JP5383331B2 - Engine valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1のおいて書き部分に記載の、エンジン、特にディーゼルエンジンの弁機構と、前記弁機構を具備するエンジンと、前記弁機構の調節方法と、に関する。 The present invention relates to a valve mechanism of an engine, in particular, a diesel engine, an engine including the valve mechanism, and a method for adjusting the valve mechanism.
ロッカーアーム(カムフォロアとも称される)を有する、同属の弁機構では、ロッカーアームは、カムシャフトのカムによって、ロッカーアーム軸を中心に、回転させられる。このとき、ロッカーアームは、バルブリフタもしくはプッシュロッドを作動させ、それによって、エンジンの吸気弁又は排気弁は、弁ばねなどの復元力に抗して、開放される。 In the same valve mechanism having a rocker arm (also referred to as a cam follower), the rocker arm is rotated about the rocker arm axis by a cam of the camshaft. At this time, the rocker arm operates the valve lifter or the push rod, whereby the intake valve or the exhaust valve of the engine is opened against a restoring force such as a valve spring.
従来技術では、0〜360°の回転角として表現される開弁時間は、カムの輪郭によって、構造上規定されている。開弁時間は、エンジンの特性に、根本的な影響を与えるものである。 In the prior art, the valve opening time expressed as a rotation angle of 0 to 360 ° is structurally defined by the contour of the cam. The valve opening time has a fundamental influence on the engine characteristics.
それゆえ、すでに、いわゆるカム調整を行う、可変弁機構が知られている。当該可変弁機構では、開弁時間は、例えば、回転数や、変動するエンジン負荷によって、変更可能であり、それによって、NOxの最適化が行われたエンジンにおいて、粒子状物質などのエミッションが削減される。 Therefore, a variable valve mechanism that performs so-called cam adjustment is already known. In the variable valve mechanism, the valve opening time can be changed depending on, for example, the rotational speed and the fluctuating engine load, thereby reducing emissions of particulate matter and the like in an engine in which NOx is optimized. Is done.
上記に関連して、請求項1のおいて書き部分に記載の弁機構は、「可変バルブタイミング・リフト構造」(VTEC)として知られている。当該機構では、第1のロッカーアームが、バルブリフタを作動させるために、低回転数用カムによって、ロッカーアーム軸を中心に、回転させられる。高回転数用カムによって、ロッカーアーム軸を中心に回転させられる、第2のロッカーアームは、切替装置が作動していないときは、自由に回転している。当該切替装置は、第2のロッカーアームに設置された切替ピンを具備しており、当該切替ピンは、ロッカーアーム軸に平行なスラスト方向に摺動可能にガイドされている。前記切替ピンが、油圧によってスラスト方向に送り出されると、第1のロッカーアームの、対応する凹部に係合し、それによって、第1のロッカーアームは、第2のロッカーアームによって、共に回転させられ、バルブリフタは、高回転数用カムによって作動させられる。 In connection with the above, the valve mechanism described in claim 1 is known as a “variable valve timing and lift structure” (VTEC). In this mechanism, the first rocker arm is rotated about the rocker arm axis by the low-rotation speed cam in order to operate the valve lifter. The second rocker arm, which is rotated around the rocker arm shaft by the high rotation speed cam, is freely rotating when the switching device is not operating. The switching device includes a switching pin installed on the second rocker arm, and the switching pin is guided to be slidable in a thrust direction parallel to the rocker arm axis. When the switching pin is fed out in the thrust direction by hydraulic pressure, it engages with a corresponding recess in the first rocker arm, whereby the first rocker arm is rotated together by the second rocker arm. The valve lifter is actuated by a high speed cam.
前記解決法には、いくつかの欠点がある。すなわち、ロッカーアーム軸の軸方向に作用する、切替装置の調整力(Verstellkraft)は、特に、凹部と切替ピンとが正確に位置調整されていないときに、軸方向において、第1及び第2のロッカーアームの離間を余儀なくさせるように働く。それゆえ、不利なことに、切替ピンと、切替ピンを受容する凹部と、の正確な位置調整が必要になる。他方、切替ピンは、両ロッカーアーム内に支承されているので、切替装置が作動しているとき、また、作動するとき、及び、作動を停止するときにも、切替ピンにおいて高いせん断力が生じ、磨滅がより大きくなる。 The solution has several drawbacks. That is, the adjustment force (Verstellkraft) of the switching device acting in the axial direction of the rocker arm shaft is the first and second rockers in the axial direction, particularly when the recess and the switching pin are not accurately positioned. It works to force the arms apart. Therefore, disadvantageously, it is necessary to accurately adjust the position of the switching pin and the recess for receiving the switching pin. On the other hand, since the switching pin is supported in both rocker arms, a high shearing force is generated in the switching pin when the switching device is operating, when it is operated, and when it is stopped. , The wear will be greater.
本発明の課題は、前記欠点の内、少なくとも1つの欠点を除去、あるいは回避することにある。 An object of the present invention is to eliminate or avoid at least one of the above-mentioned defects.
本課題を解決するために、請求項1のおいて書き部分に記載の弁機構は、その特徴的事項によって、さらに構成される。請求項15は、前記弁機構を具備するエンジンを保護し、請求項16は、前記弁機構の調整方法を保護するものである。従属請求項は、有利な、さらなる構成に関する。 In order to solve this problem, the valve mechanism according to the first aspect of the present invention is further configured by its characteristic matters. A fifteenth aspect protects an engine including the valve mechanism, and a sixteenth aspect protects a method of adjusting the valve mechanism. The dependent claims relate to advantageous further configurations.
本発明に係る弁機構は、ディーゼルエンジンなどのエンジン、特に、大型ディーゼルエンジン又は船舶用ディーゼルエンジンの、シリンダの吸気時間又は排気時間を制御するのに資するものである。このとき、本発明に係る弁機構は、1つ又は複数の吸気弁と同様、1つ又は複数の排気弁も、補足的又は代替的に、作動させることができる。様々な吸気及び/又は排気弁に対して、それぞれ1つの、本発明に係る弁機構を設けても良いが、好適には、エンジンのあらゆる吸気及び/又は排気弁は、それぞれ1つの、本発明に係る弁機構を具備することができる。 The valve mechanism according to the present invention serves to control the intake time or exhaust time of a cylinder of an engine such as a diesel engine, particularly a large diesel engine or a marine diesel engine. At this time, the valve mechanism according to the present invention can operate one or a plurality of exhaust valves as well as one or a plurality of intake valves, either supplementarily or alternatively. Although one valve mechanism according to the present invention may be provided for each of the various intake and / or exhaust valves, it is preferred that every intake and / or exhaust valve of the engine be one each of the present invention. The valve mechanism which concerns on can be comprised.
本発明に係る弁機構は、バルブリフタもしくはプッシュロッドを、直接又は間接に作動させるために、メインロッカーアームを具備する。当該メインロッカーアームは、カムシャフトの第1のカムによって、ロッカーアーム軸を中心に、回転方向に回転可能である。メインロッカーアームは、例えば、通常は閉弁を維持する弁ばねによって、あるいは、自身の引き戻しばねによって、プレテンションを与えられるとともに、ロッカーアーム軸に平行なカムシャフト軸を中心として回転する、第1のカムの輪郭によって、形状接続的に、復元しようとする前記プレテンション力に抗して、ロッカーアーム軸を中心に回転させられ得る。それによって、第1のカムが、さらに回転するときに、メインロッカーアームは、最初の角度位置に復帰する。本発明においては、弾性的に変形可能な部材を、簡易に、ばねと表記している。当該ばねには、特にコイルばねといった、機械ばねの他に、油圧、空気圧、及び磁気によるばねも含まれる。 The valve mechanism according to the present invention includes a main rocker arm for directly or indirectly operating a valve lifter or a push rod. The main rocker arm can be rotated in the rotation direction around the rocker arm axis by the first cam of the camshaft. The main rocker arm is pre-tensioned, for example, by a valve spring that normally maintains the valve closed, or by its own pull-back spring, and rotates about a camshaft axis parallel to the rocker arm axis. The cam profile can be rotated about the rocker arm axis against the pre-tensioning force to be restored in a shape-connected manner. Thereby, when the first cam rotates further, the main rocker arm returns to the initial angular position. In the present invention, the elastically deformable member is simply expressed as a spring. In addition to mechanical springs such as coil springs, the springs include hydraulic, pneumatic and magnetic springs.
本発明に係る弁機構は、さらに、カムシャフトの第2のカムによって、ロッカーアーム軸を中心に回転可能な、切替ロッカーアームを具備する。このとき、好適には、第2のカムは、第1のカムに対し、回転方向において進んでいる。それによって、カムシャフトが回転するとき、まず、第2のカムが、切替ロッカーアームを回転させ、時間的に遅れて、第1のカムが、メインロッカーアームを回転させる。切替ロッカーアームは、メインロッカーアームの回転が開始するときに、すでに、第2のカムによって、最初の位置から回転させられた状態であり得る。第1のカム及び第2のカムの間のオフセット角と、第1のカム及び第2のカムの輪郭と、を適切に選択することによって、開弁プロセス、特に、例えばクランクシャフトの回転角に関連する、開弁タイミング及び/又は開弁時間を変化させることができる。弁機構の可変弁調整によって、開度(切替ロッカーアームのカム輪郭が進む)、閉度(切替ロッカーアームのカム輪郭が遅れる)、あるいはリフティング(より大きいカム輪郭)が変更可能である。前記3つの可能性を組み合わせることもできる。図示された実施例では、好適には、開度を維持し、閉度を変更すべきである。 The valve mechanism according to the present invention further includes a switching rocker arm that can be rotated around the rocker arm axis by the second cam of the camshaft. At this time, preferably, the second cam advances in the rotation direction with respect to the first cam. Thereby, when the camshaft rotates, first, the second cam rotates the switching rocker arm, and the first cam rotates the main rocker arm after a time delay. The switching rocker arm can already be rotated from the initial position by the second cam when the main rocker arm starts to rotate. By appropriate selection of the offset angle between the first cam and the second cam and the contour of the first cam and the second cam, the valve opening process, in particular the rotation angle of the crankshaft, for example, The associated valve opening timing and / or valve opening time can be varied. By adjusting the variable valve of the valve mechanism, the opening degree (cam contour of the switching rocker arm advances), closing degree (cam contour of the switching rocker arm is delayed), or lifting (larger cam contour) can be changed. The three possibilities can also be combined. In the illustrated embodiment, the opening should preferably be maintained and the degree of closure should be changed.
本発明に係る弁機構は、さらに、切替装置を具備しており、それによって、切替ロッカーアームは、作動状態において、メインロッカーアームを、ロッカーアーム軸を中心に、共に回転させる。つまり、切替装置が作動していないときは、メインロッカーアームは、第1のカムによって回転させられ、それに応じて、バルブリフタを作動させるのだが、切替装置が作動しているときは、メインロッカーアームも、切替ロッカーアーム、すなわち第2のカムによって、回転させられ、それによって、開弁プロセスが変化するのである。 The valve mechanism according to the present invention further includes a switching device, whereby the switching rocker arm rotates the main rocker arm together around the rocker arm axis in the operating state. That is, when the switching device is not operating, the main rocker arm is rotated by the first cam, and the valve lifter is operated accordingly, but when the switching device is operating, the main rocker arm It is also rotated by the switching rocker arm, i.e. the second cam, thereby changing the valve opening process.
切替装置は、切替ピンとストッパと、を具備する。ストッパは、メインロッカーアームと、切替ロッカーアームと、のいずれか一方に設置され、切替ピンは、メインロッカーアームと、切替ロッカーアームと、のいずれか他方に、スラスト方向に摺動可能にガイドされているので、切替ピンは、切替装置が作動しているときに、メインロッカーアームを、切替ロッカーアームと共に回転させる。 The switching device includes a switching pin and a stopper. The stopper is installed on either the main rocker arm or the switching rocker arm, and the switching pin is guided to be slidable in the thrust direction on either the main rocker arm or the switching rocker arm. Therefore, the switching pin rotates the main rocker arm together with the switching rocker arm when the switching device is operating.
本発明においては、前記スラスト方向は、略直角、すなわち、ロッカーアーム軸に対して略垂直である。これによって、切替装置の調整力は、もはや、ロッカーアーム軸の軸方向には働かないので、ロッカーアームどうしによる、その不都合な歪み及び変形は、軽減される。好適な実施例において、送り出された切替ピンが、メインロッカーアームと、切替ロッカーアームと、のいずれか他方の支持ストッパによって、ストッパに対向する面で、支持されているとき、好適には、せん断応力は回避可能である。なぜなら、切替ピンは、当該切替ピンをガイドするロッカーアーム上で、自身を支持することができるからである。 In the present invention, the thrust direction is substantially perpendicular, that is, substantially perpendicular to the rocker arm axis. As a result, the adjusting force of the switching device no longer acts in the axial direction of the rocker arm shaft, so that its undesirable distortion and deformation due to the rocker arms are reduced. In a preferred embodiment, when the fed-out switching pin is supported on the surface facing the stopper by the other support stopper of the main rocker arm and the switching rocker arm, preferably the shear pin is sheared. Stress can be avoided. This is because the switching pin can support itself on the rocker arm that guides the switching pin.
本発明の第1の実施例によると、切替ピンは、切替ロッカーアームにガイドされ得るとともに、切替装置が作動しているときは、回転方向において、メインロッカーアームに配置されているストッパに、後方から係合する。それによって、メインロッカーアームは、切替ロッカーアームと共に、回転させられる。この場合、切替ピンは、切替装置が作動しているときに、ストッパに後方から係合するために、送り出される。 According to the first embodiment of the present invention, the switching pin can be guided by the switching rocker arm, and when the switching device is operating, in the rotational direction, the stopper is disposed behind the stopper. Engage from. Thereby, the main rocker arm is rotated together with the switching rocker arm. In this case, the switching pin is fed out to engage the stopper from the rear when the switching device is operating.
このとき、ストッパは、メインロッカーアームのカムシャフトに背向する上面と、略同一の平面上に構成可能である。それによって、本発明によって可能となった、弁機構のコンパクトな構成は、さらに改善され、特に、所与のカムシャフト用空間への組み込みが容易となる。 At this time, the stopper can be configured on substantially the same plane as the upper surface facing the camshaft of the main rocker arm. Thereby, the compact construction of the valve mechanism made possible by the present invention is further improved, in particular easy to incorporate into a given camshaft space.
本発明の第2の実施例では、ストッパは、切替ロッカーアームに配置され得るとともに、切替装置が作動しているときに、回転方向において、メインロッカーアームにガイドされている切替ピンに、後方から係合することができる。この場合、切替ピンは、切替装置が作動しているときに送り出され、ストッパによって、後方から係合される。それによって、メインロッカーアームは、切替ロッカーアームと共に、回転させられる。 In the second embodiment of the present invention, the stopper can be arranged on the switching rocker arm, and when the switching device is operating, the switching pin guided by the main rocker arm in the rotational direction from the rear. Can be engaged. In this case, the switching pin is sent out when the switching device is operating, and is engaged from behind by the stopper. Thereby, the main rocker arm is rotated together with the switching rocker arm.
切替ピンは、特に、油圧、空気圧、電磁気、及び/又は電動機によって、摺動可能である。油圧又は空気圧による作動は、少ないエネルギーで、大きな力を調達するとともに、さらに好適には、システム内での振動を緩和することができる。他方、電磁気又は電動機による作動は、好適には、反応時間を短縮できる。 The switching pin is slidable, in particular by hydraulic, pneumatic, electromagnetic and / or electric motors. Actuation by hydraulic pressure or pneumatic pressure can procure a large force with less energy, and more preferably can reduce vibrations in the system. On the other hand, actuation by electromagnetic or electric motors can preferably shorten the reaction time.
切替ピンは、好適には、ガイドブシュ内にガイドされている。これによって、磨滅が軽減され、弁機構の耐用期間が延長され得る。ガイドブシュは、ストッパに対向する面で、少なくとも、ストッパの下まで伸長可能である。それによって、ガイドブシュは、支持ストッパを形成し、切替装置のストッパの衝突を受ける切替ピンを、反対側で支持する。同様に、支持ストッパは、ロッカーアームと一体的に構成されることも可能である。あるいは、切替ピンがガイドされているロッカーアームと、解除可能又は解除不能に連結されることも可能である。ガイドブシュは、好適には、スラスト方向において、同一平面上で、支持ストッパ内に移行することができる。 The switching pin is preferably guided in a guide bush. This can reduce wear and extend the useful life of the valve mechanism. The guide bush can extend at least below the stopper on the surface facing the stopper. Thereby, the guide bush forms a support stopper and supports the switching pin that receives the collision of the stopper of the switching device on the opposite side. Similarly, the support stopper can be configured integrally with the rocker arm. Alternatively, it can be connected to a rocker arm in which the switching pin is guided so that it can be released or not released. The guide bushing can preferably be transferred into the support stopper on the same plane in the thrust direction.
好適には、切替ピンとストッパとの接触面は、スラスト方向に対して傾斜しており、特に、スラスト方向において、くさび形に傾斜している。それによって、ストッパの下もしくは上への、切替ピンの出入り運動が、容易になる。好適には、これによって、切替ピンは、ある程度、それ自体でセンタリングを行うことができる。 Preferably, the contact surface between the switching pin and the stopper is inclined with respect to the thrust direction, and in particular, is inclined in a wedge shape in the thrust direction. Thereby, the movement of the switching pin in and out of the stopper is facilitated. Preferably, this allows the switching pin to center to some extent on its own.
好適には、切替ピンは、第1の弾性引き戻し部材に抗して、摺動可能である。当該部材は、作用している力が停止したとき、切替ピンを、作動状態又は非作動状態にシフトさせる。例えば、第1の弾性引き戻し部材は、切替ピンを、作動状態、例えば、送り出された状態、にシフトさせることができるので、切替ピンは、例えば、油圧又は電磁力によって、当該引き戻し部材に抗して、制御された状態で引き込み得るが、通常は、作動状態にある(「通常係合状態」)。または、切替ピンは、引き戻し部材に抗して、制御された状態で送り出されることもできるが、通常は、非作動状態にある(「通常非係合状態」)。 Preferably, the switching pin is slidable against the first elastic pullback member. The member shifts the switching pin to the activated state or the deactivated state when the acting force stops. For example, the first elastic pullback member can shift the switching pin to an operating state, for example, a fed-out state, so that the switching pin resists the pullback member by, for example, hydraulic or electromagnetic force. Can be retracted in a controlled manner, but is normally in an actuated state ("normally engaged state"). Alternatively, the switching pin can be sent out in a controlled state against the pullback member, but is normally in an inoperative state (“normally disengaged state”).
好適には、ストッパは、回転方向においてのみ、切替ピンと協働する。回転方向において、カムは、ロッカーアームを、好適にはプレテンションを与えられた最初の位置から、回転させる。したがって、切替装置が作動しているとき、切替ロッカーアームは、メインロッカーアームを、ロッカーアーム軸を中心として、最初の位置から回転方向に、共に回転させるが、しかしながら、切替ロッカーアームは、回転方向に抗して、メインロッカーアームから解除され得る。言を換えれば、この好適な実施例では、メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームは、片側のみ、すなわち、回転方向において、互いを支持し、反対の方向においては、互いから解除される。 Preferably, the stopper cooperates with the switching pin only in the direction of rotation. In the direction of rotation, the cam causes the rocker arm to rotate, preferably from its pre-tensioned initial position. Thus, when the switching device is operating, the switching rocker arm rotates the main rocker arm together in the rotational direction from the initial position about the rocker arm axis, however, the switching rocker arm rotates in the rotational direction. Against the main rocker arm. In other words, in this preferred embodiment, the main rocker arm and the switching rocker arm support each other only in one side, i.e. in the rotational direction, and are released from each other in the opposite direction.
軸方向に摺動するピンが、凹部に係合するという、知られている方法とは異なり、当該解決法は、いくつかの利点を有する。一つには、切替ピンとストッパとの間で、正確な位置調整を行う必要が減少する。また、荷重が片側で支持されているので、磨滅が軽減され、それによって、弁機構の耐用期間が延長可能である。加えて、好適には、メインロッカーアームが、最初の位置からさらに回転させられているとき、切替ロッカーアームは、回転方向に抗して、すでに、最初の位置に復帰することが可能となる。これによって、切替ロッカーアームは、第2のカムの輪郭をたどることが可能となるので、カム輪郭の構成及び調整が容易となる。 Unlike the known method, in which an axially sliding pin engages the recess, the solution has several advantages. For one, the need for precise position adjustment between the switching pin and the stopper is reduced. Also, since the load is supported on one side, wear is reduced, thereby extending the useful life of the valve mechanism. In addition, preferably, when the main rocker arm is further rotated from the initial position, the switching rocker arm can already return to the initial position against the direction of rotation. As a result, the switching rocker arm can follow the contour of the second cam, and the cam contour can be easily configured and adjusted.
ストッパは、スラスト方向において、好適には、メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームのいずれかと、当該ロッカーアームを回転させるカムと、の接触点付近に配置されている。スラスト方向における、接触点からのストッパの距離は、切替ピンの、スラスト方向での伸長の、特に好適には最大で50%、好適には25%である。これによって、カムとの接触及びストッパとの接触から生じる相反する力は、ロッカーアーム軸に関して、ほぼ同じてこの腕で切替ピンに作用するので、切替ピンには、大きな曲げモーメントの変化は生じない。 In the thrust direction, the stopper is preferably arranged in the vicinity of a contact point between one of the main rocker arm and the switching rocker arm and a cam that rotates the rocker arm. The distance of the stopper from the contact point in the thrust direction is particularly preferably at most 50%, preferably 25% of the extension of the switching pin in the thrust direction. As a result, the conflicting forces generated from the contact with the cam and the contact with the stopper act on the switching pin with almost the same lever with respect to the rocker arm shaft, so that a large bending moment change does not occur in the switching pin. .
切替装置は、メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームの角度調整を、相互に制限するエンドストップを具備する。当該エンドストップは、例えば、ストッパの、切替ピンに対向する面で、切替ピンがガイドされているロッカーアームに配置可能であるとともに、メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームの、回転方向に抗して離間するような回転運動を制限することができる。 The switching device includes an end stop that mutually limits the angle adjustment of the main rocker arm and the switching rocker arm. The end stop can be disposed on the rocker arm on which the switching pin is guided, for example, on the surface of the stopper facing the switching pin, and is separated from the rotation direction of the main rocker arm and the switching rocker arm. Rotational motion can be limited.
好適には、本発明に係る弁機構は、切替ロッカーアームに、第2のカムに対するプレテンションを与えるために、第2の弾性引き戻し部材を具備する。特に、切替ロッカーアームが、片側のみで、メインロッカーアームに支持されているときは、切替ロッカーアームは、自身に作用する、弁ばねなどのプレテンション力によって、最初の位置には押し戻されない。第2の弾性引き戻し部材は、好適には、第2のカムとの接触を、保障することができる。 Preferably, the valve mechanism according to the present invention includes a second elastic pull-back member for giving the switching rocker arm a pretension to the second cam. In particular, when the switching rocker arm is supported by the main rocker arm only on one side, the switching rocker arm is not pushed back to the initial position by a pretension force acting on itself, such as a valve spring. The second elastic pull-back member can preferably ensure contact with the second cam.
メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームの、対向し合う端面は、少なくとも部分的に、相互に接触し、相互に支持することができる。軸方向に摺動する切替ピンとは異なり、端面の1つに凹部を設ける必要はないので、支持面及び摺動面は、好適には平坦に構成することができる。 The opposing end faces of the main rocker arm and the switching rocker arm can at least partially contact and support each other. Unlike the switching pin that slides in the axial direction, it is not necessary to provide a recess in one of the end faces, so that the support surface and the sliding surface can be preferably made flat.
さらなる利点及び特徴については、従属請求項及び実施例から明らかとなる。 Further advantages and features emerge from the dependent claims and the examples.
図1は、本発明の構成に従う弁機構の投影図である。当該弁機構は、バルブリフタ1を作動させるためのメインロッカーアーム10と、当該ロッカーアームに隣接する切替ロッカーアーム20と、を具備する。メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームは、ロッカーアーム軸2を中心に、回転可能に支承されている。このとき、メインロッカーアーム10は、詳細に説明はされていない方法で、バルブリフタ1に作用する弁ばねによって、回転方向D(図4)に抗して、プレテンションを与えられている。同様に、切替ロッカーアーム20は、圧縮ばねを含む第2の引き戻し部材22によって、回転方向D(図4)に抗して、プレテンションを与えられている。それによって、両ロッカーアーム10、20は、カムシャフト4に対して、プレテンションを与えられている。
FIG. 1 is a projection view of a valve mechanism according to the configuration of the present invention. The valve mechanism includes a
このとき、メインロッカーアーム10は、ローラ12(図3)によって、カムシャフト4の第1のカム11に対して押圧される。ローラ12は、第1のカム11の上を転動している。切替ロッカーアーム20は、同様に、ローラ23によって、カムシャフト4の第2のカム21に対して押圧される。ローラ23は、第2のカム21の上を転動している。第2のカム21は、カムシャフト4の回転方向に抗して、第1のカム11に対して遅れている。言を換えれば、カムシャフトが回転するとき、まず、第2のカム21の輪郭が、その基礎円から逸脱し、その後、さらに回転したときに、第1のカム11の輪郭も、その基礎円から、径方向外側に逸脱する。
At this time, the
したがって、ローラ12が、第1のカム11の基礎円上を転動していない場合、カムシャフト4の回転によって、第1のカム11は、メインロッカーアーム10を、最初の位置からのプレテンションに抗して押圧するとともに、回転方向Dにおいて、ロッカーアーム軸2を中心として回転させる。これによって、メインロッカーアーム10は、バルブリフタ1を、弁ばね(図示せず)のプレテンションに抗して摺動し、カムシャフト4の角度位置に応じて、詳細に図示されていない、船舶用ディーゼルエンジンの吸気弁を開放する。同様に、ローラ23が、基礎円に渡ってフランジをつけられたカム輪郭をたどるとき、第2のカム21は、切替ロッカーアーム20を、回転方向Dにおいて、引き戻し部材22のプレテンションに抗して回転させる。
Therefore, when the
当該弁機構は、特に図4及び図5からわかるように、メインロッカーアーム10と一体的に構成されているストッパ32と、切替ロッカーアーム20のガイドブシュ33内で、ロッカーアーム軸2に垂直なスラスト方向Sにおいて、摺動可能にガイドされている切替ピン31と、を含む切替装置を具備する。図示されていない弁によって制御可能な、油圧導管35内の油圧によって、切替ピン31は、ガイドブシュ33内で、スラスト方向Sにおいて摺動可能であり、このとき、ガイドブシュ33内に配置され、かつ、切替ピン31を囲繞する引き戻しばね34に、負荷を与える。油圧導管35内の油圧が、規定値を下回る場合、第1の引き戻しばね34は、切替ピン31を、スラスト方向Sに抗して、図5に図示された最初の位置に復帰させる。切替ピンは、先端制振部を具備しており、それによって、切替ピンのブレーキによるブシュの破損が防がれる。制振は、フランジ(直径をより大きくすることで生じる段差)が、ブシュの先端で、オイルが充填された状態で、チャンバを密封することによって、実現される。オイルは、直径の差から生じる環状間隙によって絞られて、漏出しなければならない。それによって、送り出された切替ピンは、先端に到着する約3〜4mm手前で、その運動を減衰させる。
As can be seen from FIGS. 4 and 5 in particular, the valve mechanism is perpendicular to the
以下に、当該弁機構の調整について説明する。切替装置が作動していないとき、すなわち、油圧導管35内に油圧が存在しないとき、第1の引き戻しばね34は、切替ピン31を、引き込んだ最初の位置にセットする(図5)。メインロッカーアーム10のローラ12が、第1のカム11のカム輪郭の、基礎円から逸脱した領域の上を転動するやいなや、第1のカム11は、メインロッカーアーム10を、回転方向Dに回転させ、それによって、メインロッカーアーム10は、バルブリフタ1を作動させる。
Hereinafter, adjustment of the valve mechanism will be described. When the switching device is not actuated, i.e., when there is no hydraulic pressure in the hydraulic conduit 35, the first pull-
カムシャフトの回転に関連して、メインロッカーアーム10のローラ12が、第1のカム11のカム輪郭の、基礎円から逸脱した領域の上を転動する前に、すでに、切替ロッカーアーム20のローラ23は、第2のカム21のカム輪郭の、基礎円から逸脱した領域の上を転動している。第2のカム21は、カムシャフトの回転方向において、第1のカムに対して進んでいる。これによって、切替ロッカーアーム20は、第2の引き戻し部材22の復元力に抗して、最初の位置から、回転方向Dに回転させられる。しかしながら、切替ピン31は、最初の位置に引き込まれているので、図5に図示したように、切替ロッカーアーム20が、メインロッカーアーム10を伴わずに、ロッカーアーム軸4を中心として、回転させられているとき、切替ピン31は、メインロッカーアーム10のストッパ32を通過することができる。それに応じて、切替ロッカーアーム20は、切替装置が作動していないとき、自由に、共に回転し、バルブリフタ1を作動させることなく、第2のカム21の輪郭をたどる。
In connection with the rotation of the camshaft, before the
カムシャフトの角度位置に関連して、開弁タイミングを進めたいときには、例えば、船舶用ディーゼルエンジンの回転数に応じて、適切な弁機構制御装置(図示せず)を設置しても良い。当該弁機構制御装置は、油圧導管35内の油圧を制御する。それによって、切替ピン31は、第1の引き戻しばね34の抵抗に反して、ストッパ32から送り出され、ストッパ32の下を移動するが、これは、メインロッカーアーム及び切替ロッカーアームが、ロッカーアーム軸4に対して略同一の角度位置をとっているとき、つまり、例えば、ローラ12及び23の両方が、第1のカム11もしくは第2のカム21の、対応する基礎円の上を転動するときである。それによって、切替装置が作動させられ、切替ピン31が、回転方向Dにおいて、ストッパ32に後方から係合する。
When it is desired to advance the valve opening timing in relation to the angular position of the camshaft, for example, an appropriate valve mechanism control device (not shown) may be installed according to the rotational speed of the marine diesel engine. The valve mechanism control device controls the hydraulic pressure in the hydraulic conduit 35. Accordingly, the switching pin 31 is fed out from the
本発明に係る実施例では、制御機構を有さない可変弁調整も機能する。ロッカーアーム10及び20が、同じ位置、例えば、基礎円上、にあるとき、切替ピン31は送り出され得る。ロッカーアーム10及び20が、同じ位置にはないとき、ストッパ32は、開口部を遮断し、ピン31が送り出されるのを妨げる。ストッパ32が開口部を開放するやいなや、ピン31は送り出され得る。このとき、切替ピン31は、図示されていないストッパによって、スラスト方向に引き出されるのを制限される。
In the embodiment according to the present invention, the variable valve adjustment without the control mechanism also functions. When the
ここで、まず、切替ロッカーアーム20のローラ23が、第2のカム21の、基礎円に渡って径方向に突き出している領域の上を転動すると、切替ロッカーアーム20は、上述したように、回転方向Dにおいて、ロッカーアーム軸4を中心として、回転させられる。切替装置が作動しているとき、切替ピン31は、回転方向Dにおいて、ストッパ32に、後方から係合しているので、切替ロッカーアーム20は、メインロッカーアーム10を、回転方向において、共に回転させる。それによって、メインロッカーアーム10は、バルブリフタ1を、比較的早く作動させる。このとき好適には、切替ピン31は、ストッパ32に対向する、誘導的切替部材36に当接する。
Here, first, when the
ローラ23が、第2のカム21の、基礎円に渡ってフランジをつけられた輪郭を離れるやいなや、第2の引き戻し部材22は、切替ロッカーアーム20を、回転方向Dの反対方向に回転させ、最初の位置に復帰させる。切替ロッカーアーム20は、ストッパ32に後方から係合する切替ピン31と共に、片側でのみ、メインロッカーアーム10に対して、自身を支持しているので、メインロッカーアーム10の位置によらず、メインロッカーアーム10は、例えば、第1のカム11によって、引き続き、最初の位置から離された状態を維持し得るとともに、バルブリフタ1を作動させることができる。切替装置を作動させることによって、当該実施例では、バルブリフタ1によって作動させられる弁の、開弁タイミング及び開弁時間を変更することができる。
As soon as the
変更した弁の開弁タイミングを元に戻したいときは、弁機構制御装置が、油圧導管35内の油圧を低下させることで、第1の引き戻しばね34が、切替ピン31を、再び最初の位置(図5)に復帰させることによって、切替装置の作動を停止させる。当該切替プロセスは、同様に、基礎円の段階、あるいは、弁が開放されているときにも、適用可能である。なぜなら、切替ピン31には、概ね、荷重がかかっていないからである。
When it is desired to restore the valve opening timing of the changed valve, the valve mechanism control device reduces the hydraulic pressure in the hydraulic conduit 35 so that the
切替ピン31が送り出されているのか、あるいは、引き込まれているのか、を記録するために、誘導的切替部材36のためのホルダ3が、設置されている。当該ホルダは、切替ロッカーアーム20と一体的に構成されているか、あるいは、解除可能又は解除不能に、切替ロッカーアーム20と連結されている。
A holder 3 for the
1 バルブリフタ
2 ロッカーアーム軸
3 誘導的切替部材のためのホルダ
4 カムシャフト
10 メインロッカーアーム
11 第1のカム
12 ローラ
20 切替ロッカーアーム
21 第2のカム
22 第2の引き戻し部材
23 ローラ
31 切替ピン
32 ストッパ
33 ガイドブシュ
34 第1の引き戻しばね
35 油圧導管
36 誘導的切替部材
D 回転方向
S スラスト方向
1
Claims (13)
切替ロッカーアーム(20)と、
切替装置と、
を具備するエンジン、特にディーゼルエンジンの弁機構であって、
前記メインロッカーアームは、カムシャフト(4)の第1のカム(11)によって、ロッカーアーム軸(2)を中心として、回転方向(D)に回転可能であり、
前記切替ロッカーアームは、前記第1のカムに対して角度をずらした、前記カムシャフトの第2のカム(21)によって、前記ロッカーアーム軸(2)を中心として、回転可能であり、
作動状態(図4)にある前記切替装置によって、前記切替ロッカーアームは、前記メインロッカーアームを、前記ロッカーアーム軸を中心として、共に回転させ、
前記切替装置は、切替ピン(31)とストッパ(32)と、を具備し、
前記ストッパ(32)は、前記メインロッカーアーム(10)又は前記切替ロッカーアーム(20)のいずれか一方に配置されており、
前記切替ピン(31)は、前記切替ロッカーアーム(20)又は前記メインロッカーアーム(10)の、いずれか他方に、スラスト方向(S)において、摺動可能にガイドされており、
それによって、前記切替ピン(31)は、前記切替装置が作動しているときに、前記メインロッカーアームを、前記回転方向において、前記切替ロッカーアームと共に回転させる弁機構において、
前記スラスト方向(S)は、前記ロッカーアーム軸(2)に対して略垂直であり
前記切替ピン(31)が前記切替ロッカーアーム(20)にガイドされている場合には、前記切替装置が作動しているときに、前記切替ピン(31)は回転方向(D)において、前記ストッパ(32)に、後方から係合し、前記ストッパが、前記切替ロッカーアームに設けられている場合には、前記切替装置が作動しているときに、前記ストッパは、回転方向(D)において、前記切替ピンに、後方から係合し、それによって、前記メインロッカーアーム(10)は、前記切替ロッカーアームと共に回転させられることを特徴とする弁機構。 A main rocker arm (10) for operating the valve lifter (1);
A switching rocker arm (20);
A switching device;
A valve mechanism of an engine, particularly a diesel engine, comprising:
The main rocker arm is rotatable in the rotation direction (D) about the rocker arm axis (2) by the first cam (11) of the camshaft (4),
The switching rocker arm is rotatable about the rocker arm axis (2) by a second cam (21) of the camshaft, shifted in angle with respect to the first cam,
By the switching device in the operating state (FIG. 4), the switching rocker arm rotates the main rocker arm together around the rocker arm axis,
The switching device includes a switching pin (31) and a stopper (32),
The stopper (32) is disposed on either the main rocker arm (10) or the switching rocker arm (20),
The switching pin (31) is slidably guided in the thrust direction (S) on either the switching rocker arm (20) or the main rocker arm (10),
Thereby, the switching pin (31) is a valve mechanism that rotates the main rocker arm together with the switching rocker arm in the rotational direction when the switching device is operating.
The thrust direction (S) is Ri substantially perpendicular der to said rocker arm shaft (2)
When the switching pin (31) is guided by the switching rocker arm (20), when the switching device is operating, the switching pin (31) has the stopper in the rotational direction (D). (32), when engaged from behind and the stopper is provided on the switching rocker arm, when the switching device is operating, the stopper is in the rotational direction (D), A valve mechanism , wherein the switching pin is engaged from behind, whereby the main rocker arm (10) is rotated together with the switching rocker arm .
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