JP4135546B2 - Variable valve gear for engine - Google Patents
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- F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの可変動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの吸排気バルブの開閉時期やバルブリフト量をエンジンの運転状態に応じて変化させることは一般に知られている。そのような可変動弁装置の一例として、カムシャフトに設けた偏心輪に外輪を嵌める一方、該カムシャフトに吸気バルブをリフトさせる揺動カムを揺動自在に支持し、偏心輪の回転に伴う外輪の変位を揺動カムにリンク手段で伝えるようにし、このリンク手段を、外輪に連結したロッカアームと、揺動カムに連結したリンクとによって構成し、ロッカアームの揺動支点と揺動カムの軸心との距離をエンジンの運転状態に応じて変化させるようにしたものが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
この可変動弁装置によれば、エンジン高回転高負荷時にはロッカアームの揺動支点を揺動カム軸心に近づけることにより、バルブ開弁開始時期を早めてバルブリフト量を大きくし、エンジン低回転低負荷時には上記揺動支点を離すことにより、バルブの開弁開始時期を遅らせてバルブリフト量を小さくすることができる。
【0004】
可変動弁装置の他の例として、カムシャフトに支持アームを回動自在に支持し、この支持アーム先端に上記ロッカアームを揺動自在に支持し、エンジン低回転低負荷時には、支持アームを回動させてロッカアームの揺動支点をカムシャフトの軸心周りに変位させることにより、バルブ開弁開始時期を遅らせることなくバルブリフト量を小さくするという試みも知られている(特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−107725号公報
【特許文献2】
特開平11−264307号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1に記載されているような、エンジン低回転低負荷時にバルブリフト量が小さくなるだけでなく、バルブ開弁開始時期が遅くなる可変動弁装置では、これを吸気バルブに適用した場合、バルブリフト量が小さくなると、排気バルブと吸気バルブとのオーパラップ期間を確保することができなくなる。そのため、燃焼排ガスの排出に不利になり、或いは内部EGR効果を得ることができなくなることや、ポンピングロスも小さくすることができない等の不具合がある。
【0007】
一方、特許文献2に記載されているような、バルブ開弁開始時期を遅らせることなくバルブリフト量を小さくするという試みも、ロッカアームを支持するアーム及びこの支持アームを変位させるアクチュエータが必要となり、部品点数が多くなって可変動弁装置が複雑なものになるとともに、その重量が増大する。
【0008】
そこで、本発明は、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を大きく変化させることなくバルブリフト量を変化させることができるようにすることを課題とする。
【0009】
また、本発明の課題は、バルブリフト量を大きく変化させることができるようにすることにある。
【0010】
また、本発明の課題は、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組み込むことができる可変動弁装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して、偏心輪と外輪とを用いてバルブリフト用の揺動カムを揺動させるようにした可変動弁装置において、外輪と揺動カムとをリンク機構で連結し、偏心輪の回転に伴う外輪の変位をリンク手段で規制するようにした。
【0012】
すなわち、請求項1にかかる発明は、エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けられて上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように該外輪の変位を規制し、
上記コントロール部材は、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記規制リンクの回動軸の位置を変更することを特徴とする。
【0013】
従って、カムシャフトの回転に伴って偏心輪が回転すると、外輪とリンク機構との連結点が規制リンクに規制されて往復円弧運動し、この外輪の変位がリンク機構を介して揺動カムに伝わり、該揺動カムが揺動してバルブがリフトする。コントロール部材によって規制リンクの位置を変更すると、それに伴って上記外輪とリンク機構との連結点の運動軌跡が変化して、揺動カムの揺動態様が変化してバルブリフト量が変化する。
【0014】
そうして、上記リンク機構と規制リンクとが上記外輪を上記カムシャフトの軸方向の中間において連係しているから、コントロール部材によって規制リンクの位置を変えて上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの軸心回りに変位させることが容易になり、しかも、規制リンクの位置を大きく変更させて揺動カムによるバルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス(スロットルバルブの廃止)を達成することも可能になる。
【0015】
その上、外輪とリンク機構との連結点を円弧運動させる構成としたから、規制リンクはカムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設ければよく、該規制リンクの構成が簡単になる。また、コントロール部材によって規制リンクの回動軸の位置を変えることによって上記連結点の円弧運動位置をカムシャフト軸心回りに移動させる構成としたから、小リフト制御時には大リフト制御時よりもカムシャフトの回転方向手前側の回転角度で最大リフト時が現れるようにして、バルブの開弁開始時期を略揃えることができる。そうして、コントロール部材自体も、規制リンクの回動軸の位置を変えるものであるから、その構成が簡単になる。
【0016】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【0017】
従って、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、リンク連結点が少なくなることから、リンクの拗れを招くことや大きな荷重がかかるリンク連結点を生ずることを避けて可変動弁装置の信頼性の向上を図る上で有利になる。
【0018】
請求項3に係る発明は、エンジンのクランク軸に同期して回転する偏心輪を有するカムシャフトと、
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【0019】
従って、カムシャフトの回転に伴って偏心輪が回転すると、外輪とリンク機構との連結点が規制リンクに規制された所定の軌跡で運動し、この外輪の変位がリンク機構を介して揺動カムに伝わり、該揺動カムが揺動してバルブがリフトする。コントロール部材によって規制リンクの位置を変更すると、それに伴って上記外輪とリンク機構との連結点の運動軌跡が変化して、揺動カムの揺動態様が変化してバルブリフト量が変化する。
【0020】
そうして、上記リンク機構と規制リンクとが上記外輪を上記カムシャフトの軸方向の中間において連係しているから、コントロール部材によって規制リンクの位置を変えて上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの軸心回りに変位させることが容易になり、しかも、規制リンクの位置を大きく変更させて揺動カムによるバルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス(スロットルバルブの廃止)を達成することも可能になる。また、バルブリフト量の変更にあたっては、小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように規制リンクの位置を変更させるから、バルブ開弁開始時期自体はバルブリフト量の変更に拘わらず略揃えることが容易になる。
【0021】
その上、上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されているから、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、リンク連結点が少なくなることから、リンクの拗れを招くことや大きな荷重がかかるリンク連結点を生ずることを避けて可変動弁装置の信頼性の向上を図る上で有利になる。
【0022】
請求項4に係る発明は、請求項2又は請求項3に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動自在に連結され、上記外輪と上記リンク機構との連結点は、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をすることを特徴とする。
【0023】
従って、規制リンクの構成が簡単になる。
【0024】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記コントロール部材は、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものであり、
上記外輪と上記リンク機構との連結点はカムシャフトの上方に配置され、
上記コントロール部材の回動軸は上記連結点の側方に配置されていることを特徴とする。
【0025】
従って、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0026】
請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載のエンジンの可変動弁装置において、
上記揺動カムは、直動式タペットに当接していることを特徴とする。
【0027】
従って、既存の直動式タペットを備えたエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に係る発明によれば、バルブをリフトさせる揺動カムと、カムシャフトの偏心輪に嵌めた外輪とをリンク機構で連結する一方、該外輪に規制リンクを連結して外輪の変位を規制し、コントロール部材で規制リンクの位置を変更してバルブリフト量を変化させ、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるようにした可変動弁装置において、上記外輪をカムシャフト軸方向において上記リンク機構と規制リンクとの中間に配置し、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように、上記規制リンクを、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けて上記外輪に連結し、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの回動軸の位置を変更するようにしたから、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を略揃えて所望のバルブオーバラップ期間を確保しながらバルブリフト量を変更することができ、しかも、バルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス(小リフト制御時のポンピングロスの低減と、大リフト制御時の吸気充填効率の向上)を図る上で有利になり、その上、可変動弁装置の構造が簡単なものになり、そのコンパクト化及び軽量化に有利になる。
【0029】
請求項2に係る発明によれば、請求項1において、上記リンク機構は揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成し、該リンク及び上記規制リンク各々の一端を上記外輪に回動自在に連結する構成としたから、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、可変動弁装置の信頼性向上に有利になる。
【0030】
請求項3に係る発明によれば、バルブをリフトさせる揺動カムと、カムシャフトの偏心輪に嵌めた外輪とをリンク機構で連結する一方、該外輪に規制リンクを連結して外輪の変位を規制し、コントロール部材で規制リンクの位置を変更してバルブリフト量を変化させ、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるようにした可変動弁装置において、上記外輪をカムシャフト軸方向において上記リンク機構と規制リンクとの中間に配置し、上記リンク機構は揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成し、該リンク及び上記規制リンク各々の一端を上記外輪に回動自在に連結する構成としたから、部品点数を少なくして軽量化と信頼性を満足させつつ、バルブ開弁開始時期を略揃えて所望のバルブオーバラップ期間を確保しながらバルブリフト量を変更することができ、しかも、バルブリフト量を大きく変化させることができ、スロットルレス(小リフト制御時のポンピングロスの低減と、大リフト制御時の吸気充填効率の向上)を図る上で有利になり、その上、可変動弁装置の部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、そのコンパクト化及び軽量化に有利になるとともに、可変動弁装置の信頼性向上に有利になる。
【0031】
請求項4に係る発明によれば、請求項2又は請求項3において、上記規制リンクを上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動自在に連結し、上記外輪と上記リンク機構との連結点が、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をするようにしたから、規制リンクの構成が簡単になる。
【0032】
請求項5に係る発明によれば、請求項1乃至請求項4のいずれか一において、上記コントロール部材は上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものとし、上記外輪とリンク機構との連結点をカムシャフトの上方に配置し、上記コントロール部材の回動軸を上記連結点の側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0033】
請求項6に係る発明によれば、請求項1乃至請求項5のいずれか一において、直動式タペットを採用したから、既存の直動式タペットを備えたエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0035】
図1は本発明の実施形態に係る可変動弁装置をエンジンの吸気バルブに適用した全体構成を示す。このエンジンは1つの気筒に2つの吸気バルブ1,2と2つの排気バルブ(図示省略)とを有する4バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。同図において、3はエンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトである。吸気バルブ1,2の各々はカムシャフト3に揺動自在に支持された揺動カム4,5によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じて変更される。
【0036】
吸気バルブ1,2のリフト量及びタイミングの変更のために、カムシャフト3に複数の偏心輪6が軸方向に間隔を一体に形成され、各偏心輪6に外輪7が回転自在に外嵌めされている。この外輪7と上記揺動カム5とが1本の連結リンク(リンク機構)8によって連結されている。揺動カム4は揺動カム5と一体になって揺動するようにカムシャフト3に支持されている。また、上記カムシャフト3と平行に回動軸11が設けられており、この回動軸11に複数のコントロールアーム(コントロール部材)12が軸方向に間隔をおいて結合されている。各コントロールアーム12と上記外輪7とは、上記偏心輪6の回転に伴う外輪7の変位を上記揺動カム4,5が揺動するように規制する規制リンク13によって連結されている。
【0037】
上記回動軸11には、円周の一部のみに歯が形成されたウォーム歯車14が結合されている。このウォーム歯車14の歯にモータ15で回転駆動されるウォーム16が噛み合っている。そうして、エンジンの運転状態に応じてモータ15を作動させて上記コントロールアーム12を回動させ、上記規制リンク13の位置を変えて吸気バルブ1,2のリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム12は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。以下、可変動弁装置について具体的に説明する。
【0038】
図2に示すように、吸気バルブ2のステム上端に直動式タペット21が設けられ、該タペット21に揺動カム5が当接している。吸気バルブ2は、タペット内部に設けられたリテーナ22とシリンダヘッドに設けられたリテーナ23との間に設けられたバルブスプリング24によって吸気ポート25を閉じる方向に付勢されている。吸気バルブ1も吸気バルブ2と同様の構成になっている。
【0039】
連結リンク8は一端が揺動カム5にピン31にて回動自在に連結され、規制リンク13は一端がコントロールアーム12の先端にピン32にて回動自在に連結されている。そうして、この連結リンク8と規制リンク13とは、外輪7を中間において連係している。すなわち、連結リンク8及び規制リンク13の各々の他端は外輪7を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン33によって同軸で回動自在に連結されている。ピン31〜33はいずれもカムシャフト3と平行に延びている。
【0040】
外輪7と連結リンク8との連結ピン33はカムシャフト3の上方に配置され、該連結点の側方にコントロールアーム12の回動軸11が配置されている。コントロールアーム12の先端のピン32は規制リンク13の回動中心である。このピン32を回動軸11の下方に配置した図2は、大リフト制御状態である。図3に示すようにコントロールアーム12の回動によってピン32を上方へ移動させてカムシャフト3の上方に位置付けると、小リフト制御状態となる。
【0041】
図2の(a)及び(b)に示すように外輪7の位置は偏心輪6の回転に伴って変化し、揺動カム5が同図(a)に示すように直動式タペット21を介して吸気バルブ2を大きくリフトさせた状態(揺動カム4が直動式タペットを介して吸気バルブ1を大きくリフトさせた状態)と、同図(b)に示すように吸気バルブ2(吸気バルブ1)のリフト量零の状態との間で揺動する。小リフト制御状態である図3の場合も同様である(同図(a)及び(b)参照)。
【0042】
図4に上記可変動弁装置の作動を具体的に示す。なお、コントロールアーム12、連結リンク8及び規制リンク13については直線で表している。また、Cは偏心輪6の中心の回転軌跡である。また、吸気バルブ1と揺動カム4との関係も吸気バルブ2と揺動カム5との関係と同じであり、揺動カム4は揺動カム5と同様に働くので、以下では、吸気バルブ2と揺動カム5との関係で当該可変動弁装置を説明する。
【0043】
まず、揺動カム5の周面には、曲率半径が所定角度範囲一定になっている基円面(ベースサークル区間)θ1と、該θ1に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面(リフト区間)θ2とが形成されている。カムシャフト3(偏心輪6)の回転方向は図4における時計方向(右回り)に設定されている。図4に実線で示す状態は、コントロールアーム12が大リフト制御位置とされ、外輪7の連結ピン33が最も上方に位置付けられたバルブリフトピーク時である。このときに、揺動カム5はカム面θ2のカムノーズ側の端がタペット21に当接した状態になるように設けられている。
【0044】
図4の実線状態において、偏心輪6が回転すると、それに伴って外輪7が変位するが、その変位は規制リンク13によって規制される。すなわち、規制リンク13は回動軸11の下方に配置されたピン32を中心に回動するから、外輪7の連結ピン33は、偏心輪6が1回転する度に、ピン32を中心として往復円弧運動Aをすることになる(規制リンク13は実線状態と破線状態との間で往復回動する)。
【0045】
上記往復円弧運動Aの方向は、揺動カム5と連結リンク8との連結点(ピン31)の揺動方向と略同じになされている。すなわち、連結ピン33の往復円弧運動Aの両端(実線の連結ピン33と破線の連結ピン33と)を結ぶ弦の方向(以下、この方向を往復円弧運動Aの方向という。)と、揺動カム5の連結ピン31の両揺動端(実線の連結ピン31と破線の連結ピン31と)を結ぶ弦の方向(以下、この方向を揺動カム5の揺動方向という。)とのなす角度が小さくなっている(30度以下)。
【0046】
上記連結ピン33の往復円弧運動Aに伴って、外輪7に連結リンク8で連結された揺動カム5は、実線状態と破線状態との間で揺動運動をする。揺動カム5は破線状態ではその基円面θ1がタペット21に接しており、バルブリフト量は零(吸気バルブ1,2は閉)となる。
【0047】
揺動カム5が図4の実線状態と破線状態との間で揺動するときの吸気バルブ1,2のリフト特性を図5にL1で示す。
【0048】
次にコントロールアーム12を図4に実線で示す状態から回動軸11周りに上方へ回動させて、規制リンク13の回動中心であるピン32を大リフト制御時よりもカムシャフト3の回転方向手前側に位置付けた1点鎖線で示す略水平な状態にすると、小リフト制御状態となる。すなわち、偏心輪6が回転するとき、外輪7の連結ピン33は規制リンク13によって変位が規制され、回動軸11の側方に配置されたピン32を中心として往復円弧運動Bをすることになる(規制リンク13は1点鎖線状態と2点鎖線状態との間で往復回動する)。
【0049】
この小リフト制御時の往復円弧運動Bの位置は大リフト制御時の往復円弧運動Aの位置よりもカムシャフト3の回転方向手前側に位置付けられている。また、往復円弧運動Bの方向(1点鎖線の連結ピン33と2点鎖線の連結ピン33とを結ぶ弦の方向)と往復円弧運動Aの方向とは、45度以上90度以下程度の角度をもって交差している。そのため、往復円弧運動Bの方向は、揺動カム5の揺動方向に対して横向きになっている。すなわち、往復円弧運動Bの方向と揺動カム5の揺動方向とのなす角度が大リフト制御時の場合よりも大きくなっている(45度以上120度以下)。
【0050】
上記連結ピン33の往復円弧運動Bに伴って、外輪7に連結リンク8で連結された揺動カム5は、1点鎖線状態と破線状態との間で揺動運動をする。なお、本例の場合、連結ピン33が往復円弧運動Bによってバルブリフト量零になったときの位置(2点鎖線位置)は、往復円弧運動Aによってバルブリフト量零になったときの位置(破線位置)と略同じであるから、連結ピン33が往復円弧運動Bによって2点鎖線位置に位置付けられたときの揺動カム5の状態は破線状態で代用した。
【0051】
揺動カム5が図4の1点鎖線状態と破線状態との間で揺動するときの吸気バルブ1,2のリフト特性を図5にL2で示す。
【0052】
そうして、上述の如く大リフト制御時から小リフト制御時への移行にあたっては、コントロールアーム12の回動により規制リンク13の回動中心であるピン32を移動させて連結ピン33の往復円弧運動の位置をAからBへ、すなわち、カムシャフト3の回転方向手前側に移動させている。これにより、大リフト制御時にはバルブリフトピーク時の偏心輪6の中心はC1に位置するが、小リフト時にはバルブリフトピーク時の偏心輪6の中心はC2に移動する。つまり、大リフト制御時から小リフト制御時に移行したとき、バルブリフトピーク時はC1とC2とに関する中心角αだけ進角することになる。
【0053】
このように、バルブリフト量を小さくしていくと、バルブリフトのピーク時が進角するから、図5に示すように、バルブリフト量の大小に拘わらず吸気バルブ1,2の開弁開始時期を略揃える上で有利になる。
【0054】
次に吸気バルブ2のリフト・ダウン速度をみると、まず、大リフト制御時及び小リフト制御時に揺動カム5がバルブリフト量零側の揺動端に位置するときの偏心輪6の中心は図5のC3にある。
【0055】
偏心輪6の中心がC3点からカムシャフト3の軸心を中心として右回りしていくとき、大リフト制御時の場合、C3点から60度の回転角ぐらいまでは偏心輪6の中心の移動方向が連結ピン33の往復円弧運動Aの方向に対して横向きになっているから、連結ピン33は破線側の揺動端から殆ど上昇しない。従って、揺動カム5も殆ど動かない。
【0056】
上記60度の回転角を過ぎた頃から偏心輪6の中心の回転移動方向が往復円弧運動Aの方向に沿うようになるから、偏心輪6の中心の回転移動に伴って連結ピン33が比較的速く上昇していく。この往復円弧運動Aの方向と揺動カム5の揺動方向とが略同じになっているから、連結ピン33の上昇に伴って揺動カム5が実質的に揺動し始める。そうして、偏心輪6の中心が上記C3点から90度を越えた回転角になると、揺動カム5はそのカム面(リフト区間)θ2がタペット21に当接するようになって吸気バルブ2が開弁し始める。
【0057】
一方、小リフト制御時の場合、偏心輪6の中心が上記C3点から回転移動していくときの移動方向が往復円弧運動Bの方向に比較的近いから、この回転移動に伴って、連結ピン33は大リフト制御時の場合よりも比較的早く上昇していく。しかし、往復円弧運動Bの方向と揺動カム5の揺動方向との交差角度が大きいから、連結ピン33が往復円弧運動Bでの上昇を開始しても揺動カム5は殆ど揺動せず、偏心輪6の中心がC3から90度乃至120度程度の回転角になったときに吸気バルブ2が開き始める。
【0058】
すなわち、バルブリフト量の制御において、リフト量が小さくなるほど、連結ピン33の往復円弧運動の位置をカムシャフト3の回転方向手前側に移動させてバルブリフトピーク時を進角させるようにしたことに加えて、上記往復円弧運動の方向と揺動カム5の揺動方向とのなす角度を大きくしていくようにしたから、吸気バルブ2の開弁開始時期を略揃える上でさらに有利になっている。
【0059】
また、本例の場合、バルブリフト量が大きくなるほど、規制リンク13の回動中心(連結ピン32)をカムシャフト3の軸心側に近づけて、連結ピン33の往復円弧運動の弦がカムシャフト3の軸心側を向くようにしている。従って、偏心輪6の中心がC1点から右回りに回転移動するときの、連結ピン33の下降速度が速くなり、その結果、吸気バルブ2が早めに閉弁する。すなわち、吸気バルブ2を早閉じにすることができ、ポンピングロス低減にも有利になる。
【0060】
そうして、上記連結リンク8と規制リンク13とが外輪7を中間において連係しているから、コントロールアーム12によって規制リンク13の位置を大きく変更させて揺動カム5によるバルブリフト量を大きく変化させることができ、このバルブリフト量の制御のみでエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることができるため、スロットルレスとしてポンピングロスを低減することができるとともに、大リフト制御時の吸気充填効率を向上させることができる。
【0061】
また、上記実施形態では、揺動カム5と外輪7とを1本のリンク8で連結し、該リンク8及び規制リンク13各々の一端を外輪7に連結する構成としたから、部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、可変動弁装置のコンパクト化及び軽量化に有利になる。しかも、コントロールアーム12の回動軸11を外輪7の連結ピンの側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、特に直動タペット式のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0062】
なお、連結リンク8と規制リンク13とは、外輪7に対して別個のピンで異なる位置に連結することもできる。
【0063】
<参考形態>
図6は参考形態(本発明の実施形態ではない)に係る吸気バルブの可変動弁装置の全体構成を示す。実施形態と同様に、このエンジンは1つの気筒に2つの吸気バルブ1,2と2つの排気バルブ(図示省略)とを有する4バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用したものである。同図において、3はエンジンのクランク軸に同期して回転するカムシャフトである。吸気バルブ1,2の各々はカムシャフト3に揺動自在に支持された揺動カム4,5によって駆動され、バルブリフト量及びバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じて変更される。
【0064】
吸気バルブ1,2のリフト量及びタイミングの変更のために、カムシャフト3には複数の偏心輪6が軸方向に間隔をおいて且つ該カムシャフト3と一体になって回転するように設けられ、各偏心輪6に外輪7が回転自在に外嵌めされている。この外輪7と上記揺動カム5とがリンク機構によって連結されている。揺動カム4は揺動カム5と一体になって揺動するようにカムシャフト3に支持されている。リンク機構は、揺動カム5に連結された第1リンク9と、外輪7に連結された第2リンク10とによって構成され、該第1リンク9と第2リンク10とが回動自在に連結されている。
【0065】
また、上記カムシャフト3と平行に回動軸11が設けられており、この回動軸11に複数のコントロールアーム(コントロール部材)12が軸方向に間隔をおいて結合されている。各コントロールアーム12と上記外輪7とは、上記第2リンク10を利用して連結されている。すなわち、第2リンク10は外輪7との連結点よりさらに上記第1リンク9とは反対側に延長されてコントロールアーム12に連結されている。この第2リンク10の延長部が、偏心輪6の回転に伴う外輪7の変位を上記揺動カム5が揺動するように規制する規制リンク13を形成している。
【0066】
上記回動軸11には、ウォーム歯車14が結合されている。このウォーム歯車14の歯にモータ15で回転駆動されるウォーム16が噛み合っている。そうして、エンジンの運転状態に応じてモータ15を作動させて上記コントロールアーム12を回動させ、上記規制リンク13の位置を変えて吸気バルブ1,2のリフト量及びタイミングを変更させるようになっている。この場合、コントロールアーム12は、エンジン負荷が高くなるほどバルブリフト量が大きくなるように制御される。以下、可変動弁装置について具体的に説明する。
【0067】
図7に示すように、吸気バルブ2のステム上端に直動式タペット21が設けられ、該タペット21に揺動カム5が当接している。吸気バルブ2は、タペット内部に設けられたリテーナ22とシリンダヘッドに設けられたリテーナ23との間に設けられたバルブスプリング24によって吸気ポート25を閉じる方向に付勢されている。吸気バルブ1も吸気バルブ2と同様の構成になっている。
【0068】
第1リンク9は、一端が揺動カム5にピン31にて回動自在に連結され、他端は第2リンク10の一端にピン30にて回動自在に連結されている。第2リンク10は、その中間部が外輪7を一部を外方へ突出させてなる突出部に連結ピン33によって連結されている。第2リンク10の他端、すなわち、規制リンク13の基端はコントロールアーム12の先端にピン32にて回動自在に連結されている。従って、リンク機構と規制リンク13とは外輪7を中間において連係している。ピン30〜33はいずれもカムシャフト3と平行に延びている。
【0069】
外輪7と第2リンク10との連結ピン33はカムシャフト3の上方に配置され、該連結ピン33の側方にコントロールアーム12の回動軸11が配置されている。コントロールアーム12の先端のピン32は第2リンク10(規制リンク13)の回動中心である。このピン32を高位置(カムシャフト3の軸心位置よりも比較的上方に離した位置)に配置した図7は、大リフト制御状態である。図8に示すようにコントロールアーム12の回動によってピン32を下方へ移動させて低位置(カムシャフト3の軸心の側方位置)に位置付けると、小リフト制御状態となる。
【0070】
図7の(a)及び(b)に示すように外輪7の位置は偏心輪6の回転に伴って変化し、揺動カム5が同図(a)に示すように直動式タペット21を介して吸気バルブ2を大きくリフトさせた状態(揺動カム4が直動式タペットを介して吸気バルブ1を大きくリフトさせた状態)と、同図(b)に示すように吸気バルブ2(吸気バルブ1)のリフト量零の状態との間で揺動する。小リフト制御状態である図8の場合も同様である(同図(a)及び(b)参照)。
【0071】
図9に上記可変動弁装置の作動を具体的に示す。なお、コントロールアーム12、第1リンク9及び第2リンク10(規制リンク13)については直線で表している。また、Cは偏心輪6の中心の回転軌跡である。また、吸気バルブ1と揺動カム4との関係も吸気バルブ2と揺動カム5との関係と同じであり、揺動カム4は揺動カム5と同様に働くので、以下では、吸気バルブ2と揺動カム5との関係で当該可変動弁装置を説明する。
【0072】
まず、揺動カム5の周面には、曲率半径が所定角度範囲一定になっている基円面(ベースサークル区間)θ1と、該θ1に続いて曲率半径が漸次大きくなっているカム面(リフト区間)θ2とが形成されている。カムシャフト3(偏心輪6)の回転方向は図9における時計方向(右回り)に設定されている。図9に実線で示す状態は、コントロールアーム12が大リフト制御位置とされ、外輪7の連結ピン33が最も下方に位置付けられたバルブリフトピーク時である。このときに、揺動カム5はカム面θ2のカムノーズ側の端がタペット21に当接した状態になるように設定されている。
【0073】
図9の実線状態において、偏心輪6が回転すると、それに伴って外輪7が変位するが、その変位は規制リンク13によって規制される。すなわち、規制リンク13はピン32を中心に回動するから、外輪7の連結ピン33は、偏心輪6が1回転する度に、ピン32を中心として往復円弧運動Aをすることになる(規制リンク13は実線状態と破線状態との間で往復回動する)。
【0074】
上記連結ピン33の往復円弧運動Aに伴って、外輪7に第1及び第2のリンク9,10で連結された揺動カム5は、実線状態と破線状態との間で揺動運動をする。揺動カム5は破線状態ではその基円面θ1がタペット21に接しており、バルブリフト量は零(吸気バルブ1,2は閉)となる。
【0075】
次にコントロールアーム12を図9に実線で示す状態から回動軸11周りに下方へ回動させて規制リンク13の回動中心であるピン32を大リフト制御時よりもカムシャフト3の回転方向手前側に位置付けると、小リフト制御状態となる。すなわち、偏心輪6が回転するとき、外輪7の連結ピン33は規制リンク13によって変位が規制され、回動軸11の下方に配置されたピン32を中心として往復円弧運動Bをすることになる(規制リンク13は1点鎖線状態と2点鎖線状態との間で往復回動する)。
【0076】
この小リフト制御時の往復円弧運動Bの位置は大リフト制御時の往復円弧運動Aの位置よりもカムシャフト3の回転方向手前側に位置付けられている。
【0077】
上記連結ピン33の往復円弧運動Bに伴って、外輪7に連結リンク8で連結された揺動カム5は、1点鎖線状態と2点鎖線状態との間で揺動運動をする。
【0078】
上述の如く大リフト制御時から小リフト制御時へ移行すると、連結ピン33の往復円弧運動の位置がカムシャフト3の回転方向手前側に移動するから、バルブリフトピーク時の偏心輪6の中心はC1からC2に移動する。つまり、大リフト制御時から小リフト制御時に移行したとき、バルブリフトピーク時はC1とC2とに関する中心角αだけ進角することになる。
【0079】
このように、バルブリフト量を小さくしていくと、バルブリフトのピーク時が進角するから、バルブリフト量の大小に拘わらず吸気バルブ1,2の開弁開始時期を略揃える上で有利になる。
【0080】
そうして、上記連結リンク8と規制リンク13とが外輪7を中間において連係しているから、コントロールアーム12によって規制リンク13の位置を大きく変更させて揺動カム5によるバルブリフト量を大きく変化させることができ、このバルブリフト量の制御のみでエンジンの運転状態に応じた最適な吸気量を得ることができるため、スロットルレスとしてポンピングロスを低減することができるとともに、大リフト制御時の吸気充填効率を向上させることができる。
【0081】
また、上記参考形態では、揺動カム5と外輪7とを2本のリンク9,10で連結するとともに、第2リンク10の一部を規制リンク13とする構成としたから、部品点数を少なくして構成を簡単にすることができ、可変動弁装置のコンパクト化及び軽量化に有利になる。しかも、コントロールアーム12の回動軸11を外輪7の連結ピンの側方に配置したから、可変動弁装置全体が嵩高なものにならず、既存のエンジンに対して、特に直動タペット式のエンジンに対して、エンジンの全高が増大することを抑えつつ且つ大きな設計変更をすることなく、組込む上で有利になる。
【0082】
また、コントロールアーム12と第2リンク10(規制リンク13)との連結ピン32と、揺動カム5と第1リンク9との連結ピン31とは、第2リンク10と外輪7との連結ピン33を支点として互いに逆方向に移動する。すなわち、コントロールアーム12と揺動カム5とは、第2リンク10を言わばシーソーとして互いに逆方向に移動する関係にあるから、エンジンの運転状態に応じてコントロールアーム12を動かしたときに、揺動カム5に対してその揺動方向に働く分力が大きくなり、その分、各連結ピン30〜33に作用する荷重が小さくなる。よって、バルブリフト量変更のために必要な駆動力を小さくすることができるとともに、リンク9,10及びコントロールアーム12の動きが円滑になって当該可変動弁装置の信頼性が高くなる。
【0083】
なお、上記実施形態及び参考形態では、コントロール部材(アーム12)が規制リンクの基端の回動中心を旋回移動させるようにしたが、コントロール部材は規制リンクの回転中心を直線的に移動させるものであってもよい。
【0084】
また、上記実施形態及び参考形態では、外輪とリンク機構との連結点が往復円弧運動をするように規制リンクが該外輪の変位を規制するようにしたが、規制リンクは上記連結点が例えば楕円状に循環軌跡移動するように外輪の変位を規制するものであってもよい。
【0085】
また、上記実施形態及び参考形態は吸気バルブの可変動弁装置に関するが、それらは排気バルブの可変動弁装置として採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る可変動弁装置を示す斜視図。
【図2】 同装置の大リフト制御時におけるバルブリフトピーク時(a)及びリフト量零時(b)各々の状態を示す断面図。
【図3】 同装置の小リフト制御時におけるバルブリフトピーク時(a)及びリフト量零時(b)各々の状態を示す断面図。
【図4】 同装置の作動の説明図。
【図5】 同装置のバルブリフト特性を示すグラフ図。
【図6】 参考形態に係る可変動弁装置を示す斜視図。
【図7】 同装置の大リフト制御時におけるバルブリフトピーク時(a)及びリフト量零時(b)各々の状態を示す断面図。
【図8】 同装置の小リフト制御時におけるバルブリフトピーク時(a)及びリフト量零時(b)各々の状態を示す断面図。
【図9】 同装置の作動の説明図。
【符号の説明】
1,2 吸気バルブ
3 カムシャフト
4,5 揺動カム
6 偏心輪
7 外輪
8 連結リンク(リンク機構)
9 第1リンク
10 第2リンク
11 回動軸
12 コントロールアーム
13 規制リンク
21 タペット
30〜33 連結ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve gear for an engine.
[0002]
[Prior art]
It is generally known that the opening / closing timing and valve lift amount of the intake / exhaust valve of the engine are changed in accordance with the operating state of the engine. As an example of such a variable valve device, an outer ring is fitted to an eccentric ring provided on a camshaft, while a swinging cam for lifting an intake valve is supported on the camshaft so as to be swingable, and the eccentric ring rotates. The displacement of the outer ring is transmitted to the swing cam by the link means, and this link means is constituted by a rocker arm connected to the outer ring and a link connected to the swing cam, and the rocker arm swing support point and the swing cam shaft A device in which the distance from the mind is changed in accordance with the operating state of the engine is known (see Patent Document 1).
[0003]
According to this variable valve operating system, at the time of high engine speed and high load, the rocker arm's rocking fulcrum is brought close to the rocking cam shaft so that the valve opening start time is advanced and the valve lift amount is increased. By releasing the swing fulcrum at the time of loading, the valve opening start timing can be delayed to reduce the valve lift amount.
[0004]
As another example of a variable valve system, a support arm is rotatably supported on a camshaft, and the rocker arm is swingably supported at the tip of the support arm, and the support arm is rotated at low engine speed and low load. There is also known an attempt to reduce the valve lift amount without delaying the valve opening start timing by displacing the rocking fulcrum of the rocker arm around the axis of the camshaft (see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-107725
[Patent Document 2]
JP-A-11-264307
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in
[0007]
On the other hand, an attempt to reduce the valve lift amount without delaying the valve opening start timing as described in
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to change the valve lift amount without greatly changing the valve opening start timing while reducing the number of parts and satisfying weight reduction and reliability. .
[0009]
Another object of the present invention is to make it possible to greatly change the valve lift amount.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a variable valve device that can be incorporated into an existing engine while suppressing an increase in the overall height of the engine and without making a major design change.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides a variable valve operating apparatus in which an eccentric ring and an outer ring are used to swing a swing cam for a valve lift. It is connected and the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring is restricted by the link means.
[0012]
That is, the invention according to
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
And a control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine.e,
the aboveIn order to change the lift amount of the valve by the swing cam, and so that the peak of the valve lift appears at the rotation angle on the front side in the rotation direction of the camshaft at the time of the small lift control than at the time of the large lift control.By the control memberThe position of the restriction link was changedA variable valve operating system for an engine,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The restricting link is rotatably provided about an axis parallel to the camshaft and is connected to the outer ring, and the connection point between the outer ring and the link mechanism moves in a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. Restricting the displacement of the outer ring to
The control member changes the position of the rotation shaft of the restriction link so that the reciprocating arc motion position of the connection point is displaced in the circumferential direction around the axis of the camshaft.It is characterized byThe
[0013]
Therefore, when the eccentric wheel rotates as the camshaft rotates, the connection point between the outer ring and the link mechanism is restricted by the restriction link.Reciprocating arcThe outer ring is moved, and the displacement of the outer ring is transmitted to the swing cam via the link mechanism. The swing cam swings to lift the valve. When the position of the restriction link is changed by the control member, the movement locus of the connection point between the outer ring and the link mechanism is changed accordingly, the swing mode of the swing cam is changed, and the valve lift amount is changed.
[0014]
Then, the link mechanism and the regulation linkAxial direction of the camshaftSince it is linked in the middle, it becomes easy to change the position of the restriction link by the control member to displace the connection point between the outer ring and the link mechanism around the axis of the camshaft, and the position of the restriction link can be changed. It is possible to greatly change the valve lift amount by the swing cam so as to achieve throttleless (abolition of the throttle valve).
[0015]
Moreover,Since the connection point between the outer ring and the link mechanism is moved in an arc, the restriction link may be provided so as to be rotatable about an axis parallel to the camshaft, and the structure of the restriction link is simplified. In addition, since the arc movement position of the connecting point is moved around the camshaft axis by changing the position of the rotation shaft of the restriction link by the control member, the camshaft is smaller in the small lift control than in the large lift control. The valve opening start timings of the valves can be substantially aligned so that the maximum lift appears at the rotation angle on the near side in the rotation direction. Thus, since the control member itself also changes the position of the rotation shaft of the restriction link, its configuration is simplified.
[0016]
The invention according to
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. To do.
[0017]
Therefore, it is possible to simplify the configuration by reducing the number of parts of the variable valve operating device, which is advantageous for downsizing and weight reduction, and the number of link connection points is reduced, which causes the link to be twisted. This is advantageous in improving the reliability of the variable valve operating apparatus by avoiding the occurrence of a link connection point where a large load is applied.
[0018]
The invention according to claim 3A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
A control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. To do.
[0019]
Therefore, when the eccentric wheel rotates along with the rotation of the camshaft, the connection point between the outer ring and the link mechanism moves along a predetermined locus restricted by the restriction link, and the displacement of the outer ring moves through the swing mechanism via the link mechanism. The swing cam swings and the valve lifts. When the position of the restriction link is changed by the control member, the movement locus of the connection point between the outer ring and the link mechanism is changed accordingly, the swing mode of the swing cam is changed, and the valve lift amount is changed.
[0020]
Then, since the link mechanism and the restriction link link the outer ring in the middle of the camshaft in the axial direction, the position of the restriction link is changed by the control member to change the connection point between the outer ring and the link mechanism. It becomes easy to displace the camshaft around the shaft center, and the valve lift amount by the swing cam can be changed greatly by changing the position of the regulation link greatly. It can also be achieved. Also, when changing the valve lift amount, the position of the restriction link is changed so that the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. The valve opening start timing itself can be easily aligned regardless of the change in the valve lift amount.
[0021]
In addition, the link mechanism is composed of a single link that connects the swing cam and the outer ring, and each end of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. ,The number of parts of the variable valve system can be reduced to simplify the structure, which is advantageous for making it compact and lightweight, and the number of link connection points is reduced. This is advantageous in improving the reliability of the variable valve operating apparatus by avoiding the occurrence of a link connection point where a load is applied.
[0022]
The invention according to claim
The restriction link is pivotally connected to the control member by an axis parallel to the camshaft, and a connection point between the outer ring and the link mechanism is connected to the control member and the link with the rotation of the eccentric ring. Reciprocating arc motion around the connection point with the restriction linkIt is characterized by that.
[0023]
Therefore,The configuration of the regulatory link is simplified.
[0024]
Claim 5The invention according to claim 1Any one of Claim 4In the variable valve operating apparatus for an engine described in 1.
The control member rotates around an axis parallel to the camshaft.
The connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft,
The rotation shaft of the control member is arranged on the side of the connection point.
[0025]
Therefore, the entire variable valve operating device does not become bulky, and it is advantageous in incorporating an existing engine without restraining an increase in the overall height of the engine and making a major design change.
[0026]
Claim 6The invention according to
The rocking cam is in contact with a direct acting tappet.
[0027]
Therefore, it is advantageous in incorporating an existing engine equipped with a direct-acting tappet without restraining an increase in the overall height of the engine and making a major design change.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the swing cam for lifting the valve and the outer ring fitted to the eccentric ring of the camshaft are connected by the link mechanism, and the restriction link is connected to the outer ring. To regulate the displacement of the outer ringAndThe valve lift amount is changed by changing the position of the restriction link with the control member, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the large lift control at the time of small lift control.In the variable valve operating apparatus, the outer ring is arranged in the camshaft axial direction between the link mechanism and the restriction link, and the connection point between the outer ring and the link mechanism undergoes a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. The restriction link is pivotally provided around an axis parallel to the camshaft and connected to the outer ring, and the reciprocating arc motion position of the connecting point is a circumferential direction around the axis of the camshaft. The position of the pivot shaft of the restriction link is changed by the control member so as to be displacedTherefore, while reducing the number of parts to satisfy weight reduction and reliability, it is possible to change the valve lift amount while ensuring the desired valve overlap period by substantially aligning the valve opening start timing, The lift amount can be changed greatly, which is advantageous for throttle-less (reducing pumping loss during small lift control and improving intake charging efficiency during large lift control).On top of that,Structure of variable valve gearButIt becomes simple, which is advantageous for making it compact and lightweight.
[0029]
According to the invention of
[0030]
According to the invention of
[0031]
According to the invention of
[0032]
Claim 5According to the invention which concerns on this, Claim 1Any one of Claim 4The control member rotates about an axis parallel to the camshaft, the connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft, and the rotation shaft of the control member is connected to the connection Since it is arranged on the side of the point, the entire variable valve system does not become bulky, and it can be incorporated into an existing engine without increasing the overall height of the engine and without making major design changes. Will be advantageous.
[0033]
Claim 6According to the invention according to
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
Figure1 is the present inventionEmbodiment ofThe whole structure which applied the variable valve apparatus which concerns on this to the intake valve of an engine is shown. This engine employs a four-valve double overhead cam system having two
[0036]
In order to change the lift amount and timing of the
[0037]
A
[0038]
As shown in FIG. 2, a
[0039]
One end of the
[0040]
A
[0041]
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the position of the
[0042]
FIG. 4 specifically shows the operation of the variable valve operating apparatus. The
[0043]
First, on the peripheral surface of the
[0044]
In the state of the solid line in FIG. 4, when the
[0045]
The direction of the reciprocating arc motion A is substantially the same as the swinging direction of the connecting point (pin 31) between the
[0046]
Along with the reciprocating arc motion A of the connecting
[0047]
The lift characteristics of the
[0048]
Next, the
[0049]
The position of the reciprocating arc motion B during the small lift control is positioned closer to the
[0050]
Along with the reciprocating arc motion B of the connecting
[0051]
The lift characteristics of the
[0052]
Thus, when shifting from the large lift control to the small lift control as described above, the
[0053]
As described above, when the valve lift amount is decreased, the valve lift peak angle is advanced. As shown in FIG. 5, the opening start timing of the
[0054]
Next, looking at the lift / down speed of the
[0055]
When the center of the
[0056]
Since the rotational movement direction of the center of the
[0057]
On the other hand, in the case of the small lift control, the moving direction when the center of the
[0058]
That is, in the control of the valve lift amount, the reciprocal arc movement position of the connecting
[0059]
Further, in this example, as the valve lift amount increases, the rotation center of the restriction link 13 (the connection pin 32) is brought closer to the axial center side of the
[0060]
Thus, since the connecting
[0061]
In the above embodiment, since the
[0062]
The
[0063]
<Reference form>
FIG.Reference form (not an embodiment of the present invention)The whole structure of the variable valve operating apparatus of the intake valve which concerns on is shown.EmbodimentSimilarly, this engine employs a four-valve double overhead cam system having two
[0064]
In order to change the lift amount and timing of the
[0065]
A rotating
[0066]
A
[0067]
As shown in FIG. 7, a
[0068]
One end of the
[0069]
A connecting
[0070]
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the position of the
[0071]
FIG. 9 specifically shows the operation of the variable valve operating apparatus. The
[0072]
First, on the peripheral surface of the
[0073]
In the solid line state of FIG. 9, when the
[0074]
Along with the reciprocating arc motion A of the connecting
[0075]
Next, the
[0076]
The position of the reciprocating arc motion B during the small lift control is positioned closer to the
[0077]
Along with the reciprocating arc motion B of the connecting
[0078]
As described above, when shifting from the large lift control to the small lift control, the position of the reciprocating arc movement of the connecting
[0079]
In this way, if the valve lift amount is reduced, the peak time of the valve lift is advanced, which is advantageous in substantially aligning the valve opening start timings of the
[0080]
Thus, since the connecting
[0081]
In the reference embodiment, the
[0082]
The
[0083]
The aboveEmbodiment and reference formIn the above, the control member (arm 12) pivots the rotation center of the base end of the restriction link. However, the control member may move the rotation center of the restriction link linearly.
[0084]
Also, aboveEmbodiment and reference formIn this case, the restricting link restricts the displacement of the outer ring so that the connecting point between the outer ring and the link mechanism performs a reciprocating arc motion. However, the restricting link moves the connecting point, for example, in an elliptical circular path. It may restrict the displacement of the outer ring.
[0085]
Also, aboveEmbodiment and reference formIs related to the variable valve system of the intake valve,They areVariable valve operating device for exhaust valveAsIt can also be adopted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionEmbodimentThe perspective view which shows the variable valve gear concerning this.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of large lift control of the apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) during small lift control of the apparatus.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the apparatus.
FIG. 5 is a graph showing valve lift characteristics of the apparatus.
[Fig. 6]Reference formThe perspective view which shows the variable valve gear concerning this.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of large lift control of the apparatus.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing states of a valve lift peak (a) and a lift amount zero (b) at the time of small lift control of the apparatus.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 2, intake valve
3 Camshaft
4,5 Swing cam
6 Eccentric ring
7 outer ring
8 Link (link mechanism)
9 First link
10 Second link
11 Rotating shaft
12 Control arm
13 Regulatory links
21 Tappet
30-33 connecting pin
Claims (6)
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動自在に設けられて上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴って該外輪と上記リンク機構との連結点が往復円弧運動をするように該外輪の変位を規制し、
上記コントロール部材は、上記連結点の往復円弧運動位置が上記カムシャフトの軸心回りにおいて周方向に変位するように、上記規制リンクの回動軸の位置を変更することを特徴とするエンジンの可変動弁装置。A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
Bei example a control member in accordance with the operating condition of the engine changes the position of the regulating link,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member ,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The restricting link is rotatably provided about an axis parallel to the camshaft and is connected to the outer ring, and the connection point between the outer ring and the link mechanism moves in a reciprocating arc motion as the eccentric wheel rotates. Restricting the displacement of the outer ring to
The control member may change the position of the rotation shaft of the restriction link so that the reciprocating arc movement position of the connection point is displaced in the circumferential direction around the axis of the camshaft. Variable valve device.
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In claim 1,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. Variable valve operating device for the engine.
上記カムシャフトを軸として揺動するように設けられた、バルブをリフトさせる揺動カムと、
上記偏心輪に回転自在に外嵌めされた外輪と、
上記揺動カムと外輪とを連結し、該外輪の変位を揺動カムに伝達するリンク機構と、
上記外輪に連結され、上記偏心輪の回転に伴う該外輪の変位を、上記リンク機構を介して上記揺動カムが揺動するように規制する規制リンクと、
エンジンの運転状態に応じて上記規制リンクの位置を変更するコントロール部材とを備え、
上記揺動カムによる上記バルブのリフト量が変化するように、且つ小リフト制御時には大リフト制御時よりも上記カムシャフトの回転方向手前側の回転角度でバルブリフトのピークが現れるように、上記コントロール部材によって上記規制リンクの位置を変更するようにしたエンジンの可変動弁装置であって、
上記外輪は上記カムシャフトの軸方向において上記リンク機構と上記規制リンクとの中間に配置され、
上記リンク機構は、上記揺動カムと外輪とを連結する1本のリンクで構成され、該リンク及び上記規制リンクは、各々の一端が上記外輪に回動自在に連結されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 A camshaft having an eccentric wheel that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A swing cam that lifts the valve provided to swing about the camshaft;
An outer ring rotatably fitted on the eccentric ring,
A link mechanism for connecting the swing cam and the outer ring, and transmitting a displacement of the outer ring to the swing cam;
A regulation link connected to the outer ring and regulating the displacement of the outer ring accompanying the rotation of the eccentric ring so that the swing cam swings via the link mechanism;
A control member that changes the position of the restriction link according to the operating state of the engine,
The control of the valve lift so that the lift amount of the valve by the swing cam changes, and the peak of the valve lift appears at the rotation angle closer to the camshaft rotation direction than at the time of large lift control at the time of small lift control. A variable valve operating apparatus for an engine that changes the position of the restriction link by a member,
The outer ring is disposed between the link mechanism and the restriction link in the axial direction of the camshaft,
The link mechanism includes a single link that connects the swing cam and the outer ring, and one end of each of the link and the restriction link is rotatably connected to the outer ring. Variable valve operating device for the engine.
上記規制リンクは、上記カムシャフトに平行な軸によって上記コントロール部材に回動 自在に連結され、上記外輪と上記リンク機構との連結点は、上記偏心輪の回転に伴って、上記コントロール部材と上記規制リンクとの連結点を中心として往復円弧運動をすることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In claim 2 or claim 3,
The restriction link is pivotally connected to the control member by an axis parallel to the camshaft, and a connection point between the outer ring and the link mechanism is connected to the control member and the link with the rotation of the eccentric ring. A variable valve operating device for an engine, which reciprocates circularly around a connection point with a restriction link .
上記コントロール部材は、上記カムシャフトに平行な軸を中心に回動するものであり、
上記外輪と上記リンク機構との連結点はカムシャフトの上方に配置され、
上記コントロール部材の回動軸は上記連結点の側方に配置されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The control member rotates around an axis parallel to the camshaft.
The connection point between the outer ring and the link mechanism is disposed above the camshaft,
A variable valve operating apparatus for an engine, wherein a rotation shaft of the control member is disposed on a side of the connection point.
上記揺動カムは、直動式タペットに当接していることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The variable valve operating apparatus for an engine, wherein the swing cam is in contact with a direct acting tappet.
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