專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用在比活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)的正時(shí)早的正時(shí)或者晚的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門的所謂米勒循環(huán)(Miller cycle)的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
過去，已知采用比活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)的正時(shí)早的正時(shí)或者晚的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門的所謂米勒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)的技木。例如，如專利文獻(xiàn)I所掲示的那樣，有采用在比活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)的正時(shí)晚的 正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門的所謂遲閉方式的米勒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過采用遲閉方式的米勒循環(huán)，可以減小、抑制被吸入的空氣的壓縮比，并且只増大爆發(fā)的燃料氣體的膨脹比，可以獲得聞的熱效率。另外，作為米勒循環(huán)的另外的方式，有采用在比活塞到達(dá)下止點(diǎn)的正時(shí)早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門的所謂早閉方式的米勒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過采用早閉方式的米勒循環(huán)，在氣缸內(nèi)使空氣絕熱膨脹，可以降低燃燒溫度。從而，在獲得高的熱效率的同吋，可以降低產(chǎn)生的NOx量。在發(fā)動(dòng)機(jī)中采用早閉方式的米勒循環(huán)的情況下，被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣量減少，預(yù)料到產(chǎn)生的黑煙的増加、或加速性及起動(dòng)性惡化等的性能的惡化。因此，在這種情況下，通過被發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣驅(qū)動(dòng)，將空氣加壓，與過去相比提高送入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)的增壓器的壓カ比，可以防止被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣量的減少，可以防止性能的惡化。但是，在發(fā)動(dòng)機(jī)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量少，所以，不能充分驅(qū)動(dòng)增壓器，與過去相比不能提高增壓器的壓カ比。在這種情況下，不能確保被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣量，存在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能惡化的情況。為了防止這種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的惡化，有必要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)等改變進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)，確保被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣量。但是，進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)由開閉該進(jìn)氣門的凸輪的凸輪輪廓決定。因此，存在著為了改變進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)，有必要設(shè)置改變凸輪與該凸輪形成的凸輪軸的相對(duì)角度用的機(jī)構(gòu)等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的不利之處?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平8 一 291715號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述情況做出的，其目的是提供一種可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改變進(jìn)氣門的開閉正時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)。解決課題的手段本發(fā)明所要解決的課題如上所述，下面，說明解決課題的手段。
即，在本發(fā)明中，在配備有能夠改變進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，前述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)包括與曲軸連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的凸輪軸；設(shè)置在前述凸輪軸上且凸輪輪廓相互不同的第一凸輪及第ニ凸輪；與前述第一凸輪接觸，以隨著前述第一凸輪的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)的第一擺臂；與前述第二凸輪接觸、以隨著前述第二凸輪的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)的第二擺臂；連接到前述第一擺臂上，使前述第一擺臂與前述進(jìn)氣門聯(lián)系起來的推桿；能夠在使前述第一擺臂隨著前述第一凸輪的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)的第一狀態(tài)和與第二擺臂一起隨著前述第二凸輪的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)的第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明中，前述切換機(jī)構(gòu)包括安裝在前述第二擺臂上的支承構(gòu)件；以及安裝在前述第一擺臂上，通過與前述支承構(gòu)件抵接，能夠使前述第一擺臂從前述第一凸輪脫離，并且和前述第二擺臂成一體地動(dòng)作的油壓促動(dòng)器。在本發(fā)明中，前述切換機(jī)構(gòu)利用供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分的潤(rùn)滑油使前述油壓促動(dòng)器動(dòng)作。在本發(fā)明中，使前述油壓促動(dòng)器動(dòng)作的潤(rùn)滑油，經(jīng)由形成在前述第一擺臂上的油 壓促動(dòng)器動(dòng)作用油路、以及形成在可擺動(dòng)地支承前述第一擺臂的擺臂軸上的第一油路，被供應(yīng)給前述油壓促動(dòng)器。在本發(fā)明中，前述第一擺臂具有被可自由旋轉(zhuǎn)地支承、并且與前述第一凸輪抵接的凸輪滾柱，對(duì)前述凸輪滾柱進(jìn)行潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油，經(jīng)由獨(dú)立于前述油壓促動(dòng)器動(dòng)作用油路形成在前述第一擺臂上的滾柱潤(rùn)滑用油路以及獨(dú)立于前述第一油路形成在前述擺臂軸上的第二油路，被供應(yīng)給前述凸輪滾柱。在本發(fā)明中，將切換前述油壓促動(dòng)器的動(dòng)作用的切換閥安裝在前述第一擺臂上。
在本發(fā)明中，在前述第ー凸輪的凸輪輪廓或前述第ニ凸輪的凸輪輪廓中，至少ー個(gè)凸輪輪廓被設(shè)定成在比進(jìn)氣下止點(diǎn)早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門。在本發(fā)明中，發(fā)動(dòng)機(jī)還具有利用廢氣能量強(qiáng)制地將空氣送入氣缸內(nèi)的增壓器，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中，前述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將前述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比進(jìn)氣下止點(diǎn)早的正時(shí)，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將前述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)晚的正吋。在本發(fā)明中，前述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將前述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定在進(jìn)氣下止點(diǎn)附近。發(fā)明的效果作為本發(fā)明的效果，可以產(chǎn)生下面所述的效果。本發(fā)明利用凸輪輪廓相互不同的凸輪開閉進(jìn)氣門，可以將進(jìn)氣門的開閉正時(shí)改變成對(duì)應(yīng)于各個(gè)凸輪的正吋。在這種情況下，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)切換進(jìn)氣門的開閉正時(shí)，減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)，可以謀求削減制造成本。另外，通過削減部件的數(shù)目和組裝エ時(shí)，可以抑制尺寸誤差及組裝時(shí)的差錯(cuò)的發(fā)生，進(jìn)而謀求提高作為發(fā)動(dòng)機(jī)整體的可靠性。本發(fā)明可以簡(jiǎn)單地構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)。從而能夠減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)，謀求降低制造成本。本發(fā)明由于可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油使切換機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以，沒有必要利用另外的油壓泵等，可以減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)，謀求降低制造成本。本發(fā)明沒有必要另外設(shè)置用于供應(yīng)使油壓促動(dòng)器動(dòng)作的潤(rùn)滑油的配管等，能夠減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)。另外，第一擺臂的擺動(dòng)不會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油向油壓促動(dòng)器的供應(yīng)產(chǎn)生影響。從而，可以向油壓促動(dòng)器穩(wěn)定地供應(yīng)潤(rùn)滑油。本發(fā)明沒有另外設(shè)置用于供應(yīng)對(duì)凸輪滾柱進(jìn)行潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油的配管等，可以減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)。另外，經(jīng)由和油壓促動(dòng)器不同的油路向凸輪滾柱供應(yīng)潤(rùn)滑油。從而，可以穩(wěn)定地向凸輪滾柱供應(yīng)潤(rùn)滑油，可靠地潤(rùn)滑凸輪滾柱。本發(fā)明可以減少部件的數(shù)目和組裝的エ時(shí)。另外，可以緊湊地構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)，可以謀求節(jié)省空間。本發(fā)明通過將進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)提前，在氣缸內(nèi)使空氣絕熱膨脹，可以降低燃燒溫度。借此，可以謀求降低NOx的發(fā)生量。本發(fā)明，由于在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣量多，所以，可以使增壓器充分發(fā)揮作用。這種情況下，能夠借助所謂的早閉方式的米勒循環(huán)，降低燃燒溫度，謀求減少NOx的發(fā)生量。另夕卜，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于排氣量少，所以，不能充分發(fā)揮增壓器的功能，若在與高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)的情況同樣的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門，則向氣缸內(nèi)的空氣的壓送量減少，在這種情況下，通過將進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定得比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況晚，接近于進(jìn)氣行程后的進(jìn)氣下止點(diǎn)，能夠充分地將空氣吸入氣缸內(nèi)。從而，可以防止所發(fā)生的黑煙的増加或加速性及起動(dòng)性的惡化等性能的惡化。這樣，通過在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切換進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)，可以在防止性能的惡化的同時(shí)，謀求NOx的發(fā)生量的降低。本發(fā)明在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠可靠地吸入足夠量的空氣。從而，可以防止所發(fā)生的黑煙的増加或加速性及起動(dòng)性的惡化等性能的惡化。


圖I是表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖2是表示發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓器的連接的狀態(tài)的模式圖。圖3是表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的第一擺臂的正視剖視圖。圖4是表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的平面圖。圖5是表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的底面圖。圖6是表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的第二擺臂的正視圖。圖7是表示在第一種狀態(tài)下，第一擺臂及第ニ擺臂一起向上方擺動(dòng)的狀態(tài)的正視圖。圖8是表示在第一種狀態(tài)下，只有第一擺臂向下方擺動(dòng)的狀態(tài)的正視圖。圖9是表示在第一種狀態(tài)的進(jìn)氣門的開閉正時(shí)的圖示。(a)是表示曲柄角度和進(jìn)氣門的開閉正時(shí)的關(guān)系的圖示。(b)是表示曲柄角度與進(jìn)氣門的閥升程的關(guān)系的圖示。圖10是表示在第二種狀態(tài)下的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的第一擺臂的正視剖視圖。圖11是表示在第二種狀態(tài)下，第一擺臂及第ニ擺臂一起向上方擺動(dòng)的狀態(tài)的正視圖。圖12是表示在第二種狀態(tài)下，第一擺臂隨著第二擺臂擺動(dòng)的狀態(tài)的正視圖。圖13是表示在第二種狀態(tài)下的進(jìn)氣門的開閉正時(shí)的圖示。(a)是表示曲柄角度與進(jìn)氣門的開閉正時(shí)的關(guān)系的圖示。(b)是表示曲柄角度與進(jìn)氣門的閥升程的關(guān)系的圖示。附圖標(biāo)記說明
I發(fā)動(dòng)機(jī)2增壓器3中間冷卻器4油壓泵Ila 氣缸 16進(jìn)氣門37可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)40擺臂軸50第一擺臂60第二擺臂70推桿80閥桿90凸輪軸91第一凸輪92第二凸輪100切換機(jī)構(gòu)160控制裝置
具體實(shí)施例方式首先，利用圖I及圖2對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)I進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)I是串列地配置有多個(gè)活塞31的所謂的直列式多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，但是，在下面的說明中，為了簡(jiǎn)單起見，對(duì)其中的一個(gè)氣缸進(jìn)行說明。另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的個(gè)數(shù)及排列等，并不局限于根據(jù)本實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)I的活塞的個(gè)數(shù)及排列等。如圖I所示，發(fā)動(dòng)機(jī)I由下述部分構(gòu)成具有氣缸體11及氣缸蓋13等的發(fā)動(dòng)機(jī)本體部10 ;具有燃料噴射噴嘴21及燃料噴射泵22等的燃料供應(yīng)部20 ；以及具有活塞31及連桿32、曲軸33、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37等的運(yùn)動(dòng)部30等。在發(fā)動(dòng)機(jī)本體部10中，在氣缸體11上，以從其上表面貫通到下表面的方式沿上下方向設(shè)置氣缸11a。在氣缸Ila中嵌入具有與其內(nèi)徑大致相同的外徑的氣缸套12。氣缸套12是活塞31與其內(nèi)部滑動(dòng)接觸的大致圓管狀的構(gòu)件。氣缸蓋13由氣缸蓋螺釘14等緊固到氣缸體11的上表面上，利用氣缸套12和活塞31的上端面構(gòu)成燃燒室15。另外，在氣缸蓋13上配備有將空氣送入燃燒室15內(nèi)用的進(jìn)氣通路13a和能夠開閉該通路的進(jìn)氣門16，并且，配備有排出廢氣用的排氣通路13b和能夠開閉該通路的排氣門17。在氣缸蓋13上，對(duì)于ー個(gè)氣缸分別配置兩個(gè)進(jìn)氣門16、16及兩個(gè)排氣門17、17。兩個(gè)進(jìn)氣門16、16由進(jìn)氣連接構(gòu)件16a連接起來，兩個(gè)排氣門17、17由排氣連接構(gòu)件17a連接起來。如圖2所示，在進(jìn)氣通路13a及排氣通路13b上，設(shè)置利用發(fā)動(dòng)機(jī)I的廢氣驅(qū)動(dòng)的排氣渦輪增壓方式的增壓器2。增壓器2具有渦輪機(jī)2a及和渦輪機(jī)2a同軸安裝的壓縮機(jī)2b。渦輪機(jī)2a借助從燃燒室15經(jīng)由排氣通路13b供應(yīng)的廢氣旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)2a的旋轉(zhuǎn)被傳遞給同軸安裝的壓縮機(jī)2b，該壓縮機(jī)2b吸入并壓縮大氣，經(jīng)由進(jìn)氣通路13a供應(yīng)給燃燒室15。這樣，增壓器2以能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)I的廢氣能量向氣缸Ila內(nèi)強(qiáng)制性地送入空氣的方式構(gòu)成。另外，在進(jìn)氣通路13a的壓縮機(jī)2b的下游，安裝對(duì)通過進(jìn)氣通路13a的空氣進(jìn)行冷卻用的中間冷卻器3。通過被增壓器2壓縮而溫度上升的空氣，在通過中間冷卻器3時(shí)被冷卻，并被供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)I。如圖I所示，在燃料供應(yīng)部20，燃料噴射泵22經(jīng)由齒輪等被連動(dòng)地連動(dòng)地連接到后面描述的曲軸33上，并且，被曲軸33的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，將燃料箱的燃料壓送向燃料噴射噴嘴21。燃料噴射泵22配置在氣缸體11的側(cè)方，利用燃料管與燃料噴射噴嘴21連接。構(gòu)成燃料供應(yīng)部20的燃料噴射噴嘴21以將其前端部突出到燃燒室15內(nèi)的方式，設(shè)置在氣缸蓋13上，將燃料從設(shè)置在前端部的噴射ロ向燃燒室15內(nèi)噴射。燃料噴射噴嘴21以能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)噴射從燃料噴射泵22供應(yīng)的燃料的方式構(gòu)成。
在運(yùn)動(dòng)部30，如前面所述，活塞31可向上下方向滑動(dòng)地設(shè)置在氣缸套12的內(nèi)部?；钊?2例如利用鋁合金或鑄鐵形成大致圓筒狀。并且，在活塞31的上下方向的中途部，以與氣缸套12的軸向方向垂直交叉并且與后面描述的曲軸33的軸向方向平行地方式配備有活塞銷31a。連桿32在其上下兩端具有圓筒狀構(gòu)件。連桿32的上端可擺動(dòng)地插入配合到配備在活塞31上的活塞銷31a中。并且，連桿32的下端可轉(zhuǎn)動(dòng)地插入配合到曲軸33的曲柄銷33a 中。曲軸33在氣缸體11的下部沿著與氣缸套12的軸向方向正交的方向配置。由于曲軸33借助連桿32與活塞31連接，所以，活塞31在上下方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿32被傳遞給曲軸33，并被轉(zhuǎn)換成曲軸33的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸33被金屬蓋35可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地軸支承。金屬蓋35利用蓋螺栓35a等緊固到氣缸體11的下部?？勺儦忾T正時(shí)機(jī)構(gòu)37，為了分別開閉進(jìn)氣門16及排氣門17，具有凸輪、擺臂、推桿、閥桿等。可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37作為開閉進(jìn)氣門16用的機(jī)構(gòu)，具有凸輪軸90、第一擺臂50、推桿70、閥桿80等，與曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)連動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)，開閉進(jìn)氣門16。凸輪軸90與曲軸33的軸向方向平行地配置，經(jīng)由齒輪等連動(dòng)地連接到曲軸33上。借助曲軸33的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，凸輪軸90被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)形成在凸輪軸90上的第一凸輪91及第ニ凸輪92 (參照?qǐng)D3)的凸輪輪廓，第一擺臂50擺動(dòng)。推桿70從氣缸體11的內(nèi)部貫通氣缸蓋13向上方伸出。推桿70的下端連接到第ー擺臂50上，其上端被連接到閥桿80的一端。閥桿80被以和凸輪軸90平行的方式配置的閥桿軸81可擺動(dòng)地支承。閥桿80的另一端被連接到配置在進(jìn)氣門16的上端的進(jìn)氣連接構(gòu)件16a上。另外，排氣門17用的凸輪也形成在凸輪軸90上，根據(jù)該凸輪的凸輪輪廓，圖中未示出的擺臂擺動(dòng)，經(jīng)由圖中未示出的推桿及閥桿，被連接到配置在排氣門17的上端的排氣連接構(gòu)件17a上。其次，簡(jiǎn)單地說明在發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)I是在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)由進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程、排氣行程四個(gè)行程構(gòu)成的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)曲軸33旋轉(zhuǎn)兩圈時(shí)，全部行程完畢。另外，當(dāng)凸輪軸90旋轉(zhuǎn)ー圈時(shí)，全部行程完畢。進(jìn)氣行程是ー方面將配備在氣缸蓋13上的排氣門17關(guān)閉，另一方面將進(jìn)氣門16開啟并使活塞31向下方滑動(dòng)，借此，經(jīng)由進(jìn)氣通路13a從發(fā)動(dòng)機(jī)I的外部向氣缸Ila內(nèi)吸入空氣的行程。在進(jìn)氣行程，向燃燒室15內(nèi)供應(yīng)被增壓器2壓縮且被中間冷卻器3冷卻的空氣。壓縮行程是在關(guān)閉排氣門17的狀態(tài)下關(guān)閉進(jìn)氣門16、并且使活塞31向上方滑動(dòng)，借此，將氣缸Ila內(nèi)的空氣壓縮的行程。當(dāng)從燃料噴射噴嘴21向被該壓縮行程壓縮而變成高溫、高壓的空氣中噴射燃料時(shí)，燃料在燃燒室15內(nèi)分散，并開始燃燒。當(dāng)燃料燃燒時(shí)，燃燒室15內(nèi)的壓カ上升。
膨脹行程是借助在壓縮行程中在燃燒室15內(nèi)上升的壓力，再次將活塞31壓向下方的行程。這樣，通過壓下活塞31，給予曲軸33驅(qū)動(dòng)力。排氣行程是在關(guān)閉進(jìn)氣門16的狀態(tài)下開啟排氣門17，并且使活塞31向上方滑動(dòng)，借此，將氣缸Ila內(nèi)的廢氣經(jīng)由排氣通路13b向外部排出的行程。該廢氣在排氣通路13b的途中通過增壓器2的渦輪機(jī)2a，使該渦輪機(jī)2a旋轉(zhuǎn)。在上述各個(gè)行程中的進(jìn)氣門16及排氣門17的開閉，借助于可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)17與曲軸33的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)連動(dòng)地進(jìn)行。借此，在上述各個(gè)行程，可以在各個(gè)規(guī)定的正時(shí)進(jìn)行進(jìn)氣門16及排氣門17的開閉。其次，對(duì)于可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖3至圖6所示，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37在規(guī)定的正時(shí)開閉進(jìn)氣門16，并且，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)切換該進(jìn)氣門16的開閉正吋。可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37具有擺臂軸40、第一擺臂50、第二擺臂60、推桿70、凸輪軸90、切換機(jī)構(gòu)100等。如圖3至圖5所示，擺臂軸40是與曲軸33的軸向方向(下面，將曲軸33的軸向方向定義為“前后方向”進(jìn)行說明)平行地橫架于氣缸體11上的圓柱狀的構(gòu)件。第一擺臂50是形成大致長(zhǎng)方體狀的構(gòu)件，將其長(zhǎng)度方向作為左右方向進(jìn)行配置。第一擺臂50的長(zhǎng)度方向的中央下表面形成凹狀。在第一擺臂50的長(zhǎng)度方向的一端(左端)，沿前后方向形成第一貫通孔50a。第一貫通孔50a插入貫通擺臂軸40，第一擺臂50被可擺動(dòng)地支承在擺臂軸40上。在第一擺臂50的長(zhǎng)度方向上另一端(右端)的下部，形成第一槽部50b。并且，作為凸輪滾柱的第一凸輪滾柱52以比第一擺臂50的另一端的下表面向下方突出的方式設(shè)置在第一槽部50b內(nèi)，并且被前后方向的第一滾柱軸51可自由旋轉(zhuǎn)地支承。在第一擺臂50的另一端的上表面，安裝著形成有向上凹入的半球面狀的凹部的桿支承構(gòu)件53。如圖4至圖6所示，第二擺臂60是形成大致長(zhǎng)方體狀的構(gòu)件，將其長(zhǎng)度方向作為左右方向，與第一擺臂50前后并列地配置。在第二擺臂60的長(zhǎng)度方向的一端，沿前后方向形成第二貫通孔60a。擺臂軸40插入貫通第二貫通孔60a，以第二擺臂60與第一擺臂50鄰接的狀態(tài)，可擺動(dòng)地被支承在擺臂軸40上。在第二擺臂60的長(zhǎng)度方向的另一端的下部，形成第二槽部60b。并且，第二凸輪滾柱62以比第二擺臂60的另一端的下表面向下方突出的方式設(shè)置在第二槽部60b內(nèi)，并且被前后方向的第二滾柱軸61可自由旋轉(zhuǎn)地支承。如圖I及圖3所示，推桿70是大致圓柱狀的構(gòu)件，將第一擺臂50和閥桿80連動(dòng)地連接。推桿70的下端形成半球面狀，可擺動(dòng)地嵌于第一擺臂50的桿支承構(gòu)件53的凹部。推桿70的上端可擺動(dòng)地嵌于閥桿80的一端。如圖I所示，閥桿80將推桿70與進(jìn)氣連接構(gòu)件16a連接起來。閥桿80可擺動(dòng)地被支承在沿前后方向橫架的閥桿軸81上。閥桿80的一端被連接到推桿70的上端，另一端被連接到進(jìn)氣連接構(gòu)件16a上。如圖3及圖6所示，凸輪軸90在第一擺臂50及第ニ擺臂60的長(zhǎng)度方向的另一端的下方，沿前后方向延長(zhǎng)地配置。凸輪軸90經(jīng)由齒輪等連動(dòng)地連接到曲軸33上，借助曲軸33的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在凸輪軸90上，在軸向方向(前后方向)上，隔開規(guī)定的間隔地形成第一凸輪91、以及凸輪輪廓與第一凸輪91不同的第二凸輪92。第一凸輪91以從其下方抵接第ー擺臂50的第一凸輪滾柱52的方式配置在凸輪軸90上。第二凸輪92以從其下方抵接第ニ擺臂60的第二凸輪滾柱62的方式配置在凸輪軸90上。 如圖3至圖5所示，切換機(jī)構(gòu)100用于切換第一擺臂50及第ニ擺臂60的動(dòng)作狀態(tài)，從而切換進(jìn)氣門16的開閉正吋。切換機(jī)構(gòu)100具有電磁切換閥110、止回閥120、油壓活塞130、切換閥140、支承構(gòu)件150及控制裝置160等，由形成在這些部件、擺臂軸40及第ー擺臂50上的油路構(gòu)成。如圖4所示，電磁切換閥110，是在接收了控制信號(hào)的情況下，將吸入口和排出ロ連通，在沒有接收控制信號(hào)的情況下，將吸入口和排出ロ隔斷的閥。電磁切換閥110的吸入ロ被連接到作為被曲軸33驅(qū)動(dòng)的潤(rùn)滑油供應(yīng)機(jī)構(gòu)的油壓泵4上。油壓泵4吸入、壓送貯存在圖中未示出的集油盤中的潤(rùn)滑油。由油壓泵4壓送的潤(rùn)滑油，被供應(yīng)給電磁切換閥110的吸入ロ，并且，經(jīng)由圖中未示出的油路，被供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)I的各個(gè)部分(例如，閥桿81及曲柄銷33a等)，潤(rùn)滑各個(gè)部分。在擺臂軸40上，形成第一油路40a、第二油路40b、第一外周油路40c、第二外周油路40d、第三外周油路40e以及第四外周油路40f。第一油路40a及第ニ油路40b與其軸向方向平行地前后并列地形成在擺臂軸40的內(nèi)部。第一外周油路40c、第二外周油路40d以及第三外周油路40e，在擺臂軸40的外周面中的與第一擺臂50的第一貫通孔50a的內(nèi)周面相對(duì)向的位置，在各自的軸向方向上隔開規(guī)定間隔地形成環(huán)狀。第四外周油路40f在擺臂軸40的外周面中的與第二擺臂60的第二貫通孔60a的內(nèi)周面相對(duì)向的位置形成環(huán)狀。第一油路40a與第一外周油路40c及第ニ外周油路40d連通連接，不與第二油路40b連通連接。第二油路40b與第三外周油路40e及第四外周油路40f連通連接。另外，第一油路40a與電磁切換閥110的排出ロ連通連接。第二油路40b經(jīng)由圖中未示出的油路與油壓泵4連通連接。S卩，第一油路40a和第二油路40b經(jīng)由分開的油路與油壓泵4連通連接。如圖3及圖4所示，在第一擺臂50上，形成作為滾柱潤(rùn)滑用油路的第一滾柱潤(rùn)滑用油路50c、作為油壓促動(dòng)器工作用油路的活塞動(dòng)作用油路50d、活塞孔50e、切換閥孔50f、以及切換用油路50g。第一滾柱潤(rùn)滑用油路50c在第一擺臂50的內(nèi)部沿著該第一擺臂50的長(zhǎng)度方向形成。第一滾柱潤(rùn)滑用油路50c的一端與擺臂軸40的第三外周油路40e連通，其另一端與第ー擺臂50的第一槽部50b中的第一凸輪滾柱52的上方連通?；钊麆?dòng)作用油路50d在第一擺臂50的內(nèi)部沿著該第一擺臂50的長(zhǎng)度方向形成?；钊麆?dòng)作用油路50d的一端與擺臂軸40的第二外周油路40d連通，其另一端與第一擺臂50的第一槽部50b連通。在活塞動(dòng)作用油路50的中途部設(shè)置止回閥120、油壓活塞130以及切換閥140。止回閥120使?jié)櫥椭粡牡谝煌庵苡吐?0c側(cè)向第一槽部50b側(cè)流動(dòng)，防止?jié)櫥蛷牡谝徊鄄?0b側(cè)向第一外周油路40c側(cè)流動(dòng)。油壓活塞130是配置在形成于第一擺臂50的止回閥120與第一槽部50b之間的活塞孔50e中的油壓促動(dòng)器。活塞孔50e構(gòu)成活塞動(dòng)作用油路50d的一部分，是向第一擺臂50的下方敞開地形成的圓柱狀的孔。油壓活塞130具有半球面狀的底部，可在上下方向上滑動(dòng)地配置在活塞孔50e內(nèi)。切換閥140配置在形成于第一擺臂50的活塞孔50e與第一槽部50b之間的切換閥孔50f內(nèi)。切換閥孔50f構(gòu)成活塞動(dòng)作用油路50d及切換用油路50g的一部分，是向第ー擺臂50的上方敞開地形成的圓柱狀的孔。切換閥140可在上下方向上滑動(dòng)地配置在切 換閥孔50f中，被彈簧54向上方加載。切換閥孔50f的上端部被螺栓55閉塞。切換閥140在被彈簧54的加載カ向上方滑動(dòng)的情況下，與活塞動(dòng)作用油路50d連通，可以使?jié)櫥蛷幕钊?0e向第一槽部50b流動(dòng)。切換用油路50g在第一擺臂50的內(nèi)部沿著該第一擺臂50的長(zhǎng)度方向形成。切換用油路50g的一端與擺臂軸40的第一外周油路40c連通，其另一端與切換閥孔50f中的切換閥140的上方附近連通。如圖4及圖6所示，在第二擺臂60上形成第二滾柱潤(rùn)滑用油路60c。第二滾柱潤(rùn)滑用油路60c在第二擺臂60的內(nèi)部沿著該第二擺臂60的長(zhǎng)度方向形成。第二滾柱潤(rùn)滑用油路60c的一端與擺臂軸40的第四外周油路40f連通，其另一端與第ニ擺臂60的第二槽部60b中的第二凸輪滾柱62的上方連通。如圖5及圖6所示，支承構(gòu)件150是安裝在第二擺臂60的下表面的板狀構(gòu)件。支承構(gòu)件150從第二擺臂60的下方向前方一直伸出到第一擺臂50的下方。支承構(gòu)件150的伸出端部在底面視圖中與第一擺臂50的活塞孔50e重合，與第一擺臂50的下表面的凹入部分對(duì)向地配置。如圖4所示，控制裝置160是基于各種信號(hào)及程序等控制電磁切換閥110的裝置?？刂蒲b置160由中央處理裝置、存儲(chǔ)裝置等構(gòu)成?？刂蒲b置160與燃料噴射量檢測(cè)機(jī)構(gòu)161、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)162、電磁切換閥110連接。燃料噴射量檢測(cè)機(jī)構(gòu)161是檢測(cè)從燃料噴射噴嘴21噴射到燃燒室15的燃料的量(燃料噴射量)的機(jī)構(gòu)。具體地說，燃料噴射量檢測(cè)機(jī)構(gòu)161是檢測(cè)對(duì)燃料噴射噴嘴21噴射的燃料的量進(jìn)行調(diào)節(jié)的齒條的位置的齒條位置傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)162是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)。在控制裝置160中存儲(chǔ)輸出映射圖，所述輸出映射圖用于由利用燃料噴射量檢測(cè)機(jī)構(gòu)161檢測(cè)出來的燃料噴射量和利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)162檢測(cè)出來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出?？刂蒲b置160基于燃料噴射量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及輸出映射圖計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I是以高輸出(高負(fù)荷)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，還是以低輸出(低負(fù)荷)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。事前通過實(shí)驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算等決定用于區(qū)別高負(fù)荷與低負(fù)荷用的閾值?？刂蒲b置160在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)I以高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，不向電磁切換閥110發(fā)送控制信號(hào)，將電磁切換閥Iio的吸入口和排出ロ隔斷。另外，控制裝置160在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)I以低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，向電磁切換閥110發(fā)送控制信號(hào)，將電磁切換閥110的吸入ロ和排出ロ連通。其次，對(duì)于如上所述構(gòu)成的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37的動(dòng)作形式進(jìn)行說明。首先，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)I以高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。控制裝置160在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)I以高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，隔斷電磁切換閥110的吸入口和排出ロ(下面，將這種狀態(tài)記為“第一狀態(tài)”)。從而，來自于油壓泵4的潤(rùn)滑油不被供應(yīng)給擺臂軸40的第一油路40a。另ー方面，由于油壓泵4經(jīng)由圖中未示出的油路與擺臂軸40的第二油路40b連通，所以，來自于油壓泵4的潤(rùn)滑油經(jīng)由第二油路40b被供應(yīng)給第三外周油路40e及第四外周油路40f。被供應(yīng)給第三外周油路40e的潤(rùn)滑油經(jīng)由第一擺臂50的第一滾柱潤(rùn)滑用油路50c被向第一槽部50b供應(yīng)，潤(rùn)滑第一凸輪滾柱52。另外，被供應(yīng)給第四外周油路40f的潤(rùn)滑油經(jīng)由第二擺臂60的第二滾柱潤(rùn)滑用油路60c向第二槽部60b供應(yīng)，潤(rùn)滑第二凸輪滾柱62。 若在這種狀態(tài)下凸輪軸90旋轉(zhuǎn)，則由于第一凸輪滾柱52 —邊與第一凸輪91抵接一邊旋轉(zhuǎn)，所以，第一擺臂50按照第一凸輪91的凸輪輪廓以擺臂軸40為支點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)。另夕卜，由于第二凸輪滾柱62—邊與第二凸輪92抵接ー邊旋轉(zhuǎn)，所以，第二擺臂60按照第二凸輪92的輪廓以擺臂軸40為支點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)。這里，利用圖3及圖6，對(duì)于第一凸輪91和第二凸輪92的凸輪輪廓進(jìn)行說明。第ー凸輪91的凸部91a具有前斜面91b和后斜面91c。另外，第二凸輪92的凸部92a具有前斜面92b和后斜面92c。前斜面91b和前斜面92b以在正視圖中大致一致的方式形成。前斜面92b與后斜面92c的間隔形成得比前斜面91b與后斜面91c的間隔大。如圖7所示，第一凸輪滾柱52及第ニ凸輪滾柱62，若在分別與前斜面91b及前斜面92b抵接的狀態(tài)下第一凸輪91及第ニ凸輪92在空白箭頭的方向上旋轉(zhuǎn)，則第一擺臂50及第ニ擺臂60按照前斜面91b及前斜面92的形狀首先同時(shí)向上方擺動(dòng)。在第一擺臂50向上方擺動(dòng)的情況下，進(jìn)氣門16經(jīng)由推桿70、閥桿80及進(jìn)氣連接構(gòu)件16a開啟(參照?qǐng)DI)。之后，如圖8所示，當(dāng)?shù)谝煌馆?1及第ニ凸輪92在空白箭頭的方向上進(jìn)ー步旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)后斜面91c的形狀，第一擺臂50比第二擺臂60先向下方擺動(dòng)。這時(shí)，第一擺臂50不用與比其下面的凹入部分更向上方照樣擺動(dòng)的第二擺臂60的支承構(gòu)件150接觸，不會(huì)妨礙向比該支承構(gòu)件150更下方的擺動(dòng)。在第一擺臂50向下方擺動(dòng)之后，根據(jù)后斜面92c的形狀，第二擺臂60向下方擺動(dòng)。在第一擺臂50向下方擺動(dòng)了的情況下，進(jìn)氣門16被關(guān)閉(參照?qǐng)DI)。即，第一擺臂50和第二擺臂60各自動(dòng)作，無(wú)論第二擺臂60的動(dòng)作如何，第一擺臂50的動(dòng)作決定進(jìn)氣門16的關(guān)閉正吋。如圖9所示，以下述方式設(shè)定第一凸輪91的凸輪輪廓，S卩，在比活塞31的進(jìn)氣行程中的上止點(diǎn)(下面記為“進(jìn)氣上止點(diǎn)”)T早的正時(shí)(SI)開始進(jìn)氣門16的開啟，在活塞31的進(jìn)氣上止點(diǎn)T，進(jìn)氣門16的閥升程變成最大，另外，在比活塞31的進(jìn)氣行程中的下止點(diǎn)(下面記為“進(jìn)氣下止點(diǎn)”)B早的正時(shí)開始進(jìn)氣門16的關(guān)閉，在比活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)(S2)完全關(guān)閉進(jìn)氣門16。即，通過按照第一凸輪91的凸輪輪廓開閉進(jìn)氣門16，可以實(shí)現(xiàn)所謂的早閉方式的米勒循環(huán)。其次，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)I以低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。
圖10所示，控制裝置160在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)I以低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，將電磁切換閥110的吸入口和排出ロ連通(下面，將這種狀態(tài)記為“第二狀態(tài)”)。從而，來自于油壓泵4的潤(rùn)滑油被供應(yīng)給擺臂軸40的第一油路40a。被向第一油路40a供應(yīng)的潤(rùn)滑油，分別地，經(jīng)由第一外周油路40c向切換用油路50g供應(yīng)，經(jīng)由第二外周油路40d向活塞動(dòng)作用油路50d供應(yīng)。另外，由于油壓泵4經(jīng)由圖中未示出的油路與擺臂軸40的第二油路40b連通，所以，和第一狀態(tài)的情況ー樣，潤(rùn)滑油被向第一槽部50b及第ニ槽部60b供應(yīng)，對(duì)第一凸輪滾柱52及第ニ凸輪滾柱62進(jìn)行潤(rùn)滑。被向切換用油路50g供應(yīng)的潤(rùn)滑油，被供應(yīng)到切換閥孔50f的切換閥140的上方，即，被供應(yīng)到切換閥140與螺栓55之間。從而，切換閥140被該潤(rùn)滑油向下方推壓，當(dāng)該推壓カ超過彈簧54的加載カ時(shí)，該切換閥140反抗彈簧54的加載カ向下方滑動(dòng)。當(dāng)切換閥140向下方滑動(dòng)時(shí)，將活塞動(dòng)作用油路50d閉塞，隔斷從活塞孔50e向第一槽部50b的潤(rùn)滑油的流動(dòng)。被供應(yīng)給活塞動(dòng)作用油路50d的潤(rùn)滑油，經(jīng)由止回閥120被供應(yīng)給活塞孔50e。在 活塞動(dòng)作用油路50d之中，從活塞孔50e到第一槽部50b的部分，被切換閥140閉塞，因而，利用被供應(yīng)給活塞孔50e的潤(rùn)滑油將油壓活塞130向下方推壓。被潤(rùn)滑油推壓的油壓活塞130向下方滑動(dòng)，從第一擺臂50的下表面突出。油壓活塞130的下端一直突出到與安裝在第二擺臂60上的支承構(gòu)件150的上表面抵接為止。在電磁切換閥110的吸入口和排出ロ被控制裝置160連通的期間，油壓活塞130被保持在從第一擺臂50的下表面突出的狀態(tài)。如圖11所示，在這種狀態(tài)下，當(dāng)凸輪軸90旋轉(zhuǎn)吋，由于第一凸輪滾柱52 —邊與第ー凸輪91抵接ー邊旋轉(zhuǎn)，所以，第一擺臂50根據(jù)第一凸輪91的凸輪輪廓以擺臂軸40為支點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)。另外，由于第二凸輪滾柱62 —邊與第二凸輪92抵接ー邊旋轉(zhuǎn)，所以，第二擺臂60根據(jù)第二凸輪92的凸輪輪廓以擺臂軸40為支點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)。在第一凸輪滾柱52及第ニ凸輪滾柱62分別與前斜面91b及前斜面92b抵接的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)谝煌馆?1及第ニ凸輪92沿空白箭頭的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一擺臂50及第ニ擺臂60按照前斜面91b及前斜面92b的形狀，首先同時(shí)向上方擺動(dòng)。在第一擺臂50向上方擺動(dòng)的情況下，經(jīng)由推桿70、閥桿80及進(jìn)氣連接構(gòu)件16a，開啟進(jìn)氣門16 (參照?qǐng)DI)。之后，如圖12所示，第一凸輪滾柱52靠近后斜面91c，但是，由于油壓活塞130與支承構(gòu)件150抵接，所以，第一凸輪滾柱52脫離第一凸輪91，第一擺臂50不能按照后斜面91c的形狀向下方擺動(dòng)。在這種狀態(tài)下，第一擺臂50隨著第二擺臂60的擺動(dòng)而進(jìn)行擺動(dòng)。即，當(dāng)?shù)诙[臂60按照后斜面92c的形狀向下方擺動(dòng)時(shí)，伴隨著該第二擺臂60的擺動(dòng)，第ー擺臂50也向下方擺動(dòng)。在第一擺臂50向下方擺動(dòng)的情況下，進(jìn)氣門16被關(guān)閉(參照?qǐng)DI)。即，在進(jìn)氣門16關(guān)閉時(shí)，第一擺臂50和第二擺臂60成一體地動(dòng)作，第二擺臂60的動(dòng)作決定進(jìn)氣門16的關(guān)閉正吋。如圖13所示，以下述方式設(shè)定第二凸輪92的凸輪輪廓，即，在比活塞31的進(jìn)氣上止點(diǎn)T早的正時(shí)(SI)開始進(jìn)氣門16的開啟，在活塞31的進(jìn)氣上止點(diǎn)T，進(jìn)氣門16的閥提升量變成最大，另外，在活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B附近，開始進(jìn)氣門16的關(guān)閉，在此后(S3)，完全關(guān)閉進(jìn)氣門16。另外，在本實(shí)施形式中，在活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B附近開始進(jìn)氣門16的關(guān)閉，但是，本發(fā)明并不局限于此。即，也可以在活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B，開始進(jìn)氣門16的關(guān)閉。
如上所述，控制裝置160，通過在發(fā)動(dòng)機(jī)I高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，切換到第一狀態(tài)，在發(fā)動(dòng)機(jī)I低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下切換到第二狀態(tài)，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，變更進(jìn)氣門16的關(guān)閉正吋。其結(jié)果是，在發(fā)動(dòng)機(jī)I高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使進(jìn)氣門16在比進(jìn)氣下止點(diǎn)早的正時(shí)關(guān)閉(早閉方式的米勒循環(huán))，空氣也通過增壓器2的驅(qū)動(dòng)而被充分地向氣缸Ila內(nèi)吸入。另ー方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)I低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣量少，和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比，增壓器2的功能降低，所以，假定在和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)同樣的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門16，則空氣不被充分地向氣缸Ila內(nèi)吸入。但是，在本實(shí)施形式中，由于進(jìn)氣門16在比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)晚的正時(shí)關(guān)閉，更詳細(xì)地說，在進(jìn)氣下止點(diǎn)附近關(guān)閉，所以，進(jìn)氣正時(shí)比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)延遲，空氣被向氣缸Ila內(nèi)充分地吸入。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)I高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，被吸入氣缸Ila內(nèi)的空氣都能夠被確保達(dá)到必要的量。如上所述，根據(jù)本實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)1，是配備有能夠變更進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37的發(fā)動(dòng)機(jī)I，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37包括與曲軸33連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的凸輪軸90;設(shè)置在凸輪軸90上，凸輪輪廓相互不同的第一凸輪91及第ニ凸輪92;與第一凸輪91抵接，隨著第一凸輪91的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第一擺臂50 ;與第二凸輪92抵接，隨著第二凸輪92的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第二擺臂60 ;連接到第一擺臂50上，使第一擺臂50與進(jìn) 氣門16相關(guān)聯(lián)的推桿70 ;能夠?qū)κ沟谝粩[臂50隨著第一凸輪91的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)的第一狀態(tài)和與第二擺臂60 —起隨著第二凸輪92的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第二狀態(tài)進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu) 100。借助這種結(jié)構(gòu)，利用凸輪輪廓相互不同的第一凸輪91或第二凸輪92開閉進(jìn)氣門16，可以將進(jìn)氣門16的開閉正時(shí)變更成對(duì)應(yīng)于各個(gè)凸輪的正吋。例如，如本實(shí)施形式那樣，可以將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)變更成比活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)、或活塞31的進(jìn)氣下止點(diǎn)B附近之中的任何ー種。在這種情況下，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)切換進(jìn)氣門16的開閉正時(shí)，可以謀求減少部件的數(shù)目及組裝エ時(shí)，降低制造成本。另外，通過減少部件數(shù)目及組裝エ時(shí)，可以謀求抑制尺寸誤差及組裝時(shí)的差錯(cuò)的發(fā)生，從而謀求作為發(fā)動(dòng)機(jī)整體的可靠性的提聞。另外，切換機(jī)構(gòu)100具有安裝在第二擺臂60上的支承構(gòu)件150 ;以及安裝在第一擺臂50上，通過與支承構(gòu)件150接觸，使第一擺臂50脫離第一凸輪91，并且能夠和第二擺臂60成一體地動(dòng)作的油壓活塞130。借助這樣構(gòu)成，可以簡(jiǎn)單地構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)100。從而，能夠減少部件數(shù)目及組裝エ時(shí)，可以謀求降低制造成本。另外，切換機(jī)構(gòu)100利用供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部分的潤(rùn)滑油，使油壓活塞130動(dòng)作。通過這樣構(gòu)成，由于可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)I的潤(rùn)滑油使切換機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以，沒有必要利用另外的油壓泵等，能夠減少部件的數(shù)目及減少組裝エ時(shí)，可以謀求制造成本的降低。另外，使油壓活塞130動(dòng)作的潤(rùn)滑油，經(jīng)由形成在第一擺臂50上的活塞動(dòng)作用油路50d、以及形成在可擺動(dòng)地支承第一擺臂50的擺臂軸40上的第一油路40a，供應(yīng)給油壓活塞130。通過這樣構(gòu)成，沒有必要另外設(shè)置用于供應(yīng)使油壓活塞130動(dòng)作的潤(rùn)滑油的配管等，可以減少部件數(shù)目及組裝エ吋。這里，假定在向油壓活塞130供應(yīng)潤(rùn)滑油的供應(yīng)結(jié)構(gòu)，以將配管等從第一擺臂50的外部與形成在第一擺臂50上的活塞動(dòng)作用油路50d連接，經(jīng)由這些配管及活塞動(dòng)作用油路50d將潤(rùn)滑油供應(yīng)給油壓活塞130的方式構(gòu)成的情況下，存在著由于第一擺臂50的擺動(dòng)，配管等脫落、變形或者破損的擔(dān)憂。另ー方面，在為了與第一擺臂50的擺動(dòng)相對(duì)應(yīng)，以將具有柔性的配管等與活塞動(dòng)作用油路50d連接的方式構(gòu)成的情況下，在第一擺臂50擺動(dòng)時(shí)，配管等追隨第一擺臂50而移動(dòng)彎曲，其內(nèi)部的油路形狀變形。因此，存在著不能穩(wěn)定地將潤(rùn)滑油供應(yīng)給油壓活塞130的擔(dān)憂。另外，存在著由于第一擺臂50的擺動(dòng)而使配管等脫落的擔(dān)憂。但是，在根據(jù)本實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于向油壓活塞130供應(yīng)潤(rùn)滑油的供應(yīng)結(jié)構(gòu)以下述方式構(gòu)成，即，將形成在可擺動(dòng)地支承第一擺臂50的擺臂軸40上的第一油路40a與活塞動(dòng)作用油路50d連接，經(jīng)由所述第一油路40a及活塞動(dòng)作用油路50 d將潤(rùn)滑油供應(yīng)給油壓活塞130，所以，即使第一擺臂50擺動(dòng)，第一油路40a的油路形狀也能夠被保持恒定。即，潤(rùn)滑油向油壓活塞130的供應(yīng)，不受第一擺臂50的擺動(dòng)的影響。從而，可以穩(wěn)定地向油壓活塞130供應(yīng)潤(rùn)滑油。另外，第一擺臂50，具有被可自由旋轉(zhuǎn)地支承并且與第一凸輪91抵接的第一凸輪滾柱52，潤(rùn)滑第一凸輪滾柱52的潤(rùn)滑油，經(jīng)由與活塞動(dòng)作用油路50d分開地形成在第一擺臂50上的第一滾柱潤(rùn)滑用油路50c、以及與第一油路40a分開地形成在擺臂軸40上的第二油路40b，被供應(yīng)給第一凸輪滾柱52。通過這樣構(gòu)成，沒有必要另外設(shè)置用于供應(yīng)潤(rùn)滑第一凸輪滾柱52的潤(rùn)滑油的配管等，可以減少部件數(shù)目及組裝エ吋。另外，潤(rùn)滑油經(jīng)由和油壓活塞130不同的油路被供應(yīng)給第一凸輪滾柱52。因此，在向第一凸輪滾柱52供應(yīng)潤(rùn)滑油的供應(yīng)結(jié)構(gòu)以經(jīng)由和油壓活塞130相同的油路向第一凸輪滾柱52供應(yīng)潤(rùn)滑油的方式構(gòu)成的情況下，存在著在該油路中，潤(rùn)滑油的流動(dòng)被油壓活塞130的動(dòng)作狀態(tài)所阻礙的擔(dān)憂，但是，在本實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)中，消除了這種擔(dān)憂。從而，能夠穩(wěn)定地向第一凸輪滾柱52供應(yīng)潤(rùn)滑油，能夠可靠地潤(rùn)滑第一凸輪滾柱52。另外，將切換油壓活塞130的動(dòng)作用的切換閥140安裝在第一擺臂50上。通過這樣構(gòu)成，可以減少部件數(shù)目及組裝エ吋。另外，可以緊湊地構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)，可以謀求節(jié)省空間。另外，在第一凸輪91的凸輪輪廓或第二凸輪92的凸輪輪廓中，至少其中一個(gè)的凸輪輪廓被設(shè)定成在比進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門16。通過這樣構(gòu)成，通過將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)提前，可以在氣缸Ila內(nèi)使空氣絕熱膨脹，降低燃燒溫度。借此，可以謀求減少NOx的產(chǎn)生量。另外，根據(jù)本實(shí)施形式的帶增壓器2的發(fā)動(dòng)機(jī)1，是配備有改變進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37、和利用廢氣能量將空氣強(qiáng)制性地送入氣缸Ila內(nèi)的增壓器2的發(fā)動(dòng)機(jī)1，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37，在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)晚的正時(shí)。通過這樣構(gòu)成，由于在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣量多，所以，可以使增壓器2充分發(fā)揮作用。在這種情況下，可以謀求利用所謂的早閉方式的米勒循環(huán)降低燃燒溫度，謀求降低NOx的產(chǎn)生量。另外，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于排氣量少，所以，增壓器2不能充分發(fā)揮作用，當(dāng)在和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況同樣的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門16時(shí)，向氣缸Ila內(nèi)的空氣的壓送量減少，但是，在這種情況下，通過將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定得比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況晚，以接近進(jìn)氣行程后的進(jìn)氣下止點(diǎn)B，可以向氣缸Ila內(nèi)充分地吸入空氣。從而，可以防止產(chǎn)生的黑煙的増加、及加速性及起動(dòng)性惡化等性能的惡化。這樣，通過在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切換進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)，可以ー邊防止性能惡化，一邊謀求NOx的產(chǎn)生量的降低。另外，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定在進(jìn)氣下止點(diǎn)B附近。通過這樣構(gòu)成，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠可靠地吸入足夠量的空氣。從而，可以防止產(chǎn)生的黑煙的増加、及加速性及起動(dòng)性惡化等性能的惡化。另外，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37包括與曲軸33連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的凸輪軸90 ;設(shè)置在凸輪軸90上，凸輪輪廓相互不同的第一凸輪91及第ニ凸輪92 ;與第一凸輪91抵接，隨著第一凸輪91的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第一擺臂50 ;與第二凸輪92抵接，隨著第二凸輪92的旋轉(zhuǎn)而 進(jìn)行擺動(dòng)的第二擺臂60 ;連接到第一擺臂50上，使第一擺臂50和進(jìn)氣門16相關(guān)聯(lián)的推桿70 ;能夠?qū)κ沟谝粩[臂50隨著第一凸輪91的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第一狀態(tài)和與第二擺臂60一起隨著第二凸輪92的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第二狀態(tài)進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)100 ;基于第一凸輪91的凸輪輪廓及第ニ凸輪92的凸輪輪廓，設(shè)定進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)。通過這樣構(gòu)成，能夠利用凸輪輪廓相互不同的第一凸輪91或第二凸輪92開閉進(jìn)氣門16，將進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)適當(dāng)?shù)刈兏稍诟哓?fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同的正吋。借此，可以在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)謀求減少NOx的產(chǎn)生量，并且，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)I的性能的惡化。另外，在這種情況下，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)切換進(jìn)氣門16的開閉正時(shí)，可以減少部件的數(shù)目和組裝エ時(shí)，謀求降低制造成本。另外，在本實(shí)施形式中，以在比進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門16的方式，設(shè)定第一凸輪91的凸輪輪廓，但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以以比進(jìn)氣下止點(diǎn)B早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門16的方式，設(shè)定第二凸輪92的凸輪輪廓。另外，在本實(shí)施形式中，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37，在第一狀態(tài)，作為實(shí)現(xiàn)所謂的早閉方式的米勒循環(huán)的機(jī)構(gòu)，但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以制成實(shí)現(xiàn)遲閉方式的米勒循環(huán)的結(jié)構(gòu)，通過任意地設(shè)定第一凸輪91及第ニ凸輪92的凸輪輪廓，可以任意地設(shè)定進(jìn)氣門16的關(guān)閉正時(shí)。另外，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)37并不局限于根據(jù)本實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)，例如，也可以制成利用油壓等變更第一凸輪91或第二凸輪92相對(duì)于凸輪軸90的安裝角度的方式構(gòu)成等。另外，在本實(shí)施形式中，控制裝置160根據(jù)燃料噴射量檢測(cè)機(jī)構(gòu)161及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)162的檢測(cè)值，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，還是在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài))，但是，本發(fā)明并不局限于此。例如，也可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣量，根據(jù)該排氣量判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。エ業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以在采用比活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)的正時(shí)早的正時(shí)或晚的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門的所謂的米勒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中加以利用。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)配備有能夠變更進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其中， 所述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)具有 凸輪軸，所述凸輪軸與曲軸連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)， 第一凸輪及第二凸輪，所述第一凸輪及第二凸輪設(shè)置在所述凸輪軸上，且凸輪輪廓彼此不同， 第一擺臂，所述第一擺臂與所述第一凸輪抵接，并隨著所述第一凸輪的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)， 第二擺臂，所述第二擺臂與所述第二凸輪抵接，并隨著所述第二凸輪的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)， 推桿，所述推桿連接到所述第一擺臂上，使所述第一擺臂和所述進(jìn)氣門相關(guān)聯(lián)， 切換機(jī)構(gòu)，所述切換機(jī)構(gòu)能夠?qū)κ顾龅谝粩[臂隨著所述第一凸輪的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)的第一狀態(tài)和與所述第二擺臂一起隨著所述第二凸輪的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)的第二狀態(tài)進(jìn)行切換。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述切換機(jī)構(gòu)包括 支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件安裝在所述第二擺臂上， 油壓促動(dòng)器，所述油壓促動(dòng)器安裝在所述第一擺臂上，通過與所述支承構(gòu)件抵接，能夠使所述第一擺臂從所述第一凸輪離開，并且，能夠與所述第二擺臂成一體地動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述切換機(jī)構(gòu)利用供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部分的潤(rùn)滑油使所述油壓促動(dòng)器動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，使所述油壓促動(dòng)器動(dòng)作的潤(rùn)滑油，經(jīng)由形成在所述第一擺臂上的油壓促動(dòng)器動(dòng)作用油路、以及形成在可擺動(dòng)地支承所述第一擺臂的擺臂軸上的第一油路，被供應(yīng)給所述油壓促動(dòng)器。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述第一擺臂具有被可自由旋轉(zhuǎn)地支承并且與所述第一凸輪抵接的凸輪滾柱， 潤(rùn)滑所述凸輪滾柱的潤(rùn)滑油，經(jīng)由和所述油壓促動(dòng)器動(dòng)作用油路分開地形成在所述第一擺臂上的滾柱潤(rùn)滑用油路、以及和所述第一油路分開地形成在所述擺臂軸上的第二油路，被供應(yīng)給所述凸輪滾柱。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，將用于切換所述油壓促動(dòng)器的動(dòng)作的切換閥安裝在所述第一擺臂上。
7.如權(quán)利要求I至6中任何一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述第一凸輪的凸輪輪廓或所述第二凸輪的凸輪輪廓之中，至少一方的凸輪輪廓被設(shè)定成在比進(jìn)氣下止點(diǎn)早的正時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門。
8.如權(quán)利要求I至6中任何一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，還具有利用廢氣能量將空氣強(qiáng)制地送入氣缸內(nèi)的增壓器，其中， 所述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將所述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比進(jìn)氣下止點(diǎn)早的正時(shí)，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將所述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定成比高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)晚的正時(shí)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將所述進(jìn)氣門的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定在進(jìn)氣下止點(diǎn)附近。
全文摘要
一種配備有能夠變更進(jìn)氣門(16)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(37)的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，其中，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(37)包括凸輪軸(90)；設(shè)置在凸輪軸(90)上的第一凸輪(91)及第二凸輪(92)；與第一凸輪(91)抵接，隨著第一凸輪(91)的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第一擺臂(50)；與第二凸輪(92)抵接，隨著第二凸輪(92)的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第二擺臂(60)；連接到第一擺臂(50)上，使第一擺臂(50)與進(jìn)氣門(16)相關(guān)聯(lián)的推桿(70)；對(duì)隨著第一凸輪(91)的旋轉(zhuǎn)使第一擺臂(50)擺動(dòng)的第一狀態(tài)和與第二擺臂(60)一起隨著第二凸輪的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行擺動(dòng)的第二狀態(tài)進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)(100)。
文檔編號(hào)F01L1/14GK102753791SQ201180008218
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者橫山哲也, 高畑泰幸 申請(qǐng)人:洋馬株式會(huì)社