【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
に産業上の利用分野刃
本発明は排気バルブ開閉用カムに係り、とくにターボ過
給を行なうエンジンの排気バルブを開閉するカムに関す
る。
Ｋ発明の概要】
排気バルブが最大バルブリフトとなる位置を、開弁期間
の中央位置よりもクランクアングルで最大２０度間弁側
に偏るように非対称なプロフィルのカムとしたものであ
って、これによって排気バルブ開弁時のリフトの増加を
もたらすようにしたちのである。
Ｋ従来の技術】
一般に内燃機１ｑのシリンダヘッドには吸気ボートと排
気ボートとがそれぞれ設けられており、しかもこれらの
ボートは吸気バルブと排気バルブとによって開閉が制御
されるようになっている。そしてこのような吸排気バル
ブのカムのプロフィルは第４図において実線で示すよう
に、バルブリフトが、開き側と閉じ側で対称となるよう
な形状としている。従って排気ガスのパルス効果を高め
てターボチャージャの効率を向上させるために開弁時の
リフトを大きくするためには、第４図において点線で示
すように最大リフトを上げるか、あるいは同図において
鎖線で示すように開弁期間を長くすることが必要になっ
ていた。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cam for opening and closing an exhaust valve, and more particularly to a cam for opening and closing an exhaust valve of an engine that performs turbocharging. Summary of the Invention: The cam has an asymmetric profile so that the position at which the exhaust valve has the maximum valve lift is biased toward the valve side by a maximum of 20 degrees in terms of crank angle from the center position of the valve opening period. This results in an increase in lift when the exhaust valve is opened. K PRIOR ART In general, the cylinder head of an internal combustion engine 1q is provided with an intake boat and an exhaust boat, and opening and closing of these boats are controlled by intake valves and exhaust valves. The cam profile of such an intake and exhaust valve is shaped so that the valve lift is symmetrical on the opening side and the closing side, as shown by the solid line in FIG. Therefore, in order to increase the lift when opening the valve in order to enhance the exhaust gas pulse effect and improve the efficiency of the turbocharger, it is necessary to increase the maximum lift as shown by the dotted line in Figure 4, or to increase the maximum lift as shown by the dotted line in Figure 4. As shown in , it became necessary to lengthen the valve opening period.
【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]
ところが第４図において点線で示すように最大バルブリ
フトを向上させる方法は、バルブの加速度の増加をもた
らし、動弁系の信頼性の点で限界がある。また第４図に
おいて鎖線で示すよう間弁明間を長くすると、量弁時期
が早くなる。そして量弁時期を早くすると、シリンダ内
の圧力の低下をもたらし、これによってエンジンの出力
が低下することになる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、バルブの加速度の増加やエンジンの出力の低下をも
たらすことなく、しかも排気バルブの開弁時のリフトを
大きくするようにした排気バルブの開閉用カムを提供す
ることを目的とするものである。
Ｋ問題点を解決するための手段】
本発明は、ターボ過給を行なうエンジンの排気バルブを
開閉するカムにおいて、最大バルブリフトとなる位置が
クランクアングルにおいて最大２０度だけ聞弁明間の中
間位胃より開弁側に偏った非対称なプロフィルとしたも
のである。
Ｋ作用】
従って本発明によれば、排気バルブの最大リフトを上げ
ることなく、しかも間弁明間を従来と同じにして開弁時
のリフトを増加させることが可能になる。
Ｋ実施例】
第３図は本発明の一実施例に係るカムを備えるターボ過
給エンジンを示すものであって、そのシリンダ１０内に
はピストン１１が上下方向に摺動可能に保持されている
。ピストン１１はコンロッド１２を介して図外のクラン
クシャフトに連結されている。またシリンダ１０の上部
はシリンダヘッド１３によって閉塞されるようになって
いる。
しかもシリンダヘッド１３には吸気ボート１４と排気ポ
ート１５とがそれぞれ形成されるようになっている。ま
たこれらのボート１４．１５には吸気バルブ１６と排気
バルブ１７とがそれぞれ取付けられるようになっており
、これらのバルブ１６．１７によってボート１４．１５
の間開が行なわれるようにしている。
シリンダヘッド１３の右側には吸気マニホールド２０が
取付けられており、このマニホールド２０が上記吸気ポ
ート１４に連通されている。さらに吸気マニホールド２
０には吸気管２１が接続されている。そして吸気管２１
の先端部はターボチャージャ２２のコンプレッサ２３に
接続されるようになっている。これに対して排気ポート
１５は排気マニホールド２４に接続されるとともに、こ
の排気マニホールド２４が排気管２５に接続されるよう
になっている。排気管２５はターボチャージャ２２のタ
ービン２６に接続されるようになっている。
排気ポート１５を開閉する排気バルブ１７はばね２９に
よって閉じる方向に付勢されており、しかもその上端は
ロッカアーム３０の先端部に連結されている。ロッカア
ーム３０はシャツ１〜３１によって回動自在に支持され
るとともに、他端側にはブツシュロッド３２が連結され
ている。ブツシュロッド３２の下端部はタペット３３に
よって受けられるとともに、タペット３３がカム３４に
よって押圧されるようになっている。
以上のような構成において、ターボチャージャ２２の排
気タービン２６によって駆動されるコンプレッサ２３で
吸気が圧縮され、この吸気が吸気管２１および吸気マニ
ホールド２０を通して吸気ポート１４に導かれる。そし
て吸気バルブ１６が間かれると吸気がシリンダ１０内に
導入される。
シリンダ１０内に導入された吸気はピストン１１によっ
て圧縮されることになり、これによって空気が熱せられ
、図外の燃料噴射ノズルから噴射された燃料が自然着火
される。
このようにしてシリンダ１０内において燃料が燃焼され
ることになり、そのときの圧力の増加によつ５てピスト
ン１１が下方に移動され、コンロツド１２と連結されて
いるクランクシャフトによって回転運動に変換されて出
力が取出されることになる。カム３４によってブツシュ
ロッド３２およびロッカアーム３０を介して排気バルブ
１７が開かれると、燃焼によって生じた排気ガスは排気
ボート１５、排気マニホールド２４、および排気管２５
を通してターボチャージャ２２のタービン２６に供給さ
れ、このタービン２６を駆動して大気中に排出されるこ
とになる。
排気バルブ１７を開閉するカム３４のカム線図は第１図
において実線で示すようになっている。
すなわち排気バルブ１７が最大バルブリフトとなる位置
を、開弁期間の中間位置よりもクランクアングルで約１
０度間片側に偏った線図になっている。このような線図
とするために、カム３４の形状は非対称なプロフィルと
なるようにしている。
なお第１図に示すカム線図において、最大リフトとなる
角度は中間位置に対してクランクアングル上で０〜２０
度開弁側に偏っていることを要し、好ましくは３〜１５
度開弁側に偏るようにする。
さらに好ましくは、５〜１０度開弁側に寄せた形状とす
ればよい。
このようにカム３４のプロフィルを非対称とすることに
よって、排気バルブ１７の開弁時の排気圧が向上でき、
これによって第２図に示すように排気管２５内の排気ガ
スの開弁時の圧力が向上する。従って排気ガスのパルス
効果が向上し、排気管２５に接続されているターボチャ
ージｔ２２のタービン２６の効率が向上することになる
。しかもこのように排気ガスのパルス効果を高めながら
、排気バルブ１７のリフトを従来と同じようにしており
、しかも開弁期間も第１図に示すように従来と同じくな
っているために、排気バルブ１７の加速度の増加に伴う
動弁系の信頼性の低下を生ずることがなくなる。また開
弁のタイミングも早くならないために、シリンダ１０内
の圧力の低下を生ずることがなく、このエンジンの出力
の低下も起らない。However, the method of increasing the maximum valve lift, as shown by the dotted line in FIG. 4, results in an increase in valve acceleration and has a limit in terms of the reliability of the valve train system. Further, as shown by the chain line in FIG. 4, if the valve interval is lengthened, the valve timing becomes earlier. When the valve timing is advanced, the pressure inside the cylinder decreases, which causes a decrease in engine output. The present invention has been made in view of these problems, and provides an exhaust system that increases the lift when the exhaust valve opens without causing an increase in valve acceleration or a decrease in engine output. The purpose of this invention is to provide a cam for opening and closing a valve. Means for Solving Problem K] The present invention provides a cam that opens and closes the exhaust valve of an engine that performs turbocharging, so that the position at which the maximum valve lift occurs is at a maximum of 20 degrees in the crank angle. It has an asymmetrical profile that leans more towards the valve opening side. K Effect] Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the lift when opening the exhaust valve without increasing the maximum lift of the exhaust valve and keeping the gap between exhaust valves the same as the conventional one. Embodiment K] FIG. 3 shows a turbocharged engine equipped with a cam according to an embodiment of the present invention, in which a piston 11 is held in a cylinder 10 so as to be slidable in the vertical direction. . The piston 11 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 12. Further, the upper part of the cylinder 10 is closed by a cylinder head 13. Furthermore, the cylinder head 13 is formed with an intake boat 14 and an exhaust port 15, respectively. In addition, an intake valve 16 and an exhaust valve 17 are respectively attached to these boats 14.15, and these valves 16.17 allow the boats 14.15 to
I am trying to make sure that there is a gap between the two. An intake manifold 20 is attached to the right side of the cylinder head 13, and this manifold 20 communicates with the intake port 14. In addition, intake manifold 2
0 is connected to an intake pipe 21. and intake pipe 21
The tip of the compressor 23 of the turbocharger 22 is connected to the compressor 23 of the turbocharger 22. On the other hand, the exhaust port 15 is connected to an exhaust manifold 24, and the exhaust manifold 24 is connected to an exhaust pipe 25. The exhaust pipe 25 is connected to a turbine 26 of the turbocharger 22. The exhaust valve 17 that opens and closes the exhaust port 15 is biased in the closing direction by a spring 29, and its upper end is connected to the tip of the rocker arm 30. The rocker arm 30 is rotatably supported by the shirts 1 to 31, and a bushing rod 32 is connected to the other end. The lower end of the bushing rod 32 is received by a tappet 33, and the tappet 33 is pressed by a cam 34. In the above configuration, intake air is compressed by the compressor 23 driven by the exhaust turbine 26 of the turbocharger 22, and the intake air is guided to the intake port 14 through the intake pipe 21 and the intake manifold 20. When the intake valve 16 is closed, intake air is introduced into the cylinder 10. The intake air introduced into the cylinder 10 is compressed by the piston 11, thereby heating the air and spontaneously igniting the fuel injected from a fuel injection nozzle (not shown). In this way, the fuel is combusted in the cylinder 10, and the increase in pressure causes the piston 11 to move downward, which is converted into rotational motion by the crankshaft connected to the connecting rod 12. and the output will be taken out. When the exhaust valve 17 is opened by the cam 34 via the bushing rod 32 and the rocker arm 30, the exhaust gas generated by combustion is transferred to the exhaust boat 15, the exhaust manifold 24, and the exhaust pipe 25.
The air is supplied to the turbine 26 of the turbocharger 22 through the engine, drives the turbine 26, and is discharged into the atmosphere. A cam diagram of the cam 34 that opens and closes the exhaust valve 17 is shown by a solid line in FIG. In other words, the position where the exhaust valve 17 has the maximum valve lift is approximately 1 crank angle lower than the midpoint of the valve opening period.
The line diagram is biased to one side for 0 degrees. In order to obtain such a diagram, the shape of the cam 34 is designed to have an asymmetrical profile. In addition, in the cam diagram shown in Figure 1, the maximum lift angle is 0 to 20 on the crank angle with respect to the intermediate position.
It is necessary that the degree is biased toward the valve opening side, preferably 3 to 15.
The valve should be biased toward the open side. More preferably, the shape may be shifted 5 to 10 degrees toward the valve opening side. By making the profile of the cam 34 asymmetrical in this way, the exhaust pressure when the exhaust valve 17 is opened can be improved.
As a result, as shown in FIG. 2, the pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe 25 when the valve is opened increases. Therefore, the pulse effect of the exhaust gas is improved, and the efficiency of the turbine 26 of the turbocharger t22 connected to the exhaust pipe 25 is improved. Moreover, while increasing the exhaust gas pulse effect in this way, the lift of the exhaust valve 17 is kept the same as before, and the valve opening period is also the same as before as shown in Figure 1, so the exhaust valve This prevents the reliability of the valve train from decreasing due to an increase in the acceleration of the valve train. Furthermore, since the timing of opening the valve does not become too early, the pressure within the cylinder 10 does not decrease, and the output of the engine does not decrease.
【発明の効果】【Effect of the invention】
以上のように本発明は、最大バルブリフトとなる位置が
クランクアングルにおいて最大２０度だけ開弁期間中の
中間位置より開弁側に偏った非対称なプロフィルとした
排気バルブ開閉用カムに関するものである。従ってこの
ような構造によれば、開弁期間や最大バルブリフトを変
更することなくしかも開弁時の排気ガスの圧力を高める
ことが可能になり、これによってターボチャージャの効
率をより一層向上することが可能になる。
２２ ・
２３ ・
２６ ・
３４ ・
・ターボチャージャ
・コンプレッサ
・タービン
・カムAs described above, the present invention relates to an exhaust valve opening/closing cam that has an asymmetric profile in which the position where the maximum valve lift occurs is biased toward the valve opening side by a maximum of 20 degrees in the crank angle from the intermediate position during the valve opening period. . Therefore, with this structure, it is possible to increase the pressure of exhaust gas when the valve is opened without changing the valve opening period or the maximum valve lift, thereby further improving the efficiency of the turbocharger. becomes possible. 22 ・ 23 ・ 26 ・ 34 ・Turbocharger Compressor Turbine Cam