・・第３ガイド孔　２２・・・段部２３
・・・小径部　　　　２５・・・第１ピストン２６・・
・第２ピストン　２７・・・ストッパ２８・・・コイル
ばね　　２９・・・油圧室３０・・・作動油供給通路３
１・・・潤滑油供給通路３２・・・油路　　　　　３３
・・・連通孔４０・・・潤滑油ポンプ　４１・・・リリ
ーフ弁４２・・・逆止弁　　　　４３・・・電磁弁４５
・・・制御回路特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第１図第２図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室の吸気ポートまたは排気ポートに設置され
、ばね手段により常時閉弁付勢されると共に、クランク
軸と同期回転するカムにより開弁駆動される吸気弁また
は排気弁の弁作動時期を、機関の低速運転に適合した第
１の状態と、高速運転に適合した第２の状態との間で油
圧駆動により段階的に選択切換するための内燃機関の弁
作動時期切換装置であって、当該機関の始動クランキング時に、前記第２の状態が選
択されることを特徴とする内燃機関の弁作動時期切換装
置。