JPH0968060A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH0968060A
JPH0968060A JP7246821A JP24682195A JPH0968060A JP H0968060 A JPH0968060 A JP H0968060A JP 7246821 A JP7246821 A JP 7246821A JP 24682195 A JP24682195 A JP 24682195A JP H0968060 A JPH0968060 A JP H0968060A
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JP
Japan
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valve
valve timing
scavenging
variable
internal combustion
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JP7246821A
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English (en)
Inventor
Kazutoshi Ohashi
和俊 大橋
Yoshiteru Okumura
芳輝 奥村
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、2サイクル式の内燃機関
の低負荷時における掃気を確実に行い得て、低負荷時に
おるポンプ損失を減少し得て、掃気の効率を向上して燃
費を向上させ得て、スロットル弁を不要とすることにあ
る。 【構成】 このため、この発明は、2サイクル式の内燃
機関のシリンダヘッドに燃焼室を開閉する少なくとも1
つの掃気弁と少なくとも2つの排気弁とを設け、前記2
つの排気弁の一方をバルブタイミングの固定された固定
側排気弁に設定するとともに他方をバルブタイミングの
可変可能な可変側排気弁に設定し、前記可変側排気弁の
バルブタイミングを可変するバルブタイミング可変手段
を設け、前記内燃機関の機関負荷を検出する負荷検出手
段を設け、この負荷検出手段の検出する機関負荷に応じ
て前記可変側排気弁のバルブタイミングを前記固定側排
気弁のバルブタイミングに対して遅進させるよう前記バ
ルブタイミング可変手段を制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の動弁装
置に係り、特に、2サイクル式の内燃機関の低負荷時に
おける掃気を確実に行い得て、低負荷時におるポンプ損
失を減少し得て、掃気の効率を向上して燃費を向上させ
得て、また、スロットル弁を不要と得る内燃機関の動弁
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関には、クランク軸が1回転する
間に、燃焼室内に新気及び燃料を導入して燃焼させると
ともに燃焼ガスを排気する2サイクル式のものがある。
2サイクル式の内燃機関には、吸気弁及び排気弁を用い
ずに燃焼室に連通する掃気ポート及び排気ポートにより
ガス交換するものや、掃気弁及び排気弁を用いてガス交
換するものがある。
【0003】前記掃気弁及び排気弁を用いてガス交換す
る2サイクル式の内燃機関としては、特開平3−100
316号公報や特開平3−100338号公報に開示さ
れるものがある。
【0004】特開平3−100316号公報に開示され
る内燃機関は、シリンダヘッドに燃焼室に連通する掃気
ポートと排気ポートとを設け、掃気ポートと排気ポート
とを開閉する掃気弁と排気弁とを設け、掃気ポートに連
通する吸気通路に過給機を設け、前記燃焼室に燃料を直
接噴射する燃料噴射弁を設け、この燃料噴射弁から噴射
される燃料の中心線を、燃焼室に流入する掃気流と交差
させ、且つ前記燃焼室に臨ませた点火プラグの近傍に指
向させて設けたものである。
【0005】特開平3−100338号公報に開示され
る内燃機関は、シリンダヘッドに燃焼室を開閉する掃気
弁と排気弁とを設け、前記燃焼室に燃料を直接噴射する
燃料噴射弁を設け、前記掃気弁と排気弁との各作動中心
角を機関回転数の上昇に応じて進角側に移行させるとと
もに、掃気弁の作動中心角の進角度を排気弁の作動中心
角の進角度に対して1/2に設定したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、シリンダヘ
ッドに掃気弁と排気弁とを設け、燃焼室に燃料を直接噴
射する燃料噴射弁を設け、吸気通路に過給機を設けた2
サイクル式の内燃機関においては、過給機の上流側の吸
気通路にスロットル弁を設け、このスロットル弁の開度
によって空気量を調整している。
【0007】ところが、2サイクル式の内燃機関は、低
負荷時に掃気を十分に行うことができない問題がある。
このため、2サイクル式の内燃機関は、低負荷時に掃気
の効率が低下して燃焼が不安定になり、失火を生じて燃
費が悪化する不都合がある。
【0008】また、前記特開平3−100338号公報
に開示される内燃機関のように、掃気弁と排気弁との各
作動中心角を機関回転数の上昇に応じて進角側に移行さ
せるとともに、掃気弁の作動中心角の進角度を排気弁の
作動中心角の進角度に対して1/2に設定した場合に
は、掃気弁と排気弁との位相を変化させることができる
が、機関負荷に応じて排気弁の開弁期間を変化させてい
ないため、低負荷時おける掃気を確実に行い難い不都合
がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、2サイクル式の内燃機関
のシリンダヘッドに燃焼室を開閉する少なくとも1つの
掃気弁と少なくとも2つの排気弁とを設け、前記2つの
排気弁の一方をバルブタイミングの固定された固定側排
気弁に設定するとともに他方をバルブタイミングの可変
可能な可変側排気弁に設定し、前記可変側排気弁のバル
ブタイミングを可変するバルブタイミング可変手段を設
け、前記内燃機関の機関負荷を検出する負荷検出手段を
設け、この負荷検出手段の検出する機関負荷に応じて前
記可変側排気弁のバルブタイミングを前記固定側排気弁
のバルブタイミングに対して遅進させるよう前記バルブ
タイミング可変手段を制御する制御手段を設けたことを
特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の動弁装置は、2サイク
ル式の内燃機関のシリンダヘッドに設けた2つの排気弁
の一方をバルブタイミングの固定された固定側排気弁に
設定するとともに他方をバルブタイミングの可変可能な
可変側排気弁に設定し、制御手段によって、機関負荷に
応じて可変側排気弁のバルブタイミングを固定側排気弁
のバルブタイミングに対して遅進させるよう制御するこ
とにより、機関負荷に応じて排気弁の開弁期間を変化さ
せることができるとともに、機関負荷に応じて掃気弁と
排気弁とのオーバラップを変化させることができ、燃焼
用の空気量をスロットル弁を用いずに制御することがで
きる。
【0011】
【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説
明する。図1〜図10は、この発明の実施例を示すもの
である。図5において、2は2サイクル式の内燃機関、
4はシリンダブロック、6はシリンダヘッド、8はシリ
ンダ、10はピストン、12はコネクティングロッド、
14は燃焼室である。前記内燃機関2は、シリンダヘッ
ド6の燃焼室14に臨ませて、点火プラグ16と燃料噴
射弁18とを設けている。燃料噴射弁18は、燃焼室1
4に直接燃料を噴射する。
【0012】前記シリンダヘッド6には、燃焼室14に
連通する掃気ポート20と排気ポート22とを設けてい
る。この実施例においては、図7に示す如く、夫々2つ
の掃気ポート20−1・20−2と2つの排気ポート2
2−1・22−2とを設けている。2つの掃気ポート2
0−1・20−2には、吸気通路24が連通されてい
る。2つの排気ポート22−1・22−2は、排気通路
26に連通されている。
【0013】吸気通路24の途中には、過給機28が設
けられている。この内燃機関2は、過給機28の上流側
の吸気通路24にスロットル弁を設けていない。
【0014】前記掃気ポート20−1・20−2と排気
ポート22−1・22−21とには、夫々掃気弁30−
1・30−2と排気弁32−1・32−2とを設けてい
る。
【0015】これら掃気弁30−1・30−2と排気弁
32−1・32−2とを開閉する動弁装置34は、2つ
の排気弁32−1・32−2の一方をバルブタイミング
の固定された固定側排気弁32−1に設定するととも
に、他方をバルブタイミングの可変可能な可変側排気弁
32−2に設定している。
【0016】掃気弁30−1・30−2と固定側排気弁
32−1及び可変側排気弁32−2とは、駆動機構36
により開閉駆動される。駆動機構36は、例えば、図7
・図8に示す如く、図示しないタイミングベルトにより
クランク軸に同期して回転される固定側カム軸38と可
変側カム軸40とをシリンダヘッド6に軸支して設けて
いる。
【0017】前記固定側カム軸38には、掃気カム42
−1・42−2と固定側排気カム44とを設けている。
固定側カム軸38は、掃気カム42−1・42−2と固
定側排気カム44とにより、夫々掃気ロッカアーム46
−1・46−2と固定側ロッカアーム48とを介して、
前記掃気弁30−1・30−2と固定側排気弁32−1
とを開閉駆動する。
【0018】前記可変側カム軸40には、可変側排気カ
ム50を設けている。可変側排気カム軸40は、可変側
排気カム50により、可変側排気ロッカアーム52を介
して前記可変側排気弁32−2を開閉駆動する。
【0019】前記内燃機関2は、可変側排気弁32−2
のバルブタイミングを可変するバルブタイミング可変手
段54を設けている。バルブタイミング可変手段54
は、例えば、図9に示す如く、可変側カム軸40の一側
端に可変側カム軸プーリ56を回動可能に設け、可変側
カム軸40と可変側カム軸プーリ56との間にピストン
室58を形成し、このピストン室58に軸方向移動によ
り可変側カム軸40と可変側カム軸プーリ56とを相対
回転させるヘリカルピストン60を内蔵している。
【0020】前記ヘリカルピストン60は、一端側に圧
力室62を区画するとともに他端側にリターンスプリン
グ64を設けている。前記圧力室62は、オイル通路6
6によりオイルポンプ68に連通されている。オイル通
路66の途中には、圧力室62に導入するオイルを制御
するソレノイド式の制御弁70を設けている。
【0021】バルブタイミング可変手段54は、制御弁
70によって圧力室62にオイルを供給・停止すること
により、ヘリカルピストン60を軸方向移動させて可変
側カム軸40と可変側カム軸プーリ56とを相対回転さ
せ、図10に示如く、可変側排気弁32−2のバルブタ
イミングを固定側排気弁32−2のバルブタイミングに
対して遅進させる。
【0022】前記バルブタイミング可変手段54の制御
弁70は、制御手段72により制御される。制御手段7
2には、内燃機関2の機関負荷を検出する負荷検出手段
74を設けている。この負荷検出手段74としては、例
えば、燃料噴射弁18の噴射期間や点火プラグ16の点
火時期を求めるための図示しない吸入空気量検出手段や
機関回転数検出手段等により構成することができる。
【0023】制御手段72は、負荷検出手段74の検出
する機関負荷に応じて、可変側排気弁32−2のバルブ
タイミングを固定側排気弁32−1のバルブタイミング
に対して遅進させるよう、バルブタイミング可変手段5
4を制御する。
【0024】即ち、負荷検出手段74の検出する機関負
荷の低負荷時には、可変側排気弁32−2のバルブタイ
ミングを固定側排気弁32−1のバルブタイミングに対
して遅角側に移行させるよう、バルブタイミング可変手
段54の制御弁70を制御する。また、負荷検出手段7
4の検出する機関負荷の高負荷時には、可変側排気弁3
2−2のバルブタイミングを固定側排気弁32−1のバ
ルブタイミングに対して同期させるよう、バルブタイミ
ング可変手段54の制御弁70を制御する。
【0025】次に実施例の作用を説明する。
【0026】動弁装置34の制御手段72は、内燃機関
2の運転時に、負荷検出手段74の検出する機関負荷に
応じてバルブタイミング可変手段54の制御弁70を制
御し、可変側排気弁32−2のバルブタイミングを固定
側排気弁32−1のバルブタイミングに対して遅進させ
るよう制御する。
【0027】制御手段72は、内燃機関2の低負荷時
に、図1及び図3に示す如く、可変側排気弁32−2の
バルブタイミングを固定側排気弁32−1のバルブタイ
ミングに対して遅角側に移行させるよう、バルブタイミ
ング可変手段54の制御弁70を制御する。
【0028】これにより、燃焼用の空気量の少ない内燃
機関2の低負荷時には、固定側排気弁32−1と可変側
排気弁32−2とのバルブタイミングがずれて、掃気弁
30とのオーバラップ期間を長くすることができるとと
もに、排気弁32全体の開弁期間を長くすることができ
ることにより十分な掃気を行うことができ、また、掃気
ポート20から燃焼室12に供給される空気量が排気ポ
ート22に吹抜けることによって、空気量を少なくする
ことができる。
【0029】制御手段72は、内燃機関2が低負荷から
次第に高負荷に移行すると、可変側排気弁32−2のバ
ルブタイミングを進角側に次第に移行させるよう、バル
ブタイミング可変手段54の制御弁70を制御する。
【0030】制御手段72は、燃焼用の空気量の多い内
燃機関2の高負荷時に、可変側排気弁32−2のバルブ
タイミングを固定側排気弁32−1のバルブタイミング
に対して同期させるよう、バルブタイミング可変手段5
4の制御弁70を制御する。
【0031】これにより、燃焼用の空気量の多い内燃機
関2の高負荷時には、固定側排気弁32−1と可変側排
気弁32−2とのバルブタイミングが一致して、掃気弁
30とのオーバラップ期間を短かくすることができると
ともに、排気弁32全体の開弁期間を短くすることがで
きることにより、掃気ポート20から燃焼室12に供給
される空気量の排気ポート22への吹抜けを少なくし、
空気量を多くすることができる。
【0032】このように、動弁装置34は、制御手段7
2によって、機関負荷に応じて可変側排気弁32−2の
バルブタイミングを固定側排気弁32−1のバルブタイ
ミングに対して遅進させるよう制御することにより、機
関負荷に応じて排気弁32の開弁期間を変化させること
ができるとともに、機関負荷に応じて掃気弁30と排気
弁32とのオーバラップを変化させることができ、燃焼
用の空気量をスロットル弁を用いずに制御することがで
きる。
【0033】このため、この動弁装置34は、2サイク
ル式の内燃機関2の低負荷時における掃気を確実に行う
ことができ、低負荷時におけるポンプ損失を減少し得
て、掃気の効率を向上して燃費を向上させ得て、また、
スロットル弁を不要とすることができる。
【0034】なお、2つの排気弁32の一方を固定側排
気弁32−1とする理由は、図6に示す如く、2サイク
ル式の内燃機関2においては掃気弁30と排気弁32と
のオーバラップ期間が長く、掃気をする場合は排気弁3
2を掃気弁30よりも先に開弁させる必要があるからで
ある。
【0035】このため、2つの排気弁32の一方を固定
側排気弁32−1とし、この固定側排気弁32−1を掃
気弁30よりも先に開弁させておき、2つの排気弁32
の他方を可変側排気弁32−2とし、この可変側排気弁
32−2のバルブタイミングを固定側排気弁32−1の
バルブタイミングに対して遅進させるよう制御すること
により、排気弁32を掃気弁30よりも先に開弁させる
作用を確保しながら、機関負荷に応じて排気弁32の開
弁期間を変化させるとともに、機関負荷に応じて掃気弁
30と排気弁32とのオーバラップを変化させている。
【0036】
【発明の効果】このように、この発明によれば、動弁装
置は、制御手段によって、機関負荷に応じて可変側排気
弁のバルブタイミングが固定側排気弁のバルブタイミン
グに対して遅進させるよう制御することにより、機関負
荷に応じて排気弁の開弁期間を変化させることができる
とともに、機関負荷に応じて掃気弁と排気弁とのオーバ
ラップを変化させることができ、燃焼用の空気量をスロ
ットル弁を用いずに制御することができる。
【0037】このため、この動弁装置は、2サイクル式
の内燃機関の低負荷時における掃気を確実に行い得て、
低負荷時におけるポンプ損失を減少し得て、掃気の効率
を向上して燃費を向上させ得て、また、スロットル弁を
不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す低負荷時の排気弁のリ
フト量を示す図である。
【図2】高負荷時の排気弁のリフト量を示す図である。
【図3】低負荷時の掃気弁と排気弁との開閉時期及び噴
射期間と点火時期の関係を示す図である。
【図4】高負荷時の掃気弁と排気弁との開閉時期及び噴
射期間と点火時期の関係を示す図である。
【図5】内燃機関の動弁装置の概略構成図である。
【図6】掃気弁と排気弁とのバルブタイミングを示す図
である。
【図7】掃気弁と排気弁との配置状態を示す平面図であ
る。
【図8】掃気弁と排気弁との配置状態を示す断面図であ
る。
【図9】バルブタイミング可変機構の断面図である。
【図10】掃気弁と排気弁とのバルブタイミングを示す
図である。
【符号の説明】
2 内燃機関 14 燃焼室 16 点火プラグ 18 燃料噴射弁 20−1・20−2 掃気ポート 22−1・22−2 排気ポート 24 吸気通路 26 排気通路 28 過給機 30−1・30−2 掃気弁 32−1 固定側排気弁 32−2 可変側排気弁 34 動弁装置 38 固定側カム軸 40 可変側カム軸 42−1・42−2 掃気カム 44 固定側排気カム 50 可変側排気カム 54 バルブタイミング可変手段 72 制御手段 74 負荷検出手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2サイクル式の内燃機関のシリンダヘッ
    ドに燃焼室を開閉する少なくとも1つの掃気弁と少なく
    とも2つの排気弁とを設け、前記2つの排気弁の一方を
    バルブタイミングの固定された固定側排気弁に設定する
    とともに他方をバルブタイミングの可変可能な可変側排
    気弁に設定し、前記可変側排気弁のバルブタイミングを
    可変するバルブタイミング可変手段を設け、前記内燃機
    関の機関負荷を検出する負荷検出手段を設け、この負荷
    検出手段の検出する機関負荷に応じて前記可変側排気弁
    のバルブタイミングを前記固定側排気弁のバルブタイミ
    ングに対して遅進させるよう前記バルブタイミング可変
    手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする内燃
    機関の動弁装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記負荷検出手段の検
    出する機関負荷の低負荷時に前記可変側排気弁のバルブ
    タイミングを前記固定側排気弁のバルブタイミングに対
    して遅角側に移行させるよう前記バルブタイミング可変
    手段を制御するとともに、前記負荷検出手段の検出する
    機関負荷の高負荷時に前記可変側排気弁のバルブタイミ
    ングを前記固定側排気弁のバルブタイミングに対して同
    期させるよう前記バルブタイミング可変手段を制御する
    制御手段であることを特徴とする請求項1に記載の内燃
    機関の動弁装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11229915A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Toyota Motor Corp 触媒温度制御装置
JP2000064859A (ja) * 1998-08-20 2000-02-29 Daihatsu Motor Co Ltd ユニフロ−型2サイクルエンジン
JP2001115864A (ja) * 1999-10-18 2001-04-24 Nissan Motor Co Ltd 電磁駆動式排気弁の制御装置
US9920665B2 (en) 2014-11-28 2018-03-20 Hyundai Motor Company Continuous variable valve duration apparatus and control method using the same
JP2018188967A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 川崎重工業株式会社 鞍乗型乗物用の内燃機関

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