(57)【要約】【課題】２つの気筒列を有する気筒休止内燃機関において、動弁カム軸の駆動トルクの変動を抑制することができる補機の配置構造を供する。【解決手段】２つの気筒列(2L,2R)を有し、一部の気筒が吸排気弁(11,21)を閉弁維持することで休止可能で残りの気筒が常時稼動する気筒休止内燃機関において、休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)の回転により駆動する補機(120)を備え、一方の気筒列(82F)の気筒全てが常時稼動気筒(83F)であり、他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)に前記補機(120)を備える気筒休止内燃機関の補機配置構造。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの気筒列(2L,2R)を有し、一部の気筒が吸排気弁(11,21)を閉弁維持することで休止可能で残りの気筒が常時稼動する気筒休止内燃機関において、
休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)の回転により駆動する補機(120)を備え、
一方の気筒列(82F)の気筒全てが常時稼動気筒(83F)であり、他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)に前記補機(120)を備えることを特徴とする気筒休止内燃機関の補機配置構造。
【請求項２】
前記休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)は、前記補機(120)を駆動するためのカム(92p)を有し、
前記カム(92p)のカム山の数が、前記一方の気筒列(82F)の常時稼動気筒(83F)の気筒数と同数であることを特徴とする請求項１記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造。
【請求項３】
前記内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁(110)を備え、
前記補機(120)は、前記動弁カム軸(92R,102R)に形成されたポンプカム(92p)にポンプ作動部を当接して駆動され前記燃料噴射弁(110)側に燃料を圧送する燃料噴射ポンプ(120)であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造。
【請求項４】
前記他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)は、全て休止気筒(83R)で構成され、
前記休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、前記一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最大または最小となる位相とが、一致しないように、前記ポンプカム(92p)が位相設定されていることを特徴とする請求項３記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造。
【請求項５】
前記他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)は、全て休止気筒(83R)で構成され、
前記休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、前記一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最小または最大となる位相とが、一致するように、前記ポンプカム(92p)が位相設定されていることを特徴とする請求項３記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの気筒列が互いにＶ字にバンクまたは水平対向して、一部の気筒が休止可能で残りの気筒が常時稼動する気筒休止内燃機関に関し、特に動弁機構への補機の配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つの気筒列が互いにＶ字にバンクしたＶ型内燃機関の各バンクの気筒列における各動弁機構にそれぞれ燃料ポンプを配置した構造が開示されている
同特許文献１のＶ型内燃機関は、ＤＯＨＣ型の動弁機構を備え、各バンクの気筒列の間の空間側に配設される各吸気カム軸の端部にそれぞれポンプカムが形成されていて、同ポンプカムにポンプリフタが接して燃料噴射ポンプが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２４７４３号公報
【０００４】
燃料噴射ポンプは、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁に燃料を供給する高圧ポンプであり、よってポンプカムのポンプ駆動トルクは大きい。
このポンプ駆動トルクの最大となる位相と吸気弁を駆動する吸気カムの弁駆動トルクが最大となる位相が一致するようなことがあると、吸気カム軸の駆動トルクが大きく変動し、該吸気カム軸をクランク軸間で動力伝達して回転させるタイミングベルトの張力も大きく変動することになる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、ポンプ駆動トルクの最大となる位相と吸気弁を駆動する吸気カムの弁駆動トルクが最大となる位相が一致しないように設定して、吸気カム軸の駆動トルクの変動を抑制している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された内燃機関は、全気筒が常時稼動気筒である通常のＶ型内燃機関であり、一部の気筒が休止可能である気筒休止内燃機関については開示がない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、２つの気筒列を有する気筒休止内燃機関において、動弁カム軸の駆動トルクの変動を抑制することができる補機の配置構造を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、２つの気筒列(2L,2R)を有し、一部の気筒が吸排気弁(11,21)を閉弁維持することで休止可能で残りの気筒が常時稼動する気筒休止内燃機関において、休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)の回転により駆動する補機(120)を備え、一方の気筒列(82F)の気筒全てが常時稼動気筒(83F)であり、他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)に前記補機(120)を備えることを特徴とする気筒休止内燃機関の補機配置構造である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造において、前記休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)は、前記補機(120)を駆動するためのカム(92p)を有し、前記カム(92p)のカム山の数が、前記一方の気筒列(82F)の常時稼動気筒(83F)の気筒数と同数であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造において、前記内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁(110)を備え、
前記補機(120)は、前記動弁カム軸(92R,102R)に形成されたポンプカム(92p)にポンプ作動部を当接して駆動され前記燃料噴射弁(110)側に燃料を圧送する燃料噴射ポンプ(120)であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造において、前記他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)は、全て休止気筒(83R)で構成され、前記休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、前記一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最大または最小となる位相とが、一致しないように、前記ポンプカム(92p)が位相設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造において、前記他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)は、全て休止気筒(83R)で構成され、前記休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、前記一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最小または最大となる位相とが、一致するように、前記ポンプカム(92p)が位相設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造によれば、一方の気筒列(82F)の気筒全てが常時稼動気筒(83F)であり、他方の休止気筒(83R)が存在する気筒列(82R)の動弁カム軸(92R,102R)に補機を備えるので、一方の気筒列(82F)の弁駆動トルク(Tv)に対して、他方の補機駆動トルク(Tp)を効果的に作用させて合成駆動トルク(T)の最大トルクを小さく抑えることが可能で、駆動トルクの変動を抑制して弁動力伝達部材の負荷を軽減することができる。
【００１４】
請求項２記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造によれば、カム(92p)のカム山の数が、一方の気筒列(82F)の常時稼動気筒(83F)の気筒数と同数であるので、一方の気筒列(82F)の弁駆動トルク(Tv)に対して他方の補機駆動トルク(Tp)を互いに相殺するような位相に設定して駆動トルクの変動を抑制することができる。
【００１５】
請求項３記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造によれば、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁(110)を備え、補機(120)は動弁カム軸(92R,102R)に形成されたポンプカム(92p)にポンプ作動部を当接して駆動され燃料噴射弁(110)側に燃料を圧送する燃料噴射ポンプ(120)であるので、高圧噴射が要求される直噴の燃料噴射弁(110)に高圧の燃料を供給する燃料噴射ポンプ(120)のポンプ駆動トルクは比較的大きいが、弁駆動トルク(Tv)と補機駆動トルク(Tp)との合成駆動トルク(T)の最大トルクを効果的に小さくすることができ、駆動トルクの変動を抑制することができる。
【００１６】
請求項４記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造によれば、休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最大または最小となる位相とが、一致しないように、ポンプカム(92p)が位相設定されているので、合成弁駆動トルク(Tv)とポンプ駆動トルク(Tp)の合成駆動トルク(T)の最大トルクを小さく抑えることができ、駆動トルクの変動を抑制することができる。
【００１７】
請求項５記載の気筒休止内燃機関の補機配置構造によれば、休止気筒(83R)が休止する休筒運転時に、一方の常時稼動気筒(83F)が存在する気筒列(82F)の動弁カム軸(92F,102F)の吸排気弁(91,101)を作動する作動カムの弁作動トルクを合成した合成弁駆動トルク(Tv)の最大または最小となる位相と、前記ポンプカム(92p)のポンプ駆動トルク(Tp)の最小または最大となる位相とが、一致するように、前記ポンプカム(92p)が位相設定されているので、合成弁駆動トルク(Tv)とポンプ駆動トルク(Tp)の合成駆動トルクの最大トルクは極力小さく抑えられて、駆動トルクの変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る水冷式４ストロークＶ型６気筒内燃機関の一部左側面図である。
【図２】同平面図である。
【図３】動弁機構の吸気カム軸と排気カム軸の構成図である。
【図４】休筒運転状態における右側気筒列と左側気筒列の吸排気動弁カム軸の駆動トルクを合成したトルク変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づいて説明する。
本実施の形態に係るＶ型気筒休止内燃機関は、車載用の水冷式４ストロークＶ型６気筒内燃機関Ｅ２であり、クランク軸81を車体の左右方向に指向させて車両に搭載され、前後に分かれて前側気筒列82Ｆと後側気筒列82ＲがＶ字状にバンクしている（図１参照）。
【００２０】
前側気筒列82Ｆと後側気筒列82Ｒは、それぞれ３本のシリンダ83Ｆ，83Ｒが直列に配列されており、若干前側気筒列82Ｆの方が後側気筒列82Ｒより右方に位置がずれている（図２参照）。
【００２１】
前後のシリンダ83Ｆ，83Ｒの上には、それぞれシリンダヘッド84Ｆ，84Ｒが重ねられて一体に締結され、シリンダヘッド84Ｆ，84Ｒの上にはそれぞれヘッドカバー85Ｆ，85Ｒが被せられて、前バンクのシリンダ83Ｆ，シリンダヘッド84Ｆ，ヘッドカバー85Ｆと後バンクのシリンダ83Ｒ，シリンダヘッド84Ｒ，ヘッドカバー85Ｒとが互いにＶ字状に突出している。
【００２２】
シリンダ83Ｆ，83Ｒのシリンダボア内を往復動するピストン86Ｆ，86Ｒとクランク軸81との間にコンロッド87Ｆ，87Ｒが介装されてピストン・クランク機構が構成され、シリンダヘッド84Ｆ，84Ｒのピストン86Ｆ，86Ｒの頂面が臨む燃焼室88，88に開口して、吸気ポート89，89が前後気筒列82Ｆ,82Ｒの間の空間側（バンク内側）に向けて延出し、排気ポート90，90が前後気筒列82Ｆ,82Ｒの間の空間の反対側（バンク外側）に向けて延出している。
【００２３】
シリンダヘッド84Ｆ，84Ｒには、それぞれ上部にクランク軸81と平行に吸気カム軸92Ｆ，92Ｒと排気カム軸102Ｆ，102Ｒを有する所謂ＤＯＨＣ型の動弁機構が設けられており、吸気カム軸92Ｆ，92Ｒはバンク内側に配設され、排気カム軸102Ｆ，102Ｒはバンク外側に配設されている。
【００２４】
吸気ポート89の燃焼室88への開口を開閉する吸気弁91と吸気カム軸92Ｆ，92Ｒとの間には、吸気カム軸92Ｆ，92Ｒの回転運動を吸気弁91の開閉運動に変換する吸気弁駆動装置93Ｆ，93Ｒが介装されている。
また、排気ポート90の燃焼室88への開口を開閉する排気弁101と排気カム軸102Ｆ，102Ｒとの間には、排気カム軸102Ｆ，102Ｒの回転運動を排気弁101の開閉運動に変換する排気弁駆動装置103Ｆ，103Ｒが介装されている。
【００２５】
吸気弁駆動装置93Ｆ，93Ｒおよび排気弁駆動装置103Ｆ，103Ｒは、全て内燃機関の運転状態に応じて弁のリフト量を変更する弁リフト量変更機構を備えているが、吸気弁91と排気弁101を閉弁維持することで休止可能とする休止機構を備えた駆動装置と備えていない駆動装置の２種類ある。
休止機構を備えた駆動装置を有する気筒が休止気筒であり、休止機構のない駆動装置を有する気筒が常時稼動気筒である。
【００２６】
本Ｖ型６気筒内燃機関Ｅ２は、前側気筒列82Ｆの３気筒が常時稼動気筒であり、後側気筒列82Ｒの３気筒が休止気筒である（図２参照）。
図２では、後側気筒列82Ｒの休止気筒に破線格子ハッチを施している。
【００２７】
したがって、前側気筒列82Ｆの３気筒の吸気弁駆動装置93Ｆおよび排気弁駆動装置103Ｆは、休止機構を備えておらず、常時駆動吸気弁駆動装置であり、後側気筒列82Ｒの３気筒の吸気弁駆動装置93Ｒおよび排気弁駆動装置103Ｒは、休止機構を備えるものである。
【００２８】
また、Ｖ型６気筒内燃機関Ｅ２は、燃焼室88内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁110が燃焼室88の天井面中央に嵌挿されている。
なお、図示されないが、点火プラグも燃焼室88の天井面に嵌挿されている。
【００２９】
図３は、動弁機構の吸気カム軸92Ｆ，92Ｒと排気カム軸102Ｆ，102Ｒの構成図であり、同図３を参照して、吸気カム軸92Ｆ，92Ｒの左端部には被動プーリ115Ｆ，115Ｒが嵌着され、排気カム軸102Ｆ，102Ｒの左端部には被動プーリ116Ｆ，116Ｒが嵌着されている。
【００３０】
そして、クランク軸81に嵌着された駆動プーリ114と被動プーリ115Ｆ，115Ｒ，116Ｆ，116Ｒとに無端状のタイミングベルト117が巻き掛けられ、クランク軸１の回転がタイミングベルト117を介して吸気カム軸92Ｆ，92Ｒおよび排気カム軸102Ｆ，102Ｒに伝達される。
なお、吸気カム軸92Ｆ，92Ｒと排気カム軸102Ｆ，102Ｒには、クランク軸81の半分の回転速度で伝達される。
【００３１】
図３を参照して、前側気筒列82Ｆの３気筒が常時稼動気筒であり、その吸気カム軸92Ｆおよび排気カム軸102Ｆの各気筒に対応する部分には、中央にカム山の高い大変位吸気カム92ｂ，102ｂが形成されており、その両側に隣り合ってカム山の低い小変位吸気カム92ｓ，92ｓ、102ｓ，102ｓが形成されている。
【００３２】
後側気筒列82Ｒの３気筒が休止気筒であり、その吸気カム軸92Ｒおよび排気カム軸102Ｒの各気筒に対応する部分には、中央にカム山の高い大変位吸気カム92ｂ，102ｂが形成されており、その両側に隣り合ってカム山のない基礎円のカム面を構成する休止用カム92ｄ，92ｄ、102ｄ，102ｄが形成され、さらに休止用カム92ｄ，92ｄ、102ｄ，102ｄの外側に隣り合ってカム山の低い小変位吸気カム92ｓ，92ｓ、102ｓ，102ｓが形成されている。
【００３３】
そして、休止気筒を備える後側気筒列82Ｒにおける吸気カム軸92Ｒの右端部近傍に、ポンプカム92ｐが形成されている。
このポンプカム92ｐの上方に、燃料噴射ポンプ120が配設され、燃料噴射ポンプ120は下方に突出したポンプリフタがポンプカム92ｐのカム面に接してポンプカム92ｐの回転により駆動する。
【００３４】
ポンプカム92ｐは、３つのカム山を持つカム面が形成された概ね正三角形状をなしている。
吸気カム軸92Ｒは、クランク軸81の２回転に対して１回転するので、その間にポンプカム92ｐは燃料噴射ポンプ120のポンプリフタを３度往復駆動する。
燃料噴射ポンプ120は、前記実施の形態の燃料噴射ポンプ70Ｌ，70Ｒと同様に、燃料噴射圧が燃料スピル制御されて前後の各気筒の燃料噴射弁110に燃料を供給する。
【００３５】
本Ｖ型６気筒内燃機関Ｅ２の休止運転状態は、前バンクの前側気筒列82Ｆの３気筒全てが稼動し、後バンクの後側気筒列82Ｒの３気筒全てが休止運転する状態である。
図４は、休止運転状態における弁駆動する前側気筒列82Ｆの吸気カム軸92Ｆと排気カム軸102Ｆの合成の弁駆動トルクＴｖ（破線）、後側気筒列82Ｒの吸気カム軸92Ｒのポンプカム92ｐによる燃料噴射ポンプ120のポンプ駆動トルクＴｐ（点線）および弁駆動トルクＴｖとポンプ駆動トルクＴｐの合成駆動トルクＴ（実線）の変動が示されている。
【００３６】
全動弁カム軸の駆動トルクを合成した合成駆動トルクＴはタイミングベルト117を介して駆動するクランク軸81の駆動トルクに相当する。
図４に示すように、休筒運転時には、弁駆動トルクＴｖが正側に変動する位相でポンプ駆動トルクＴｐが負側に変動し、弁駆動トルクＴｖが負側に変動する位相でポンプ駆動トルクＴｐが正側に変動し、互いに反対側に変動する関係にある。
【００３７】
そして、弁駆動トルクＴｖが最大トルク値（約15N・m）を示す位相とポンプ駆動トルクＴｐが最小トルク値（約-2.5N・m）を示す位相がほぼ一致するとともに、弁駆動トルクＴｖが最小トルク値（約-15N・m）を示す位相とポンプ駆動トルクＴｐが最大トルク値（約2.5N・m）を示す位相がほぼ一致する。
【００３８】
したがって、常時稼動気筒のみの前側気筒列82Ｆの弁駆動トルクＴｖと休止気筒の後側気筒列82Ｒのポンプ駆動トルクＴｐとは、互いに相殺される方向に効果的に変動して、弁駆動トルクＴｖとポンプ駆動トルクＴｐとを合成した合成駆動トルクＴは、図４に実線で示すように最大トルクは極力小さく抑えられる。
【００３９】
高圧噴射が要求される直噴の燃料噴射弁110に高圧の燃料を供給する燃料噴射ポンプ120のポンプ駆動トルクＴｐは比較的大きく、弁駆動トルクＴｖとポンプ駆動トルクＴｐとの合成駆動トルクＴの最大トルクを効果的に小さくすることができ、駆動トルクの変動を抑制してタイミングベルト117の負荷を軽減することができる。
【００４０】
以上の実施の形態では、Ｖ型６気筒内燃機関Ｅ２の休止気筒を備える後バンクの吸気カム軸92Ｒに燃料噴射ポンプ120を設けたが、後バンクの排気カム軸102Ｒに燃料噴射ポンプを設けてもよい。
【００４１】
また、以上の２つの実施の形態では、動弁カム軸にポンプカムを形成し、燃料噴射ポンプを駆動するようにしたが、その他に、水ポンプ等の補機を駆動したり、動弁カム軸にギヤを形成してギヤの噛合いを介して補機を駆動する場合にも適用可能である。
【００４２】
吸排気弁を作動する複数の作動カムの各位相が等間隔とならない場合などには、作動カムの弁駆動トルクの最大または最小となる位相とポンプカムのポンプ駆動トルクの最小または最大となる位相とが略一致するようなポンプカムの位相設定が困難となる場合がある。
【００４３】
このような場合には、前記作動カムの弁駆動トルクの最大または最小となる位相と前記ポンプカムのポンプ駆動トルクの最大または最小となる位相とが一致しないように、ポンプカムの位相を設定することが好ましい。
その際には、作動カムの弁駆動トルクの最大または最小となる位相と前記ポンプカムのポンプ駆動トルクの最大または最小となる位相とが、それぞれ一致しないような設定がより好ましい。
【００４４】
なお、一般に、正のトルクの絶対値の方が負のトルクの絶対値よりも大きくなるため、作動カムの弁駆動トルクの最大となる位相とポンプカムのポンプ駆動トルクの最大となる位相とが一致しないような設定を優先的に行うことが望ましい。
【符号の説明】
【００４５】
Ｅ２…Ｖ型６気筒内燃機関、81…クランク軸、82Ｌ…左側気筒列、82Ｒ…右側気筒列、83Ｌ，83Ｒ…シリンダ、84Ｌ，84Ｒ…シリンダヘッド、85Ｌ，85Ｒ…ヘッドカバー、86Ｌ，86Ｒ…ピストン、88…燃焼室、89…吸気ポート、90…排気ポート、
91…吸気弁、92Ｌ，92Ｒ…吸気カム軸、92ｂ，102ｂ…大変位吸気カム、92ｄ，92ｄ、102ｄ，102ｄ…休止用カム、92ｓ，92ｓ、102ｓ，102ｓ…小変位吸気カム、92ｐ…ポンプカム、93Ｆ，93Ｒ…吸気弁駆動装置、101…排気弁、102Ｆ，102Ｒ…排気カム軸、103Ｆ，103Ｒ…排気弁駆動装置、
110…燃料噴射弁、115Ｆ，115Ｒ，116Ｆ，116Ｒ…被動プーリ、117…タイミングベルト、120…燃料噴射ポンプ。
【図１】
2011089525.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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