バルブ回転機構
专利汇可以提供バルブ回転機構专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且【課題】 燃料 の霧化を促進すること。 【解決手段】吸気バルブはステム部を有し、インジェクタが配された吸気ポートと燃焼室との間に設けられる。また、バルブガイドは、ステム部の外周面と対向する内周面を有し、吸気バルブがステム部の長さ方向に摺動可能な態様で吸気バルブを支持する。ここで、ステム部の外周面には突起が形成され、バルブガイドの内周面には突起と係合する案内溝201grまたは202grが形成される。また、案内溝201grまたは202grは、ステム部の長さ方向に延在する長さ方向成分と、ステム部の周方向に延在する周方向成分とを有してシームレスに形成される。 【選択図】図4，下面是バルブ回転機構专利的具体信息内容。
ステム部を有し、インジェクタが配された吸気ポートと燃焼室との間に設けられる吸気バルブと、 前記ステム部の外周面と対向する内周面を有し、前記吸気バルブが前記ステム部の長さ方向に摺動可能な態様で前記吸気バルブを支持するバルブガイドとを備えるバルブ回転機構であって、 前記ステム部の外周面には突起が形成され、 前記バルブガイドの内周面には前記突起と係合する案内溝が形成され、 前記案内溝は、前記ステム部の長さ方向に延在する長さ方向成分と、前記ステム部の周方向に延在する周方向成分とを有してシームレスに形成される、バルブ回転機構。
この発明は、バルブの回転機構に関し、特に、吸気ポートと燃焼室との間に配された吸気バルブをステム部の周方向に回転させる、バルブ回転機構に関する。
この種の機構の一例が特許文献1に開示されている。この文献によれば、吸気バルブのステム部には突起部が設けられ、案内部材には突起部と係合する案内溝が設けられる。したがって、吸気バルブをリフトさせると、吸気バルブはステム部の軸線の回り方向に回転する。
特開2009−138617号公報
しかし、案内溝は螺旋状に形成されるため、吸気バルブの回転方向がバルブ開き期間とバルブ閉じ期間とで逆になる。このような回転駆動では、傘部に付着した燃料の液滴を上手く弾き飛ばすことができず、さらには燃料を上手く霧化できないおそれがある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、燃料の霧化を促進できる、吸気バルブの回転機構を提供することである。
この発明に係るバルブ回転機構は、ステム部を有し、インジェクタが配された吸気ポートと燃焼室との間に設けられる吸気バルブと、ステム部の外周面と対向する内周面を有し、吸気バルブがステム部の長さ方向に摺動可能な態様で吸気バルブを支持するバルブガイドとを備えるバルブ回転機構であって、ステム部の外周面には突起が形成され、バルブガイドの内周面には突起と係合する案内溝が形成され、案内溝は、ステム部の長さ方向に延在する長さ方向成分と、ステム部の周方向に延在する周方向成分とを有してシームレスに形成される。
ステム部の突起が係合する案内溝は、ステム部の長さ方向に延在する長さ方向成分とステム部の周方向に延在する周方向成分とを有してシームレスに形成される。したがって、吸気バルブは、開閉動作に伴ってステム部の周方向に回転する。インジェクタから噴射されて傘部に付着した燃料の液滴は、吸気バルブの回転によって吹き飛ばされ、燃料の霧化が促進される。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
この実施例の要部構成を示す図解図である。
図1に示す要部を上方から眺めた図解図である。
吸気バルブの構造の一例を示す図解図である。
図1に示す要部構成の一部を拡大した拡大図である。
(A)は或る吸気バルブを支持するバルブガイドの内周面に形成された案内溝の一例を示す図解図であり、(B)は他の吸気バルブを支持するバルブガイドの内周面に形成された案内溝の一例を示す図解図である。
図1および図2を参照して、この実施例のエンジン(内燃機関)10は、吸気行程,圧縮行程,燃焼・膨張行程および排気行程を繰り返す4ストローク型のエンジンであり、ピストン24を収めるシリンダ12を備える。シリンダ12の上端には点火プラグ26が設けられ、点火プラグ26の両脇には吸気ポート141,142と排気ポート321,322とが形成される。また、エンジン10はポート噴射型のエンジンであり、吸気ポート141および142には燃料を噴射するインジェクタ221および222がそれぞれ設けられる。
吸気バルブ181は、吸気ポート141と燃焼室16との間に配され、バルブガイド201よって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。また、吸気バルブ182は、吸気ポート142と燃焼室16との間に配され、バルブガイド202よって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。
同様に、排気バルブ281は、排気ポート321と燃焼室16との間に配され、バルブガイド301によって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。また、排気バルブ282は、排気ポート322と燃焼室16との間に配され、バルブガイド302によって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。
なお、バルブガイド201は、吸気バルブ181とともにバルブ回転機構を構成し、バルブガイド202は、吸気バルブ182とともにバルブ回転機構を構成する。
吸気行程においては、インジェクタ221および222から燃料が噴射され、吸気バルブ181および182が開かれ、そしてピストン22が降下する。この結果、燃料と吸入空気とを混合してなる燃料ガス(混合気)が、吸気ポート141および142から燃焼室16に吸い込まれる。圧縮行程においては、吸気バルブ181および182が閉じられ、ピストン22が上昇する。これによって、燃料ガスが圧縮される。点火プラグ26は、圧縮行程の終端近傍で点火される。
燃焼・膨張行程においては、燃料ガスが燃焼され、かつ膨張する。この結果、ピストン22が降下する。排気行程においては、排気バルブ281および282が開かれ、ピストン22が上昇する。この結果、燃焼ガスが燃焼室16から排気ポート321および322に排出される。
図3を参照して、吸気バルブ181は、傘部181hdおよびステム部181stを有する。ステム部181stには、突起181prが形成される。また、吸気バルブ182は、傘部182hdおよびステム部182stを有する。ステム部182stには、突起182prが形成される。また、図4を参照して、シリンダ12の中心側において傘部181hdおよび182hdの裏面がなす角度を“θv”とし、当該裏面が対向する燃焼室16の天井面(バルブシートを除く)の角度を“θs”とすると、θv≧θsとされる。
図1に戻って、バルブガイド201は、ステム部181stの外周面と対向する内周面を有し、バルブガイド202は、ステム部182stの外周面と対向する内周面を有する。このうち、バルブガイド201の内周面には、図5(A)に示す模様を描いて突起181prと係合する案内溝201grが形成される。また、バルブガイド202の内周面には、図5(B)に示す模様を描いて突起182prと係合する案内溝202grが形成される。
なお、図5(A)はバルブガイド201の内周面を切り開いた状態を示し、図5(B)はバルブガイド202の内周面を切り開いた状態を示す。
図5(A)を参照して、案内溝201grは、ステム部181stの長さ方向に延在する複数の溝部201v,201v,…と、ステム部181stの周方向に延在して複数の溝部201v,201v,…を繋ぐ複数の溝部201h,201h,…とによって、シームレスに形成される。
図5(B)を参照して、案内溝202grは、ステム部182stの長さ方向に延在する複数の溝部202v,202v,…と、ステム部182stの周方向に延在して複数の溝部202v,202v,…を繋ぐ複数の溝部202h,202h,…とによって、シームレスに形成される。
換言すれば、案内溝201grは、ステム部181stの長さ方向に延在する長さ方向成分と、ステム部181stの周方向に延在する周方向成分とを有するシームレスな溝である。案内溝202grもまた、ステム部182stの長さ方向に延在する長さ方向成分と、ステム部182stの周方向に延在する周方向成分とを有するシームレスな溝である。
なお、案内溝201grの長さ方向成分は吸気バルブ181のシフト量に対応する長さを示し、案内溝202grの長さ方向成分は吸気バルブ182のシフト量に対応する長さを示す。
吸気バルブ181を開閉させると、突起181prは、図5(A)に示す矢印に沿って移動する。この結果、シリンダ12を上方から眺めたとき、吸気バルブ181は時計回り方向に断続的に回転する(図2参照)。また、吸気バルブ182を開閉させると、突起182prは、図5(B)に示す矢印に沿って移動する。この結果、シリンダ12を上方から眺めたとき、吸気バルブ182は反時計回り方向に断続的に回転する(図2参照)。
より詳しくは、案内溝201grにおいて、長さ方向一方端の総数は4つであり、長さ方向他方端の総数もまた4つである。同様に、案内溝202grにおいても、長さ方向一方端の総数は4つであり、長さ方向他方端の総数もまた4つである。したがって、吸気バルブ181,182の1回の開閉動作あたりの吸気バルブ181,182の回転角度は90°である。なお、当該総数は3つでもよく、この場合、吸気バルブ181,182は開閉動作が行われる毎に120°回転する。
傘部181hd,182hdの裏面には、インジェクタ221,222から噴射された燃料の液滴が付着するところ、当該液滴は、吸気がポート軸線に沿って対向する排気バルブ側に向かう流れと吸気バルブ181,182の断続的な回転運動に伴って断続的に付勢される遠心力により、シリンダ12の中心に向かって吹き飛ばされる(図2参照)。これによって、燃料の霧化が促進されるとともに、シリンダ12の内壁面に燃料が付着する懸念が軽減される。また、角度θvは角度θs以上であるため(図4参照)、吸気バルブ181,182から吹き飛ばされた燃料が燃焼室16の天井面に付着する懸念もまた軽減される。この結果、エミッションの悪化防止や燃費の向上が図られる。
以上の説明から分かるように、吸気バルブ181,182は、ステム部181st,182stを有し、インジェクタ221,222が配された吸気ポート141,142と燃焼室16との間に設けられる。また、バルブガイド201,202は、ステム部181st,182stの外周面と対向する内周面を有し、吸気バルブ181,182がステム部181st,182stの長さ方向に摺動可能な態様で吸気バルブ181,182を支持する。
ここで、ステム部181st,182stの外周面には突起181pr,182prが形成され、バルブガイド201,202の内周面には突起181pr,182prと係合する案内溝201gr,202grが形成される。また、案内溝201gr,202grは、ステム部181st,182stの長さ方向に延在する長さ方向成分と、ステム部181st,182stの周方向に延在する周方向成分とを有してシームレスに形成される。
したがって、吸気バルブ181,182は、開閉動作に伴ってステム部181st,182stの周方向に回転する。インジェクタ221,222から噴射されて傘部181hd,182hdに付着した燃料の液滴は、吸気バルブ181,182の回転によって吹き飛ばされ、燃料の霧化が促進される。この結果、エミッションの悪化を防止できるとともに、燃費を向上させることができる。
10 …内燃機関 141,142 …吸気ポート 16 …燃焼室 181,181 …吸気バルブ 181st,182st …ステム部 181pr,182pr …突起 201,202 …バルブガイド 201gr,202gr …案内溝 221,222 …インジェクタ
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