JPS608407A - 内燃機関の弁作動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、四サイクル内燃機関に於ける弁作動制御装置
に係り、特に機関の運転状況に応じて一部の弁作動を休
止ぎせろ弁作動制御装置に関するものである。 高速型口サイクル内燃機関では、吸、排気弁が同時に開
放されている時間、即ちバルブオーバーラツプ時間を長
くすることによって、吸、排気の慣性効果を利用し、機
関の高出力化を計っているが、この吸、排気の慣性効果
は、高速回転域では奏し得るものの、低速回転域では、
吸入混合気の絶対量が減少するため、混合気に適当な流
速を与えることができなくなるとともに、排気の環流を
生じて燃焼が悪化し、低速出力が減少する何回となる。 その対策として、吸、排気弁を夫ｎ夫几複数個配設し、
低速回転域で各一部の吸、排気弁の作動を休止させて、
混合気の流速を高め、吸気慣性効果の同上を計るととも
に、排気環流の絶対量を限定するという方法がある。と
ころが、高速回転域と低速回転域に対応して二通りの態
様で吸、排気弁を作ｖＪキせた場合、中速回転域に於い
て十分な出力同上を期待し難い。 本発明は、斯かる技術的背景の下に案出されたものであ
り、その目的とする処は、吸、排気弁体止機構付き内燃
機関に於いて、低速回転域から高速回転域に亘る全回転
域で最高の出力を得る点にある。 本発明による弁作動制御装置は、複数の吸気弁および排
気弁を備えた内燃機関に於いて、低速回転域では、吸気
弁および排気弁の各一部を休止ぎせ、中速回転域では、
全ての吸気弁を作動させるとともに、排気弁の一部を休
止させ、高速回転域では、全ての吸気弁および排気弁を
作動させる機能を有することを特徴としている。 本発明の具体的構成は、実施例の説明から明らかとなり
刀へ先ず前記本発明の構成を採用した理由について説明
する。 複数の吸、排気弁を有する高速型内燃機関に於いて、低
速回転域では、吸、排気弁の各一部を休止どせることに
よって、機関出力を同上させ得ることは前述の通りであ
る。この点を第１図に則して説明する。第１図は、機関
回転数Ｎ（γｐｍ　）と機関出力Ｐｓの関係を示す出方
特性曲線図である。 図中Ｉは、吸、排気弁の各一部を休止させた場合の出力
特性曲線を示し、■は、余暇、排気弁を作ｖＪキせた場
合の出力特性曲線を示す。曲線■、■を比較すると、明
らかな様に機関回転数がル。未満では曲線■を選択し、
機関回転数がル。以上では曲線■を選択することにより
一低速および高速回転での出方向上が期待できる。 ところが、曲線Ｉ　Ｃｎ、未満）および曲線■（１０以
上）で合成ざＴ′した出力特性曲線では、図中ハツチン
グを付した部分に出力の落ち込みが生じる場合がある。 即ち、回転数ル０近傍σ〕中速回転域に於ける機関出力
は、満足すべきものとは言えない。 その理由は、機関の回転が、低速回転域から回転数がル
０未漢の中速回転域に達すると、低速回転時に比して大
きな吸気慣性効果が得られるにも拘わらず吸気弁の一部
が休止しており、吸気絶対量が不足するためであり、又
回転数が１０以上の中速回転域では、吸、排気弁が全て
開放しており、バルブオーバーラツプ時間を高速回転で
最高出方が得られる様に設定した高速型内燃機関である
にも拘わらず、未だ回転が低く、比較的多量の環流排気
が新気に混入して燃焼性が悪化するとともに、高温排気
の環流によってシリンダー内の温度が上昇し、その結果
充填効率が低下することがあり得るから滌言える・ 従って、前記中速回転域（第１図に於けるハツチング部
分）に於ける機関出力を改善するには、全ての吸気弁を
作ｖＪさせて吸気慣性効果を利用し、吸気絶対量を増大
ぎせるとともに、排気弁の一部を休止ぎせて排気環流を
規制すれば良い方向へ行くことが判る。 即ち、第２図は、前記出力特性曲線■、■と・全吸気弁
を作動ぎせ、排気弁の一部を休止ぎせた場合（ｒＪ出力
特性曲線■とを併記したものであり、機関回転数’Ｌｔ
”７Ｌ２（第１図に於けるハツチング部分に相当し曲線
■と曲線Ｉ、ＩＩとの交点に対応する機関回転数を夫ｎ
夫ｎｎ□、ル、で示す）の範囲では、曲線■が、曲線Ｉ
、ＩＩの上方に位置している。 なお、曲線■は、曲線■の場合とは逆に吸気弁の一部を
休止ぎせ、且つ全排気弁を作動させた場合の小力特性曲
線を示しており、曲線■と曲線■、■との各交点に於け
る回転数ｎ、３、ル。と、前記回転数ｎ　１　ｓ　ｎ　
２　とは、１１−１〈ｒＬ３、ｎ４〈ｒＬ２なる関係に
ある。回転数ｎ３〜ｎ４の範囲で、曲線■を選択するこ
とによつ℃、出力が改善されるが１曲線ｍは回転数ｒＬ
１〜ｒＬ２の範囲で、曲線■の上方に位置し℃いるため
、曲線■を選択する方がより効果的である。 以上を要するに・（１）回転数４８未満では、吸・排気
弁の各一部を休止ぎせて得らＴ′Ｌす曲線■を選択し、
（２）回転数ｒＬ１〜ＦＬ２では、全吸気弁を作動ぎせ
、排気弁の一部を休止ぎせ１得られる曲線■を選択し、
（３）回転数ｒＬ２以上では、余暇、排気弁を作動させ
て得られろ曲線■を選択することによって、低速回転域
から高速回転域に亘ってスムーズな出力特性が得らｎる
。 次に、本発明の具体的実施例を、第３図乃至第５図に則
し℃説明する。 第３図は、自動二輪車用四サイクル・四シリンダー・エ
ンジンの吸気側動弁機構を示すシリンダーヘッド部の要
部縦断側面図である。排気側動弁機構の構造は、吸気側
動弁機構の構造と略ぼ同じであるから、その説明を省略
する。 図中、１はシリンダーヘッドを示し、同油リンダーヘン
ド１に、は、一対の吸気ボート３が形成され＼吸気ボー
ト３を開閉し得るように、一対の吸気弁４が配設’ｒａ
ｎている。吸気弁４にけ、圧縮コイルスプリング５が係
合配設ごれ、この圧縮コイルスプリング５は、吸気ボー
ト３を遮断する方向に、吸気弁４を付勢している。 又、シリンダーヘッド１とカム軸ホルダー５こよって回
転可能

【こ支承ぎｎたカム軸６が、シリンダーヘット°
・カバー２に℃覆われ不動弁室Ａ内に配設ぎｉｔており
、カム軸６は、その軸端部に枢着ぎｎた図示ぎ几ないタ
イミングスブｐケッ）しこで、タイミングチェーンを介
してクランク軸上のタイミングスプロケットと連結され
ている。 更Ｇこ、シリンダーヘッド１と一体のロッカーアーム軸
ホルダーＩＡｓＬＥ＆こ、内部Ｅこオイル通路８を有す
る中空ロッカーアーム軸７が支持され、同ロッカーアー
ム軸７に一対のロッカーアーム９．１５が回転自在に支
持されている（第３図、第４図参照。但し、第４図は第
３図に災けるＩＶ−ＥＶ線要前記ロツ刀−アーム９は１
０ッ刀−アーム軸７と嵌合する軸受部１０と、カム軸６
上のカム６ａと摺接する座面１１と、ピストン１４が進
退自在に嵌合する油圧シリンダー１２と、同油圧シリン
ダー１２およびオイル通路８を連通ずるオイル通路１３
とを備えていり。 又、ロッカーアーム１５は、ロッカーアーム軸７と嵌合
する軸受部１６と、圧縮コイルスプリング１９にて付勢
キれたガイドビン１８がＰａ　動自在に嵌合スる空所１
７とを備えている。 前記ピストン１４は、油圧シリンダー１２内の油圧が上
昇した時、前進して、ロッカーアーム１５の空所１７内
に進入し、圧縮コイルスプリング１９０弾発力【こ抗し
てガイドビン１８を後退ぎせる。又、油圧シリンダー１
２内の油圧が低い間は、圧縮コイルスプリング１９によ
って付勢ぎｎたガイドビン」８にて１ピストン１４が押
され、油圧シリンダー１２内に後退している。なお、図
中、５ａは圧縮コイルスプリンク１９ヲ支持Ｔるリテー
ナを示ｆ。 次に、弁体止油圧制御機構を、第５図に則して説明する
。なお、第５図に於いて）排気弁側の部材は、吸気弁側
の部材を示す数字しこＥを併記して示している。例えば
、１４Ｅは排気弁側ピストンを示す。又、四シリンダー
の冬瓜を付記している。 オイルパン内の潤滑オイルは、オイル・スｂレーナー２
０を介して、オイルポンプＰで吸い上げられ、油路２］
を経てシリンダーヘッド側潤滑部へ送に３２　ｎるとと
もＥこ、オイル・クリーナー２２を介してメインギヤラ
リ−２４へ送られ、メインギヤラリ−２４から油路２５
を経てクランク＋１ｑ１１部へ送給される０図中、２３
はプレッシヤ−・レギユレータヲ示す。 而して、メインギヤラリ−２４の一端には、油路２６が
接続ぎれ、油路２６は、吸気弁側油圧制御弁２７に接続
ゴ几、同制御弁２７に油路２９が接続されている。そし
て、油路２９は、油路３０．３１に分岐され、ｆｉ　路
３０は、屋１〜屋４シリンダーに於ける吸気弁側ロッカ
ーアーム９の油圧シリンダー１２に連通し、油路３】は
、排気弁側油圧制御弁３２に接続されていれ、油路３４
は、排気弁側ロッカーアーム９Ｅの油圧シリンダー１２
　Ｋに連通している。図中、２８．３３は、各制御弁２
７．３２のリターン・ボートを示す。 本実施例は前記の様に構成ざ九でおり、エンジン稼動時
には、前記弁体止油圧制御機構が動作して、運転状態に
応じ″′Ｃ〜下記の如く、冬服、排気弁が一部休止し、
或いは全て作動する。 ■低速回転時（回転数〈ｒＬｌ）：吸気弁側油圧制御弁
２７はＯＦＦ状態であり、圧油はリターン・ボート路を
通じてオイルパン内に返戻されている。 故に、油圧シリンダー１２．１２Ｋに圧油は供Ｍ　２　
ｉｔス、ピストン１４．１４　Ｋ　ｖ＝後退状態

【こあ
り、ロッカーアーム９と（司１５、ロッカー了−ム９Ｅ
と１司１５Ｅは相互に連結ざ几ず、カムと摺接する座面
を備えたロッカーアーム９．９Ｅのみが動作し、一対の
吸気弁および一対の排気弁のうち、各一方の吸、排気弁
が休止している。この状態では、第２図に於ける曲線■
に相当する出力が得らｒＬる。 ■中速回転時（ｎ、１≦回転数＜７Ｌ２）’吸気弁側３
ｏを経て各油圧シリンダー１２内に供給され、ヒースト
ン１４が空所】７内に進入してロッカーアーム９．１５
が一体化され、両ロツ刀−アーム９１１５力５動作し、
全ての吸気弁が動作する。 一方、油路２９．３１を経た圧油が１排気側油圧制御弁
３２Ｇこ送らｎるが、同制御弁３２は未だＱＦＦ状態に
あルタめ、その圧油はリターン・ボー）３３を通じてオ
イルパン内に返戻ゴｎており、各油圧シリンダー１２　
Ｅ　ｃこ圧油は供給されず、ロッカーアーム９に、１５
Ｋが連結されていないので、ロッカーアーム１５Ｅは休
止状態にある。即ち、一対の排気弁の一方が休止してい
る。この状態では、第２図に於ける曲線ｍに相当する出
力が得らＴＮ、る。 ■高速回転時（ｎ　２≦回転数）：吸気弁側油圧制御弁
２７および排気弁側油圧制御弁３２はいずれもＯＮ状態
にあり、各油圧シリンダー１２のみならず、各ｆｉｌＥ
シリンダー１２Ｋにも圧油が供給Ｈｎる。故【こ、ロッ
カーアーム９．１５と１司様に、ロッカーアーム９Ｅｓ
ｌ！Ｍｅも一体化され、全ロッカーアーム９．１５．９
Ｆｔ、１５Ｅが動作し、余暇、排気弁が動作する。この
状態では、第２図に於ける曲線■に相当する出力が得ら
れる。 以上、実施例の説明から明らかな様Ｇこ、複数の吸気弁
および排気弁を備えた内燃機関に適用ａｎる本発明ＣＩ
〕弁作動制御装置は、低速回転域では、吸気弁および排
気弁の各一部を休止させ、中速回転域では、全ての吸気
弁を作動ぎせるとともＧこ、排気弁の一部を休止ぎせ、
高速回転域では、全ての吸気弁および排気弁を作動させ
る機能を有しているので、低速回転域から高速回転域に
亘ってむらのない高い機関出力が得られろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数の吸気弁および排気弁を有する四サイクル
・エンジンに於いて、吸、排気弁の各一部を休止ぎせた
場合（Ｉ）と、余暇、排気弁を作動させた場合■とを比
較した出力特性曲線図、第２図旙ま、前記曲線■、■お
よび、全吸気弁を作動ぎせ、排気弁の一部を休止ぎせた
場合（ｍ）、吸気弁の一部を休止ぎせ、全排気弁を作動
ぎせた場合（ＩＶ）を比較した出力特性曲線図、第３図
は本発明の一実施例に係る自動二輪車用四サイクル・四
シｌ］ンダ一・エンジンの吸気弁側動弁機構を示すシＩ
Ｊンタ“−ヘッド部の要部縦断側面図、第４図Ｇま第３
図

【こ於番するＩＶ−ＩＶ線要部断面図、第５図は前記
エンジンの弁体止油圧制御機購を示す概念図である。 １・・・シリンダーヘッド、２・・・シリンダーヘッド
・カバー、３・・・吸気ボート、４・・・吸気弁、・５
・・・圧縮コイルスフ゛リング、６・・・カム軸、７・
・・ロッカーアーム軸、８・・・オイル通路、９・・・
ロッカーアーム、１０・・・軸受部、１】・・・座面、
１２・・・油圧シＩＪンタ゛−１１３・・・オイル通路
、１４・・・ピストン、１５・・・ロッカ−アーム、１
６・・・軸受部、１７・・・空所、１８・・・ガイドヒ
ーン、１９・・・圧縮コイルスプリング、加・・・オイ
ルストレーナ−１２１・・・油路、２２ｊ・・オイル・
クリーナー、ｎ・・・フ゛レッジ丁−・レギュレータ、
列・・・メインギャラＩＪ−１２５，２６・・・油路、
２７・・・吸気弁側油圧制御弁、路・・・リターン・ボ
ート、２９．３０．３１・・・油路、３２・・・排気弁
側油圧制御弁、３３・・・リーターン・ボート、Ｐ・・
・オイルポンプ０ 代理人　弁理士　江　原　望　外１名 范１　図 第２図 罰３図 范４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の吸気弁および排気弁を備えた内燃機関の運転状況
   に応じて、前記各弁の一部を休止せしめる弁作動制御装
   置に於いて、低速回転域では、吸気弁および排気弁の各
   一部を休止ぎせ、中速回転域では、全ての吸気弁を作動
   させゐとともに１排気弁の一部を休止させ、高速回転域
   では、全ての吸気弁および排気弁を作動させる機能を有
   する弁作動制御装置。