JP4535932B2 - Engine valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの動弁装置に関し、より詳しく言うと、カムのリフトをバルブに伝達すべく互いに隣接配置された複数の伝達部材と、該複数の伝達部材間の連結・非連結を選択すべく連結位置への移動と非連結位置への移動とを共に油圧で行う複数のピンからなる連結切換装置とを有するエンジンの動弁装置に関するものである。 More specifically, the present invention relates to a plurality of transmission members arranged adjacent to each other to transmit a cam lift to a valve, and to select connection / disconnection between the plurality of transmission members. Therefore, the present invention relates to a valve operating apparatus for an engine having a connection switching device composed of a plurality of pins that both hydraulically move to a connected position and move to a non-connected position.
カムのリフトをバルブに伝達する複数のロッカアームを共通のシャフト上に互いに隣り合わせに列設し、且つ互いに隣り合うロッカアーム同士間をピンで連結するように構成された作動特性可変機構付き動弁装置が知られている(特許文献1を参照されたい)。 There is provided a valve operating apparatus with a variable operation characteristic mechanism in which a plurality of rocker arms for transmitting a cam lift to a valve are arranged side by side on a common shaft and the adjacent rocker arms are connected with pins. It is known (see Patent Document 1).
この作動特性可変機構に用いる連結切換装置は、その一端に作用するコイルばねの弾発力でホームポジションを維持しているピンの他端に油圧を作用させることにより、コイルばねの弾発力に抗してピンを移動させるようになっている。これによると、ピンをホームポジションから移動させるためには、コイルばねを押し縮めることが可能な高い油圧を作用させなければならないため、油圧ポンプの能力を高めに設定しなければならない。 The connection switching device used in this operating characteristic variable mechanism is adapted to the spring force of the coil spring by applying hydraulic pressure to the other end of the pin that maintains the home position by the spring force of the coil spring acting on one end thereof. The pin is moved against. According to this, in order to move the pin from the home position, a high hydraulic pressure capable of pushing and compressing the coil spring has to be applied, so the capacity of the hydraulic pump must be set high.
低油圧でもピンが作動し得るようにするには、コイルばねのばね定数を低めに設定しなければならないが、そのようにすると、ホームポジションへの戻り応答性の低下を招く。そこでピンの軸方向両端に加える油圧を切り換えるようにする、つまり、ピンを双方向共に油圧駆動することが考えられる(特許文献2を参照されたい)。
しかるに、双方向共に油圧駆動可能なようにピンを構成するためには、1組の連結切換装置について2本の油圧供給路が必要となり、例えばロッカアームシャフトに内設する1本の油路の断面積を小さくしなければならない。油路の断面積を小さくすると、作動油の流動抵抗が高まるため、却って応答性が低下するという不都合が生ずる。この影響は、切換段数が多段になればなるほど油路が多くなるために顕著となる。油路の断面積を確保するためにロッカアームシャフトの直径寸法を大きくすることは、動弁装置全体の大型化を招く上、ロッカアームの回転部の周速の増大をも招くので、現実的とは言い難い。 However, in order to configure the pin so that it can be hydraulically driven in both directions, two hydraulic supply paths are required for one set of connection switching devices. For example, one oil path provided in the rocker arm shaft is disconnected. The area must be reduced. If the cross-sectional area of the oil passage is reduced, the flow resistance of the hydraulic oil is increased, so that the responsiveness is lowered. This effect becomes more prominent because the oil passages increase as the number of switching stages increases. Increasing the diameter of the rocker arm shaft in order to ensure the cross-sectional area of the oil passage leads to an increase in the overall size of the valve operating device and an increase in the peripheral speed of the rotating part of the rocker arm. It's hard to say.
本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、ピンを油圧にて双方向駆動する連結切換装置を備えたエンジンの動弁装置において、応答性の低下を抑制し得るように連結切換装置を構成することにある。 The present invention has been devised in order to eliminate such disadvantages of the prior art, and its main object is to provide a valve operating system for an engine provided with a connection switching device that drives a pin bidirectionally hydraulically. The purpose of the present invention is to configure the connection switching device so as to suppress a decrease in responsiveness.
このような課題を解決するために本発明の請求項1は、互いに異なる特性のカムのリフトをバルブに伝達すべく互いに隣接配置された少なくとも3つの伝達部材(第1〜第4ロッカアーム6a〜6d)と、該隣接配置された伝達部材間の連結・非連結を選択すべく、連結時に同一軸線上に配置される複数のピン(第1、第2ピン13a・13b、第5〜第7ピン13e〜13g)を有し且つ該複数のピンの連結位置への移動と非連結位置への移動とを共に油圧で行う2つの連結切換装置(第1、第3連結切換装置9a・9c)とを有するエンジンの動弁装置において、前記各連結切換装置について、前記複数のピンの両端面をそれぞれ電磁弁によって開閉制御される別々の油圧供給路に接続して受圧面とすると共に、両受圧面の面積を互いに異ならせ、一方の連結切換装置における受圧面積が大きい側の受圧面に接続する油圧供給路と他方の連結切換装置における受圧面積が小さい側の受圧面に接続する油圧供給路とを共通にした(第3油圧供給路10c)ことを特徴とするものとした。
また、本発明の請求項2は、請求項1に記載のエンジンの動弁装置において、前記2つの連結切換装置のうち少なくとも1つについて、受圧面積が大きい側の受圧面に接続する油圧供給路(第2油圧供給路10b)の断面積を、受圧面積が小さい側の受圧面に接続する油圧供給路(第3油圧供給路10c)の断面積よりも大きくしたことを特徴とするものとした。
In order to solve such problems, claim 1 of the present invention provides at least three transmission members (first to
Further, Claim 2 of the present invention, the valve operating system for an engine according to claim 1, for at least one of said two connecting switching device, hydraulic pressure supply to be connected to the pressure receiving surface of the receiving area is larger side The cross-sectional area of the passage (second hydraulic
このような本発明の請求項1の構成によれば、連結切換装置の両端に同一の油圧を加えても一方へ駆動することができるので、例えば2組の連結切換装置を3本の油圧供給路で個々に制御することが可能となる。これにより、油圧供給路の本数を少なくして各油圧供給路の断面積を大きくすることが可能となり、応答性の低下を抑制できる。
また本発明の請求項2の構成によれば、受圧面積が大きく、より多量な作動油が必要な側への油圧供給路の断面積を大きくすることにより、油路のレイアウト効率を損なわずに応答性を高めることができる。
According to such a configuration of claim 1 of the present invention, even if the same hydraulic pressure is applied to both ends of the connection switching device, it can be driven to one side, so that, for example, two sets of connection switching devices are supplied with three hydraulic pressures. It is possible to control individually on the road. Thereby, it is possible to increase the cross-sectional area of each hydraulic pressure supply path by reducing the number of hydraulic pressure supply paths, and to suppress a decrease in responsiveness.
According to the configuration of claim 2 of the present invention, the pressure receiving area is large, and the cross-sectional area of the hydraulic pressure supply passage to the side where a larger amount of hydraulic oil is required can be increased without impairing the layout efficiency of the oil passage Responsiveness can be improved.
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔動弁装置〕
図1、2は、本発明に基づき構成された動弁装置の概略構成図である。エンジンのシリンダヘッド1には、各シリンダに付いて一対の排気バルブ2a・2bが設けられている。これらの排気バルブ2a・2bは、クランクシャフトの1/2の回転速度で回転するカムシャフト3に一体形成された5つのカム4a〜4eと、カムシャフト3の下方にカムシャフト3と平行に延設されたロッカアームシャフト5に揺動可能にかつ相対角変位可能に枢支された5つのロッカアーム6a〜6eとの働きにより、個々に開弁駆動される。
(Valve operated device)
1 and 2 are schematic configuration diagrams of a valve gear constructed according to the present invention. An engine cylinder head 1 is provided with a pair of
図2に示したように、カムシャフト3には、作動角及びリフト量が相対的に大きい1つの高リフトカム4aと、作動角及びリフト量が相対的に小さい2つの低リフトカム4d・4eと、高リフトカム7aと低リフトカム4d・4eとの中間的な作動角及びリフト量を与えられた1つの中リフトカム4bと、各カムのベース円部分の直径に等しい1つの休止カム4cとが、一体形成されている。そしてロッカアームシャフト5上に互いに隣接して列設された5つのロッカアーム6a〜6eの各遊端に、各カム4a〜4eがそれぞれ対応している。なお、本実施例においては、休止カム4cが対応する第3ロッカアーム6cはスリッパ式カムフォロワとし、それ以外にはローラ式カムフォロワを設けるものとしたが、この構成に限定されないことは言うまでもない。
As shown in FIG. 2, the
高リフトカム4aが対応する第1ロッカアーム6aは、シリンダヘッド1と一体をなす部分との間に設けられたコイルばね7の弾発力により、高リフトカム4aとの摺接状態を常時維持するようにされている。
The
中リフトカム4bが対応する第2ロッカアーム6bは、閉弁方向へ常時ばね付勢された1方の排気バルブ2aのステム端がその最遊端に当接している。
In the
休止カム4cが対応する第3ロッカアーム6cは、閉弁方向へ常時ばね付勢された他方の排気バルブ2bのステム端がその最遊端に当接している。
In the
第1低リフトカム4dが対応する第4ロッカアーム6dは、第1ロッカアーム6aと同様に、シリンダヘッド1と一体をなす部分との間に設けられたコイルばね(図示せず)の弾発力により、第1低リフトカム4dとの摺接状態を常時維持するようにされている。そして第2低リフトカム4eが対応する第5ロッカアーム6eも、これと同様にして第2低リフトカム4eとの摺接状態を常時維持するようにされている。
As with the
互いに隣接した第1〜第5ロッカアーム6a〜6eの内部には、これらを相対角変位し得る状態と、一体的に揺動し得る状態とに切換えるために、連結切換装置が設けられている。この連結切換装置は、図2における右端から2番目の第4ロッカアーム6dと中央の第3ロッカアーム6cとの連結/非連結を切り換えるべく、ローラ式カムフォロワ8の中心と同一の軸線上に設けられた第1連結切換装置9aと、図2における右端の第5ロッカアーム6eとその左隣の第4ロッカアーム6dとの連結/非連結を切り換えるべく、ロッカアームシャフト5の下方に設けられた第2連結切換装置9bと、中央の第3ロッカアーム6cとその左隣の第2ロッカアーム6bと左端に位置する第1ロッカアーム6aとの連結/非連結を切り換えるべく、第2連結切換装置9bと同一の軸線上に設けられた第3連結切換装置9cとの3つの部分からなっている。
In the first to
ロッカアームシャフト5には、断面積が比較的大きな1本の第2油圧供給路10bと、断面積が比較的小さな2本の第1、第3油圧供給路10a・10cとが内設されている。
The
〔連結切換装置〕
以下、各連結切換装置について詳しく説明する。
[Connection switching device]
Hereinafter, each connection switching device will be described in detail.
図2における右から2番目の第4ロッカアーム6dには、中央の第3ロッカアーム6c側へ開口する有底の第1ガイド孔11aが形成されている。この第1ガイド孔11a内には、第1ガイド孔11aの底面との間に装着された圧縮コイルばね12aによって開口側へ向けて弾発付勢された第1ピン13aが摺合している。第1ガイド孔11aの直径は、底側が第1ピン13aを摺合させる寸法とされ、開口側が底側より幾分か拡径した寸法とされている。
In the
中央の第3ロッカアーム6cには、第4ロッカアーム6dのローラ式カムフォロワ8dに第1低リフトカム4dのベース円部分が摺接する静止位置における第1ガイド孔11aと同心をなし且つ第4ロッカアーム6d側へ開口する有底の第2ガイド孔11bが形成されている。この第2ガイド孔11bの直径は、第1ガイド孔11aの開口側と等しい寸法とされており、その内部には、第2ピン13bが摺合している。
The central
第2ガイド孔11bと第2ピン13bとは、その軸方向寸法が実質的に等しくされており、第2ピン13bが第2ガイド孔11b内に一杯に嵌入した状態で、第2ピン13bの端面が第3ロッカアーム6cの右側面と略同一面となるように設定されている。また第1ガイド孔11aと第1ピン13aとの軸方向寸法の関係は、第1ガイド孔11aの底部に第1ピン13aが一杯嵌入した状態で、第2ピン13bの軸方向寸法の半分程度が第1ガイド孔11aの開口側に嵌入し得るように設定されている。
The second guide hole 11b and the second pin 13b have substantially the same axial dimension, and the second pin 13b is fully inserted into the second guide hole 11b. The end surface is set to be substantially flush with the right side surface of the
第1ガイド孔11aの底部には、ロッカアームシャフト5に内設された小径の第1油圧供給路10aに連通する油路14aが接続されている。そして第2ガイド孔11bの底部には、同じくロッカアームシャフト5に内設された小径の第3油圧供給路10cに連通する油路14bが接続されている。
An
これらにより、第3ロッカアーム6cと第4ロッカアーム6dとの間の連結/非連結を切り換えるための第1連結切換装置9aが構成されている。
Thus, a first
図2における右端の第5ロッカアーム6eには、その左隣の第4ロッカアーム6d側へ開口する有底の第3ガイド孔11cが形成されている。この第3ガイド孔11c内には、第3ピン13cが摺合している。
In the
第4ロッカアーム6dには、第4、第5両ロッカアーム6d・6eのローラ式カムフォロワ8d・8eに第1、第2低リフトカム4d・4eのベース円部分が摺接する静止位置において第3ガイド孔11cと同心をなし且つ第5ロッカアーム6e側へ開口する有底の第4ガイド孔11dが形成されている。この第4ガイド孔11d内には、第4ガイド孔11dの底面との間に装着された圧縮コイルばね12bによって開口側へ向けて弾発付勢された第4ピン13dが摺合している。第4ガイド孔11dの直径は、開口側が第3ガイド孔11cと等しくされ、底側が開口側より幾分か縮径した寸法とされている。
The
第3ガイド孔11cと第3ピン13cとは、その軸方向寸法が実質的に等しくされており、第3ピン13cが第3ガイド孔11c内に一杯嵌入した状態で、第3ピン13cの端面が第5ロッカアーム6eの左側面と略同一面となるように設定されている。また第4ガイド孔11dと第4ピン13dとの軸方向寸法の関係は、第4ガイド孔11dの底部に第4ピン11dが一杯嵌入した状態で、第3ピン13cの軸方向寸法の半分程度が第4ガイド孔11dの開口側に嵌入し得るように設定されている。
The
第3ガイド孔11cの底部には、ロッカアームシャフトに内設された小径の第1油圧供給路10aに連通する油路14cが接続されている。そして第4ガイド孔11dの底部には、第4ロッカアーム6dの外方へ連通するドレン孔15dが形成されている。
The bottom of the
これらにより、第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6eとの連結/非連結を切り換えるための第2連結切換装置9bが構成されている。
Thus, a second
図2における中央の第3ロッカアーム6cには、その左隣の第2ロッカアーム6b側へ開口する有底の第5ガイド孔11eが形成されている。この第5ガイド孔11eは、上述の第2、第3ガイド孔11b・11cよりも大径とされ、その内部には、第5ピン13eが摺合している。
In the
第2ロッカアーム6bには、第2ロッカアーム6bのローラ式カムフォロワ8bに中リフトカム4bのベース円部分が摺接する静止位置において第5ガイド孔11eと同心をなし且つ両端が開口する第6ガイド孔11fが形成されている。この第6ガイド孔11fの直径寸法は、第3ロッカアーム6c側が第5ガイド孔11eと同一とされ、第1ロッカアーム6a側がそれよりも幾分か縮径されている。この第6ガイド孔11f内には、第6ガイド孔11fに合わせて両端を異径とされた第6ピン13fが摺合している。
The
第1ロッカアーム6aには、第1、第2両ロッカアーム6a・6bのローラ式カムフォロワ8a・8bに高リフト、中リフトカム4a・4bのベース円部分が摺接する静止位置において第6ガイド孔11fと同心をなし且つ第2ロッカアーム6b側へ開口する有底の第7ガイド孔11gが形されている。この第7ガイド孔11gの直径は、第6ガイド孔11fの縮径側と同一寸法とされ、その内部には、第7ガイド孔11gの底面との間に装着された圧縮コイルばね12cによって第2ロッカアーム6b側へ向けて弾発付勢された第7ピン13gが摺合している。
The
第7ガイド孔11gと第7ピン13gとは、その軸方向寸法が実質的に等しくされており、第7ピン13gが第7ガイド孔11g内に一杯嵌入した状態で、第7ピン13gの端面が第1ロッカアーム6aの右側面と略同一面となるように設定されている。
The
第6ガイド孔11fと第6ピン13fとの軸方向寸法の関係は、両者の全長が互いに等しく、第6ガイド孔11fに第6ピン13fが一杯嵌入した状態で、第6ピン13fの両端面が第2ロッカアーム6bの両側面と略同一面となるように設定されている。そして第5ピン13eの軸方向寸法は、第5ピン13eが第5ガイド孔11e内に一杯嵌入した状態で、第6ピン13fの半分程度が第5ガイド孔11e内に嵌入し、同時に第7ピン13gの半分程度が第6ガイド孔11f内に嵌入するように設定されている。
The relationship between the axial dimensions of the
第5ガイド孔11eの底部には、ロッカアームシャフト5に内設された大径の第2油圧供給路10bに連通する油路14eが接続されている。そして第7ガイド孔11gの底部には、同じくロッカアームシャフト5に内設された小径の第3油圧供給路10cに連通する油路14gが接続されている。また第6ガイド孔11fの径違いの部分には、第2ロッカアーム6bの外方へ連通するドレン孔15fが形成されている。
An
これらにより、第1〜第3ロッカアーム6a〜6cの連結/非連結を切り換えるための第3連結切換装置9cが構成されている。
Thus, a third
〔連結切換装置の作動〕
上述の各連結切換装置9a〜9cは、図示されていない電子制御回路の信号で作動する電磁弁をエンジンの運転状態に応じて開閉制御することにより、3本の油圧供給路10a〜10cから各ガイド孔11a〜11g内の各ピン13a〜13gに作用させる油圧を断続させることによって作動する。以下、各油圧供給路14a〜14gに対するポンプ圧の作用情況の違いに対応した各連結切換装置9a〜9cの作動による2つのバルブ2a・2bの駆動バリエーションについて説明する。
[Operation of connection switching device]
Each of the above-described
〔全油圧供給路への油圧オフ〕
第1〜第3の全ての油圧供給路10a〜10cへのポンプ油圧の供給を絶つと、第1〜第3連結切換装置9a〜9cには、それぞれ圧縮コイルばね12a〜12cの軸力のみが作用する。
[Hydraulic OFF to all hydraulic supply paths]
When the supply of pump hydraulic pressure to all the first to third hydraulic
この状態にあっては、図2に示すように、第1連結切換装置9aの第1ピン13aに作用する圧縮コイルばね12aの軸力により、第3ロッカアーム6cの第2ガイド孔11b底に第2ピン13bが押し当てられるので、第3ロッカアーム6cと第4ロッカアーム6dとの連結が断たれて両ロッカアーム6c・6dは互いに独立して揺動可能となる。また、第2連結切換装置9bの第4ピン13dに作用する圧縮コイルばね12bの軸力により、第5ロッカアーム6eの第3ガイド孔11c底に第3ピン13cが押し当てられるので、第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6eとの連結が断たれて両ロッカアーム6d・6eは互いに独立して揺動可能となる。そして、第3連結切換装置9cは、第7ピン13gに作用する圧縮コイルばね12cの軸力により、第3ロッカアーム6cの第5ガイド孔11e底に第5ピン13eが押し当てられ、第6ピン13fの半分が第5ガイド孔11e内に嵌入して第2ロッカアーム6bと第3ロッカアーム6c間に跨り、第7ピン13gの半分が第6ガイド孔11f内に嵌入して第1ロッカアーム6aと第2ロッカアーム6b間に跨り、これらによって第1〜第3ロッカアーム6a〜6cが互いに一体的に結合される。
In this state, as shown in FIG. 2, the axial force of the
この状態にあっては、第1ロッカアーム6aに作用する高リフトカム4aのプロフィルにより、第2、第3ロッカアーム6b・6cに連結された2つのバルブ2a・2bが同時に開弁駆動される。この時、第4ロッカアーム6dは第1低リフトカム4dに駆動され、第5ロッカアーム6eは第2低リフトカム4eに駆動されるが、第3〜第5ロッカアーム6c〜6eが互いに独立して揺動するので、これらの運動は両バルブ2a・2bの運動に影響を及ぼさない。
In this state, the two
〔第2油圧供給路のみ油圧オン〕
第1、第3油圧供給路10a・10cへのポンプ油圧を断ち、第2油圧供給路10bへのみポンプ油圧を供給すると、第1、第2連結切換装置9a・9bには、それぞれ圧縮コイルばね12a・12bによる軸力が作用し、第3連結切換装置9cの第5ピン13eにのみポンプ油圧が作用する。
[Hydraulic on only for the second hydraulic supply path]
When the pump hydraulic pressure to the first and third hydraulic
この状態にあっては、図3に示すように、第1連結切換装置9aの第1ピン13aに作用する圧縮コイルばね12aの軸力により、第3ロッカアーム6cの第2ガイド孔11b底に第2ピン13bが押し当てられるので、第3ロッカアーム6cと第4ロッカアーム6dとの連結が断たれて両ロッカアーム6c・6dは互いに独立して揺動可能となる。また、第2連結切換装置9bの第4ピン13dに作用する圧縮コイルばね12bの軸力により、第5ロッカアーム6eの第3ガイド孔11c底に第3ピン13cが押し当てられるので、第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6eとの連結が断たれて両ロッカアーム6d・6eは互いに独立して揺動可能となる。そして第3連結切換装置9cには、大径の第5ピン13eにのみ第2油圧供給路10bの油圧が作用するので、第7ピン13gに作用する圧縮コイルばね12cの軸力に抗して第1ロッカアーム6aの第7ガイド孔11g内に第7ピン13gを第5ピン13eが押し込む。これにより、第1ロッカアーム6aと第2ロッカアーム6b間の連結と、第2ロッカアーム6bと第3ロッカアーム6c間の連結とが断たれ、第1〜第3ロッカアーム6a〜6cは互いに独立して揺動可能となる。つまり全てのロッカアームが互いに独立して揺動可能となる。
In this state, as shown in FIG. 3, the axial force of the
この状態にあっては、第1ロッカアーム6aに作用する高リフトカム4aのプロフィル、第4ロッカアーム6dに作用する第1低リフトカム4dのプロフィル、及び第5ロッカアーム6eに作用する第2低リフトカム4eのプロフィルは他のロッカアームに影響を及ぼさず、また第3ロッカアーム6cに連結された他方のバルブ2bは、第3ロッカアーム6cに休止カム4cが摺接しているので閉弁状体を維持し、第2ロッカアーム6bに連結された一方のバルブ2aが中リフトカム4bのプロフィルによって開弁駆動される。つまり1つのバルブ2aのみが中リフトカム4bのプロフィルによって開弁駆動される。
In this state, the profile of the
例えば、火花点火と予混合圧縮点火とを併用したエンジンにおいて、火花点火から予混合圧縮点火への切換は、予混合圧縮点火が火花点火に比して燃焼が不安定なため、迅速且つ確実に行える必要がある。そこで上記実施例に示したように、第3連結切換装置9cを分離側へ移動させる第5ピン13eの受圧面の面積をより大きく設定すると共に、第5ピン13eに油圧を供給する第2油圧供給路10bの断面積をより大きく設定するものとすれば、第3連結切換装置9cの分離動作をより一層確実化することができる。
For example, in an engine that uses both spark ignition and premixed compression ignition, switching from spark ignition to premixed compression ignition is quicker and more reliable because premixed compression ignition is more unstable than spark ignition. It must be possible. Accordingly, as shown in the above-described embodiment, the area of the pressure receiving surface of the
〔第1油圧供給路のみ油圧オフ〕
第1油圧供給路10aへのポンプ油圧を断ち、第2、第3油圧供給路10b・10cへポンプ油圧を供給すると、第1連結切換装置9aには、第2ピン13bにポンプ油圧が作用し、第2連結切換装置9bには、圧縮コイルばね12bの軸力が作用し、第3連結切換装置9cには、第5ピン13eと第7ピン13gの両方にポンプ油圧が作用する。
[Hydraulic off only for the first hydraulic supply path]
When the pump hydraulic pressure to the first hydraulic
この状態にあっては、図4に示すように、第1連結切換装置9aは、第1ピン13aに作用する圧縮コイルばね12aの軸力に抗して、第4ロッカアーム6dの第1ガイド孔11a内に第1ピン13aを第2ピン13bが押し込む。これにより、第2ピン13bの半分が第1ガイド孔11a内に嵌入して第3ロッカアーム6cと第4ロッカアーム6d間に跨り、第3、第4ロッカアーム6c・6dが互いに一体的に結合される。また、第2連結切換装置9bは、第4ピン13dに作用する圧縮コイルばね12bの軸力により、第5ロッカアーム6eの第3ガイド孔11c内に第3ピン13cを第4ピン13dが押し込む。これにより、第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6eとの連結が断たれ、第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6eとは互いに独立して揺動可能となる。そして第3連結切換装置9cは、第5ピン13eの受圧面積がより大きいので、第7ピン13gに作用する圧縮コイルばね12c軸力に抗して第1ロッカアーム6aの第7ガイド孔11g内に第7ピン13gを第5ピン13eが押し込む。これにより、第1ロッカアーム6aと第2ロッカアーム6b間の連結と、第2ロッカアーム6bと第3ロッカアーム6c間の連結とが断たれ、第1〜第3ロッカアーム6a〜6cは互いに独立して揺動可能となる。
In this state, as shown in FIG. 4, the first
この状態にあっては、第1ロッカアーム6aに作用する高リフトカム4aのプロフィル、及び第5ロッカアーム6eに作用する第2低リフトカム4eのプロフィルは他のロッカアームに何の影響も及ぼさず、第2ロッカアーム6bに連結された一方のバルブ2aが中リフトカム4bのプロフィルによって開弁駆動され、第3、第4ロッカアーム6c・6dが第1連結切換装置9aで一体的に連結されているので、第3ロッカアーム6cに連結された他方のバルブ2bが、第1低リフトカム4dのプロフィルによって開弁駆動される。つまり2つのバルブ2a・2bが互いに異なる特性で駆動される。
In this state, the profile of the
なお、図3に示した状態において、第4ロッカアーム6dに片持ち支持されていたローラ式カムフォロワ8dは、図4に示す状態においては、第3、第4両ロッカアーム6c・6dによって両持ち支持される。このように、第1低リフトカム4dのプロフィルが他方のバルブ2bに伝達されない状態、即ち、ローラ式カムフォロワ8dに作用する応力が小さい場合にはこれを片持ち支持とすることにより、第4ロッカアーム6dのロッカシャフト5の軸線方向寸法を従来のローラ式カムフォロワを両持ち支持する構造に比して小さくすることができる。そして第1低リフトカム4dによって他方のバルブ2bがリフトされる状態では、第3、第4両ロッカアーム6c・6dによってローラ式カムフォロワ8dを両持ち支持させるものとすることにより、ローラ式カムフォロワ8dの支持剛性を確保することができる。
In the state shown in FIG. 3, the roller
〔全油圧供給路への油圧オン〕
第1〜第3の全ての油圧供給路10a〜10cへポンプ油圧を等しく供給すると、上述の状態に対し、第1連結切換装置9aの第1ピン13aにも第1油圧供給路10aの油圧が作用することとなるが、第2ピン13bの受圧面積がより大きいので、図5に示すように、第1ピン13aに作用する圧縮コイルばね12aの軸力に抗して第2ピン13bが第1ピン13aを第4ロッカアーム6dの第1ガイド孔11a内に押し込んだ状態、つまり第3、第4ロッカアーム6c・6dが互いに一体的に結合された状態に維持される。また、第3連結切換装置9cも上述の状態、つまり第1〜第3ロッカアーム6a〜6cが互いに独立して揺動可能な状態に維持される。そして第2連結切換装置9bは、第3ピン13cに作用する油圧により、圧縮コイルばね12bの軸力に抗して第3ピン13cが第4ピン13dを第4ロッカアーム9dの第4ガイド孔11d内に押し込む。これにより、第3ピン13cの半分が第4ガイド孔11d内に嵌入して第4ロッカアーム6dと第5ロッカアーム6e間に跨り、第4、第5ロッカアーム6d・6eが互いに一体的に結合される。
[Hydraulic on to all hydraulic supply lines]
When the pump hydraulic pressure is equally supplied to all of the first to third hydraulic
この状態にあっては、第1ロッカアーム6aに作用する高リフトカム4aのプロフィルは他のロッカアームに何の影響も及ぼさず、第2ロッカアーム6bに連結された一方のバルブ2aが中リフトカム4bのプロフィルによって開弁駆動され、第3〜第5ロッカアーム6c〜6eが第1、第2連結切換装置9a・9bで一体的に連結され、第3ロッカアーム6cに連結された他方のバルブ2bが、第1、第2低リフトカム4d・4eのプロフィルによって開弁駆動される。つまり2つの弁2a・2bが互いに異なる特性で駆動される。ここで、2つの低リフトカム4d・4eは、その位相角が互いに異なっており、特に第2低リフトカム4eは、吸気行程で開弁するようにそのタイミングが設定されている。これにより、吸気行程で他気筒からの高温の排気を導入し、着火性の向上を図ることができる。
In this state, the profile of the
上述の本発明装置においては、第1連結切換装置9aの第2ピン13b並びに第3連結切換装置9cの第7ピン13gには、共通の第3油圧供給路10cからの油圧が供給され、第1連結切換装置9aの第1ピン13aには第1油圧供給路10aからの油圧が供給され、第3連結切換装置9cの第5ピン13eには第2油圧供給路10bからの油圧が供給される。そして両連結切換装置9a・9cの両受圧面の面積は、互いに異なるものとされている(第2ピン13b>第1ピン13a、第5ピン13e>第7ピン13g)。従って、3つの油圧供給路10a〜10cへの油圧を適宜に断続することにより、第1、第3両連結切換装置9a・9cを同時にあるいは片方ずつ自由に双方向へ駆動することが可能である。以下にその作動要領について説明する。
In the device of the present invention described above, the hydraulic pressure from the common third hydraulic
両連結切換装置9a・9cを共に連結状態にしたい時(第1:接、第3:接)には、第3油圧供給路10cのみにポンプ油圧を供給する(第1:OFF、第2:OFF、第3:ON)。
両連結切換装置9a・9cを共に分離状態にしたい時(第1:断、第3:断)には、第1、第2油圧供給路10a・10bにポンプ油圧を供給する(第1:ON、第2:ON、第3:OFF)。
第1連結切換装置9aを分離し、第3連結切換装置9cを連結したい時(第1:断、第3:接)には、第1、第2油圧供給路10a・10bにポンプ油圧を供給する(第1:ON、第2:ON、第3:OFF)。
第1連結切換装置9aを連結し、第3連結切換装置9cを分離したい時(第1:接、第3:断)には、第2、第3油圧供給路10b・10cにポンプ油圧を供給する(第1:OFF、第2:ON、第3:ON)。
When both the
When both the
When it is desired to separate the first
When the first
以上の作動特性をエンジンの運転状態に応じて適切に切り換えることにより、例えば、火花点火と予混合圧縮点火とを併用した上で、広い運転範囲に渡る出力特性の向上を実現することができる。勿論、本発明は、火花点火と予混合圧縮点火とを切り換えるエンジンのみならず、作動特性を多段に切り換えるエンジンの動弁装置に等しく適用可能である。 By appropriately switching the above operating characteristics according to the operating state of the engine, for example, it is possible to improve the output characteristics over a wide operating range after using both spark ignition and premixed compression ignition. Of course, the present invention is equally applicable not only to an engine that switches between spark ignition and premixed compression ignition, but also to a valve operating device for an engine that switches operation characteristics in multiple stages.
なお、上記実施例における第1連結切換装置9aの圧縮コイルばね12a及び第3連結切換装置9cの圧縮コイルばね12cは、油圧がどちらの方向にもかかっていない状態での各ピンの偏りを防止するためのものであり、応答性は特に要求されないので、ピンをリターン駆動するための第2連結切換装置9bの圧縮コイルばね12bに比してばね定数は低くても良い。
Note that the
6a〜6e 第1〜第5ロッカアーム
9a〜9c 第1〜第3連結切換装置
10a〜10c 第1〜第3油圧供給路
13a〜13g 第1〜第7ピン
6a to 6e First to
Claims (2)
前記各連結切換装置について、前記複数のピンの両端面をそれぞれ電磁弁によって開閉制御される別々の油圧供給路に接続して受圧面とすると共に、両受圧面の面積を互いに異ならせ、
一方の連結切換装置における受圧面積が大きい側の受圧面に接続する油圧供給路と他方の連結切換装置における受圧面積が小さい側の受圧面に接続する油圧供給路とを共通にしたことを特徴とするエンジンの動弁装置。 At least three transmission members arranged adjacent to each other to transmit the lift of cams having different characteristics to the valve, and connection / disconnection between the adjacent transmission members are selected on the same axis when connecting. A valve operating apparatus for an engine having a plurality of pins arranged and two connection switching devices that hydraulically move the plurality of pins to a connection position and a movement to a non-connection position,
For each of the connection switching devices, both end surfaces of the plurality of pins are connected to separate hydraulic supply passages that are controlled to be opened and closed by electromagnetic valves as pressure receiving surfaces, and the areas of both pressure receiving surfaces are different from each other ,
The hydraulic pressure supply path connected to the pressure receiving surface on the side having the larger pressure receiving area in one of the connection switching devices and the hydraulic pressure supply path connected to the pressure receiving surface on the side of the smaller pressure receiving area in the other connection switching device are characterized in common. The valve operating device of the engine.
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