JP2936981B2 - Internal combustion engine with variable valve mechanism - Google Patents
Internal combustion engine with variable valve mechanismInfo
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、機関負荷や機関回転数
に応じて作動状態を切り換えうる可変バルブ機構をそな
えた内燃機関に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of switching an operation state according to an engine load and an engine speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、負荷状態等に応じて所定の気筒の
作動を停止させる、いわゆる休筒式内燃機関(休筒エン
ジン)が提供されており、かかるエンジンに可変バルブ
機構を装備することも提案されている。この種のエンジ
ンに装備した可変バルブ機構は、図12〜16に示すよ
うに構成されている。2. Description of the Related Art In recent years, there has been provided a so-called cylinder-stop type internal combustion engine (cylinder-stop engine) in which the operation of a predetermined cylinder is stopped in accordance with a load state or the like, and such an engine may be provided with a variable valve mechanism. Proposed. A variable valve mechanism mounted on this type of engine is configured as shown in FIGS.
【0003】すなわち、図12,13に示すように、エ
ンジン回転により駆動される高速カム1および低速カム
2が装備されており、高速カム1は高速用ロッカーアー
ム4に当接し、低速カム2は低速用ロッカーアーム3に
当接している。低速用ロッカーアーム3および高速用ロ
ッカーアーム4はロッカーシャフト10に枢支されてお
り、高速用ロッカーアーム4が高速カム1により揺動さ
れ、低速用ロッカーアーム3が低速カム2により揺動さ
れる。That is, as shown in FIGS. 12 and 13, a high-speed cam 1 and a low-speed cam 2 driven by engine rotation are provided. The high-speed cam 1 abuts on a high-speed rocker arm 4 and the low-speed cam 2 It is in contact with the low-speed rocker arm 3. The low-speed rocker arm 3 and the high-speed rocker arm 4 are pivotally supported by a rocker shaft 10. The high-speed rocker arm 4 is swung by the high-speed cam 1, and the low-speed rocker arm 3 is swung by the low-speed cam 2. .
【0004】そして、ロッカーシャフト10と一体のT
レバー5が、低速用ロッカーアーム3と高速用ロッカー
アーム4との間に配設される状態で設けられている。と
ころで、ロッカーシャフト10には、図14に示すよう
に、低速用ロッカーアーム3の枢支部内に、低速用ピス
トン8が装填されるとともに、高速用ロッカーアーム4
の枢支部内に、高速用ピストン9が装填されている。[0004] Then, the T
The lever 5 is provided so as to be disposed between the low-speed rocker arm 3 and the high-speed rocker arm 4. As shown in FIG. 14, the low-speed piston 8 is mounted on the rocker shaft 10 in the pivotal support of the low-speed rocker arm 3, and the high-speed rocker arm 4 is mounted on the rocker shaft 10.
, A high-speed piston 9 is loaded.
【0005】低速用ピストン8および高速用ピストン9
は、図示しない油圧機構を介し所要時に油圧が作用し
て、低速用ロッカーアーム3および高速用ロッカーアー
ム4内の孔に嵌挿すべく突出させるように構成されてい
る。したがって、低速運転時には、図15に示すように
低速用ピストン8が突出して、ロッカーシャフト10と
低速用ロッカーアーム3とが結合され、Tレバー5が低
速用ロッカーアーム3を介し低速カム2により駆動され
て、弁6,7は低速カム2のカムリフトにより開閉され
る。Low speed piston 8 and high speed piston 9
Is configured such that a hydraulic pressure acts on it via a hydraulic mechanism (not shown) when necessary, and the hydraulic device is projected to be inserted into holes in the low-speed rocker arm 3 and the high-speed rocker arm 4. Therefore, during low-speed operation, the low-speed piston 8 projects as shown in FIG. 15, the rocker shaft 10 and the low-speed rocker arm 3 are connected, and the T lever 5 is driven by the low-speed cam 2 via the low-speed rocker arm 3. Then, the valves 6 and 7 are opened and closed by the cam lift of the low-speed cam 2.
【0006】一方、高速運転時には、図16に示すよう
に高速用ピストン9が突出して、ロッカーシャフト10
と高速用ロッカーアーム4とが結合され、Tレバー5が
高速用ロッカーアーム4を介し高速カム1により駆動さ
れて、弁6,7は高速カム1のカムリフトにより開閉さ
れる。そして、休筒運転時には、図14に示すように低
速用ピストン8と高速用ピストン9との双方を突出させ
ない状態にして、高速用ロッカーアーム4および低速用
ロッカーアーム3とロッカーシャフト10とを結合させ
ない状態とし、Tレバー5を低速用ロッカーアーム3お
よび高速用ロッカーアーム4から独立させるようにし
て、弁6,7の開閉を停止させるように構成される。On the other hand, during high-speed operation, the high-speed piston 9 projects as shown in FIG.
And the high-speed rocker arm 4 are coupled, and the T lever 5 is driven by the high-speed cam 1 via the high-speed rocker arm 4, and the valves 6 and 7 are opened and closed by the cam lift of the high-speed cam 1. During the cylinder-stop operation, both the low-speed piston 8 and the high-speed piston 9 are not projected, as shown in FIG. 14, and the high-speed rocker arm 4 and the low-speed rocker arm 3 are connected to the rocker shaft 10. In this state, the opening and closing of the valves 6 and 7 are stopped by making the T lever 5 independent of the low speed rocker arm 3 and the high speed rocker arm 4.
【0007】このように構成された休筒エンジンは、図
17の運転領域特性に対応するように切り換え制御され
る。すなわち、図17は横軸にエンジン回転数をとり、
縦軸に負荷をとって、運転領域特性を示しており、同図
の高速運転領域時には、図16に示す状態での高速運転
が行なわれる。また、休筒領域以外の低速カム領域時に
おいては図15に示す状態での低速運転が行なわれる。[0007] The cylinder-stop engine thus configured is controlled to be switched so as to correspond to the operating region characteristics shown in FIG. That is, FIG. 17 shows the engine speed on the horizontal axis,
The load is plotted on the vertical axis, and the characteristic of the operating region is shown. In the high-speed operating region shown in the figure, high-speed operation in the state shown in FIG. In the low-speed cam region other than the cylinder rest region, the low-speed operation in the state shown in FIG. 15 is performed.
【0008】さらに、休筒領域においては、図14に示
す状態での、低速用ピストン8および高速用ピストン9
を突出させない休筒運転が行なわれる。このような休筒
運転を行なわせることにより、低速、低負荷時およびア
イドル運転時に半分の気筒を休筒させ、低燃費運転を実
現している。Further, in the cylinder rest region, the low-speed piston 8 and the high-speed piston 9 in the state shown in FIG.
Is performed without causing the cylinder to protrude. By performing such a cylinder deactivated operation, half of the cylinders are deactivated during low speed, low load, and idle operation, thereby realizing fuel-efficient operation.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなシステムを装備する場合には、2つのロッカーア
ーム3,4を装備するとともに、低速用ピストン8およ
び高速用ピストン9の2つのピストンを装備し、これら
を駆動する油圧装置等の制御手段をそなえる必要があ
る。However, when the above-described system is equipped, two rocker arms 3 and 4 and two pistons, a low-speed piston 8 and a high-speed piston 9, are provided. In addition, it is necessary to provide control means such as a hydraulic device for driving these.
【0010】したがって、これらの装備にかなりの費用
を要し、コストアップを招来するという課題がある。と
ころで、従来、空燃比を理論空燃比より大きくした希薄
状態(リーン状態)で運転を行ない、低燃費を達成する
希薄燃焼(リーンバーン)式のエンジンが提供されてい
る(特開平3−23314号公報や実開平4−1166
70号公報等参照)。[0010] Therefore, there is a problem that these equipments require a considerable cost, which leads to an increase in cost. By the way, conventionally, there has been provided a lean burn type engine that operates in a lean state (lean state) in which the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio and achieves low fuel consumption (Japanese Patent Laid-Open No. 3-23314). Gazette and Japanese Utility Model Application 4-1166
No. 70, etc.).
【0011】この方式のエンジンは、燃焼室内で複数の
ほぼ平行したタンブル流を生成し、混合気のタンブル流
と空気のみのタンブル流による層状燃焼を達成して、リ
ーンバーンを成立させている。さらに、リーンバーン領
域を設定し、その領域内の運転時にリーンバーン運転を
行なうように構成されるが、このリーンバーン運転領域
は、図17の休筒領域に近い状態の、低速、低負荷領域
に設定される。The engine of this type generates a plurality of substantially parallel tumble flows in the combustion chamber, achieves stratified combustion by the tumble flow of the air-fuel mixture and the tumble flow of air only, and establishes lean burn. Further, a lean burn region is set, and lean burn operation is performed during operation within the region. The lean burn operation region is a low speed, low load region close to the cylinder rest region of FIG. Is set to
【0012】したがって、リーンバーン運転を休筒領域
において利用することにより、休筒機構を簡素化し、低
コストの可変バルブ機構付き内燃機関を実現できる可能
性がある。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもの
で、休筒機構を装備しない可変バルブ機構を用いなが
ら、リーンバーン運転を物理構造的に効率よく行なわせ
るようにして、休筒機構を装備した場合と同様の運転を
実現できるようにした、可変バルブ機構付き内燃機関機
を提供することを目的とする。Therefore, by using the lean burn operation in the cylinder deactivation region, there is a possibility that the cylinder deactivation mechanism can be simplified and a low-cost internal combustion engine with a variable valve mechanism can be realized. The present invention has been devised in view of the above-described problems, and has been provided with a cylinder stop mechanism so that lean burn operation can be performed efficiently in terms of physical structure while using a variable valve mechanism without a cylinder stop mechanism. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine with a variable valve mechanism that can realize the same operation as in the case.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の可変
バルブ機構付き内燃機関は、シリンダヘッドに設けられ
て吸気流を燃焼室内に供給する吸気ポートと、同吸気ポ
ートの燃焼室開口端部を開閉する吸気バルブと、同吸気
バルブの最大リフト量を小にする第1の弁リフト態様と
最大リフト量を大にする第2の弁リフト態様とで可変さ
せる可変バルブ機構とをそなえ、上記燃焼室開口端部の
シリンダ軸線から遠い側の縁部において吸気バルブ軸線
に沿ってバルブ開放方向へ延在するようにシュラウドが
形成されて、同シュラウドの燃焼室内方向先端縁が、上
記第1の弁リフト態様での最大リフト時のバルブ傘部近
傍位置又は同第1の弁リフト態様での最大リフト時のバ
ルブ傘部近傍位置と上記第2の弁リフト態様での最大リ
フト時のバルブ傘部近傍位置との間の所望位置に設定さ
れ、上記第1の弁リフト態様が、上記燃焼室開口端部の
上記シュラウド部側からの吸気流を制限し上記シュラウ
ドに対向する側からのタンブル生成流を強化するタンブ
ル流強化低リフト態様として構成されるとともに、上記
第2の弁リフト態様が、吸気流を上記吸気バルブの全周
から上記燃焼室に流入させうる低抵抗高リフト態様とし
て構成されたことを特徴としている。Therefore, an internal combustion engine with a variable valve mechanism according to the present invention has an intake port provided in a cylinder head for supplying an intake air flow to a combustion chamber, and a combustion chamber opening end of the intake port. An intake valve that opens and closes the intake valve, and a variable valve mechanism that varies between a first valve lift mode that reduces the maximum lift of the intake valve and a second valve lift mode that increases the maximum lift. A shroud is formed at an edge of the open end of the combustion chamber farther from the cylinder axis so as to extend in the valve opening direction along the intake valve axis, and a leading edge of the shroud in the combustion chamber direction is the first shroud. The position near the valve head at the time of the maximum lift in the valve lift mode or the position near the valve head at the time of the maximum lift in the first valve lift mode, and the valve head at the maximum lift in the second valve lift mode The first valve lift mode restricts the intake air flow from the shroud portion side of the opening end of the combustion chamber and sets the tumble generation flow from the side facing the shroud. And the second valve lift mode is configured as a low-resistance high-lift mode that allows intake air to flow into the combustion chamber from the entire circumference of the intake valve. It is characterized by:
【0014】[0014]
【作用】上述の本発明の可変バルブ機構付き内燃機関で
は、第1の弁リフト態様時には、燃焼室開口端部のシュ
ラウド部側からの吸気流がシュラウドにより制限される
とともにシュラウドに対向する側からのタンブル生成流
が強化され、タンブル流強化低リフト態様での吸気流入
が行なわれる。また、第2の弁リフト態様時には、吸気
流が吸気バルブの全周から燃焼室に低抵抗高リフト態様
で流入する。In the above-described internal combustion engine with a variable valve mechanism according to the present invention, at the time of the first valve lift mode, the intake air flow from the shroud portion side of the opening end of the combustion chamber is restricted by the shroud and from the side facing the shroud. Is enhanced, and the intake air is introduced in the tumble flow enhanced low lift mode. In the second valve lift mode, the intake air flows from the entire circumference of the intake valve into the combustion chamber in a low resistance, high lift mode.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図面により、本発明の可変バルブ機構
付き内燃機関の一実施例について説明すると、図1はそ
の構成を示す模式的断面図、図2,3はその作動を説明
するための模式的断面図、図4はその運転領域特性を示
す線図、図5,6はその作動特性を示す線図、図7はそ
の弁機構を示す摸式的断面図、図8はその弁機構を示す
摸式的分解斜視図、図9はその弁機構の摸式的平面図、
図10,11はその弁機構の作動を説明するための摸式
的断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing its operating characteristics, FIGS. 5 and 6 are diagrams showing its operating characteristics, FIG. 7 is a schematic sectional view showing its valve mechanism, and FIG. 8 is its valve mechanism. FIG. 9 is a schematic plan view of the valve mechanism,
10 and 11 are schematic sectional views for explaining the operation of the valve mechanism.
【0016】図1に示すように、この内燃機関(エンジ
ン)の各気筒には、シリンダブロック22に形成された
シリンダボア24とピストン26とシリンダヘッド28
とで囲撓されて燃焼室30が形成されている。この内燃
機関の各気筒は吸気2弁,排気2弁の4弁式内燃機関と
して構成されており、この燃焼室30内には、吸気ポー
ト46が導かれている。As shown in FIG. 1, each cylinder of the internal combustion engine (engine) has a cylinder bore 24, a piston 26, and a cylinder head 28 formed in a cylinder block 22.
And the combustion chamber 30 is formed. Each cylinder of the internal combustion engine is configured as a four-valve internal combustion engine having two intake valves and two exhaust valves, and an intake port 46 is led into the combustion chamber 30.
【0017】吸気ポート46の燃焼室開口端部47に
は、同開口端部47を開閉する吸気バルブ6,7が装備
されている。そして、吸気バルブ6,7の最大リフト量
を小にする第1の弁リフト態様と最大リフト量を大にす
る第2の弁リフト態様とで可変させる可変バルブ機構S
が装備されている。At the open end 47 of the combustion chamber of the intake port 46, there are provided intake valves 6, 7 for opening and closing the open end 47. A variable valve mechanism S that varies between a first valve lift mode in which the maximum lift of the intake valves 6 and 7 is reduced and a second valve lift mode in which the maximum lift is increased.
Is equipped.
【0018】すなわち、図8,9に示すようにエンジン
回転により駆動される高速カム1および低速カム2が装
備されており、高速カム1は高速用ロッカーアーム4に
当接し、低速カム2は低速用ロッカーアームを構成する
Tレバー5に当接している。高速用ロッカーアーム4は
ロッカーシャフト10に枢支されており、高速用ロッカ
ーアーム4が高速カム1により揺動されるようになって
いる。That is, as shown in FIGS. 8 and 9, a high-speed cam 1 and a low-speed cam 2 driven by the rotation of the engine are provided. The high-speed cam 1 contacts the high-speed rocker arm 4, and the low-speed cam 2 Abuts on the T-lever 5 constituting the rocker arm for use. The high-speed rocker arm 4 is pivotally supported by a rocker shaft 10, and the high-speed rocker arm 4 is swung by the high-speed cam 1.
【0019】一方、低速用ロッカーアームとしてのTレ
バー5が低速カム2により揺動されるようになってい
る。ここで、ロッカーシャフト10とTレバー5とは一
体に形成されている。ところで、ロッカーシャフト10
には、図10に示すように、高速用ロッカーアーム4の
枢支部内に、高速用ピストン9が装填されている。On the other hand, a T lever 5 as a low speed rocker arm is swung by a low speed cam 2. Here, the rocker shaft 10 and the T-lever 5 are formed integrally. By the way, rocker shaft 10
As shown in FIG. 10, a high-speed piston 9 is mounted in a pivotal portion of the high-speed rocker arm 4.
【0020】高速用ピストン9は、図示しない油圧機構
を介し所要時に油圧が作用して、高速用ロッカーアーム
4内の孔に嵌挿すべく突出させるように構成されてい
る。したがって、低速運転時には、図10に示すように
高速用ピストン9が突出しない状態で運転されるように
構成されており、ロッカーシャフト10と低速用ロッカ
ーアームとしてのTレバー5が低速カム2により駆動さ
れて、吸気バルブ6,7は低速カム2のカムリフトによ
る低カムリフト状態で開閉されるようになっている。The high-speed piston 9 is configured such that hydraulic pressure acts on the high-speed piston 9 via a hydraulic mechanism (not shown) when required, so that the high-speed piston 9 projects into a hole in the high-speed rocker arm 4. Therefore, at the time of low-speed operation, as shown in FIG. 10, the high-speed piston 9 is operated without protruding, and the rocker shaft 10 and the T lever 5 as the low-speed rocker arm are driven by the low-speed cam 2. Then, the intake valves 6, 7 are opened and closed in a low cam lift state by the cam lift of the low speed cam 2.
【0021】この状態が、吸気バルブ6,7の最大リフ
ト量を小にする第1の弁リフト態様として構成されてい
る。一方、高速運転時には、図11に示すように高速用
ピストン9が突出して、ロッカーシャフト10と高速用
ロッカーアーム4とが結合され、Tレバー5が高速用ロ
ッカーアーム4を介し高速カム1により駆動されて、吸
気バルブ6,7は高速カム1のカムリフトによる高カム
リフト状態で開閉されるようになっている。This state is configured as a first valve lift mode for reducing the maximum lift amount of the intake valves 6 and 7. On the other hand, at the time of high-speed operation, as shown in FIG. 11, the high-speed piston 9 projects, the rocker shaft 10 and the high-speed rocker arm 4 are connected, and the T lever 5 is driven by the high-speed cam 1 via the high-speed rocker arm 4. Then, the intake valves 6, 7 are opened and closed in a high cam lift state by the cam lift of the high-speed cam 1.
【0022】この状態が、吸気バルブ6,7の最大リフ
ト量を大にする第2の弁リフト態様として構成されてい
る。このように構成された本実施例のエンジンは、上述
の可変バルブ機構Sにより所要の制御手段を介して、図
4の運転領域特性に対応するように切り換え制御され
る。This state is configured as a second valve lift mode in which the maximum lift of the intake valves 6 and 7 is increased. The thus configured engine of the present embodiment is controlled to be switched by the above-described variable valve mechanism S via required control means so as to correspond to the operating region characteristics shown in FIG.
【0023】すなわち、図4は横軸にエンジン回転数を
とり、縦軸に負荷をとって、運転領域特性を示してお
り、同図の高速運転領域時には、図11に示す状態での
高速運転が行なわれるようになっている。また、低速カ
ム領域時においては図10に示す状態での低速運転が行
なわれるようになっている。さらに、図4のリーンバー
ン領域においてリーン燃焼を行なわせるべく、次のよう
な構造が装備されている。That is, FIG. 4 shows the operating region characteristics by taking the engine speed on the horizontal axis and the load on the vertical axis. In the high-speed operating region of FIG. 4, the high-speed operation in the state shown in FIG. Is performed. In the low-speed cam range, the low-speed operation in the state shown in FIG. 10 is performed. Further, the following structure is provided to perform lean combustion in the lean burn region of FIG.
【0024】すなわち、図1に示すように、吸気ポート
46から燃焼室30へ至る燃焼室開口端部47におい
て、シリンダ25の軸線から遠い側の縁部49に、吸気
流の流れに沿い燃焼室内方向へ延在する、即ち、吸気バ
ルブ軸線に沿ってバルブ開放方向へ延在するようなシュ
ラウド(ステーショナリ・シュラウド)48が形成され
ている。That is, as shown in FIG. 1, at the opening end 47 of the combustion chamber extending from the intake port 46 to the combustion chamber 30, an edge 49 remote from the axis of the cylinder 25 is formed along the flow of the intake air. A shroud (stationary shroud) 48 is formed which extends in the direction, i.e., extends in the valve opening direction along the intake valve axis.
【0025】そして、シュラウド48の燃焼室内方向先
端縁48Aが、第1の弁リフト態様での着座位置から最
大リフト時(第2の弁リフト態様での最大リフト時)の
バルブ傘部56近傍位置へ向かう所望位置に設定されて
いる。すなわち、シュラウド48の燃焼室内方向先端縁
48Aが、第1の弁リフト態様での最大リフト時のバル
ブ傘部56近傍位置と第2の弁リフト態様での最大リフ
ト時のバルブ傘部56近傍位置との間の所望位置に設定
されているのである。The leading edge 48A of the shroud 48 in the combustion chamber direction is positioned near the valve head 56 at the time of the maximum lift from the seated position in the first valve lift mode (at the time of the maximum lift in the second valve lift mode). It is set to the desired position toward. That is, the leading end 48A of the shroud 48 in the combustion chamber direction is located near the valve head 56 at the maximum lift in the first valve lift mode and at the position near the valve head 56 at the maximum lift in the second valve lift mode. Is set at a desired position between them.
【0026】これにより、第1の弁リフト態様が、燃焼
室開口端部47のシュラウド部48側からの吸気流を制
限し、シュラウド48に対向する側からのタンブル生成
流を強化するタンブル流強化低リフト態様として構成さ
れている。また、第2の弁リフト態様が、吸気流を吸気
バルブ6,7の全周から燃焼室30に流入させうる低抵
抗高リフト態様として構成されている。Thus, the first valve lift mode restricts the intake air flow from the shroud portion 48 side of the combustion chamber opening end 47 and enhances the tumble flow from the side facing the shroud 48. It is configured as a low lift embodiment. Further, the second valve lift mode is configured as a low-resistance, high-lift mode that allows the intake air flow to flow into the combustion chamber 30 from all around the intake valves 6 and 7.
【0027】さらに、ピストン26は、燃焼室30内の
タンブル流を効率良く発生させるように、乱れ強化型の
形状をそなえている。なお、図中の符号50は排気ポー
ト、57はバルブステム部を示している。本発明の一実
施例としての可変バルブ機構付き内燃機関は、上述のよ
うに構成されているので、吸気された空気は、燃料と混
合されて各吸気ポート46から燃焼室30内に流入し、
燃焼室30内で圧縮・膨張(爆発)された後、各排気ポ
ート50から排気通路(図示省略)に排出される。Further, the piston 26 has a turbulence-enhancing shape so as to efficiently generate a tumble flow in the combustion chamber 30. In the drawing, reference numeral 50 denotes an exhaust port, and 57 denotes a valve stem. Since the internal combustion engine with the variable valve mechanism as one embodiment of the present invention is configured as described above, the intake air is mixed with fuel and flows into the combustion chamber 30 from each intake port 46,
After being compressed and expanded (exploded) in the combustion chamber 30, it is discharged from each exhaust port 50 to an exhaust passage (not shown).
【0028】そして、エンジンの運転状態が図4の低速
カム運転域にある場合には、所定の制御手段を介し可変
バルブ機構Sが低速運転状態に切り換えられる。すなわ
ち、図10に示すように、高速用ピストン9がロッカー
シャフト10内に没入された状態になり、Tレバー5は
低速カム2のカムリフトによる揺動を行なって、吸気バ
ルブ6,7がカムリフトの小さい第1の弁リフト態様で
開閉されることとなる。When the operating state of the engine is in the low-speed cam operating range shown in FIG. 4, the variable valve mechanism S is switched to the low-speed operating state via predetermined control means. That is, as shown in FIG. 10, the high speed piston 9 is immersed in the rocker shaft 10, the T lever 5 swings by the cam lift of the low speed cam 2, and the intake valves 6, 7 It will be opened and closed in the small first valve lift mode.
【0029】このとき、吸気流は図2に示すようにな
り、燃焼室開口端部47のシュラウド部48側からの吸
気流Aが、吸気バルブ6,7のバルブ傘部56により制
限される。一方、シュラウド48に対向する側からは矢
印Bに示すような多量の吸気が流入して、この流れがタ
ンブル生成流となり、シュラウド48側からの吸気流が
制限されることと相まって、タンブル流が強化される。At this time, the intake air flow is as shown in FIG. 2, and the intake air flow A from the shroud portion 48 side of the combustion chamber opening end 47 is restricted by the valve head portions 56 of the intake valves 6 and 7. On the other hand, a large amount of intake air as shown by arrow B flows from the side facing the shroud 48, and this flow becomes a tumble generation flow, and the tumble flow is combined with the restriction of the intake flow from the shroud 48 side. Be strengthened.
【0030】これにより、第1の弁リフト態様がタンブ
ル流強化低リフト態様としての作用を達成する。そし
て、エンジンの運転状態が図4の高速カム運転域にある
場合には、所定の制御手段を介し可変バルブ機構Sが高
速運転状態に切り換えられる。すなわち、図11に示す
ように、高速用ピストン9がロッカーシャフト10内か
ら高速用ロッカーアーム4内へ向け突出させた状態にな
り、Tレバー5は高速用ピストン9により固着された高
速用ロッカーアーム4を介し、高速カム1のカムリフト
による揺動を行なって、吸気バルブ6,7がカムリフト
の大きい第2の弁リフト態様で開閉されることとなる。Thus, the first valve lift mode achieves the function as the tumble flow enhanced low lift mode. Then, when the operating state of the engine is in the high-speed cam operating range in FIG. 4, the variable valve mechanism S is switched to the high-speed operating state via predetermined control means. That is, as shown in FIG. 11, the high-speed piston 9 projects from the rocker shaft 10 into the high-speed rocker arm 4, and the T lever 5 is fixed to the high-speed rocker arm 9 by the high-speed piston 9. 4, the high-speed cam 1 is swung by the cam lift, and the intake valves 6, 7 are opened and closed in a second valve lift mode in which the cam lift is large.
【0031】このとき、吸気流は図3に示すようにな
り、燃焼室開口端部47のシュラウド部48側からの矢
印A′で示す吸気流は、吸気バルブ6,7のバルブ傘部
56により制限されず、十分な開口面積により十分な量
の吸気が行なわれる。また、シュラウド48に対向する
側からも矢印B′に示すような多量の吸気が流入して、
十分な開口面積により十分な量の吸気が行なわれる。At this time, the intake air flow is as shown in FIG. 3, and the intake air flow indicated by arrow A 'from the shroud portion 48 side of the open end 47 of the combustion chamber is caused by the valve head 56 of the intake valves 6 and 7. There is no limitation, and a sufficient amount of intake is performed by a sufficient opening area. Also, a large amount of intake air flows from the side facing the shroud 48 as shown by the arrow B ',
A sufficient amount of intake air is provided by a sufficient opening area.
【0032】これにより、シュラウド48が形成されて
いても、吸気流に対する抵抗は低く、高速時における流
量係数は十分に高い状態が確保され、高速時における出
力低下が回避される。この状態は、図5に示す特性によ
り確認される。すなわち、図5は本実施例のようにシュ
ラウド48を設けた場合のバルブリフトに対する流量係
数を、設けない場合と比較して表示したものであり、同
図に示されるように高リフト時には流量係数がシュラウ
ド48を設けない場合と一致し、低抵抗の状態が確保さ
れる。As a result, even if the shroud 48 is formed, the resistance to the intake air flow is low, the flow coefficient at high speed is maintained at a sufficiently high state, and a decrease in output at high speed is avoided. This state is confirmed by the characteristics shown in FIG. That is, FIG. 5 shows the flow coefficient with respect to the valve lift in the case where the shroud 48 is provided as in the present embodiment in comparison with the case where the shroud 48 is not provided. As shown in FIG. Corresponds to the case where the shroud 48 is not provided, and a low resistance state is secured.
【0033】また、低リフト時には、シュラウド48を
装備した場合の流量係数が、装備しない場合に比べて小
さくなり、吸気流に対する所要の制限を行なわれること
が確認される。さらに、図6は、エンジン回転数に対す
る充填効率について、シュラウド48を装備した場合
と、装備しない場合とで比較して示したものである。At the time of low lift, the flow coefficient when the shroud 48 is provided is smaller than that when the shroud 48 is not provided, and it is confirmed that the required restriction on the intake air flow is performed. FIG. 6 shows the charging efficiency with respect to the engine speed in comparison with the case where the shroud 48 is provided and the case where the shroud 48 is not provided.
【0034】同図に示されるように、充填効率につい
て、シュラウド48を装備しても、装備しな場合と同程
度の特性を確保されることが確認される。このようにし
て、第2の弁リフト態様が吸気流を吸気バルブ6,7の
全周から燃焼室30に流入させうる低抵抗高リフト態様
としての作用を行なう。ところで、図4に示すリーンバ
ーン運転領域においては、可変バルブ機構Sが低速カム
による運転状態に切り換えられるとともに、燃料供給に
ついては所定の制御手段により低空燃比の状態に制御さ
れる。As shown in the figure, it is confirmed that the same efficiency as the case where the shroud 48 is provided can be secured even if the shroud 48 is provided. In this manner, the second valve lift mode acts as a low-resistance, high-lift mode that allows the intake air flow to flow into the combustion chamber 30 from all around the intake valves 6,7. By the way, in the lean burn operation region shown in FIG. 4, the variable valve mechanism S is switched to the operation state by the low speed cam, and the fuel supply is controlled to a low air-fuel ratio state by predetermined control means.
【0035】このとき、燃焼室30内は、可変バルブ機
構Sとシュラウド48とにより、タンブル流強化低リフ
ト態様で運転される。このため、吸気流は燃焼室30内
に強いタンブル流を生成し、希薄な混合気であっても安
定した燃焼状態が得られる。すなわち、休筒機構をそな
えたエンジンと同様に、低速・低負荷領域において、燃
料供給量を削減しながら安定した運転状態を得られるよ
うになり、低燃費化を、休筒機構の装備を要しないで達
成できるようになる利点がある。At this time, the inside of the combustion chamber 30 is operated by the variable valve mechanism S and the shroud 48 in a tumble flow enhanced low lift mode. For this reason, the intake air flow generates a strong tumble flow in the combustion chamber 30, and a stable combustion state can be obtained even with a lean mixture. In other words, as in the case of an engine with a cylinder stall mechanism, a stable operating state can be obtained while reducing fuel supply in low-speed and low-load regions. There are advantages that can be achieved without.
【0036】したがって、高価な休筒機構を装備しない
可変バルブ機構Sにより、リーンバーン運転を物理構造
的に行なわせるようにして、休筒機構を装備した場合と
同様の運転を実現することができ、コストダウンに寄与
する利点もある。なお、シュラウド48の燃焼室内方向
先端縁48Aは、第1の弁リフト態様での最大リフト時
のバルブ傘部56近傍位置と第2の弁リフト態様での最
大リフト時のバルブ傘部56近傍位置との間の所望位置
に設定されるほか、第1の弁リフト態様での最大リフト
時のバルブ傘部56近傍位置に設定されてもよい。そし
て、このようにしても、第1の弁リフト態様が、燃焼室
開口端部47のシュラウド部側からの吸気流を制限しシ
ュラウド48に対向する側からのタンブル生成流を強化
するタンブル流強化低リフト態様として構成されるとと
もに、第2の弁リフト態様が、吸気流を吸気バルブ6,
7の全周から燃焼室30に流入させうる低抵抗高リフト
態様として構成される。Accordingly, the lean burn operation can be physically performed by the variable valve mechanism S which is not equipped with an expensive cylinder stopping mechanism, and the same operation as that when the cylinder stopping mechanism is equipped can be realized. There is also an advantage that contributes to cost reduction. The front end 48A of the shroud 48 in the combustion chamber direction is located near the valve head 56 at the maximum lift in the first valve lift mode and near the valve head 56 at the maximum lift in the second valve lift mode. May be set to a desired position between the valve head 56 and the position near the valve head 56 at the time of the maximum lift in the first valve lift mode. And even in this case, the first valve lift mode restricts the intake air flow from the shroud portion side of the combustion chamber opening end 47 and enhances the tumble flow from the side facing the shroud 48. While configured as a low lift aspect, the second valve lift aspect directs intake air flow to intake valves 6,6.
7 is configured as a low-resistance, high-lift mode capable of flowing into the combustion chamber 30 from the entire circumference.
【0037】また、本発明は、上記実施例のような多気
筒式内燃機関のほか、単気筒式内燃機関にも、勿論適用
できる。The present invention can of course be applied to a single-cylinder internal combustion engine in addition to the multi-cylinder internal combustion engine as in the above embodiment.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の可変バル
ブ機構付き内燃機関によれば、シリンダヘッドに設けら
れて吸気流を燃焼室内に供給する吸気ポートと、同吸気
ポートの燃焼室開口端部を開閉する吸気バルブと、同吸
気バルブの最大リフト量を小にする第1の弁リフト態様
と最大リフト量を大にする第2の弁リフト態様とで可変
させる可変バルブ機構とをそなえ、上記燃焼室開口端部
のシリンダ軸線から遠い側の縁部において吸気バルブ軸
線に沿ってバルブ開放方向へ延在するようにシュラウド
が形成されて、同シュラウドの燃焼室内方向先端縁が、
上記第1の弁リフト態様での最大リフト時のバルブ傘部
近傍位置又は同第1の弁リフト態様での最大リフト時の
バルブ傘部近傍位置と上記第2の弁リフト態様での最大
リフト時のバルブ傘部近傍位置との間の所望位置に設定
され、上記第1の弁リフト態様が、上記燃焼室開口端部
の上記シュラウド部側からの吸気流を制限し上記シュラ
ウドに対向する側からのタンブル生成流を強化するタン
ブル流強化低リフト態様として構成されるとともに、上
記第2の弁リフト態様が、吸気流を上記吸気バルブの全
周から上記燃焼室に流入させうる低抵抗高リフト態様と
して構成されるという簡素な構成により、休筒機構をそ
なえたエンジンと同様に、低速・低負荷領域において、
燃料供給量を削減しながら安定した運転状態を得られる
ようになり、低燃費化を、休筒機構の装備を要しないで
達成できるようになる利点がある。As described above in detail, according to the internal combustion engine with the variable valve mechanism of the present invention, the intake port provided in the cylinder head to supply the intake air to the combustion chamber, and the opening of the combustion chamber of the intake port. An intake valve that opens and closes an end portion, and a variable valve mechanism that is variable in a first valve lift mode for reducing the maximum lift amount of the intake valve and a second valve lift mode for increasing the maximum lift amount. A shroud is formed at the edge of the opening end of the combustion chamber farther from the cylinder axis so as to extend in the valve opening direction along the intake valve axis, and the front end edge of the shroud in the combustion chamber direction,
The position near the valve head portion at the time of the maximum lift in the first valve lift mode or the position near the valve head portion at the time of the maximum lift in the first valve lift mode, and at the time of the maximum lift in the second valve lift mode The first valve lift mode restricts the intake air flow from the shroud portion side of the opening end of the combustion chamber, and is set from the side facing the shroud. And a second valve lift mode wherein the second valve lift mode enables the intake flow to flow into the combustion chamber from the entire circumference of the intake valve. In a low-speed, low-load range, as with an engine with a cylinder stop mechanism,
There is an advantage that a stable operation state can be obtained while the fuel supply amount is reduced, and fuel economy can be reduced without the need for a cylinder stop mechanism.
【0039】したがって、高価な休筒機構を装備しない
可変バルブ機構を用いながら、リーンバーン運転を物理
構造的に効率よく行なわせるようにして、休筒機構を装
備した場合と同様の運転を実現することができ、コスト
ダウンに寄与する利点もある。Therefore, while using a variable valve mechanism that is not equipped with an expensive cylinder-stopping mechanism, the lean burn operation is performed efficiently in terms of physical structure, thereby realizing the same operation as with the cylinder-stopping mechanism. This has the advantage of contributing to cost reduction.
【図1】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その要部構成を示す模式的断面図で
ある。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その作動を説明するための模式的断
面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view for explaining the operation of the internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その作動を説明するための模式的断
面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining the operation of the internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その運転領域特性を示す線図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing operating region characteristics of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その作動特性を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing operating characteristics of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その作動特性を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing operating characteristics of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その弁機構を示す摸式的断面図であ
る。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a valve mechanism of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その弁機構を示す摸式的分解斜視図
である。FIG. 8 is a schematic exploded perspective view showing a valve mechanism of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付き
内燃機関について、その弁機構の摸式的平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view of a valve mechanism of an internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付
き内燃機関について、その弁機構の作動を説明するため
の摸式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the valve mechanism of the internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図11】本発明の一実施例としての可変バルブ機構付
き内燃機関について、その弁機構の作動を説明するため
の摸式的断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view for explaining the operation of the valve mechanism of the internal combustion engine with a variable valve mechanism as one embodiment of the present invention.
【図12】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その弁機構を示す摸式的分解斜視図である。FIG. 12 is a schematic exploded perspective view showing a valve mechanism of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
【図13】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その弁機構の摸式的平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
【図14】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その弁機構の作動を説明するための摸式的断面図で
ある。FIG. 14 is a schematic sectional view for explaining the operation of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
【図15】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その弁機構の作動を説明するための摸式的断面図で
ある。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
【図16】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その弁機構の作動を説明するための摸式的断面図で
ある。FIG. 16 is a schematic sectional view for explaining the operation of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
【図17】従来の休筒機構付き可変バルブ機構につい
て、その運転領域特性を示す線図である。FIG. 17 is a diagram showing operating region characteristics of a conventional variable valve mechanism with a cylinder rest mechanism.
1 高速カム 2 低速カム 3 低速用ロッカーアーム 4 高速用ロッカーアーム 5 Tレバー 6,7 吸気バルブ 8 低速用ピストン 9 高速用ピストン 10 ロッカーシャフト 22 シリンダブロック 24 シリンダボア 25 シリンダ 26 ピストン 28 シリンダヘッド 30 燃焼室 46 吸気ポート 47 燃焼室開口端部 48 シュラウド 48A 燃焼室内方向先端縁 49 縁部 50 排気ポート 56 バルブ傘部 57 バルブステム部 S 可変バルブ機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High speed cam 2 Low speed cam 3 Low speed rocker arm 4 High speed rocker arm 5 T lever 6,7 Intake valve 8 Low speed piston 9 High speed piston 10 Rocker shaft 22 Cylinder block 24 Cylinder bore 25 Cylinder 26 Piston 28 Cylinder head 30 Combustion chamber 46 Intake port 47 Combustion chamber open end 48 Shroud 48A Combustion chamber direction leading edge 49 Edge 50 Exhaust port 56 Valve head 57 Valve stem S Variable valve mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 13/02 F02D 13/02 H (56)参考文献 特開 平4−292526(JP,A) 特開 平3−23314(JP,A) 特開 平1−290919(JP,A) 特開 昭59−7730(JP,A) 実開 平4−116670(JP,U) 実開 昭62−76237(JP,U) 実開 昭61−186732(JP,U) 実開 昭60−128935(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 17/00 - 23/10 F01L 1/00 - 13/00 F02D 13/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F02D 13/02 F02D 13/02 H (56) References JP-A-4-292526 (JP, A) JP-A-3-23314 ( JP, A) JP-A-1-290919 (JP, A) JP-A-59-7730 (JP, A) JP-A 4-116670 (JP, U) JP-A 62-76237 (JP, U) JP Showa 61-186732 (JP, U) Actually open Showa 60-128935 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02B 17/00-23/10 F01L 1/00-13 / 00 F02D 13/02
Claims (1)
焼室内に供給する吸気ポートと、 同吸気ポートの燃焼室開口端部を開閉する吸気バルブ
と、 同吸気バルブの最大リフト量を小にする第1の弁リフト
態様と最大リフト量を大にする第2の弁リフト態様とで
可変させる可変バルブ機構とをそなえ、 上記燃焼室開口端部のシリンダ軸線から遠い側の縁部に
おいて吸気バルブ軸線に沿ってバルブ開放方向へ延在す
るようにシュラウドが形成されて、 同シュラウドの燃焼室内方向先端縁が、 上記第1の弁リフト態様での最大リフト時のバルブ傘部
近傍位置又は同第1の弁リフト態様での最大リフト時の
バルブ傘部近傍位置と上記第2の弁リフト態様での最大
リフト時のバルブ傘部近傍位置との間の所望位置に設定
され、 上記第1の弁リフト態様が、上記燃焼室開口端部の上記
シュラウド部側からの吸気流を制限し上記シュラウドに
対向する側からのタンブル生成流を強化するタンブル流
強化低リフト態様として構成されるとともに、 上記第2の弁リフト態様が、吸気流を上記吸気バルブの
全周から上記燃焼室に流入させうる低抵抗高リフト態様
として構成されたことを特徴とする、可変バルブ機構付
き内燃機関。An intake port provided in a cylinder head for supplying an intake air flow into a combustion chamber; an intake valve for opening and closing an opening end of the intake port of the combustion chamber; and a maximum lift amount of the intake valve being reduced. A variable valve mechanism that varies between a first valve lift mode and a second valve lift mode for increasing the maximum lift amount, wherein an intake valve axis at an edge of the open end of the combustion chamber farther from the cylinder axis; The shroud is formed so as to extend in the valve opening direction along the direction of the opening of the valve, and the leading end edge of the shroud in the combustion chamber direction is located at a position near the valve head portion at the time of the maximum lift in the first valve lift mode or the first position. The first valve lift is set to a desired position between a position near the valve head portion at the time of the maximum lift in the valve lift mode and a position near the valve head portion at the time of the maximum lift in the second valve lift mode. Aspect Is configured as a tumble flow-enhanced low lift mode that restricts intake air flow from the shroud portion side of the combustion chamber opening end and enhances the tumble generation flow from the side facing the shroud. An internal combustion engine with a variable valve mechanism, wherein the valve lift mode is configured as a low-resistance, high-lift mode that allows the intake air flow to flow into the combustion chamber from the entire circumference of the intake valve.
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JP5318210A JP2936981B2 (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Internal combustion engine with variable valve mechanism |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-12-17 JP JP5318210A patent/JP2936981B2/en not_active Expired - Lifetime
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