TW200530490A - Valve operating device for internal combustion engine - Google Patents

Description

200530490 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具備有閥特性可變機構的内燃機之閥裝 置，該閥特性可變機構係控制進氣閥與排氣閥的閥動作特 性；詳言之，係關於藉由閥特性可變機構變更進氣閥與排 氣閥的關開時期，控制重疊期間與非重疊期間，而控制内 部EGR率的内燃機之閥裝置。 【先前技術】

已知有利用使已燃氣體其中一部份殘留於燃燒室中的 内部 EGR，而減少内燃機的泵動損失，提昇燃油性能，且 減少排氣氣體中的 N Ox，俾提昇排氣淨化性能。所以，在 為執行内部E G R方面，作為控制進氣閥與排氣閥之閥動作 特性的裝置，有如專利文獻1中所揭示的内燃機之可變閥 裝置。此可變閥裝置係具備有進氣閥側與排氣閥側的可變 閥動機構。各可變閥動機構係具備有：在連動於曲柄軸並旋 轉的驅動軸上所固定的偏心凸輪；可旋轉的嵌合於該偏心 凸輪外周的環狀連桿；可旋轉的嵌合於驅動凸輪（該驅動凸 輪係偏心於幾乎平行驅動軸配置的控制軸並固定）外周，且 一端部樞接於環狀連桿的搖臂；以及可旋轉的嵌合於驅動 軸，且透過連桿而連結於搖臂另一端部的搖擺凸輪。將進 氣閥與排氣閥進行關開的搖擺凸輪，係控制軸配合引擎運 轉狀態進行旋轉，而改變搖臂的搖擺中心與驅動軸的旋轉 中心間之距離，搖擺成改變進氣閥與排氣閥之最大升降量 與動作角的狀態。然後，控制軸將隨進氣閥與排氣閥的最 5 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94 ] 00116 200530490 大升降量變小，最大升降時期將旋轉控制成進氣閥朝滯後 角側移動，而排氣閥朝超前角側移動的狀態。結果，進氣 閥的開啟時期便將依較其關閉時期之超前角幅度為大的幅 度進行滯後角，而排氣閥的關閉時期則依較其開啟時期之 滯後角幅度為大的幅度進行超前角，便可改善利用燃燒室 中所殘留燃燒氣體的燃油及排氣清淨化。 (專利文獻1 ) 日本專利特開2 0 0 1 - 3 7 2 1號公報 【發明内容】

(發明所欲解決之問題） 但是，當實施内部EGR的情況時，於利用殘留於燃燒室 中的已燃氣體將進氣閥進行開啟時，若燃燒室壓力偏高的 話，將發生進氣反吹情況，導致所需空氣量的空氣較難流 入於燃燒室中。所以，當利用減少重疊期間或增加非重疊 期間而增加内部. EGR率的情況時，為能防止或極力抑制進 氣反吹情況，使所要量的空氣能流入於燃燒室中，在進氣 閥開啟時期，燃燒室壓力越低越好。此外，在上述習知技 術方面，·驅動軸與控制軸係因為在進氣閥側與排氣閥側分 別設置可變閥動機構，因而控制進氣閥與排氣閥之閥動作 特性的可變機構將大型化。而且，當使進氣閥或排氣閥的 關開時期進行超前角或滯後角時，若排氣閥的開啟時期過 於遲滯的話，燃燒氣體的排氣損失將增加，熱效率將降低， 而若進氣闊開啟時期過早的話，將無法吸入充分的新空 氣，造成輸出降低，使燃燒呈不穩定狀態。 本發明係有鑒於此類情事而完成的，申請專利範圍第 6 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94〗00116 200530490 1〜3項所述發明之目的係依燃燒室壓力較低狀態開始進氣 閥的開啟，俾防止或抑制進氣反吹情況發生。此外，申請 專利範圍第2、3項所述發明之目的係達閥特性可變機構的 小型化，構造簡單化；申請專利範圍第4項所述發明之目 的係達閥特性可變機構的構造簡單化。 (解決問題之手段）

申請專利範圍第1項所述發明係内燃機之閥裝置，係具 ，•備有分別控制進氣閥與排氣閥之閥動作特性的闊特性可變 機構，上述閥特性可變機構係變更上述進氣閥與上述排氣 閥的關開時期，藉由控制重疊期間與非重疊期間而控制内 部E G R率，其特徵在於上述閥特性可變機構係具備有：連動 於上述内燃機的曲柄軸並進行旋轉的凸輪軸；連結於配合 上述凸輪軸的旋轉，而使上述進氣閥進行關開動作的進氣 凸輪上之進氣連動機構；連結於配合上述凸輪軸的旋轉， 而使上述排氣閥進行關開動作的排氣凸輪上之排氣連動機 構；使上述各連動機構以上述凸輪軸為中心進行搖擺的控 制機構；以及驅動上述控制機構的驅動機構；而上述控制 機構係將上述驅動機構與上述各連動機構連結，使得當利 用減少上述重疊期間或增加上述非重疊期間，而在上述内 部EGR率增加方向利用上述驅動機構進行驅動之時，利用 上述進氣連動機構所施行上述進氣閥開啟時期的滯後角 量，較大於利用上述排氣連動機構所施行上述排氣閥關閉 時期的超前角量狀態。 依此的話，因為閥特性可變機構係當在内部EGR率增加 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 方向上，減少重疊期間、或增加非重疊期間時，進 啟時期的滯後角量將大於排氣閥關閉時期的超前角 此當排氣閥關閉時期為超前角，而提高燃燒室中所 燃氣體的壓力時，相較於進氣閥開啟的滯後角量在 關閉時期的超前角量以下之情況下，進氣閥將可在 壓力更低的狀態下進行開啟。 申請專利範圍第2項所述發明，係在申請專利範 項所述内燃機之砑裝置中，上述控制機構係具備有： 述驅動機構進行驅動，且可在包括上述凸輪軸的旋 線之基準平面的平行方向進行移動的控制構件；利 進氣連結部樞接於上述控制構件，並利用第2進氣 樞接於上述進氣連動機構的進氣控制連桿；以及利 排氣連結部樞接於上述控制構件，且利用第2排氣 樞接於上述排氣連動機構的排氣控制連桿；而，上 進氣連結部的樞動中心線、與上述第1排氣連結部 中心線，係相對於上述基準平面，在其中一側配置 於上述旋轉中心線，上述第2進氣連結部的樞動中 配置於上述其中一側，上述第2排氣連結部的樞動 係藉由相對於上述基準平面配置於另一側，當上述 件進行移動時，上述進氣連動機構便利用大於上述 動機構的搖擺量，以上述凸輪軸為中心進行搖擺。 依此的話，為了可獲得進氣閥開啟時期的滯後角 於排氣閥關閉時期的超前角量之閥動作特性，因而 連動機構與排氣連動機構中共通的控制構件進行移 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100】16 氣閥開 量，因 殘留已 排氣閥 燃燒室 圍第1 利用上 轉中心 用第1 連結部 用第1 連結部 述第1 的柩動 成平行 心線係 中心線 控制構 排氣連 量較大 當進氣 動時， 8

200530490 第1進氣連結部的樞動中心線、與第1排氣連結部的樞 中心線，相對於基準平面配置於其中一側.，第2進氣連 部的枢動中心線則配置於上述其中一側，第2排氣連結 的樞動中心線則相對於上述基準平面配置於另一側，藉 進氣控制連桿與排氣控制連桿，便分別利用分配配置於 準平面二側的第2進氣連結部樞動中心線、與第2排氣 結部枢動中心線，將所樞接的進氣連動機構與排氣連動 構，以凸輪袖中心進行搖擺成進氣連動機構搖擺量，大 排氣連動機構搖擺量的狀態。 申請專利範圍第3項所述發明，係申請專利範圍第1 所述内燃機之閥裝置中，上述控制機構係具備有：利用上 驅動機構進行驅動，且可在包括上述凸輪軸的旋轉中心 之基準平面的平行方向進行移動的控制構件；利用第1 氣連結部樞接於上述控制構件，並利用第2進氣連結部 接於上述進氣連動機構的進氣控制連桿；以及利用第1 氣連結部樞接於上述控制構件，且利用第2排氣連結部 接於上述排氣連動機構的排氣控制連桿；而，上述第1 氣連結部的樞動中心線、與上述第1排氣連結部的樞動 心線，係配置成平行於上述旋轉中心線，上述第2進氣 結部的樞動中心線係相對於上述基準平面配置於一側， 述第2排氣連結部的樞動中心線係相對於上述基準平面 置於另一側，且上述進氣控制連桿的連桿長度，較長於 述排氣控制連桿的連桿長度，藉此當上述控制構件進行 動時，上述進氣連動機構便利用大於上述排氣連動機構 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100 ]] 6 動 結 部 此 基 連 機 於 項 述 線 進 樞 排 樞 進 中 連 上 配 上 移 的 200530490 搖擺量，以上述凸輪轴為中心進行搖擺。

依此的話，為了獲得進氣閥開啟時期的滯後角量，較大 於排氣閥關閉時期的超前角量之閥動作特性，因而當進氣 連動機構與排氣連動機構中共通的控制構件進行移動時， 連桿長度較長於排氣控制連桿的進氣控制連桿與排氣控制 連桿，便分別依分配配置於基準平面二側的第2進氣連結 部樞動中心線、與第2排氣連結部樞動中心線，使所樞接 的進氣連動機構與排氣連動機構，以凸輪軸中心進行搖擺 成進氣連動機構搖擺量大於排氣連動機構搖擺量的狀態。 申請專利範圍第4項所述發明，係申請專利範圍第1至 3項中任一項之内燃機之閥裝置中，上述進氣連動機構係 具備有當上述進氣連動機構利用上述控制機構進行搖擺 時，具有以上述凸輪軸旋轉中心線為中心進行搖擺之樞動 中心線的進氣樞動部；而，上述排氣連動機構係具備有當 上述排氣連動機構利用上述控制機構進行搖擺時，具有以 上述旋轉中心線為中心進行搖擺之樞動中心線的排氣樞動 部；上述進氣樞動部的樞動中心線、與上述旋轉中心線間 之距離，係較短於上述排氣樞動部樞動中心線與上述旋轉 中心線間之距離，藉此當上述控制機構利用上述驅動機構 進行驅動時，上述進氣連動機構便利用上述排氣連動機 構，依較大於以上述凸輪軸為中心進行搖擺的上述排氣凸 輪之搖擺量，使上述進氣凸輪以上述ώ輪軸為+心進行搖 擺。 依此的話，當進氣連動機構與排氣連動機構利用控制機 10 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 構進行搖擺時，進氣連動機構因為在較排氣連動機構的樞 動中心線，更接近凸輪軸旋轉中心線的位置處具有枢動中 心線，因此控制機構便使進氣凸輪與排氣凸輪，透過進氣 連動機構與排氣連動機構，以凸輪軸為中心進行搖擺成進 氣凸輪搖擺量大於排氣凸輪搖擺量的狀態。 (發明效果）

依照申請專利範圍第1項所述發明，將達下述效果。換 句話說，因為當閥特性可變機構在内部EGR率增加的方向 上，控制重疊期間與非重疊期間時，進氣閥便於燃燒室壓 力較低狀態下開始開啟，因而可防止或抑制進氣反吹情況。 依照申請專利範圍第2項所述發明，除所依附之申請專 利範圍的效果之外，尚達下述效果。換句話說，在進氣連 動機構與排氣連動機構共有著控制機構的控制構件之情況 下，藉由第1進氣連結部的樞動中心線、第1排氣連結部 的枢動中心線、第2進氣連結部的樞動中心線、及第2排 氣連結部的樞動中心線，相對於基準平面的S己置方式，便 可將獲得進氣閥開啟時期之滯後角量大於排氣閥關閉時期 之超前角量的閥動作特性之閥特性可變機構小型化，並將 其構造簡單化。 依照申請專利範圍第3項所述發明，除所依附之申請專 利範圍的效果之外，尚可達下述效果。換句話說，在進氣 連動機構與排氣連動機構共有著控制機構的控制構件之情 況下，第2進氣連結部的樞動中心線、與第2排氣連結部 的枢動中心線，分配配置於基準平面二側，利用進氣控制 11 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94 ] 00116 200530490 連桿之連桿長度較大於排氣控制連桿之連桿長度，便可將 獲得進氣閥開啟時期之滯後角量大於排氣閥關閉時期之超 前角量的閥動作特性之閥特性可變機構小型化，並將其構 造簡單化。

依照申請專利範圍第4項所述發明，除所依附之申請專 利範圍的效果之外，尚可達下述效果。換句話說，藉由進 氣連動機構的進氣樞動部樞動中心線、與凸輪軸的旋轉中 心線間之距離，較短於排氣連動機構的排氣樞動部枢動中 心線、與凸輪軸的旋轉中心線間之距離，便可將獲得進氣 閥開啟時期之滯後角量大於排氣閥關閉時期之超前角量的 閥動作特性之閥特性可變機構構造簡單化。 【實施方式】 以下，針對本發明實施形態，參照圖1至圖1 4進行説 明。 參照圖1，本發明所適用的内燃機E係搭載於車輛的機 車V中。機車V係具備有：具前框1 a與後框1 b的車體框架 1 ;固定於前叉3上端部的把手4 (該前叉3係可旋轉的支 撐於結合於頭管2上，而該頭管2係結合於前框1 a前端）； 可旋轉的支撐於前叉3下端部的前輪7;支撐於車體框架1 上的動力單元I);可旋轉的支撐於搖臂5後端部的後輪8 (該 搖臂5係可搖擺的支撐於車體框架1上）；連結後框1 b與 搖臂5後部的後緩衝器6;以及覆蓋車體框架1的車體蓋9。 動力單元U係具備有：具有朝機車V左右方向延伸之曲 柄軸1 5的橫向配置内燃機E ;以及具有變速機且將内燃機 12 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

E動力傳導給後輪8的傳動裝置。内燃機E係具備有：形成 收容曲柄軸 1 5 的曲柄軸室且兼具變速箱用的曲柄軸箱 1 0 ;結合於曲柄軸箱1 0並朝前方延伸的汽缸 1 1 ;結合於 汽缸1 1前端部的汽缸頭1 2 ;以及結合於汽缸頭1 2前端部 的缸頭蓋1 3。汽缸1 1的汽缸軸線L 1係朝前方且相對於水 平方向呈略往上傾斜延伸（參照圖 1 )，或大致平行於水平 方向延伸。然後，利用活塞1 4 (參照圖2 )而旋轉驅動的曲 柄軸 1 5 的旋轉將利用上述變速機進行變速並傳導給後輪 8，而驅動後輪8。 合併參照圖2，内燃機E係S 0 H C型空冷式單缸四衝程内 燃機，在汽缸1 1中形成可往返運動的嵌合著活塞1 4的汽 缸孔1 1 a，在汽缸頭1 2中於汽缸軸線方向 A 1且汽缸孔1 1 a 的相對向面上形成燃燒室1 6，更形成在燃燒室1 6中分別 開口之具進氣口 1 7 a的進氣道1 7與具排氣口 1 8 a的排氣道 1 8。此外，燃燒室1 6旁邊的火星塞1 9係插入於汽缸頭1 2 中所形成的安裝孔1 2 c，並裝設於汽缸頭1 2中。其中，燃 燒室1 6係與在活塞1 4與汽缸頭1 2間的上述汽缸孔1 1 a， 一起構成燃燒空間。 再者，在汽缸頭 1 2 中設有可往返的支撐於閥導管 2 0 i，2 0 e上，且利用閥彈簧 2 1經常對閥關閉方向賦予彈 力，屬於引擎閥的1個進氣閥22及1個排氣閥23。進氣 閥2 2與排氣閥2 3係利用内燃機E中所設置的閥裝置4 0， 進行關開動作，而分別對利用閥座2 4所形成的進氣口 1 7 a 與排氣口 1 8 a進行關開。閥裝置4 0係除電動馬達8 0 (參照 13 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94】00116 200530490 圖5 )之外，其餘均配置於由汽缸頭1 2與缸頭蓋1 3所形成 的閥動室2 5内。 在進氣道 1 7入口 1 7 b開口之汽缸頭 1 2 —側面的上面 1 2 a，為了將從外部所取入的空氣導入於進氣道 1 7，因而 安裝著具備空氣濾清器2 6 (參照圖1 )與節流閥體2 7 (參照 圖1 )的進氣裝置，在排氣道1 8出口 1 8 b開口之汽缸頭1 2 另一側面的下面1 2 b，安裝著具備有將從燃燒室1 6通過排 氣道1 8所流出的排氣氣體，導出於内燃機E外部之排氣管

2 8 (參照圖 1 )的排氣裝置。此外，在上述進氣裝置中具備 有：將液體燃料供應給吸入空氣之燃料供應裝置的燃料喷 射閥。 然後，通過空氣濾清器2 6與節流閥體2 7而被吸入的空 氣，在活塞 1 4下降的進氣行程中，經由已開啟的進氣閥 2 2從進氣道1 7被吸入於燃燒室1 6中，並在活塞1 4上昇 的壓縮行程中，於與燃料混合的狀態下進行壓縮。混合氣 體在壓縮行程結束時，便利用火星塞1 9進行點火而燃燒， 在活塞1 4下降的膨張行程中，利用燃燒氣體的壓力所驅動 的活塞1 4，便將旋轉驅動著曲柄軸1 5。已燃氣體將在活塞 1 4上昇的排氣行程中，經由已開啟的排氣閥2 3，以排氣氣 體從燃燒室1 6被排放出於排氣道1 8。 參照圖3，在上流端2 7 a側連通空氣濾清器2 6，且在下 流端2 7 b側透過進氣管連通於進氣道1 7的節流閥體2 7， 設有：利用回力彈簧賦予朝閥關閉方向彈力的節流閥 30; 使節流閥 3 0進行關開動作且控制其開度的節流控制機構 14 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 丁 ；以及檢測出節流閥3 0開度的節氣門開度檢測手段 節流控制機構 Τ係具備有：利用作為控制裝置的電子 單元（以下稱「E C I)」）9 2 (參照圖5 )進行控制之屬於致 的電動馬達33 ;以及由將電動馬達33驅動力傳導給 閥3 0，構成傳動機構的一連串齒輪3 4 , 3 5所形成的減 輪列。 合併參照圖5，E C U 9 2係由：檢測出運轉者所操作之 出力操作構件之手油門（t h r 〇 11 1 e g r i ρ )操作量D的出 求量檢測手段9 5，檢測出内燃機E暖機狀態之作為暖 態檢測手段的引擎溫度檢測手段 9 6 (例如潤滑油溫度 手段），以及節氣門開度檢測手段3 2等所構成，並輸 檢測出之内燃機E運轉狀態的運轉狀態檢測手段各檢 號。其中，操作量D係依運轉者所施行的引擎出力需冰 而上述手油門係設定該需求量的出力設定手段。 E C U 9 2的記憶裝置中，儲存著以操作量D為參數， 節流閥 3 0開度冷的節氣門開度圖表（t h r 〇 11 1 e 〇 p e map)。此節氣門開度圖表係如圖 4(A)、（ B )所示，由 機E暖機時所使用的暖機時用圖表，以及内燃機E暖 成後所使用的暖機後用圖表所構成。然後，電動馬 便配合經出力需求量檢測手段95所檢測出的操作量I 經節氣門開度檢測手段 3 2所檢測出的節流閥 3 0實 度，利用ECU92控制為節流閥30開度形成由上述節氣 度圖表所設定開度/3的狀態，然後關閉節流閥30。 E C U 9 2係若利用引擎溫度檢測手段9 6，檢測出引擎 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 32 ° 控制 動器 節流 速齒 作為 力需 機狀 檢測 入所 測信 •量， 設定 n i n g 内燃 機完 [33 )、與 際開 門開 溫度 15 200530490

為低於既定溫度狀態的暖機時，便選擇暖機時用圖表，當 經引擎溫度檢測手段 9 6檢測出引擎溫度達上述既定溫度 以上狀態的暖機後時，便選擇暖機後用圖表。利用暖機時 用圖表，在内燃機E的整個負載區域中，節流閥30開度將 被設定成與操作量 D成正比的開度特性，俾呈隨操作量D 的增加而增力〇節流閥 30開度的狀態。所以，電動馬達33 便在整個負載區域中，將節流閥3 0開度控制成隨亦為檢測 出引擎負載的負載檢測手段之出力需求量檢測手段9 5，所 檢測出操作量D (即，引擎負載）之增力σ而增加開度的狀態。 另外，利用暖機後用圖表，在從無負載至低負載區域的 既定負載D a為止之第1負載區域F a中，將隨操作量D (引 擎負載）的增加，節流閥3 0將從怠速開度增加至在既定負 載Da中全開的狀態，在超越既定負載Da的第2負載區域 F b中，則無關於操作量D，節流閥3 0將被設定於全開的開 度特性。所以，電動馬達3 3在第1負載區域F a中，將節 流閥3 0開度控制成隨操作量D的增加，從怠速開度在既定 負載Da中呈全開狀態，而在第2負載區域Fb中，則將節 流閥30控制成維持著全開的狀態。其中，内燃機E的整個 負載區域，在無負載與最大負載Db之間，大致三等份為低 負載區域F1、中負載區域F2及高負載區域F3。 參照圖2、圖5〜圖7、圖1 2，閥裝置4 0係具備有：使進 氣闕2 2進行關開動作，且抵接於其閥桿2 2 a的作為進氣凸 輪從動件之進氣主搖臂4 1 ;使排氣閥2 3進行關開動作， 且抵接於其閥桿2 3 a的作為排氣凸輪從動件之排氣主搖臂 16 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 4 2 ;以及對包含進氣閥2 2與排氣閥2 3關開時期、及最大 升降量在内的閥動作特性進行控制的閥特性可變機構Μ。 進氣主搖臂4 1與排氣主搖臂4 2係分別在中央部的支點 部4 1 a，4 2 a，可搖擺的支撐於固定於凸輪軸托架2 9上的一 對搖軸4 3上，且在構成一端部作用部的調整螺紋4 1 b，4 2 b 處抵接於閥桿 2 2 a，2 3 a，在構成另一端部接觸部的輥 4 1 c，4 2 c處接觸於進氣凸輪5 3與排氣凸輪5 4。

閥特性可變機構Μ係具備有：收容於閥動室2 5中的内部 機構；以及在閥動室2 5外所配置的外部機構，且驅動著上 述内部機構之屬於電動致動器的電動馬達8 0。上述内部機 構係具備有：可旋轉的支撐於汽缸頭1 2上，且連動於曲柄 軸1 5被旋轉驅動的1個凸輪軸5 0 ;設置於凸輪軸5 0，並 與凸輪軸5 0 —體進行旋轉，屬於驅動凸輪的進氣驅動凸輪 5 1與排氣驅動凸輪5 2 ;樞接於凸輪軸5 0上，並以凸輪軸 50 為中心可進行搖擺，屬於連動機構的連桿機構 Μ 1 i , Μ 1 e ;連結於連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e，並分別使進氣主搖臂 4 1與排氣主搖臂4 2產生動作，且樞接於凸輪軸5 0，屬於 閥動凸輪的進氣凸輪 53 與排氣凸輪 54 ;使連桿機構 Μ 1 i，Μ 1 e以凸輪軸5 0為中心進行搖擺，並具有電動馬達8 0 以作為驅動源的驅動機構Μ 2 (參照圖5 );介設於驅動機構 Μ 2與連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e之間，配合電動馬達8 0驅動力， 控制著連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e在凸輪軸5 0周圍所進行搖擺的控 制機構Μ 3 ;以及為將連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e朝控制機構Μ 3按 壓，而使凸輪軸5 0周圍的轉矩作用於連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e， 17 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 屬於按壓用彈力手段的按壓彈簧5 5。

參照圖2、圖5、圖6，凸輪軸5 0係透過其二端部所配 置的一對軸承5 6，可旋轉的支撐於汽缸頭1 2及連結於汽 缸頭1 2的凸輪軸托架2 9，並利用透過閥動用傳動機構所 傳導的曲柄軸1 5 (參照圖1 )動力，連動於曲柄軸1 5並依其 1 / 2的旋轉速度進行旋轉驅動。上述閥動用傳動機構係具 備有：在靠近凸輪軸5 0 —端部的左端部前端，一體結合的 凸輪鏈輪 5 7 ; —體結合於曲柄軸 1 5的.驅動鏈輪；以及橫 跨凸輪鏈輪5 7與上述驅動鏈輪的正時鍊條 5 8。上述閥動 用傳動機構係收容於由汽缸1 1與汽缸頭1 2所形成，並位 於汽缸1 1與汽缸頭1 2之相對於第1正交平面Η 1的一側邊 的左側之傳動室中。所以，上述傳動室中，形成於汽缸頭 1 2的傳動室5 9，便在以汽缸軸線L 1為中心的徑方向（以下 稱「徑方向」），且凸輪軸5 0旋轉中心線L 2方向A 2 (以下 稱「凸輪軸方向A 2」），鄰接於閥動室2 5。其中，第1正 交平面 Η1係包括汽缸軸線 L1且正交於後述基準平面 Η ◦ 的平面。 另外，在閥特性可變機構Μ中，因為相關進氣閥2 2的 構件與相關排氣閥2 3的構件係含有相對應的構件，且因為 進氣驅動凸輪5 1、排氣驅動凸輪5 2、連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e、 進氣凸輪5 3及排氣凸輪5 4係具有相同的基本構造，因而 在下述的説明中，便以相關排氣閥2 3的構件為中心進行説 明，而相關進氣閥2 2的構件與關聯説明等，則配合需要記 於括號内。 18 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

參照圖2、圖5、圖8、圖9、圖1 2，押入於凸輪軸5 0 中並固定的排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動凸輪5 1 )，在外周面 具有橫跨整個周圍形成的凸輪面。該凸輪面係由：透過連桿 機構Μ 1 e ( Μ 1 i )未使排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )搖擺的基圓 部 5 2 a ( 5 1 a )，以及透過連桿機構 Μ 1 e ( Μ 1 i )使排氣凸輪 5 4 (進氣凸輪5 3 )搖擺的凸輪脊部5 2 b ( 5 1 b )所構成。基圓部 5 2 a ( 5 1 a )係具有距旋轉中心線 L 2為半徑一定的圓弧所構 成之截面形狀，凸輪脊部5 2 b ( 5 1 b )係具有距旋轉中心線L 2 為半徑隨凸輪軸5 0旋轉方向R 1增加之後再減少的截面形 狀。所以，基圓部5 2 a ( 5 1 a )便將排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 ) 之搖擺位置設定成排氣主搖臂 4 2 (進氣主搖臂 4 1 )接觸於 排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )之基圓部5 4 a ( 5 3 a )的狀態，而 凸輪脊部5 2 b ( 5 1 b )則將排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )之搖擺 位置設定成排氣主搖臂 4 2 (進氣主搖臂 4 1 )接觸於排氣凸 輪54(進氣凸輪53)之基圓部54a(53a)與凸輪脊部54b(53b) 的狀態。 連桿機構Μ 1 i , Μ 1 e係由：連結於進氣凸輪5 3的進氣連桿 機構Μ 1 i，以及連結於排氣凸輪5 4的排氣連桿機構Μ 1 e所 構成。合併參照圖5、圖6，排氣連桿機構Μ1 e (進氣連桿 機構Μ 1 i )係具備有.·樞接於凸輪軸5 0，且以凸輪軸5 0為中 心可進行搖擺的托架6 0 e ( 6 0 i );樞接於托架6 0 e ( 6 0 i )，利 用排氣驅動凸輪 5 2 (進氣驅動凸輪 5 1 )進行驅動並搖擺的 排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i ); —端部樞接於排氣副搖 臂 6 6 e (進氣副搖臂 6 6 i )，而另一端部枢接於排氣凸輪 19 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 5 4 (進氣凸輪5 3 )的連結連桿6 7 e ( 6 7 1 );以及將排氣副搖臂 6 6 e (進氣副搖臂6 6 1 )，按押於排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動 凸輪5 1 )的控制彈簧6 8。 透過凸輪軸5 0所挿通的軸承6 9，由凸輪軸5 0所支撐的 托架6 0 e ( 6 0 i )，具備有：在凸輪軸方向A 2上分開的一對第 1，第 2 平板 6 1 e ( 6 1 i ) , 6 2 e ( 6 2 i );以及將第 1 平板 6 1 e ( 6 1 i ) 與第2平板6 2 e ( 6 2 i )在凸輪軸方向A 2的既定間隔連結， 且樞接排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i )的連結構件。而，

該連結構件係具備有：規範二平板 6 1 e ( 6 1 i )，6 2 e ( 6 2 i )間 的上述既定間隔，且樞接著排氣副搖臂 6 6 e (進氣副搖臂 6 6 i )的亦為支撐軸的軸環 6 3 e ( 6 3 i );以及插通於軸環 6 3 e ( 6 3 i )中，將二平板 6 1 e ( 6 1 i ), 6 2 e ( 6 2 i ) —體結合的鉚 釘64。如圖6、圖8所示，在各平板61e(61i)，62e(62i) 中，形成將各平板 6 1 e ( 6 1 i )，6 2 e ( 6 2 i )可搖擺的支撐於凸 輪軸 5 0 上的軸承 69， 所安裝的安裝孔 61e3(61i3)， 62e3(62i3) ° 合併參照圖5，在第1平板6 1 e ( 6 1 i )上樞接著控制機構 Μ 3的排氣控制連桿7 1 e (進氣控制連桿7 1 i )，而排氣控制 連桿7〗e (進氣控制連桿7 1 i )與第1平板6 1 e ( 6 1 i )，則在 二者的連結部 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )，6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )中，可進行相對運 動的連結。具體而言，在作為控制機構側連結部的排氣控 制連桿 7 1 e (進氣控制連桿 7 1 i )之連結部 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )孔 中，可相對旋轉的插入，經壓入於當作托架側連結部用的 第1平板6 1 e ( 6 1 i )之連結部6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )孔中，並固定的連 20 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100】16

200530490 結栓 6 1 e 1 a ( 6 1 i 1 a )。 再者，在第 2 平板 62e(62i)中，形成有 6 2 e 1 ( 6 2 i 1 )，而該減壓凸輪6 2 e 1 ( 6 2 i 1 )係利用内 始動作時，於壓縮行程中僅些微開啟進氣閥 22 2 3，而降低壓縮壓力俾使開始動作變為容易（參只 1 2)。而且，在第2平板6 2 e中設有由搖擺位置 9 4 (參照圖1 4 )的檢測部9 4 a進行檢測的受檢測告丨 檢測部6 2 e 2係由利用與構成檢測部9 4 a的齒輪4 而在第2平板6 2 e搖擺方向上卡合的齒輪部所構 在此實施形態中雖未使用，在第2平板6 1 i中亦 於受檢測部6 2 e 2的部分6 2 i 2。 在軸環6 3 e ( 6 3 i )中，一體形成設置保持著由壓 簧所構成控制彈簧6 8 —端部的第1彈簧保持部 保持著由壓縮線圈彈簧所構成按壓彈簧 5 5 —端 側彈簧保持部 7 8。二彈簧保持部 7 6，7 8係在排 66e(進氣副搖臂66i)的支點部66ea(66ia)，於凸 A 2上相鄰接配置，且在軸環6 3 e ( 6 3 i )圓周方向上 置（參照圖6 )。 再者，在軸環6 3 e ( 6 3 i )中，嵌合於第2平板 中所形成孔6 2 e 4 ( 6 2 i 4 )的凸部6 3 e 1 ( 6 3 i 1 )，係形 排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i )之搖擺中心線 的位置處。凸部6 3 e 1 ( 6 3 i 1 )與孔6 2 e 4 ( 6 2 i 4 )係構 2 平板 62e(62i)與軸環 63e(63i)間，圍繞搖 L 3 e ( L 3 i )之相對旋轉的卡合部。藉此卡合部，因 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 減壓凸輪 燃機E開 與排氣閥 ?、圖8、圖 檢測手段 $ 6 2 e 2〇 受 相咬合， 成。另外， 設有相當 縮線圈彈 7 6，以及 部的可動 氣副搖臂 輪軸方向 相間隔配 62e(62i) 成於遠離 L3e(L3 i ) 成阻止第 擺中心線 為將阻止 21 200530490 利用設置一對的彈簧保持部7 6，7 8，由控制彈簧6 8與按壓 彈簧5 5之彈力產生同一方向轉矩作用之軸環6 3 e ( 6 3 i )相 對於第1、第2平板6 1 e ( 6 1 i )，6 2 e ( 6 2 i )進行相對旋轉，所 以，便將確實的執行利用按壓彈簧5 5對連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e 賦予圍繞凸輪軸 5 0之轉矩的作用，以及利用控制彈簧6 8 按押於排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動凸輪5 1 )的作用。 參照圖2、圖5、圖6、圖8、圖9、圖1 2，在凸輪軸方 向 A 2 上，與排氣凸輪 5 4 (進氣凸輪 5 3 )及排氣驅動凸輪

5 2 (進氣驅動凸輪 5 1 ) —起配置於第 1 、第 2 平板 6 1 e ( 6 1 i )，6 2 e ( 6 2 i )之間的排氣副搖臂 6 6 e (進氣副搖臂 6 6 i )，係在接觸於排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動凸輪5 1 )之當 作接觸部用的輥 6 6 e b ( 6 6 i b )中，接觸於排氣驅動凸輪 5 2 (進氣驅動凸輪 5 1 )，並在一端部的支點部 6 6 e a ( 6 6 i a ) 中可搖擺的支撐於軸環6 3 e ( 6 3 i )上，而在另一端部的連結 部6 6 e c ( 6 6 i c )中，則極接於固定在連結連桿6 7 e ( 6 7 i ) —端 部的連結栓7 2。所以，排氣副搖臂 6 6 e (進氣副搖臂6 6 i ) 便藉由排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動凸輪5 1 )與凸輪軸5 0 — 起進行旋轉，而以軸環6 3 e ( 6 3 i )為搖擺中心的進行搖擺。 樞接於固定在連結連桿 6 7 e ( 6 7 i )另一端部的連結栓 7 3 上之排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )，係由利用透過軸承4 4支 撐於凸輪軸5 0，而能以凸輪軸5 0為中心進行搖擺的搖擺 凸輪所構成，其部分外周面將形成凸輪面。該凸輪面係由： 將排氣閥 2 3 (進氣閥 2 2 )維持於關閉狀態的基圓部 5 4 a ( 5 3 a )，以及押下排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )將閥開啟的凸輪 22 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 脊部5 4 b ( 5 3 b )所構成。基圓部5 4 a ( 5 3 a )係具有距旋轉中心 線L 2的半徑一定之圓弧的截面形狀，而凸輪脊部5 4 b ( 5 3 b ) 係具有距旋轉中心線 L 2的半徑朝凸輪軸 5 0 反旋轉方向 R 2 (旋轉方向R 1 )增加的截面形狀。所以，排氣凸輪5 4 (進 氣凸輪5 3 )的凸輪脊部5 4 b ( 5 3 b )具有在反旋轉方向R 2 (旋 轉方向R 1 )上，逐漸增加排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )升降量的形 狀。

排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )係利用透過控制機構Μ 3所傳 導的驅動機構Μ 2驅動力，與排氣連桿機構Μ 1 e (進氣連桿 機構Μ 1 i ) —起依相同的搖擺量，以凸輪軸 5 0為中心進行 搖擺，另外利用依排氣驅動凸輪5 2 (進氣驅動凸輪5 1 )進行 搖擺的排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i )，而以凸輪軸5 0 為中心進行搖擺。然後，相對於凸輪軸5 0進行搖擺的排氣 凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )，將使排氣主搖臂4 2 (進氣主搖臂4 1 ) 進行搖擺，而使排氣閥 2 3 (進氣閥 2 2 )進行關開動作。所 以，排氣凸輪 5 4 (進氣凸輪 5 3 )便藉由依序透過托架 6 0 e ( 6 0 i )、排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i )、及連結連桿 6 7 e ( 6 7 i )所傳導的驅動機構Μ 2驅動力進行搖擺，且藉由依 序透過排氣副搖臂 66e(進氣副搖臂 66 i )及連結連桿 6 7 e ( 6 7 i )所傳導的排氣·驅動凸輪 5 2 (進氣驅動凸輪 5 1 )驅 動力而進行搖擺。 產生將排氣副搖臂6 6 e (進氣副搖臂6 6 i )之輥6 6 e b ( 6 6 i b ) 按押於排氣驅動凸輪 5 2 (進氣驅動凸輪 5 1 )之彈力的控制 彈簧6 8，係配置於軸環6 3 e ( 6 3 i )與排氣凸輪5 4之間，配 23 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 合排氣副搖臂 6 6 e (進氣副搖臂 6 6 1 )的搖擺，可朝凸輪 5 0圓周方向進行伸縮。一端部由第1彈簧保持部7 6所 持的控制彈簧68之另一端部係保持於第2彈簧保持部 中，而該第2彈簧保持部7 7係設置於排氣凸輪5 4 (進氣 輪5 3 ) —體成形的架狀突出部中。 經常對排氣連桿機構 Μ 1 e (進氣連桿機構 Μ 1 i )作用朝 擺方向其中一方向轉矩之彈力的按壓彈簧5 5，係一端部 持於托架6 0 e ( 6 0 i )的可動側彈簧保持部 7 8上，另一端 保持於固定側彈簧保持部 79，而該固定側彈簧保持部 係設置於在汽缸頭 1 2 上所固定之屬於固定構件的凸輪 托架29中。 將排氣連桿機構Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i )朝汽缸1 1側 押的按壓彈簧 5 5之彈力，係直接作用於托架 6 0 e ( 6 0 i ) 將該托架6 0 e ( 6 0 i )朝向汽缸1 1方向進行按押，利用該 力作用於托架6 0 e ( 6 0 i )的轉矩便朝上述一方向。然後， 述一方向設定為與當排氣凸輪 5 4 (進氣凸輪 5 3 )將排氣 2 3 (進氣閥2 2 )開啟時，利用從排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )作 於排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )的反作用力，作用於排氣凸 5 4 (進氣凸輪5 3 )的轉矩為相同的方向。所以，按壓彈簧 的彈力將連結部 6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )朝經常搖擺方向按押於連 部7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )的方向，係與根據從排氣凸輪5 4 (進氣凸 5 3 )，透過連結連桿6 7 e ( 6 7 i )與排氣副搖臂6 6 e (進氣副 臂6 6 i )作用於托架6 0 e ( 6 0 i )的轉矩，使上述反作用力將 結部 6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )朝搖擺方向按押於連結部 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 ) 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100 U 6 軸 保 77 凸 搖 保 則 79 軸 按 彈 上 闊 用 輪 55 結 輪 搖 連 的 24

200530490 方向相同。 然後，利用按壓彈簧5 5，在依樞接而存在些微間隙的 連結部 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )，6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )中，因為其中一連結 6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )經常朝被搖擺方向按押於另一連結 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )，所以當利用排氣控制連桿7 1 e (進氣控制連 7 1 i )，使第 1平板 6 1 e ( 6 1 i )進行搖擺時，將消除連結 7 1 e 2 ( 7 1 i 2 )與連結部 6 1 e 1 ( 6 1 i 1 )間之間隙（空隙）的 響，使排氣控制連桿7 1 e (進氣控制連桿7 1 i )的動作，精 佳的傳導於托架6 0 e ( 6 0 i )。 參照圖2、圖5、圖1 2，控制機構Μ 3係具備有：利用 動機構Μ 2驅動之當作控制構件用的圓筒狀控制軸7 0 ; 及將控制軸7 0的動作傳導給連桿機構Μ 1 i，Μ 1 e，並以凸 軸 5 0為中心使連桿機構 Μ 1 i，Μ 1 e進行搖擺的控制連 7 1 i，7 1 e ° 控制軸7 0係朝平行於汽缸軸線L 1的方向可進行移動 所以，可相對於包含凸輪軸5 0旋轉中心線L 2且平行於 缸軸線L 1的基準平面Η 0，朝平行方向進行移動。 控制連桿7 1 i，7 1 e係由進氣控制連桿7 1 i與排氣控制 桿71 e所構成。進氣控制連桿71 i係利用作為第1進氣 結部的連結部7 1 i 1樞接於控制軸7 0，並利用作為第2 氣連結部的連結部 7 1 i 2樞接於進氣連桿機構 Μ 1 i的第 平板6 1 i之連結部6 1 i 1。排氣控制連桿7 1 e係利用第1 氣連結部的連結部7 1 e 1樞接於控制軸7 0，並利用第2 氣連結部的連結7 1 e 2樞接於排氣連桿機構 Μ 1 e的第 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 各 部 部 桿 部 影 度 馬區 以 輪 桿 汽 連 連 進 1 排 排 25

200530490 平板 6 1 e 之連結部 6 1 e 1。進氣控制連桿 7 1 i之連結 7 1 1 1、與控制軸7 0之連結部7 0 a，分別具有可相對旋轉 插入1個連結栓7 1 e 3的孔（該連結栓7 1 e 3係被押入於排 控制連桿7 1 e的連結部7 1 e 1孔中並固定），並樞接於連 栓7 1 e 3，而雙叉狀連結部7 1 i 2 , 7 1 e 2係分別具有可相對 轉的插入連結部7 1 i 2，7 1 e 2之連結栓6 1 i 1 a , 6 1 e 1 a的孔 並樞接於連結栓 6 1 i 1 a，6 1 e 1 a。所以，因為按壓彈簧的 力在利用樞接而存在些微間隙的各連結 7 1 e 1 ( 7 1 i 1 )，7 0 a中，經常將連結部7 1 e 1 ( 7 1 i 1 )按押於連 部7 0 a，因而將消除連結部7 1 e 1 ( 7 1 i 1 )與連結部7 0 a間 間隙（空隙）的影響，將控制軸7 0的動作精度佳的傳導給 氣控制連桿7 1 e (進氣控制連桿7 1 i )。 然後，連結部7 1 i 1的樞動中心線L 4 i (參照圖2、圖1 2 與連結部7 1 e 1的樞動中心線L 4 e (參照圖2、圖1 2 )，便 控制軸7 0的連結部7 0 a中構成共通的樞動中心線，且相 於基準平面 Η 0朝其中一邊的排氣側偏靠既定距離的偏 量e狀態（參照圖2、圖7 )，S己置成平行旋轉中心線L 2 連結部7 1 i 2的樞動中心線L 5 i (參照圖2、圖1 2 )係在上 排氣側S己置成平行旋轉中心線L 2 ;而連結部 7 1 e 2的樞 中心線L 5 e (參照圖2、圖1 2 )係相對於基準平面Η 0，在 一側的進氣側，S己置成平行旋轉中心線L 2。所以，如圖 所示，控制軸7 0的中心軸線L 6將平行於汽缸軸線L1， 相對於基準平面Η 0僅依偏靠量e偏靠於排氣側。在此所 「進氣側」係指相對於基準平面Η 0為進氣閥2 2所配置 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100116 部 的 氣 結 旋 ， 彈 部 結 之 排 )、 在 對 靠 j 述 動 另 7 且 謂 之 26 200530490 一側；而所謂「排氣側」係指相對於基準平面HO為排氣閥 2 3所配置之一側。

再者，屬二槐動中心線L 4 i , L 5 i間之距離的進氣控制連 桿 7 1 i 之連桿長度，係設定為較長於屬於二樞動中心線 L 4 e , L 5 e間之距離的排氣控制連桿 7 1 e之連桿長。二樞動 中心線L 5 i , L 5 e係在凸輪軸5 0周圍，從旋轉中心線L 2在 相同的圓柱面上，S己置於距旋轉中心線L2等距離處，且相 對正交於基準平面Η 0之第2正交平面Η 2，配置於控制軸 7 0與樞動中心線L 4 i，L 4 e側。此外，樞動中心線L 5 i係位 於較樞動中心線L 5 e更靠近第2正交平面Η 2的位置處。 所以，屬於共通樞動中心線的樞動中心線L 4 i，L 4 e，便 藉由相對於基準平面Η 0朝排氣側偏靠既定偏靠量e，或藉 由進氣控制連桿7 1 i的連桿長度設定為較長於排氣控制連 桿7 1 e的連桿長度，相對於利用驅動機構Μ 2所驅動的控制 軸7 0移動量之下，以凸輪軸5 0為中心的樞動中心線L 5 i 搖擺量（即，進氣連桿機構Μ 1 i與進氣凸輪5 3的搖擺量）， 將大於排氣連桿機構Μ 1 e與排氣凸輪5 4的搖擺量。 參照圖6、圖1 0，驅動控制軸7 0的驅動機構Μ 2係具備 有：安裝於缸頭蓋1 3上的可反轉之電動馬達8 0 ;以及將電 動馬達8 0的旋轉傳導給控制軸7 0的傳導機構Μ 4。所以， 控制機構Μ 3與驅動機構Μ 2，相對於第2正交平面Η 2配置 於汽缸1 1與燃燒室1 6的另一側。 電動馬達8 0係具備有：收容著線圈部等發熱部，且具有 平行於汽缸軸線L 1的中心軸線之圓筒狀本體8 0 a ;以及平 27 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

行於汽缸軸線L 1延伸的出力軸8 0 b。電動馬達8 0係相對 於汽缸頭 1 2及缸頭蓋 1 3，在閥動室 2 5的徑向配置於外 面。然後，在相對於第1正交平面 Η1的左側配置傳動室 5 9，在相對於第1正交平面Η 1另一側的右側配置本體8 0 a 與火星塞19。在本體80a中，於缸頭蓋13朝徑方向突出 並形成凸緣狀的安裝部 1 3 a上，所結合的被安裝部 8 0 a 1 中形成貫穿孔80a2，而出力軸80b便貫穿該貫穿孔80 a2 並朝本體 80a外部突出且延伸於閥動室 25内。本體 80a 係從缸頭蓋1 3側朝汽缸軸線方向A 1觀看，或從缸頭蓋1 3 前方觀看，整體配置於被安裝部所覆蓋的位置處（參照圖 10)° 參照圖2、圖5、圖1 0，在閥動室2 5内，於汽缸軸線方 向 A1上配置於凸輪軸托架 2 9與缸頭蓋1 3間的傳導機構 Μ 4，係由：咬合於貫穿缸頭蓋1 3並延伸至閥動室2 5内的出 力軸8 0 b上所形成驅動齒輪8 0 b 1上的減速齒輪8 1 ;以及 咬合於減速齒輪8 1且透過凸輪軸托架2 9可旋轉的支撐於 汽缸頭1 2的出力齒輪8 2所構成。減速齒輪8 1係具有：可 旋轉的支撐於支撐軸8 4 (該支撐軸8 4係支撐於缸頭蓋1 3、 與覆蓋缸頭蓋1 3中所形成開口 1 3 c的蓋體8 3上），並咬合 於驅動齒輪8 0 b 1的大齒輪8 1 a ;以及咬合出力齒輪8 2的 小齒輪8 1 b。出力齒輪8 2係具有透過軸承8 9而可旋轉的 支撐於保持筒8 8上的圓筒狀輪轂部8 2 a，該保持筒8 8係 利用螺栓結合於凸輪軸托架2 9上。 出力齒輪8 2與控制軸7 0係透過將出力齒輪8 2的旋轉 28 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 運動，轉換為控制軸7 0平行於汽缸軸線L 1的直線往 動之作為運動變換機構的饋進螺紋機構，而驅動連結 述饋進螺紋機構係具備有：由形成於輪轂部 8 2 a内周 的梯形螺紋所構成的母螺紋部8 2 b ;以及形成於控制 外周面且螺合於母螺紋部 8 2 b，由梯形螺紋所構成的 紋部7 0 b。控制軸7 0係可滑動的嵌合於輪轂部8 2 a上 定的導引軸90外周，在利用該導引軸90朝移動方向 的狀態下，通過凸輪軸托架2 9中所形成的貫穿孔9 1 ( 圖7 )，可在汽缸軸線方向A 1上對凸輪軸5 0進行進出 退。 參照圖 5，電動馬達 8 0係利用電子控制單元（以 「ECU」）9 2進行控制。所以，在E C U 9 2中除出力需求 測手段、引擎溫度檢測手段9 6之外，尚輸入從構成上 轉狀態檢測手段的檢測出内燃機E開始動作時的始動 手段、或檢測出引擎旋轉速度的引擎旋轉速度檢測 等，所輸出的檢測信號，而且亦輸入由檢測利用電動 8 0而進行搖擺的排氣連桿機構Μ 1 e之托架6 0 e以及排 輪5 4對凸輪軸5 0所進行搖擺角（搖擺位置）之搖擺位 測手段9 4 (例如由電位計構成）所輸出的檢測信號。 在E C U 9 2的記憶裝置中，儲存著以操作量D為參數 定搖擺位置的閥控制圖表。然後，E C U 9 2便配合由出 求量檢測手段9 5所檢測出的操作量D，與由搖擺位置 手段9 4所檢測出的排氣連桿機構Μ 1 i之托架6 0 e實際 位置（即，排氣凸輪5 4的實際搖擺位置），將電動馬： 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100 ] 16 返運 。上 面上 軸7 0 公螺 所固 導引 參照 與後 下稱 量檢 述運 檢測 手段 馬達 氣凸 置檢 而設 力需 檢測 搖擺 t 80 29

200530490 控制成利用上述閥控制圖表所設定搖擺位置 以，若利用電動馬達8 0驅動的控制軸7 0位置 氣連桿機構Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i )與排氣凸制 輪5 3 )，相對於凸輪軸5 0之相對旋轉位置的搖 配合操作量D而變更，排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )的 便配合内燃機E的運轉狀態進行控制。 具體係如下所述。 如圖1 1所示，進氣閥與排氣閥係分別利用 期與最大升降量的閥特性可變機構 Μ，而控制 性K i，K e基本動作特性，係以最大閥動作特性K 與最小閥動作特性K i m i η，K e m i η為邊界値，並 作特性K i m a X，K e m a X、與最小閥動作特性K i m j 之任意中間閥動作特性進行關開動作。因此， 2 2，隨此開啟時期的連續的形成滯後角，關閉 的形成超前角，而連續的縮短閥開啟期間，甚 大升降量的凸輪軸50旋轉角（或屬於曲柄軸15 曲柄角）將連續的形成滯後角，且最大升降量 小。所以，在進氣閥22的閥動作特性變更之同 氣閥2 3亦將隨其開啟時期的連續形成滯後角， 連續的形成超前角，俾將關閥期間連續的縮短 得最大升降量的凸輪軸 50之旋轉角將連續 角，最大升降量連續的減小。 合併參照圖1 2，當利用驅動機構Μ 2所驅動I 與進氣控制連桿7 1 i，佔據圖1 2 ( A )，（ Β )所示第 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100116 的狀態。所 有變更，排 ¥ 5 4 (進氣凸 擺位置，便 閥動作特性 變更關開時 的閥動作特 imax,Kemax 依最大閥動 ί n , K e m i η 間 相關進氣闕 時期將連續 至可獲得最 旋轉位置的 將連續的變 時，相關排 使關閉時期 ，而且可獲 的形成超前 的控制軸70 1位置時， 30 200530490 進氣閥2 2的開啟時期便成為最超前角位置0 i 〇 m a x，而其 關閉時期便成為最滯後角位置0 i c m a x，且可獲得開啟期間 與最大升降量均為最大的最大閥動作特性 K i m a X，同時排 氣閥23開啟時期將成為最超前角位置Θ eomax，其關閉時 期將成為最滯後角位置0 ecmax，且可獲得開啟期間與最大 升降量均為最大的最大閥動作特性K e m a X。

另外，在圖1 2、圖1 3中，當排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )關閉 時，排氣連桿機構Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i )、與排氣主搖臂 4 2 (進氣主搖臂 4 1 )的狀態係如實線與虛線所示；而排氣 閥 2 3 (進氣閥 2 2 )依最大升降量開啟時，排氣連桿機構 Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i )與排氣主搖臂4 2 (進氣主搖臂4 1 ) 的狀態概略則如二點鏈線所示。 配合内燃機E的運轉狀態，當利用閥特性可變機構Μ從 可獲得最大閥動作特性Kimax，Kemax的狀態起，朝可獲得 最小閥動作特性K i m i η，K e m i η的狀態移動時，電動馬達8 0 將旋轉驅動出力齒輪7 2，並利用上述饋進螺紋機構將控制 軸7 0朝凸輪軸5 0進出。此時，根據電動馬達8 0的驅動量， 控制軸7 0將透過進氣控制連桿7 1 i，使進氣連桿機構Μ 1 i 與進氣凸輪5 3，以凸輪軸5 0為中心的朝旋轉方向R1進行 搖擺，同時透過排氣控制連桿 7 1 e，使排氣連桿機構 Μ 1 e 與排氣凸輪5 4，以凸輪軸5 0為中心的朝反旋轉方向R 2進 行搖擺。 然後，當控制軸 7 0與排氣控制連桿 71 e，佔據如圖 1 3 ( A )，（ B )所示的第2位置時，進氣閥2 2開啟時期將成為 31 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 最滯後角位置0 i 〇 in i η，其關閉時期將成為最超前角位置0 i c m i η，且可獲得其開啟期間與最大升降量均為最小的最小 閥動作特性K i m a X，同時排氣閥2 3的開啟時期將成為最滯 後角位置0 eomin，其關閉時期將成為最超前角位置0 e c m i η，且可獲得其開啟期間與最大升降量均為最小的最小 閥動作特性K e m i η。

然後，當控制軸7 0從上述第2位置移往上述第1位置 時，電動馬達80便將出力齒輪82朝反方向旋轉驅動，並 利用上述饋進螺紋機構使控制軸7 0後退呈離開凸輪軸5 0 的狀態。此時，控制軸7 0便透過進氣控制連桿7 1 i，使進 氣連桿機構Μ 1 i與進氣凸輪5 3，以凸輪軸5 0為中心的朝 反旋轉方向R 2進行搖擺，同時透過排氣控制連桿7 1 e，使 排氣連桿機構Μ1 e與排氣凸輪5 4，以凸輪軸5 0為中心的 朝旋轉方向R1進行搖擺。 再者，當控制軸7 0佔據上述第1位置與上述第2位置 間之位置時，相關排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )，便可獲得開啟時 期、關閉時期以及開啟期間與最大升降量被設定成最大閥 動作特性 K e m a X ( K i m a X )與最小閥動作特性 K e m i n ( K i m i η ) 的開啟時期、關閉時期以及在開啟期間與最大升降量間之 數値的無數上述中間閥動作特性。 再者，進氣閥與排氣閥係除上述基本動作特性之外，尚 分別利用閥特性可變機構 Μ依輔助動作特性進行關開動 作。具體而言，針對可獲得作為上述輔助動作特性的減壓 動作特性，參照圖1 4 ( A )，（ Β )進行説明。在内燃機Ε開始 32 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 動作的壓縮行程時，電動馬達80將出力齒輪82朝反方向 旋轉驅動，控制軸7 0便超越上述第1位置並後退至呈離開 凸輪軸 5 0狀態位置的減壓位置處。此時，排氣連桿機構 Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i )與排氣凸輪5 4 (進氣凸輪5 3 )，將 朝旋轉方向 R 1 (反旋轉方向 R 2 )進行搖擺，第 2平板 6 2 e ( 6 2 i )的減壓凸輪 6 2 e 1 ( 6 2 i 1 )，將接觸於排氣主搖臂 4 2 (進氣主搖臂 4 1 )之輥 4 2 c ( 4 1 c )附近所設置的減壓部 4 2 d ( 4 1 d )，而輥 4 2 c ( 4 1 c )將離開排氣凸輪 5 4 (進氣凸輪

5 3 )，排氣閥2 3 (進氣閥2 2 )則依小開度的減壓開度開啟。 參照圖1 1，對應進氣閥2 2與排氣閥2 3的閥動作特性， 變化進氣上死點附近的進氣閥2 2、及排氣閥2 3重疊期間 Pa 與非重疊期間 Pb。換句話說，最大閥動作特性 K i in a X，K e m a X將可獲得最大重疊期間P a X，而最小閥動作特 性K i m i η，K e m i η則可獲得最大非重疊期間P b X，二閥動作 特性間的中間閥動作特性，將隨從最大閥動作特性 K i m a X，K e in a X移往最小閥動作特性K i m i η , K e m i η，而減少重 疊期間Pa並成為0，而非重疊期間Pb則從0開始增力口。 其中，重疊期間P a在進氣上死點附近，排氣閥2 3與進氣 閥2 2均將呈開啟狀態，係隸屬排氣閥2 3關閉時期與進氣 閥2 2開啟時期之間的曲柄角（或凸輪角的旋轉角）範圍，而 非重疊期間P b則在進氣上死點附近，排氣閥2 3與進氣閥 2 2均將呈關閉狀態，係隸屬排氣閥2 3關閉時期與進氣閥 2 2開啟時期之間的曲柄角（或凸輪角的旋轉角）範圍。 然後，E C U 9 2係若利用引擎溫度檢測手段9 6檢測出屬於

no JO 3】2XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 暖機時，便如圖4 (C)所示，為了在内燃機E的整個負載區 域中，將進氣閥2 2與排氣閥2 3的閥動作特性控制成，可 獲得無關於操作量D均固定於既定量的重疊期間P a (在此 為最大重疊期間Pax )狀態，而根據上述閥控制圖表控制電 動馬達8 0。在此當暖機時，閥特性可變機構Μ將閥動作特 性控制成，依最大閥動作特性 K i m a X，K e m a X使進氣閥 2 2 與排氣閥2 3進行關開動作狀態，且在整個負載區域中均未 形成非重疊期間Pb的狀態。

再者，E C U 9 2係若利用引擎溫度檢測手段9 6檢測為已暖 機後，便如圖4 (D)所示，閥特性可變機構Μ為能在上述整 個負載區域中，利用與節流閥3 0配合獲得因應需求量的引 擎出力，便配合操作量D控制重疊期間Pa或非重疊期間 Pb，而控制引擎出力俾控制閥動作特性。 參照圖4、圖1 1，閥特性可變機構Μ便在第1負載區域 Fa中，將閥動作特性控制成隨需求量的增加，而減少重疊 期間Pa並成為0之後，再增加非重疊期間Pb，且在到達 既定負載Da之前，便可獲得最大非重疊期間Pbx的狀態， 而在第2負載區域F b中，將閥動作特性控制成隨需求量的 增加，從最大非重疊期間Pbx起減少非重疊期間Pb並在成 為0之後，再增加重疊期間Pa，依最大負載（最大操作量）Db 能獲得最大重疊期間 Pax的狀態。然後，在此閥裝置 40 中，閥特性可變機構Μ將變更進氣閥2 2關開時期與排氣閥 23關開時期，藉由控制重疊期間Pa與非重疊期間Pb，而 控制内部EGR率N 。 34 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 内部E G R率N係燃燒室1 6的新空氣量、與燃燒室1 6中 所殘留已燃氣體量的比率，係依下式定義。 N=Vce/(Vc-Vca) 其中，V c :進氣下死點的汽缸容積 V c a :進氣閥為有效升降量時的汽缸容積 V c e :排氣閥為有效升降量時的汽缸容積 進氣閥之有效升降量：從進氣道透過開閥狀態的進氣

閥，新空氣開始實質流入燃燒室 時的進氣閥升降量 排氣閥之有效升降量：從燃燒室透過開閥狀態的排氣 閥，已燃氣體實質完成流出於排 氣道時的排氣閥升降量 所以，内部E G R率N在最大閥動作特性K i m a X，K e m a X的 最大重疊期間P a x所獲得之最小内部E G R率N n、及最小閥 動作特性K i m i η , K e ni i n的最大非重疊期間P b x所獲得之最 大内部EGR率Nx所規範的控制範圍中，隨閥動作特性從最 大閥動作特性 K i m a X，K e m a X ，移往最小閥動作特性 K i m i η , K e m i η，便從最小内部E G R率N n連續的增加至最大 内部EGR率Nx。 再者，暖機時，閥特性可變機構Μ便在整個負載區域中， 將進氣閥2 2與排氣閥2 3的閥動作特性控制成，無關操作 量D，内部EGR率Ν均維持於最小内部EGR率Νη的狀態。 此外，在暖機後，在整個負載區域中，閥特性可變機構 Μ 將配合操作量D控制重疊期間P a或非重疊期間P b，並利 35 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 用内部E G R率N，或利用由内部E G R率N所規範的p1 量，控制著引擎出力。更具體而言，係在暖機後， 可變機構Μ將在第1負載區域F a中，將進氣閥2 2 閥2 3的閥動作特性控制成，内部E G R率N從無負載 最小内部E G R率Ν η起，隨操作量D的增加而增加， 達既定負載Da之前便可獲得最大内部EGR率Νχ的 而在第2負載區域F b中，則將進氣閥2 2與排氣閥 動作特性控制成，内部EGR率N將從既定負載Da狀 大内部E G R率Ν X起，隨操作量D的增加而減少，並 負載Db時可獲得最小内部EGR率Nn的狀態。

再者，針對進氣閥22離開閥座24並實際開啟的 期，若使用進氣閥2 2依有效升降量開啟的有效開鹿 以及排氣閥 23依有效升降量開啟之時期的有效 期，便可將重疊期間Pa與非重疊期間Pb，依有效 間Pae與有效非重疊期間Pbe表示。另外，在此實 中，進氣閥2 2與排氣閥2 3的上述有效升降量係形成相F 以下，使用依有效開啟時期與有效關閉時期所規 效非重疊期間 Pbe，針對依闊特性可變機構Μ所施 動作特性控制進行説明。閥特性可變機構係在暖機 進氣閥2 2與排氣閥2 3的閥動作特性控制成，在整 區域中，有效重疊期間Pae與有效非重疊期間Pbe 於0的狀態，而在暖機後，則將進氣閥2 2與排氣界 閥動作特性控制成，在第1負載區域F a中，隨操 的增加，有效非重疊期間Pbe將從無負載狀態的0 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 ]部 EGR 閥特性 與排氣 狀態的 且在到 狀態； 23的闊 態的最 在最大 開啟時 :時期， 關閉時 重疊期 施形態 ]値。 範的有 行的閥 時，將 個負載 均固定 3 23的 作量 D 起，增 36 200530490 加至既定負載D a的最大値狀態，而在第2負載區域F b中， 則隨操作量D的增加，將從有效非重疊期間Pbe最大値起， 減少至操作量D為最大値的最大負載成為0的狀態。另外， 在此實施形態中，有效重疊期間Pae與有效非重疊期間Pbe 均為0的凸輪軸5 0之旋轉角（曲柄角），便為進氣上死點。

然後，當利用依最大閥動作特性K i m a X，K e m a X進行關開 動作的進氣閥2 2與排氣閥2 3，所獲得有效重疊期間P a e 與有效非重疊期間Pbe為最小値的0之時，内部EGR率N 將成為最小内部 EGR 率 Nn ;而當利用依最小閥動作特性 K i m i η，K e m i η進行關開動作的進氣閥2 2與排氣閥2 3，所獲 得有效非重疊期間Pbe為最大値Pbex時，内部EGR率Ν 將成為最大内部EGR率Nx。 其次，針對如上述構造的實施形態作用與效·果，進行說 明。 在内燃機E暖機時，節流控制機構T便在内燃機E的整 個負載區域中，將節流閥3 0開度控制成隨操作量D的增加 而增加的開度狀態，而閥特性可變機構 Μ則將進氣閥 22 與排氣閥2 3的閥動作特性控制成，在整個負載區域中均未 形成非重疊期間Pb的狀態，並在内部EGR率Ν的控制範圍 内，利用於内部EGR率N為最小的暖機時控制形態施行内 燃機E控制，藉此在暖機時，便在整個負載區域中，將新 空氣利用節流閥3 0配合操作量D進行流量控制，且供應給 燃燒室1 6，另外，内部E G R率N則為了不因為閥特性可變 機構Μ而形成非重疊期間P b，因而在相較於形成非重疊期 37 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 間Pb的情況下將較小，在内部EGR率N的控制範圍中控制 成最小的狀態，所以將提昇燃燒性，且燃燒溫度亦將提高， 故在整個負載區域中，將提昇燃燒性，並提昇燃燒安定性， 且燃燒溫度將提高，而促進内燃機的暖機。此外，因為藉 由燃燒溫度的提高，亦將促進上述排氣裝置中所設置的作 為排氣淨化裝置之觸媒裝置暖機，因而將加速觸媒裝置的 活化，提昇排氣淨化性能。

在内燃機E暖機後，節流控制機構T便將節流閥3 0開 度控制成，在第1負載區域F a中，隨操作量D的增加，而 從怠速開度依既定負載Da進行全開的狀態，且在第2負載 區域F b中將節流閥3 0控制為全開狀態；而閥特性可變機 構Μ則在整個負載區域中，配合操作量D控制著重疊期間 Pa或非重疊期間Pb，並利用内部EGR率N控制著引擎出 力，並在既定負載Da中，將閥動作特性控制成可獲得依最 大非重疊期間P b X所產生最大内部E G R率N X狀態的暖機後 控制形態，藉此便控制内燃機 E，俾在整個負載區域中， 特別在低負載區域F1中，更加減少泵動損失，提昇燃油性 能，另外，在整個負載區域中，為了可獲得配合操作量 D 的引擎出力狀態，而以利用控制重疊期間Pa及非重疊期間 Pb所得之内部EGR率N控制著引擎出力，因此將減少泵動 損失，且減少NOx產生量，且因為在既定負載Da中内部 EGR率N將形成最大，因而將大幅減少既定負載Da附近的 低負載區域F 1之泵動損失與N 0 X產生量，提昇燃油性能與 排氣淨化性能。 38 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100II6 200530490

再者，上述暖機後控制形態，係閥特性可變機構Μ係將 進氣閥2 2與排氣閥2 3的閥動作特性控制成，在第].負載 區域Fa中，内EGR率Ν從無負載狀態的最小内部EGR 率Ν η起，隨操作量D的增加而增力σ ，並依既定負載D a可 獲得最大内部E G R率N X的狀態，且進氣閥2 2與排氣閥2 3 的閥動作特性控制成，在第2負載區域Fb中，内部 EG R 率N將從既定負載Da的最大内部EGR率Nx起，隨操作量 D的增加而減少，並可依最大負載D b獲得最小内部E G R率 Nn的狀態。藉此，因為在第1負載區域Fa中，將内部EGR 率N增加成抑制因節流閥3 0開度較大而造成新空氣流入燃 燒室 16中的情況，因此將減少泵動損失，且將減少 Ν 0 X 產生量，且在第2負載區域F b中，因為隨操作量D的增加， 減少非重疊期間P b而減少内部E G R率N，增加供應給燃燒 室16的新空氣量，所以越靠近既定負載Da，内部EGR率N 將越大，藉此便將減少泵動損失且減少NOx產生量，提昇 燃油性能與排氣淨化性能，在高負載區域F 3中可獲得較大 的引擎出力，確保因應需求量的所需引擎出力。 閥特性可變機構Μ係在第1負載區域Fa中，藉由將閥 動作特性控制成在較既定負載Da為小的負載區域中，可獲 得最大内部EGR率Nx、或最大非重疊期間Pbx與最大有效 非重疊期間P b e X的狀態，藉此便將更加減少第1負載區域 F a的泵動損失，提昇燃油性能，且提昇排氣淨化性能。 閥特性可變機構Μ係藉由將閥動作特性控制成，隨重疊 期間Pa的減少、非重疊期間Pb的增力〇 、從有效重疊期間 39 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 p a e與有效非重疊 P b e均為0狀態的有效非重疊期 增力口、或内部EGR率Ν的增加，而減少進氣閥22的 降量狀態，藉此當重疊期間Pa較大時、非重疊期R 小時、有效非重疊期間Pbe較小時、或内部EG R率 時，因為進氣閥22的最大升降量較大，因而將減少 失，且在既定負載Da附近，當重疊期間Pa較小時 疊期間Pb較大時、有效非重疊期間Pbe較大時、 E G R率N較大時，因為藉由增加内部E G R率N，而減 損失，因此第1負載區域Fa與既定負載Da附近的 失將減少，而提昇燃油性能。 同時，閥特性可變機構Μ係藉由將閥動作特性控 隨重疊期間Pa的減少、非重疊期間Pb的增加、從 疊期間Pae與有效非重疊期間Pbe均為0狀態的有 疊期間Pbe增加、或内部EGR率N的增加，而減少 2 3最大升降量的狀態，藉此當重疊期間P a較大時 疊期間Pb較小時、有效非重疊期間 Pbe較小時、 EGR率N較小時，因為排氣閥23最大升降量較大， 動損失將減少，且在既定負載Da附近，當重疊期N 小時、非重疊期間P b較大時、有效非重疊期間P b e輕 或内部EGR率N較大時，因為藉由增加内部EGR率 減少泵動損失，因而第1負載區域Fa與既定負載[ 的泵動損失將減少，此情況亦將提昇燃油性能。 間特性可變機構 Μ係在最大重疊期間 Pax或最 E G R率Ν η中，藉由將閥動作特性控制成有效重疊期 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 間 Pbe 最大升 3 P b較 N較小 泵動損 、非重 或内部 少泵動 泵動損 制成’ 有效重 效非重 排氣閥 、非重 或内部 因而泵 3 Pa較 【大時、 N，將 >a附近 小内部 間Pae 40 200530490 與有效非重疊期間Pbe變為0的狀態，藉此在内部EG R率 N的控制範圍中，便以當已燃氣體實質的停止從燃燒室1 6 中流出，且新空氣實質開始流入於燃燒室1 6中的時期為基 準，而開始内部EGR率N的控制，因此内部EGR率N的控 制精度將提高且可擴大控制範圍，所以便可提昇利用内部 E. G R率N的控制、或有效非重疊期間P b e的控制所施行的 引擎出力控制精度。

在閥特性可變機構Μ中，控制機構Μ 3係依重疊期間P a 的減少、非重疊期間Pb或有效非重疊期間Pbe的增力口，而 在内部EGR率N增力σ方向，利用驅動機構M2進行驅動時， 便將驅動機構Μ 2與各連桿機構Μ 1 i , Μ 1 e連結成利用進氣連 桿機構Μ 1 i所施行的進氣閥2 2開啟時期滯後角量，大於依 排氣連桿機構Μ 1 e所施行排氣閥2 3關閉時期超前角量的狀 態，藉此，閥特性可變機構Μ則在内部EGR率N增加方向 上，當重疊期間Pa減少、非重疊期間Pb增力σ 、或有效非 重疊期間P b e增加時，進氣閥2 2開啟時期的滯後角量大於 排氣閥2 3關閉時期的超前角量，因此，當排氣閥2 3關閉 時期為超前角，而提高燃燒室 1 6中所殘留已燃氣體壓力 時，相較於進氣閥2 2開啟時的滯後角量在排氣閥2 3關閉 時期的超前角量以下之情況時，進氣閥2 2便在燃燒室1 6 壓力較低的狀態時開始開啟閥，便將防止或抑制進氣的反 吹情況。 樞動中心線 L 4 i與樞動中心線 L 4 e係相對於基準平面 Η 0，偏靠排氣側且平行於旋轉中心線L 2 S己置，而枢動中心 41 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

線L 5 i貝1J配置於排氣側，枢動中心線L 5 e配置於進氣側， 藉此當控制軸7 0進行移動時，進氣連桿機構Μ 1 i便依較大 於排氣連桿機構Μ 1 e的搖擺量，以凸輪軸5 0為中心進行搖 擺，而獲得進氣閥2 2開啟時期之滯後角量大於排氣閥2 3 關閉時期之超前角量的閥動作特性，因而在進氣連桿機構 Μ 1 i與排氣連桿機構Μ 1 e共有著控制機構Μ 3的控制軸7 0 之情況下，藉由樞動中心線L 4 i、樞動中心線L 4 e、樞動中 心線L 5 i及樞動中心線L 5 e之相對於基準平面Η 0的S己置， 便將閥特性可變機構Μ小型化，並將其構造簡單化。 樞動中心線L 4 i與樞動中心線L 4 e係平行於旋轉中心線 L 2配置，樞動中心線L 5 i配置於排氣側，樞動中心線L 5 e 配置於進氣側，進氣控制連桿7 1 i的連桿長度較長於排氣 控制連桿7 1 e的連桿長度，藉此當控制軸7 0進行移動時， 進氣連桿機構Μ 1 i便依大於排氣連桿機構Μ 1 e的搖擺量， 以凸輪軸5 0為中心進行搖擺，而獲得進氣閥2 2開啟時期 的滯後角量大於排氣閥 23關閉時期的超前角量之閥動作 特性，所以在進氣連桿機構Μ 1 i與排氣連桿機構Μ 1 e共有 著控制機構Μ 3的控制軸7 0之情況下，樞動中心線L 5 i與 樞動中心線L 5 e便分別配置於基準平面Η 0二側，並依進氣 控制連桿7 1 i連桿長度大於排氣控制連桿7 1 e連桿長度， 將閥特性可變機構小型化，並將構造簡單化。 再者，藉由樞動中心線L 4 i與樞動中心線L 4 e構成共通 樞動中心線，便將閥特性可變機構Μ更加小型化，將構造 更加簡單化。 42 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94〗00 ]] 6 200530490 以下，針對變更上述實施形態其中一部分構造的實施形 態，就所變更的構成進行説明。

參照圖 6、圖 1 2，排氣連桿機構 Μ 1 e (進氣連桿機構 Μ 1 i )，亦可具備有當排氣連桿機構Μ 1 e (進氣連桿機構Μ 1 i ) 利用傳導著經驅動機構Μ 2驅動之控制軸7 0動作的排氣控 制連桿7 1 e (進氣控制連桿7 1 i )，而進行搖擺時，便具有樞 動中心線以凸輪軸5 0旋轉中心線L 2為中心進行搖擺之排 氣樞動部（進氣樞動部），因此上述進氣樞動部的樞動中心 線與旋轉中心線 L 2間之距離便較短於上述排氣樞動部的 樞動中心線與旋轉中心線 L2間之距離，藉此，當控制軸 7 0與排氣控制連桿7 1 e (進氣控制連桿7 1 i )利用驅動機構 Μ 2驅動時，進氣連桿機構 Μ 1 i便依較利用排氣連桿機構 Μ 1 e，以凸輪軸5 0為中心進行搖擺的排氣凸輪5 4更大之搖 擺量，使進氣凸輪5 3以凸輪軸5 0為中心進行搖擺。 其中，上述進氣樞動部係分別由第1平板6 1 i之連結部 6 1 i 1、進氣副搖臂6 6 i之支點部6 6 i a、及軸環6 3 i之支持 部6 3 i 2 (參照圖6 )所構成。而上述各進氣樞動部的樞動中 心線係樞動中心線L 5 i、搖擺中心線L 3 i。 同樣的，排氣樞動部係分別由第1平板 61 e之連結部 6 1 e 1、進氣副搖臂6 6 e之支點部6 6 e a、及軸環6 3 e之支持 部6 3 e 2 (參照圖6 )所構成。而上述各排氣樞動部的樞動中 心線係樞動中心線L 5 e、搖擺中心線L 3 e。 然後，樞動中心線L 5 i與旋轉中心線L 2間之距離，便 設定為較短於樞動中心線L5e與旋轉中心線L2間之距離， 43 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 或搖擺中心線L 3 i與旋轉中心線L 2間之距離，設定為較短 於搖擺中心線L 3 e與旋轉中心線L 2間之距離。

藉此，當進氣連桿機構Μ 1 i與排氣連桿機構Μ 1 e利用控 制機構Μ 3進行搖擺時，進氣連桿機構Μ 1 i的上述進氣樞動 部，因為較排氣連桿機構Μ 1 e之上述排氣樞動部的樞動中 心線L 5 e , L 3 e，在更接近凸輪軸5 0旋轉中心線L 2的位置 處具有樞動中心線L 5 i，L 3 i，因此控制機構Μ 3便使進氣凸 輪5 3與排氣凸輪5 4，透過進氣連桿機構Μ 1 i與排氣連桿 機構Μ 1 e，以凸輪軸5 0為中心進行搖擺成進氣凸輪5 3搖 擺量大於排氣凸輪5 4搖擺量的狀態。結果，便將可獲得進 氣閥2 2開啟時期的滯後角量大於排氣閥2 3關閉時期的超 前角量之閥動作特性的閥特性可變機構Μ構造簡單化。 既定負載D a亦可為中負載區域F 2的負載。上述燃料供 應裝置亦可為直接將燃料喷射入燃燒室内的燃料喷射閥。 内燃機亦可為多缸内燃機。而且，亦可為在1個汽缸中 設置複數個進氣閥、與1個或複數個排氣閥的内燃機，或 亦可為在1個汽缸中設置複數個排氣閥、與1個或複數個 進氣閥的内燃機。 在既定負載Da與第2負載區域Fb中，節流閥30開度 亦可幾乎全開，且在最大重疊期間Pax或最小内部EGR率 Ν η中，有效重疊期間P a e與有效非重疊期間P b e亦可幾乎 為0，而且，在暖機時，在整個負載區域中，内部EGR率N 亦可幾乎最小。此處所謂「幾乎」分別係指相較於節流閥 3 0開度全開時、有效重疊期間P a e與有效非重疊期間P b e 44 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 為0日寺、或内部EGR率N為最小時的情況下，相關作用效 果並無有效差異的範圍。 【圖式簡單説明】 圖1為搭載本發明内燃機的機車概略右側視圖。 圖2為圖1所示内燃機中，圖6中概略I I - I I箭頭方向 戴面圖，部分為通過進氣閥與排氣閥的閥桿中心軸線、控 制軸中心軸線的戴面圖。 圖3為圖1所示内燃機的節流閥體概略圖。

圖 4為圖1所示内燃機的控制之控制形態説明圖，（A) 係節氣門開度圖表的暖機時用圖表，（B )係節氣門開度圖表 的暖機後用圖表，（C )係暖機時的重疊期間、及非重疊期間 的控制形態圖、（D )係暖機後的重疊期間與非重疊期間的控 制形態圖。 圖5為圖1所示内燃機中，圖1 0中概略V a - V a箭頭方 向截面圖，部分為概略Vb-Vb箭頭方向截面圖。 圖6為圖1所示内燃機中，拆除缸頭蓋的狀態下，閥裝 置的圖2概略V I - V I箭頭方向戴面圖，部分為閥裝置構成 構件的適當截面圖。 圖7為圖1所示内燃機中，沿汽缸軸線從缸頭蓋側所觀 看到汽缸頭上所安裝凸輪軸托架的圖示。 圖8為圖1所示内燃機的閥裝置中，（A )係從凸輪軸方 向所觀看到閥特性可變機構之排氣驅動凸輪的圖示，（B) 係使閥特性可變機構的排氣連桿機構與排氣凸輪，適當樞 動的狀態圖。 45 3】2XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

200530490 圖9係（A )係圖8的I X A箭頭方向截面圖，（B )係圖 IXB箭頭方向截面圖，（C)係圖8的IXC箭頭方向截面 (D )係圖8的I X D箭頭方向截面圖。 圖1 0為圖1所示内燃機中，從前方沿汽缸軸線觀 頭蓋的圖示，部分為剖視的圖示閥特性可變機構的驅 構0 圖1 1為說明圖1的内燃機之閥裝置所進行的進氣 排氣閥之閥動作特性圖。 圖1 2為圖1的内燃機之閥裝置中，（A )係相關進氣 獲得最大閥動作特性時的閥特性可變機構之重要部分 圖，（B )係相關排氣閥可獲得最大閥動作特性時的閥特 變機構之重要部分説明圖，係相當於圖2的重要部分 圖〇 圖1 3係（A )係對應於相關進氣閥可獲得最小閥動作 時的對應於圖1 2 ( A )的圖示，（B )係對應於相關排氣閥 得最小閥動作特性時的對應於圖1 2 ( B )的圖示。 圖1 4係（A )係對應於相關進氣閥可獲得減壓動作特 的圖對應於1 2 ( A )的圖示，（B )係對應於相關排氣閥可 減壓動作特性時的對應於圖1 2 ( B )的圖示。 【主要元件符號說明】 1 車體框架 2 頭管 3 前叉 把手 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 8的 圖， 看缸 動機 闊與 閥可 說明 性可 放大 特性 可獲 性時 獲得 46 200530490 搖臂 後緩衝器 前輪 後輪 車體蓋 曲柄轴箱 汽缸 汽缸孔

5 6 7 8 9 10 11 11a 12a 汽缸頭 上面 12b 下面 13 缸頭蓋 14 活塞 15 曲柄軸 16 燃燒室

17a 進氣道 進氣口 17b 入口 18 排氣道 1 8a 排氣口 18b 出口 19 火星塞 2 0 i、2 0 e 閥導管 2 1 閥彈簧 47 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

22 進 氣 閥 22a 閥 桿 23 排 氣 閥 23a 閥 桿 24 閥 座 25 閥 動 室 26 空 氣 濾 清 器 27 即 流 閥 體 28 排 氣 管 29 凸 輪 軸 托 架 30 即 流 閥 32 節 氣 門 開 度檢測手段 33 電 動 馬 達 34 ' 35 齒 輪 40 閥 裝 置 41、42 主 搖 臂 4 1a 支 點 部 41b 調 整 螺 紋 42a 支 點 部 42b 調 整 螺 紋 42c 輥 43 搖 軸 44 軸 承 50 凸 輪 軸 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 48 200530490 5卜5 2 驅動凸輪 53 進氣凸輪 54 排氣凸輪 55 押庄彈簧 56 軸承 57 凸輪鏈輪 58 正時鍊條 59u 傳動室 60e、60 i 托架 6 1 e、6 1 i、 6 2 e、，6 2 i 平板 63e、63 i 軸環 64 鉚釘 66i 、 66e 副搖臂 67e,67i 連結連桿 68 控制彈簧 69 軸承 70 控制軸 70a 連結部 70b 公螺紋部 71i、71 e 控制連桿 71 e3 連結栓 12、73 連結栓 7 6、7 7、7 8、7 9 彈簧保持部 76a、 77a、 78a、 79a 彈簧導件 49 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490

80 電動 80b 出力 81 減速 82 出力 82a 輪轂 82b 母螺 83 蓋體 84 支撐 88 保持 89 軸承 90 導引 91 貫穿 92 ECU 94 搖擺 95 出力 96 引擎 A1 汽缸 A2 凸輪 D 操作 Da 既定 Db 最大 E 内燃 e 偏靠 Fa、F b 負載 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 馬達 轴 齒輪 齒輪 部 紋部 軸 筒 軸 孔 位置檢測手段 需求量檢測手段 溫度檢測手段 軸線方向 轴方向 量 負載 負載 機 量 區域 50 200530490

Kimin、 Kemin L1 汽 缸 L2 旋 轉 L3 i、 L3e 搖 擺 L4i、 L4e、 L5 : L ' L6 中 心 Μ 閥 特 Ml i、 Ml e 連 桿 M2 驅 動 M3 控 制 M4 傳 導 N 内 部 Nn 最 小 Nx 最 大 Pa 重 疊 Pb 非 重 P a e 有 效 Pbe 有 效 R1 旋 轉 R2 反 旋 T 即 流 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116

HO 基準 HI 、 H2 正交

Kimax、Kemax 平面 平面 最大閥動作特性 最小閥動作特性 軸線 中心線 中心線 L 5 e枢動中心線 軸線 性可變機構 機構 機構 機構 機構 EGR率 内部EGR率 内部EGR率 期間 疊期間 重疊期間 非重疊期間 方向 轉方向 控制機構 51 200530490 u 動力單元 V 機車 β 開度

Θ i 〇 m a X ' Θ i c m i n、 Θ eomax ' Θ e c m i n 最 超 前 角 位 置 Θ i c m a x ' Θ i o m i n、 Θ e c m a x ' Θ e o m i π 最 滯 後 角 位 置 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100116 52

Claims (1)

1. 200530490 十、申請專利範圍： 1 . 一種内燃機之閥裝置，係具備有分別控制進氣 氣閥之閥動作特性的閥特性可變機構，上述閥特性 構係變更上述進氣閥與上述排氣閥的關開時期，藉 重疊期間與非重疊期間而控制内部EGR率者，其特I 上述閥特性可變機構係包含：連動於上述内燃機 軸並進行旋轉的凸輪軸；連結於配合上述凸輪軸的 而使上述進氣閥進行關開動作的進氣凸輪上之進氣 構；連結於配合上述凸輪軸的旋轉，而使上述排氣 關開動作的排氣凸輪上之排氣連動機構；使上述各 構以上述凸輪軸為中心進行搖擺的控制機構；以及 述控制機構的驅動機構；其中上述控制機構係將上 機構與上述各連動機構予以連結，使得當利用減少 疊期間或增加上述非重疊期間，而在增加上述内部 之方向利用上述驅動機構進行驅動時，利用上述進 機構使上述進氣閥在開啟時期的滯後角量，較大於 述排氣連動機構使上述排氣闊在關閉時期的超前 態。 2.如申請專利範圍第1項之内燃機之閥裝置，其 述控制機構係包含：利用上述驅動機構進行驅動，且 括上述凸輪軸的旋轉中心線之基準平面的平行方向 動的控制構件；利用第 1進氣連結部樞接於上述 件，並利用第2進氣連結部樞接於上述進氣連動機 氣控制連桿；以及利用第1排氣連結部枢接於上述 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 閥與排 可變機 由控制 支在於： 的曲柄 旋轉， 連動機 閥進行 連動機 驅動上 述驅動 上述重 EGR率 氣連動 利用上 角量狀 中，上 可在包 進行移 控制構 構的進 控制構 53 200530490

   件，且利用第2排氣連結部樞接於上述排氣連動機構的排 氣控制連桿；而，上述第1進氣連結部的樞動中心線、與 上述第1排氣連結部的枢動中心線，係相對於上述基準平 面，在其中一側配置成平行於上述旋轉中心線，上述第 2 進氣連結部的樞動中心線係配置於上述其中一側，上述第 2排氣連結部的樞動中心線係藉由相對於上述基準平面配 置於另一側，當上述控制構件進行移動時，上述進氣連動 機構便利用大於上述排氣連動機構的搖擺量，以上述凸輪 軸為中心進行搖擺。 3.如申請專利範圍第1項之内燃機之閥裝置，其中，上 述控制機構係包含：利用上述驅動機構進行驅動，且可在包 括上述凸輪軸的旋轉中心線之基準平面的平行方向進行移 動的控制構件；利用第 1進氣連結部枢接於上述控制構 件，並利用第2進氣連結部樞接於上述進氣連動機構的進 氣控制連桿；以及利用第1排氣連結部樞接於上述控制構 件，且利用第2排氣連結部樞接於上述排氣連動機構的排 氣控制連桿；而，上述第1進氣連結部的樞動中心線、與 上述第1排氣連結部的樞動中心線，係配置成平行於上述 旋轉中心線，上述第2進氣連結部的樞動中心線係相對於 上述基準平面配置於另一側，上述第2排氣連結部的樞動 中心線係藉由相對於上述基準平面配置於另一側，且上述 進氣控制連桿的連桿長度，較長於上述排氣控制連桿的連 桿長度，藉此當上述控制構件進行移動時，上述進氣連動 機構便利用大於上述排氣連動機構的搖擺量，以上述凸輪 54 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116 200530490 軸為中心進行搖擺。

   4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之内燃機之閥裝 置，其中，上述進氣連動機構係具備有當上述進氣連動機 構利用上述控制機構進行搖擺時，具有以上述凸輪軸旋轉 中心線為中心進行搖擺之樞動中心線的進氣枢動部；而， 上述排氣連動機構係具備有當上述排氣連動機構利用上述 控制機構進行搖擺時，具有以上述旋轉中心線為中心進行 搖擺之樞動中心線的排氣樞動部；上述進氣枢動部的樞動 中心線、與上述旋轉中心線間之距離，係較短於上述排氣 樞動部的樞動中心線與上述旋轉中心線間之距離，藉此當 上述控制機構利用上述驅動機構進行驅動時，上述進氣連 動機構便利用上述排氣連動機構，依較大於以上述凸輪軸 為中心進行搖擺的上述排氣凸輪之搖擺量，使上述進氣凸 輪以上述凸輪軸為中心進行搖擺。

   55 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100116