JPS6334282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気弁のリフト量を制御
する装置の改良、とくにエンジンの始動時におけ
る改良に関するものである。

一般に、エンジンの吸気行程において燃焼室内
に周方向のスワールを形成し、そのスワールを目
がけて点火を行なうようにすれば、希薄な混合気
であつても良好に着火し、燃焼することはよく知
られており、従来より、例えば、吸気ポートから
燃焼室内に吸入されてくる混合気を燃焼室の周方
向にスワールさせるように燃焼室に突出する案内
壁を設けた燃焼室構造等、エンジンの吸気行程に
おいてスワールを形成するための吸気装置や吸気
構造がいくつか提案されている。

ところで、スワールの形成は、とくにエンジン
の燃焼性が悪化するエンジンの低負荷低速運転時
において燃焼性の悪化を補償できる利点がある
が、その反面、スワールを形成するためには、吸
気流を絞るか、或いは方向転換しなければならな
いため吸気抵抗が増大し、充填効率が低下するた
めエンジンの出力が低下する。したがつて、大出
力が要求されるエンジンの高負荷高速運転時に依
然としてスワールを形成することはは好ましくな
く、またスワールはエンジン騒音の要因ともなる
問題がある。

従来より、かかる問題を解消するため、エンジ
ンの運転状態に応じて吸気弁のリフト量を変え、
エンジンの低負荷運転時には吸気弁のリフト量を
小さくしてスワールを強化する一方、エンジンの
高負荷運転時には吸気弁のリフト量を増大し、ス
ワールを消滅させるとともに充填効率の向上を図
るエンジンの吸気弁装置が提案されている（例え
ば実開昭49−113010号公報参照）。

かかる吸気弁装置を採用したエンジンでは、そ
の始動時において、吸気弁のリフト量は当然のこ
とながら小さく設定されるため、吸気量が不足し
て完爆が遅れるとともに始動性が悪い欠点があ
る。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので
あつて、エンジンの始動時には、吸気弁のリフト
量を始動時の負荷に無関係に大きく設定し、よつ
て、必要十分な吸気量を確保することにより、エ
ンジンの始動性を向上させることができるエンジ
ンの吸気弁装置を提供することを目的としてい
る。

以下、より具体的に図示の実施例について本発
明を説明する。

第１図において、１はシリンダヘツド、２は吸
気ポート３を燃焼室４に対して開閉する吸気弁、
５は吸気弁２をエンジンの回転に同期して開閉作
動する吸気弁の動弁装置である。

上記動弁装置５は、エンジンの回転に同期して
回転駆動されるカムシヤフト６に固定された吸気
弁カム７と、シリンダヘツド１内においてカムシ
ヤフト６と軸平行をなすように支承されたシヤフ
ト８に基部が揺動自在に枢支され、吸気弁カム７
のカム面に常時摺接するようにスプリング１７に
より、付勢されたカムフオロア９と、カムフオロ
ア９のブラケツト９ａに一端がピン１０によつて
ヒンジ結合され、吸気弁２の弁軸２ａの上端に当
接する先の丸いアジヤストスクリユ１１を他端に
螺合しナツト１２で固定したアーム１３と、アー
ム１３の上面に設けた円孤面１３ａに当接してア
ーム１３の揺動支点Ａを形成する回転自在なロー
ラ１４と、該ローラ１４をエンジンの運転状態に
応じて上記アーム１３に相対して変位させる、吸
気弁２のリフト量制御装置としての支点変位機構
１５と、吸気弁２の弁軸２ａの上端部に設けた円
周溝２ｂに内周部を嵌合固定したバネ受座金１６
を上向きに付勢し、常時吸気弁２を閉方向に付勢
するスプリング１７とからなる。

また、上記支点変位機構１５は、シリンダヘツ
ド１内に回転可能に支承されたシヤフト１８と、
該シヤフト１８に固定されその回転に伴い揺動す
るレバー部１９と、該レバー部１９の下部に上記
アーム１３の円弧面１３ａに当接するよう回転自
在に支持されたローラ１４と、シヤフト１８に固
定されたギヤ２０と、該ギヤ２０に噛合うウオー
ムギヤ２１と、ウオームギヤ２１を正逆駆動する
可逆モータ２２と、該可逆モータ２２をエンジン
の運転状態に応じて駆動制御する制御回路２３と
からなる。

上記制御回路２３は、エンジンの負荷を例えば
スロツトルバルブの開度から検出した負荷検出信
号Ｐ、エンジンの回転数の検出信号Ｑおよびエン
ジンの始動時を、例えばスタータモータを作動す
るスタータ端子、或いはオルタネータのＬ端子か
ら検出した始動時検出信号Ｒを入力信号として、
エンジンの運転状態を判定し、エンジンの運転状
態に応じて可逆モータ２２を正転もしくは逆転さ
せ、可逆モータ２２により駆動されるウオームギ
ヤ２１によりギヤ２０を駆動し、レバー部１９に
支持したローラ１４をアーム１３に相対して変位
させ、アーム１３の揺動支点Ａの位置を変更し、
アーム１３のレバー比を変化させ、吸気弁２のリ
フト量をそれに応じて修正する。

いま、上記の構成において、カムシヤフト６が
エンジンの回転に同期して駆動され、吸気弁カム
７の山部７ａが、カムフオロア９を押上げると、
カムフオロア９はシヤフト８を軸として時針廻り
に揺動し、ピン１０でヒンジ結合されたアーム１
３は、ローラ１４によつて形成された揺動支点Ａ
を支点として時針廻りに揺動し、アーム１３の他
端に支持したアジヤストスクリユ１１により、吸
気弁軸２ａをスプリング１７のバネ力に抗して押
下げ、吸気弁２を開作動して、吸気ポート３を燃
焼室４に対して開く。

そして、吸気弁カム７の山部７ａがカムフオロ
ア９を通過してしまうと、カムフオロア９はバネ
力によりシヤフト８を中心に反時針廻りに揺動
し、これに応じて、アーム１３も揺動支点Ａを支
点として反時針廻りに揺動し、アジヤストスクリ
ユ１１を吸気弁軸２ａに相対して持上げ、吸気弁
２はスプリング１７のバネ力で閉作動される。

いま、エンジンが低負荷低速で運転されている
ときには、制御回路２３は、スロツトルバルブの
開度およびエンジン回転数からこれを検知して、
可逆モータ２２を駆動し、ウオームギヤ２１、ギ
ヤ２０を介してレバー部１９をシヤフト１８の廻
りに矢印Ｕで示す反時針方向に所要角度だけ揺動
させ、支持したローラ１４を回転させつつアーム
１３の円弧面１３ａに沿つて変位させ、ローラ１
４によるアーム１３の揺動支点Ａを図の右方に移
動させる。その結果、ローラ１４によつて形成さ
れる揺動支点Ａの位置によつて決定されるアーム
１３のレバー比は、アジヤストスクリユ１１側で
小さくなるように変更され、吸気弁２のリフト量
は小さく設定される。

吸気弁２のリフト量を小さく設定すれば、吸気
ポート３から燃焼室４に吸入される混合気を絞る
ことができ、それだけ流速を早めることができる
ので、燃料の気化・霧化の促進およびスワールの
強化を図ることができる。したがつて、エンジン
の低負荷低速運転時におけるエンジンの燃焼の安
定化を図ることができ、排気ガス還流量の増大に
よるNOxのより一層の低減、さらには低燃費化
を図ることができる。

しかしながら、同じエンジンの低負荷運転時で
あつても、エンジンの始動時には、エンジンの始
動時を検出する信号Ｒが上記制御回路２３に入力
され、第３図に示すように、制御回路２３はこの
検出信号Ｒが入力されると、エンジンの負荷検出
信号Ｐに優越して、吸気弁２のリフト量をその場
合のエンジン負荷に無関係に大きく設定するよう
に指令信号を可逆モータ２２に出力する。

したがつて、エンジンの始動時には、吸気弁２
のリフト量が大きく設定されるため、吸気ポート
３からは十分な量の混合気が燃焼室４に供給さ
れ、エンジンの完爆時期を早めることができ、エ
ンジンの始動性を向上することができる。

そして、エンジンが完爆し、したがつて始動検
出信号Ｒが入力されなくなると、制御回路２３
は、入力される負荷検出信号Ｐに応じて、吸気弁
２のリフト量を小さく設定する。

一方、エンジンが低負荷運転から高負荷運転に
移行されると、制御回路２３は負荷検出信号Ｐの
増大に応じて、可逆モータ２２を駆動し、レバー
部１９をシヤフト１８の廻りに矢印Ｃで示す時針
廻り方向に揺動させ、支持したローラ１４を回転
させつつ、アーム１３の円弧面１３ａに沿つて図
の左方向に変位させ、アジヤストスクリユ１１側
のレバー比を大きくして、吸気弁２のリフト量を
大きく設定する。

吸気弁２のリフト量の増大によつて、充填効率
は向上し、これに伴つてスワールは弱化するか消
滅するため、エンジン出力は向上し、エンジン騒
音は低下する。

なお、上記運転時以外の運転時には、その場合
のエンジン負荷、エンジン回転数に応じて、吸気
弁２のリフト量を、最小リフト量と最大リフト量
の間の中間の適当な値となるように制御回路２３
により設定するようにすればよい。

なお、第２図に示すように、カムシヤフト３０
に取付けた吸気弁カム３１の回転で揺動し、アジ
ヤストスクリユ３２で吸気弁２を開閉するロツカ
ーアーム３３の基端を支持するピボツトロツド３
４をシリンダヘツド１内に形成したオイルシリン
ダ３２内において上下方向に変位可能に収容され
たピストン３６に連結し、該ピストン３６に作用
する油圧の有無に応じて、ロツカーアーム３３の
ピボツト位置を変えることによつて、吸気弁２の
リフト量を変更するようにしてもよい。

この場合、オイルポンプ３７と上記オイルシリ
ンダ３５を連通するオイル通路３８の途中には、
２位置切換式の電磁切換弁３９を介設するととも
にこの電磁切換弁３９に対してはその作動を制御
する制御回路４０を設けている。この制御回路４
０は、前述したと同様、エンジンの負荷検出信号
Ｐおよびエンジンの始動時検出信号Ｒを入力と
し、これらの信号入力に応じて電磁切換弁３９を
切換え制御する。

この制御回路４０は、第４図に示すように、エ
ンジンの始動時には、その検出信号Ｒを負荷検出
信号Ｐに対して優先させ、電磁切換弁３９を図示
の連通位置に切換え、オイルポンプ３７により供
給される油圧オイル通路３８を介してオイルシリ
ンダ３５に導びいて、ピストン３６を上昇させ、
ロツカーアーム３３のピボツト点を上昇させ、こ
れによりロツカーアーム３３の下降ストロークを
大きくして吸気弁２のリフト量を大きくする。

一方、通常の低負荷運転時には、制御回路４０
の指令信号により電磁切換弁３９をドレン側に切
換えて、油圧をカツトし、ピストン３６を下降さ
せて吸気弁２のリフト量を小さくする。

また、エンジンの高負荷運転時には、エンジン
の始動時と同様、オイル通路３８により油圧をオ
イルシリンダ３５に導入してピストン３６を上昇
させることにより、吸気弁２のリフト量を大きく
設定する。

以上の説明から明らかなように、本発明は、エ
ンジンの始動時を検出して、エンジンの始動時に
は吸気弁のリフト量をエンジンの負荷に無関係に
大きく設定するようにしたことを特徴とするエン
ジンの吸気弁装置を提供するものである。

本発明によれば、エンジンの始動時に吸気弁の
リフト量を大きくすることができるので、吸気量
を必要十分に確保することができ、したがつて、
エンジンの完爆を早めることができ、エンジンの
始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの吸気弁装置を
示す要部断面正面図、第２図は本発明の他の実施
例を示す要部説明図である。また、第３図、第４
図は、第１図、第２図に示した制御回路の制御方
式を夫々示す各フローチヤートである。 ２……吸気弁、３……吸気ポート、５……動弁
装置、１５……支点変位機構、２３……制御回
路、Ｐ……負荷検出信号、Ｑ……回転数検出信
号、Ｒ……始動検出信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気弁を開閉作動する動弁装置に、エンジン
   の負荷に応じて吸気弁のリフト量を制御する制御
   装置を設け、高負荷運転時に低負荷運転時よりも
   吸気弁のリフト量を大きくするようにしたエンジ
   ンの吸気弁装置において、 エンジンの始動時を検出する検出手段の信号を
   上記制御装置に入力し、始動時の吸気弁のリフト
   量を低負荷運転時のリフト量より大きく設定する
   ことを特徴とするエンジンの吸気弁装置。