JP2006242078A - Intake and exhaust valve device for internal combustion engine - Google Patents
Intake and exhaust valve device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006242078A JP2006242078A JP2005057943A JP2005057943A JP2006242078A JP 2006242078 A JP2006242078 A JP 2006242078A JP 2005057943 A JP2005057943 A JP 2005057943A JP 2005057943 A JP2005057943 A JP 2005057943A JP 2006242078 A JP2006242078 A JP 2006242078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- temperature
- cooling
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【課題】より確実に中空バルブの冷却を行うことのできる内燃機関の吸排気バルブ装置を提供すること。
【解決手段】排気バルブ27を、ヒートパイプ効果を有する中空バルブ25として形成する。また、バルブガイド23の近傍には、バルブガイド23を介して排気バルブ27のバルブステム28の温度を検出する温度センサ40を設け、さらに、バルブステム28にオイルを噴射するオイルジェット53を設ける。このため、内燃機関1の運転中にバルブステム28の温度が上昇し、排気バルブ27内でドライアウトが発生する可能性のある温度になった場合には、オイルジェット53からオイルをバルブステム28に向けて噴射することができる。これにより、バルブステム28の温度は下がるので、排気バルブ27はヒートパイプ効果を維持できる。この結果、より確実に中空バルブ25である排気バルブ27の冷却を行うことができる。
【選択図】 図1An intake / exhaust valve device for an internal combustion engine capable of cooling a hollow valve more reliably.
An exhaust valve 27 is formed as a hollow valve 25 having a heat pipe effect. Further, in the vicinity of the valve guide 23, a temperature sensor 40 for detecting the temperature of the valve stem 28 of the exhaust valve 27 is provided via the valve guide 23, and an oil jet 53 for injecting oil to the valve stem 28 is provided. Therefore, when the temperature of the valve stem 28 rises during the operation of the internal combustion engine 1 and reaches a temperature at which dryout may occur in the exhaust valve 27, oil is supplied from the oil jet 53 to the valve stem 28. Can be injected toward As a result, the temperature of the valve stem 28 is lowered, so that the exhaust valve 27 can maintain the heat pipe effect. As a result, the exhaust valve 27 that is the hollow valve 25 can be cooled more reliably.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内燃機関の吸排気バルブ装置に関するものである。特に、この発明は、より確実に中空バルブの冷却を行うことのできる内燃機関の吸排気バルブ装置に関するものである。 The present invention relates to an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine that can cool the hollow valve more reliably.
従来の内燃機関の吸排気バルブ装置には、吸気ポート或いは排気ポートと燃焼室との連通を行う傘部を有する中空バルブが設けられているが、前記傘部は燃焼室の一部を構成しているため、燃焼室内で燃料が燃焼した際に、燃焼によって発生する熱を受け易い。このため、従来の中空バルブでは、この熱をバルブステムの方向に伝えるため、バルブステムや傘部の内部に中空部を形成し、この中空部に、内燃機関の運転時には液体になる冷媒を封入しているものがある。これにより、内燃機関の吸排気バルブ装置の作動時に中空バルブが往復運動をすることにより、中空部内の冷媒が中空部内を流動するので、冷媒を介して傘部の熱はバルブステムに伝えられる。 A conventional intake / exhaust valve device for an internal combustion engine is provided with a hollow valve having an umbrella portion for communicating an intake port or an exhaust port with a combustion chamber. The umbrella portion constitutes a part of the combustion chamber. Therefore, when the fuel burns in the combustion chamber, it is easy to receive heat generated by the combustion. For this reason, in the conventional hollow valve, in order to transmit this heat in the direction of the valve stem, a hollow portion is formed inside the valve stem and the umbrella portion, and a refrigerant that becomes a liquid during operation of the internal combustion engine is enclosed in the hollow portion. There is something to do. As a result, the hollow valve reciprocates during the operation of the intake / exhaust valve device of the internal combustion engine, so that the refrigerant in the hollow part flows in the hollow part, so that the heat of the umbrella part is transmitted to the valve stem via the refrigerant.
しかし、内燃機関の運転時における発熱量が多い場合には中空バルブの傘部が受ける熱量も多くなるが、冷媒が流動することによる熱の移動には限界があるため、前記傘部が受ける熱量が、冷媒の流動によってバルブステムの方向に伝えられる熱量よりも多くなると、傘部の温度が大幅に上昇してしまう虞がある。このように、冷媒の流動による冷却のみでは中空バルブの傘部の冷却が困難になり、傘部の温度が上昇し過ぎると、この熱によって破損してしまう虞がある。そこで、従来の内燃機関の吸排気バルブ装置では、中空バルブの傘部を、冷媒の流動以外の方法によっても冷却しているものがある。例えば、特許文献1では、中空部内の非凝縮性ガスを除去し、中空バルブがヒートパイプ効果を有するように設けられている。つまり、傘部が加熱された際には、その熱によって冷媒が加熱されて冷媒は蒸発し、蒸発した冷媒はバルブステムで放熱することによって液体に戻り、再び傘部の熱を吸収する。即ち、冷媒が還流することにより、冷媒による傘部の冷却性能を飛躍的に向上させることができ、傘部の温度が高くなり過ぎることを抑制していた。
However, when the amount of heat generated during operation of the internal combustion engine is large, the amount of heat received by the umbrella portion of the hollow valve increases, but the amount of heat received by the umbrella portion is limited because there is a limit to the heat transfer due to the flow of the refrigerant. However, if the amount of heat transmitted to the direction of the valve stem is increased by the flow of the refrigerant, the temperature of the umbrella may be significantly increased. Thus, it becomes difficult to cool the umbrella portion of the hollow valve only by cooling by the flow of the refrigerant, and if the temperature of the umbrella portion rises too much, it may be damaged by this heat. Therefore, some conventional intake and exhaust valve devices for internal combustion engines cool the umbrella portion of the hollow valve by a method other than the flow of the refrigerant. For example, in
しかしながら、近年の内燃機関では、性能の向上によって発熱量がさらに大きくなっている。このため、中空バルブを、ヒートパイプ効果を有するように形成し、冷媒が蒸発することによって傘部の熱を冷媒で吸熱するようにした場合に、冷媒の蒸発によって傘部から奪う熱の量よりも、燃料の燃焼によって傘部が受ける熱の量の方が多くなる場合がある。この場合、冷媒による傘部の冷却が傘部の温度上昇に追いつかず、蒸発した冷媒が液体となって再び傘部に戻らなくなる現象、いわゆるドライアウト現象が生じる虞がある。このように、ドライアウト現象が発生すると、冷媒による傘部の冷却は困難になるため、傘部の温度は上昇し続け、この熱によって傘部が破損する虞があった。 However, in recent internal combustion engines, the amount of heat generated is further increased due to improved performance. For this reason, when the hollow valve is formed to have a heat pipe effect and the heat of the umbrella is absorbed by the refrigerant as the refrigerant evaporates, the amount of heat taken away from the umbrella by the evaporation of the refrigerant. However, the amount of heat received by the umbrella due to the combustion of the fuel may increase. In this case, there is a possibility that the cooling of the umbrella portion by the refrigerant does not catch up with the temperature rise of the umbrella portion, and a phenomenon that the evaporated refrigerant becomes a liquid and does not return to the umbrella portion again, that is, a so-called dryout phenomenon. As described above, when the dry-out phenomenon occurs, it becomes difficult to cool the umbrella portion with the refrigerant. Therefore, the temperature of the umbrella portion continues to rise, and the umbrella portion may be damaged by this heat.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より確実に中空バルブの冷却を行うことのできる内燃機関の吸排気バルブ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine that can cool the hollow valve more reliably.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、バルブステムの一端に燃焼室の一部を構成する傘部を有すると共に少なくとも前記バルブステム内には中空部が形成されており、且つ、前記中空部には冷媒が封入され、当該冷媒が内燃機関の運転状態に応じて還流する中空バルブが備えられた内燃機関の吸排気バルブ装置であって、前記中空バルブの温度を検出するバルブ温度検出手段と、前記バルブ温度検出手段で検出した温度が所定温度より高い場合に中空バルブを冷却するバルブ冷却手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention has an umbrella part constituting a part of a combustion chamber at one end of a valve stem and at least the inside of the valve stem. Is an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine, in which a hollow portion is formed, and a refrigerant is sealed in the hollow portion, and a hollow valve is provided in which the refrigerant circulates according to the operating state of the internal combustion engine. And a valve temperature detecting means for detecting the temperature of the hollow valve, and a valve cooling means for cooling the hollow valve when the temperature detected by the valve temperature detecting means is higher than a predetermined temperature.
この発明では、バルブ温度検出手段でバルブステムの温度を検出し、この温度が所定温度より高い場合にはバルブ冷却手段で中空バルブを冷却している。これにより、内燃機関の運転時に中空バルブの温度が上昇し過ぎることによって中空部内の冷媒の還流が追いつかなくなることを抑制できる。つまり、この中空バルブは冷媒が還流することによりヒートパイプ効果を有するが、燃焼室内での燃料の燃焼により中空バルブの温度が上昇して当該中空バルブがヒートパイプとして作動した場合、中空部内の傘部側に位置する冷媒は温度が上昇した傘部の熱を吸収して傘部を冷却し、液体の状態の冷媒が蒸発して気体に変化する。この気体の冷媒が中空部内のバルブステム側で放熱して再び液体に戻り、中空部内の傘部側に戻って再び傘部を冷却するが、中空バルブの温度が上昇し過ぎると冷媒が液体に戻ることが出来なくなる、即ち、ドライアウトが発生する。このため、バルブ温度検出手段でバルブステムの温度を検出し、この温度が所定温度より高い場合にはバルブ冷却手段で中空バルブを冷却することにより、気体の状態の冷媒を液体に戻すことができる。これにより、より確実に液体の冷媒によって、温度が上昇した中空バルブの傘部側の熱を吸熱して冷却することができる。この結果、より確実に中空バルブの冷却を行うことができる。 In this invention, the temperature of the valve stem is detected by the valve temperature detecting means, and when the temperature is higher than a predetermined temperature, the hollow valve is cooled by the valve cooling means. As a result, it is possible to prevent the refrigerant from recirculating in the hollow portion from being caught up by the temperature of the hollow valve excessively rising during operation of the internal combustion engine. That is, this hollow valve has a heat pipe effect due to the recirculation of the refrigerant. However, when the temperature of the hollow valve rises due to fuel combustion in the combustion chamber and the hollow valve operates as a heat pipe, the umbrella in the hollow portion The refrigerant located on the part side absorbs the heat of the umbrella part whose temperature has risen to cool the umbrella part, and the liquid refrigerant evaporates and changes to gas. This gaseous refrigerant dissipates heat on the valve stem side in the hollow part and returns to the liquid again, returns to the umbrella part side in the hollow part and cools the umbrella part again, but if the temperature of the hollow valve rises too much, the refrigerant becomes liquid. It is impossible to return, that is, dryout occurs. For this reason, the temperature of the valve stem is detected by the valve temperature detecting means, and when the temperature is higher than a predetermined temperature, the hollow valve is cooled by the valve cooling means, whereby the gaseous refrigerant can be returned to the liquid. . Thereby, the heat | fever on the umbrella part side of the hollow valve | bulb where the temperature rose can be absorbed more reliably and cooled with the liquid refrigerant. As a result, the hollow valve can be cooled more reliably.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記バルブ冷却手段は、第1冷却手段と第2冷却手段とを有しており、前記第2冷却手段は、前記バルブステム、或いは前記バルブステムを摺動可能に支持するバルブガイドの少なくともいずれか一方を冷却し、前記第1冷却手段は、少なくとも前記バルブ温度検出手段で検出した温度が所定温度より高い場合には前記第2冷却手段を冷却することを特徴とする。 In the intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention, the valve cooling means includes a first cooling means and a second cooling means, and the second cooling means includes the valve stem or the At least one of the valve guides that slidably supports the valve stem is cooled, and the first cooling means has the second cooling means when at least the temperature detected by the valve temperature detecting means is higher than a predetermined temperature. It is characterized by cooling.
この発明では、第2冷却手段がバルブステム、或いはバルブガイドの少なくともいずれか一方を冷却しているので、第2冷却手段で中空バルブを冷却することができる。さらに、少なくともバルブ温度検出手段で検出した中空バルブの温度が所定温度より高い場合には第1冷却手段が第2冷却手段を冷却するので、この場合、第2冷却手段の冷却性能を上げて中空バルブを冷却できる。この結果、より確実に中空バルブの冷却を行うことができる。 In this invention, since the second cooling means cools at least one of the valve stem and the valve guide, the hollow valve can be cooled by the second cooling means. Further, when the temperature of the hollow valve detected at least by the valve temperature detecting means is higher than the predetermined temperature, the first cooling means cools the second cooling means. In this case, the cooling performance of the second cooling means is increased and the hollow cooling temperature is increased. The valve can be cooled. As a result, the hollow valve can be cooled more reliably.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記第2冷却手段は、内部に第2冷却手段用冷媒が封入されており、当該第2冷却手段用冷媒は、前記第2冷却手段の温度に応じて還流することを特徴とする。 Also, in the intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention, the second cooling means has a second cooling means refrigerant sealed therein, and the second cooling means refrigerant is the second cooling means. It recirculate | reflux according to the temperature of this.
この発明では、第2冷却手段の内部に第2冷却手段用冷媒が封入されており、第2冷却手段用冷媒は、当該第2冷却手段の温度に応じて還流するので、第2冷却手段はヒートパイプ効果を有している。このため、中空バルブの中空部内でドライアウトが発生した場合に第2冷却手段がヒートパイプとして作動するようにすることにより、より確実にドライアウトを抑制できる。つまり、中空バルブのドライアウトの発生時に第2冷却手段の冷却効率が向上することにより、より確実に冷媒のドライアウトを抑制できる。この結果、より確実に中空バルブの冷却を行うことができる。また、このように第2冷却手段の冷却効率を変化させることにより、中空バルブ内でのドライアウトを抑制する場合に、第2冷却手段をヒートパイプ構造にすることにより、簡素な構造で容易に第2冷却手段の冷却効率を変化させることができる。この結果、より確実に中空バルブの冷却を行う際の構造を簡素化できる。 In the present invention, the second cooling means refrigerant is sealed inside the second cooling means, and the second cooling means refrigerant flows back according to the temperature of the second cooling means. Has a heat pipe effect. For this reason, when the dry-out occurs in the hollow portion of the hollow valve, the dry-out can be more reliably suppressed by causing the second cooling means to operate as a heat pipe. That is, the cooling efficiency of the second cooling means is improved when dry out of the hollow valve occurs, so that the dry out of the refrigerant can be more reliably suppressed. As a result, the hollow valve can be cooled more reliably. In addition, by changing the cooling efficiency of the second cooling means in this way, when the dryout in the hollow valve is suppressed, the second cooling means is made into a heat pipe structure so that it can be easily made with a simple structure. The cooling efficiency of the second cooling means can be changed. As a result, the structure for cooling the hollow valve more reliably can be simplified.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記燃焼室には点火プラグが設けられており、前記バルブ温度検出手段で検出した前記中空バルブの温度より前記中空バルブの温度変化率を検出するバルブ温度変化率判定手段を備え、前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、前記点火プラグの点火時期を遅角することを特徴とする。 In the intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention, an ignition plug is provided in the combustion chamber, and the temperature change rate of the hollow valve is determined from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detecting means. A valve temperature change rate determining means for detecting the valve temperature change rate, and the valve temperature change rate determining means retards the ignition timing of the spark plug when the temperature of the hollow valve decreases at a decrease rate equal to or higher than a predetermined decrease rate. It is characterized by doing.
この発明では、中空バルブの温度変化率を検出し、中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、点火プラグの点火時期を遅角することによりノッキングを抑制している。つまり、中空バルブの中空部内でドライアウトが発生した場合には、傘部からバルブステムの方向に移動する冷媒が低減するので、バルブステムの温度が低下する。このため、中空バルブが有するバルブステムの温度変化率を検出し、バルブステムの温度の低下率が所定の低下率以上の場合には、中空部内でドライアウトが発生していると判断することができる。また、前記中空部内でドライアウトが発生した場合には、中空バルブの傘部の温度は急激に上昇する。このように傘部の温度が上昇した場合には、この部分をヒートスポットとして燃焼室内でノッキングが発生する虞があるため、前記中空部内でドライアウトが発生していると判断された場合には、点火プラグの点火時期を遅角してノッキングを抑制する。この結果、ノッキングが発生する前に点火時期を遅角できるので、より確実にノッキングを抑制できる。 In the present invention, the temperature change rate of the hollow valve is detected, and when the temperature of the hollow valve decreases at a rate that is equal to or higher than a predetermined rate, knocking is suppressed by retarding the ignition timing of the spark plug. Yes. That is, when dryout occurs in the hollow portion of the hollow valve, the refrigerant moving in the direction from the umbrella portion toward the valve stem is reduced, so that the temperature of the valve stem is lowered. For this reason, the temperature change rate of the valve stem of the hollow valve is detected, and if the rate of decrease in the valve stem temperature is equal to or greater than the predetermined rate of decrease, it can be determined that dryout has occurred in the hollow portion. it can. Further, when dryout occurs in the hollow part, the temperature of the umbrella part of the hollow valve rises rapidly. When the temperature of the umbrella part rises in this way, there is a possibility that knocking may occur in the combustion chamber using this part as a heat spot, so if it is determined that dryout has occurred in the hollow part The knocking is suppressed by retarding the ignition timing of the spark plug. As a result, since the ignition timing can be retarded before knocking occurs, knocking can be more reliably suppressed.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記バルブ温度検出手段で検出した前記中空バルブの温度より前記中空バルブの温度変化率を検出するバルブ温度変化率判定手段を備え、前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、前記燃焼室内に取り込まれる燃料と空気との空燃比をリッチ方向に変化させることを特徴とする。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention further comprises valve temperature change rate determination means for detecting a temperature change rate of the hollow valve from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detection means, The temperature change rate determination means changes the air-fuel ratio of the fuel and the air taken into the combustion chamber in a rich direction when the temperature of the hollow valve decreases at a decrease rate equal to or higher than a predetermined decrease rate. And
この発明では、上記と同様に、中空バルブの温度変化率を検出し、中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、燃焼室内に取り込まれる燃料と空気との空燃比をリッチ方向に変化させてノッキングを抑制できる。この結果、ノッキングが発生する前に空燃比をリッチ方向に変化させることができるので、より確実にノッキングを抑制できる。 In the present invention, as described above, the temperature change rate of the hollow valve is detected, and when the temperature of the hollow valve decreases at a rate that is equal to or higher than a predetermined rate, the empty space between the fuel and air taken into the combustion chamber Knocking can be suppressed by changing the fuel ratio in the rich direction. As a result, since the air-fuel ratio can be changed in the rich direction before knocking occurs, knocking can be more reliably suppressed.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記バルブ温度検出手段で検出した前記中空バルブの温度より前記中空バルブの温度変化率を検出するバルブ温度変化率判定手段を備え、前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、バルブオーバーラップ期間を増やすことを特徴とする。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention further comprises valve temperature change rate determination means for detecting a temperature change rate of the hollow valve from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detection means, The temperature change rate determination means is characterized in that the valve overlap period is increased when the temperature of the hollow valve decreases at a decrease rate equal to or higher than a predetermined decrease rate.
この発明では、上記と同様に、中空バルブの温度変化率を検出し、中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップ期間を増やしている。これにより、排気バルブが中空バルブとなっている場合の中空部内でのドライアウトの発生を抑制できる。つまり、中空バルブの温度変化率を検出し、排気バルブの中空部内でドライアウトが発生したと判断された場合には、バルブオーバーラップ期間を増やすことにより、吸気ポートからの新気を排気ポート側に流し、この新気によって排気バルブを冷却できる。従って、上述したバルブ冷却手段のみでなく、この新気によっても排気バルブを冷却でき、より確実にドライアウトの発生を抑制できる。この結果、より確実に中空バルブの冷却を行うことができる。 In the present invention, similarly to the above, when the temperature change rate of the hollow valve is detected, and the temperature of the hollow valve decreases at a rate that is equal to or higher than a predetermined rate, the valve overlap period between the intake valve and the exhaust valve Is increasing. Thereby, generation | occurrence | production of the dryout in a hollow part when an exhaust valve is a hollow valve can be suppressed. In other words, when the temperature change rate of the hollow valve is detected and it is determined that dryout has occurred in the hollow part of the exhaust valve, the fresh air from the intake port is removed by increasing the valve overlap period. The exhaust valve can be cooled by this fresh air. Therefore, the exhaust valve can be cooled not only by the above-described valve cooling means but also by this fresh air, and the occurrence of dryout can be more reliably suppressed. As a result, the hollow valve can be cooled more reliably.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記バルブ冷却手段の冷却性能を調整する冷却性能調整手段をさらに備え、前記内燃機関の運転状態に応じて前記冷却性能調整手段で前記バルブ冷却手段の冷却性能を調整することを特徴とする。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention further comprises cooling performance adjusting means for adjusting the cooling performance of the valve cooling means, and the valve is adjusted by the cooling performance adjusting means according to the operating state of the internal combustion engine. The cooling performance of the cooling means is adjusted.
この発明では、バルブ冷却手段の冷却性能を調整する冷却性能調整手段が設けられており、この冷却性能調整手段でバルブ冷却手段の冷却性能を切り替えることにより、バルブ冷却手段による中空バルブに対する冷却性能を調整することができる。このように、中空バルブに対する冷却性能を調整することにより、中空バルブをあまり冷却しないでよい場合に、必要以上に中空バルブが冷却されることを抑制できる。つまり、中空バルブの傘部の温度が低過ぎると、燃料の燃焼効率が低減するため、中空バルブは必要以上に冷却しない方がよい。例えば、負荷があまり高くないときなどノッキングが発生する可能性が低い状態では、中空バルブは、熱によって傘部が破損しない程度の高温を維持している方がよい。従って、冷却性能調整手段でバルブ冷却手段の冷却性能を調整することにより、中空バルブの温度が低くなり過ぎることを抑制でき、燃焼効率の低下を抑制できる。この結果、内燃機関の運転効率の向上を図ることができる。 In the present invention, the cooling performance adjusting means for adjusting the cooling performance of the valve cooling means is provided. By switching the cooling performance of the valve cooling means with this cooling performance adjusting means, the cooling performance for the hollow valve by the valve cooling means is improved. Can be adjusted. Thus, by adjusting the cooling performance for the hollow valve, it is possible to prevent the hollow valve from being cooled more than necessary when the hollow valve need not be cooled much. That is, if the temperature of the umbrella portion of the hollow valve is too low, the fuel combustion efficiency is reduced, so it is better not to cool the hollow valve more than necessary. For example, in a state where the possibility of knocking is low, such as when the load is not so high, the hollow valve should be maintained at a high temperature that does not damage the umbrella due to heat. Therefore, by adjusting the cooling performance of the valve cooling means by the cooling performance adjusting means, it is possible to suppress the temperature of the hollow valve from becoming too low, and to suppress a decrease in combustion efficiency. As a result, the operating efficiency of the internal combustion engine can be improved.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段をさらに備え、前記負荷検出手段で検出した前記内燃機関の負荷に応じて前記冷却性能調整手段で前記バルブ冷却手段の冷却性能を調整することを特徴とする。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention further comprises load detection means for detecting a load of the internal combustion engine, and the cooling performance adjusting means according to the load of the internal combustion engine detected by the load detection means. And adjusting the cooling performance of the valve cooling means.
この発明では、負荷検出手段で内燃機関の運転時の負荷を検出し、この負荷の検出結果に応じてバルブ冷却手段の冷却性能を調整している。内燃機関の負荷が高負荷以外の場合にはノッキングが発生する可能性が小さく、また、中空バルブは冷却すると冷却損失が高くなるため、ノッキングが発生する可能性が小さい場合には、中空バルブは冷却し過ぎない方がよい。従って、内燃機関の負荷を検出して、内燃機関運転時の負荷が高負荷以外の場合に、冷却性能調整手段でバルブ冷却手段の冷却性能を調整することにより、中空バルブの温度が低くなり過ぎることを抑制でき、冷却損失が高くなることによる燃焼効率の低下を抑制できる。この結果、内燃機関の運転効率の向上を図ることができる。 In this invention, the load during the operation of the internal combustion engine is detected by the load detection means, and the cooling performance of the valve cooling means is adjusted according to the detection result of the load. When the load of the internal combustion engine is other than a high load, the possibility of knocking is small, and when the hollow valve is cooled, the cooling loss increases, so when the possibility of knocking is small, the hollow valve Don't overcool. Therefore, by detecting the load of the internal combustion engine and adjusting the cooling performance of the valve cooling means with the cooling performance adjusting means when the load during operation of the internal combustion engine is other than a high load, the temperature of the hollow valve becomes too low. This can be suppressed, and a decrease in combustion efficiency due to an increase in cooling loss can be suppressed. As a result, the operating efficiency of the internal combustion engine can be improved.
また、この発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置は、前記燃焼室内での燃料の燃焼時のノッキングを検出するノック検出手段をさらに備え、前記ノック検出手段によって前記燃焼室内でのノッキングが検出された場合に、前記中空バルブを冷却することを特徴とする。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention further comprises knock detection means for detecting knocking during combustion of fuel in the combustion chamber, and knocking in the combustion chamber is detected by the knock detection means. In this case, the hollow valve is cooled.
この発明では、ノック検出手段を設けて燃料の燃焼時のノッキングを検出し、ノッキングが発生した場合には、バルブ冷却手段で中空バルブを冷却している。ノッキングは燃焼室にヒートスポットが発生した場合に生じ易く、また、ヒートスポットが発生した場合には、燃焼室の温度は全体的に高くなっている傾向にある。そこで、ノッキングが発生した場合に中空バルブを冷却することにより、ヒートスポットを発生し難くすることができ、また、傘部がヒートスポットなっている場合には、より確実にヒートスポットを除去できる。この結果、より確実にノッキングを抑制できる。 In the present invention, knock detection means is provided to detect knocking during fuel combustion, and when knocking occurs, the hollow valve is cooled by the valve cooling means. Knocking is likely to occur when a heat spot is generated in the combustion chamber, and when the heat spot is generated, the temperature of the combustion chamber tends to be high overall. Therefore, by cooling the hollow valve when knocking occurs, it is possible to make it difficult to generate a heat spot, and when the umbrella portion is a heat spot, the heat spot can be more reliably removed. As a result, knocking can be more reliably suppressed.
本発明にかかる内燃機関の吸排気バルブ装置は、より確実に中空バルブの冷却を行うことができる、という効果を奏する。 The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention has an effect that the hollow valve can be cooled more reliably.
以下に、本発明にかかる内燃機関の吸排気バルブ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の吸排気バルブ装置を備える内燃機関の一部断面図である。同図に示す内燃機関1は、複数の気筒を有しており、各気筒は、内部に燃焼室11が形成されたシリンダヘッド5及びシリンダブロック6を有している。また、シリンダブロック6の内部にはピストン10が配設されており、シリンダヘッド5には、燃焼室11に連通している吸気ポート7及び排気ポート8が形成されている。このシリンダヘッド5は、シリンダブロック6の、当該シリンダブロック6におけるピストン10が上死点に向かう方向側の端部に、ガスケット(図示省略)を介して固定されている。
1 is a partial cross-sectional view of an internal combustion engine including an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to
また、前記シリンダヘッド5には、点火プラグ9と吸排気バルブ装置20とが設けられている。この吸排気バルブ装置20は、吸気バルブ26と排気バルブ27とを有しており、吸気バルブ26は、前記吸気ポート7と燃焼室11とを連通または遮断するように設けられており、排気バルブ27は、排気ポート8と燃焼室11とを連通または遮断するように設けられている。また、前記点火プラグ9は、吸気バルブ26と排気バルブ27との間に設けられており、さらに、高電圧をかけた際に放電する点火部(図示所略)を有し、この点火部が燃焼室11内に位置するように設けられている。
The cylinder head 5 is provided with a spark plug 9 and an intake /
前記吸気バルブ26及び排気バルブ27は、共にバルブステム28及び傘部29を有している。傘部29は、円錐形に近い形状で形成されており、円錐形の底面はバルブ面30として形成されている。バルブステム28は、傘部29におけるバルブ面30側の反対側に位置している。このように形成される吸気バルブ26及び排気バルブ27は、バルブ面30が前記燃焼室11側に位置する向きでシリンダヘッド5に配設されており、また、傘部29は、燃焼室11の一部を構成している。
Each of the
このように形成される吸気バルブ26及び排気バルブ27のバルブステム28の周囲には、シリンダヘッド5に固定されると共にバルブステム28を摺動可能に支持し、バルブステム28に接触したバルブガイド23が設けられている。このバルブガイド23は、略円筒形の形状で形成されており、バルブステム28は、この円筒形の内側を挿通することにより、バルブガイド23に支持されている。
Around the
また、バルブステム28の傘部29側の端部の反対側の端部の周囲には、スプリング22が設けられており、さらに、このスプリング22の周囲には、一端が閉止された略円筒形の形状で形成されたリフター21が配設されている。このリフター21は、閉止されている部分が、吸気バルブ26及び排気バルブ27における傘部の反対側に位置する向きで、スプリング22を覆うように配設されている。また、スプリング22は、バルブステム28の軸方向に伸縮可能に形成されており、吸気バルブ26及び排気バルブ27に対して、それぞれの傘部29が吸気ポート7或いは排気ポート8と燃焼室11とを遮蔽する方向に付勢力を与えている。また、リフター21における閉止している側の端部周辺にはカム12が位置している。このカム12は吸気バルブ26及び排気バルブ27の双方に位置しており、また、吸気バルブ26側及び排気バルブ27側の双方において複数がカムシャフト(図示省略)と一体となって形成されている。このようにカムシャフトと一体に形成されたカム12は、カムシャフトの回転に伴って回転する。また、前記リフター21は、このカムの外周面部分に接触している。
A
また、当該内燃機関1には、摺動部分を潤滑したり温度が高い部分を冷却したりするオイルを送り出すオイルポンプ71が設けられており、このオイルポンプ71に接続され、各部にオイルを供給するオイル経路70が設けられているが、さらに、このオイル経路70には、補助冷却オイルポンプ60が接続されている。この補助冷却オイルポンプ60の周囲には、補助冷却オイルポンプ用冷却水通路62が設けられており、この補助冷却オイルポンプ用冷却水通路62には、補助冷却用冷却水バルブ61が接続されている。また、補助冷却オイルポンプ60には、補助冷却経路50が接続されており、補助冷却経路50は、シリンダヘッド5に形成される補助冷却オイル通路51に接続されている。また、これらの補助冷却オイルポンプ60及び補助冷却用冷却水バルブ61は、当該内燃機関1が搭載される車両(図示省略)に備えられているECU(Electric Control Unit)80に接続されている。
Further, the
シリンダヘッド5に設けられている補助冷却オイル通路51は、複数設けられる各気筒に渡って位置するように設けられている。また、補助冷却オイル通路51には、補助冷却オイルパイプ52が接続されており、さらに、補助冷却オイルパイプ52の端部のうち、補助冷却オイル通路51に接続されている側の端部の反対側の端部には、バルブ冷却手段となるオイルジェット53が設けられている。このオイルジェット53は、補助冷却オイルパイプ52に供給されたオイルを排気バルブ27方向に噴射できるようになっており、詳しくは、排気バルブ27のバルブステム28の方向に噴射できるようになっている。
The auxiliary
また、前記バルブガイド23の近傍には、バルブガイド23の温度を検出するバルブ温度検出手段となる温度センサ40が設けられており、前記燃焼室11の近傍には、燃料の燃焼時にノッキングを検出するノック検出手段となるノックセンサ45が設けられている。これらの温度センサ40及びノックセンサ45は、前記ECU80に接続されている。
Further, a
図2は、図1に示した排気バルブの断面図である。前記排気バルブ27は、中空バルブ25として設けられており、バルブステム28の内側から傘部29の内側にかけて連続して形成された空洞である中空部31が形成されている。この中空部31内は真空、或いは真空に近い状態になっており、また、中空部31内には冷媒35が封入されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the exhaust valve shown in FIG. The
図3は、図1に示したECUの説明図である。前記ECU80には、記憶部81及び処理部82が設けられている。前記記憶部81には、本発明に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部81は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、当該ECU80には入力回路85及び出力回路86が設けられており、前記温度センサ40及びノックセンサ45は入力回路85に接続され、補助冷却オイルポンプ60及び補助冷却用冷却水バルブ61は出力回路86に接続されている。これらの入力回路85及び出力回路86は、前記記憶部81及び処理部82に接続されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the ECU shown in FIG. The
前記処理部82は、メモリ83及びCPU(Central Processing Unit)84により構成されている。当該内燃機関1の運転時にオイルジェット53から排気バルブ27のバルブステム28に噴射するオイルの量は、前記温度センサ40やノックセンサ45で検出した検出結果に基づいて、処理部82が前記コンピュータプログラムを当該処理部82に組み込まれたメモリ83に読み込んで演算する。その際に処理部82は、適宜記憶部81へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように内燃機関1の吸排気バルブ装置20を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ECU80とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
The
この実施例1に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関1の運転は、前記ピストン10が前記シリンダブロック6内で往復運動を繰り返すことにより、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返して運転する。各行程の概略は、吸気行程では、排気バルブ27は閉じ、吸気バルブ26を開いて吸気ポート7から燃焼室11内に燃料と空気との混合気を取り入れ、圧縮行程では吸気バルブ26も閉じて燃焼室11内に取り入れた混合気を圧縮する。燃焼行程では、点火プラグ9に高電圧の電流を印加し、点火プラグ9の点火部に放電を発生させることにより、圧縮した混合気を点火し、混合気中の燃料を燃焼させる。排気行程では排気バルブ27を開いて、燃焼後の排気ガスを排気ポート8の方向に排出する。
The intake /
また、これらの吸気バルブ26及び排気バルブ27の作動は、スプリング22によって吸気ポート7或いは排気ポート8と燃焼室11とを遮蔽する方向に付勢力が与えられている吸気バルブ26や排気バルブ27が、カム12に押されて吸気ポート7或いは排気ポート8と燃焼室11とを連通することによって行われる。つまり、双方のバルブは共にスプリング22によってカム12の方向に付勢力が与えられているが、カム12と一体に形成されているカムシャフトが回転することにより、カム12の外周面に接触しているリフター21がカム12の形状に追従して動き、リフター21と共に吸気バルブ26や排気バルブ27が往復運動をする。これにより、吸気ポート7や排気ポート8は開いたり閉じたりする。
Further, the operation of the
また、前記燃焼室11内では、燃焼行程時に燃料が燃焼するため、燃焼時の火炎に面する吸気バルブ26及び排気バルブ27のバルブ面30は、その火炎によって温度が上昇し、傘部29全体の温度が上昇する。特に、排気バルブ27は、燃焼後の高温の排気ガスが通る排気ポート8側に位置しているため、吸気バルブ26と比較して、さらに高温になる。このように高温になった排気バルブ27の傘部29の熱は、その内側の中空部31内に封入されている冷媒35に伝えられる。この冷媒35は、内燃機関1運転時の負荷が比較的低い状態のときにおける排気バルブ27の温度では、液体の状態になっている。内燃機関1の運転時には、排気バルブ27は上記のように往復運動をするため、冷媒35もこの往復運動によって中空部31内を移動する。このように冷媒35が中空部31内を移動する際に、冷媒35が傘部29で受けた熱は、冷媒35がバルブステム28の方向に移動した際にバルブステム28に伝えられる。さらに、バルブステム28に伝えられた熱は、当該バルブステム28に接触しているバルブガイド23に伝えられ、排気バルブ27の熱はバルブガイド23に放熱される。
Further, in the
内燃機関1運転時の負荷が比較的小さい場合には、排気バルブ27の中空部31内の冷媒35は上記のように液体となっているが、内燃機関1運転時の負荷が高くなり、燃料の燃焼によって排気バルブ27が受ける熱が増大して排気バルブ27の傘部29の温度がさらに高くなった場合には、冷媒35の温度も高くなり、冷媒35は蒸発して気体になる。このように、液体の冷媒35が熱を吸収することにより気体になる際には、冷媒35が液体のまま熱を吸収するよりも、より多くの熱を吸収する。このため、温度が高くなった傘部29の熱は冷媒35で吸収され、傘部29の温度は低下する。
When the load during the operation of the
一方、気体となった冷媒35は、排気バルブ27のバルブステム28の方向に移動する。バルブステム28は、バルブガイド23と接触しているため、冷媒35から受けた熱を上記のようにバルブガイド23に放熱することができ、温度が高温になり過ぎ難くなっている。このため、バルブステム28の方向に移動した気体の冷媒35は、バルブステム28に熱を放熱する。つまり、バルブステム28を介して冷媒35の熱はバルブガイド23に放熱される。このように、気体の冷媒35の熱がバルブステム28に放熱すると、冷媒35は液体に戻る。液体に戻った冷媒35は、再び傘部29の方向に移動し、傘部29の熱を吸収し、蒸発して気体になってバルブステム28の方向に移動する。これらを繰り返し、冷媒35が還流することにより、燃料の燃焼により高くなった傘部29の温度は低下する。つまり、排気バルブ27の温度が所定の温度以上になると、冷媒35は還流するので当該排気バルブ27はヒートパイプとして作動し、傘部29からバルブステム28方向への熱伝達率が向上する。このため、排気バルブ27の温度が所定の温度以上になった場合には、排気バルブ27のヒートパイプ効果によって、傘部29の温度は低下する。
On the other hand, the refrigerant 35 that has become gas moves toward the
内燃機関1運転時の負荷がさらに高くなると、排気バルブ27が受ける熱は、さらに増大する。排気バルブ27が受ける熱が増大すると、傘部29の熱を吸収し、気体となってバルブステム28の方向に移動する冷媒35の量が増加する。このようにバルブステム28の方向に移動する冷媒35の量が増加すると、バルブステム28がバルブガイド23を介して放熱する熱量よりも、冷媒35がバルブステム28に放熱する熱量の方が増加する。このため、バルブステム28及びバルブガイド23の双方の温度は高くなる。ここで、このバルブガイド23の近傍には、温度センサ40が設けられており、バルブガイド23の温度は、この温度センサ40によって検出される。この温度センサ40はECU80に接続されており、検出されたバルブガイド23の温度はECU80に伝達される。温度センサ40は、このようにバルブガイド23の近傍に設けられてバルブガイド23の温度を測定しているが、このバルブガイド23は、間接的に排気バルブ27の温度を検出している。つまり、バルブガイド23は、排気バルブ27のバルブステム28に接触しているので、当該バルブステム28の温度変化に応じて変化する。これにより、温度センサ40は、バルブガイド23を介して、間接的に排気バルブ27のバルブステム28の温度を検出している。
When the load during operation of the
このため、ECU80では、温度センサ40で検出した温度が所定の温度以上の場合には、バルブステム28或いは排気バルブ27の温度がヒートパイプ作動範囲以上の温度であると判断し、排気バルブ27の補助冷却が行われる。補助冷却をする際には、ECU80は補助冷却オイルポンプ60を作動させる。補助冷却オイルポンプ60が作動すると、オイル経路70を流れるオイルの一部が補助冷却経路50を通って補助冷却オイル通路51に供給される。また、ECU80は、この補助冷却オイルポンプ60の作動と同時に、補助冷却用冷却水バルブ61を開く。補助冷却用冷却水バルブ61が開かれると、運転時の当該内燃機関1を冷却する冷却水が、補助冷却オイルポンプ60の周囲に設けられた補助冷却オイルポンプ用冷却水通路62を流れ、冷却水との熱交換によって補助冷却オイルポンプ60内を流れるオイルが冷却される。このため、補助冷却経路50を通って補助冷却オイル通路51に供給されるオイルは、冷却水によって冷却されたオイルが供給される。さらに、補助冷却オイル通路51に供給されたオイルは、補助冷却オイルパイプ52を通り、その先端に設けられたオイルジェット53からバルブステム28の方向に噴射される。
Therefore, the
オイルジェット53から噴射されたオイルは、上記の冷却水によって冷却されており、このオイルがバルブステム28に噴射されることにより、バルブステム28の温度は下がる。これにより、排気バルブ27は補助冷却が行われる。バルブステム28の温度が下がると、排気バルブ27の中空部31内で気体になっている冷媒35は、バルブステム28に対して放熱できるので再び液体に戻り、傘部29の方向に移動する。つまり、オイルジェット53からオイルが噴射されることにより、排気バルブ27はヒートパイプ作動範囲内の温度に戻り、ヒートパイプ効果によって傘部29の温度を下げる。
The oil jetted from the
図4は、内燃機関の負荷に対する熱輸送量を示す図である。図5は、内燃機関の負荷に対するバルブ温度を示す図である。このように、内燃機関1運転時の負荷が高くなるに従って、排気バルブ27の傘部29が燃料の燃焼時の火炎から受ける熱の量は増大し、排気バルブ27の温度は上昇する。排気バルブ27の温度が、当該排気バルブ27がヒートパイプとして作動する温度未満の場合、つまり、温度センサ40で検出した温度T1が、排気バルブ27がヒートパイプとして作動する温度の下限温度であるヒートパイプ作動下限温度T2よりも低い場合には、中空部31内の冷媒35は液体のまま傘部29からバルブステム28の方向に熱を伝える。また、排気バルブ27の温度が高くなり、温度センサ40で検出した温度T1が、ヒートパイプ作動下限温度T2と、排気バルブ27がヒートパイプとして作動する温度の上限温度であるヒートパイプ作動上限温度T3との間の場合には、ヒートパイプ効果によって傘部29からバルブステム28に伝える熱量は増加する。さらに、温度センサ40で検出した温度T1が、ヒートパイプ作動上限温度T3よりも高くなる場合には、オイルジェット53からバルブステム28にオイルを噴射してバルブステム28を補助冷却することにより、排気バルブ27の温度はヒートパイプ作動上限温度T3とヒートパイプ作動下限温度T2との間の温度を持続する。これにより、排気バルブ27はヒートパイプ効果が維持されるので、排気バルブ27の傘部29が多くの熱を受けた場合でも、傘部29からバルブステム28方向への輸送熱量は増加する。
FIG. 4 is a diagram showing the amount of heat transport with respect to the load of the internal combustion engine. FIG. 5 is a diagram showing the valve temperature with respect to the load of the internal combustion engine. Thus, as the load during operation of the
このように、バルブステム28の温度が高くなった場合にはオイルジェット53でバルブステム28にオイルを噴射して補助冷却を行う場合における傘部29からバルブステム28の方向への輸送熱量である補助冷却時輸送熱量91は、内燃機関1運転時の負荷が高くなるに従って増加し続ける(図4)。また、このように補助冷却を行うことにより、内燃機関1の負荷が高くなった場合でも輸送熱量は増加し続けるので、その際のバルブステム28の温度である補助冷却時バルブ温度95は、ヒートパイプ作動上限温度T3とヒートパイプ作動下限温度T2との間で維持される(図5)。
Thus, when the temperature of the
これに対し、排気バルブ27の補助冷却を行わない場合には、バルブステム28の温度がヒートパイプ作動上限温度T3以上になると、気体になった冷媒35が液体に戻らなくなる、つまり、ドライアウトが発生する。ドライアウトが発生すると、冷媒35によって傘部29からバルブステム28の方向へ伝えられる熱量が激減する。このため、補助冷却を行わない場合の、傘部29からバルブステム28の方向への輸送熱量である非補助冷却時輸送熱量92は、内燃機関1運転時の負荷が低いうちは、負荷が高くなるに従って増加し続けるが、さらに負荷が高くなり、ドライアウトが発生した時点で激減する(図4)。また、このように排気バルブ27の補助冷却を行わない場合には、内燃機関1の負荷が高くなった際には輸送熱量は激減するので、その際のバルブステム28の温度である非補助冷却時バルブ温度96は、内燃機関1の負荷が高くなり、傘部29が多くの熱を受けるに従って増加する(図5)。
On the other hand, when the auxiliary cooling of the
以上の内燃機関1の吸排気バルブ装置20は、温度センサ40でバルブガイド23の温度を検出し、間接的に排気バルブ27のバルブステム28の温度を検出し、検出したバルブステム28の温度T1がヒートパイプ作動上限温度T3よりも高い場合には、ECU80が補助冷却オイルポンプ60を作動させ、オイルジェット53からバルブステム28にオイルを噴射している。これにより、バルブステム28は補助冷却され、温度が低下するので、排気バルブ27の温度が高くなり過ぎることに起因する、中空部31内に封入された冷媒35のドライアウトの発生を抑制することができる。この結果、より確実に中空バルブ25である排気バルブ27の冷却を行うことができる。
The intake /
また、排気バルブ27がヒートパイプ効果を有することにより、燃料の燃焼によって排気バルブ27のバルブ面30が多くの熱を受ける場合でも、冷媒35によって傘部29からバルブステム28の方向に輸送される熱量が増加するので、排気バルブ27が高温になり過ぎることに起因する当該排気バルブ27の損傷を抑制できる。この結果、排気バルブ27の耐久性を向上させることができる。
Further, since the
また、排気バルブ27がヒートパイプ効果を有することにより、内燃機関1運転時の負荷が増大し、排気バルブ27に伝えられる熱量が増加しても排気バルブ27は破損し難くなっているので、内燃機関1を、大きな負荷で運転することができる。この結果、内燃機関1の性能の向上を図ることができる。
Further, since the
また、前記補助冷却オイルポンプ60の周囲には、補助冷却オイルポンプ用冷却水通路62が設けられており、補助冷却オイルポンプ60の作動時には補助冷却用冷却水バルブ61を開いて、補助冷却オイルポンプ60によって補助冷却経路50に送り出されるオイルの冷却を行っている。これにより、オイルジェット53でバルブステム28に向かって噴射するオイルの温度を下げることができるので、高温になったバルブステム28の温度を、より確実に下げることができる。この結果、より確実にドライアウトの発生を抑制でき、より確実に排気バルブ27の冷却を行うことができる。
Further, an auxiliary cooling oil pump
この内燃機関の吸排気バルブ装置は、実施例1に係る内燃機関の吸排気バルブ装置と略同様の構成であるが、バルブガイドにバルブガイド冷却部を設けている点に特徴がある。他の構成は実施例1と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図6は、本発明の実施例2に係る内燃機関の吸排気バルブ装置の要部詳細図である。同図に示す内燃機関1の吸排気バルブ装置20のバルブガイド100には、第2冷却手段となるバルブガイド冷却部101が設けられている。このバルブガイド冷却部101は、略円筒形の両端が閉止された中空構造になっており、内部は真空、或いは真空に近い状態になっている。また、このバルブガイド冷却部101の内部には、第2冷却手段用冷媒となるバルブガイド冷却部用冷媒(図示省略)が封入されている。このバルブガイド冷却部用冷媒は、排気バルブ27に封入されている冷媒35と同程度、或いは、若干低めの温度で液体から気体になる。このため、バルブガイド冷却部101は、排気バルブ27と同程度、或いは、若干低めの温度領域でヒートパイプ効果を有している。バルブガイド冷却部101は、このようにヒートパイプ効果を有する形態で、バルブガイド100に螺合されている。
The intake / exhaust valve device for the internal combustion engine has substantially the same configuration as the intake / exhaust valve device for the internal combustion engine according to the first embodiment, but is characterized in that a valve guide cooling unit is provided in the valve guide. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted and the same reference numerals are given. FIG. 6 is a detailed view of a main part of an intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. The
また、当該バルブガイド冷却部101におけるバルブガイド100に螺合されている側の端部と反対側の端部には、放熱フィン102が設けられている。この放熱フィン102は、板厚の薄い複数の板が間隔を開けて、当該バルブガイド冷却部101の形状である円筒形の外周面に固定されることにより形成されている。さらに、オイルジェット53は第1冷却手段として設けられており、放熱フィン102の方向にオイルを噴射できる向きで配置されている。
In addition, a radiating
この実施例2に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この実施例2に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20では、内燃機関1の運転時にはオイルジェット53から常にオイルをバルブガイド冷却部101に向けて噴射し、バルブガイド冷却部101を補助冷却する。この状態で内燃機関1を運転すると、負荷が低い場合には、排気バルブ27の温度はあまり高くならないので、バルブガイド100に設けられているバルブガイド冷却部101の温度もあまり高くならない。このため、バルブガイド冷却部101内のバルブガイド冷却部用冷媒は液体の状態を維持し、バルブガイド冷却部101におけるバルブガイド100側から放熱フィン102側への熱伝達率は低い状態となり、バルブガイド冷却部101の冷却効率は低くなる。
The intake /
内燃機関1運転時の負荷が高くなると、排気バルブ27のバルブステム28の温度は上昇し、これに伴いバルブガイド100の温度も上昇する。バルブガイド100の温度が上昇すると、バルブガイド冷却部101内の冷媒はバルブガイド100の熱を吸収して気体になり、当該バルブガイド冷却部101におけるバルブガイド100側から放熱フィン102側に移動する。放熱フィン102には、オイルジェット53によってオイルが吹き付けられているため、このオイルによって放熱フィン102の熱は吸収され、放熱フィン102側に移動したバルブガイド冷却部用冷媒の熱も吸収される。このように、バルブガイド冷却部用冷媒から熱が奪われることにより、バルブガイド冷却部用冷媒は気体から液体に変化し、液体になったバルブガイド冷却部用冷媒は再びバルブガイド冷却部101におけるバルブガイド100側に移動する。
When the load during operation of the
このようにバルブガイド冷却部用冷媒は還流し、これらの作用を繰り返すことにより、バルブガイド100から吸収する熱量を増加させることができる。つまり、バルブガイド冷却部101は、バルブガイド冷却部用冷媒の還流によるヒートパイプ効果によってバルブガイド100から吸収する熱量を増加させる。このように、排気バルブ27のバルブステム28の温度が高くなり、バルブガイド100の温度が高くなった場合には、バルブガイド冷却部101がヒートパイプとして作動するので、バルブガイド冷却部101におけるバルブガイド100側から放熱フィン102側への熱伝達率が向上して、バルブステム28の多くの熱はバルブガイド冷却部101に放熱される。このため、バルブガイド冷却部101の冷却効率は向上する。換言すると、バルブガイド冷却部用冷媒は、バルブガイド冷却部101の温度に応じて還流し、バルブガイド冷却部101の温度が高くなるとバルブガイド冷却部用冷媒が還流するので、バルブガイド冷却部101の冷却効率が向上する。
Thus, the refrigerant for the valve guide cooling section recirculates, and the amount of heat absorbed from the
以上の内燃機関1の吸排気バルブ装置20は、バルブガイド100に、温度によって冷却効率が変化するバルブガイド冷却部101を設けている。このため、内燃機関1運転時の負荷が高くなることによってバルブステム28の温度が上昇してドライアウトが発生するような温度になり、これに伴ってバルブガイド冷却部101の温度も上昇した場合には、バルブガイド冷却部用冷媒が還流することにより、バルブガイド冷却部101の冷却効率が向上する。これにより、内燃機関1運転時の負荷が高くなることによって増加したバルブステム28の熱のうち、バルブガイド100を介してバルブガイド冷却部101によって放熱される熱量が増加する。従って、バルブステム28の温度が上昇した場合でも、バルブガイド100に設けたバルブガイド冷却部101の冷却効率が向上するので、バルブステム28の熱はバルブガイド冷却部101で放熱され、排気バルブ27内でのドライアウトの発生を、より確実に抑制できる。この結果、より確実に中空バルブ25である排気バルブ27の冷却を行うことができる。
In the intake and
また、バルブガイド冷却部101がヒートパイプ効果を有するように形成することにより、容易にバルブガイド冷却部101の冷却効率を変化させることができる。これにより、排気バルブ27のバルブステム28の温度が低い場合にはバルブガイド冷却部101がヒートパイプとして作動しないようにして冷却効率を低下させ、排気バルブ27のバルブステム28の温度が高い場合にはバルブガイド冷却部101がヒートパイプとして作動するようにして冷却効率を向上させることにより、バルブステム28の温度が上昇した場合に、より多くの熱をバルブガイド冷却部101で放熱することができる。従って、温度によって冷却効率が変化するバルブガイド冷却部101の構造を簡素化できる。この結果、より確実に排気バルブ27の冷却を行う際の構造を簡素化できる。
Further, the cooling efficiency of the valve
図7は、実施例1の変形例に係る内燃機関の吸排気バルブ装置を備える内燃機関の負荷に対するバルブ温度を示す図である。図8は、実施例1の変形例に係る内燃機関の吸排気バルブ装置を備える内燃機関の負荷に対する熱輸送量を示す図である。なお、実施例1の内燃機関1の吸排気バルブ装置20では、温度センサ40で検出したバルブガイド23の温度T1が、ヒートパイプ作動上限温度T3よりも高い場合には、オイルジェット53でバルブステム28にオイルを噴射して補助冷却を行なっているが、このような場合においても補助冷却を行なわない場合があってもよい。例えば、内燃機関1運転時の負荷が中負荷〜高負荷の場合には、燃料の燃焼によって多くの熱が発生し、排気バルブ27には、当該排気バルブ27内でドライアウトが発生するような熱量が伝達されるが、一方で、内燃機関1運転時の負荷が中負荷の場合には、ノッキングは発生し難くなっている。また、排気バルブ27のバルブ面30など燃料が燃焼する空間に面している部分の温度が低下し過ぎると、冷却損失が大きくなり過ぎる虞がある。このため、内燃機関1運転時の負荷が中負荷でノッキングが発生してない状態においては、温度センサ40で検出したバルブガイド23の温度T1が、ヒートパイプ作動上限温度T3よりも高くなった場合でも、補助冷却をせずに排気バルブ27内でドライアウトを発生させてもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a valve temperature with respect to a load of the internal combustion engine including the intake / exhaust valve device for the internal combustion engine according to a modification of the first embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating a heat transport amount with respect to a load of the internal combustion engine including the intake / exhaust valve device for the internal combustion engine according to a modification of the first embodiment. In the intake /
具体的には、ECU80内の記憶部81に格納されたコンピュータプログラムによって、ECU80に、オイルジェット53の冷却性能を調整する冷却性能調整手段と、当該内燃機関1の負荷を検出する負荷検出手段の機能を持たせる。これによりECU80は、内燃機関1の運転時に、当該内燃機関1に設けられるスロットル開度を検出するスロットルセンサ(図示省略)など各種センサを通じて、内燃機関1の負荷を検出することができる。また、ECU80には、ノックセンサ45が接続しているので、ノッキングの発生を検出することができる。
Specifically, the
このため、内燃機関1の運転時に、ECU80が当該内燃機関1運転時の負荷が中負荷であると判断し、また、ノッキングが検出されないと、ECU80はオイルジェット53による補助冷却の冷却性能を調整する。その調整方法は、オイルジェット53の作動(ON)と非作動(OFF)とを切り替えることによって行なう。つまり、オイルジェット53からのオイルの噴射と、噴射の停止とを切り替える。排気バルブ27の温度が上昇している際に、オイルの噴射を停止すると、補助冷却の調整時の排気バルブ27の温度である補助冷却調整時バルブ温度112(図7)は上昇し、ヒートパイプ作動上限温度T3を超えて排気バルブ27内にドライアウトが発生する。この状態で、オイルジェット53からオイルを噴射すると、補助冷却調整時バルブ温度112は下降し、ヒートパイプ作動上限温度T3以下になって、排気バルブ27の温度は、ヒートパイプの作動範囲内の温度になる。このように、補助冷却のONとOFFとを繰り返す、つまり、補助冷却を間欠的に行なうと、補助冷却調整時バルブ温度112はヒートパイプ作動上限温度T3をまたいで温度が上下し、補助冷却のONとOFFとの状態を示す線である補助冷却状態線111に合わせて、補助冷却調整時バルブ温度112は上下する(図7)。
Therefore, when the
また、このように内燃機関1運転時の負荷が中負荷で、ノッキングが発生していない場合に補助冷却の冷却性能を調整することにより、この場合の排気バルブ27の傘部29からバルブステム28の方向への輸送熱量である補助冷却調整時輸送熱量121は、内燃機関1運転時の負荷が中負荷の範囲では高くならない(図8)。一方、内燃機関1運転時の負荷が中負荷でノッキングが発生していない状態でも補助冷却性能を調整しない場合、つまり、オイルジェット53からオイルをバルブステム28に噴射し続ける場合には、その際の排気バルブ27の温度である補助冷却非調整時バルブ温度113は、ヒートパイプ作動下限温度T2とヒートパイプ作動上限温度T3との間の温度を維持し続ける(図7)。このため、排気バルブ27はヒートパイプ効果を維持し続けるため、この場合の排気バルブ27の傘部29からバルブステム28の方向への輸送熱量である補助冷却非調整時輸送熱量122は、内燃機関1運転時の負荷が中負荷で、排気バルブ27の温度がヒートパイプの作動範囲の場合には高くなる(図8)。
Further, by adjusting the cooling performance of the auxiliary cooling when the load during the operation of the
従って、内燃機関1運転時の負荷が中負荷で、ノッキングが発生していない場合には、補助冷却の作動を調整し、補助冷却の性能を調整することにより、補助冷却性能を調整しなかった場合と比較して、排気バルブ27の傘部29からバルブステム28方向への輸送熱量が低減するので、バルブ面30の温度が低くなり過ぎることが抑制される。これにより、必要以上に排気バルブ27を冷却しないので、冷却損失を低減でき、燃焼効率の低下を抑制できる。この結果、内燃機関1の運転効率の向上を図ることができる。
Therefore, when the load during operation of the
また、上記のように内燃機関1運転時の負荷を検出してノッキングの発生を抑制する場合、補助冷却の性能の調整は、内燃機関1運転時の負荷やノッキングの有無のみで行なうのではなく、温度センサ40で検出した温度に基づいて行なってもよい。つまり、排気バルブ27の温度は、内燃機関1運転時の負荷の変化に応じて瞬時に変化するのでなく、ある程度の時間における全体的な負荷の大きさによって変化する。このため、例えば、一時的に高負荷になったが、バルブステム28の温度はそれ程上昇していない場合には、ノッキングが発生する可能性が低いため、補助冷却の性能を調整して冷却損失を低減する。また、長時間の高負荷が続いたのち、低負荷になったが、バルブステム28は高温を維持し続けている場合には、ノッキングが発生する虞があるため、連続的に補助冷却を行い、排気バルブ27の温度を下げることによりノッキングを抑制する。この結果、ノッキングの抑制と内燃機関の運転効率を向上とを、より確実に両立することができる。
Further, when the occurrence of knocking is suppressed by detecting the load during operation of the internal combustion engine as described above, the adjustment of the performance of auxiliary cooling is not performed only by the load during operation of the
また、補助冷却の冷却性能の調整は、オイルジェット53からのオイルの噴射を間欠的に行なうのではなく、オイルジェット53から噴射するオイルの量を調整したり、補助冷却用冷却水バルブ61を調整して補助冷却オイルポンプ用冷却水通路62内を流れる冷却水の量を調整することにより、オイルジェット53から噴射するオイルの温度を調整したりしてもよい。これらの手段によっても、必要以上に排気バルブ27を冷却しないようにすることができ、冷却損失を低減して燃焼効率の低下を抑制できる。この結果、内燃機関1の運転効率の向上を図ることができる。
The cooling performance of the auxiliary cooling is adjusted not by intermittently injecting oil from the
また、実施例1に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20では、バルブステム28の温度を検出するために、バルブガイド23の近傍に温度センサ40を設けてバルブガイド23の温度を検出することにより、当該バルブガイド23に接触しているバルブステム28の温度を間接的に検出しているが、バルブステム28の温度を直接検出してもよい。また、バルブステム28の温度は、内燃機関1に設けられた各種センサで当該内燃機関1の運転状況を検出し、これにより予測してもよい。また、バルブステム28の補助冷却は、オイルジェット53がバルブステム28にオイルを噴射して行なっているが、補助冷却は、これ以外の方法で行なってもよい。例えば、バルブガイド23にオイルギャラリーを設け、この部分に冷却されたオイルを循環させることにより、バルブステム28の補助冷却を行なってもよい。
Further, in the intake /
また、実施例1に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20では、排気バルブ27内でのドライアウトの発生時に、補助冷却を行なうのみであるが、さらに、ノッキングの対策を行なってもよい。例えば、ECU80内の記憶部81に格納されたコンピュータプログラムによって、ECU80に、温度センサ40で検出した排気バルブ27のバルブステム28の温度より、当該バルブステム28の温度変化率を検出するバルブ温度変化率判定手段の機能を持たせる。これによりECU80は、バルブステム28の温度変化率を検出することができる。また、排気バルブ27の温度が上昇して排気バルブ27内でドライアウトが発生すると、傘部29からバルブステム28方向への輸送熱量は激減する(図4参照)。このため、バルブステム28の温度は低下するので、バルブ温度変化率判定手段の機能を有するECU80が、排気バルブ27のバルブステム28の温度が所定の低下率以上の低下率で低下したと判断した場合には、ノッキング対策として点火プラグ9の点火時期を遅角する。
Further, in the intake /
つまり、温度センサ40で検出するバルブステム28の温度が低下し続けた場合には、排気バルブ27内でドライアウトが発生していると予想される。排気バルブ27内でドライアウトが発生すると、排気バルブ27の傘部29が急激に高温になる場合があり、この場合、排気バルブ27の傘部29をヒートスポットとしてノッキングが発生する虞がある。このため、バルブステム28の温度の低下率によってドライアウトの発生を判断することにより、排気バルブ27のドライアウトを早期に察知することができ、バルブステム28の温度が所定の低下率以上の低下率で低下したと判断した場合に点火プラグ9の点火時期を遅角することにより、前記傘部29がヒートスポットとなるノッキングの発生を抑制できる。この結果、ノッキングが発生する前に点火時期を遅角できるので、より確実にノッキングを抑制できる。
That is, when the temperature of the
なお、排気バルブ27内のドライアウトの発生は、バルブステム28の温度の低下率によって判断するのではなく、バルブステム28の温度と内燃機関1運転時の負荷との兼ね合いで判断してもよい。例えば、高負荷運転の継続時に急激にバルブステム28の温度が低下した場合には、排気バルブ27内でドライアウトが発生している可能性があるので、これによりドライアウトが発生していると判断し、上記のように点火時期を遅角してもよい。
The occurrence of dryout in the
また、ノッキングの発生を抑制する場合には、点火時期を遅角する以外の方法でもよく、例えば、燃焼室11内に取り込まれる燃料と空気との空燃比をリッチ方向に変化させてもよい。バルブステム28の温度でノッキングの発生を判断して空燃比を変化させることにより、ノッキングが発生する前に空燃比をリッチ方向に変化させることができるので、より確実にノッキングを抑制できる。
In order to suppress the occurrence of knocking, a method other than retarding the ignition timing may be used. For example, the air-fuel ratio between the fuel taken into the
また、バルブステム28の温度の低下率によって排気バルブ27内にドライアウトが発生していると判断した場合には、吸気バルブ26と排気バルブ27とのオーバーラップ期間を増やしてもよい。これにより、吸気ポート7からの新気が排気ポート8側に流れ易くなり、この新気によって排気バルブ27を冷却することができる。従って、オイルジェット53による補助冷却のみでなく、吸気ポート7からの新気によっても排気バルブ27を冷却でき、より確実に排気バルブ27内でのドライアウトの発生を抑制できる。この結果、より確実に排気バルブ27の冷却を行うことができる。
Further, when it is determined that the dry-out has occurred in the
また、ノックセンサ45でノッキングが検出された場合には、温度センサ40で検出した温度に関わらず、排気バルブ27を補助冷却で冷却してもよい。ノッキングは燃焼室11にヒートスポットが発生した場合に生じ易く、また、ヒートスポットが発生した場合には、燃焼室11の温度は全体的に高くなっている傾向にある。そこで、ノッキングが発生した場合に排気バルブ27を冷却することにより、ヒートスポットを発生し難くすることができ、また、傘部29がヒートスポットなっている場合には、より確実にヒートスポットを除去できる。この結果、より確実にノッキングを抑制できる。
When knocking is detected by the
また、上述した内燃機関1の吸排気バルブ装置20では、排気バルブ27のみが中空バルブ25となってヒートパイプ効果を有しているが、吸気バルブ26も中空バルブ25となってヒートパイプ効果を有していてもよい。内燃機関1運転時の負荷が高負荷になった場合、吸気バルブ26も高温になってノッキングなどの原因になる可能性があるため、吸気バルブ26を中空バルブ25にして上述した各制御を行なうことにより、より確実に吸気バルブ26の冷却することができる。この結果、より確実に中空バルブ25の冷却を行うことができる。
Moreover, in the intake /
図9は、本発明に係る内燃機関の吸排気バルブ装置の制御のフロー図である。なお、本発明に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20には、上述した各機能を盛り込んでもよい。この場合、まず、温度センサ40によってバルブガイド23を介してバルブステム温度T1を検出する(ステップST1)。次に、検出したバルブステム温度T1が、ヒートパイプ作動範囲(ヒートパイプ作動下限温度T2〜ヒートパイプ作動上限温度T3)内であるかを判断する(ステップST2)。バルブステム温度T1がヒートパイプ作動範囲内の温度である場合には、次に、ノックセンサ45によってノッキングを検出し、ノッキングが発生しているか否かを判断する(ステップST3)。ノッキングが発生している場合には、オイルジェット53によってオイルをバルブステム28に噴射し続ける、つまり、補助冷却を常時実施する(ステップST4)。また、ステップST3の判断で、ノッキングは発生してないと判断された場合には、補助冷却を間欠実施する(ステップST5)。
FIG. 9 is a control flowchart of the intake / exhaust valve device for the internal combustion engine according to the present invention. In addition, you may incorporate each function mentioned above in the intake /
次に、バルブステム28の温度の低下率より、ドライアウトが発生しているかを判断する(ステップST6)。この判断により、ドライアウトは発生していないと判断された場合には、この制御フローは終了して、再びステップST1に戻る。バルブステム28の温度の低下率より、ドライアウトが発生していると予測される場合には、補助冷却を常時実施し、さらに、負荷の低減や点火時期を遅角するなど、ノッキング防止策を行なう(ステップST8)。
Next, it is determined from the rate of decrease in the temperature of the
また、上記のステップST2の判断、つまり、検出したバルブステム温度T1が、ヒートパイプ作動範囲内であるかを判断した場合に、バルブステム温度T1がヒートパイプ作動範囲内の温度ではないと判断された場合には、(T1<T2)または(T1>T3)のいずれであるかを判断する(ステップST7)。この判断により(T1>T3)であると判断された場合には、上記のステップST8に移行する、つまり、補助冷却を常時実施すると共に、負荷の低減や点火時期を遅角するなど、ノッキング防止策を行なう(ステップST8)。また、ステップST7の判断により(T1<T2)であると判断された場合には、補助冷却を停止し(ステップST9)、この制御フローは終了して、再びステップST1に戻る。この制御フローで本発明に係る内燃機関1の吸排気バルブ装置20を制御することにより、排気バルブ27などの中空バルブ25のドライアウトを効果的に抑制できるので、より確実に中空バルブ25の冷却を行なうことができ、また、より確実のノッキングを抑制できる。
Further, the determination in the step ST2, the words, the valve stem temperatures T 1 detected is, when it is determined whether the the heat pipe working range, the valve stem temperature T 1 is not a temperature within the heat pipe operating range If it is determined, it is determined whether (T 1 <T 2 ) or (T 1 > T 3 ) is satisfied (step ST7). If it is determined by this determination that (T 1 > T 3 ), the process proceeds to the above-described step ST8, that is, the auxiliary cooling is always performed, the load is reduced, and the ignition timing is retarded. Knock prevention measures are taken (step ST8). If it is determined in step ST7 that (T 1 <T 2 ), auxiliary cooling is stopped (step ST9), the control flow ends, and the process returns to step ST1 again. By controlling the intake /
以上のように、本発明にかかる内燃機関の吸排気バルブ装置は、中空バルブを有する内燃機関に有用であり、特に、運転時に高負荷になる内燃機関に適している。 As described above, the intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the present invention is useful for an internal combustion engine having a hollow valve, and is particularly suitable for an internal combustion engine having a high load during operation.
1 内燃機関
5 シリンダヘッド
6 シリンダブロック
7 吸気ポート
8 排気ポート
9 点火プラグ
10 ピストン
11 燃焼室
12 カム
20 吸排気バルブ装置
21 リフター
22 スプリング
23 バルブガイド
25 中空バルブ
26 吸気バルブ
27 排気バルブ
28 バルブステム
29 傘部
30 バルブ面
31 中空部
35 冷媒
40 温度センサ
45 ノックセンサ
50 補助冷却経路
51 補助冷却オイル通路
52 補助冷却オイルパイプ
53 オイルジェット
60 補助冷却オイルポンプ
61 補助冷却用冷却水バルブ
62 補助冷却オイルポンプ用冷却水通路
70 オイル経路
71 オイルポンプ
80 ECU
81 記憶部
82 処理部
83 メモリ
84 CPU
85 入力回路
86 出力回路
91 補助冷却時輸送熱量
92 非補助冷却時輸送熱量
95 補助冷却時バルブ温度
96 非補助冷却時バルブ温度
100 バルブガイド
101 バルブガイド冷却部
102 放熱フィン
111 補助冷却状態線
112 補助冷却調整時バルブ温度
113 補助冷却非調整時バルブ温度
121 補助冷却調整時輸送熱量
122 補助冷却非調整時輸送熱量
DESCRIPTION OF
81
85
Claims (9)
前記中空バルブの温度を検出するバルブ温度検出手段と、
前記バルブ温度検出手段で検出した温度が所定温度より高い場合に中空バルブを冷却するバルブ冷却手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸排気バルブ装置。 The valve stem has an umbrella portion forming a part of the combustion chamber at one end, and at least a hollow portion is formed in the valve stem, and a refrigerant is sealed in the hollow portion, and the refrigerant is an internal combustion engine. An intake / exhaust valve device for an internal combustion engine provided with a hollow valve that recirculates according to the operating state of
Valve temperature detecting means for detecting the temperature of the hollow valve;
A valve cooling means for cooling the hollow valve when the temperature detected by the valve temperature detection means is higher than a predetermined temperature;
An intake / exhaust valve device for an internal combustion engine, comprising:
前記第2冷却手段は、前記バルブステム、或いは前記バルブステムを摺動可能に支持するバルブガイドの少なくともいずれか一方を冷却し、
前記第1冷却手段は、少なくとも前記バルブ温度検出手段で検出した温度が所定温度より高い場合には前記第2冷却手段を冷却することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 The valve cooling means has a first cooling means and a second cooling means,
The second cooling means cools at least one of the valve stem or a valve guide that slidably supports the valve stem,
The intake / exhaust valve for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the first cooling means cools the second cooling means when at least the temperature detected by the valve temperature detecting means is higher than a predetermined temperature. apparatus.
前記バルブ温度検出手段で検出した前記中空バルブの温度より前記中空バルブの温度変化率を検出するバルブ温度変化率判定手段を備え、
前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、前記点火プラグの点火時期を遅角することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 The combustion chamber is provided with a spark plug,
Comprising a valve temperature change rate determination means for detecting a temperature change rate of the hollow valve from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detection means,
The valve temperature change rate determination means retards the ignition timing of the spark plug when the temperature of the hollow valve decreases at a decrease rate equal to or higher than a predetermined decrease rate. The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to any one of the above.
前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、前記燃焼室内に取り込まれる燃料と空気との空燃比をリッチ方向に変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 Comprising a valve temperature change rate determination means for detecting a temperature change rate of the hollow valve from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detection means,
The valve temperature change rate determining means changes the air-fuel ratio of the fuel and air taken into the combustion chamber in a rich direction when the temperature of the hollow valve decreases at a rate that is equal to or greater than a predetermined rate of decrease. The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記バルブ温度変化率判定手段は、前記中空バルブの温度が所定の低下率以上の低下率で低下した場合には、バルブオーバーラップ期間を増やすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 Comprising a valve temperature change rate determination means for detecting a temperature change rate of the hollow valve from the temperature of the hollow valve detected by the valve temperature detection means,
The said valve temperature change rate determination means increases a valve overlap period, when the temperature of the said hollow valve falls by the fall rate more than a predetermined fall rate, The valve overlap period is increased. The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to the item.
前記内燃機関の運転状態に応じて前記冷却性能調整手段で前記バルブ冷却手段の冷却性能を調整することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 A cooling performance adjusting means for adjusting the cooling performance of the valve cooling means;
The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the cooling performance of the valve cooling means is adjusted by the cooling performance adjusting means in accordance with an operating state of the internal combustion engine. .
前記負荷検出手段で検出した前記内燃機関の負荷に応じて前記冷却性能調整手段で前記バルブ冷却手段の冷却性能を調整することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 A load detecting means for detecting a load of the internal combustion engine;
8. The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the cooling performance of the valve cooling means is adjusted by the cooling performance adjusting means in accordance with the load of the internal combustion engine detected by the load detecting means.
前記ノック検出手段によって前記燃焼室内でのノッキングが検出された場合に、前記中空バルブを冷却することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の内燃機関の吸排気バルブ装置。 A knock detecting means for detecting knocking during combustion of fuel in the combustion chamber;
The intake / exhaust valve device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the hollow valve is cooled when knocking in the combustion chamber is detected by the knock detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005057943A JP2006242078A (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Intake and exhaust valve device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005057943A JP2006242078A (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Intake and exhaust valve device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006242078A true JP2006242078A (en) | 2006-09-14 |
Family
ID=37048731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005057943A Pending JP2006242078A (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Intake and exhaust valve device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006242078A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013104410A (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Toyota Motor Corp | Engine cooling device |
JP2017075574A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | Engine fuel injection control device |
JP6356361B1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-07-11 | 日鍛バルブ株式会社 | Cylinder head and engine |
JP7606594B2 (en) | 2021-03-16 | 2024-12-25 | フジオーゼックス株式会社 | Hollow engine valve and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-03-02 JP JP2005057943A patent/JP2006242078A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013104410A (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Toyota Motor Corp | Engine cooling device |
JP2017075574A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | Engine fuel injection control device |
JP6356361B1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-07-11 | 日鍛バルブ株式会社 | Cylinder head and engine |
JP7606594B2 (en) | 2021-03-16 | 2024-12-25 | フジオーゼックス株式会社 | Hollow engine valve and its manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4144251B2 (en) | Control of exhaust gas recirculation in internal combustion engines. | |
US20120227705A1 (en) | Combustion pressure control system | |
JP2009138661A (en) | Water injection control method and water injection control device for engine | |
CN101512119B (en) | homogeneous charge compression ignition engine | |
JP2011099404A (en) | Engine and ignition plug included in the same | |
JP2006242078A (en) | Intake and exhaust valve device for internal combustion engine | |
JP3966039B2 (en) | Engine lubrication equipment | |
JP2010265836A (en) | Sub-chamber type engine | |
JP2007100612A (en) | Auxiliary chamber type internal combustion engine | |
JP3213039B2 (en) | Variable compression ratio engine | |
JP2005139994A (en) | Diesel engine | |
JP2007247545A (en) | Variable compression ratio internal combustion engine | |
JP2005273572A (en) | Combustion control device for internal combustion engine | |
JP2009092006A (en) | Lubricating oil dilution suppression device for internal combustion engine | |
JP7496066B2 (en) | Vehicle internal combustion engine | |
JP2006152879A (en) | Piston | |
JP7363438B2 (en) | Ignition system for internal combustion engines | |
JP2025058504A (en) | Internal combustion engine | |
JP2011247110A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6581922B2 (en) | Vehicle control device | |
JP2007247446A (en) | Variable compression ratio internal combustion engine | |
JP2007085255A (en) | Auxiliary chamber internal combustion engine | |
JP2007077822A (en) | Indirect injection internal combustion engine | |
JP4748078B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2010159654A (en) | Control device for internal combustion engine |