JPS62225708A - 多気筒エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は、油圧式ラッシュアジャスタを備えた多気筒エ
ンジンの動弁装置に関し、詳しくは油圧式ラッシュアジ
ャスタの持つ特性のイ１効利用によって各気筒間の燃焼
特性を均一化する対策に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、多気筒エンジンにおいては、多気筒間の燃焼圧
に多少のばらつきが生じ、このばらつきにより振動や騒
音が増大する等の問題がある。

この気筒間の燃焼圧のばらつきを発生させる要因として
は、各気筒での燃焼状態のばらつきや吸気の充填効率の
差異等が挙げられている。７ｉなわち、各気筒に対する
燃料の分配性が悪く、また気筒内燃焼室での吸気の乱れ
や気筒間の温度差が大きければ各気筒間で燃焼状態のば
らつきが生じる。

また、各気筒への吸気充填効率のばらつきは、吸気管の
形状や長さ、あるいは気筒の点火順序によって生じる。

例えば第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の点火
順序を有する４気筒エンジンに対し、集合管部と該集合
管部から分岐して各気筒に接続される分岐管部とからな
る吸気マニホールドを組み合わせたどきには、吸気マニ
ホールドの集合管部において第２および第３気筒に向か
う吸気の流入方向が第１および第４気筒に比べて大きく
変化するため、その第２および第３気筒に対する吸気充
填効率が低下する。また、同じ点火順序を有する４気筒
エンジンに対し、サージタンりと該サージタンクから各
気筒に接続される独立管部とからなる吸気管を組み合わ
せたときでも、サージタンク内における吸気の流動方向
および流動距離が第２および第３気筒と第１および第４
気筒とで変化するので、第２　ｄ３よび第３気筒の吸気
充填効率が低くなる。

そこで、このような気筒間での吸気充填効率の変化およ
びそれに伴う燃焼圧のばらつきを是正する技術として、
従来、例えば特公昭５１−４１１７１号公報に示される
ように、エンジンに接続される吸気管のうち、その長さ
が長くて管路抵抗が大きい（Ｌ／　１：Ｃがって、この
場合、吸気充填効率が低い）外側の気筒（例えば４気筒
エンジンでは第１および第４気筒）における動弁系のカ
ムプロフィルと、吸気管長さが短くて管路抵抗の小さい
内側の気筒（同第２および第３気筒）におけるカムプロ
フィールとを変え、外側気筒に対応する吸気弁の作動を
開弁時期が遅くかつ閉弁時期が早い低速型に設定するこ
とにより、各気筒間の吸気充填効率のばらつきを抑える
ようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この提案のものでは、カムシャフトのカムプ
ロフィール自体を変更するため、カムシャフトの製作工
数が増加してコストアップするとともに、異なる仕様の
エンジンに対し部品の共通化による互換性がなく、しか
もエンジン間のばらつきに対処できない等の不具合があ
った。

（発明の゛目的） 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、多気筒エンジンの動弁系にそのバルブクリアランス
を自動調整するために設けられる油圧式ラッシュアジャ
スタに着目し、そのアジャスタの持つ特性を有効に活用
して各気筒間の燃焼圧のばらつきをなくすようにするこ
とにより、カムプロフィールの変更等、部品の基本的構
造の変更を要することなく、簡単にかつ容易に各気筒間
の燃焼圧の均一化を図らんとすることにある。

（問題点を解決するだめの手段） この目的の達成のため、本発明の解決子ら・は、吸気系
および排気系の少なくとも一方に油圧式ラッシュアジャ
スタを備えた多気筒エンジンの動弁装置を前提とするも
のである。そして、この動弁装置において、例えば吸気
充填効率の低下等によって燃焼圧が低い気筒に対応する
油圧式ラッシュアジャスタのリークダウンタイムを燃焼
圧の高い気筒の同リークダウンタイムよりも小さくなる
ように、つまり低速側になるように設定する。

尚、上記油圧式ラッシュアジセスタのリークダウンタイ
ムは、その油圧室からの作動オイルのリークによるプラ
ンジや沈下特性を示し、一定荷重を負荷したときにプラ
ンジャが所定量沈下するまでの時間で表されるものであ
り、リークダウンタイムが小さいときには、プランジャ
が短時間で沈下するため、バルブのリフト特性がリフト
量の減少方向に補正されて、その開弁時期が遅れるとと
もに開弁時期が進められる。

また、このリークダウンタイム特性は、ラッシュアジャ
スタにおけるプランジャと本体との間のクリアランスｗ
４整のみならず、ラッシュアジャスタに作用するバルブ
スプリングの荷重調整等によっても変更される。

（作用） したがって、以上の構成により、本発明においては、燃
焼圧の低い気筒に対応する油圧式ラッシュアジャスタの
リークダウンタイムが小さいので、その気筒の吸・排気
バルブは燃焼圧の高い気筒における吸・排気バルブに比
べ相対的に開弁時期が遅くなるとともに閉弁時期が早く
なる。このため、燃焼圧の低い気筒においては、排気バ
ルブの閉弁時期のアドバンスおよび吸気バルブの開弁時
期のリタードに伴い両バルブの開弁オーバーラツプ期間
が知くなってダイリューションガスの吸気通路への流入
が抑制され、同時に気筒内燃焼室へ流入した吸気の排気
通路への吹扱けが低減される。しかも、吸気バルブの開
弁時期が遅れるので、吸気バルブが開くまでにピストン
が下降する度合が大きくなって気筒内角圧が増大し、開
弁と同時に吸気が高速度で一気に気筒内に吸入され、吸
気の充填効率が増大するとともに、この気筒内に一気に
流入する吸気流速の増大により燃焼速度も上昇する。ま
た、吸気バルブの閉弁時期のアドバンスによって吸気の
吹返しが抑制されて実効圧縮比が増大する一方、排気バ
ルブの開弁時期のリタードによって気筒内燃焼圧の保持
期間が長くなって圧力ロスが低減される。これらの相乗
的な効果により、気筒の燃焼圧が実質的に増大して他の
気筒と同等になり、よってエンジンの各気筒間の燃焼特
性を均一化できることになる。

しかも、こうした燃焼圧の均一化を油圧式ラッシュアジ
ャスタのリークダウンタイム特性の調整のみによって達
成できるので、部品の基本的構造の変更が不要となり、
コストアップ化を回避できるとともに、部品の共通化お
よびエンジン間のばらつきへの対処を実現できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図および第３図において、１は第１気筒２ａ、第３
気筒２Ｃ，第４気筒２ｄ、第２気筒２ｂの点火順序に設
定された４つの気筒２ａ〜２ｄを持つオーバヘッドカム
方式の４気筒エンジン、３はエンジン１のシリンダブロ
ック、４はシリンダヘッドであって、このシリンダヘッ
ド４の各側面には各気筒２ａ〜２ｄ内に吸気を供給する
吸気通路を形成するバナナ型の吸気マニホールド５と、
各気筒２ａ〜２ｄ内の排気を排出する排気通路を形成す
る排気マニホールド６とが連結されている。

上記シリンダヘッド４上にはエンジンのクランクシ１ｒ
フト（図示せず）によって回転駆動されるカムシャフト
７が回転自在に支承され、該カムシャフト７には各気筒
２ａ〜２ｄに対応して１対ずつのカム面７ａ、７ａが形
成されている。８，８はシリンダヘッド４上に上記力ム
シレフト７の両側にそれと平行に配置支持された１対の
ロッカシャフト、９は央部のボス部９ａにて該各ロッカ
シャフト８の各気筒２ａ〜２ｄに対応する部位に揺動自
在に外１矢支持されたロッカアームであって、該各ロッ
カアーム９の内端部は上記カムシャフト７のカム面７ａ
に当接しており、カムシャフト７の回転により各ロッカ
アーム９が所定角度揺動される。

一方、上記各ロッカアーム９の外端部には、後述の油圧
式ラッシュアジャスタ１３を介して、シリンダヘッド４
内の８吸・排気ポート４ａ、４ｂを開閉する吸・排気バ
ルブ１０．１１のバルブステム１０ａ、１１ａ上端部が
当接しており、各ロッカアーム９の揺動に伴い、バルブ
１０．１１をバルブスプリング１２の付勢力に抗して押
圧して所定のタイミングで開閉させるようになされてい
る。

そして、上記８吸・排気バルブ１０．１１のバルブステ
ム１０ａ、Ｉｉａ上端部が当接する各ロッカアーム９の
外端部には、第１図に拡大詳示するように、カムシャフ
ト７からの荷重をバルブ１０．１１に伝達する油圧式ラ
ッシュアジャスタ１３が設けられている。また、該ラッ
シュアジャスタ１３に対応してロッカアーム９内にはリ
ザーブ室１４が形成され、該リザーブ室１４は、ロッカ
アーム９内に形成したオイル通路１５によってロッカア
ーム９のボス部９ａに連通されており、該ボス部９ａに
送給されたオイルをオイル通路１５を介してラッシュア
ジャスタ１３（後述の油圧室１９）に供給するようにし
ている。

上記油圧式ラッシュアジャスタ１３は、ロッカアーム９
に形成した嵌入凹部１６に嵌入して組み込まれＩＣＣ右
同円筒状アジャスタ本体１７と、該アジせスタ本体１７
内に液密状態で上下方向に運動可能に１矢挿されたプラ
ンジャ１８とを備えており、上記アジャスタ本体１７と
プランジャ１８とにより油圧室１９が区画形成され、該
油圧室１つはアジャスタ本体１７底部に開口せしめた連
通孔２０を介して上記リザーブ室１４に連通されている
。また、上記アジャスタ本体１７とプランジャ１８との
間にはプランジ１ｒスプリング２１がプランジャ１８を
下向き（バルブ１０．１１側方向）に付勢するように縮
装されているとともに、上記油圧室１つ内には、連通孔
２０を開閉するチェックバルブボール２２と、該チェッ
クバルブボール２２をバルブリテーナ２３との間で閉弁
方向に付勢するチェックバルブスプリング２４とからな
るチェックバルブ２５が配設されている。よって、ロッ
カアーム９とカムシャフト７のカム面７ａまたはバルブ
１０．１１のバルブステム１０ａ、１１ａとの間に隙間
が生じると、上記プランジャスプリング２１の付勢力に
よりプランジャ１８がバルブｉｏ、１１に向って移動し
、これに伴う油圧室１９の圧力低下によりチェックバル
ブ２５が開弁してリザーブ室１４のオイルが連通孔２０
を通して油圧室１９に流入し、それによって、ラッシュ
アジャスタ１３が上記隙間を埋めるよう全体的に伸張す
るとともに、油圧室１９の圧力の上昇によりチェックバ
ルブ２５が閉弁して該油圧室１９へのオイル流入が停止
されるように構成されている。尚、この油圧室１つ内に
流入したオイルは、ラッシュアジャスタ１３に上下方向
から負荷がかかっても、チェックバルブ２５の密閉作用
によりリザーブ室１４に逆流することはなく、油圧室１
９に閉じ込められたまま剛体化し、このことによりカム
シャツ１−７からの荷重はバルブ４に確実に伝達される
。

そして、本発明の特徴として、上記各気筒２ａ〜２ｄに
対応する吸・排気バルブ用の油圧式ラッシュアジャスタ
１３．１３．・・・のうち、吸気マニホールド５の形状
および気筒２ａ〜２ｄの点火順序に起因して燃焼圧が低
くなる第２および第３気筒２ｂ、２ｃに対応する各ラッ
シュアジャスタ１３については、そのリークダウンタイ
ムが燃焼圧の比較的高い第１および第４気筒２ａ、２ｄ
に対応する各ラッシュアジャスタ１３のリークダウンタ
イムよりも小さく設定されている。このラッシュアジャ
スタ１３のリークダウンタイムは、本実施例の場合、ア
ジャスタ１３におけるアジャスタ本体１７とその中に嵌
挿されたプランジャ１８との間のクリアランスによって
可変調整され、燃焼圧の低い第２および第３気筒２ｂ、
２ｃに対応するラッシュアジャスタ１３のクリアランス
は第１および第４気筒２ａ、２ｄに対応するラッシュア
ジャスタ１３のクリアランスよりも大に設けられている
。

したがって、上記実施例においては、吸気マニホールド
５の形状および気筒２ａ〜２ｄ間の点火順序に起因して
第２　ｄ５よび第３気筒２ｂ、２ｃの吸気充填効率が低
下し、その燃焼圧が他の第１および第４気筒２ａ、２ｄ
よりも低くなろうとする。

しかし、上記燃焼圧の低い第２および第３気筒２ｂ、２
ｃに対応する吸気系および排気系のラッシュアジャスタ
１３．１３のリークダウンタイムが燃焼圧の高い第１お
よび第４気筒２ａ、２ｄのそれよりも小さく設定されて
いるため、特に、エンジン１の低速時、第４図に示すよ
うに、第２おＪ：び第３気筒２ｂ、２ｃと第１および第
４気筒２ａ、２ｄとの間でカムリフト特性が変化し、第
２および第３気筒２ｂ、２ｃのカムリフト特性が低速型
になってその吸気バルブ１０の開弁時期が遅れ側に移行
するとともに、そのリフト伍も小さくなる。このため、
排気バルブ１１の開弁期間とのＡ−バーラップ期間が短
くなり、ダイリューションガスの吸気通路への流入が抑
制されるとともに、燃焼室へ流入した吸気の排気通路へ
の吹扱けが低減され、燃焼状態が向上する。しかも、吸
気バルブ１０の開弁時期の遅れによって気筒的負圧が大
になり、バルブ１０の開弁と同時に吸気が高速度で一気
に流入してその充填効率が増大するとともに、バルブリ
フト伍も小さいので吸気の流入ａ度がさらに上貸し、こ
の吸気流速の上昇により燃焼速度が速くなる。

また、同図に示す如く、排気バルブ１１０開弁時期が遅
れるとともに、吸・排気バルブ１０，１１の閉弁時期が
早まるので、燃焼圧の保持期間の増大化、流入吸気の吸
気通路への、吹返し抑制および吸・排気バルブ１０．１
１の開弁オーバーラツプ期間の短縮化が図られる。

このような結果、第２および第３気筒２ｂ、２Ｃの燃焼
状態が良好になり、その燃焼圧が上昇側に補正されて第
１および第４気筒２ａ、２ｔｉと同等になり、よって全
気筒２ａ〜２ｄの燃焼圧を均一化してエンジン１の撮動
等を顕著に低減することができる。

また、こうした気筒２ａ〜２ｄ間の燃焼圧の均−化を動
弁系における油圧式ラッシュアジャスタ１３のリークダ
ウンタイム特性の変更調整によって行うので、従来の如
く気筒２ａ〜２ｄ間でのカムプロフィールを変更する必
要がなく、製作工数の増加によるコストアップ防止化９
部品共通化による互換性の向上、エンジン間のばらつき
への対処等を図ることができるとともに、エンジン組立
後の調整で済み、よって気筒２ａ〜２ｄ間の燃焼圧の均
一化を簡単にかつ容易に達成することができる。

尚、上記実施例では、第２および第３気筒２ｂ。

２Ｃに対応する各油圧式ラッシュアジャスタ１３におけ
るリークダウンタイム特性をアジャスタ本体１７とプラ
ンジャ１８との間のクリアランスによって調整するよう
にしたが、バルブスプリング１２のばね力によってＩ整
することもできる。つまり、その場合、各ラッシュアジ
ャスタ１３のアジャスタ本体１７とプランジャ１８との
間のクリアランスは同一に調整した上で、第２および第
３気筒２ｂ、２ｃに対応する各バルブスプリング１２の
ばね力を増大させればよい。

また、上記実施例では、吸気マニホールド５の形状およ
び気筒点火順序による吸気充１眞効率のばらつきにより
気Ｉｉ′２Ｉ２ａ〜２ｄ間の燃焼圧にばらつきが生じる
エンジン１を対象としたが、この他、燃料の分配、気筒
、燃焼室内の吸気の乱れ、気筒間の温度差等による燃焼
状態のばらつきによっても燃焼圧のばらつきが生じる。

その場合、燃焼圧が低くなる気筒に対応する油圧式ラッ
シュアジャスタのリークダウンタイム特性を他の気筒よ
りも小さくするように設定するとよい。

さらに、上記実施例では、吸気系および排気系の双方に
油圧式ラッシュアジャスタ１３を備えたエンジン１を前
提としているが、吸・排気系のいずれか一方のみにラッ
シュアジャスタを備えたエンジンにも適用できる。

さらに、本発明は、４気筒以外の多気筒エンジンに適用
できるのは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、多気筒エンジン
における動弁系に油圧式ラッシュアジャスタを設け、燃
焼圧の低い気筒に対応する油圧式ラッシュアジャスタの
リークダウンタイムを燃焼圧の高い気筒に対応するラッ
シュアジャスタのそれよりも小さくしたことにより、燃
焼圧の低い気筒の吸・排気弁のバルブリフト特性を低速
側にして、その燃焼圧を吸気充填効率の向上、燃焼速度
の増大等によって実質的に他の気筒と同等にでき、よっ
てコストアップや部品の互換性低下を招くことなく気筒
間の燃焼圧を均一化して多気筒エンジンの低振動化、低
騒音化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は油圧式ラ
ッシュアジャスタの拡大断面図、第２図は第３図の■−
■線拡大断面図、第３図は多気筒エンジンの動弁装置を
示す平面図、第４図は吸・排気バルブのリフト特性を示
す特性図である。 １・・・エンジン、２ａ〜２ｄ・・・気筒、７・・・カ
ムシャフト、９・・・ロッカアーム、１０・・・吸気バ
ルブ、１１・・・排気バルブ、１２・・・バルブスプリ
ング、１３・・・油圧式ラッシュアジャスタ、１７・・
・アジャスタ本体、１８・・・プランジャ、１９・・・
油圧室。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社　代　　　　　
理　　　　　人　　　　前　　１）　　　　弘　　　１
．。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気系および排気系の少なくとも一方に油圧式ラ
   ッシュアジャスタを備えた多気筒エンジンの動弁装置に
   おいて、燃焼圧の低い気筒に対応するラッシュアジャス
   タのリークダウンタイムが燃焼圧の高い気筒よりも小さ
   くなるように設定されていることを特徴とする多気筒エ
   ンジンの動弁装置。