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JPH0580561B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0580561B2
JPH0580561B2 JP930784A JP930784A JPH0580561B2 JP H0580561 B2 JPH0580561 B2 JP H0580561B2 JP 930784 A JP930784 A JP 930784A JP 930784 A JP930784 A JP 930784A JP H0580561 B2 JPH0580561 B2 JP H0580561B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
variable
intake valve
timing
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP930784A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60153411A (ja
Inventor
Akira Kageyama
Shigeru Sakurai
Yoshitaka Nomoto
Yoshio Hotsuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP59009307A priority Critical patent/JPS60153411A/ja
Publication of JPS60153411A publication Critical patent/JPS60153411A/ja
Publication of JPH0580561B2 publication Critical patent/JPH0580561B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、デイーゼルエンジンの吸気弁制御装
置に関し、特にエンジンの負荷に応じた吸気弁の
開弁期間時期を得るようにしたものに関する。
(従来の技術) 一般に、エンジンの吸気弁の開弁時期(吸気吸
入の終了時期)は、下死点後30〜60゜に設定され
ているが、エンジンの運転状態に応じて可変制御
することが好ましい。例えば、特開昭55−69715
号公報には、レシプロエンジンにおいて、吸気弁
の閉弁時期が吸気行程において低負荷時ほど早
く、もしくは圧縮行程において低負荷時ほど遅く
なるように3次元カムにより吸気弁のリフト量を
可変制御することにより、吸入空気量をエンジン
の負荷に応じて制御してポンピングロスの低減を
図るようにしたものが示されている。
(発明が解決しようとする課題) 一方、デイーゼルエンジンにおいては、エンジ
ンの始動時には負荷がかからず、回転数も低いこ
とから吸気弁をほぼ下死点で閉じることが有効仕
事量が増えるので好ましい。また、低負荷時には
ピストン速度や慣性が始動時よりも増すことから
下死点後できるだけ早く閉じることが圧縮仕事量
を減して燃費の向上を図る上で好ましい。さら
に、高負荷時には下死点後できるだけ遅く閉じる
ことが吸気の充填量を増やしてスモークの低減を
図る上で好ましい。つまり、吸気弁の閉弁時期を
下死点0゜〜下死点後最大60゜の範囲において高負
荷域ほど遅くすること、換言すれば低負荷域ほど
早くすることが好ましい。
ところで、デイーゼルエンジンでは、高圧縮、
小容積の関係から、上死点時にピストン上面がシ
リンダヘツド下面に近接するので、吸気弁はその
最大リフト時にはピストン上面と干渉してしまう
ため、吸、排気弁のオーバーラツプ量をレシプロ
エンジンのように大きくとることはできない。そ
のため、上述の如く吸気弁のリフト量制御により
バルブオーバーラツプ量を変更すること、つまり
吸気弁の閉弁時期をエンジン負荷に応じて変更す
ることは困難であつた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、シリンダヘツド下面に開
口する複数の吸気通路およびそれを開閉する複数
の吸気弁を設け、個々の吸気弁の開弁期間を一定
としながらも少なくとも一つの吸気弁の開弁期間
時期を移行させて別々の開弁期間とすることによ
り、リフト量制御によらずに、デイーゼルエンジ
ンにおける吸気吸入の終了時期をエンジンの負荷
に応じて可変制御して、始動時の有効仕事量の増
大化と低負荷時の圧縮仕事量の低減化と高負荷時
の吸気充填量の増大化とを可能にするることにあ
る。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、上死点時のピストンの上面がシリンダヘツド
下面に近接するデイーゼルエンジンを前提とす
る。そして、上記シリンダヘツド下面に開口する
複数の吸気通路と、この複数の吸気通路のうち一
部の吸気通路を開閉しかつ吸気吸入の終了時期が
下死点にほぼ一致し、開弁期間時期が固定の固定
吸気弁と、上記複数の吸気通路のうち残りの吸気
通路を開閉しかつ上記固定吸気弁とは開弁期間が
オーバーラツプする開弁時期を有し、開弁期間時
期が可変の可変吸気弁と、この可変吸気弁の開弁
期間時期をを移行させる可変駆動手段と、エンジ
ンの負荷状態を検出する負荷検出手段と、この負
荷検出手段からの出力を受け、上記可変吸気弁の
開弁期間時期をエンジン負荷状態に応じて変化さ
せ、エンジン負荷が増加すに伴つて上記オーバー
ラツプの期間を減少させるとともに吸気吸入の終
了時期を下死点よりも遅くするように上記可変駆
動手段を作動制御する制御手段とを設けたものと
する。
(作用) このことにより、固定吸気弁と可変吸気弁との
開弁期間を互いにオーバーラツプさせながら、可
変吸気弁をリフト量制御により可変とせずにピス
トン上面と干渉しないように一定とするととも
に、該可変吸気弁の開弁期間時期を、エンジン負
荷の増加に応じて固定吸気弁との開弁期間のオー
バーラツプ期間を減少させかつ吸気吸入の終了時
期を下死点よりも遅くするように移行制御するこ
とにより、吸気吸入の終了時期を、エンジン始動
時には下死点付近として有効仕事量を増大させ、
また低負荷時には下死点後できるだけ早めて圧縮
仕事量を減らし、さらに高負荷時には下死点後で
きるだけ遅らせて吸気の充填効率を高めるように
したものである。
(発明の効果) したがつて、本発明のデイーゼルエンジンの吸
気弁制御装置によれば、複数の吸気弁の開弁期間
をリフト量制御せずに一定とし、かつその一部の
吸気弁の開弁期間時期をエンジン負荷に応じて移
行制御して負荷の増加に応じて吸気吸入の終了時
期を下死点よりも遅くするようにしたので、吸気
弁のピストン上面との干渉をなくしかつカムフエ
ースの摩耗やカムの駆動抵抗等の増大を抑制して
動弁系の信頼性を維持しながら、エンジン始動時
の有効仕事量を増大させ、かつ低負荷時の圧縮仕
事量の低減による燃費の向上と高負荷時の吸気充
填効率の向上によるスモークの低減とを両立する
ことができるものである。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
第1図および第2図において、1はシリンダ2
が形成されたシリンダブロツク、3は該シリンダ
ブロツク1の上に接合されたシリンダヘツド、4
は上記シリンダ2内に摺動自在に嵌装されたピス
トンであつて、上記シリンダ2とシリンダヘツド
3下面とピストン4上面とによつて燃焼室5が形
成されるとともに、上死点時にピストン4上面が
シリンダヘツド3下面に近接するように設定され
たデイーゼルエンジンDEが構成されている。
6および7はそれぞれ下流端がシリンダヘツド
3下面に開口して燃焼室5に連通する第1および
第2吸気通路、8は上流端がシリンダヘツド3下
面に開口して燃焼室5に連通する排気通路であ
る。上記第1吸気通路6のシリンダヘツド3下面
への開口部には該第1吸気通路6を開閉しかつ吸
気吸入の終了時期(閉弁時期)が下死点にほぼ一
致する、開弁期間時期が固定の固定吸気弁9が配
設されているとともに、上記第2吸気通路7のシ
リンダヘツド3下面への開口には該第2吸気通路
7を開閉しかつ上記固定吸気弁9とは開弁期間が
オーバーラツプする開弁時期を有する、開弁期間
時期が可変の可変吸気弁10が配設されている。
また、上記排気通路8のシリンダヘツド3下面へ
の開口部には該排気通路8を開閉する排気弁(図
示せず)が配設されている。さらに、上記シリン
ダヘツド3の上部には、互いに平行に延びるる固
定側と可変側との2本のカムシヤフト11,12
が配設されている。固定側カムシヤフト11に
は、上記固定吸気弁9および排気弁に対応する位
置にそれぞれ該固定吸気弁9および排気弁の各上
端部にタペツト13(固定吸気弁9側のみ図示)
を介して当接する固定吸気弁用および排気弁用の
カム14,15が設けられている。一方、可変側
カムシヤフト12には、上記可変吸気弁10に対
応する位置に該可変吸気弁10の上端部にタペツ
ト16を介して当接する可変吸気弁用のカム17
が設けられている。また、上記両カムシヤフト1
1,12はその軸端部において一対の歯車18,
19を介して互いに相反する方向に回転可能に連
結されているとともに、固定側カムシヤフト11
の軸端は該軸端に設けたプーリ20に巻掛けられ
たタイミングベルト21を介してエンジンDEの
クランクシヤフト(図示せず)に駆動連結されて
いて、エンジンDEに同期して互いに相反する方
向に回転するカムシヤフト11,12により各カ
ム14,15,17を介して各吸気弁9,10お
よび排気弁を開閉駆動するように構成されている
とともに、各吸気弁9,10および排気弁の開弁
期間をピストン4上面と干渉しないよう一定のも
のとし、かつ第3図に示すように固定吸気弁9の
開弁以後に可変吸気弁10が開弁して両吸気弁
9,10の互いの開弁期間がオーバーラツプする
開弁時期を有するように設定されている。
そして、上記可変側カムシヤフト12の軸端寄
り部分は分割されていて、該各分割部の外周には
互いに相反する方向に延びるヘリカルスプライン
22,23が形成され、該両ヘリカルスプライン
22,23に跨つて両ヘリカルスプライン22,
23に係合する円筒状の調整こま24が嵌合され
ていて上記両分割部が結合されている。さらに、
上記調整こま24にはラツク25が連結され、該
ラツク25には、可逆転モータ26の回転軸に設
けられたピニオン27が噛合されており、該モー
タ26の作動回路28には作動スイツチ29が介
設されていて、該作動スイツチ29のON作動に
よるモータ26の作動によりピニオン27とラツ
ク25との噛合を介して調整こま24を軸方向に
移動させ、そのことにより該調整こま24とヘリ
カルスプライン22,23との係合を介して可変
吸気弁用カム17のカムフエースの可変吸気弁1
0に対する当接時期が変化して該可変吸気弁10
の開弁期間時期を移行させるようにした可変駆動
手段30が構成されている。
さらに、上記可変駆動手段30の作動スイツチ
29は制御手段31によつてON−OFF制御され
るとともに、該制御手段31には、エンジンDE
によつて駆動される燃料噴射ポンプ32に設けら
れエンジン回転数を検出する回転数センサ33
と、同じく燃料噴射ポンプ32に設けられエンジ
ンの負荷を検出する負荷検出手段としてのポテン
シヨンメータ34と、上記可変駆動手段30のラ
ツク25の移動位置、つまり可変吸気弁10の開
弁期間時期の移行度を検出するポジシヨンセンサ
35とがそれぞれ入力接続されている。しかし
て、上記制御手段31は、回転数センサ33、ポ
テンシヨンメータ34およびポジシヨンセンサ3
5の各出力により作動スイツチ29をON−OFF
制御して可変駆動手段30の作動制御つまり可変
吸気弁10の開弁期間時期の移行度をフイードバ
ツク制御し、ポテンシヨンメータ34からの負荷
信号により可変吸気弁10の開弁時期を第3図に
示すように下死点0゜〜下死点後最大60゜の範囲に
おいて負荷に応じて変化させ、負荷が増加するに
伴つて可変吸気弁10と固定吸気弁9との開弁期
間のオーバーラツプする期間を減少させるととも
に吸気吸入の終了時期を下死点よりも遅くするよ
うに制御し、回転数センサ33により回転数が
500rpm以下のときには始動時と判断して上記可
変吸気弁10の閉弁時期をほぼ下死点0゜につまり
両吸気弁9,10の開弁期間がほぼオーバーラツ
プして吸気吸入の終了時期をほぼ下死点0゜にする
ように制御するものである。
したがつて、上記実施例においては、エンジン
の始動時には、可変吸気弁10と固定吸気弁9と
の開弁期間がほぼオーバーラツプして吸気吸入の
終了時期がほぼ下死点0゜になるので、負荷がほと
んどかからずかつ回転数も低い(500rpm以下)
ことから始動時の有効仕事量を増大させることが
できる。また、エンジンの低負荷時には、可変吸
気弁10と固定吸気弁9との開弁期間のオーバー
ラツプする期間が大きくて吸気吸入の終了時期が
下死点後できるだけ早くなるので、圧縮仕事量が
低減でき、燃費を向上させることができる。さら
にエンジンの高負荷時には両吸気弁9,10の開
弁期間のオーバーラツプする期間が減少して吸気
吸入の終了時期が下死点後できるだけ遅くなるの
で、吸気の充填効率が高められてスモークを低減
することができる。
また、その場合、上記吸気吸入の終了時期の変
更は、ピストン4上面と干渉しない程度の一定の
開弁期間を有する2つの吸気弁9,10のうち可
変吸気弁10のみの開弁期間時期を移行させて行
うので、リフト量制御による場合のようなピスト
ン上面との干渉を防止でき、また3次元カムを用
いる場合のようなカムフエースの摩耗やカムの駆
動抵抗等の増大を抑制でき、動弁系の信頼性を良
好に維持することができる。
尚、上記実施例ではエンジン負荷に応じて吸気
吸入の終了時期を可変制御したが、排気通路にカ
ーボン粒子等の微粒子成分を捕集する触媒付捕集
部材を設けたデイーゼルエンジンにおいては、排
気ガスを再生ガスとして上記捕集部材に導いて再
生を行うとき、上記実施例の吸気弁制御装置を用
いて吸気吸入の終了時期を早めるようにすれば、
カーボン燃焼に足りるO2を確保しつつエア量を
減らして冷却を防止できるので、排気ガスの温度
を例えば低温〜150℃から350℃程度まで上昇させ
ることができ、よつて触媒付捕集部材においては
この排気ガス温度(350℃)での酸化反応によつ
てさらに高温になつて捕集部材に捕集されたカー
ボン粒子等の微粒子成分を十分に燃焼除去するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は模式縦
断面図、第2図は模式平面図、第3図はバルブタ
イミングの説明図である。 3…シリンダヘツド、4…ピストン、DE…デ
イーゼルエンジン、6…第1吸気通路、7…第2
吸気通路、9…固定吸気弁、10…可変吸気弁、
30…可変駆動手段、31…制御手段、34…ポ
テンシヨンメータ(負荷検出手段)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上死点時のピストンの上面がシリンダヘツド
    下面に近接するデイーゼルエンジンにおいて、 上記シリンダヘツド下面に開口する複数の吸気
    通路と、 この複数の吸気通路のうち一部の吸気通路を開
    閉しかつ吸気吸入の終了時期が下死点にほぼ一致
    し、開弁期間時期が固定の固定吸気弁と、 上記複数の吸気通路のうち残りの吸気通路を開
    閉しかつ上記固定吸気弁とは開弁期間がオーバー
    ラツプする開弁時期を有し、開弁期間時期が可変
    の可変吸気弁と、 この可変吸気弁の開弁期間時期を移行させる可
    変駆動手段と、 エンジンの負荷状態を検出する負荷検出手段
    と、 この負荷検出手段からの出力を受け、上記可変
    吸気弁の開弁期間時期をエンジン負荷状態に応じ
    て変化させ、エンジン負荷が増加するに伴つて上
    記オーバーラツプの期間を減少させるとともに吸
    気吸入の終了時期を下死点よりも遅くするように
    上記可変駆動手段を作動制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とするデイーゼルエンジンの
    吸気弁制御装置。
JP59009307A 1984-01-20 1984-01-20 デイ−ゼルエンジンの吸気弁制御装置 Granted JPS60153411A (ja)

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