JP3451638B2 - Scavenging device for engine with mechanical supercharger - Google Patents
Scavenging device for engine with mechanical superchargerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、機械式過給機を備え
たエンジンにおいてシリンダ内燃焼室の排気ガスを新気
により掃気するようにした掃気装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scavenging device for scavenging exhaust gas in a combustion chamber in a cylinder with fresh air in an engine equipped with a mechanical supercharger.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、この種エンジンの掃気装置と
して、例えば特開昭61―58920号公報に示される
ように、エンジンのシリンダ内燃焼室に2つの吸気弁及
び排気弁をシリンダ中心の両側にそれぞれ対向して配置
するとともに、そのシリンダ中心に対し斜めに対向する
吸/排気弁の1組を他の組よりも大径とし、これら大径
の吸/排気弁の開弁オーバーラップ期間を他の組の小径
の吸/排気弁よりも短くすることにより、エンジン低速
時に燃焼室に供給された新気の一部がそのまま排気ポー
トへ吹き抜けるのを防止しながら掃気効果を得るように
したものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a scavenging device for an engine of this type, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-58920, two intake valves and an exhaust valve are provided in a cylinder combustion chamber of the engine on both sides of the cylinder center. And one of the intake / exhaust valves diagonally opposed to the cylinder center is made larger in diameter than the other set, and the opening overlap period of these large intake / exhaust valves is By making it shorter than the other small-diameter intake / exhaust valves, it is possible to obtain a scavenging effect while preventing a portion of the fresh air supplied to the combustion chamber from blowing through to the exhaust port at low engine speeds. It has been known.
【0003】ところで、エンジンにより駆動される機械
式過給機を備えたエンジンでは、吸気が過給機により加
圧されて供給されるので、吸/排気弁の開弁オーバーラ
ップ期間を通常のエンジンに比して大に設定すること
で、燃焼室の掃気効果を高めることができる。例えば特
開平2―119641号公報に開示されるものでは、過
給機付エンジンにおいて、吸/排気弁の一方にバルブタ
イミング可変機構を設け、このバルブタイミング可変機
構の制御によりエンジンの高負荷域で吸/排気弁の開弁
オーバーラップ期間を大きくするようにして掃気性を向
上させ、耐ノッキング性や吸気の充填効率の向上を図る
ようになされている。By the way, in an engine having a mechanical supercharger driven by the engine, intake air is pressurized and supplied by the supercharger, so that the intake / exhaust valve opening overlap period is set to a normal engine. By setting the value to be larger than that of the above, the scavenging effect of the combustion chamber can be enhanced. For example, in the engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-119641, in an engine with a supercharger, a valve timing variable mechanism is provided in one of intake / exhaust valves, and the valve timing variable mechanism controls the engine in a high load range. The scavenging property is improved by increasing the valve opening overlap period of the intake / exhaust valve, and the knocking resistance and the intake air charging efficiency are improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、その反面、
吸/排気弁の開弁オーバーラップ期間が大きいので、そ
の分、上記のような新気の排気ポートへの吹抜けを有効
に禁じ得ない。特に、エンジンの低速高負荷領域では、
高速域に比べ単位時間当たりの開弁オーバーラップ期間
が相対的に大きくなるので、顕著となる。[Problems to be Solved by the Invention] However, on the other hand,
Since the valve opening overlap period of the intake / exhaust valve is large, it is impossible to effectively prevent the above-mentioned blow-through of fresh air to the exhaust port. Especially in the low speed and high load range of the engine,
This is remarkable because the valve opening overlap period per unit time is relatively longer than in the high speed range.
【0005】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、吸/排気弁を開閉駆動するカムのプロ
フィルを改良することにより、上記前者の従来技術のよ
うに2つの吸/排気弁を要する燃焼室構造に限定される
ことなく、新気吹抜けの低減と掃気性の向上との両立を
図ることにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to improve the profile of a cam for opening and closing an intake / exhaust valve so that two intake / exhaust valves can be provided as in the former prior art. The present invention is not limited to the structure of a combustion chamber that requires an exhaust valve, but aims to achieve both reduction of fresh air blow-through and improvement of scavenging property.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、請求項1又は2の発明では、少なくともエンジンの
高負荷域で吸/排気弁の開弁期間をオーバーラップさせ
ることとし、そのオーバーラップ期間において排気弁の
開口面積が吸気弁の開口面積よりも大きくなる期間を短
くした。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1 or 2, the intake / exhaust valve opening periods are overlapped at least in the high load region of the engine, and the overlap is caused. In the lap period, the period during which the opening area of the exhaust valve is larger than the opening area of the intake valve is shortened.
【0007】すなわち、請求項1の発明では、吸気弁に
より開閉される吸気ポートと排気弁により開閉される排
気ポートとの各々のシリンダへの開口がシリンダ中心を
挟んで対向するように配置され、かつ該吸/排気ポート
の各開口の中心線が互いに同じ方向に設定された機械式
過給機付エンジンにおいて、そのエンジンが少なくとも
高負荷域にあるときに開弁期間がオーバーラップするよ
うに上記吸/排気弁の開閉時期を設定する。That is, according to the first aspect of the invention, the intake port opened and closed by the intake valve and the exhaust port opened and closed by the exhaust valve are arranged so that the openings to the cylinders face each other with the center of the cylinder in between. In a mechanical supercharged engine in which the center lines of the openings of the intake / exhaust ports are set in the same direction as each other, the valve opening periods are overlapped so that the valve opening periods overlap at least when the engine is in a high load range. Set the opening / closing timing of the intake / exhaust valve.
【0008】また、吸/排気弁のカムによるリフト特性
を、上記吸気弁の開き時期の排気弁のリフト量に対し排
気弁の閉じ時期の吸気弁のリフト量が大きくなるように
設定する。さらに、上記排気弁のリフト特性を閉弁近傍
のリフト量が異なるように複数に設定し、エンジンの低
速域では上記排気弁のリフト量を小さくし、高速域では
排気弁のリフト量を大きくするように切り換える切換制
御手段を設ける。 Further, the lift characteristics of the intake / exhaust valve due to the cam are set so that the lift amount of the intake valve at the closing timing of the exhaust valve is larger than the lift amount of the exhaust valve at the opening timing of the intake valve. In addition, the lift characteristics of the above exhaust valve should be set near the valve close.
The lift amount of
In the high speed range, the lift of the exhaust valve is reduced, and in the high speed range
Switching control that switches to increase the exhaust valve lift amount
Provide means.
【0009】一方、請求項2の発明では、吸気弁のリフ
ト量が排気弁のリフト量よりも大きくなる期間を吸/排
気弁の開弁オーバーラップ期間全体の半分以上とする。On the other hand, in the second aspect of the present invention, the period during which the lift amount of the intake valve is larger than the lift amount of the exhaust valve is set to half or more of the entire valve opening overlap period of the intake / exhaust valve.
【0010】請求項3の発明では、上記排気弁のカムリ
フト特性における閉弁近傍のランプ部の期間中に吸気弁
のリフト量が排気弁のリフト量よりも大きくなる側に変
化するように構成する。According to the third aspect of the present invention, the lift amount of the intake valve is changed to be larger than the lift amount of the exhaust valve during the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve. .
【0011】[0011]
【0012】請求項4の発明では、エンジンが低負荷域
にあるとき、排気弁のカムリフト特性における閉弁近傍
のランプ部の開始時期をピストンの上死点以前とする。According to the fourth aspect of the invention, when the engine is in the low load region, the start timing of the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve is before the top dead center of the piston.
【0013】請求項5の発明では、排気ポートの開口周
縁でかつ吸気ポートの開口側に所定高さのマスク部を設
ける。According to the fifth aspect of the present invention, a mask portion having a predetermined height is provided on the periphery of the opening of the exhaust port and on the opening side of the intake port.
【0014】[0014]
【作用】上記の構成により、請求項1又は2の発明で
は、エンジンが少なくとも高負荷域にあるときに吸/排
気弁の開弁期間がオーバーラップするので、このオーバ
ーラップ期間において、過給機により過給される新気を
シリンダ内に供給して、該新気によりシリンダ内の排気
ガスを十分に掃気することができる。しかも、このオー
バーラップ期間において吸気弁のリフト量が排気弁のリ
フト量よりも大きくなる期間が長いので、その間、小さ
いリフト量の排気弁により排気ポートの開口面積が吸気
ポートよりも相対的に小さくなり、吸気ポートからシリ
ンダ内に供給された新気はシリンダ内奥部に向かいその
まま短絡的に排気ポートへ流れ難くなる。よって、新気
の吹抜けの抑制と掃気性の向上とを有効に両立させるこ
とができる。そのとき、切換制御手段により排気弁のリ
フト特性がエンジン回転域に応じて切り換えられ、エン
ジンの低速域では排気弁の閉弁近傍のリフト量が小さく
なる。このため、単位時間当たりのオーバーラップ期間
が高速域に比べ相対的に長くなる低速域で、排気ポート
の開口面積を吸気ポートよりも小さくして、新気の排気
ポートへの吹抜けを抑制することができる。このとき、
吸/排気弁の大きなオーバーラップによりシリンダ内を
掃気することができる。 一方、エンジンの高速域では排
気弁の閉弁近傍のリフト量が大きくなる。このため、高
速域で掃気時間が低速域に比べ相対的に短くなっても、
掃気性を確保することができる。また、この高速域で
は、オーバーラップ期間自体が低速域に比べ相対的に短
くなるので、排気弁の閉弁近傍のリフト量が大きくなっ
ても新気吹抜けの絶対量は少なくなる。 よって、エンジ
ンの広い回転域に亘り上記新気の吹抜けの低減と掃気性
の向上との両立を図ることができる。 With the above construction, in the invention of claim 1 or 2, the intake / exhaust valve opening periods overlap at least when the engine is in the high load region. Therefore, during this overlap period, the supercharger The supercharged fresh air can be supplied to the cylinder, and the exhaust gas in the cylinder can be sufficiently scavenged by the fresh air. Moreover, since the intake valve lift amount is larger than the exhaust valve lift amount in this overlap period, the exhaust port opening area is relatively smaller than the intake port due to the small lift amount exhaust valve. And the fresh air supplied from the intake port into the cylinder goes to the inner part of the cylinder and
It becomes difficult to flow to the exhaust port as it is. Therefore, it is possible to effectively achieve both suppression of blow-through of fresh air and improvement of scavenging property. At that time, the switching control means controls the exhaust valve
Shift characteristics are switched according to the engine speed range,
In the low speed range of gin, the lift amount near the exhaust valve closing is small.
Become. Therefore, the overlap period per unit time
In the low speed range where the
Exhaust of fresh air by making the opening area of the intake port smaller than the intake port
It is possible to suppress blow-through to the port. At this time,
Due to the large overlap of intake / exhaust valves,
Can be scavenged. On the other hand, in the high speed range of the engine
The lift amount near the closing of the air valve increases. Because of this, high
Even if the scavenging time is relatively shorter in the high speed range than in the low speed range,
Scavenging can be secured. Also in this high speed range
Indicates that the overlap period itself is relatively short compared to the low speed range.
Therefore, the lift amount near the exhaust valve closing becomes large.
Even so, the absolute amount of fresh air will be small. Therefore,
Reduction of blow-through of fresh air and scavenging over a wide rotation range
It is possible to achieve both improvement and
【0015】請求項3の発明では、排気弁のカムリフト
特性における閉弁近傍のランプ部の期間中に吸気弁のリ
フト量が排気弁のリフト量よりも大きくなるので、オー
バーラップ期間中、吸気弁のリフト量を排気弁よりも大
きくすることを容易に達成して、新気の吹抜けの低減と
掃気性の向上との両立をより一層有効に図ることができ
る。According to the third aspect of the present invention, since the lift amount of the intake valve becomes larger than the lift amount of the exhaust valve during the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve, the intake valve during the overlap period. It is possible to easily achieve a larger lift amount than that of the exhaust valve, and it is possible to more effectively achieve both the reduction of blow-through of fresh air and the improvement of scavenging property.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】請求項4の発明では、エンジンが低負荷域
にあるとき、排気弁のカムリフト特性における閉弁近傍
のランプ部の開始時期がピストンの上死点以前に設定さ
れているので、その上死点の後にピストンが下降移動し
てシリンダ内圧力が減少する状態では常にランプ部が対
応することとなり、排気弁から排出された既燃ガスのシ
リンダへの持込みを有効に低減することができる。In the fourth aspect of the invention, when the engine is in the low load range, the start time of the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve is set before the top dead center of the piston. In the state where the piston moves downward after the dead center and the cylinder internal pressure decreases, the ramp portion always corresponds, and the carry-in of burnt gas discharged from the exhaust valve to the cylinder can be effectively reduced.
【0019】請求項5の発明では、排気ポートの開口周
縁でかつ吸気ポートの開口側に所定高さのマスク部が設
けられているので、オーバーラップ期間中に吸気ポート
からシリンダ内に供給された新気がそのまま排気ポート
に流れるのをマスク部により抑制することができ、新気
の吹抜けをより一層有効に低減することができる。すな
わち、オーバーラップ期間での排気弁のリフト量が小さ
いので、マスク部の高さが低く、或いは加工誤差の関係
からマスク部と排気ポートの開口におけるバルブシート
部との間のクリアランスが大であっても、吸気ポートか
ら排気ポートに短絡的に流れる新気の流れにマスク部に
より効果的に抵抗を与えることができ、その吹抜けを抑
制できることとなる。According to the fifth aspect of the present invention, since the mask portion having a predetermined height is provided on the periphery of the opening of the exhaust port and on the opening side of the intake port, it is supplied from the intake port into the cylinder during the overlap period. The fresh air can be suppressed from flowing to the exhaust port as it is by the mask portion, and the blow-through of fresh air can be more effectively reduced. That is, since the lift amount of the exhaust valve during the overlap period is small, the height of the mask portion is low, or the clearance between the mask portion and the valve seat portion at the opening of the exhaust port is large due to a processing error. However, the mask portion can effectively provide resistance to the flow of fresh air that flows in a short circuit from the intake port to the exhaust port, and the blow-through can be suppressed.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】(実施例1)図3は本発明の実施例1の全
体構成を示す。1は4つのシリンダ2,2,…を有する
直列4気筒エンジンで、図2に拡大詳示するように、上
記各シリンダ2に対応するシリンダヘッド1aの下面に
は、各々吸気弁37によって開閉される2つの吸気ポー
ト3,3と、各々排気弁38によって開閉される2つの
排気ポート32,32とが開口されている。上記吸気ポ
ート3,3の開口と排気ポート32,32の開口とはシ
リンダ中心Oを挟んで対向するようにシリンダ中心Oの
両側に配置され、一方の吸気ポート3の開口と一方の排
気ポート32の開口との中心線同士、及び他方の吸気ポ
ート3の開口と他方の排気ポート32の開口との中心線
同士はそれぞれ互いに同じ方向(図2で左右方向)に設
定されている。(Embodiment 1) FIG. 3 shows the overall construction of Embodiment 1 of the present invention. Reference numeral 1 denotes an in-line four-cylinder engine having four cylinders 2, 2, ... As shown in the enlarged detail of FIG. 2, an intake valve 37 opens and closes a lower surface of a cylinder head 1a corresponding to each cylinder 2 described above. Two intake ports 3 and 3 and two exhaust ports 32 and 32 opened and closed by the exhaust valve 38 are opened. The openings of the intake ports 3 and 3 and the openings of the exhaust ports 32 and 32 are arranged on both sides of the cylinder center O so as to face each other with the cylinder center O interposed therebetween, and the opening of one intake port 3 and the one exhaust port 32 are arranged. 2 and the center lines of the other intake port 3 and the other exhaust port 32 are set in the same direction (the left-right direction in FIG. 2).
【0022】上記各吸気ポート3は吸気通路4の下流端
部分を構成するもので、該吸気通路4は、下流端が吸気
ポート3で構成される4つの独立吸気通路5,5,…
と、下流端の集合部4aに4つの独立吸気通路5,5,
…の上流端が集合して接続された1つの集合吸気通路6
とを有し、この集合吸気通路6の上流端は吸入空気(吸
気)を清浄にするエアクリーナ7に接続されている。集
合吸気通路6にはエアクリーナ7から下流側に向かって
順に、吸入空気量を検出するエアフローメータ8と、集
合吸気通路6(吸気通路4)を絞るスロットル弁9と、
吸入空気(吸気)を圧縮して過給する過給機10と、該
過給機10で圧縮された空気を冷却するインタクーラ2
1とが配設されている。また、各独立吸気通路5の吸気
ポート3近傍には、燃料を噴射供給するインジェクタ2
2が配設されている。Each of the intake ports 3 constitutes a downstream end portion of the intake passage 4, and the intake passage 4 has four independent intake passages 5, 5, ...
And the four independent intake passages 5, 5, at the collecting portion 4a at the downstream end.
One collective intake passage 6 in which the upstream ends of ...
And an upstream end of the collective intake passage 6 is connected to an air cleaner 7 for cleaning intake air (intake air). An air flow meter 8 for detecting the intake air amount, a throttle valve 9 for narrowing the collective intake passage 6 (intake passage 4), are arranged in the collective intake passage 6 from the air cleaner 7 toward the downstream side.
A supercharger 10 that compresses intake air (intake air) to supercharge it, and an intercooler 2 that cools the air compressed by the supercharger 10.
1 and 1 are provided. Further, in the vicinity of the intake port 3 of each independent intake passage 5, an injector 2 for injecting and supplying fuel is provided.
2 are provided.
【0023】上記過給機10は内部圧縮型の機械式過給
機で、ハウジング11内に回転軸12,13によって支
持された雌雄のロータ14,15を備え、両ロータ1
4,15は各々の回転軸12,13に取り付けたギヤ1
6,17の噛合によって逆方向に回転する。一方のロー
タ14の回転軸12にはプーリ18が取り付けられ、こ
のプーリ18はエンジン1のクランク軸1bに取り付け
たプーリ19に伝動ベルト20を介して駆動連結されて
おり、エンジン1の運転によりロータ14,15を回転
させて、吸入空気をハウジング11内に吸い込み、その
空気を圧縮してハウジング11から吐出するようになっ
ている。The supercharger 10 is an internal compression type mechanical supercharger, which includes male and female rotors 14 and 15 supported by rotating shafts 12 and 13 in a housing 11.
4 and 15 are gears 1 attached to the respective rotary shafts 12 and 13.
It rotates in the opposite direction due to the meshing of 6 and 17. A pulley 18 is attached to the rotary shaft 12 of the one rotor 14, and the pulley 18 is drivingly connected to a pulley 19 attached to the crankshaft 1b of the engine 1 via a transmission belt 20. The intake air is sucked into the housing 11 by rotating 14 and 15, and the air is compressed and discharged from the housing 11.
【0024】上記吸気通路4の集合部4a(独立吸気通
路5と集合吸気通路6との接続部)にはリリーフ通路2
3の一端(上流端)が接続され、該リリーフ通路23の
他端(下流端)は、上記スロットル弁9下流側で過給機
10上流側の集合吸気通路6に接続されており、過給機
10から吐出された空気(吸気)の一部を過給機10上
流側の吸気通路4にリリーフ通路23によってリリーフ
するようにしている。また、上記リリーフ通路23に
は、リリーフ通路23を開閉してリリーフ量を調整する
ことでエンジン1への過給圧を制御する過給圧コントロ
ールバルブ24が配設されている。このコントロールバ
ルブ24はアクチュエータ25に駆動連結されている。
このアクチュエータ25は、バルブ24に連結されたダ
イアフラム26と、このダイアフラム26によってケー
シング27内に区画された圧力室28と、該圧力室28
に縮装され、バルブ24を閉じ方向に付勢するスプリン
グ29とを備え、上記圧力室28は上記吸気通路4の集
合部4aに過給圧導入通路30を介して連通されてい
る。そして、この過給圧導入通路30にはデューティソ
レノイド弁31が配設されており、このデューティソレ
ノイド弁31の制御により圧力室28への導入圧力を調
整して過給圧を制御し、デューティソレノイド弁31の
開度を大きくしたときには、圧力室28への導入圧力を
高くして過給圧コントロールバルブ24の開度を小さく
し、リリーフ量を少なくして過給圧を高くする一方、デ
ューティソレノイド弁31の開度を小さくしたときに
は、圧力室28への導入圧力を低くして過給圧コントロ
ールバルブ24の開度を大きくし、リリーフ量を多くし
て過給圧を下げるようになっている。The relief passage 2 is provided in the collecting portion 4a of the intake passage 4 (the connecting portion between the independent intake passage 5 and the collective intake passage 6).
3 is connected to one end (upstream end), and the other end (downstream end) of the relief passage 23 is connected to the collective intake passage 6 on the upstream side of the supercharger 10 on the downstream side of the throttle valve 9 and the supercharger. A part of the air (intake air) discharged from the machine 10 is relieved to the intake passage 4 on the upstream side of the supercharger 10 by the relief passage 23. Further, the relief passage 23 is provided with a supercharging pressure control valve 24 which controls the supercharging pressure to the engine 1 by opening and closing the relief passage 23 and adjusting the relief amount. The control valve 24 is drivingly connected to an actuator 25.
The actuator 25 includes a diaphragm 26 connected to the valve 24, a pressure chamber 28 defined in the casing 27 by the diaphragm 26, and the pressure chamber 28.
And a spring 29 for urging the valve 24 in the closing direction, and the pressure chamber 28 communicates with the collecting portion 4a of the intake passage 4 via a boost pressure introducing passage 30. A duty solenoid valve 31 is arranged in the supercharging pressure introducing passage 30. The duty solenoid valve 31 is controlled to adjust the introduction pressure into the pressure chamber 28 to control the supercharging pressure. When the opening degree of the valve 31 is increased, the pressure introduced into the pressure chamber 28 is increased to decrease the opening degree of the boost pressure control valve 24 and the relief amount is decreased to increase the boost pressure, while the duty solenoid is increased. When the opening degree of the valve 31 is reduced, the pressure introduced into the pressure chamber 28 is lowered to increase the opening degree of the supercharging pressure control valve 24, and the relief amount is increased to lower the supercharging pressure. .
【0025】一方、各シリンダ2の排気ポート32は排
気通路33の上流端部分を構成するもので、該排気通路
33は、上流端が排気ポート32で構成される4つの独
立排気通路34,34,…と、上流端の集合部33aに
4つの独立排気通路34,34,…の下流端が集合して
接続された1つの集合排気通路35とからなり、この集
合排気通路35の途中には排気ガスを清浄にする排気ガ
ス浄化装置36が配設されている。On the other hand, the exhaust port 32 of each cylinder 2 constitutes an upstream end portion of the exhaust passage 33, and the exhaust passage 33 has four independent exhaust passages 34, 34 whose upstream end is the exhaust port 32. , And one collective exhaust passage 35 in which the downstream ends of the four independent exhaust passages 34, 34, ... Are collectively connected to the upstream end collecting portion 33a. An exhaust gas purification device 36 that purifies the exhaust gas is provided.
【0026】上記エンジン1には、各シリンダ2の吸/
排気弁37,38を開閉する動弁機構39が設けられて
いる。この動弁機構39は、エンジン1のクランク軸1
bによりタイミングプーリ40,40及び図外のタイミ
ングベルトを介して同期して回転駆動される吸気用及び
排気用のカムシャフト41,42を有し、吸気用カムシ
ャフト41には各シリンダ2の2つの吸気弁37,37
に対応してカム43,43がそれぞれ形成されており、
この各カム43によりそれぞれロッカアーム44を押し
て軸45回りに揺動させ、吸気弁37を開閉駆動する。The engine 1 is equipped with a suction / removal mechanism for each cylinder 2.
A valve mechanism 39 for opening and closing the exhaust valves 37, 38 is provided. The valve mechanism 39 is used for the crankshaft 1 of the engine 1.
b has intake and exhaust camshafts 41 and 42 which are rotationally driven in synchronization via the timing pulleys 40 and 40 and a timing belt (not shown). The intake camshaft 41 includes two cylinders of each cylinder 2. Intake valves 37, 37
Cams 43 and 43 are formed corresponding to
Each cam 43 pushes the rocker arm 44 to swing it around the shaft 45 to open and close the intake valve 37.
【0027】一方、排気用カムシャフト42には各シリ
ンダ2に対応して2つの第1カム46,46と1つの第
2カム47とがそれぞれ形成されており、この2種類の
カム46,47のいずれか一方によりロッカアーム4
8,49を押して軸58回りに揺動させ、排気弁38を
開閉駆動する。すなわち、上記動弁機構39には各シリ
ンダ2毎に、カム46,47の使用を切り換えて排気弁
38のリフト特性を2通りに変化させるための排気弁リ
フト切換機構50が具備されている。図4及び図5に示
すように、上記2つの第2カム47,47は第1カム4
6の両側に配置されている。また、ロッカアームも上記
第1カム46に押される第1ロッカアーム48と、その
両側に並設され、第2カム47,47にそれぞれ押され
る2つの第2ロッカアーム49,49との3つで構成さ
れ、各第2ロッカアーム48,49の先端にそれぞれ排
気弁38のバルブステム上端が当接している。On the other hand, the exhaust camshaft 42 is formed with two first cams 46, 46 and one second cam 47 corresponding to each cylinder 2, and these two types of cams 46, 47 are provided. Rocker arm 4 by either one of
8 and 49 are pushed and rocked around the shaft 58 to open / close the exhaust valve 38. That is, the valve operating mechanism 39 is provided with an exhaust valve lift switching mechanism 50 for switching the use of the cams 46 and 47 for each cylinder 2 to change the lift characteristic of the exhaust valve 38 in two ways. As shown in FIGS. 4 and 5, the two second cams 47, 47 are the same as the first cam 4.
It is arranged on both sides of 6. The rocker arm is also composed of a first rocker arm 48 which is pushed by the first cam 46 and two second rocker arms 49 and 49 which are arranged side by side and are pushed by the second cams 47 and 47, respectively. The upper ends of the valve stems of the exhaust valves 38 are in contact with the tips of the respective second rocker arms 48, 49.
【0028】さらに、図5に示す如く、中央の第1ロッ
カアーム48の中間部には、カムシャフト42と平行に
延びる貫通孔51が形成され、この貫通孔51には各々
第1ロッカアーム48の側面から出没可能な1対の係合
ピン52,52が摺動可能に収容されている。また、両
側の第2ロッカアーム49,49の第1ロッカアーム4
8との対向側面には上記貫通孔51に対応して係合穴5
3が形成され、この係合穴53には上記第1ロッカアー
ム48の係合ピン52先端に当接するスプリング受け5
4が摺動可能に嵌合されている。このスプリング受け5
4は係合穴53底部との間に縮装したスプリング55に
よって係合ピン52を没入させる方向に付勢され、その
ストロークエンドは第2ロッカアーム49の側面から突
出しない位置とされている。Further, as shown in FIG. 5, a through hole 51 extending in parallel with the cam shaft 42 is formed in an intermediate portion of the central first rocker arm 48, and each through hole 51 has a side surface of the first rocker arm 48. A pair of engaging pins 52, 52 that can be retracted from the housing are slidably accommodated. Also, the first rocker arm 4 of the second rocker arm 49, 49 on both sides
8, the engaging hole 5 is provided on the side surface facing the through hole 5 corresponding to the through hole 51.
3 is formed in the engaging hole 53, and the spring receiver 5 that comes into contact with the tip of the engaging pin 52 of the first rocker arm 48 is formed in the engaging hole 53.
4 is slidably fitted. This spring receiver 5
4 is urged in a direction in which the engaging pin 52 is retracted by a spring 55 that is compressed between the engaging hole 53 and the bottom of the engaging hole 53, and the stroke end thereof is positioned so as not to project from the side surface of the second rocker arm 49.
【0029】また、上記第1ロッカアーム48における
係合ピン52背面側の貫通孔51内に油圧を供給する油
圧供給経路56が設けられ、図3に示す如く、この油圧
供給経路56には電磁弁57が配設されている。そし
て、電磁弁57を閉じたときには、各係合ピン52の背
面側に油圧を作用させず、その係合ピン52をスプリン
グ55の付勢力により押し戻して貫通孔51内に没入さ
せ、第1ロッカアーム48と第2ロッカアーム49,4
9との連結を遮断することにより、排気弁38を第2カ
ム47で開閉駆動する。一方、電磁弁57を開いたとき
には、各係合ピン52の背面側に油圧を作用させ、その
係合ピン52をスプリング55の付勢力に抗して貫通孔
51内から突出させて、その先端半部を第2ロッカアー
ム49の係合穴53に係合させ、この係合ピン52によ
り第1ロッカアーム48と第2ロッカアーム49,49
とを揺動一体に連結することにより、排気弁38を第1
カム46で開閉駆動するようにしている。Further, a hydraulic pressure supply path 56 for supplying hydraulic pressure is provided in the through hole 51 on the rear surface side of the engagement pin 52 in the first rocker arm 48, and as shown in FIG. 57 is provided. Then, when the electromagnetic valve 57 is closed, hydraulic pressure is not applied to the back side of each engagement pin 52, and the engagement pin 52 is pushed back by the urging force of the spring 55 so as to be retracted into the through hole 51. 48 and second rocker arm 49,4
By disconnecting the connection with 9, the exhaust valve 38 is opened and closed by the second cam 47. On the other hand, when the solenoid valve 57 is opened, hydraulic pressure is applied to the back side of each engagement pin 52, the engagement pin 52 is projected from the through hole 51 against the biasing force of the spring 55, and the tip end thereof is provided. The half portion is engaged with the engagement hole 53 of the second rocker arm 49, and by this engagement pin 52, the first rocker arm 48 and the second rocker arms 49, 49.
The exhaust valve 38 is connected to the first
The cam 46 is adapted to open and close.
【0030】この発明の特徴として、図1に示す如く、
上記動弁機構39により、エンジン1の高負荷域を含む
全体の運転域で開弁期間がオーバーラップするように上
記吸/排気弁37,38の開閉時期が設定されている。
また、上記排気用カムシャフト42の第1及び第2カム
46,47におけるカム山のプロフィルは、各々で排気
弁38をリフトさせたときに少なくとも閉弁近傍のリフ
ト量が大小2通りに異なり、図1に示すように第2カム
47による排気弁38のリフト特性の閉弁近傍のリフト
量が、第1カム46による同リフト特性の閉弁近傍のリ
フト量よりも小さくなるように設定されている。尚、第
1カム46による排気弁38のリフト特性は吸気弁37
と同じリフト特性である。そして、上記第2カム47に
よる排気弁38のリフト特性により、吸気弁37の開き
時期の排気弁38のリフト量Hに対し排気弁38の閉じ
時期の吸気弁37のリフト量hが大きくなるように(h
>H)、換言すれば吸気弁37のリフト量が排気弁38
のリフト量よりも大きくなる期間が吸/排気弁37,3
8の開弁オーバーラップ期間TOL全体の半分以上となる
ように設定されている。より具体的には、排気弁38の
カムリフト特性における閉弁近傍のランプ部Rの期間中
に吸気弁37のリフト量が排気弁38のリフト量よりも
大きくなる側に変化するように構成され、かつ、該ラン
プ部Rの開始時期rがピストン(図示せず)の上死点T
DC以前とされている。As a feature of the present invention, as shown in FIG.
The valve operating mechanism 39 sets the opening / closing timings of the intake / exhaust valves 37, 38 so that the valve opening periods overlap in the entire operating range including the high load range of the engine 1.
Further, the profile of the cam crests of the first and second cams 46, 47 of the exhaust camshaft 42 is such that, when the exhaust valve 38 is lifted, the lift amount at least near the valve closing differs between large and small. As shown in FIG. 1, the lift amount of the second cam 47 near the valve closing of the lift characteristic of the exhaust valve 38 is set to be smaller than the lift amount of the first cam 46 near the valve closing of the same lifting characteristic. There is. The lift characteristic of the exhaust valve 38 by the first cam 46 is determined by the intake valve 37.
It has the same lift characteristics. Due to the lift characteristic of the exhaust valve 38 by the second cam 47, the lift amount h of the intake valve 37 at the closing timing of the exhaust valve 38 is larger than the lift amount H of the exhaust valve 38 at the opening timing of the intake valve 37. To (h
> H), in other words, the lift amount of the intake valve 37 depends on the exhaust valve 38.
Of the intake / exhaust valves 37, 3 for a period greater than the lift amount of
It is set so as to be half or more of the entire valve opening overlap period TOL of 8. More specifically, in the cam lift characteristic of the exhaust valve 38, the lift amount of the intake valve 37 is changed to be larger than the lift amount of the exhaust valve 38 during the ramp portion R near the valve closing, In addition, the start timing r of the ramp portion R is the top dead center T of the piston (not shown).
It is said to be before DC.
【0031】上記過給圧コントロールバルブ24、各イ
ンジェクタ22及び電磁弁57はコントロールユニット
61によって制御されるようになっている。このコント
ロールユニット61には、エンジン1のクランク軸1b
の回転によりエンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサ63の出力信号と、上記エアフローメータ8の出
力信号とが少なくとも入力されている。The supercharging pressure control valve 24, each injector 22 and the solenoid valve 57 are controlled by a control unit 61. The control unit 61 includes a crankshaft 1b of the engine 1.
At least the output signal of the engine rotation speed sensor 63 for detecting the engine rotation speed by the rotation and the output signal of the air flow meter 8 are input.
【0032】そして、コントロールユニット61におけ
るCPUの信号処理により、エアフローメータ8からの
信号及び上記エンジン回転数センサ63の出力信号に基
づいて燃料噴射量を設定し、各シリンダ2の吸気行程で
設定噴射量の信号をインジェクタ22に出力して、該イ
ンジェクタ22から吸気行程で燃料を噴射供給するよう
にしている。Then, by the signal processing of the CPU in the control unit 61, the fuel injection amount is set based on the signal from the air flow meter 8 and the output signal of the engine speed sensor 63, and the set injection is performed in the intake stroke of each cylinder 2. A quantity signal is output to the injector 22 so that fuel is injected and supplied from the injector 22 in the intake stroke.
【0033】また、コントロールユニット61には上記
CPUの信号処理機能で構成される切換制御部64が設
けられており、この切換制御部64により排気弁リフト
切換機構50に対して以下の制御を行うように構成され
ている。すなわち、エンジン1の回転域に応じて排気弁
リフト切換機構50における電磁弁57を開閉制御し、
エンジン1の低速域では、電磁弁57を閉じて、第1ロ
ッカアーム48と第2ロッカアーム49,49との連結
を遮断することにより、排気弁38を第2カム47で開
閉駆動して、そのリフト特性を閉弁近傍のリフト量が小
さくなるように切り換える一方、エンジン1の高速域で
は、電磁弁57を開弁させて、第1及び第2ロッカアー
ム48,49同士を一体的に連結することにより、排気
弁38を第1カム46で開閉駆動し、そのリフト特性を
閉弁近傍のリフト量が大きくなるように切り換える。Further, the control unit 61 is provided with a switching control section 64 constituted by the signal processing function of the CPU, and the switching control section 64 controls the exhaust valve lift switching mechanism 50 as follows. Is configured. That is, the electromagnetic valve 57 in the exhaust valve lift switching mechanism 50 is opened / closed according to the rotation range of the engine 1,
In the low speed range of the engine 1, the electromagnetic valve 57 is closed to disconnect the connection between the first rocker arm 48 and the second rocker arms 49, 49, so that the exhaust valve 38 is opened and closed by the second cam 47 to lift the exhaust valve 38. By switching the characteristics so that the lift amount near the valve closing becomes small, in the high speed region of the engine 1, the solenoid valve 57 is opened to integrally connect the first and second rocker arms 48, 49. The exhaust valve 38 is driven to open and close by the first cam 46, and its lift characteristic is switched so that the lift amount near the valve is increased.
【0034】次に、上記実施例の作用について説明す
る。エンジン1の運転中、排気行程の終期(吸気行程の
初期)でピストンが上死点TDC近傍にあるとき、吸/
排気弁37,38の開弁がオーバーラップし、このオー
バーラップ期間TOLにおいて、過給機10により過給さ
れた新気が各シリンダ2内に供給され、この新気により
シリンダ2内が十分に掃気される。Next, the operation of the above embodiment will be described. During operation of the engine 1, when the piston is near the top dead center TDC at the end of the exhaust stroke (early of the intake stroke), suction /
The opening of the exhaust valves 37 and 38 overlap, and during this overlap period TOL, the fresh air supercharged by the supercharger 10 is supplied into each cylinder 2, and the inside of the cylinder 2 is sufficiently filled by this fresh air. Be scavenged.
【0035】また、これと同時に、コントロールユニッ
ト61により電磁弁57が開閉切換えされて排気弁リフ
ト切換機構50が制御され、吸気弁37とのオーバーラ
ップ期間TOLにおける排気弁38のリフト特性が変化す
る。すなわち、エンジン1の低速域においては、電磁弁
57が閉じて第1ロッカアーム48と第2ロッカアーム
49,49との連結が遮断され、このことにより各シリ
ンダ2の両排気弁38,38が第2カム47で開閉駆動
される。この第2カム47による排気弁38のリフト特
性では、図1に示すように、その閉弁近傍のランプ部R
の期間中に吸気弁37のリフト量が排気弁38のリフト
量よりも大きくなる側に変化して、排気弁38のリフト
量が小さくなるように設定されているので、吸/排気弁
37,38の単位時間当たりのオーバーラップ期間TOL
が高速域に比べ相対的に長くなる低速域であっても、該
オーバーラップ期間TOLにおいて吸気弁37のリフト量
が排気弁38よりも大きくなる期間が長く、その間、排
気弁38のリフト量が吸気弁37よりも小さくなって排
気ポート32の開口面積が吸気ポート3よりも相対的に
小さくなり、吸気ポート3からシリンダ2内に供給され
た新気がそのまま短絡的に排気ポート32へは流れ難く
なって、新気の吹抜けを低減することができる。At the same time, the control unit 61 switches the solenoid valve 57 to open and close to control the exhaust valve lift switching mechanism 50, and the lift characteristic of the exhaust valve 38 in the overlap period TOL with the intake valve 37 changes. . That is, in the low speed range of the engine 1, the electromagnetic valve 57 is closed to disconnect the connection between the first rocker arm 48 and the second rocker arms 49, 49, which causes the two exhaust valves 38, 38 of each cylinder 2 to move to the second exhaust valve 38, 38. It is opened and closed by a cam 47. In the lift characteristic of the exhaust valve 38 by the second cam 47, as shown in FIG. 1, the ramp portion R near the valve is closed.
Since the lift amount of the intake valve 37 is changed to become larger than the lift amount of the exhaust valve 38 during the period of, and the lift amount of the exhaust valve 38 is set to be small, the intake / exhaust valve 37, 38 overlap period TOL per unit time
Even in the low speed range where is relatively longer than the high speed range, the lift amount of the intake valve 37 is longer than the exhaust valve 38 in the overlap period TOL, and the lift amount of the exhaust valve 38 is increased during that period. It becomes smaller than the intake valve 37 and the opening area of the exhaust port 32 becomes relatively smaller than that of the intake port 3, and the fresh air supplied from the intake port 3 into the cylinder 2 flows to the exhaust port 32 in a short-circuited manner. It becomes difficult, and the blow-through of fresh air can be reduced.
【0036】そのとき、上記各排気弁38のカムリフト
特性におけるランプ部Rの開始時期rがピストンの上死
点TDC以前に設定されているので、その上死点TDC
の後にピストンが下がってシリンダ2内の圧力が低下す
る状態では常にランプ部Rが対応することとなる。その
結果、エンジン1の低負荷時に掃気不能となっても、そ
の代わり、排気弁38からの既燃ガスの逆流を抑制する
ことができる。At this time, since the start timing r of the ramp portion R in the cam lift characteristic of each exhaust valve 38 is set before the top dead center TDC of the piston, the top dead center TDC thereof is set.
In the state where the piston is lowered and the pressure in the cylinder 2 is lowered after the above, the ramp portion R always corresponds. As a result, even if scavenging is not possible when the engine 1 has a low load, the backflow of burnt gas from the exhaust valve 38 can be suppressed instead.
【0037】因みに、図6は実施例1の構成において、
具体的に新気の流れをその速度ベクトルで表示したもの
であり、図6(a)→(d)に従ってクランク角が増加
している。また、図13は排気弁38のリフト量を大き
く設定した従来例での同特性を、また図14はこの従来
例において吸/排気ポートの開口間にマスク部59′を
突設した他の従来例での同特性をそれぞれ示している。
図6を図13及び図14と比較すると、吸気ポート3か
らシリンダ2内に供給された新気がそのまま排気ポート
32に向かう流れが抑制され、特に、排気弁38の下側
ではガスは排気ポート32の開口に向かう方向とは逆の
方向に流れており、新気の吹抜けが低減されているのが
判る。Incidentally, FIG. 6 shows the configuration of the first embodiment,
Specifically, the flow of fresh air is displayed by its velocity vector, and the crank angle increases in accordance with FIG. 6 (a) → (d). Further, FIG. 13 shows the same characteristic in the conventional example in which the lift amount of the exhaust valve 38 is set large, and FIG. 14 shows another conventional example in which a mask portion 59 'is projected between the intake / exhaust port openings in this conventional example. The same characteristics in each example are shown.
Comparing FIG. 6 with FIG. 13 and FIG. 14, the flow of the fresh air supplied from the intake port 3 into the cylinder 2 toward the exhaust port 32 is suppressed as it is, and in particular, the gas is exhausted below the exhaust valve 38. It can be seen that the air flows in the direction opposite to the direction toward the opening of 32, and the blow-through of fresh air is reduced.
【0038】一方、エンジン1の高速域においては、上
記電磁弁57が開弁して第1ロッカアーム48と第2ロ
ッカアーム49,49とが連結され、このことにより各
シリンダ2の両排気弁38,38が第1カム46で開閉
駆動される。この第1カム46による排気弁38のリフ
ト特性は、図1に示すように吸気弁37と同じリフト特
性となり、排気弁38の閉弁近傍のリフト量が大きくな
る。このため、高速域で掃気時間が低速域に比べ相対的
に短くなっても、掃気性を確保することができる。尚、
この高速域では、オーバーラップ期間TOL自体が低速域
に比べ相対的に短くなるので、上記のように排気弁38
の閉弁近傍のリフト量が大きくなっても新気吹抜けの絶
対量は少ない。On the other hand, in the high speed range of the engine 1, the solenoid valve 57 is opened to connect the first rocker arm 48 and the second rocker arm 49, 49, whereby the exhaust valves 38, 38 is opened and closed by the first cam 46. The lift characteristic of the exhaust valve 38 by the first cam 46 is the same as that of the intake valve 37 as shown in FIG. 1, and the lift amount near the closed position of the exhaust valve 38 becomes large. Therefore, even if the scavenging time becomes shorter in the high speed region than in the low speed region, the scavenging property can be secured. still,
In this high speed range, the overlap period TOL itself becomes relatively shorter than in the low speed range, so the exhaust valve 38
The absolute amount of fresh air blow-through is small even if the lift amount in the vicinity of the valve is increased.
【0039】したがって、この実施例においては、エン
ジン1の低速域から高速域までの広い回転域に亘り新気
の吹抜けの低減と掃気性の向上との両立を有効に図るこ
とができる。Therefore, in this embodiment, it is possible to effectively achieve both reduction of blow-through of fresh air and improvement of scavenging property over a wide rotation range of the engine 1 from a low speed region to a high speed region.
【0040】(実施例2)図7は本発明の実施例2を示
す(尚、図2と同じ部分については同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する)。(Embodiment 2) FIG. 7 shows Embodiment 2 of the present invention (note that the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted).
【0041】この実施例では、エンジン1のシリンダヘ
ッド1a下面において、各シリンダ2に対応する2つの
排気ポート32,32の開口部周縁でかつ吸気ポート
3,3の開口側に所定高さのマスク部59が一体に設け
られている。In this embodiment, on the lower surface of the cylinder head 1a of the engine 1, a mask having a predetermined height is formed on the periphery of the opening of the two exhaust ports 32, 32 corresponding to each cylinder 2 and on the opening side of the intake ports 3, 3. The part 59 is integrally provided.
【0042】したがって、この実施例の場合、各排気ポ
ート32の開口周縁でかつ吸気ポート3の開口側に所定
高さのマスク部59が設けられ、しかもオーバーラップ
期間TOLでの排気弁38の閉弁近傍のリフト量が小さい
ので、上記マスク部59の高さが低いときや、或いは加
工誤差の関係からマスク部59と各排気ポート32の開
口におけるバルブシート部との間のクリアランスが大き
いときであっても、オーバーラップ期間TOL中に吸気ポ
ート3から排気ポート32に短絡的に流れる新気の流れ
にマスク部59により抵抗が与えられ、新気がそのまま
排気ポート32に流れるのを抑制することができ、新気
の吹抜けをさらに有効に低減することができる。Therefore, in the case of this embodiment, the mask portion 59 having a predetermined height is provided on the opening peripheral edge of each exhaust port 32 and on the opening side of the intake port 3, and the exhaust valve 38 is closed during the overlap period TOL. Since the lift amount in the vicinity of the valve is small, the height of the mask portion 59 is low, or the clearance between the mask portion 59 and the valve seat portion at the opening of each exhaust port 32 is large due to the processing error. Even if there is, resistance is given by the mask portion 59 to the flow of fresh air flowing from the intake port 3 to the exhaust port 32 in a short circuit during the overlap period TOL, and the fresh air is prevented from flowing to the exhaust port 32 as it is. As a result, the blow-through of fresh air can be reduced more effectively.
【0043】図8は実施例2における新気の流れを図6
と同様に示したものであり、吸気ポート3からシリンダ
2内に供給された新気がそのまま排気ポート32に向か
う流れがマスク部59によって効果的に抑制されている
のが判る。FIG. 8 shows the flow of fresh air in the second embodiment.
It can be seen that the mask portion 59 effectively suppresses the flow of fresh air supplied from the intake port 3 into the cylinder 2 toward the exhaust port 32 as it is.
【0044】(具体例)本発明者によれば、吸/排気弁
37,38のオーバーラップ期間TOL中の排気弁38の
リフト特性を吸気弁37と同等にした従来例と、排気弁
38閉弁近傍のリフト量を小さくした本発明例とについ
て、オーバーラップ期間TOLにおける吹抜け新気の量及
び掃気量(シリンダ2内から排出された残留ガス量)を
具体的に測定したところ、図10及び図12に示す結果
が得られた。(Specific Example) According to the present inventor, the conventional example in which the lift characteristic of the exhaust valve 38 during the overlap period TOL of the intake / exhaust valves 37, 38 is made equal to that of the intake valve 37, and the exhaust valve 38 is closed. For the example of the present invention in which the lift amount in the vicinity of the valve was made small, the amount of blow-through fresh air and the scavenging amount (the residual gas amount discharged from the cylinder 2) during the overlap period TOL were specifically measured. The results shown in FIG. 12 were obtained.
【0045】尚、吸/排気弁37,38のオーバーラッ
プ期間TOLは2種類であり、1つは上死点前34°のク
ランク角で吸気弁37が開き、上死点後13°のクラン
ク角で排気弁38が閉じる大オーバーラップ期間(クラ
ンク角で47°)であり、他は上死点前17°のクラン
ク角で吸気弁37が開き、上死点後6.5°のクランク
角で排気弁38が閉じる小オーバーラップ期間(クラン
ク角で23.5°)である。大オーバーラップ期間での
吸/排気弁37,38のリフト特性を図9に、小オーバ
ーラップ期間での同特性を図11(本発明例のみを示
す)にそれぞれ示す。また、測定時のエンジン回転数は
1500rpm であり、過給機10による過給能力は一定
である。There are two kinds of overlap periods TOL of the intake / exhaust valves 37 and 38. One is the intake valve 37 opened at a crank angle of 34 ° before top dead center and the crank of 13 ° after top dead center. During the large overlap period (47 ° in crank angle) where the exhaust valve 38 closes at a corner, the intake valve 37 opens at a crank angle of 17 ° before top dead center and the crank angle of 6.5 ° after top dead center in other cases. Thus, the exhaust valve 38 is closed during a small overlap period (crank angle is 23.5 °). The lift characteristics of the intake / exhaust valves 37 and 38 during the large overlap period are shown in FIG. 9, and the same characteristics during the small overlap period are shown in FIG. 11 (only the example of the present invention is shown). Further, the engine speed at the time of measurement is 1500 rpm, and the supercharging ability of the supercharger 10 is constant.
【0046】この図10及び図12によると、本発明例
では従来例に比べ、掃気量は若干減るものの、新気の吹
抜け量を低減でき、特に大オーバーラップ期間の場合は
顕著な効果がある。また、マスク部59を設けるもの
(本発明の実施例2)では、掃気量の増加確保及び新気
吹抜け量の低減を図ることができることが判る。According to FIGS. 10 and 12, although the scavenging amount is slightly reduced in the example of the present invention as compared with the conventional example, the blow-through amount of fresh air can be reduced, and particularly in the case of a large overlap period, a remarkable effect is obtained. . Further, it can be seen that in the case where the mask portion 59 is provided (Embodiment 2 of the present invention), it is possible to secure an increase in the scavenging amount and reduce the fresh air blow-through amount.
【0047】尚、上記各実施例では、エンジン1の運転
領域全体に亘り、吸/排気弁37,38の開弁をオーバ
ーラップさせるようにしているが、少なくとも高負荷域
でのみオーバーラップさせるようにしてもよい。また、
排気弁38のカムリフト特性におけるランプ部Rの開始
時期rをピストンの上死点TDC以前とするのをエンジ
ン1の低負荷域に限定してもよい。In each of the above embodiments, the opening / closing of the intake / exhaust valves 37, 38 is made to overlap over the entire operating region of the engine 1, but at least in the high load region. You may Also,
The start timing r of the ramp portion R in the cam lift characteristic of the exhaust valve 38 before the top dead center TDC of the piston may be limited to the low load region of the engine 1.
【0048】また、上記実施例では、吸/排気ポート
3,32がそれぞれ2つの場合であるが、本発明は、吸
/排気ポート3,32をそれぞれ1つずつ備えたもの
や、吸気ポートを3つ、排気ポートを2つ備えた機械式
過給機付エンジンに対しても適用することができる。In the above embodiment, the number of intake / exhaust ports 3 and 32 is two, but the present invention has one intake / exhaust port 3 and one intake port. It can also be applied to an engine with a mechanical supercharger having three exhaust ports and two exhaust ports.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、吸気弁により開閉される吸気ポート及び排気弁によ
り開閉される排気ポートの各々のシリンダへの開口がシ
リンダ中心を挟んで対向するように配置され、かつ該吸
/排気ポートの各開口の中心線が互いに同じ方向に設定
された機械式過給機付エンジンにおいて、エンジンが少
なくとも高負荷域にあるときに開弁期間がオーバーラッ
プするように吸/排気弁の開閉時期を設定し、この吸/
排気弁のカムによるリフト特性を、吸気弁の開き時期の
排気弁のリフト量に対し排気弁の閉じ時期の吸気弁のリ
フト量が大きくなるように設定した。また、請求項2の
発明では、上記吸気弁のリフト量が排気弁のリフト量よ
りも大きくなる期間を吸/排気弁の開弁オーバーラップ
期間全体の半分以上とした。そして、上記排気弁のリフ
ト特性を閉弁近傍のリフト量が異なるように複数に設定
して、エンジンの低速域では上記リフト量を小さくし、
高速域ではリフト量を大きくするように切り換える構成
とした。従って、これら発明によると、オーバーラップ
期間において吸気弁のリフト量が排気弁よりも大きくな
る期間を長くして、その間、排気ポートの開口面積を吸
気ポートよりも相対的に小さくでき、吸気ポートからシ
リンダ内に供給された新気がそのまま排気ポートへ流れ
るのを抑制でき、よって吸/排気弁のリフト特性を変え
るという簡単な構成で、新気の吹抜けを良好に低減しつ
つ掃気性を向上させることができとともに、その新気の
吹抜けの低減と掃気性の向上との両立がエンジンの広い
回転域に亘り図れる。 As described above, according to the first aspect of the invention, the openings of the intake port opened and closed by the intake valve and the exhaust port opened and closed by the exhaust valve to the cylinder face each other with the center of the cylinder interposed therebetween. And the center lines of the openings of the intake / exhaust ports are set in the same direction as each other, the valve opening periods overlap when the engine is at least in the high load region. The intake / exhaust valve opening / closing timing is set so that
The lift characteristics due to the cam of the exhaust valve are set so that the lift amount of the intake valve at the closing timing of the exhaust valve is larger than the lift amount of the exhaust valve at the opening timing of the intake valve. Further, in the invention of claim 2, the period in which the lift amount of the intake valve is larger than the lift amount of the exhaust valve is set to half or more of the entire valve opening overlap period of the intake / exhaust valves. And the exhaust valve riff
Multiple characteristics are set so that the lift amount near the valve is different.
Then, in the low speed range of the engine, reduce the above lift amount,
Configuration to switch to increase the lift amount in the high speed range
And Therefore, according to these inventions, the period during which the lift amount of the intake valve is larger than that of the exhaust valve in the overlap period is lengthened, and the opening area of the exhaust port can be made relatively smaller than that of the intake port during that period. It is possible to suppress the fresh air supplied to the cylinder from flowing to the exhaust port as it is. Therefore, with a simple structure that changes the lift characteristics of the intake / exhaust valve, it is possible to improve the scavenging property while satisfactorily reducing the blow-by of fresh air With that ability ,
A wide engine with both reduced blow-through and improved scavenging performance
It can be achieved over the rotation range.
【0050】請求項3の発明によると、排気弁のカムリ
フト特性における閉弁近傍のランプ部の期間中に吸気弁
のリフト量が排気弁のリフト量よりも大きくなる側に変
化するようにしたことにより、オーバーラップ期間で吸
気弁のリフト量を排気弁よりも大きくすることを容易に
達成でき、新気の吹抜けの低減と掃気性の向上との両立
がより一層有効に図れる。According to the third aspect of the present invention, the lift amount of the intake valve is changed to be larger than the lift amount of the exhaust valve during the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve. Thus, it is possible to easily achieve a lift amount of the intake valve larger than that of the exhaust valve in the overlap period, and it is possible to more effectively achieve both reduction of blow-through of fresh air and improvement of scavenging property.
【0051】[0051]
【0052】請求項4の発明によると、エンジンが低負
荷域にあるとき、排気弁のカムリフト特性における閉弁
近傍のランプ部の開始時期をピストンの上死点以前とし
たことにより、上死点の後にピストンが下がってシリン
ダ内圧が減少するときに常にランプ部を対応させること
ができ、排出された既燃ガスのシリンダへの持込みを抑
制することができる。According to the fourth aspect of the invention, when the engine is in the low load region, the start time of the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve is before the top dead center of the piston, so that the top dead center. When the piston lowers and the cylinder internal pressure decreases after, the ramp portion can always be made to correspond, and carry-in of discharged burned gas to the cylinder can be suppressed.
【0053】請求項5の発明によれば、排気ポートの開
口周縁で吸気ポートの開口側に所定高さのマスク部を設
けたことにより、オーバーラップ期間中に吸気ポートか
らシリンダ内に供給された新気が直接排気ポートに流れ
るのをマスクにより抑制して、新気の吹抜けをさらに有
効に低減することができる。According to the fifth aspect of the invention, the mask portion having a predetermined height is provided on the opening peripheral side of the exhaust port on the opening side of the intake port, so that the air is supplied from the intake port into the cylinder during the overlap period. It is possible to suppress the fresh air from directly flowing to the exhaust port by the mask, and to more effectively reduce the blow-through of the fresh air.
【図1】本発明の実施例1における吸/排気弁のリフト
特性を示す特性図である。FIG. 1 is a characteristic diagram showing lift characteristics of an intake / exhaust valve according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例1においてシリンダに開口する吸/排気
ポートの位置を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the positions of intake / exhaust ports that open to the cylinder in the first embodiment.
【図3】エンジンの吸/排気系の全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of an intake / exhaust system of the engine.
【図4】排気弁リフト切換機構を模式的に示す概略正面
図である。FIG. 4 is a schematic front view schematically showing an exhaust valve lift switching mechanism.
【図5】排気弁リフト切換機構を模式的に示す概略平面
図である。FIG. 5 is a schematic plan view schematically showing an exhaust valve lift switching mechanism.
【図6】オーバーラップ期間中の新気及び燃焼ガスの動
きを具体的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram specifically showing movements of fresh air and combustion gas during an overlap period.
【図7】本発明の実施例2を示す図2相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention.
【図8】実施例2を示す図6相当図である。8 is a view corresponding to FIG. 6 showing the second embodiment.
【図9】大オーバーラップ期間での吸/排気弁のリフト
特性を具体的に示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram specifically showing lift characteristics of intake / exhaust valves during a large overlap period.
【図10】大オーバーラップ期間での新気吹抜け量及び
掃気量を具体的に示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram specifically showing a fresh air blow-through amount and a scavenging amount in a large overlap period.
【図11】小オーバーラップ期間での吸/排気弁のリフ
ト特性を具体的に示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram specifically showing lift characteristics of intake / exhaust valves during a small overlap period.
【図12】小オーバーラップ期間での新気吹抜け量及び
掃気量を具体的に示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram specifically showing a fresh air blow-through amount and a scavenging amount in a small overlap period.
【図13】従来例を示す図6相当図である。13 is a view corresponding to FIG. 6 showing a conventional example.
【図14】他の従来例を示す図6相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 6 showing another conventional example.
1 エンジン 2 シリンダ 3 吸気ポート 10 過給機 32 排気ポート 37 吸気弁 38 排気弁 43 吸気用カム 46,47 排気用カム 50 排気弁リフト切換機構 59 マスク部 61 コントロールユニット 64 切換制御部(切換制御手段) R ランプ部 TOL オーバーラップ期間 H 吸気弁開き時期の排気弁リフト量 h 排気弁閉じ時期の吸気弁リフト量 r ランプ部の開始時期 1 engine 2 cylinders 3 intake ports 10 supercharger 32 exhaust port 37 Intake valve 38 Exhaust valve 43 Intake cam 46,47 Exhaust cam 50 Exhaust valve lift switching mechanism 59 Mask part 61 Control unit 64 switching control unit (switching control means) R lamp section Tol overlap period H Exhaust valve lift when intake valve opens h Intake valve lift when exhaust valve is closed r Lamp start time
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−119641(JP,A) 特開 昭63−289207(JP,A) 実開 昭63−170533(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 29/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-119641 (JP, A) JP-A-63-289207 (JP, A) Actual development Shou 63-170533 (JP, U) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) F02B 29/08
Claims (5)
気弁により開閉される排気ポートとの各々のシリンダへ
の開口がシリンダ中心を挟んで対向するように配置さ
れ、かつ該吸/排気ポートの各開口の中心線が互いに同
じ方向に設定された機械式過給機付エンジンにおいて、 エンジンが少なくとも高負荷域にあるときに開弁期間が
オーバーラップするように上記吸/排気弁の開閉時期を
設定するとともに、 吸/排気弁のカムによるリフト特性を、上記吸気弁の開
き時期の排気弁のリフト量に対し排気弁の閉じ時期の吸
気弁のリフト量が大きくなるように設定し、 排気弁のリフト特性を閉弁近傍のリフト量が異なるよう
に複数に設定し、 エンジンの低速域では上記排気弁のリフト量を小さく
し、高速域では排気弁のリフト量を大きくするように切
り換える切換制御手段を設けた ことを特徴とする機械式
過給機付エンジンの掃気装置。1. An intake port opened / closed by an intake valve and an exhaust port opened / closed by an exhaust valve are arranged so that their openings to the cylinder are opposed to each other with the center of the cylinder interposed therebetween, and In the engine with a mechanical supercharger in which the center lines of the openings are set in the same direction, the opening / closing timings of the intake / exhaust valves are set so that the valve opening periods overlap at least when the engine is in the high load range. and sets, the lift characteristics of the cams of the intake / exhaust valve, set to the lift amount of the timing of the intake valve closing of the exhaust valve to lift amount of the exhaust valve opening timing of the intake valve is increased, the exhaust valve The lift characteristics of the
Set to multiple, and the lift amount of the above exhaust valve is reduced in the low speed range of the engine.
However, in the high speed range, the exhaust valve lift
A scavenging device for an engine with a mechanical supercharger, which is provided with a switching control means for changing over.
の掃気装置において、 吸気弁のリフト量が排気弁のリフト量よりも大きくなる
期間を吸/排気弁の開弁オーバーラップ期間全体の半分
以上としたことを特徴とする機械式過給機付エンジンの
掃気装置。2. The scavenging device for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1, wherein a period during which the lift amount of the intake valve is greater than the lift amount of the exhaust valve is the entire intake / exhaust valve opening overlap period. The scavenging device for an engine with a mechanical supercharger, which is characterized in that it is more than half of the above.
の掃気装置において、 排気弁のカムリフト特性における閉弁近傍のランプ部の
期間中に吸気弁のリフト量が排気弁のリフト量よりも大
きくなる側に変化するように構成したことを特徴とする
機械式過給機付エンジンの掃気装置。3. The scavenging device for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1, wherein the lift amount of the intake valve is greater than the lift amount of the exhaust valve during the period of the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve. A scavenging device for an engine with a mechanical supercharger, characterized in that it is configured so that it also increases.
の掃気装置において、 エンジンの低負荷域では、排気弁のカムリフト特性にお
ける閉弁近傍のランプ部の開始時期をピストンの上死点
以前としたことを特徴とする機械式過給機付エンジンの
掃気装置。4. The scavenging device for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1, wherein in a low load region of the engine, the start time of the ramp portion near the valve closing in the cam lift characteristic of the exhaust valve is set to the top dead center of the piston. A scavenging device for an engine with a mechanical supercharger, which is characterized by what was done before.
の掃気装置において、 排気ポートの開口周縁でかつ吸気ポートの開口側に所定
高さのマスク部を設けたことを特徴とする機械式過給機
付エンジンの掃気装置。5. A scavenging device for an engine with a mechanical supercharger according to claim 1, wherein a mask portion having a predetermined height is provided at the periphery of the opening of the exhaust port and at the opening side of the intake port. Scavenging device for a supercharged engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32194492A JP3451638B2 (en) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | Scavenging device for engine with mechanical supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32194492A JP3451638B2 (en) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | Scavenging device for engine with mechanical supercharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06167222A JPH06167222A (en) | 1994-06-14 |
| JP3451638B2 true JP3451638B2 (en) | 2003-09-29 |
Family
ID=18138172
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP32194492A Expired - Fee Related JP3451638B2 (en) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | Scavenging device for engine with mechanical supercharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451638B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8844487B2 (en) | 2011-12-15 | 2014-09-30 | Hyundai Motor Company | Exhaust valve control system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6200357B2 (en) * | 2014-03-20 | 2017-09-20 | 株式会社Subaru | Engine control device |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP32194492A patent/JP3451638B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8844487B2 (en) | 2011-12-15 | 2014-09-30 | Hyundai Motor Company | Exhaust valve control system |
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| JPH06167222A (en) | 1994-06-14 |
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