KR20150014477A - 가변동 밸브 장치 - Google Patents

가변동 밸브 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150014477A
KR20150014477A KR1020147033845A KR20147033845A KR20150014477A KR 20150014477 A KR20150014477 A KR 20150014477A KR 1020147033845 A KR1020147033845 A KR 1020147033845A KR 20147033845 A KR20147033845 A KR 20147033845A KR 20150014477 A KR20150014477 A KR 20150014477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
lift
intake valve
timing
exhaust valve
Prior art date
Application number
KR1020147033845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101575148B1 (ko
Inventor
코이치 하타무라
준 보타
타이조 후지무라
스스무 타카야마
Original Assignee
오기노 코교 가부시키가이샤
가부시키가이샤 하타무라 엔진 겐큐 지무쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오기노 코교 가부시키가이샤, 가부시키가이샤 하타무라 엔진 겐큐 지무쇼 filed Critical 오기노 코교 가부시키가이샤
Publication of KR20150014477A publication Critical patent/KR20150014477A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101575148B1 publication Critical patent/KR101575148B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • 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
    • 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
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • 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
    • 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
    • F01L13/0063—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242—Variable control of the exhaust valves only
    • F02D13/0249—Variable control of the exhaust valves only changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
    • 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
    • F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm
    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • 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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • 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
    • F01L13/0063—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0068—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • 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
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • 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
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/02—Cold running
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

제어 장치(19)는 저부하 운전 상태에서 판정부(19a)가 난기 운전 상태가 아니라고 판정하면, 상사점 이후에 있어서 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기보다 흡기 밸브(3)의 개방 시기가 빨라지도록 배기 밸브용 캠축(8)의 위상을 크랭크축(12)에 대해 지연시키도록 리프트 타이밍 변경부(9)를 제어한다. 제어 장치(19)는 저부하 운전 상태에서 판정부(19a)가 난기 운전 상태라고 판정하면, 상사점 이후에 있어서 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기가 흡기 밸브(3)의 개방 시기보다 빨라지도록 배기 밸브용 캠축(8)의 위상을 크랭크축(12)에 대해 전진시키도록 리프트 타이밍 변경부(9)를 제어한다.

Description

가변동 밸브 장치{VARIABLE VALVE DEVICE}
본 발명은 엔진의 흡배기 밸브의 작동을 제어하는 가변동 밸브 장치에 관한 것이다.
종래로부터 엔진의 피스톤 상사점(上死点; top dead center) 이후에서의 흡기 공정에서는 흡기 밸브의 폐쇄 시기를 앞당김으로써 펌프 손실을 줄일 수 있다는 사실이 일반적으로 알려졌으며, 이에 대응하기 위해 흡기 밸브의 리프트 시기, 리프트량 및 작동각을 제어하는 가변동(可變動, variable) 밸브 장치가 엔진에 탑재되게 되었다.
예를 들면, 특허 문헌 1의 가변동 밸브 장치는, 로커 암(rocker arm)의 근방에 컨트롤 샤프트가 축 지지되고, 상기 컨트롤 샤프트에는, 상기 로커 암을 통해 흡기 밸브를 리프트시키는 스윙 암이 축착(軸着; 축에 의해 회전 가능하게 지지)되어 있다. 상기 컨트롤 샤프트에는 선단에 컨트롤 암이 축착된 돌출부가 설치되며, 캠축의 회전에 의해 회전 캠이 컨트롤 암을 통해 스윙 암을 눌러 흡기 밸브를 리프트시키도록 되어 있다. 그리고, 상기 컨트롤 샤프트 및 돌출부를 작은 각도 회전시키면 스윙 암의 요동 시작각이 바뀌며, 이에 따라 흡기 밸브의 리프트량을 작게 함에 따라 흡기 밸브의 작동각을 연속적으로 작게 하고, 게다가 리프트 폐쇄 시기를 점차로 앞당길 수 있도록 되어 있어, 흡기 밸브의 리프트량 및 작동각을 변화시켜도 스로틀(throttle)을 개폐시키지 않고 펌프 손실을 줄일 수 있도록 되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제4108295호 공보(단락 0015 내지 0030, 도 1)
그런데, 엔진 시동 직후의 저부하 운전 상태에서의 난기(暖氣) 운전 상태에서는 엔진의 온도가 낮으므로 흡기 밸브의 폐쇄 시기를 앞당기면 흡시기의 펌프 손실은 줄어들지만, 펌프 손실이 줄어듦으로써 그때까지 펌프 손실에 의해 발생하던 연소실의 열 에너지가 저하되어 버려 오히려 연소실에서의 혼합기(混合氣, 연료기체-공기 혼합물 fuel-air mixture, air-fuel mixture)의 연소성이 악화된다는 문제가 발생하게 된다.
이를 회피하기 위해, 캠축의 위상을 크랭크축에 대해 전진(進角, 전각, advance) 및 지연(遲角, 지각, delay)시키는 공지의 가변동 밸브 기구(이하, VCP라고 함)를 흡기 밸브용 캠축에 부착하고, 난기 운전 상태일 때에만 배기 밸브의 폐쇄 시기보다 흡기 밸브의 개방 시기가 늦어지도록 흡기 밸브용 캠축의 위상을 지연시키고, 배기 밸브에서의 작동각의 종단(終端) 부분과 흡기 밸브에서의 작동각의 시단(始端) 부분을 오버랩시키지 않음(소위, 마이너스 오버랩시킴)으로써 흡기 시작시의 펌프 손실을 반대로 늘려 연소실의 연소성을 개선하는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 1과 같은 흡기 밸브용 캠축 둘레의 구조 이외에 상기 VCP를 흡기 밸브용 캠축에 부착하면 엔진의 구조가 복잡해져 비용이 증가하게 된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 엔진의 난기 운전 상태에서 연소실에서의 혼합기의 연소성을 높임과 아울러 엔진의 난기 운전 상태가 아닐 때 펌프 손실을 줄이고, 게다가 저렴한 가변동 밸브 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 배기 밸브용 캠축에 배기 재순환(이하, EGR이라고 함)의 효과를 얻기 위해 미리 부착된 VCP를 이용하여, 엔진이 저부하 운전 상태일 때, 난기 운전 상태인지 여부에 따라 배기 밸브의 폐쇄 시기를 변경한 것을 특징으로 한다.
즉, 제1 발명에서는, 흡기 밸브, 엔진의 크랭크축에 동기하여 회전하는 흡기 밸브용 캠축 및 상기 흡기 밸브와 흡기 밸브용 캠축 사이에 설치되며, 상기 흡기 밸브의 리프트를 조정하는 리프트 조정 수단을 갖는 흡기측 가변동 밸브 기구와, 배기 밸브, 엔진의 크랭크축에 동기하여 회전하는 배기 밸브용 캠축 및 상기 배기 밸브용 캠축에 부착되며, 상기 배기 밸브의 리프트 타이밍을 변경하는 리프트 타이밍 변경 수단을 갖는 배기측 가변동 밸브 기구와, 상기 리프트 조정 수단 및 리프트 타이밍 변경 수단에 접속되며, 해당 리프트 조정 수단 및 리프트 타이밍 변경 수단에 작동 신호를 출력하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은 상기 엔진이 난기 운전 상태인지 여부를 판정하는 판정부를 가지며, 상기 리프트 조정 수단에 대해서는, 상기 흡기 밸브의 리프트량을 작게 함에 따라 상기 흡기 밸브의 작동각을 작게 하면서 리프트 폐쇄 시기를 점차로 앞당겨 저부하 운전 상태로 하는 한편, 상기 흡기 밸브의 리프트량을 크게 함에 따라 상기 흡기 밸브의 작동각을 크게 하면서 리프트 폐쇄 시기를 늦추어 고부하 운전 상태로 하도록 제어하고, 상기 리프트 타이밍 변경 수단에 대해서는, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태가 아니라고 판정했을 때, 피스톤 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기보다 상기 흡기 밸브의 개방 시기가 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축의 위상을 크랭크축에 대해 지연시키도록 제어하는 한편, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 피스톤 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기가 상기 흡기 밸브의 개방 시기보다 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축의 위상을 상기 크랭크축에 대해 전진시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
제2 발명에서는, 제1 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기부터 상기 흡기 밸브의 개방 시기까지의 기간을 상기 크랭크축의 회전각으로 0°이상 30° 이하로 설정하는 것을 특징으로 한다.
제1 발명에서는, 저부하 운전 상태에 있어서 난기 운전 상태가 아닐 때, 리프트 조정 수단에 의해 흡기 밸브의 폐쇄 시기가 앞당겨져서 흡기 밸브의 작동각이 작아지고 펌프 손실이 줄어든다. 한편, 저부하 운전 상태에 있어서 난기 운전 상태일 때, 피스톤 상사점 이후에 배기 밸브에서의 작동각의 종단 부분과 흡기 밸브에서의 작동각의 시단 부분이 오버랩되지 않으(마이너스 오버랩하)므로, 흡기 시작시에 연소실이 음압(負壓)이 되어 펌프 손실이 발생한다. 따라서, 엔진의 온도가 낮아도 연소실의 열에너지가 상승하여 연소실에서의 혼합기의 연소성을 높일 수 있다. 또한, 배기 밸브의 폐쇄 시기와 흡기 밸브의 개방 시기 간의 위치 관계를 변경하기 위해, 배기 밸브용 캠축에 미리 부착된 VCP를 이용하여, 흡기 밸브용 캠축에는 VCP를 부착하지 않으므로, 엔진의 구조가 간소해짐과 아울러 비용을 억제할 수 있다.
제2 발명에서는, 저부하 운전 상태의 난기 운전 상태에 있어서, 펌프 손실을 가능한 한 억제한 상태에서 연소실의 혼합기의 연소 효율을 확실하게 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 가변동 밸브 장치가 내장된 엔진의 개략 구성도이다.
도 2는 흡기측 가변동 밸브 기구의 사시도이다.
도 3은 크랭크축의 회전각과 흡배기 밸브의 리프트량 간의 관계를 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 가변동 밸브 장치가 내장된 엔진의 P-V선도이다.
도 5는 흡배기 밸브의 리프트 시기의 정의를 보인 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 바람직한 실시 형태의 설명은 본질적으로 예시에 불과하다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 가변동 밸브 장치(1)가 내장된 엔진(10)을 나타낸다. 상기 엔진(10)은 복수 개의 기통(氣筒; 11)이 크랭크축(12)이 연장되는 방향으로 직렬로 나열되며, 각 기통(11)에는 상기 크랭크축(12)에 커넥팅 로드(12a)를 통해 연결된 피스톤(13)이 상하로 왕복 운동 가능하게 끼워져 관통(嵌通)되고, 실린더 헤드(10a)에는 점화 플러그(16)가 전극 부분이 각 기통(11)의 연소실(11a)을 향하도록 배열되어 있다.
상기 각 기통(11) 상방의 도 1 지면 좌측에는 해당 각 기통(11) 상부를 향하도록 개구하는 흡기 포트(14)가 크랭크축(12)의 축방향으로 2개 나란히 설치되고, 상기 각 기통(11) 상방의 도 1 지면 우측에는 해당 각 기통(11) 상부를 향하도록 개구하는 배기 포트(15)가 크랭크축(12)의 축방향으로 2개 나란히 설치되어 있다.(도 1에는 흡기 포트(14) 및 배기 포트(15)를 각 한 개만 도시함).
상기 실린더 헤드(10a)의 흡기 포트(14) 측에는 흡기측 가변동 밸브 기구(2)가 설치되어 있다.
상기 흡기측 가변동 밸브 기구(2)는, 도 2에도 도시한 바와 같이, 상기 각 흡기 포트(14)의 개구 부분에 설치된 흡기 밸브(3)와, 상기 크랭크축(12)에 동기하여 회전하는 흡기 밸브용 캠축(4)과, 상기 흡기 밸브(3)의 리프트를 조정하는 리프트 조정부(5)(리프트 조정 수단)를 구비하며, 상기 리프트 조정부(5)는 상기 두 흡기 밸브(3)와 상기 흡기 밸브용 캠축(4) 사이에 설치되어 있다.
상기 흡기 밸브(3)는, 상기 흡기 포트(14)를 개폐하는 갓부(3a)와, 상기 갓부(3a)로부터 배기 포트(15)의 반대(反) 측으로 비스듬히 상방을 향해 연장되는 축부(3b)를 구비하고 있다. 상기 축부(3b)의 둘레에는 도시하지 않은 밸브 스프링이 설치되며, 상기 밸브 스프링에 의해 상기 흡기 밸브(3)는 상기 흡기 포트(14)를 폐쇄하는 방향으로 가압(付勢; urge, 부세, 힘을 가함)되어 있다.
상기 흡기 밸브용 캠축(4)은 상기 실린더 헤드(10a)의 두 흡기 밸브(3) 상방에 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되도록 회전 가능하게 축지지되어 있다.
상기 흡기 밸브용 캠축(4)에는 복수 개의 회전 캠(4a)이 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 회전 캠(4a)에는 베이스 원부(4b)와, 상기 베이스 원부(4b)로부터 반경 방향으로 돌출되어 이루어지는 캠 노즈부(4c)를 가지고 있다.
상기 리프트 조정부(5)는 상기 각 흡기 밸브(3)를 리프트시키기 위한 한 쌍의 로커 암(51)을 구비하고 있다.
상기 로커 암(51)은 상기 크랭크축(12)의 축방향과 교차하도록 대략 수평 방향으로 연장되는 형상을 이루며, 그 중간부에는 회전 축심이 상기 크랭크축(12)의 축방향을 향하는 롤러(51a)가 회전 가능하게 설치되어 있다.
상기 로커 암(51)의 길이 방향 일단은 구면 피벗 구조를 통해 액압식의 래시 어저스터(lash adjuster; 51b)에 의해 요동 가능하게 지지되고, 이 지지 부분을 지지점으로 상기 로커 암(51)이 요동함으로써, 상기 로커 암(51)의 길이 방향 타단이 상기 흡기 밸브(3)의 축부(3b) 상단을 하방으로 눌러 상기 흡기 밸브(3)가 리프트하도록 되어 있다.
상기 각 로커 암(51)의 상방에는 해당 각 로커 암(51)에 대응하는 한 쌍의 스윙 암(52)이 설치되어 있다.
상기 스윙 암(52)은 상기 롤러(51a)의 상방으로부터 배기 포트(15) 반대 측 측으로 비스듬히 상방으로 연장되는 형상을 이루며, 크랭크축(12)의 축방향으로 소정의 간격을 두고 대향하는 한 쌍의 측판부(52a)를 구비하고 있다.
상기 스윙 암(52)은 상기 두 측판부(52a)의 상단 부분에 있어서 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되는 요동축(52b)을 중심으로 요동 가능하게 구성되며, 상기 두 측판부(52a)의 상단 사이에는 상기 요동축(52b) 둘레로 회전하는 롤러(52c)가 설치되어 있다.
한편, 상기 두 측판부(52a)의 하단에는 해당 두 하단을 교락(橋絡; bridging)하는 제1 누름부(52d)가 설치되며, 상기 제1 누름부(52d)는 크랭크축(12)의 축방향에서 보아 중간부가 상방에 위치하도록 만곡 형태로 형성되어 있다.
또한, 상기 각 측판부(52a)의 하단측 상방 가장자리부에는 크랭크축(12)의 축방향에서 보아 상방으로 만곡되는 만곡면부(52e)가 형성되어 있다.
상기 롤러(52c)의 배기 포트(15) 반대(反) 측 비스듬히 하방에는 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되는 컨트롤 샤프트(53)가 상기 실린더 헤드(10a)에 회전 가능하게 축지지되며, 상기 컨트롤 샤프트(53)에는 상기 흡기 밸브(3)의 리프트량 및 작동각을 변화시키는 컨트롤 레버(53a)가 회전 일체로 설치되어 있다.
상기 컨트롤 레버(53a)는 상기 두 스윙 암(52) 상단 사이를 향해 돌출되어 있어, 그 돌출 부분에는 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되는 회전축(53b)이 회전 가능하게 설치되어 있다.
또한, 상기 컨트롤 샤프트(53)에는 상기 각 롤러(52c)에 대응하도록 한 쌍의 편심 링(53c)이 외측에 끼워져 결합되며, 상기 각 편심 링(53c)의 외주면은 상기 각 롤러(52c)의 외주면에 각각 하방으로부터 접촉되어 있다.
상기 두 스윙 암(52)의 상방에는 상방에서 보아 대략 T자형의 컨트롤 암(54)이 설치되어 있다.
상기 컨트롤 암(54)은 상기 크랭크축(12)의 축방향과 교차하도록 대략 수평 방향으로 연장되는 본체부(54a)를 구비하며, 상기 본체부(54a)의 길이 방향 일단은 상기 컨트롤 레버(53a)의 회전축(53b)에 요동 가능하게 축지지되어 있다.
한편, 상기 본체부(54a)의 길이 방향 타단에는 상기 각 스윙 암(52) 하단측의 만곡면부(52e)에 대응하는 한 쌍의 제2 누름부(54b)가 크랭크축(12)의 축방향으로 이간되어 설치되어 있다.
상기 제2 누름부(54b)는 배기 포트(15) 측의 비스듬히 상방으로 개방하는 단면 대략 U자형을 이루며, 하단측이 평면을 이루어 상기 스윙 암(52)의 만곡면부(52e)에 접촉되어 있다.
상기 각 제2 누름부(54b) 안쪽에는 회전 축심이 크랭크축(12)의 축방향을 향하는 롤러(54c)가 회전 가능하게 설치되며, 각 롤러(54c)의 외주면은 해당 각 롤러(54c)에 대응하는 상기 회전 캠(4a) 중 2개의 외주면에 하방으로부터 접촉되어 있다.
상기 두 스윙 암(52)의 상단측 상방에는 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되는 사각형상의 고정 블록(55)이 상기 실린더 헤드(10a)에 고정되어 있다.
상기 고정 블록(55) 하면의 각 롤러(52c)에 대응하는 위치에는, 하면이 해당 각 롤러(52c)의 외주면에 접촉하는 한 쌍의 지지 블록(55a)이 돌출되어 설치되어 있다.
상기 두 지지 블록(55a)은 상기 편심 링(53c)과의 사이에서 상기 롤러(52c)를 지지하고 있어, 이 지지 상태에서 상기 스윙 암(52)의 요동 중심이 상기 롤러(52c)로 결정되도록(롤러에 의해 결정되도록) 되어 있다.
상기 고정 블록(55)의 배기 포트(15) 반대(反) 측에는 상기 각 스윙 암(52)에 대응하는 한 쌍의 비틀림 코일 스프링(56)이 배열되어 있다.
상기 각 비틀림 코일 스프링(56)의 일단은 상기 고정 블록(55)에 고정되는 한편, 타단은 상기 스윙 암(52)의 하단측에 하방으로부터 걸려, 해당 스윙 암(52)을 상방으로 가압(上方付勢)하고 있다.
그리고, 상기 크랭크축(12)에 동기하여 상기 흡기 밸브용 캠축(4)이 회전하고, 상기 회전 캠(4a)의 캠 노즈부(4c)가 상기 롤러(54c)를 상방으로부터 누르면, 상기 컨트롤 암(54)이 회전축(53b)을 중심으로 하방으로 회동함으로써, 상기 컨트롤 암(54)의 제2 누름부(54b)가 상기 비틀림 코일 스프링(56)의 가압력에 대항하여 상기 스윙 암(52)의 만곡면부(52e)를 하방으로 누르도록 되어 있다.
또한, 상기 만곡면부(52e)를 하방으로 눌린 스윙 암(52)은 상기 롤러(52c)를 중심으로 하방으로 회동하여 상기 스윙 암(52)의 제1 누름부(52d)가 도시하지 않은 밸브 스프링의 가압력에 대항하여 상기 로커 암(51)의 롤러(51a)를 하방으로 누르도록 되어 있다.
또한, 상기 롤러(51a)를 하방으로 눌린 로커 암(51)은 상기 로커 암(51)의 길이 방향 일단을 지지점으로 하방으로 회동하여 상기 로커 암(51)의 길이 방향 타단이 상기 흡기 밸브(3)의 축부(3b) 상단을 누르도록 되어 있어, 이에 의해 상기 흡기 밸브(3)가 리프트되어, 상기 흡기 포트(14)가 개방되도록 되어 있다.
한편, 상기 흡기 밸브용 캠축(4)이 더 회전하여, 상기 회전 캠(4a)의 캠 노즈부(4c)가 상기 롤러(54c)를 상방으로부터 누르지 않게 되면, 상기 비틀림 코일 스프링(56) 및 도시하지 않은 밸브 스프링의 가압력에 의해, 상기 컨트롤 암(54)이 상방으로 회동함과 아울러, 그 움직임에 연동하여 상기 스윙 암(52)도 상방으로 회동하고, 이에 따라 상기 로커 암(51) 및 흡기 밸브(3)가 원래의 위치로 복귀하여, 흡기 포트(14)가 폐쇄되도록 되어 있다.
또한, 상기 컨트롤 샤프트(53)를 회전시킴으로써 상기 컨트롤 레버(53a)를 회동시키면, 상기 회전축(53b)이 상기 스윙 암(52)의 롤러(52c)에 접근 및 이간되도록 되어 있어, 상기 흡기 밸브용 캠축(4)과 상기 컨트롤 암(54)의 롤러(54c) 사이의 위치 관계 및 상기 컨트롤 암(54)의 제2 누름부(54b)와 상기 스윙 암(52)의 만곡면부(52e) 사이의 위치 관계가 변화하도록 되어 있다. 이 결과, 상기 제2 누름부(54b)의 상기 만곡면부(52e)에 대한 맞닿음(當接) 위치와 회전축(53b)과의 사이의 거리가 변화함과 아울러, 스윙 암(52)의 회동전의 각도 위치(즉 요동 시작 각도 위치)가 변화하도록 되어 있어, 이 스윙 암(52)의 각도 위치의 변화에 의해, 상기 제1 누름부(52d)의 롤러(51a)에 대한 맞닿음 위치가 변화하도록 되어 있다.
상기 컨트롤 레버(53a)를 도 1에서 반시계 방향으로 회동시키면, 상기 회전축(53b)이 상기 스윙 암(52)의 롤러(52c)로부터 점차로 이간되어 상기 제2 누름부(54b)의 상기 만곡면부(52e)에 대한 맞닿음 위치와 상기 회전축(53b)과의 거리가 점차로 커지도록 되어 있다. 그러면, 상기 제1 누름부(52d)에서의 롤러(51a)에 대한 맞닿음 위치가 배기 포트(15) 측으로 시프트되고, 도 3의 리프트 커브(Ic)에 도시한 바와 같이, 상기 흡기 밸브(3)의 리프트량이 커짐과 아울러 흡기 밸브(3)의 작동각이 커지고, 나아가서는 흡기 밸브(3)의 리프트 개방 시기가 늦어지도록 되어 있다.
한편, 상기 컨트롤 레버(53a)를 도 1에서 시계 방향으로 회동시키면, 상기 회전축(53b)이 상기 스윙 암(52)의 롤러(52c)에 점차로 접근하여 상기 제2 누름부(54b)의 상기 만곡면부(52e)에 대한 맞닿음 위치와 상기 회전축(53b)과의 거리가 점차로 작아지도록 되어 있다. 그러면, 상기 제1 누름부(52d)에서의 롤러(51a)에 대한 맞닿음 위치가 배기 포트(15) 반대(反) 측으로 시프트되고, 도 3의 리프트 커브(Ic)에 도시한 바와 같이, 상기 흡기 밸브(3)의 리프트량이 작아짐과 아울러 흡기 밸브(3)의 작동각이 작아지고, 나아가서는 흡기 밸브(3)의 리프트 개방 시기가 빨라지도록 되어 있다.
상기 실린더 헤드(10a)의 배기 포트(15) 측에는 배기측 가변동 밸브 기구(6)가 설치되어 있다.
상기 배기측 가변동 밸브 기구(6)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 각 배기 포트(15)의 개구 부분에 설치된 배기 밸브(7)와, 상기 크랭크축(12)에 동기하여 회전하는 배기 밸브용 캠축(8)과, 상기 배기 밸브(7)의 리프트 타이밍을 변경하는 리프트 타이밍 변경부(9)(리프트 타이밍 변경 수단)을 구비하고 있다.
상기 배기 밸브(7)는 상기 흡기 밸브(3)와 동일한 구조를 하고 있으며, 상기 배기 포트(15)를 개폐하는 갓부(7a)와, 상기 갓부(7a)로부터 흡기 포트(14) 반대(反) 측의 비스듬히 상방을 향해 연장되는 축부(7b)를 구비하며, 도시하지 않은 밸브 스프링에 의해 상기 배기 포트(15)를 폐쇄하는 방향으로 가압되어 있다.
또한, 상기 배기 밸브(7)의 상방에는 상기 흡기측 가변동 밸브 기구(2)의 로커 암(51) 및 래시 어저스터(51b)와 동일한 구조의 로커 암(17) 및 래시 어저스터(18)가 설치되어 있다.
상기 배기 밸브용 캠축(8)은 상기 실린더 헤드(10a)의 두 배기 밸브(7) 상방에 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 연장되도록 회전 가능하게 축지지되어 있다.
상기 배기 밸브용 캠축(8)에는 복수 개의 회전 캠(8a)이 상기 크랭크축(12)의 축방향으로 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 회전 캠(8a)에는 베이스 원부(8b)와 상기 베이스 원부(8b)로부터 반경 방향으로 돌출하여 이루어지는 캠 노즈부(8c)를 가지고 있다.
그리고, 상기 회전 캠(8a) 중 2개가 상기 로커 암(17)의 롤러(17a)의 외주면에 상방으로부터 접촉되어 있어, 상기 크랭크축(12)에 동기하여 배기 밸브용 캠축(8)이 회전하고, 상기 회전 캠(8a)의 캠 노즈부(8c)가 도시하지 않은 밸브 스프링의 가압력에 대항하여 상기 롤러(17a)를 상방으로부터 누르면, 상기 로커 암(17)의 길이 방향 일단을 지지점으로 상기 로커 암(17)이 회동함으로써, 상기 로커 암(17)의 길이 방향 타단이 상기 배기 밸브(7)의 축부(7b) 상단을 하방으로 눌러 상기 배기 밸브(7)가 리프트되어, 상기 배기 포트(15)가 개방되도록 되어 있다.
한편, 상기 배기 밸브용 캠축(8)이 더 회전하여, 상기 회전 캠(8a)의 캠 노즈부(8c)가 상기 롤러(17a)를 상방으로부터 누르지 않게 되면, 도시하지 않은 밸브 스프링의 가압력에 의해, 상기 배기 밸브(7)가 원래의 위치로 복귀하여, 배기 포트(15)가 폐쇄되도록 되어 있다.
상기 리프트 타이밍 변경부(9)는 소위 VCP라 불리는 공지의 가변동 밸브 기구로 구성되며, 상기 배기 밸브용 캠축(8)의 길이 방향 일단에 부착되어 있다.
상기 리프트 타이밍 변경부(9)는 상기 배기 밸브용 캠축(8)의 위상을 크랭크축(12)에 대해 전진 및 지연시키도록 되어 있어, 위상을 전진시킴으로써 도 3의 리프트 커브(Ec1)에 도시한 바와 같이 상기 배기 밸브(7)의 리프트 개방 시기가 빨라지는 한편, 위상을 지연시킴으로써 도 3의 배기 밸브(7)의 리프트 커브(Ec2)에 도시한 바와 같이 상기 배기 밸브(7)의 리프트 시기가 늦어지도록 되어 있다.
상기 리프트 조정부(5) 및 상기 리프트 타이밍 변경부(9)에는 해당 리프트 조정부(5) 및 리프트 타이밍 변경부(9)에 작동 신호를 출력하는 제어 장치(19)(제어 수단)가 접속되어 있다.
상기 제어 장치(19)는 상기 엔진(10)이 난기 운전 상태인지 여부를 판정하는 판정부(19a)를 구비하며, 상기 판정부(19a)는 도시하지 않은 온도 센서로 측정한 엔진(10) 상부의 온도가 소정값 이하인지 여부로 난기 운전 상태인지 여부를 판정하도록 되어 있다.
또한, 상기 제어 장치(19)는 상기 리프트 조정부(5)에 대해서는 도시하지 않은 액추에이터로 상기 컨트롤 샤프트(53)를 도 1에서 시계 방향으로 회전시키고, 상기 흡기 밸브(3)의 리프트량을 작게 함에 따라 상기 흡기 밸브(3)의 작동각을 작게 하면서 리프트 폐쇄 시기를 점차로 앞당겨 저부하 상태로 하는 한편, 도시하지 않은 액추에이터로 상기 컨트롤 샤프트(53)를 도 1에서 반시계 방향으로 회전시키고, 상기 흡기 밸브(3)의 리프트량을 크게 함에 따라 상기 흡기 밸브(3)의 작동각을 크게 하면서 리프트 폐쇄 시기를 늦추어 고부하 상태로 하도록 되어 있다.
나아가, 상기 제어 장치(19)는, 상기 리프트 타이밍 변경부(9)에 대해서는 상기 저부하 상태에 있어서 상기 판정부(19a)가 난기 운전 상태가 아니라고 판정했을 때, 상기 피스톤(13)의 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기보다 상기 흡기 밸브(3)의 개방 시기가 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축(8)의 위상을 상기 크랭크축(12)에 대해 지연시키도록 제어하는 한편, 상기 저부하 상태에 있어서 상기 판정부(19a)가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 상기 피스톤(13)의 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기가 상기 흡기 밸브(3)의 개방 시기보다 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축(8)의 위상을 상기 크랭크축(12)에 대해 전진시키도록 제어하도록 되어 있다.
이에 더하여, 상기 제어 장치(19)는, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부(19a)가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 상기 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기부터 상기 흡기 밸브(3)의 개방 시기까지의 마이너스 오버랩(D)을 상기 크랭크축(12)의 회전각으로 0° 이상 30° 이하로 설정하도록 되어 있다.
상기 마이너스 오버랩(D)은 저부하 운전 상태에서의 난기 운전 상태에 있어서, 적어도 EGR의 효과를 내기 위해 배기 밸브(8)의 폐쇄 시기를 상사점 이후의 0° 내지 10°까지로 하는 것이 바람직하다는 점 및 흡기 밸브(3)의 개방 시기를 상사점 이후의 10° 내지 30°로 하는 것이 바람직하다는 점에서 0° 내지 30°의 범위가 바람직하다는 사실이 도출되었다.
또한, 저부하 운전 상태에 있어서 난기 운전 상태가 아닐 때 EGR의 효과를 높이기 위해 배기 밸브(8)의 폐쇄 시기는 상사점으로부터 20° 내지 40°인 것이 바람직하다.
또한, 그 때의 배기 밸브(8)에서의 작동각의 종단 부분과 흡기 밸브(3)에서의 작동각의 시단 부분 간의 오버랩은 10° 정도인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(7)의 작동각이란, 도 5에 도시한 바와 같이, 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(7)의 리프트 시작시의 완만한 상향 램프 부분과, 리프트 종료시의 완만한 하향 램프 부분을 제외한 기간을 말하며, 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(7)의 개방 시기 및 폐쇄 시기는 각각 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(7)의 가속도가 크게 변화하는 시기인 것으로 한다.
다음, 상기 엔진(10)을 저부하 상태에서 운전시켰을 때의 연소실(11a)의 압력 및 부피의 관계에 대해 설명한다.
저부하 운전 상태에서 난기 운전 상태가 아닌 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 엔진(10)의 흡기 공정에서의 연소실(11a)의 압력 및 부피의 관계는 곡선(X1)과 같이 된다. 이 곡선(X1)에 의해 피스톤(13)의 상사점 이후에 있어서 포인트(A1)에서 흡기 밸브(3)를 개방한 후, 포인트(A2)에서 흡기 밸브(3)를 조기에 폐쇄하여 작동각을 작게 함으로써, 흡기시에서의 펌프 손실이 줄어들었음을 알 수 있다.
한편, 저부하 운전 상태에서 난기 운전 상태인 경우, 상기 엔진(10)의 흡기 공정에서의 연소실(11a)의 압력 및 부피의 관계는 곡선(X2)과 같이 된다. 이 곡선(X2)에 의해 흡기 공정의 초기 단계에서 연소실(11a)이 음압이 되어 펌프 손실이 발생하고 있음을 알 수 있다. 이는 피스톤(13)의 상사점 이후에 있어서, 포인트(B)에서 배기 밸브(7)를 폐쇄한 후, 소정의 기간 이후에 포인트(C1)에서 흡기 밸브(3)를 개방함으로써, 이 소정의 기간 연소실(11a)이 밀폐되어 음압이 발생하기 때문이다. 그 후, 포인트(C2)에서 흡기 밸브(3)를 폐쇄하여 연소실(11a)을 밀폐하고, 해당 연소실(11a)에 음압을 발생시키도록 하고 있다.
이상으로부터, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 저부하 운전 상태에 있어서 난기 운전 상태가 아닐 때, 리프트 조정부(5)에 의해 흡기 밸브(3)의 폐쇄 시기가 빨라져서 흡기 밸브(3)의 작동각이 작아지고 펌프 손실이 줄어든다. 한편, 저부하 운전 상태에 있어서 난기 운전 상태일 때, 피스톤 상사점 이후에 배기 밸브(7)에서의 작동각의 종단 부분과 흡기 밸브(3)에서의 작동각의 시단 부분이 오버랩되지 않으(마이너스 오버랩하)므로, 흡기 시작시에 연소실(11a)이 음압이 되어 펌프 손실이 발생한다. 따라서, 엔진(10)의 온도가 낮아도 연소실(11a)의 열 에너지가 상승하여 연소실(11a)에서의 혼합기의 연소성을 높일 수 있다. 나아가, 배기 밸브(7)의 폐쇄 시기와 흡기 밸브(3)의 개방 시기 사이의 위치 관계를 변경하기 위해, 배기 밸브용 캠축(8)에 미리 부착된 VCP를 이용하고, 흡기 밸브용 캠축(4)에는 VCP를 부착하지 않으므로, 엔진(10)의 구조가 간소해짐과 아울러 비용을 억제할 수 있다.
또한, 저부하 운전 상태의 난기 운전 상태에 있어서, 펌프 손실을 가능한 한 억제한 상태에서 연소실(11a)의 혼합기의 연소 효율을 확실하게 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 형태에서는, 난기 운전 상태인지 여부를 판정하는 데, 도시하지 않은 온도 센서로 측정한 엔진(10) 상부의 온도가 소정값 이하인지 여부로 판정하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 엔진(10)의 시동 직후부터 소정의 시간까지가 난기 운전 상태라고 하고, 그 이후를 난기 운전 상태가 아니라고 판정하도록 하여도 좋다.
본 발명은 엔진의 흡배기 밸브의 리프트를 제어하는 가변동 밸브 장치에 적합하다.
1…가변동 밸브 장치
2…흡기측 가변동 밸브 기구
3…흡기 밸브
4…흡기 밸브용 캠축
5…리프트 조정부(리프트 조정 수단)
6…배기측 가변동 밸브 기구
7…배기 밸브
8…배기 밸브용 캠축
9…리프트 타이밍 변경부(리프트 타이밍 변경 수단)
10…엔진
12…크랭크축
19…제어 장치(제어 수단)
19a…판정부
D…마이너스 오버랩

Claims (2)

  1. 흡기 밸브, 엔진의 크랭크축에 동기하여 회전하는 흡기 밸브용 캠축 및 상기 흡기 밸브와 흡기 밸브용 캠축 사이에 설치되며, 상기 흡기 밸브의 리프트를 조정하는 리프트 조정 수단을 갖는 흡기측 가변동 밸브 기구;
    배기 밸브, 엔진의 크랭크축에 동기하여 회전하는 배기 밸브용 캠축 및 상기 배기 밸브용 캠축에 부착되며, 상기 배기 밸브의 리프트 타이밍을 변경하는 리프트 타이밍 변경 수단을 갖는 배기측 가변동 밸브 기구; 및
    상기 리프트 조정 수단 및 리프트 타이밍 변경 수단에 접속되며, 해당 리프트 조정 수단 및 리프트 타이밍 변경 수단에 작동 신호를 출력하는 제어 수단;
    을 구비하며,
    상기 제어 수단은, 상기 엔진이 난기 운전 상태인지 여부를 판정하는 판정부를 가지며, 상기 리프트 조정 수단에 대해서는, 상기 흡기 밸브의 리프트량을 작게 함에 따라 상기 흡기 밸브의 작동각을 작게 하면서 리프트 개방 시기를 점차로 앞당겨 저부하 운전 상태로 하는 한편, 상기 흡기 밸브의 리프트량을 크게 함에 따라 상기 흡기 밸브의 작동각을 크게 하면서 리프트 개방 시기를 늦추어 고부하 운전 상태로 하도록 제어하고, 상기 리프트 타이밍 변경 수단에 대해서는, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태가 아니라고 판정했을 때, 피스톤 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기보다 상기 흡기 밸브의 개방 시기가 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축의 위상을 크랭크축에 대해 지연시키도록 제어하는 한편, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 피스톤 상사점 이후에 있어서 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기가 상기 흡기 밸브의 개방 시기보다 빨라지도록 상기 배기 밸브용 캠축의 위상을 상기 크랭크축에 대해 전진시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 장치.
  2. 청구항 1에 기재된 가변동 밸브 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 저부하 운전 상태에 있어서 상기 판정부가 난기 운전 상태라고 판정했을 때, 상기 배기 밸브의 폐쇄 시기부터 상기 흡기 밸브의 개방 시기까지의 기간을 상기 크랭크축의 회전각으로 0° 이상 30° 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 장치.
KR1020147033845A 2012-05-21 2013-05-21 가변동 밸브 장치 KR101575148B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012115977 2012-05-21
JPJP-P-2012-115977 2012-05-21
PCT/JP2013/003227 WO2013175766A1 (ja) 2012-05-21 2013-05-21 可変動弁装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150014477A true KR20150014477A (ko) 2015-02-06
KR101575148B1 KR101575148B1 (ko) 2015-12-07

Family

ID=49623476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147033845A KR101575148B1 (ko) 2012-05-21 2013-05-21 가변동 밸브 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9494061B2 (ko)
JP (1) JP5844896B2 (ko)
KR (1) KR101575148B1 (ko)
CN (1) CN104364499B (ko)
WO (1) WO2013175766A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6384390B2 (ja) * 2015-04-02 2018-09-05 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御ユニット
KR101664078B1 (ko) 2015-09-21 2016-10-10 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 리프트 장치 및 이를 포함하는 엔진
CN112469887B (zh) 2018-07-13 2023-02-03 伊顿智能动力有限公司 用于启用可变气门致动的ii型气门机构

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285871A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Unisia Jecs Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP4108295B2 (ja) * 2001-06-14 2008-06-25 株式会社オティックス 可変動弁機構
JP3835448B2 (ja) 2003-10-29 2006-10-18 日産自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2007247485A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd 筒内直噴式内燃機関の制御装置及び制御方法
JP4305477B2 (ja) * 2006-07-25 2009-07-29 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
JP2009121306A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Toyota Motor Corp 可変動弁機構を備える内燃機関およびその制御装置
JP2010013940A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Toyota Industries Corp 内燃機関及びバルブタイミング制御方法
JP5195742B2 (ja) * 2009-12-25 2013-05-15 トヨタ自動車株式会社 エンジンの点火時期制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104364499A (zh) 2015-02-18
CN104364499B (zh) 2017-03-15
US9494061B2 (en) 2016-11-15
JP5844896B2 (ja) 2016-01-20
US20150075463A1 (en) 2015-03-19
WO2013175766A1 (ja) 2013-11-28
KR101575148B1 (ko) 2015-12-07
JPWO2013175766A1 (ja) 2016-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7334547B2 (en) Variable expansion-ratio engine
US6990937B2 (en) Variable valve control system and method for an internal combustion engine
JP4682697B2 (ja) エンジンの吸気制御装置
JP2007239555A (ja) 内燃機関
KR101575148B1 (ko) 가변동 밸브 장치
JP4168756B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US7644689B2 (en) Variable valve operating device
JP2007224817A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP4200975B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP4506566B2 (ja) エンジンの吸気制御装置
CN101550849B (zh) 可变气门致动器
JP4622431B2 (ja) エンジンの可変動弁装置
JP5206565B2 (ja) 内燃機関の制御システム
JP4604358B2 (ja) 内燃機関及びその制御システム
JP2008101520A (ja) ミラーサイクル機関
JP5206856B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN112443403B (zh) 用于致动气体交换阀的气门机构和方法
JP2008261319A (ja) エンジンの可変動弁装置
JP2006097602A (ja) 可変動弁機構
JP2007154706A (ja) 可変動弁機構
JP5556932B2 (ja) 内燃機関の動弁システム
JP2015165118A (ja) エンジン及びエンジンの制御装置
JP4661646B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010242682A (ja) 内燃機関の動弁システム
JP2006144680A (ja) 内燃機関の吸気制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 4