JPH08260988A - Intake system of engine - Google Patents

Intake system of engine

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Publication number
JPH08260988A
JPH08260988A JP6426495A JP6426495A JPH08260988A JP H08260988 A JPH08260988 A JP H08260988A JP 6426495 A JP6426495 A JP 6426495A JP 6426495 A JP6426495 A JP 6426495A JP H08260988 A JPH08260988 A JP H08260988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
intake
exhaust
camshaft
timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP6426495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ogawa
弘志 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH08260988A publication Critical patent/JPH08260988A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/026Gear drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0475Hollow camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE: To heighten the actual compression ratio during low-speed operation so as to improve starting performance by providing a valve timing adjusting mechanism for adjusting the phase angle of a cam shaft and a control means for delaying the valve closing time of an intake valve at the time of high-speed operation more than the time of low-speed operation in a direct injection diesel engine. CONSTITUTION: Each pair of intake and exhaust valves are disposed in such a manner as to surround a fuel injection valve facing to a combustion chamber, and intake and exhaust cams for driving the intake and exhaust valves to be opened and closed are formed on a cam shaft 13. One end part of the cam shaft 13 is provided with a valve timing adjusting mechanism for adjusting the rotary relative phase of the cam shaft 13 to a cam pulley 41 as a helical gear 54 moves in the axial direction to the oil pressure in an oil pressure chamber 56. The other end of the cam shaft 13 is provided with a solenoid valve 61 for controlling the opening and closing of an oil path 58 (shaft hole) extended to the oil pressure chamber 56 according to the engine operating condition, and when an electric current is applied to the solenoid valve 61, the intake and exhaust valves 9 are switched to the phase lag side valve timing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気システ
ムの改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine intake system improvement.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの運転条件が広い範囲で変化す
る自動車用エンジン等にあっては、エンジンの運転条件
に応じて最適な吸気量あるいは排気量が得られるよう
に、エンジン回転数、負荷等に応じてカムシャフトの位
相角を変化させて、吸・排気弁の開閉時期を調整するバ
ルブタイミング調整機構を備えるものがある(特開昭5
9−63338号公報、参照)。
2. Description of the Related Art In an engine for an automobile in which engine operating conditions vary over a wide range, engine speed, load, etc. must be adjusted so that an optimum intake amount or exhaust amount can be obtained according to the engine operating conditions. There is a valve timing adjusting mechanism that adjusts the opening / closing timing of the intake / exhaust valve by changing the phase angle of the camshaft in accordance with
9-63338, reference).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、1つのシリ
ンダに吸・排気バルブを2本づつ備える直噴式ディーゼ
ルエンジンの場合、シリンダヘッド上に2本のカムシャ
フトを備え、各カムシャフトに吸・排気バルブを開閉駆
動する吸・排気カムがそれぞれ形成されるものがある。
By the way, in the case of a direct injection diesel engine having two intake / exhaust valves in one cylinder, two camshafts are provided on the cylinder head, and intake / exhaust is provided on each camshaft. There is one in which intake and exhaust cams that open and close the valve are formed.

【0004】このように、共通のカムシャフトに吸気カ
ムと排気カムがそれぞれ形成される構造にあっては、バ
ルブタイミング調整機構を介してカムシャフトの位相角
を変化させると、吸気バルブの開閉時期が調整されると
ともに、排気バルブの開閉時期も変化してしまうため、
エンジンの運転条件に応じて最適な吸気量と排気量が得
られるように制御することが難しいという問題点があ
る。
As described above, in the structure in which the intake cam and the exhaust cam are formed on the common camshaft, when the phase angle of the camshaft is changed via the valve timing adjusting mechanism, the opening / closing timing of the intake valve is changed. Is adjusted and the opening / closing timing of the exhaust valve also changes,
There is a problem that it is difficult to control so as to obtain the optimum intake amount and exhaust amount according to the engine operating conditions.

【0005】また、混合気を圧縮して着火させるディー
ゼルエンジンにあっては、吸気バルブの閉弁時期を吸気
行程の下死点近傍に設定すると、実圧縮比を高めて始動
性や排気性能の向上がはかれる反面、高速域の吸入効率
が著しく低下して、出力性能の悪化を招くという問題点
が考えられる。
Further, in a diesel engine that compresses and ignites the air-fuel mixture, if the closing timing of the intake valve is set near the bottom dead center of the intake stroke, the actual compression ratio is increased to improve startability and exhaust performance. On the other hand, there is a problem that the suction efficiency in the high-speed range is remarkably reduced and the output performance is deteriorated, though the improvement is attempted.

【0006】本発明は上記の問題点を解消し、運転条件
に応じて最適な吸気量と排気量が得られるエンジンの吸
気システムを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an intake system for an engine which can obtain an optimum intake amount and exhaust amount according to operating conditions.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のエンジ
ンの吸気システムは、共通のシリンダに対して吸気を導
入する複数の吸気ポートと、各吸気ポートを開閉する第
一吸気バルブおよび第二吸気バルブと、共通のシリンダ
から排気を排出する複数の排気ポートと、各排気ポート
を開閉する第一排気バルブおよび第二排気バルブと、第
一吸気バルブと第一排気バルブを開閉駆動する第一カム
シャフトと、第二吸気バルブと第二排気バルブを開閉駆
動する第二カムシャフトと、を備えるエンジンにおい
て、第一カムシャフトの位相角を調整するバルブタイミ
ング調整機構と、低速時より高速時に第一吸気バルブの
閉弁時期を遅らせる制御手段と、を備える。
An intake system for an engine according to claim 1, wherein a plurality of intake ports for introducing intake air into a common cylinder, and a first intake valve and a second intake valve for opening and closing each intake port are provided. An intake valve, a plurality of exhaust ports that exhaust exhaust from a common cylinder, a first exhaust valve and a second exhaust valve that open and close each exhaust port, and a first that opens and closes the first intake valve and the first exhaust valve. In an engine that includes a camshaft and a second camshaft that drives the second intake valve and the second exhaust valve to open and close, a valve timing adjustment mechanism that adjusts the phase angle of the first camshaft, and A control means for delaying the closing timing of one intake valve.

【0008】請求項2に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1に記載の発明において、第一排気バルブの
開弁期間を第二排気バルブより短く設定し、第一排気バ
ルブの開弁期間を第二排気バルブの開弁期間の範囲内に
設定する。
According to a second aspect of the present invention, in the engine intake system of the first aspect, the opening period of the first exhaust valve is set shorter than that of the second exhaust valve, and the opening period of the first exhaust valve is set. Is set within the opening period of the second exhaust valve.

【0009】請求項3に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1または2に記載の発明において、第一吸気
バルブの開弁期間を第二吸気バルブより長く設定し、高
速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと等
しく設定する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the engine intake system according to the first or second aspect of the invention, wherein the opening period of the first intake valve is set longer than that of the second intake valve, and the first intake valve is operated at a high speed. The valve opening timing of is set equal to that of the second intake valve.

【0010】請求項4に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1または2に記載の発明において、第一吸気
バルブの開弁期間を第二吸気バルブと等しく設定し、低
速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと等
しく設定する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine of the first or second aspect, the opening period of the first intake valve is set equal to that of the second intake valve, and the first intake valve is operated at a low speed. The valve opening timing of is set equal to that of the second intake valve.

【0011】請求項5に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1から4のいずれか一つに記載の発明におい
て、第二排気バルブによって開閉されるヘリカルポート
を、第一排気バルブによって開閉されるタンジェンシャ
ルポートに比べて、燃焼室に生起される空気流動の勢力
を高める形状とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the engine intake system of the first aspect, the helical port opened and closed by the second exhaust valve is opened and closed by the first exhaust valve. The tangential port has a shape that enhances the force of the air flow generated in the combustion chamber as compared with a tangential port.

【0012】請求項6に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1から5のいずれか一つに記載の発明におい
て、クランクシャフトの回転を第二カムシャフトに伝え
る動力伝達手段と、第二カムシャフトの回転を第一カム
シャフトに伝える回転伝達手段と、回転伝達手段に対す
る第一カムシャフトの位相角を調整するバルブタイミン
グ調整機構と、を備える。
An engine intake system according to a sixth aspect of the present invention is the engine according to any one of the first to fifth aspects, wherein the power transmission means for transmitting the rotation of the crankshaft to the second camshaft and the second cam. A rotation transmission unit that transmits the rotation of the shaft to the first cam shaft, and a valve timing adjustment mechanism that adjusts the phase angle of the first cam shaft with respect to the rotation transmission unit are provided.

【0013】[0013]

【作用】請求項1に記載のエンジンの吸気システムにお
いて、低速時に第一吸気バルブの閉弁時期を進めて、実
圧縮比を高めることにより、シリンダ内の温度が上昇
し、始動性の向上がはかれるとともに、HC、SOF等
スモークの排出量が抑えられる。
In the intake system of the engine according to the first aspect of the present invention, by advancing the closing timing of the first intake valve at a low speed to increase the actual compression ratio, the temperature in the cylinder rises and the startability is improved. The amount of smoke, such as HC and SOF, is reduced while being removed.

【0014】高速時に、第一吸気バルブの閉弁時期を遅
らせることにより、実圧縮比を低くするとともに、吸気
の流入速度が高まる吸気行程の後半でシリンダに吸入さ
れる空気量を増やして、出力性能の向上がはかれる。
At high speed, by delaying the closing timing of the first intake valve, the actual compression ratio is lowered, and the amount of air taken into the cylinder is increased in the latter half of the intake stroke where the inflow speed of intake air increases to increase the output. Performance can be improved.

【0015】請求項2に記載のエンジンの吸気システム
において、第一排気バルブの開弁期間を第二排気バルブ
より短く設定することにより、第一排気バルブの開弁期
間を第二排気バルブの開弁期間の範囲内に設定すること
が可能となる。
In the engine intake system according to the present invention, the opening period of the first exhaust valve is set shorter than that of the second exhaust valve so that the opening period of the first exhaust valve is opened. It becomes possible to set within the range of the valve period.

【0016】第一排気バルブの開弁期間を第二排気バル
ブの開弁期間の範囲内に設定することにより、バルブタ
イミング調整機構の作動によって排気性能が悪化するこ
とを抑えられる。
By setting the opening period of the first exhaust valve within the range of the opening period of the second exhaust valve, it is possible to prevent the exhaust performance from being deteriorated by the operation of the valve timing adjusting mechanism.

【0017】請求項3に記載のエンジンの吸気システム
において、第一吸気バルブの開弁期間を第二吸気バルブ
より長く設定することにより、高速時に第一吸気バルブ
の開弁時期を第二吸気バルブと等しく設定することが可
能となる。
In the engine intake system according to the present invention, the opening period of the first intake valve is set longer than that of the second intake valve so that the opening timing of the first intake valve is set to the second intake valve at high speed. Can be set equal to.

【0018】高速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二
吸気バルブと等しく設定することにより、吸気行程の前
半で吸入効率が低下することを抑えられる。
By setting the opening timing of the first intake valve equal to that of the second intake valve at high speed, it is possible to prevent the intake efficiency from decreasing in the first half of the intake stroke.

【0019】請求項4に記載のエンジンの吸気システム
は、第一吸気バルブの開弁期間を第二吸気バルブと等し
く設定し、低速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸
気バルブと等しく設定することにより、第一吸気バルブ
が吸気上死点より先に開弁することが避けられ、ピスト
ンの頂面に第一吸気バルブとの衝突を防ぐために、吸気
バルブに対峙して凹状に窪むバルブリセスを形成する必
要がない。
According to another aspect of the engine intake system of the present invention, the opening period of the first intake valve is set equal to that of the second intake valve, and the opening timing of the first intake valve is equal to that of the second intake valve at low speed. By setting, the first intake valve is prevented from opening before the intake top dead center, and in order to prevent the top surface of the piston from colliding with the first intake valve, it is recessed in confrontation with the intake valve. It is not necessary to form a valve recess.

【0020】この結果、シリンダに生起される吸気スワ
ールの勢力がバルブリセスによって弱められることがな
く、低速低負荷時に燃焼室における火炎の伝播を促進
し、燃焼が安定化するとともに、スモークの発生量を低
減できる。
As a result, the force of the intake swirl generated in the cylinder is not weakened by the valve recess, the propagation of the flame in the combustion chamber is promoted at low speed and low load, the combustion is stabilized, and the amount of smoke generated is reduced. It can be reduced.

【0021】請求項5に記載のエンジンの吸気システム
において、ヘリカルポートを通ってシリンダに流入する
空気流は、タンジェンシャルポートに比べて、燃焼室に
生起される空気流動の勢力を高める。
In the intake system for the engine according to the fifth aspect, the air flow flowing into the cylinder through the helical port enhances the force of the air flow generated in the combustion chamber as compared with the tangential port.

【0022】低速時にディレクショナルポートが第一吸
気バルブによって閉塞される時期が第二吸気バルブによ
って第二吸気ポートによって閉塞される時期より遅れな
い。これにより、ヘリカルポートを通って燃焼室に生起
される空気流動の勢力を、ディレクショナルポートを通
って燃焼室に流入する空気流によって弱めることが抑え
られる。こうして、燃焼室に生起される空気流動の勢力
を維持することにより、燃焼室における火炎の伝播を促
進し、燃焼を安定化する効果が高められる。
At low speed, the timing at which the directional port is blocked by the first intake valve is not later than the timing at which the second intake valve is blocked by the second intake port. As a result, it is possible to prevent the force of the air flow generated in the combustion chamber through the helical port from being weakened by the air flow flowing into the combustion chamber through the directional port. Thus, by maintaining the force of the air flow generated in the combustion chamber, the effect of promoting the flame propagation in the combustion chamber and stabilizing the combustion is enhanced.

【0023】高速時に第一吸気バルブの閉弁時期が第二
吸気バルブより遅れることにより、吸気行程の後半では
ヘリカルポートが閉塞されても、ディレクショナルポー
トが開通している。ディレクショナルポートは、ヘリカ
ルポートに比べて、燃焼室に生起される空気流動の勢力
を高めない形状をしているため、高速時における吸入効
率を高め、高出力化がはかれる。
Since the closing timing of the first intake valve is delayed from that of the second intake valve at high speed, the directional port is opened even if the helical port is closed in the latter half of the intake stroke. The directional port has a shape that does not increase the force of the air flow generated in the combustion chamber, as compared with the helical port, so that the suction efficiency at high speeds is increased and higher output is achieved.

【0024】請求項6に記載のディーゼルエンジンの吸
気システムにおいて、クランクシャフトの回転は、動力
伝達手段を介して第二カムシャフトに伝えられる。
In the diesel engine intake system, the rotation of the crankshaft is transmitted to the second camshaft via the power transmission means.

【0025】第二カムシャフトの回転は、回転伝達手段
を介して第一カムシャフトに伝えられる。
The rotation of the second camshaft is transmitted to the first camshaft via the rotation transmitting means.

【0026】バルブタイミング調整機構は、回転伝達手
段に対する第一カムシャフトの位相角を調整することに
より、第一吸気バルブと第一排気バルブの開閉時期が運
転条件に応じて調整される。
The valve timing adjusting mechanism adjusts the opening / closing timing of the first intake valve and the first exhaust valve according to operating conditions by adjusting the phase angle of the first camshaft with respect to the rotation transmitting means.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明を直噴式ディーゼルエンジンに
適用した実施例を添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment in which the present invention is applied to a direct injection diesel engine will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0028】図1において、1はシリンダ、2はピスト
ン、3はピストン2の往復運動をクランクシャフトの回
転運動に変換するコンロッド、4はシリンダヘッド、5
はピストン2の頂面に形成された燃焼室、20,21は
シリンダヘッド4に形成された吸気ポート、8はシリン
ダヘッド4に形成された排気ポートである。
In FIG. 1, 1 is a cylinder, 2 is a piston, 3 is a connecting rod for converting reciprocating motion of the piston 2 into rotational motion of a crankshaft, 4 is a cylinder head, 5
Is a combustion chamber formed on the top surface of the piston 2, 20 and 21 are intake ports formed in the cylinder head 4, and 8 is an exhaust port formed in the cylinder head 4.

【0029】図2にも示すように、燃焼室5に燃料を噴
射する燃料噴射弁11が設置される。燃焼室5の中央に
臨む燃料噴射弁11を取り囲むように第一吸気バルブ9
aと第二吸気バルブ9bと、第一排気バルブ10aと第
二排気バルブ10bがそれぞれ設けられる。
As shown in FIG. 2, a fuel injection valve 11 for injecting fuel is installed in the combustion chamber 5. The first intake valve 9 surrounds the fuel injection valve 11 facing the center of the combustion chamber 5.
a and a second intake valve 9b, a first exhaust valve 10a and a second exhaust valve 10b are provided, respectively.

【0030】各吸気バルブ9a,9bが開かれるのに伴
って各吸気ポート20,21からシリンダ1に空気を吸
入し、この空気をピストン5で圧縮して着火燃焼させ
る。燃焼したガスは各排気バルブ10a,10bが開か
れるのに伴って各排気ポート7,8に排出される。これ
らの各行程が連続して繰り返される。
As the intake valves 9a, 9b are opened, air is taken into the cylinder 1 from the intake ports 20, 21 and the piston 5 compresses the air for ignition and combustion. The burned gas is discharged to the exhaust ports 7 and 8 as the exhaust valves 10a and 10b are opened. Each of these steps is continuously repeated.

【0031】ピストン2の頂面には、第一吸気バルブ9
aに対峙して凹状に窪むバルブリセス6が形成される。
第一吸気バルブ9aは後述するように吸気上死点(TD
C)前に開弁するとき、第一吸気バルブ9aがバルブリ
セス6に収まることにより、ピストン2に衝突すること
が回避される。
On the top surface of the piston 2, the first intake valve 9
A valve recess 6 is formed which is recessed in a concave shape facing a.
The first intake valve 9a has an intake top dead center (TD) as described later.
C) When the valve is opened before, the first intake valve 9a is accommodated in the valve recess 6 to avoid collision with the piston 2.

【0032】図4、図5にも示すように、2本の吸気ポ
ート20,21のうち、一方のディレクショナルポート
20はその先端が平面図上において直線状に延びてい
る。他方のヘリカルポート21はその先端が平面図上に
おいて渦巻き状に湾曲して、シリンダ1内に横方向に旋
回する空気流、いわゆるスワールを生起する。
As shown in FIGS. 4 and 5, of the two intake ports 20 and 21, one of the directional ports 20 has its tip extending linearly in a plan view. The other end of the helical port 21 has a tip curved in a spiral shape in a plan view to generate a so-called swirl in the cylinder 1 that swirls laterally.

【0033】シリンダヘッド4上には第一カムシャフト
13と第二カムシャフト14が設けられる。第一カムシ
ャフト13にはディレクショナルポート20の第一吸気
バルブ9aを開閉駆動する吸気カム29aと、第一排気
バルブ10aを開閉駆動する排気カム30aがそれぞれ
形成される。第二カムシャフト14にはヘリカルポート
21の第二吸気バルブ9bを開閉駆動する吸気カム29
bと、第二排気バルブ10bを開閉駆動する排気カム3
0bがそれぞれ形成される。
A first cam shaft 13 and a second cam shaft 14 are provided on the cylinder head 4. An intake cam 29a that opens and closes the first intake valve 9a of the directional port 20 and an exhaust cam 30a that opens and closes the first exhaust valve 10a are formed on the first camshaft 13. The second cam shaft 14 has an intake cam 29 for opening and closing the second intake valve 9b of the helical port 21.
b, and an exhaust cam 3 that drives the second exhaust valve 10b to open and close.
0b is formed respectively.

【0034】各カムシャフト13,14は、それぞれの
回転に伴って、各吸・排気カム30a,30b,29
a.29bが各リフタ12を摺動させ、各リフタ12が
各吸・排気バルブ9a,9b,10a,10bを各バル
ブスプリング28に抗して開閉させる。
The camshafts 13 and 14 are rotated by their respective intake / exhaust cams 30a, 30b, 29.
a. 29b slides each lifter 12, and each lifter 12 opens and closes each intake / exhaust valve 9a, 9b, 10a, 10b against each valve spring 28.

【0035】各カムシャフト13,14には、図示しな
いクランクシャフトの回転力がプーリおよびタイミング
ベルトを介して1/2の速度に減速して伝達される。
The rotational force of a crankshaft (not shown) is transmitted to each of the camshafts 13 and 14 through the pulley and the timing belt after being decelerated to 1/2 speed.

【0036】図3に示すように、第一カムシャフト13
の一端にはカムプーリ41が連結される。カムプーリ4
1と図示しないクランクシャフトに連結されたクランク
プーリに渡ってタイミングベルトが掛け回される。
As shown in FIG. 3, the first camshaft 13
A cam pulley 41 is connected to one end of the. Cam pulley 4
1 and a timing belt is wound around a crank pulley connected to a crank shaft (not shown).

【0037】この実施例では、バルブタイミング調節手
段として、カムプーリ41に対する第一カムシャフト1
3の回転相対位相を調節するバルブタイミング調節機構
40が設けられる。
In this embodiment, the first camshaft 1 with respect to the cam pulley 41 serves as valve timing adjusting means.
A valve timing adjusting mechanism 40 that adjusts the rotational relative phase of No. 3 is provided.

【0038】吸気バルブタイミング調節機構40は、第
一カムシャフト13の端部に筒形のインナハウジング5
2がボルト51を介して締結される。
The intake valve timing adjusting mechanism 40 has a cylindrical inner housing 5 at the end of the first camshaft 13.
2 are fastened via bolts 51.

【0039】インナハウジング52の外周に回転可能に
嵌合する筒形のアウタハウジング55が設けられ、アウ
タハウジング55にカムプーリ41が一体形成される。
A cylindrical outer housing 55 that is rotatably fitted is provided on the outer periphery of the inner housing 52, and the cam pulley 41 is formed integrally with the outer housing 55.

【0040】インナハウジング51とアウタハウジング
55の間にはリング状のヘリカルギア54が介装され
る。ヘリカルギア54の内外周とインナハウジング52
の外周およびアウタハウジング55の外周には、互いに
噛合うヘリカルスプライン49が形成され、ヘリカルギ
ア54が軸方向に移動するのに伴いアウタハウジング5
5に対してインナハウジング52が相対回転し、カムプ
ーリ41に対する第一カムシャフト13の回転方向の位
相角が変化する。
A ring-shaped helical gear 54 is interposed between the inner housing 51 and the outer housing 55. Inner and outer circumferences of helical gear 54 and inner housing 52
Helical splines 49 that mesh with each other are formed on the outer periphery of the outer housing 55 and the outer housing 55, and the outer housing 5 moves as the helical gear 54 moves in the axial direction.
5, the inner housing 52 rotates relatively, and the phase angle of the first camshaft 13 with respect to the cam pulley 41 in the rotation direction changes.

【0041】ヘリカルギア54とインナハウジング52
の間にはリターンスプリング57が介装され、リターン
スプリング57によりヘリカルギア54が図中左方向に
付勢されて、初期位置に保持される。
Helical gear 54 and inner housing 52
A return spring 57 is interposed between them, and the return gear 57 urges the helical gear 54 to the left in the drawing to hold the helical gear 54 at the initial position.

【0042】インナハウジング51とアウタハウジング
55とヘリカルギア54の間には油圧室56が画成され
る。油圧室56に導かれる油圧力が所定値を越えて上昇
すると、ヘリカルギア54はリターンスプリング57を
圧縮しながら図中右方向に移動する。
A hydraulic chamber 56 is defined between the inner housing 51, the outer housing 55 and the helical gear 54. When the hydraulic pressure introduced to the hydraulic chamber 56 rises above a predetermined value, the helical gear 54 moves to the right in the figure while compressing the return spring 57.

【0043】油圧室56は第一カムシャフト13の内部
に形成された軸孔58と、シリンダヘッド4に形成され
たオイル通路59を介してオイルポンプ60からの吐出
油圧が導入される。
Discharged hydraulic pressure from the oil pump 60 is introduced into the hydraulic chamber 56 through a shaft hole 58 formed inside the first camshaft 13 and an oil passage 59 formed in the cylinder head 4.

【0044】第一カムシャフト13の他端にはエンジン
運転条件に応じて開閉制御される電磁弁61が設けられ
る。電磁弁61は非通電時に軸孔58を開いて油圧室5
6に導かれる油圧を低下させ、通電時に軸孔58を閉塞
して油圧室56に導かれる油圧を高める。
At the other end of the first camshaft 13, there is provided an electromagnetic valve 61 whose opening / closing is controlled according to engine operating conditions. The solenoid valve 61 opens the shaft hole 58 when not energized to open the hydraulic chamber 5
The hydraulic pressure guided to 6 is reduced to close the shaft hole 58 when energized to increase the hydraulic pressure guided to the hydraulic chamber 56.

【0045】電磁弁61が通電状態(制御信号ON時)
となってヘリカルギア54が図3において左方向に移動
したときに、吸・排気バルブ9a,10aの開閉時期を
所定角度だけ進角するようになっている。
Solenoid valve 61 is energized (when control signal is ON)
Thus, when the helical gear 54 moves to the left in FIG. 3, the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 10a is advanced by a predetermined angle.

【0046】図6、図7に示すように、位相角の調整が
行われない吸気カム29bのプロフィールは、吸気上死
点(TDC)の近傍で第二吸気バルブ9bを開弁させ、
吸気下死点(BDC)後10°の近傍で第二吸気バルブ
9bを閉弁させる特性になっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the profile of the intake cam 29b in which the phase angle is not adjusted causes the second intake valve 9b to open near the intake top dead center (TDC).
The characteristic is that the second intake valve 9b is closed in the vicinity of 10 ° after the intake bottom dead center (BDC).

【0047】同じく位相角の調整が行われない排気カム
30bのプロフィールは、排気下死点(BDC)の近傍
で第二排気バルブ10bを開弁させ、吸気上死点(TD
C)後10°の近傍で第二排気バルブ10bを閉弁させ
る特性になっている。
Similarly, for the profile of the exhaust cam 30b in which the phase angle is not adjusted, the second exhaust valve 10b is opened near the exhaust bottom dead center (BDC), and the intake top dead center (TD) is reached.
C) The characteristic is that the second exhaust valve 10b is closed in the vicinity of 10 ° after.

【0048】バルブタイミング調整機構40を介して位
相角が調整される吸気カム29aの作動角(開弁期間)
は、ヘリカルポート21を開閉する吸気カム29bより
長く設定される。第一カムシャフト13の位相角によっ
て、第一吸気バルブ9aが吸気上死点(TDC)の近傍
で開弁し、ディレクショナルポート20を開弁する期間
をヘリカルポート21より延長し、吸気下死点(BD
C)後20°まで開通させるように構成する。
Operating angle of the intake cam 29a (valve opening period) whose phase angle is adjusted via the valve timing adjusting mechanism 40.
Is set longer than the intake cam 29b that opens and closes the helical port 21. Due to the phase angle of the first camshaft 13, the first intake valve 9a opens near the intake top dead center (TDC), and the period for opening the directional port 20 is extended from the helical port 21 to reduce the intake bottom dead. Point (BD
C) It is configured to be opened up to 20 ° later.

【0049】同じくバルブタイミング調整機構40を介
して位相角が調整される排気カム30aの作動角(開弁
期間)は、排気カム30bより短く設定して、第一排気
バルブ10aが第一カムシャフト13の位相角によらず
他方の第二排気バルブ10bの開弁期間の範囲内で開弁
するように構成する。
Similarly, the operating angle (valve opening period) of the exhaust cam 30a whose phase angle is adjusted via the valve timing adjusting mechanism 40 is set shorter than that of the exhaust cam 30b, so that the first exhaust valve 10a operates with the first camshaft. Regardless of the phase angle of 13, the other second exhaust valve 10b is configured to open within the opening period.

【0050】電磁弁61が非通電状態(制御信号OFF
時)となってヘリカルギア54が初期位置にあるとき
に、吸・排気バルブ9a,10aは図6に示す進角側バ
ルブタイミングに切換えられる。
The solenoid valve 61 is in the non-energized state (control signal OFF
6), the intake / exhaust valves 9a and 10a are switched to the valve timing on the advance side shown in FIG.

【0051】上記進角側バルブタイミングにおいて、第
一排気バルブ10aは排気下死点(BDC)前10°の
近傍で開弁し、吸気上死点(TDC)の近傍で閉弁す
る。一方、第一吸気バルブ9aは吸気上死点(TDC)
前10°の近傍で開弁し、吸気下死点(BDC)後10
°の近傍で閉弁する。
At the valve timing on the advance side, the first exhaust valve 10a opens near 10 ° before the exhaust bottom dead center (BDC) and closes near the intake top dead center (TDC). On the other hand, the first intake valve 9a has an intake top dead center (TDC).
The valve opens near 10 ° before and after the intake bottom dead center (BDC) 10
Close the valve near °.

【0052】上記進角側バルブタイミングにおいて、各
吸気バルブ9a,9bは、吸気下死点後(BDC)後1
0°の近傍で一緒に閉弁することにより、エンジンの実
圧縮比が高くなる。
At the valve timing on the advance side, each intake valve 9a, 9b is set to 1 after the intake bottom dead center (BDC).
By closing the valves together in the vicinity of 0 °, the actual compression ratio of the engine becomes high.

【0053】電磁弁61が通電状態(制御信号ON時)
となってヘリカルギア54が図3において左方向に移動
したときに、吸・排気バルブ9a,10aは図7に示す
遅角側バルブタイミングに切換えられる。
Solenoid valve 61 is energized (when control signal is ON)
When the helical gear 54 moves to the left in FIG. 3, the intake / exhaust valves 9a and 10a are switched to the retard valve timing shown in FIG.

【0054】上記遅角側バルブタイミングにおいて、第
一排気バルブ10aは排気下死点(BDC)の近傍で開
弁し、吸気上死点(TDC)後10°の近傍で閉弁す
る。一方、第一吸気バルブ9aは吸気上死点(TDC)
の近傍で開弁し、吸気下死点(BDC)後20°の近傍
で閉弁する。
At the valve timing on the retard side, the first exhaust valve 10a opens near exhaust bottom dead center (BDC) and closes 10 degrees after intake top dead center (TDC). On the other hand, the first intake valve 9a has an intake top dead center (TDC).
The valve is opened in the vicinity of and the valve is closed in the vicinity of 20 ° after the intake bottom dead center (BDC).

【0055】上記遅角側バルブタイミングにおいて、第
一吸気バルブ9aは、吸気下死点(BDC)後20°の
近傍で、第二吸気バルブ9bより10°遅れて閉弁する
ことにより、エンジンの実圧縮比が低くなる。
At the valve timing on the retard side, the first intake valve 9a closes 20 ° after the bottom dead center (BDC) of the intake valve and is closed 10 ° later than the second intake valve 9b to close the engine. The actual compression ratio becomes low.

【0056】バルブタイミング調節機構40を介して吸
・排気バルブ9a,10aの開閉時期を制御する手段と
して、電磁弁61の通電を制御するコントロールユニッ
ト41が設けられる。
As a means for controlling the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 10a via the valve timing adjusting mechanism 40, a control unit 41 for controlling the energization of the solenoid valve 61 is provided.

【0057】コントロールユニット41は、エンジン回
転センサ42の検出信号、エンジン負荷センサ43の検
出信号をはじめ、冷却水温信号等を入力して、これらの
検出値に基づいてエンジントルクの急激な変動(トルク
段差)を抑えつつ、吸・排気バルブ9a,10aの開閉
時期の切換えを行うようになっている。
The control unit 41 inputs a detection signal of the engine rotation sensor 42, a detection signal of the engine load sensor 43, a cooling water temperature signal, and the like, and based on these detection values, abrupt fluctuation of the engine torque (torque). The opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a and 10a is switched while suppressing the difference in level.

【0058】コントロールユニット41は、図8に示す
マップに基づき、所定の低速低負荷時と始動時に、進角
側バルブタイミングに切換えて実圧縮比を高める制御を
行い、所定の中高速中高負荷時に、遅角側バルブタイミ
ングに切換えて実圧縮比を低くする制御を行う。
Based on the map shown in FIG. 8, the control unit 41 controls to increase the actual compression ratio by switching to the valve timing on the advance side at the time of predetermined low speed and low load and at the time of starting, and at the time of predetermined medium, high speed and medium and high load. , The valve timing is changed to the retard side valve timing to control the actual compression ratio to be low.

【0059】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
With the above construction, the operation will be described below.

【0060】低速低負荷時と始動時に、吸・排気バルブ
9a,10aの開閉時期を進角して、実圧縮比を高める
ことにより、シリンダ1内の温度が上昇し、始動性の向
上がはかれ、HC、SOF等のスモーク排出量が抑えら
れる。
By advancing the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a and 10a at the time of low speed and low load and at the time of starting to raise the actual compression ratio, the temperature in the cylinder 1 rises, and the startability is improved. Therefore, the amount of smoke emission of HC, SOF, etc. is suppressed.

【0061】吸入空気はヘリカルポート21とディレク
ショナルポート20に分流してシリンダ1に吸入され
る。ヘリカルポート21は、その先端が渦巻き状に湾曲
しているため、ヘリカルポート21を通った吸気流によ
りシリンダ1内で横方向に旋回するスワールが生起さ
れ。これに対して、ディレクショナルポート20はその
先端が平面図上において直線状に延びているため、ディ
レクショナルポート20を通った吸気流はシリンダ1内
に生起されるスワールを弱める。
The intake air is divided into the helical port 21 and the directional port 20 and is taken into the cylinder 1. Since the tip of the helical port 21 is curved in a spiral shape, the swirl that swirls laterally in the cylinder 1 is generated by the intake air flow passing through the helical port 21. On the other hand, since the tip of the directional port 20 extends linearly in a plan view, the intake flow passing through the directional port 20 weakens the swirl generated in the cylinder 1.

【0062】吸気バルブ9a,9bを介してディレクシ
ョナルポート20とヘリカルポート21が同時に閉弁す
るため、ディレクショナルポート20からシリンダ1に
流入する吸気が、ヘリカルポート21からシリンダ1に
流入する吸気がシリンダ1で旋回する勢力を弱めること
を抑え、燃焼室5における火炎の伝播を促進し、燃焼を
安定化するとともに、スモークの発生量を低減できる。
Since the directional port 20 and the helical port 21 are closed at the same time via the intake valves 9a and 9b, the intake air flowing into the cylinder 1 from the directional port 20 flows into the cylinder 1 from the helical port 21. It is possible to suppress the weakening of the turning force of the cylinder 1, promote the propagation of the flame in the combustion chamber 5, stabilize the combustion, and reduce the amount of smoke generated.

【0063】一方、中高速中高負荷時に、吸・排気バル
ブ9a,9bの開閉時期を遅角して、実圧縮比を低く
し、第一吸気バルブ9aを介してディレクショナルポー
ト20を吸気下死点(BDC)後20°まで開通させ
る。
On the other hand, at the time of medium, high speed, medium and high load, the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 9b is retarded to reduce the actual compression ratio, and the directional port 20 is let down through the first intake valve 9a. Open up to 20 ° after the point (BDC).

【0064】ディレクショナルポート20は平面図上に
おいて直線状に延びているため、吸入抵抗の低減がはか
れる。中高速中高負荷時に、第一吸気バルブ9aを介し
てディレクショナルポート20を吸気下死点(BDC)
後20°まで開通することにより、吸気の流入速度が高
まる吸気行程の後半で、ディレクショナルポート20が
開通することになり、ディレクショナルポート20を介
して高速時における吸入抵抗を低減する効果が高めら
れ、吸入効率を確保して、出力性能の低下を抑制でき
る。
Since the directional port 20 extends linearly in a plan view, the suction resistance can be reduced. At mid-high speed and medium to high load, the intake port bottom dead center (BDC) of the directional port 20 via the first intake valve 9a.
By opening to the rear 20 °, the directional port 20 is opened in the latter half of the intake stroke where the inflow velocity of intake air increases, and the effect of reducing the intake resistance at high speed through the directional port 20 is enhanced. Therefore, it is possible to secure the suction efficiency and suppress the deterioration of the output performance.

【0065】このように、バルブタイミング調整機構4
0を介して位相角が調整される吸気カム29aの作動角
を、他方の吸気カム29bより長く設定したことによ
り、中高速中高負荷時に、第一吸気バルブ9aを介して
ディレクショナルポート20を吸気下死点(BDC)後
20°まで開通させることが可能となる。
Thus, the valve timing adjusting mechanism 4
By setting the operating angle of the intake cam 29a whose phase angle is adjusted via 0 to be longer than that of the other intake cam 29b, intake of the directional port 20 via the first intake valve 9a during medium, high speed, medium and high load It will be possible to open up to 20 ° after bottom dead center (BDC).

【0066】中高速中高負荷時に、第一吸気バルブ9a
が第二吸気バルブ9bと一緒に吸気上死点(TDC)の
近傍で開弁すことにより、吸気行程の前半で吸入効率が
低下することを抑えられる。
First intake valve 9a at the time of medium-high speed medium high load
By opening the valve in the vicinity of the intake top dead center (TDC) together with the second intake valve 9b, it is possible to prevent the intake efficiency from decreasing in the first half of the intake stroke.

【0067】また、バルブタイミング調整機構40を介
して位相角が調整される排気カム30aの作動角を、排
気カム30bより短く設定したことにより、第一排気バ
ルブ10aは他方の第二排気バルブ10bの開弁期間の
範囲内で開弁するように設定することが可能となり、排
気性能が悪化することを抑えられる。
Further, the operating angle of the exhaust cam 30a whose phase angle is adjusted via the valve timing adjusting mechanism 40 is set shorter than that of the exhaust cam 30b, so that the first exhaust valve 10a is the other second exhaust valve 10b. It is possible to set the valve to be opened within the range of the valve opening period, and it is possible to suppress deterioration of the exhaust performance.

【0068】次に、図9〜図12に示す他の実施例につ
いて説明する。なお、図1等との対応部分には同一符号
を用いて説明する。
Next, another embodiment shown in FIGS. 9 to 12 will be described. It should be noted that the same parts as those in FIG.

【0069】図10、図11に示すように、位相角の調
整が行われない吸気カム29bのプロフィールは、前記
実施例と同様に、吸気上死点(TDC)の近傍で第二吸
気バルブ9bを開弁させ、吸気下死点(BDC)後10
°の近傍で第二吸気バルブ9bを閉弁させる特性になっ
ている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the profile of the intake cam 29b in which the phase angle is not adjusted is similar to that of the above-described embodiment, and the second intake valve 9b is located near the intake top dead center (TDC). Valve is opened, and after intake bottom dead center (BDC) 10
The characteristic is that the second intake valve 9b is closed in the vicinity of °.

【0070】同じく位相角の調整が行われない排気カム
30bのプロフィールは、前記実施例と同様に、排気下
死点(BDC)の近傍で第二排気バルブ10bを開弁さ
せ、吸気上死点(TDC)後10°の近傍で第二排気バ
ルブ10bを閉弁させる特性になっている。
Similarly to the profile of the exhaust cam 30b in which the phase angle is not adjusted, the second exhaust valve 10b is opened in the vicinity of the exhaust bottom dead center (BDC) and the intake top dead center is the same as in the above embodiment. The characteristic is that the second exhaust valve 10b is closed in the vicinity of 10 ° after (TDC).

【0071】バルブタイミング調整機構40を介して位
相角が調整される吸気カム29aの作動角(開弁期間)
は、ヘリカルポート21を開閉する吸気カム29bと等
しく設定される。第一カムシャフト13の位相角によっ
て、第一吸気バルブ9aが吸気上死点(TDC)より遅
角して開弁し、ディレクショナルポート20を開弁する
期間をヘリカルポート21より延長し、吸気下死点(B
DC)後20°まで開通させるように構成する。
The operating angle of the intake cam 29a (valve opening period) whose phase angle is adjusted via the valve timing adjusting mechanism 40.
Is set equal to the intake cam 29b that opens and closes the helical port 21. Due to the phase angle of the first cam shaft 13, the first intake valve 9a opens with a delay from the intake top dead center (TDC), and the period for opening the directional port 20 is extended from the helical port 21. Bottom dead center (B
It is configured to open up to 20 ° after DC).

【0072】同じくバルブタイミング調整機構40を介
して位相角が調整される排気カム30aの作動角(開弁
期間)は、前記実施例と同様に、排気カム30bより短
く設定して、第一排気バルブ10aが第一カムシャフト
13の位相角によらず他方の第二排気バルブ10bの開
弁期間の範囲内で開弁するように構成する。
Similarly, the operating angle (valve opening period) of the exhaust cam 30a whose phase angle is adjusted via the valve timing adjusting mechanism 40 is set shorter than that of the exhaust cam 30b, as in the above embodiment, and the first exhaust gas is exhausted. The valve 10a is configured to open regardless of the phase angle of the first camshaft 13 within the opening period of the other second exhaust valve 10b.

【0073】電磁弁61が非通電状態(制御信号OFF
時)となってヘリカルギア54が初期位置にあるとき
に、吸・排気バルブ9a,10aは図10に示す進角側
バルブタイミングに切換えられる。
The solenoid valve 61 is not energized (control signal OFF
10), the intake / exhaust valves 9a and 10a are switched to the valve timing on the advance side shown in FIG.

【0074】上記進角側バルブタイミングにおいて、第
一排気バルブ10aは排気下死点(BDC)前10°の
近傍で開弁し、吸気上死点(TDC)の近傍で閉弁す
る。一方、第一吸気バルブ9aは吸気上死点(TDC)
の近傍で開弁し、吸気下死点(BDC)後10°の近傍
で閉弁する。
At the valve timing on the advance side, the first exhaust valve 10a opens near 10 ° before the exhaust bottom dead center (BDC) and closes near the intake top dead center (TDC). On the other hand, the first intake valve 9a has an intake top dead center (TDC).
The valve is opened in the vicinity of and the valve is closed in the vicinity of 10 ° after the intake bottom dead center (BDC).

【0075】上記進角側バルブタイミングにおいて、各
吸気バルブ9a,9bは、吸気下死点後(BDC)後1
0°の近傍で一緒に閉弁することにより、エンジンの実
圧縮比が高くなる。
At the valve timing on the advance side, each intake valve 9a, 9b is set to 1 after the intake bottom dead center (BDC).
By closing the valves together in the vicinity of 0 °, the actual compression ratio of the engine becomes high.

【0076】電磁弁61が通電状態(制御信号ON時)
となってヘリカルギア54が図3において左方向に移動
したときに、吸・排気バルブ9a,10aは図11に示
す遅角側バルブタイミングに切換えられる。
Solenoid valve 61 is energized (when control signal is ON)
When the helical gear 54 moves to the left in FIG. 3, the intake / exhaust valves 9a and 10a are switched to the retard valve timing shown in FIG.

【0077】上記遅角側バルブタイミングにおいて、第
一排気バルブ10aは排気下死点(BDC)の近傍で開
弁し、吸気上死点(TDC)後10°の近傍で閉弁す
る。一方、第一吸気バルブ9aは吸気上死点(TDC)
後10°の近傍で開弁し、吸気下死点(BDC)後20
°の近傍で閉弁する。
At the valve timing on the retard side, the first exhaust valve 10a opens near exhaust bottom dead center (BDC) and closes about 10 ° after intake top dead center (TDC). On the other hand, the first intake valve 9a has an intake top dead center (TDC).
20 degrees after the intake bottom dead center (BDC)
Close the valve near °.

【0078】上記遅角側バルブタイミングにおいて、第
一吸気バルブ9aは、吸気下死点後(BDC)後20°
の近傍で、第二吸気バルブ9bより10°遅れて閉弁す
ることにより、エンジンの実圧縮比が低くなる。
At the valve timing on the retard side, the first intake valve 9a moves 20 ° after the intake bottom dead center (BDC).
By closing the second intake valve 9b with a delay of 10 ° in the vicinity of, the actual compression ratio of the engine becomes low.

【0079】コントロールユニット41は、図12に示
すマップに基づき、所定の低速低負荷時と始動時に、進
角側バルブタイミングに切換えて実圧縮比を高める制御
を行い、所定の中高速中高負荷時に、遅角側バルブタイ
ミングに切換えて実圧縮比を低くする制御を行う。
Based on the map shown in FIG. 12, the control unit 41 controls to increase the actual compression ratio by switching to the valve timing on the advance side at the time of a predetermined low speed and low load and at the time of starting, and at the time of a predetermined medium, high speed and middle high load , The valve timing is changed to the retard side valve timing to control the actual compression ratio to be low.

【0080】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
With the above-mentioned structure, the operation will be described below.

【0081】低速低負荷時と始動時に、吸・排気バルブ
9a,10aの開閉時期を進角して、実圧縮比を高める
ことにより、始動性の向上がはかれ、HC、SOF等の
スモーク排出量が抑えられる。
At low speed and low load and at the time of starting, the intake / exhaust valves 9a and 10a are advanced in opening / closing timing to increase the actual compression ratio to improve the startability and to discharge HC, SOF and the like smoke. The amount is suppressed.

【0082】吸気バルブ9a,9bを介してディレクシ
ョナルポート20とヘリカルポート21が同時に閉弁す
るため、ディレクショナルポート20からシリンダ1に
流入する吸気が、ヘリカルポート21からシリンダ1に
流入する吸気がシリンダ1で旋回する勢力を弱めること
を抑え、燃焼室5における火炎の伝播を促進し、燃焼を
安定化するとともに、スモークの発生量を低減できる。
Since the directional port 20 and the helical port 21 are closed at the same time via the intake valves 9a and 9b, the intake air flowing into the cylinder 1 from the directional port 20 flows into the cylinder 1 from the helical port 21. It is possible to suppress the weakening of the turning force of the cylinder 1, promote the propagation of the flame in the combustion chamber 5, stabilize the combustion, and reduce the amount of smoke generated.

【0083】一方、中高速中高負荷時に、吸・排気バル
ブ9a,9bの開閉時期を遅角して、実圧縮比を低く
し、第一吸気バルブ9aを介してディレクショナルポー
ト20を吸気下死点(BDC)後20°まで開通させ
る。
On the other hand, at the time of medium, high speed, medium and high load, the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 9b is retarded to reduce the actual compression ratio, and the directional port 20 is let down through the first intake valve 9a. Open up to 20 ° after the point (BDC).

【0084】ディレクショナルポート20は平面図上に
おいて直線状に延びているため、吸入抵抗の低減がはか
れる。中高速中高負荷時に、第一吸気バルブ9aを介し
てディレクショナルポート20を吸気下死点(BDC)
後20°まで開通することにより、吸気の流入速度が高
まる吸気行程の後半で、ディレクショナルポート20が
開通することになり、ディレクショナルポート20を介
して高速時における吸入抵抗を低減する効果が高めら
れ、吸入効率を確保して、出力性能の低下を抑制でき
る。
Since the directional port 20 extends linearly in a plan view, the suction resistance can be reduced. At mid-high speed and medium to high load, the intake port bottom dead center (BDC) of the directional port 20 via the first intake valve 9a.
By opening to the rear 20 °, the directional port 20 is opened in the latter half of the intake stroke where the inflow velocity of intake air increases, and the effect of reducing the intake resistance at high speed through the directional port 20 is enhanced. Therefore, it is possible to secure the suction efficiency and suppress the deterioration of the output performance.

【0085】しかし、この実施例では、中高速中高負荷
時に、第一吸気バルブ9aの開弁時期が吸気上死点(T
DC)より10°遅れるため、前記実施例に比べて吸入
効率が低下する。
However, in this embodiment, the opening timing of the first intake valve 9a is set at the intake top dead center (T
Since it is delayed by 10 ° from DC), the suction efficiency is lower than that in the above-mentioned embodiment.

【0086】全運転域に渡って、第一吸気バルブ9aの
開弁時期が吸気上死点(TDC)より進角されないた
め、図9に示すように、ピストン2の頂面には、第一吸
気バルブ9aに対峙して凹状に窪むバルブリセスを形成
する必要がなくなる。
Since the valve opening timing of the first intake valve 9a is not advanced from the intake top dead center (TDC) over the entire operating range, as shown in FIG. It is not necessary to form a valve recess facing the intake valve 9a and recessed in a concave shape.

【0087】この結果、シリンダ1に生起される吸気ス
ワールの勢力がバルブリセスによって弱められることが
なく、低速低負荷時に燃焼室5における火炎の伝播を促
進し、燃焼を安定化するとともに、スモークの発生量を
低減できる。
As a result, the power of the intake swirl generated in the cylinder 1 is not weakened by the valve recess, the flame propagation in the combustion chamber 5 is promoted at low speed and low load, combustion is stabilized, and smoke is generated. The amount can be reduced.

【0088】次に、図13、図14に示す他の実施例に
ついて説明する。なお、図1等との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
Next, another embodiment shown in FIGS. 13 and 14 will be described. It should be noted that the same parts as those in FIG.

【0089】各カムシャフト13,14の一端には各ギ
ア53,54がそれぞれ結合される。各ギア53,54
が互いに噛合うことにより、各カムシャフト13,14
が同期して回転する。第二カムシャフト14に図示しな
い動力伝達手段を介してクランクシャフトの回転力が伝
えられ、第二カムシャフト14の回転力が各ギア54,
53を介して第一カムシャフト13に伝えられる。
Gears 53 and 54 are respectively coupled to one ends of the camshafts 13 and 14, respectively. Each gear 53, 54
Are engaged with each other, so that the camshafts 13 and 14
Rotate in synchronization. The rotational force of the crankshaft is transmitted to the second camshaft 14 via a power transmission means (not shown), and the rotational force of the second camshaft 14 is transmitted to the gears 54,
It is transmitted to the first camshaft 13 via 53.

【0090】非駆動側ギア53と第一カムシャフト13
の間に、バルブタイミング調整機構40が設けられる。
バルブタイミング調整機構40は非駆動側ギア53と第
一カムシャフト13の回転相対位相を調節する。
Non-driving side gear 53 and first camshaft 13
A valve timing adjusting mechanism 40 is provided between the two.
The valve timing adjusting mechanism 40 adjusts the rotational relative phase of the non-driving side gear 53 and the first cam shaft 13.

【0091】この場合も、コントロールユニット41
は、図8に示すマップに基づき、所定の低速低負荷時と
始動時に、進角側バルブタイミングに切換えて実圧縮比
を高める制御を行い、所定の中高速中高負荷時に、遅角
側バルブタイミングに切換えて実圧縮比を低くする制御
を行う。
In this case also, the control unit 41
Based on the map shown in FIG. 8, control is performed to increase the actual compression ratio by switching to the valve timing on the advance side at a predetermined low speed and low load and at the time of starting. The actual compression ratio is reduced by switching to.

【0092】上記構成により、低速低負荷時と始動時
に、吸・排気バルブ9a,10aの開閉時期を進角し
て、実圧縮比を高めることにより、始動性の向上がはか
れ、HC、SOF等のスモーク排出量が抑えられる。
With the above-described structure, the startability is improved by advancing the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 10a and increasing the actual compression ratio at low speed and low load and at the time of starting, and HC, SOF Emissions of smoke, etc. are suppressed.

【0093】一方、中高速中高負荷時に、吸・排気バル
ブ9a,9bの開閉時期を遅角して、実圧縮比を低く
し、第一吸気バルブ9aを介してディレクショナルポー
ト20を吸気下死点(BDC)後20°まで開通させる
ことにより、吸気の流入速度が高まる吸気行程の後半
で、ディレクショナルポート20が開通することにな
り、ディレクショナルポート20を介して高速時におけ
る吸入抵抗を低減する効果が高められ、吸入効率を確保
して、出力性能の低下を抑制できる。
On the other hand, at the time of medium, high speed, medium and high load, the opening / closing timing of the intake / exhaust valves 9a, 9b is retarded to reduce the actual compression ratio, and the directional port 20 is inhaled to the bottom through the first intake valve 9a. By opening up to 20 ° after the point (BDC), the directional port 20 opens in the latter half of the intake stroke where the inflow speed of intake air increases, and the intake resistance at high speed is reduced through the directional port 20. It is possible to enhance the effect of the above, secure the suction efficiency, and suppress the deterioration of the output performance.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載のエ
ンジンの吸気システムは、第一吸気バルブと第一排気バ
ルブを開閉駆動する第一カムシャフトと、第二吸気バル
ブと第二排気バルブを開閉駆動する第二カムシャフトと
を備えるエンジンにおいて、第一カムシャフトの位相角
を調整するバルブタイミング調整機構と、低速時より高
速時に第一吸気バルブの閉弁時期を遅らせる制御手段と
を備えたため、低速時に実圧縮比を高めて、始動性の向
上がはかれるとともに、HC、SOF等スモークの排出
が抑えられる。一方、高速時に、実圧縮比を低くすると
ともに、吸気の流入速度が高まる吸気行程の後半でシリ
ンダに吸入される空気量を増やして、出力性能の向上が
はかれる。
As described above, in the intake system of the engine according to claim 1, the first camshaft for opening and closing the first intake valve and the first exhaust valve, the second intake valve and the second exhaust valve. An engine having a second cam shaft for driving to open and close the valve, a valve timing adjusting mechanism for adjusting the phase angle of the first cam shaft, and a control means for delaying the closing timing of the first intake valve at high speed rather than at low speed Therefore, the actual compression ratio is increased at low speed to improve the startability, and the discharge of smoke such as HC and SOF is suppressed. On the other hand, at high speed, the actual compression ratio is lowered, and the amount of air taken into the cylinder is increased in the latter half of the intake stroke where the inflow speed of intake air increases, so that the output performance is improved.

【0095】請求項2に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1に記載の発明において、第一排気バルブの
開弁期間を第二排気バルブより短く設定し、第一排気バ
ルブの開弁期間を第二排気バルブの開弁期間の範囲内に
設定したため、バルブタイミング調整機構の作動によっ
て排気性能が悪化することを抑えられる。
According to a second aspect of the present invention, in the engine intake system of the first aspect, the opening period of the first exhaust valve is set shorter than that of the second exhaust valve. Is set within the range of the opening period of the second exhaust valve, it is possible to prevent the exhaust performance from being deteriorated by the operation of the valve timing adjusting mechanism.

【0096】請求項3に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1または2に記載の発明において、第一吸気
バルブの開弁期間を第二吸気バルブより長く設定し、高
速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと等
しく設定したため、吸気行程の前半で吸入効率が低下す
ることを抑えられる。
According to a third aspect of the present invention, in the engine of the first or second aspect of the present invention, the opening period of the first intake valve is set longer than that of the second intake valve, and the first intake valve is operated at high speed. Since the valve opening timing of is set equal to that of the second intake valve, it is possible to prevent the intake efficiency from decreasing in the first half of the intake stroke.

【0097】請求項4に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1または2に記載の発明において、第一吸気
バルブの開弁期間を第二吸気バルブと等しく設定し、低
速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと等
しく設定したため、第一吸気バルブが吸気上死点より先
に開弁することが避けられ、ピストンの頂面にバルブリ
セスを形成する必要がない。この結果、シリンダに生起
される吸気スワールの勢力がバルブリセスによって弱め
られることがなく、低速低負荷時に燃焼室における火炎
の伝播を促進し、燃焼を安定化するとともに、スモーク
の発生量を低減できる。また、ピストンの形状を簡素化
して、製作コストダウンがはかれる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine of the first or second aspect, the opening period of the first intake valve is set equal to that of the second intake valve, and the first intake valve is operated at a low speed. Since the valve opening timing of is set equal to that of the second intake valve, the first intake valve is prevented from opening before the intake top dead center, and it is not necessary to form the valve recess on the top surface of the piston. As a result, the force of the intake swirl generated in the cylinder is not weakened by the valve recess, the flame propagation in the combustion chamber is promoted at low speed and low load, combustion is stabilized, and the amount of smoke generated can be reduced. Moreover, the shape of the piston can be simplified to reduce the manufacturing cost.

【0098】請求項5に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1から4のいずれか一つに記載の発明におい
て、第二排気バルブによって開閉されるヘリカルポート
を、第一排気バルブによって開閉されるタンジェンシャ
ルポートに比べて、燃焼室に生起される空気流動の勢力
を高める形状としたため、低速時に燃焼室に生起される
空気流動の勢力を維持することにより、燃焼室における
火炎の伝播を促進し、燃焼を安定化する効果が高められ
るとともに、高速時における吸入効率を高め、高出力化
がはかれる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the engine intake system of the first aspect, the helical port opened and closed by the second exhaust valve is opened and closed by the first exhaust valve. As compared to the tangential port, which has a shape that increases the force of the air flow generated in the combustion chamber, it maintains the force of the air flow generated in the combustion chamber at low speeds and promotes the propagation of flames in the combustion chamber. However, the effect of stabilizing the combustion is enhanced, and the suction efficiency at high speed is enhanced to achieve high output.

【0099】請求項6に記載のエンジンの吸気システム
は、請求項1から5のいずれか一つに記載の発明におい
て、クランクシャフトの回転を第二カムシャフトに伝え
る動力伝達手段と、第二カムシャフトの回転を第一カム
シャフトに伝える回転伝達手段と、回転伝達手段に対す
る第一カムシャフトの位相角を調整するバルブタイミン
グ調整機構とを備えたため、第一吸気バルブと第一排気
バルブの開閉時期が運転条件に応じて調整される。
According to a sixth aspect of the present invention, in the engine intake system of the first aspect, the power transmission means for transmitting the rotation of the crankshaft to the second camshaft and the second cam are provided. Since the rotation transmission means for transmitting the rotation of the shaft to the first camshaft and the valve timing adjustment mechanism for adjusting the phase angle of the first camshaft with respect to the rotation transmission means are provided, the opening / closing timing of the first intake valve and the first exhaust valve Is adjusted according to operating conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示すエンジンの断面図。FIG. 1 is a sectional view of an engine showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じくエンジンの吸・排気系の構成を示す斜視
図。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of an intake / exhaust system of the engine.

【図3】同じくバルブタイミング調整機構の断面図。FIG. 3 is a sectional view of the valve timing adjusting mechanism.

【図4】同じく吸・排気ポートの平面図。FIG. 4 is a plan view of the intake / exhaust port.

【図5】同じく吸・排気ポートの正面図。FIG. 5 is a front view of the intake / exhaust port of the same.

【図6】同じく低速低負荷時における吸・排気バルブの
開閉特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram of opening / closing of the intake / exhaust valve at the time of low speed and low load.

【図7】同じく中高速中高負荷時における吸・排気バル
ブの開閉特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram of opening and closing of the intake / exhaust valve at the time of medium-high speed medium high load.

【図8】同じく制御マップ。FIG. 8 is also a control map.

【図9】他の実施例を示すエンジンの断面図。FIG. 9 is a sectional view of an engine showing another embodiment.

【図10】同じく低速低負荷時における吸・排気バルブ
の開閉特性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram of opening / closing of the intake / exhaust valve at the same low speed and low load.

【図11】同じく中高速中高負荷時における吸・排気バ
ルブの開閉特性図。
FIG. 11 is an opening / closing characteristic diagram of the intake / exhaust valve at the time of medium-high speed medium high load.

【図12】同じく制御マップ。FIG. 12 is also a control map.

【図13】さらに他の実施例を示すエンジンの平面図。FIG. 13 is a plan view of an engine showing still another embodiment.

【図14】同じくエンジンの正面図。FIG. 14 is a front view of the same engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ 2 ピストン 5 燃焼室 6 バルブリセス 8 排気ポート 9a第一吸気バルブ 9b第二吸気バルブ 10a第一排気バルブ 10b第二排気バルブ 11 燃料噴射弁 13 第一カムシャフト 14 第二カムシャフト 20 ディレクショナルポート 21 ヘリカルポート 29a吸気カム 29b吸気カム 30a排気カム 30b排気カム 40 バルブタイミング調整機構 1 Cylinder 2 Piston 5 Combustion Chamber 6 Valve Recess 8 Exhaust Port 9a First Intake Valve 9b Second Intake Valve 10a First Exhaust Valve 10b Second Exhaust Valve 11 Fuel Injection Valve 13 First Camshaft 14 Second Camshaft 20 Directional Port 21 Helical Port 29a Intake Cam 29b Intake Cam 30a Exhaust Cam 30b Exhaust Cam 40 Valve Timing Adjustment Mechanism

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】共通のシリンダに対して吸気を導入する複
数の吸気ポートと、 各吸気ポートを開閉する第一吸気バルブおよび第二吸気
バルブと、 共通のシリンダから排気を排出する複数の排気ポート
と、 各排気ポートを開閉する第一排気バルブおよび第二排気
バルブと、 第一吸気バルブと第一排気バルブを開閉駆動する第一カ
ムシャフトと、 第二吸気バルブと第二排気バルブを開閉駆動する第二カ
ムシャフトと、 を備えるエンジンにおいて、 第一カムシャフトの位相角を調整するバルブタイミング
調整機構と、 低速時より高速時に第一吸気バルブの閉弁時期を遅らせ
る制御手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの吸気システム。
1. A plurality of intake ports for introducing intake air into a common cylinder, a first intake valve and a second intake valve for opening and closing each intake port, and a plurality of exhaust ports for exhausting exhaust gas from a common cylinder. And a first exhaust valve and a second exhaust valve that open and close each exhaust port, a first camshaft that drives the first intake valve and the first exhaust valve to open and close, and a second intake valve and the second exhaust valve that drive to open and close An engine including a second camshaft that includes: a valve timing adjusting mechanism that adjusts a phase angle of the first camshaft; and a control unit that delays the closing timing of the first intake valve at a higher speed than at a low speed. The engine intake system is characterized by that.
【請求項2】第一排気バルブの開弁期間を第二排気バル
ブより短く設定し、 第一排気バルブの開弁期間を第二排気バルブの開弁期間
の範囲内に設定したことを特徴とする請求項1に記載の
エンジンの吸気システム。
2. The opening period of the first exhaust valve is set shorter than that of the second exhaust valve, and the opening period of the first exhaust valve is set within the range of the opening period of the second exhaust valve. The intake system of the engine according to claim 1.
【請求項3】第一吸気バルブの開弁期間を第二吸気バル
ブより長く設定し、 高速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと
等しく設定したことを特徴とする請求項1または2に記
載のエンジンの吸気システム。
3. The valve opening period of the first intake valve is set longer than that of the second intake valve, and the valve opening timing of the first intake valve is set equal to that of the second intake valve at high speed. Or the intake system of the engine according to 2.
【請求項4】第一吸気バルブの開弁期間を第二吸気バル
ブと等しく設定し、 低速時に第一吸気バルブの開弁時期を第二吸気バルブと
等しく設定したことを特徴とする請求項1または2に記
載のエンジンの吸気システム。
4. The valve opening period of the first intake valve is set equal to that of the second intake valve, and the valve opening timing of the first intake valve is set to be equal to that of the second intake valve at low speed. Or the intake system of the engine according to 2.
【請求項5】第二排気バルブによって開閉されるヘリカ
ルポートを、第一排気バルブによって開閉されるタンジ
ェンシャルポートに比べて、燃焼室に生起される空気流
動の勢力を高める形状としたことを特徴とする請求項1
から4のいずれか一つに記載のエンジンの吸気システ
ム。
5. The helical port opened / closed by the second exhaust valve is shaped to increase the force of air flow generated in the combustion chamber as compared with the tangential port opened / closed by the first exhaust valve. Claim 1
The intake system for the engine according to any one of 1 to 4.
【請求項6】クランクシャフトの回転を第二カムシャフ
トに伝える動力伝達手段と、 第二カムシャフトの回転を第一カムシャフトに伝える回
転伝達手段と、 回転伝達手段に対する第一カムシャフトの位相角を調整
するバルブタイミング調整機構と、 を備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一
つに記載のエンジンの吸気システム。
6. A power transmission means for transmitting the rotation of the crankshaft to the second camshaft, a rotation transmission means for transmitting the rotation of the second camshaft to the first camshaft, and a phase angle of the first camshaft with respect to the rotation transmission means. An engine intake system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a valve timing adjustment mechanism for adjusting the valve timing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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