TWI589772B - 引擎系統及車輛 - Google Patents

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TWI589772B
TWI589772B TW105112488A TW105112488A TWI589772B TW I589772 B TWI589772 B TW I589772B TW 105112488 A TW105112488 A TW 105112488A TW 105112488 A TW105112488 A TW 105112488A TW I589772 B TWI589772 B TW I589772B
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intake cam
cam
intake
shaft portion
rotation
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Inventor
增田貴裕
加来淳一
坂井浩二
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山葉發動機股份有限公司
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Description

引擎系統及車輛
本發明係關於一種引擎系統及具備其之車輛。
於引擎之啟動時，為了使曲柄角超過與最初之壓縮上死點對應之角度而需要較大之轉矩。於專利文獻1記載之引擎系統中，於引擎之啟動時，一面使曲柄軸逆向旋轉一面向燃燒室內導入混合氣體。於藉由曲柄軸之逆向旋轉而燃燒室內之混合氣體被壓縮之狀態下，對燃燒室內之混合氣體點火。藉由混合氣體之燃燒之能量而將曲柄軸向正方向旋轉驅動，從而曲柄軸之正方向之轉矩提高。藉此，引擎之啟動性提高。
曲柄軸之逆向旋轉時之活塞之移動方向係與曲柄軸之正向旋轉時之活塞之移動方向相反。因此，為了於曲柄軸之逆向旋轉時向燃燒室內導入混合氣體，而必須於與通常之進氣步驟不同之曲柄角之範圍使進氣閥提昇。於上述引擎系統，除設置有用以於曲柄軸之正向旋轉時使進氣閥提昇之主進氣凸輪以外，亦設置有用以於曲柄軸之逆向旋轉時使進氣閥提昇之副進氣凸輪。
副進氣凸輪係設置成可相對於凸輪軸之軸構件於固定之角度範圍內旋轉。當副進氣凸輪相對於軸構件位於第1位置時，副進氣凸輪之凸輪鼻不與主進氣凸輪之凸輪鼻重疊，因此，副進氣凸輪與主進氣凸輪個別地使進氣閥提昇。當副進氣凸輪相對於軸構件位於第2位置 時，副進氣凸輪之凸輪鼻與主進氣凸輪之凸輪鼻重疊，因此，副進氣凸輪不作用於進氣閥。副進氣凸輪係被扭力盤簧向第1位置施壓。
於曲柄軸之逆向旋轉時，副進氣凸輪藉由在第1位置將搖臂上推而使進氣閥提昇。另一方面，於曲柄軸之正向旋轉時，副進氣凸輪被搖臂之反作用力推回至第2位置。因此，副進氣凸輪不使進氣閥提昇。若搖臂自副進氣凸輪離開，則副進氣凸輪藉由扭力盤簧之施壓力而移動至第1位置。
[專利文獻1]日本專利特開2014-77405號公報
於上述專利文獻1記載之構成中，於曲柄軸之正向旋轉時，每當凸輪軸旋轉一圈時，副進氣凸輪藉由搖臂之反作用力及扭力盤簧之施壓力而於第1位置與第2位置之間移動。由此，於通常運轉時，持續產生因搖臂引起之副進氣凸輪之擊打音等各種異響。
本發明之目的在於提供一種可防止異響之產生並且可提高引擎之啟動性的引擎系統及車輛。
(1)依據本發明之一方面之引擎系統包括：引擎；旋轉驅動部，其使引擎之曲柄軸向正方向及逆方向旋轉；及控制部；且控制部係以於使曲柄軸向逆方向旋轉後藉由在引擎之燃燒室內使混合氣體燃燒而將曲柄軸向正方向驅動的方式控制引擎及旋轉驅動部，引擎包含使進氣閥提昇之閥驅動部，閥驅動部包含：軸部，其以與曲柄軸之正方向及逆方向之旋轉連動而向正方向及逆方向旋轉的方式設置；及第1及第2進氣凸輪，其等設置於軸部；第1進氣凸輪係藉由與軸部一體地旋轉而於與進氣步驟對應之曲柄角之範圍作用於進氣閥，第2進氣凸輪係構成為藉由可相對於軸部於固定之角度範圍內旋轉而可於軸部之圓 周方向之第1位置與第2位置之間移動，第2進氣凸輪係當位於第1位置時於軸部之軸向上與第1進氣凸輪重疊，當位於第2位置時於與排氣衝程對應之曲柄角之範圍之至少一部分作用於進氣閥，於曲柄軸之正方向之旋轉時，第2進氣凸輪係位於第1位置且不作用於進氣閥，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，第2進氣凸輪係藉由相對於第1進氣凸輪延遲旋轉來移動至第2位置並且作用於進氣閥。
於該引擎系統中，於曲柄軸之正方向之旋轉時，第2進氣凸輪位於第1位置且不作用於進氣閥，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，第2進氣凸輪移動至第2位置且作用於進氣閥。第2進氣凸輪係於第2位置於與排氣衝程對應之曲柄角之範圍作用於進氣閥，因此，一面使曲柄軸向逆方向旋轉一面將混合氣體導入至引擎之燃燒室內。藉由使上述混合氣體燃燒而將曲柄軸向正方向驅動。藉此，可提高引擎之啟動性。
於曲柄軸之逆方向之旋轉時，第2進氣凸輪藉由相對於第1進氣凸輪延遲旋轉來移動至第2位置。藉此，不會使構成複雜化，且可於曲柄軸之逆方向之旋轉時使第2進氣凸輪移動至第2位置。又，第2進氣凸輪未被施壓構件朝第2位置施壓，因此，可於曲柄軸之正方向之旋轉時將第2進氣凸輪保持於第1位置。藉此，無須每當軸部旋轉一圈便使第2進氣凸輪自第2位置移動至第1位置。因此，可防止伴隨第2進氣凸輪之移動而產生擊打音等異響。
(2)閥驅動部亦可進而包含：靜止構件；及旋轉阻力產生機構，其於靜止構件與第2進氣凸輪之間產生旋轉阻力；且於曲柄軸之逆方向之旋轉時，藉由旋轉阻力產生機構而產生之旋轉阻力大於軸部與第2進氣凸輪之間之旋轉阻力。
於該情形時，藉由利用旋轉阻力產生機構產生之旋轉阻力，而於曲柄軸之逆方向之旋轉時，第2進氣凸輪相對於第1進氣凸輪延遲旋轉。藉此，能以簡單之構成穩定地使第2進氣凸輪移動至第2位置。
(3)旋轉阻力產生機構亦可包含摩擦構件，該摩擦構件於靜止構件與第2進氣凸輪之間產生摩擦。於該情形時，能以簡單之構成且低成本地於靜止構件與第2進氣凸輪之間產生旋轉阻力。
(4)亦能以第2進氣凸輪藉由慣性而相對於第1進氣凸輪延遲旋轉之方式，設定第2進氣凸輪之慣性矩及軸部與第2進氣凸輪之間之旋轉阻力。於該情形時，可抑制零件件數之增加並且可使第2進氣凸輪之旋轉延遲。
(5)第2進氣凸輪亦可經由滾動軸承而保持於軸部。於該情形時，能以簡單之構成使軸部與第2進氣凸輪之間之旋轉阻力較小，且可使第2進氣凸輪之旋轉延遲。
(6)閥驅動部亦可進而包含：單向離合器，其不將第2進氣凸輪相對於軸部之正方向之旋轉自第2進氣凸輪傳遞至軸部，而將第2進氣凸輪相對於軸部之逆方向之旋轉自第2進氣凸輪傳遞至軸部；及阻力產生構件，其於單向離合器與軸部之間或單向離合器與第2進氣凸輪之間產生旋轉阻力。
於該情形時，第2進氣凸輪相對於軸部之正方向之旋轉未藉由單向離合器而自第2進氣凸輪傳遞至軸部。因此，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，第2進氣凸輪向第2位置之移動不會受單向離合器影響。
另一方面，第2進氣凸輪相對於軸部之逆方向之旋轉係藉由單向離合器而自第2進氣凸輪傳遞至軸部。因此，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，即便自進氣閥對第2進氣凸輪施加向逆方向之反作用力，第2進氣凸輪亦不會自第2位置瞬間移動至第1位置。
由於藉由設置於單向離合器與軸部之間或單向離合器與第2進氣凸輪之間之阻力產生構件而產生旋轉阻力，故而第2進氣凸輪或單向離合器一面受到利用阻力產生構件產生之旋轉阻力，一面相對於軸部緩慢地向正方向旋轉。藉此，可防止因第2進氣凸輪之瞬間之移動而 導致產生擊打音等異響。
(7)閥驅動部亦可進而包含離心構件，該離心構件以與軸部一同旋轉之方式設置，且設置成可相依於伴隨軸部之旋轉產生之離心力之大小而相對於軸部於低速位置與高速位置之間移動，且離心構件係於燃燒室內之混合氣體之燃燒前且曲柄軸之逆方向之旋轉時，於低速位置將第2進氣凸輪保持於第2位置，於燃燒室內之混合氣體之燃燒後且曲柄軸之正方向之旋轉時，於高速位置將第2進氣凸輪保持於第1位置。
於該情形時，於混合氣體之燃燒前且曲柄軸之逆方向之旋轉時，由於閥驅動部之軸部之旋轉速度較低，故而離心構件保持於低速位置。若使混合氣體燃燒，則曲柄軸及閥驅動部之軸部之旋轉速度迅速上升。因此，離心構件移動至高速位置。離心構件係於低速位置將第2進氣凸輪保持於第2位置，且於高速位置將第2進氣凸輪保持於第1位置。藉此，以利用離心力之簡單之構成防止第2進氣凸輪之多餘之移動。因此，可防止伴隨第2進氣凸輪之移動而產生異響。
(8)閥驅動部亦可進而包含抵接於第1及第2進氣凸輪之搖臂，且搖臂係於曲柄軸之正方向之旋轉時，以使第2進氣凸輪移動至第1位置之方式作用於第2進氣凸輪，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，以使第2進氣凸輪移動至第2位置之方式作用於第2進氣凸輪。
於該情形時，可於曲柄軸之正方向之旋轉時恰當地使第2進氣凸輪移動至第1位置。又，於曲柄軸之逆方向之旋轉時，即便於第2進氣凸輪相對於第1進氣凸輪之延遲較小之情形時，亦可恰當地使第2進氣凸輪移動至第2位置。
(9)依據本發明之另一方面之車輛包括：本體部，其包含驅動輪；及上述引擎系統，其產生用以使驅動輪旋轉之動力。
於該車輛中，由於使用上述引擎系統，故而可防止異響之產生 並且可提高引擎之啟動性。
根據本發明，可防止異響之產生並且可提高引擎之啟動性。
1‧‧‧車體
2‧‧‧前叉
3‧‧‧前輪
4‧‧‧把手
5‧‧‧座部
6‧‧‧ECU
7‧‧‧後輪
10‧‧‧引擎
11‧‧‧活塞
12‧‧‧連桿
13‧‧‧曲柄軸
14‧‧‧旋轉電機
15‧‧‧進氣閥
15a‧‧‧閥彈簧
16‧‧‧排氣閥
16a‧‧‧閥彈簧
17‧‧‧閥驅動部
18‧‧‧噴射器
19‧‧‧點火裝置
21‧‧‧進氣口
22‧‧‧進氣通路
23‧‧‧排氣口
24‧‧‧排氣通路
31a‧‧‧燃燒室
40‧‧‧主開關
41‧‧‧啟動開關
42‧‧‧進氣壓力感測器
43‧‧‧曲柄角感測器
44‧‧‧電流感測器
100‧‧‧機車
170‧‧‧凸輪軸
171‧‧‧軸部
172‧‧‧排氣凸輪
173‧‧‧進氣凸輪
173a‧‧‧缺口
173T‧‧‧凸輪鼻
174‧‧‧軸部
175‧‧‧單向離合器
177‧‧‧副進氣凸輪
177a‧‧‧突出片
177b‧‧‧收容部
177T‧‧‧凸輪鼻
179‧‧‧保持器
180‧‧‧摩擦彈簧
181‧‧‧線圈
182‧‧‧臂部
183‧‧‧臂部
185‧‧‧壓抵構件
185a‧‧‧軸構件
186‧‧‧壓縮彈簧
187‧‧‧支持構件
200‧‧‧引擎系統
210‧‧‧副凸輪構件
211‧‧‧副進氣凸輪
211T‧‧‧凸輪鼻
212‧‧‧旋轉板
213‧‧‧突出片
220‧‧‧保持構件
220C‧‧‧定位部
221‧‧‧保持板
221a‧‧‧缺口
222‧‧‧保持板
222a‧‧‧缺口
223‧‧‧連結部
224‧‧‧保持銷
225‧‧‧保持銷
230‧‧‧離心構件
230a‧‧‧孔部
230b‧‧‧缺口
231‧‧‧抵接部
232‧‧‧突出部
240‧‧‧拉伸彈簧
A0‧‧‧角度
A1‧‧‧角度
A2‧‧‧角度
A3‧‧‧角度
A11‧‧‧角度
A12‧‧‧角度
A13‧‧‧角度
A14‧‧‧角度
A15‧‧‧角度
A16‧‧‧角度
A20‧‧‧角度
A21‧‧‧角度
A22‧‧‧角度
A23‧‧‧角度
A31‧‧‧角度
AC‧‧‧軸心
AD1‧‧‧抵接構件
AD2‧‧‧抵接構件
BT‧‧‧電池
B1‧‧‧軸承
B2‧‧‧軸承
CH‧‧‧氣缸頭
CY‧‧‧氣缸
EU‧‧‧引擎單元
FR1‧‧‧摩擦構件
FR2‧‧‧摩擦構件
HP‧‧‧固定部
P1‧‧‧箭頭
P2‧‧‧箭頭
P3‧‧‧箭頭
P4‧‧‧箭頭
P5‧‧‧箭頭
P6‧‧‧箭頭
P7‧‧‧箭頭
P8‧‧‧箭頭
Q1‧‧‧正方向
Q2‧‧‧逆方向
R1‧‧‧箭頭
R2‧‧‧箭頭
RA1‧‧‧進氣搖臂
RA2‧‧‧排氣搖臂
RL1‧‧‧滾輪
RL2‧‧‧滾輪
SH1‧‧‧臂軸
SH2‧‧‧臂軸
SS‧‧‧滑動面
TA1‧‧‧一端部
TA2‧‧‧另一端部
TB1‧‧‧一端部
TB2‧‧‧另一端部1
TC1‧‧‧一端部
TC2‧‧‧另一端部
TV‧‧‧節流閥
WT‧‧‧配重
圖1係表示本發明之一實施形態之機車之概略構成的模式側視圖。
圖2係用以對引擎系統之構成進行說明之模式圖。
圖3係用以對引擎單元之通常動作進行說明之圖。
圖4係用以對引擎單元之逆向旋轉啟動動作進行說明之圖。
圖5係閥驅動部之分解立體圖。
圖6係閥驅動部及其周邊部分之剖視圖。
圖7係用以對閥驅動部、進氣閥及排氣閥之關係進行說明之圖。
圖8(a)及(b)係用以對副進氣凸輪可旋轉之角度範圍進行說明之圖。
圖9(a)~(f)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
圖10(a)~(d)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
圖11係用以對閥驅動部之第1變化例進行說明之圖。
圖12係用以對閥驅動部之第2變化例進行說明之圖。
圖13係用以對閥驅動部之第3變化例進行說明之圖。
圖14係用以對閥驅動部之第4變化例進行說明之外觀立體圖。
圖15係自不同之位置觀察圖14之閥驅動部所得之切開立體圖。
圖16(a)~(d)係用以對副凸輪構件之旋轉範圍進行說明之圖。
圖17(a)及(b)係用以對離心構件之擺動進行說明之圖。
圖18(a)及(b)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
圖19(a)及(b)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣 凸輪之動作進行說明的圖。
圖20(a)及(b)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
圖21(a)及(b)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
圖22(a)及(b)係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪及副進氣凸輪之動作進行說明的圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態之引擎系統及機車進行說明。機車係車輛之一例。
(1)機車
圖1係表示本發明之一實施形態之機車之概略構成的模式側視圖。於圖1之機車100中，於車體1之前部，可朝左右方向擺動地設置有前叉2。於前叉2之上端安裝有把手4，於前叉2之下端，可旋轉地安裝有前輪3。
於車體1之大致中央上部設置有座部5。於座部5之下方設置有ECU(Engine Control Unit，引擎控制單元)6、電池BT及引擎單元EU。ECU6、電池BT及引擎單元EU構成引擎系統200。於車體1之後端下部，可旋轉地安裝有後輪7。藉由利用引擎單元EU產生之動力而將後輪7旋轉驅動。
(2)引擎系統
圖2係用以對引擎系統200之構成進行說明之模式圖。如圖2所示，引擎單元EU包含引擎10及旋轉電機14。引擎10包括氣缸CY、活塞11、連桿(connecting rod)12、曲柄軸13、進氣閥15、排氣閥16、閥驅動部17、噴射器18及點火裝置19。
活塞11係可於氣缸CY內往返移動地設置，且經由連桿12而連接 於曲柄軸13。於曲柄軸13設置有旋轉電機14。旋轉電機14係連接於電池BT，可利用自電池BT供給之電力而將曲柄軸13向正方向或逆方向驅動，且可利用藉由曲柄軸13之旋轉而產生之電力來對電池BT進行充電。正方向係引擎10之通常動作時之曲柄軸13之旋轉方向，逆方向係正方向之相反方向。旋轉電機14不經由減速機而直接對曲柄軸13傳遞轉矩。藉由將曲柄軸13之正方向之旋轉(正向旋轉)傳遞至後輪7，而將後輪7旋轉驅動。亦可代替旋轉電機14而個別地設置啟動馬達及發電機。
藉由氣缸CY及活塞11劃分燃燒室31a。燃燒室31a係經由進氣口21與進氣通路22連通，且經由排氣口23與排氣通路24連通。以開閉進氣口21之方式設置有進氣閥15，且以開閉排氣口23之方式設置有排氣閥16。進氣閥15及排氣閥16係藉由閥驅動部17驅動。關於閥驅動部17之詳細情況，將於下文進行敍述。
於進氣通路22設置有用以對自外部流入之空氣之流量進行調整之節流閥TV。噴射器18係以向進氣通路22噴射燃料之方式構成。點火裝置19係以對燃燒室31a內之混合氣體點火之方式構成。
藉由噴射器18噴射之燃料與空氣混合而導入至燃燒室31a，藉由點火裝置19對燃燒室31a內之混合氣體點火。由混合氣體之燃燒所致之活塞11之往返運動轉換為曲柄軸13之旋轉運動。藉由將曲柄軸13之旋轉力傳遞至圖1之後輪7而驅動後輪7。
ECU6包含例如CPU(Central Processing Unit，中央運算處理裝置)及記憶體。亦可代替CPU及記憶體而使用微電腦。於ECU6電性連接有主開關40、啟動開關41、進氣壓力感測器42、曲柄角感測器43及電流感測器44。主開關40設置於例如圖1之把手4之下方，啟動開關41設置於例如圖1之把手4。主開關40及啟動開關41係由駕駛人員操作。進氣壓力感測器42檢測進氣通路22內之壓力。曲柄角感測器43檢測表示 曲柄軸13之旋轉位置之曲柄角。電流感測器44檢測流動於旋轉電機14之電流。
主開關40及啟動開關41之操作以操作信號之形式被賦予至ECU6，進氣壓力感測器42、曲柄角感測器43及電流感測器44之檢測結果以檢測信號之形式被賦予至ECU6。ECU6係根據所賦予之操作信號及檢測信號而控制旋轉電機14、噴射器18及點火裝置19。
(3)引擎單元之動作
藉由將圖2之主開關40接通且將啟動開關41接通而使引擎10啟動，藉由將圖2之主開關40斷開而使引擎10停止。引擎10之啟動係指藉由使噴射器18之燃料噴射及點火裝置19之點火開始而使燃燒室31a內之燃燒開始。引擎10之停止係指藉由使噴射器18之燃料噴射及點火裝置19之點火之至少一者停止而使燃燒室31a內之燃燒停止。
又，藉由滿足預先所規定之怠速熄火條件而使引擎10自動地停止，其後，亦可藉由滿足預先所規定之再啟動條件而使引擎10自動地再啟動。怠速熄火條件例如包含與節流開度(節流閥TV之開度)、車速及引擎10之旋轉速度(曲柄軸13之旋轉速度)中之至少1者相關之條件，亦可進而包含操作刹車桿等其他條件。再啟動條件例如指操作加速器握把而節流開度大於0，亦可為將刹車桿之操作解除等其他條件。
引擎單元EU係於引擎10之啟動時進行逆向旋轉啟動動作。其後，引擎單元EU進行包含進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程及排氣衝程之通常動作。圖3係用以對引擎單元EU之通常動作進行說明之圖。圖4係用以對引擎單元EU之逆向旋轉啟動動作進行說明之圖。
於以下之說明中，將自壓縮衝程向膨脹衝程移行時活塞11經由之上死點稱為壓縮上死點，將自排氣衝程向進氣衝程移行時活塞11經由之上死點稱為排氣上死點。又，將自進氣衝程向壓縮衝程移行時活塞 11經由之下死點稱為進氣下死點，將自膨脹衝程向排氣衝程移行時活塞11經由之下死點稱為膨脹下死點。
於圖3及圖4中，相當於曲柄軸13之2圈旋轉(720度)之曲柄角之範圍以1個圓表示。曲柄軸13之2圈旋轉相當於引擎10之1循環。圖2之曲柄角感測器43檢測曲柄軸13之1圈旋轉(360度)之範圍內之旋轉位置。ECU6係根據藉由進氣壓力感測器42檢測出之進氣通路22內之壓力，而判定藉由曲柄角感測器43檢測出之角度與相當於引擎10之1循環之曲柄軸13之2圈旋轉中之哪一圈旋轉對應。藉此，ECU6可獲取曲柄軸13之2圈旋轉(720度)之範圍內之旋轉位置作為曲柄角。
於圖3及圖4中，角度A0係活塞11(圖2)位於排氣上死點時之曲柄角，角度A2係活塞11位於壓縮上死點時之曲柄角，角度A1係活塞11位於進氣下死點時之曲柄角，角度A3係活塞11位於膨脹下死點時之曲柄角。箭頭R1表示曲柄軸13之正向旋轉時之曲柄角之變化之方向，箭頭R2表示曲柄軸13之逆向旋轉時之曲柄角之變化之方向。箭頭P1~P4表示曲柄軸13之正向旋轉時之活塞11之移動方向，箭頭P5~P8表示曲柄軸13之逆向旋轉時之活塞11之移動方向。
(3-1)通常動作
一面參照圖3一面對引擎單元EU之通常動作進行說明。於通常動作時，曲柄軸13(圖2)正向旋轉，因此，曲柄角向箭頭R1之方向變化。於該情形時，如以箭頭P1~P4表示般，於自角度A0至角度A1為止之範圍活塞11(圖2)下降，於自角度A1至角度A2為止之範圍活塞11上升，於自角度A2至角度A3為止之範圍活塞11下降，於自角度A3至角度A0為止之範圍活塞11上升。
於角度A11，藉由噴射器18(圖2)向進氣通路22(圖2)噴射燃料。於正方向上，角度A11位於較角度A0更靠提前角側。繼而，於自角度A12至角度A13為止之範圍，藉由進氣閥15(圖2)將進氣口21(圖2)打 開。藉此，包含空氣及燃料之混合氣體通過進氣口21而導入至燃燒室31a(圖2)內。於正方向上，角度A12位於較角度A11更靠延遲角側且較角度A0更靠提前角側，角度A13位於較角度A1更靠延遲角側。
其次，於角度A14，藉由點火裝置19(圖2)對燃燒室31a(圖2)內之混合氣體點火。於正方向上，角度A14位於較角度A13更靠延遲角側且較角度A2更靠提前角側。藉由對混合氣體點火，而於燃燒室31a內使混合氣體燃燒。其後，於自角度A15至角度A16為止之範圍，藉由排氣閥16(圖2)將排氣口23(圖2)打開。藉此，自燃燒室31a將燃燒後之氣體通過排氣口23排出。於正方向上，角度A15位於較角度A3更靠提前角側，角度A16位於較角度A0更靠延遲角側。
(3-2)逆向旋轉啟動動作
一面參照圖4一面對引擎單元EU之逆向旋轉啟動動作進行說明。於本實施形態中，於逆向旋轉啟動動作之前，使曲柄軸13正向旋轉，藉此，將曲柄角調整為角度A20。於正方向上，角度A20位於較角度A1更靠延遲角側且較角度A2更靠提前角側。
於逆向旋轉啟動動作中，藉由旋轉電機14(圖2)使曲柄軸13逆向旋轉，藉此，曲柄角向箭頭R2之方向變化。於該情形時，如以箭頭P5~P8表示般，於自角度A2至角度A1為止之範圍活塞11下降，於自角度A1至角度A0為止之範圍活塞11上升，於自角度A0至角度A3為止之範圍活塞11下降，於自角度A3至角度A2為止之範圍活塞11上升。曲柄軸13之逆向旋轉時之活塞11之移動方向係與曲柄軸13之正向旋轉時之活塞11之移動方向相反。
於本例中，於曲柄軸13之逆向旋轉時，亦與正向旋轉時同樣地，於自角度A13至角度A12為止之範圍將進氣口21打開，且於自角度A16至A15為止之範圍將排氣口23打開。
於角度A23，藉由噴射器18(圖2)向進氣通路22(圖2)噴射燃料。 於逆方向上，角度A23位於較角度A1更靠延遲角側且較角度A0更靠提前角側。又，於自角度A21至角度A22為止之範圍，藉由進氣閥15(圖2)將進氣口21(圖2)打開。於逆方向上，角度A21、A22處於與通常動作時之排氣衝程對應的自角度A0至角度A3為止之範圍。於自角度A1至角度A0為止之範圍，活塞11上升，因此，即便於自角度A13至角度A12為止之範圍將進氣口21打開，空氣及燃料亦幾乎不會導入至燃燒室31a。另一方面，於自角度A0至角度A3為止之範圍，活塞11下降，因此，藉由在自角度A21至角度A22為止之範圍將進氣口21打開，而自進氣通路22將包含空氣及燃料之混合氣體通過進氣口21導入至燃燒室31a內。
藉由曲柄角接近角度A2，而將導入至燃燒室31a之混合氣體壓縮。於角度A31，藉由點火裝置19(圖2)對燃燒室31a內之混合氣體點火，並且將由旋轉電機14所致之曲柄軸13之驅動方向自逆方向切換為正方向。於逆方向上，角度A31位於較角度A3更靠延遲角側且較角度A2更靠提前角側。例如，當藉由圖2之電流感測器44檢測之旋轉電機14之電流達到閾值時，藉由點火裝置19對混合氣體點火。於該情形時，藉由混合氣體之燃燒而將曲柄軸13向正方向驅動，從而曲柄軸13之正方向之轉矩提高。藉此，可使曲柄角超過與最初之壓縮上死點對應之角度A2。再者，於僅藉由燃燒之能量便可使曲柄角超過與最初之壓縮上死點對應之角度A2的情形時，亦可不藉由旋轉電機14將曲柄軸13向正方向驅動。其後，引擎單元EU移行至上述通常動作。
(4)閥驅動部之構成
(4-1)整體構成
對閥驅動部17之具體之構成例進行說明。圖5係閥驅動部17之分解立體圖，圖6係閥驅動部17及其周邊部分之剖視圖。
如圖5及圖6所示，閥驅動部17包含凸輪軸170、單向離合器 175、副進氣凸輪177、摩擦構件FR1、保持器179、摩擦構件FR2、進氣搖臂RA1及排氣搖臂RA2。
如圖5所示，凸輪軸170包含軸部171、排氣凸輪172、進氣凸輪173及軸部174。軸部171、174係以隔著排氣凸輪172及進氣凸輪173沿一方向延伸之方式設置。軸部171之軸心與軸部174之軸心位於共通之直線上。於以下之說明中，所謂軸向係指與軸部171、174之軸心平行之方向，所謂圓周方向係指繞軸部171、174之軸心之方向。排氣凸輪172及進氣凸輪173分別具有特定之凸輪輪廓，且以沿軸向排列之方式設置於軸部171、174之間。於進氣凸輪173之一面之周緣部形成有缺口173a。
單向離合器175設置成圓筒狀。單向離合器175係相對於軸部174向圓周方向之一方向旋轉自如，且無法向其相反方向旋轉。關於單向離合器175之旋轉方向，將於下文進行敍述。
副進氣凸輪177、摩擦構件FR1、保持器179及摩擦構件FR1分別設置成環狀。副進氣凸輪177具有特定之凸輪輪廓。於副進氣凸輪177之一面設置有突出片177a。如下所述，藉由突出片177a及進氣凸輪173之缺口173a而限制副進氣凸輪177可相對於軸部174旋轉之角度範圍。關於副進氣凸輪177之旋轉範圍，將於下文進行敍述。於副進氣凸輪177之另一面設置有圓筒狀之收容部177b。於收容部177b內收容摩擦構件FR1。保持器179保持摩擦構件FR2。摩擦構件FR1、FR2分別具有彈性。例如，包含合成橡膠等之油封用作摩擦構件FR1、FR2。
進氣搖臂RA1係以相對於軸向大致垂直且朝凸輪軸170之一側延伸之方式設置。排氣搖臂RA2係以相對於軸向大致垂直且朝凸輪軸170之另一側延伸之方式設置。進氣搖臂RA1及排氣搖臂RA2係設置成分別能以與軸向平行之臂軸SH1、SH2(參照下述之圖7)為中心而擺 動。於進氣搖臂RA1之一端部安裝有滾輪RL1，於排氣搖臂RA2之一端部安裝有滾輪RL2。
如圖6所示，凸輪軸170係藉由軸承B1、B2而可於引擎10之氣缸頭CH內以軸部171、174之軸心AC為中心旋轉地被保持。軸承B1之內周面抵接於軸部171之外周面，軸承B2之內周面抵接於軸部174之外周面。進氣搖臂RA1之滾輪RL1抵接於進氣凸輪173，排氣搖臂RA2之滾輪RL2抵接於排氣凸輪172。又，於在軸向上與滾輪RL1相鄰之進氣搖臂RA1之部分設置有滑動面SS。滑動面SS抵接於副進氣凸輪177。
單向離合器175安裝於軸部174之外周面上。副進氣凸輪177係以與進氣凸輪173相鄰之方式安裝於單向離合器175之外周面上。保持器179係以與副進氣凸輪177相鄰且包圍單向離合器175之外周面之一部分的方式固定於氣缸頭CH。
摩擦構件FR1之外周部固定於副進氣凸輪177之收容部177b，摩擦構件FR1之內周部壓抵於單向離合器175之外周面。藉此，於副進氣凸輪177與單向離合器175之間產生由摩擦構件FR1所致之旋轉阻力。再者，亦可使摩擦構件FR1之內周部固定於單向離合器175之外周面且使摩擦構件FR1之外周部壓抵於副進氣凸輪177之收容部177b之內周面。於該情形時，亦可產生相同之旋轉阻力。
保持器179由於固定於氣缸頭CH，故而不與凸輪軸170之旋轉連動。以下，將不與凸輪軸170之旋轉連動之引擎單元EU之部分稱為靜止系統。摩擦構件FR2之外周部固定於保持器179，摩擦構件FR2之內周部壓抵於單向離合器175之外周面。因此，於靜止系統與單向離合器175之間產生由摩擦構件FR2所致之旋轉阻力。再者，亦可使摩擦構件FR2之內周部固定於單向離合器175之外周面且使摩擦構件FR2之外周部壓抵於保持器179之內周面。於該情形時，亦可產生相同之旋轉阻力。由摩擦構件FR2所致之旋轉阻力小於由摩擦構件FR1所致之 旋轉阻力。
圖7係用以對閥驅動部17、進氣閥15及排氣閥16之關係進行說明的圖。如圖7所示，進氣搖臂RA1係設置成能以臂軸SH1為中心擺動，排氣搖臂RA2係設置成能以臂軸SH2為中心擺動。於進氣搖臂RA1之與滾輪RL1為相反側之端部安裝有抵接構件AD1。抵接構件AD1抵接於進氣閥15之上端部。於排氣搖臂RA2之與滾輪RL2為相反側之端部安裝有抵接構件AD2。抵接構件AD2抵接於排氣閥16之上端部。
進氣閥15係被閥彈簧15a朝關閉進氣口21(圖2)之方向施壓。藉由閥彈簧15a之施壓力，而使進氣閥15壓抵於抵接構件AD1，從而使進氣搖臂RA1之滾輪RL1壓抵於進氣凸輪173。又，進氣搖臂RA1之滑動面SS壓抵於副進氣凸輪177(參照圖6)。排氣閥16係被閥彈簧16a朝關閉排氣口23(圖2)之方向施壓。藉由閥彈簧16a之施壓力，而使排氣閥16壓抵於抵接構件AD2，從而使排氣搖臂RA2之滾輪RL2壓抵於排氣凸輪172。
以下，將曲柄軸13(圖2)之正向旋轉時之凸輪軸170之旋轉方向稱為正方向(圖7之方向Q1)，將曲柄軸13(圖2)之逆向旋轉時之凸輪軸170之旋轉方向稱為逆方向(圖7之方向Q2)。藉由凸輪軸170正向旋轉或逆向旋轉，而進氣凸輪173及副進氣凸輪177使進氣搖臂RA1擺動，並且排氣凸輪172使排氣搖臂RA2擺動。藉此，進氣閥15開閉進氣口21，並且排氣閥16開閉排氣口23。
圖5及圖6之單向離合器175係相對於軸部174向正方向Q1旋轉自如，而無法向逆方向Q2旋轉。具體而言，自軸部174作用於單向離合器175之逆方向Q2之旋轉阻力極小，自軸部174作用於單向離合器175之正方向Q1之旋轉阻力極大。自軸部174作用於單向離合器175之逆方向Q2之旋轉阻力係藉由例如滾動軸承而減小。
(4-2)副進氣凸輪之旋轉範圍
圖8係用以對副進氣凸輪177可旋轉之角度範圍進行說明之圖。於圖8中，省略單向離合器175之圖示。如圖8(a)及圖8(b)所示，進氣凸輪173之缺口173a係以沿圓周方向延伸之方式設置。同樣地，副進氣凸輪177之突出片177a係以沿圓周方向延伸之方式設置。圓周方向上之缺口173a之長度大於圓周方向上之突出片177a之長度。突出片177a配置於缺口173a內。
如圖8(a)所示，突出片177a之一端部TA1抵接於缺口173a之一端部TB1，藉此，可阻止副進氣凸輪177相對於軸部174之逆方向Q2之旋轉。另一方面，如圖8(b)所示，突出片177a之另一端部TA2抵接於缺口173a之另一端部TB2，藉此，可阻止副進氣凸輪177相對於軸部174之正方向Q1之旋轉。藉此，限制副進氣凸輪177可相對於軸部174旋轉之角度範圍。具體而言，圓周方向上之自缺口173a之一端部TB1至另一端部TB2為止之角度與圓周方向上之自突出片177a之一端部TA1至另一端部TA2為止之角度的差值成為副進氣凸輪177可相對於軸部174旋轉之角度。
如圖8(a)所示，於突出片177a之一端部TA1抵接於缺口173a之一端部TB1之狀態下，副進氣凸輪177之凸輪鼻177T之整體於軸向上與進氣凸輪173之凸輪鼻173T重疊。以下，將如上所述之副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173之相對位置稱為通常位置。另一方面，如圖8(b)所示，於突出片177a之另一端部TA2抵接於缺口173a之另一端部TB2之狀態下，於圓周方向上副進氣凸輪177之凸輪鼻177T與進氣凸輪173之凸輪鼻173T錯開固定角度，而副進氣凸輪177之凸輪鼻177T之至少一部分不與進氣凸輪173之凸輪鼻173T重疊。以下，將如上所述之副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173之相對位置稱為啟動位置。
副進氣凸輪177係於通常位置不作用於進氣搖臂RA1(圖7)。另一方面，副進氣凸輪177係於啟動位置作用於進氣搖臂RA1。於該情形 時，當曲柄角處於圖4之自角度A21至角度A22為止之範圍時驅動進氣搖臂RA1，而使進氣閥15(圖7)提昇。
(5)進氣凸輪及副進氣凸輪之動作
圖9及圖10係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪173及副進氣凸輪177之動作進行說明的圖。於本例中，於曲柄角位於圖4之角度A20之狀態下，如圖9(a)所示，副進氣凸輪177位於通常位置。若曲柄軸13之逆向旋轉開始，則如圖9(b)所示，凸輪軸170向逆方向Q2旋轉。於該情形時，利用圖6之摩擦構件FR2獲得之旋轉阻力(以下，稱為靜止系統旋轉阻力)作用於靜止系統與單向離合器175之間。如上所述，單向離合器175係相對於軸部174向正方向Q1旋轉自如，因此，藉由靜止系統旋轉阻力而使單向離合器175相對於軸部174向正方向Q1旋轉。由圖6之摩擦構件FR1所致之旋轉阻力(以下，稱為副凸輪旋轉阻力)作用於副進氣凸輪177與單向離合器175之間。因此，副進氣凸輪177不相對於單向離合器175旋轉而與單向離合器175一同相對於軸部174向正方向Q1旋轉。
如此，於凸輪軸170之逆向旋轉開始後，副進氣凸輪177不相對於靜止系統旋轉或者相對於靜止系統以低於凸輪軸170之速度逆向旋轉。藉此，副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173延遲旋轉來自通常位置移動至啟動位置。
於曲柄角處於圖4之自角度A13至角度A12為止之範圍的期間，如圖9(c)所示，進氣凸輪173將進氣搖臂RA1之一端部上推。藉此，使圖7之進氣閥15提昇。又，當副進氣凸輪177到達至啟動位置時，副進氣凸輪177相對於軸部174之正方向Q1之旋轉被阻止，因此，副進氣凸輪177與軸部174一同向逆方向Q2旋轉。又，由於副凸輪旋轉阻力大於靜止系統旋轉阻力，故而藉由副凸輪旋轉阻力而單向離合器175與副進氣凸輪177一同向逆方向Q2旋轉。
於曲柄角處於圖4之自角度A21至角度A22為止之範圍的期間，如圖9(d)所示，副進氣凸輪177將進氣搖臂RA1之一端部上推。藉此，使圖7之進氣閥15提昇。
於本例中，於副進氣凸輪177位於啟動位置之狀態下凸輪鼻177T抵接於進氣搖臂RA1，但有於副進氣凸輪177未到達至啟動位置之狀態下凸輪鼻177T(圖8)抵接於進氣搖臂RA1的情況。於該情形時，因來自進氣搖臂RA1之反作用力而使副進氣凸輪177相對於軸部174向正方向Q1旋轉。藉此，副進氣凸輪177到達至啟動位置。於副進氣凸輪177到達至啟動位置之前副進氣凸輪177不將進氣搖臂RA1之一端部上推，當副進氣凸輪177到達至啟動位置時，副進氣凸輪177將進氣搖臂RA1之一端部上推。藉此，與圖9(d)之例同樣地，當曲柄角處於自角度A21至角度A22為止之範圍時，使進氣閥15提昇。
如圖9(e)所示，若副進氣凸輪177與進氣搖臂RA1之抵接位置超過凸輪鼻177T之前端部，則自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪177施加向逆方向Q2之力。所謂凸輪鼻177T之前端部係指與軸部174之軸心相距之距離成為最大之凸輪鼻177T之外周面之部分。單向離合器175由於無法相對於軸部174向逆方向Q2旋轉，故而不相對於軸部174逆向旋轉。另一方面，自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪177施加之力大於副凸輪旋轉阻力，因此，如圖9(f)所示，副進氣凸輪177雖然受到副凸輪旋轉阻力但相對於單向離合器175向逆方向Q2旋轉。
如此，因作用於副進氣凸輪177與單向離合器175之間之副凸輪旋轉阻力而使副進氣凸輪177相對於軸部174之逆向旋轉之速度降低。因此，可防止副進氣凸輪177自啟動位置瞬間移動至通常位置。假設副進氣凸輪177自啟動位置瞬間移動至通常位置，則藉由進氣閥15而將進氣口21瞬間關閉，因此，進氣閥15碰撞於進氣口21之緣部而產生擊打音。又，進氣搖臂RA1亦瞬間移動，因此，有可能於閥驅動部17 產生伴隨進氣搖臂RA1之移動之擊打音。於本例中，由於副進氣凸輪177自啟動位置緩慢地移動至通常位置，故而可防止如上所述之擊打音之產生。
其後，當曲柄角達到圖4之角度A31時，於圖2之燃燒室31a內對混合氣體點火，而將曲柄軸13向正方向驅動。藉此，如圖10(a)所示，凸輪軸170向正方向Q1旋轉。單向離合器175由於無法相對於軸部174向逆方向Q2旋轉，故而與凸輪軸170一同向正方向Q1旋轉。又，藉由副凸輪旋轉阻力而副進氣凸輪177與單向離合器175一同向正方向Q1旋轉。
如圖10(b)所示，副進氣凸輪177之凸輪鼻177T抵接於進氣搖臂RA1時，自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪177施加向逆方向Q2之力。單向離合器175由於無法相對於軸部174向逆方向Q2旋轉，故而不相對於軸部174逆向旋轉。另一方面，自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪177施加之力大於副凸輪旋轉阻力，因此，副進氣凸輪177不將進氣搖臂RA1之一端部上推，而藉由來自進氣搖臂RA1之反作用力相對於單向離合器175向逆方向Q2旋轉。
藉此，如圖10(c)所示，副進氣凸輪177移動至通常位置。其後，於曲柄角處於圖3之自角度A12至角度A13為止之範圍的期間，進氣凸輪173將進氣搖臂RA1之一端部上推，藉此，使圖7之進氣閥15提昇。其後，於副進氣凸輪177保持於通常位置之狀態下使凸輪軸170之正向旋轉繼續。藉此，於通常動作時，副進氣凸輪177不驅動進氣搖臂RA1而僅進氣凸輪173驅動進氣搖臂RA1。
再者，若於通常動作時藉由刹車操作等使曲柄軸13及凸輪軸170之旋轉制動，則向正方向Q1之慣性力作用於副進氣凸輪177。假設藉由上述慣性力而副進氣凸輪177自通常位置朝向啟動位置移動，則與圖10(b)之例同樣地，藉由來自進氣搖臂RA1之反作用力而將副進氣凸 輪177推回至通常位置。若於通常動作時頻繁地產生如上所述之副進氣凸輪177之移動，則頻繁地產生進氣搖臂RA1與副進氣凸輪177之擊打音、及圖8之突出片177a與缺口173a之擊打音等。
於本例中，靜止系統旋轉阻力作用於靜止系統與單向離合器175之間，並且副凸輪旋轉阻力作用於單向離合器175與副進氣凸輪177之間。藉此，可防止於凸輪軸170之正向旋轉時副進氣凸輪177及單向離合器175相對於凸輪軸170向正方向Q1旋轉。因此，於通常動作時可防止伴隨副進氣凸輪177之移動而產生異響。
(6)效果
於本實施形態之引擎系統200中，於曲柄軸13之逆向旋轉後藉由使混合氣體燃燒而將曲柄軸13向正方向驅動，因此，引擎10之啟動性提高。又，於曲柄軸13之逆向旋轉時，副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173延遲旋轉。藉此，不會使構成複雜化，且可於曲柄軸13之逆方向之旋轉時使副進氣凸輪177移動至啟動位置。又，副進氣凸輪177未被施壓構件朝啟動位置施壓，因此，可於曲柄軸13之正向旋轉時將副進氣凸輪177保持於通常位置。藉此，無須每當凸輪軸170之旋轉一圈便使副進氣凸輪177自啟動位置移動至通常位置。因此，可防止伴隨副進氣凸輪177之移動而產生擊打音等異響。
又，於本實施形態中，藉由由摩擦構件FR2所致之旋轉阻力作用於靜止系統與單向離合器175之間而副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173延遲旋轉。藉此，能以簡單之構成穩定地使副進氣凸輪177移動至啟動位置。
(7)閥驅動部之變化例
(7-1)第1變化例
圖11係用以對閥驅動部17之第1變化例進行說明的圖。關於圖11之例，對與圖5及圖6之例不同之方面進行說明。圖11之閥驅動部17包 含摩擦彈簧180而代替圖5及圖6之保持器179及摩擦構件FR2。摩擦彈簧180為扭力彈簧，包含線圈181及臂部182、183。於本例中，摩擦彈簧180之線圈181嵌入於臂軸SH2。
臂部182抵接於副進氣凸輪177之收容部177b之外周面。臂部183固定於氣缸頭CH(圖6)。於該情形時，臂部183以固定之力壓抵於副進氣凸輪177。藉此，於靜止系統與副進氣凸輪177之間產生旋轉阻力。
因此，與使用圖5及圖6之摩擦構件FR2之情形同樣地，於曲柄軸13之逆向旋轉時，副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173延遲旋轉。藉此，可與圖5及圖6之例同樣地以簡單之構成穩定地使副進氣凸輪177移動至啟動位置。
(7-2)第2變化例
圖12係用以對閥驅動部17之第2變化例進行說明的圖。關於圖12之例，對與圖5及圖6之例不同之方面進行說明。圖12之閥驅動部17包含棒狀之壓抵構件185、壓縮彈簧186及支持構件187而代替圖5及圖6之保持器179及摩擦構件FR2。壓抵構件85之一端係經由軸構件185a而安裝於固定部HP。固定部HP設置於氣缸頭CH(圖6)。壓抵構件185係能以軸構件185a為中心擺動地被保持。
壓縮彈簧186之一端安裝於支持構件187。支持構件187固定於固定部HP。壓縮彈簧186之另一端抵接於壓抵構件85。藉由壓縮彈簧186之施壓力而將壓抵構件85壓抵於副進氣凸輪177。藉此，於靜止系統與副進氣凸輪177之間產生旋轉阻力。
因此，與使用圖5及圖6之摩擦構件FR2之情形同樣地，於曲柄軸13之逆向旋轉時，副進氣凸輪177相對於進氣凸輪173延遲旋轉。藉此，可與圖5及圖6之例同樣地以簡單之構成穩定地使副進氣凸輪177移動至啟動位置。
(7-3)第3變化例
圖13係用以對閥驅動部17之第3變化例進行說明的圖。關於圖13之例，對與圖5及圖6之例不同之方面進行說明。圖13之閥驅動部17包含環狀之配重WT而代替圖5及圖6之保持器179及摩擦構件FR2。配重WT設置於副進氣凸輪177。於本例中，於收容部177b之外周面上安裝有配重WT。
藉由滿足下式(1)，於凸輪軸170之逆向旋轉時藉由慣性力而副進氣凸輪177相對於凸輪軸170延遲旋轉。
Iω>TF...(1)
於式(1)中，I為副進氣凸輪177之慣性矩，ω為凸輪軸170之角加速度。又，TF係副進氣凸輪177相對於凸輪軸170之軸部174之同轉轉矩。
藉由設置配重WT，而副進氣凸輪177之慣性矩I變大。同轉轉矩TF係相依於單向離合器175與軸部174之間產生之旋轉阻力。如上所述，單向離合器175相對於軸部174向正方向Q1旋轉自如。因此，於凸輪軸170之逆向旋轉時，同轉轉矩TF較小。藉此，於凸輪軸170之逆向旋轉時，滿足上式(1)，而副進氣凸輪177相對於凸輪軸170延遲旋轉。
如此，以藉由慣性使副進氣凸輪177相對於凸輪軸170延遲旋轉之方式，設定副進氣凸輪177之慣性矩及軸部174與單向離合器175之間之旋轉阻力。藉此，可抑制零件件數之增加並且可使副進氣凸輪177之旋轉延遲。再者，亦可代替設置配重WT而使用比重較大之材料(例如鎢)作為副進氣凸輪177之材料，藉此增大副進氣凸輪177之慣性矩。
(7-4)第4變化例
於圖5及圖6之例、及圖11~圖13之變化例中，藉由設置單向離合器175及摩擦構件FR1，而防止藉由來自進氣搖臂RA1之反作用力而副 進氣凸輪177自啟動位置瞬間移動至通常位置，但本發明並不限定於此。
圖14係用以對閥驅動部17之第4變化例進行說明之外觀立體圖。圖15係自不同之位置觀察圖14之閥驅動部17所得之切開立體圖。關於圖14及圖15之例，對與圖5及圖6之例不同之方面進行說明。
圖14及圖15之閥驅動部17包含副凸輪構件210、保持構件220及離心構件230而代替圖5及圖6之單向離合器175、副進氣凸輪177、摩擦構件FR1。
副凸輪構件210包含副進氣凸輪211、旋轉板212及突出片213。副進氣凸輪211具有與圖5及圖6之副進氣凸輪177相同之凸輪輪廓。旋轉板212具有以凸輪軸170之軸部174之軸心為中心之圓板形狀。突出片213係以自旋轉板212之周緣部之特定位置朝向副進氣凸輪211之相反側沿軸向突出的方式設置。副凸輪構件210係可相對於凸輪軸170之軸部174沿圓周方向旋轉地設置。
副凸輪構件210係以副進氣凸輪211相對於進氣凸輪173延遲旋轉之方式構成。例如，藉由如圖5及圖6之例、圖11之例或圖12之例般設置於靜止系統與副凸輪構件210之間產生旋轉阻力之構件，而使副進氣凸輪211相對於進氣凸輪173延遲。或者，藉由如圖13之例般將副凸輪構件210之慣性矩設定得較大，而使副進氣凸輪211相對於進氣凸輪173延遲。
保持構件220包含圓板狀之保持板221、222及圓筒狀之連結部223(圖15)。保持構件220固定於凸輪軸170之軸部174。保持板221、222之各者具有與副凸輪構件210之旋轉板212大致相同之直徑。保持板221、222係於軸向隔開固定之距離，且經由連結部223(圖15)而相互連結。於保持板221、222之外周部分別形成有沿圓周方向呈圓弧狀延伸之缺口221a、222a。於軸向上，缺口221a、222a相互重疊。缺口 221a、222a構成定位部220C。於定位部220C內配置副凸輪構件210之突出片213。如下所述，藉由突出片213及定位部220C而限制副凸輪構件210相對於凸輪軸170及保持構件220之旋轉範圍。
於圖15中，將保持構件220及軸部174切開而表示。於切開剖面標註影線。保持構件220之保持板222未示於圖15中。於保持構件220之連結部223插入軸部174。於保持板221、222之間，分別設置有以隔著連結部223之方式沿軸向延伸之保持銷224、225。
離心構件230係設置成配置於保持板221、222之間，且沿大致圓周方向延伸。於離心構件230形成有孔部230a。保持構件220之保持銷224插入至孔部230a。藉此，離心構件230係能以保持銷224為中心相對於保持構件220擺動地被保持。於保持銷224之一側之離心構件230之端部設置有抵接部231。於保持銷224之另一側之離心構件230之外周部形成有缺口230b。
於保持銷224之另一側之離心構件230之端部設置有沿軸向突出之突出部232。於保持構件220之保持銷225及離心構件230之突出部232分別卡止有拉伸彈簧240之一端及另一端。拉伸彈簧240係朝突出部232向保持銷225靠近之方向對離心構件230施壓。如下所述，藉由離心構件230而限制副凸輪構件210之突出片213a之移動。
圖16係用以對副凸輪構件210之旋轉範圍進行說明之圖。如圖16(a)所示，副凸輪構件210之突出片213抵接於定位部220C之一端部TC1，藉此，可阻止副凸輪構件210相對於凸輪軸170及保持構件220之逆方向Q2之旋轉。於該情形時，如圖16(b)所示，副進氣凸輪211之凸輪鼻211T之整體與進氣凸輪173之凸輪鼻173T於軸向重疊。即，副進氣凸輪211位於通常位置。
另一方面，如圖16(c)所示，副凸輪構件210之突出片213抵接於定位部220C之另一端部TC2，藉此，可阻止副凸輪構件210相對於凸 輪軸170及保持構件220之正方向Q1之旋轉。於該情形時，如圖16(d)所示，於圓周方向上副進氣凸輪211之凸輪鼻211T與進氣凸輪173之凸輪鼻173T錯開固定角度。即，副進氣凸輪211位於啟動位置。
圖17係用以對離心構件230之擺動進行說明之圖。如圖17(a)所示，作用於離心構件230之離心力較小之情形時，藉由拉伸彈簧240(圖15)之施壓力而維持離心構件230之內周部抵接於連結部223之外周面之狀態。於該情形時，保持銷224之一側之離心構件230之部分突出至定位部220C內，保持銷224之另一側之離心構件230之部分收容於保持板221、222之間。以下，將如上所述之離心構件230之位置稱為低旋轉位置。於凸輪軸170之旋轉速度為固定值以下之情形時，離心構件230保持於低旋轉位置。
於離心構件230位於低旋轉位置之情形時，於定位部230C內，抵接部231位於另一端部TC2之附近。因此，當突出片213位於定位部220C之另一端部TC2時，抵接部231抵接於突出片213，藉此，可阻止突出片213之移動。藉此，突出片213保持於定位部220C之另一端部TC2。因此，副進氣凸輪211保持於圖16(d)之啟動位置。
另一方面，如圖17(b)所示，若作用於離心構件230之離心力變大，則離心構件230以離心構件230之內周部自連結部233之外周面離開之方式移動。於該情形時，保持銷224之一側之離心構件230之部分收容於保持板221、222之間，保持銷224之另一側之離心構件230之部分突出至定位部220C內。以下，將如上所述之離心構件230之位置稱為高旋轉位置。於凸輪軸170之旋轉速度高於上述固定值之情形時，離心構件230保持於高旋轉位置。
於離心構件230位於高旋轉位置之情形時，缺口230b位於定位部230C之一端部TC1附近。因此，於突出片213位於定位部220C之一端部TC1之情形時，突出片213嵌合於缺口230b。藉此，突出片213保持 於定位部220C之一端部TC1。因此，副進氣凸輪211保持於圖16(b)之通常位置。
圖18~圖22係用以對逆向旋轉啟動動作中之進氣凸輪173及副進氣凸輪211之動作進行說明的圖。於圖18~圖22(a)中表示進氣凸輪173、副進氣凸輪211、進氣搖臂RA1及進氣閥15之狀態。於圖18~圖22(b)中表示突出片213及離心構件230之狀態。
於曲柄軸13之逆向旋轉開始時，如圖18(a)所示，副進氣凸輪211位於通常位置。又，如圖18(b)所示，離心構件230位於低旋轉位置，且突出片213位於定位部220C之一端部TC1。若曲柄軸13之逆向旋轉開始，則如圖19(a)所示，凸輪軸170向逆方向Q2旋轉，而進氣凸輪173將進氣搖臂RA1之一端部上推。藉此，使進氣閥15提昇。另一方面，副凸輪構件210相對於進氣凸輪173延遲旋轉。藉此，副凸輪構件210相對於軸部174向正方向Q1旋轉，而使副進氣凸輪211朝向啟動位置移動。又，如圖19(b)所示，於離心構件230保持於低旋轉位置之狀態下，副凸輪構件210之突出片213自定位部220C之一端部TC1朝向另一端部TC2移動。
繼而，如圖20(a)所示，副進氣凸輪211之凸輪鼻211T抵接於進氣搖臂RA1時，自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪211作用正方向Q1之力。藉此，副進氣凸輪211到達至啟動位置。又，如圖20(b)所示，副凸輪構件210之突出片213到達至定位部220C之另一端部TC2。於該情形時，藉由自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪211施加之力，而突出片213將保持銷224之一側之離心構件230之部分下壓而移動至定位部220C之另一端部TC2。
繼而，如圖21(a)所示，進氣搖臂RA1之抵接位置超過凸輪鼻211T之前端部時，自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪211施加向逆方向Q2之力。於該情形時，如圖21(b)所示，離心構件230之抵接部231抵接 於突出片213，藉此，可阻止突出片213朝向定位部220C之一端部TC1移動。因此，副凸輪構件210不相對於凸輪軸170向逆方向Q2旋轉，而將副進氣凸輪211保持於啟動位置。藉此，可防止進氣閥15及閥驅動部17處之擊打音之產生。
其後，於圖2之燃燒室31a內使混合氣體燃燒，而將曲柄軸13向正方向驅動。藉此，凸輪軸170向正方向Q1旋轉。於該情形時，曲柄軸13及凸輪軸170之旋轉速度迅速上升。因此，離心構件230移動至高旋轉位置，而抵接部231移動至圖14之保持板221、222之內側。因此，突出部213可朝向定位部220C之一端部TC1移動。於該狀態下，凸輪軸170向正方向Q1旋轉並且副進氣凸輪211之凸輪鼻211T抵接於進氣搖臂RA1，而自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪211施加向逆方向Q2之力。
藉此，如圖22(a)所示，副凸輪構件210相對於凸輪軸170向逆方向Q2旋轉，而使副進氣凸輪211移動至啟動位置。又，如圖22(b)所示，突出片213移動至定位部220C之一端部TC1。於該情形時，藉由自進氣搖臂RA1對副進氣凸輪211施加之逆方向Q2之力，而突出片213將保持銷224之另一側之離心構件230之部分下壓而移動至定位部220C之一端部TC1。於定位部220C之一端部TC1，突出片213嵌合於離心構件230之缺口230b。藉此，可阻止突出片213自定位部220C之一端部TC1移動。因此，可阻止副凸輪構件210相對於凸輪軸170向正方向Q1旋轉，而將副進氣凸輪211保持於通常位置。藉此，於通常動作時可防止伴隨副凸輪構件210之移動而產生異響。
如此，於混合氣體之燃燒前且曲柄軸13之逆向旋轉時，藉由離心構件230將副進氣凸輪211保持於啟動位置，於混合氣體之燃燒後且曲柄軸13之正向旋轉時，將副進氣凸輪211保持於通常位置。藉此，藉由利用離心力之簡單之構成防止副進氣凸輪211之多餘之移動。因 此，可防止伴隨副進氣凸輪211之移動而產生異響。
(8)其他實施形態
於上述實施形態中，經由進氣搖臂RA1及排氣搖臂RA2藉由進氣凸輪173、副進氣凸輪177、211及排氣凸輪172而驅動進氣閥15及排氣閥16，但本發明並不限定於此。亦可以如下方式構成引擎10，即，進氣凸輪173及副進氣凸輪177、211直接驅動進氣閥15，排氣凸輪172直接驅動排氣閥16。
又，於上述實施形態中，於共通之凸輪軸170分別設置有排氣凸輪172、進氣凸輪173及副進氣凸輪177、211，但本發明並不限定於此。亦可個別地設置進氣凸輪173及副進氣凸輪177、211用之凸輪軸與排氣凸輪172用之凸輪軸。
又，上述實施形態係將本發明應用於機車之例，但並不限定於此，亦可對三輪機車或ATV(All Terrain Vehicle，全地形車輛)等其他跨坐型車輛或自動四輪車等其他車輛應用本發明。
(9)請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應
以下，對請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應之例進行說明，但本發明並不限定於下述之例。
於上述實施形態中，引擎系統200為引擎系統之例，引擎10為引擎之例，旋轉電機14為旋轉驅動部之例，曲柄軸13為曲柄軸之例，ECU6為控制部之例，閥驅動部17為閥驅動部之例。又，凸輪軸170為軸部之例，進氣凸輪173為第1進氣凸輪之例，副進氣凸輪177、211為第2進氣凸輪之例，通常位置為第1位置之例，啟動位置為第2位置之例。又，氣缸頭CH或臂軸SH2為靜止構件之例，摩擦構件FR2、摩擦彈簧180或壓抵構件185為旋轉阻力產生機構之例，摩擦構件FR2為摩擦構件之例，單向離合器175為單向離合器之例，摩擦構件FR1為阻力產生構件之例，離心構件230為離心構件之例，進氣搖臂RA1為搖 臂之例。又，機車100為車輛之例，車體1為本體部之例，後輪7為驅動輪之例。
作為請求項之各構成要素，亦可使用具有請求項記載之構成或功能之其他各種要素。
[產業上之可利用性]
本發明可有效地利用於各種引擎系統。
17‧‧‧閥驅動部
170‧‧‧凸輪軸
171‧‧‧軸部
172‧‧‧排氣凸輪
173‧‧‧進氣凸輪
173a‧‧‧缺口
174‧‧‧軸部
175‧‧‧單向離合器
177‧‧‧副進氣凸輪
177a‧‧‧突出片
177b‧‧‧收容部
179‧‧‧保持器
FR1‧‧‧摩擦構件
FR2‧‧‧摩擦構件
RA1‧‧‧進氣搖臂
RA2‧‧‧排氣搖臂
RL1‧‧‧滾輪
RL2‧‧‧滾輪

Claims (9)

  1. 一種引擎系統，其包括：引擎；旋轉驅動部，其使上述引擎之曲柄軸向正方向及逆方向旋轉；及控制部；且上述控制部係以於使上述曲柄軸向逆方向旋轉後藉由在上述引擎之燃燒室內使混合氣體燃燒而將上述曲柄軸向正方向驅動之方式控制上述引擎及上述旋轉驅動部，上述引擎包含使進氣閥提昇之閥驅動部，上述閥驅動部包含：軸部，其係以與上述曲柄軸之正方向及逆方向之旋轉連動而向正方向及逆方向旋轉的方式設置；及第1及第2進氣凸輪，其等設置於上述軸部；上述第1進氣凸輪係藉由與上述軸部一體地旋轉而於與進氣步驟對應之曲柄角之範圍作用於上述進氣閥，上述第2進氣凸輪係構成為藉由可相對於上述軸部於固定之角度範圍內旋轉而可於上述軸部之圓周方向上之第1位置與第2位置之間移動，上述第2進氣凸輪係當位於上述第1位置時於上述軸部之軸向上與上述第1進氣凸輪重疊，當位於上述第2位置時於與排氣衝程對應之曲柄角之範圍之至少一部分作用於上述進氣閥，且於上述曲柄軸之正方向之旋轉時，上述第2進氣凸輪位於上述第1位置且不作用於上述進氣閥，於上述曲柄軸之逆方向之旋轉時，上述第2進氣凸輪係藉由相對於上述第1進氣凸輪延遲旋轉 來移動至上述第2位置並且作用於上述進氣閥。
  2. 如請求項1之引擎系統，其中上述閥驅動部進而包含：靜止構件；及旋轉阻力產生機構，其於上述靜止構件與上述第2進氣凸輪之間產生旋轉阻力；且於上述曲柄軸之逆方向之旋轉時，藉由上述旋轉阻力產生機構而產生之旋轉阻力大於上述軸部與上述第2進氣凸輪之間之旋轉阻力。
  3. 如請求項2之引擎系統，其中上述旋轉阻力產生機構包含摩擦構件，該摩擦構件於上述靜止構件與上述第2進氣凸輪之間產生摩擦。
  4. 如請求項1至3中任一項之引擎系統，其中以上述第2進氣凸輪藉由慣性而相對於上述第1進氣凸輪延遲旋轉之方式，設定上述第2進氣凸輪之慣性矩及上述軸部與上述第2進氣凸輪之間之旋轉阻力。
  5. 如請求項4之引擎系統，其中上述第2進氣凸輪係經由滾動軸承而保持於上述軸部。
  6. 如請求項1至3中任一項之引擎系統，其中上述閥驅動部進而包含：單向離合器，其不將上述第2進氣凸輪相對於上述軸部之正方向之旋轉自上述第2進氣凸輪傳遞至上述軸部，而將上述第2進氣凸輪相對於上述軸部之逆方向之旋轉自上述第2進氣凸輪傳遞至上述軸部；及阻力產生構件，其於上述單向離合器與上述軸部之間或上述單向離合器與上述第2進氣凸輪之間產生旋轉阻力。
  7. 如請求項1至3中任一項之引擎系統，其中上述閥驅動部進而包 含離心構件，該離心構件係以與上述軸部一同旋轉之方式設置，且設置成可相依於伴隨上述軸部之旋轉產生之離心力之大小而相對於上述軸部於低速位置與高速位置之間移動，且上述離心構件係於上述燃燒室內之混合氣體之燃燒前且上述曲柄軸之逆方向之旋轉時，於上述低速位置將上述第2進氣凸輪保持於上述第2位置，於上述燃燒室內之混合氣體之燃燒後且上述曲柄軸之正方向之旋轉時，於上述高速位置將上述第2進氣凸輪保持於上述第1位置。
  8. 如請求項1至3中任一項之引擎系統，其中上述閥驅動部進而包含抵接於上述第1及第2進氣凸輪之搖臂，且上述搖臂係於上述曲柄軸之正方向之旋轉時，以使上述第2進氣凸輪移動至上述第1位置之方式作用於上述第2進氣凸輪，且於上述曲柄軸之逆方向之旋轉時，以使上述第2進氣凸輪移動至上述第2位置之方式作用於上述第2進氣凸輪。
  9. 一種車輛，其具備：本體部，其包含驅動輪；及如請求項1至3中任一項之引擎系統，其產生用以使上述驅動輪旋轉之動力。
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