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JPH06129271A - ４サイクルエンジン - Google Patents

４サイクルエンジン

Info

Publication number
JPH06129271A
JPH06129271A JP4303235A JP30323592A JPH06129271A JP H06129271 A JPH06129271 A JP H06129271A JP 4303235 A JP4303235 A JP 4303235A JP 30323592 A JP30323592 A JP 30323592A JP H06129271 A JPH06129271 A JP H06129271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake valve
compression ratio
knocking
valve
closing 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.)
Pending
Application number
JP4303235A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Yoshikawa
雅明 吉川
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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 Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP4303235A priority Critical patent/JPH06129271A/ja
Publication of JPH06129271A publication Critical patent/JPH06129271A/ja
Priority to US08/831,836 priority patent/US5845613A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-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
    • F01L1/344—Valve-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮比を高く設定しつつノッキングが生じる
のを抑えて高出力化，低燃費化を図る。 【構成】 圧縮比を熱効率のよい高い値に設定する。吸
気カム軸２に吸気弁の開閉時期を変える可変機構８を設
ける。この可変機構８に、低回転高負荷時に吸気弁の閉
弁時期を変更するコントロールユニット９を接続した。
低回転高負荷時には吸気弁の閉弁時期が変更されて圧縮
始めの時期が遅くなり実圧縮比が低下する。このため、
ノッキングを抑えつつ圧縮比を高く設定でき、高出力が
得られると共に燃費が低くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁が排気弁とは別
個の動弁機構によって開閉される４サイクルエンジンに
関し、特に低回転高負荷時に圧縮比を下げてノッキング
が発生するのを抑える装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】４サイクルエンジンで出力向上，燃費向
上を図るには圧縮比を可及的高めることが望ましい。と
ころが、このようにするとノッキングが生じ易くなる関
係から、高圧縮比化を図るにも限度がある。このノッキ
ングは、エンジン負荷が小さいときにはシリンダ内に吸
入される空気量が少なく有効圧力が小さい関係から圧縮
比を大きくしても生じ難いが、高負荷時には吸気の充填
効率が高くなるために圧縮比を大きく設定すると生じ易
くなる。
【０００３】この高負荷時でも混合気が強い乱流により
攪拌されるような高回転時より、シリンダ内でガス流動
が比較的少なくなる低回転時の方がノッキングが生じ易
い。
【０００４】従来の４サイクルエンジンは、低回転高負
荷時にノッキングが発生しない程度の圧縮比に設定され
ていた。そして、ノッキングが発生したときにはノック
センサによってそれを検出し、ノッキングが生じ難くな
るように点火時期を遅らせていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに圧縮比を低回転高負荷時にノッキングが発生しない
程度の小さい値に設定したのでは、エンジンの出力およ
び燃費を向上させるにも限度があった。しかも、ノッキ
ングが生じたときに点火時期を遅らせるとトルクが低下
してしまう。
【０００６】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、圧縮比を高く設定しつつノッキング
が生じるのを抑え、高出力化および低燃費化を図ること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る４サイクル
エンジンは、圧縮比を熱効率のよい高い値に設定すると
共に、動弁機構に吸気弁の開閉時期を変える可変機構を
設け、この可変機構に、ノッキングの程度に応じて吸気
弁の閉弁時期を変更する制御装置を接続したものであ
る。
【０００８】
【作用】最もノッキングの起こり易い運転条件（低回転
高負荷）時には吸気弁の閉弁時期を大幅に遅角して圧縮
行程の始まる時期が遅れることと、充填効率が低くなる
ことにより実質的な圧縮比が小さくなる。このため、低
回転高負荷時には略従来通りの実圧縮比で燃焼が行われ
てノッキングが抑制され、その他の運転条件時にはその
ノッキングの程度に応じて吸気弁の閉弁時期を制御する
ことにより最も高い実圧縮比で燃焼が行われる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る４サイクル
エンジンの要部を拡大して示す平面図、図２は吸気弁と
排気弁の開閉タイミングを示す図で、同図（ａ）は可変
機構を作動させないときの状態を示し、同図（ｂ）は吸
気弁の閉弁時期を２０°遅角させたときの状態を示し、
同図（ｃ）は吸気弁の閉弁時期を４０°遅角させたとき
の状態を示す。図３は吸気バルブタイミング遅角量のマ
ップである。
【００１０】これらの図において、１は本発明に係る４
サイクルエンジンで、このエンジン１は吸気弁（図示せ
ず）と排気弁（図示せず）とを別個のカム軸で開閉する
いわゆる２頭上カム軸式エンジンである。また、このエ
ンジン１の圧縮比は、従来のエンジンに対して比較的高
い値に設定されている。詳述すると、低回転高負荷時に
ノッキングが発生し易くなる高い値に設定されている。
具体的には、１１．５以上である。
【００１１】２は吸気弁を開閉する吸気カム軸、３は排
気弁を開閉する排気カム軸で、これらのカム軸は軸受４
によってシリンダヘッド１ａにそれぞれ回転自在に支持
されており、軸端部に形成されたプーリ歯５，６が不図
示のタイミングベルトを介してクランク軸（図示せず）
に連結されている。
【００１２】前記吸気カム軸２は１気筒当たり３個の吸
気弁を開閉する構造になっており、排気カム軸３は１気
筒当たり２個の排気弁を開閉する構造になっている。図
１中符号２ａは吸気カム軸２に形成されたカム、３ａは
排気カム軸３に形成されたカムである。このエンジン１
の動弁装置は、これらのカム２ａ，３ａがリフタ（図示
せず）を介して吸気弁や排気弁を押圧する従来周知の構
造になっている。また、７はこのエンジン１の燃焼室の
位置を示し、７ａは点火プラグの位置を示す。
【００１３】前記吸気カム軸２の軸端部にはプーリ歯５
の回転位置に対してカム２ａの回転位置を変える可変機
構８が設けられている。この可変機構８は、プーリ歯５
に対して吸気カム軸２の回転位相を連続的に変えて吸気
弁の開閉時期を変える構造になっている。
【００１４】９は前記可変機構８を制御するためのコン
トロールユニットである。このコントロールユニット９
は、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ１０
と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１１とが接
続され、可変機構８での吸気弁の遅角量をエンジン回転
数と平均有効圧力に割り付けたマップ９ａに基づいて決
定するように構成されている。
【００１５】前記マップ９ａは図３に示したように構成
され、エンジン回転数と平均有効圧力に対するノック頻
度から吸気弁閉弁時期の遅角量をクランクアングルとし
て求めたものである。マップ９ａの縦軸の平均有効圧力
は、前記エアフローメータ１１の出力から求める。すな
わち、エンジン回転数が小さくなるにしたがって、ある
いは、吸入空気量が多くなるにしたがって遅角量が次第
に大きくなるように可変機構８が制御される。なお、図
１中符号１２で示すものは回転角センサであり、前記可
変機構８に設けられた突起１３の通過を電気的あるいは
磁気的に検出するように構成されている。
【００１６】上述したように構成された４サイクルエン
ジンでは、低回転低負荷時には可変機構８の制御は行わ
れず、高い実圧縮比で燃焼が行われる。このときの吸気
弁および排気弁の開閉時期は図２（ａ）に示した通りと
なる。図２においてＥＸは排気弁の開閉を示し、ＩＮは
吸気弁の開閉を示す。また、ＴＤＣはピストンが上死点
に位置するときを示す。図２（ａ）に示した吸気弁およ
び排気弁の開閉時期は、従来のエンジンの高回転高負荷
時での開閉時期と略等しくなるように設定されている。
すなわち、排気行程の終了時に排気弁が閉まる以前であ
ってピストンが上死点まで上昇する以前に吸気弁が開
く。また、この吸気弁はピストンが下死点を過ぎて圧縮
行程に入ってから閉まる。
【００１７】そして、エンジン回転数が制御開始回転数
より小さくなると共に、スロットル開度が制御開始開度
より大きくなってエンジンが低回転高負荷状態になる
と、コントロールユニット９が電磁ソレノイド２０を励
磁させて吸気弁の開閉時期が遅角制御される。この遅角
制御は、コントロールユニット９がエンジン回転数およ
びスロットル開度に応じた遅角量をマップ９ａから読み
出して行われる。例えば、遅角量が２０°である場合に
は吸気弁の開時期および閉時期が図２（ａ）より時計回
りに２０°ずれて同図（ｂ）に示すようになる。
【００１８】すなわち、吸気弁が開くのはピストンが上
死点から下降を開始してからとなり、閉じるのはピスト
ンが上昇行程の約半分上昇してからとなる。このときに
は、圧縮始めの時期が遅くなり実圧縮比が低下する。
【００１９】また、遅角量が４０°である場合には、図
２（ｂ）の状態よりさらに２０°ずれて同図（ｃ）に示
す通りとなる。このときには、圧縮始めの時期がさらに
遅れ、実圧縮比がさらに低下する。
【００２０】すなわち、エンジン１の圧縮比をノッキン
グが生じ易いような高い値に設定しても、実質的に圧縮
比が小さくなる。このため、最もノッキングが発生し易
い低回転高負荷時には略従来通りの実圧縮比で燃焼が行
われてノッキングが抑制され、低回転高負荷時以外には
適正なバルブタイミングにコントロールされることによ
り高い実圧縮比で燃焼が行われることになる。
【００２１】また、本実施例では吸気弁の開時期も遅れ
るから、バルブオーバラップが少なくなるか、あるいは
全く無くなるようになる。すなわち、これによっても充
填効率が低下してノッキングが発生し難くなる。
【００２２】また、本実施例ではエンジン１の負荷を検
出するに当たって吸入空気量を使用した例を示したが、
エアフローメータ１１の代わりにスロットル開度を検出
するスロットル開度センサを用いることもできる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る４サイ
クルエンジンは、圧縮比を熱効率のよい高い値に設定す
ると共に、動弁機構に吸気弁の開閉時期を変える可変機
構を設け、この可変機構に、エンジン回転数と負荷に応
じて吸気弁の閉弁時期を変更する制御装置を接続したた
め、最もノッキングの起こり易い運転条件（低回転高負
荷）時には吸気弁の閉弁時期を大幅に遅角して圧縮行程
の始まる時期が遅れることと、充填効率が低くなること
により実質的な圧縮比が小さくなる。このため、低回転
高負荷時には略従来通りの実圧縮比で燃焼が行われてノ
ッキングが抑制され、その他の運転条件時にはそのノッ
キングの程度に応じて吸気弁の閉弁時期を制御すること
により最も高い実圧縮比で燃焼が行われる。
【００２４】したがって、ノッキングの程度に応じた最
適な吸気バルブタイミングを選ぶことができ、より高く
最適な実圧縮比で燃焼が行われるようになり、しかも、
ノッキングを抑制するために点火時期を遅らせる必要も
無いから、高出力が得られると共に燃費が低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る４サイクルエンジンの要部を拡大
して示す平面図である。
【図２】吸気弁と排気弁の開閉タイミングを示す図で、
同図（ａ）は可変機構を作動させないときの状態を示
し、同図（ｂ）は吸気弁の閉弁時期を２０°遅角させた
ときの状態を示し、同図（ｃ）は吸気弁の閉弁時期を４
０°遅角させたときの状態を示す。
【図３】吸気バルブタイミング遅角量のマップである。
【符号の説明】
２ 吸気カム軸 ８ 可変機構 ９ コントロールユニット ９ａ マップ １０ 回転数センサ １１ エアフローメータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気弁と排気弁が別々の動弁機構によっ
    て開閉される４サイクルエンジンにおいて、このエンジ
    ンの圧縮比を熱効率のよい高い値に設定すると共に、前
    記吸気弁を開閉する動弁機構に吸気弁の開閉時期を変え
    る可変機構を設け、この可変機構に、ノッキングの程度
    に応じて吸気弁の閉弁時期を変更する制御装置を接続し
    たことを特徴とする４サイクルエンジン。
JP4303235A 1992-10-16 1992-10-16 ４サイクルエンジン Pending JPH06129271A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4303235A JPH06129271A (ja) 1992-10-16 1992-10-16 ４サイクルエンジン
US08/831,836 US5845613A (en) 1992-10-16 1997-04-02 Variable valve timing arrangement for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

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JP4303235A JPH06129271A (ja) 1992-10-16 1992-10-16 ４サイクルエンジン

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ID=17918507

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JP4303235A Pending JPH06129271A (ja) 1992-10-16 1992-10-16 ４サイクルエンジン

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JP (1) JPH06129271A (ja)

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