(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁(7)を閉止位置に押すバネ手段(9)を備えていて、各シリンダに対して設けられて、吸気管(4，5)と排気管(6)とをそれぞれ制御するための少なくとも１つの吸気弁(7)および少なくとも１つの排気弁(27)と、
各タペットによってエンジンシリンダの吸気弁(7)および排気弁を作動させる少なくとも１つのカム軸(11)と、を備えており、
各タペットが、加圧流体チャンバ(C)を含む油圧制御手段を介在させて、上記バネ手段(9)の作用に抗して、吸気弁(7)を制御し、
上記吸気弁(7)と各タペット(15,16)との間の伝達を遮断して、各バネ手段(9)の結果として吸気弁(7)を迅速に閉じるために、加圧流体チャンバ(C)は、電磁弁(24)を介して、出口チャンネル(23)に接続されるように構成されており、
電子的制御手段(25)は、各電磁弁(24)を制御して、エンジンの１つ以上の動作パラメーターに応じて各吸気弁(7)の開き時間及び開きストロークを変え、
ガイド軸受筒(22)内にスライド可能に設置された制御ピストン(21)は、吸気弁又は排気弁のそれぞれに関連しており、
当該制御ピストン(21)は、容量可変チャンバの方を向いており、容量可変チャンバは、加圧流体チャンバ(C)から容量可変チャンバへの流体通過だけを可能にする逆止弁(32)によって制御された第一の連通手段、及び、２つのチャンバ間での流体の双方向通過を可能にする第二の連通手段(41,42,39,38)を介して、加圧流体チャンバ(C)と連通しており、
上記油圧制御手段は、エンジンの弁を閉止する最終段階において上記第二の連通手段を制限するために設計された油圧ブレーキ手段(21,31)をさらに含んでいる多気筒内燃機関において、
上記第一の連通手段を制御する逆止弁(32)が、上記制御ピストン(21)から分離され且つピストン(21)のガイド軸受筒(22)に固定されるエレメント(37)によって保持されており、
上記制御ピストン(21)は、容量可変チャンバの方を向いた底壁と、環状チャンバを画定する周方向ギャップ(43)と、を有する円筒状カップ形状をしており、
容量可変チャンバと加圧流体チャンバーとの間で両方向に流体の通過を可能にする第二の連通手段は、固定本体内に作られて加圧流体チャンバ(C)と連通する主通路(38)と、上記ガイド軸受筒(22)の壁を介して径方向に並行に配置された第一の予備通路(41,41a)及び第二の予備通路(42,42a)と、を含み、第一の予備通路(41,41a)及び第二の予備通路(42,42a)が、固定本体内に作られた主通路(38)と連通し、
エンジン弁の閉ストロークの最後の部分の間に、容量可変チャンバと加圧流体チャンバ(C)との間の連通が第二の予備通路(42,42a)のみを介して起こることを特徴とする多気筒内燃機関。
【請求項２】
上記第一の予備通路が大径の穴(41)であるとともに上記第二の予備通路が小径の穴(42)であって、それらは、弁閉止の最終段階において、容量可変チャンバと加圧流体チャンバ(C)との間での連通だけが小径の穴(42)によって構成されるように形成され且つ配置されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
上記第一の予備通路が周方向スリット(41a)であるとともに上記第二の予備通路が扇型に広がったスリット(42a)であって、それらは、ガイド軸受筒の本体に作られて、弁閉止の最終段階において制御ピストン(21)によって連続的に遮断されるように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【請求項４】
Ｗは幅であり、ｈは軸方向であり、Ｂはパラメータのセットに依存する定数であって、  上記扇型に広がったスリット(42a)の幅は、
Ｗ（ｈ）＝Ｂ×ｈ１／２
の式に従ってガイド軸受筒(22)の軸方向に次第に変化していることを特徴とする、請求項３記載の内燃機関。
【請求項５】
制御ピストン(21)の端部周方向ギャップ(43)で画定された環状のチャンバは、校正された穴(320)又はガイド軸受筒(22)の本体の径方向スリットを介して、加圧流体チャンバ(C)と直接に連通し、低温で流体の粘性がやや高くなったときに、油圧制御手段が適切に動作することを保証することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関に関する。詳しくは、次のような内燃機関に関する。その内燃機関は、「各シリンダに対して設けられた、少なくとも１つの吸気弁および少なくとも１つの排気弁であって、同弁を閉止位置に押して、吸気管と排気管とをそれぞれ制御する弾性復帰手段を各弁が備えている、吸気弁および排気弁」と「各タペットによってエンジンシリンダの吸気弁および排気弁を作動させる少なくとも１つのカム軸」とを備えている。各タペットが、加圧流体チャンバを含む油圧手段を介在させて、上記弾性復帰手段の作用に抗して、吸気弁を制御する。加圧流体チャンバは、電磁弁を介して、出口チャンネルに連結することが可能であって、それにより、上記弁を各タペットから離脱させて、各弾性復帰手段の結果として同弁を迅速に閉じることができる。電子的制御手段は、各電磁弁を制御して、エンジンの１つ以上の動作パラメーターに応じて各吸気弁の時間及び開口ストロークを変える。ガイド軸受筒内にスライド可能に設置された制御ピストンは、吸気弁又は排気弁のそれぞれに関連している。当該制御ピストンは、容量可変チャンバの方を向いている。容量可変チャンバは、加圧流体チャンバから容量可変チャンバへの流体通過だけを可能にする逆止弁によって制御された第一の連通手段、及び、２つのチャンバ間での流体の双方向通過を可能にする第二の連通手段を介して、加圧流体チャンバと連通している。上記デバイスは、エンジンの弁を閉止する最終段階において上記第二の連通手段を制限するために設計された油圧ブレーキ手段をさらに含んでいる。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
上述のタイプのエンジンは、例えば、本件出願人によって出願された特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
欧州特許出願公開第０８０３６４２号明細書
【０００４】
本発明の目的は、上記デバイスをさらに改良することである。
【０００５】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本発明の主題は、本明細書の冒頭において説明した特徴をすべて含む多気筒エンジンであり、さらに、添付した請求項１の特徴部分の主題を形成する特徴をさらに含む。
【０００６】
さらに、本発明の特徴及び利点は、従属請求項において特定されている。
【０００７】
本発明は、添付図面を参照して説明される。それは非限定的な実施例として提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。図１を参照すると、本出願人の名前で出願した前述の欧州特許出願EP−A−０８０３６４２に記載されたエンジンは、多気筒エンジンであり、例えば、シリンダヘッド1を含む４つのシリンダの直列形エンジンである。
【０００９】
ヘッド1のベース面3には、各シリンダ毎に１つのキャビティ2が形成されている。キャビティ2は燃焼チャンバを構成し、そこには、２つの吸気管4，5と、２つの排気管6とが配管されている。２つの吸気管4，5と燃焼チャンバ2との連通は、２つの従来型ポペットタイプ(あるいは、マッシュルームタイプ)の吸気弁7によって制御される。各弁7は、ヘッド1の本体内にスライド可能に受け入れられたステム8を含む。ヘッド1の内面と弁のエンドキャップ10との間に配置されたバネ9によって、各弁は閉止位置に戻される。
【００１０】
吸気弁7を開ける動作は、カム軸11を使用して、後述するような方法で制御される。カム軸11は、シリンダヘッド1のサポート部内で軸12についてスライド可能に収容されていて、弁を操作するカム14を複数備える。
【００１１】
吸気弁7を操作する各カム14は、軸17に沿ってスライド可能に設けられたタペット16のキャップ15と協働する。図示の例では、軸17は、弁７の軸と実質的に９０°の角を為している。タペット16は、予め組立てられたユニット20の本体19に保持された軸受筒18内で、スライド可能に取り付けられている。予め組立てられたユニット20は、後述するように、吸気弁の操作と関連するすべての電子デバイスおよび油圧デバイスを組み込んでいる。
【００１２】
タペット16は、弁7のステム8にスラスト荷重を伝達し、チャンバＣ内に存在する加圧流体（代表的には、エンジンの潤滑回路から供給されるオイル）およびピストン21により、弾性手段9の作用に抗して弁７が開く。ピストン21は、軸受筒22で構成される円筒状本体内にスライド可能に設けられている。軸受筒22もまた、サブアセンブリ20の本体19に保持されている。
【００１３】
また、図１に示したような公知の構成においては、各吸気弁７に関連する加圧流体を含むチャンバＣは、電磁弁24を介して、出口チャンネル23と連通するように設定できる。電磁弁24（ここに説明する機能に適した公知のすべてが採用可能である）は、信号Ｓに従って、電子的制御手段（その全体を参照数字25で示している）により制御される。信号Ｓは、エンジンの動作パラメータ（例えば、アクセルの位置およびエンジンの回転数）を示している。
【００１４】
電磁弁24が開くと、チャンバＣが出口チャンネル23と連通する。その結果、チャンバＣ内の加圧流体が出口チャンネル23内に流れ込み、各弁７のタペット16の連結が解除される。そして、復帰バネ9の作用によって、各吸気弁7が即座に閉止位置に戻る。
【００１５】
チャンバＣと出口チャンネル23との連通を制御することによって、開口時間および各吸気弁7の開口ストロークを所望の値に変更できる。
【００１６】
複数の電磁弁24の出口チャンネル23がすべて開いて、１つの共通する縦方向チャンネル26と連通する。チャンネル26は、４つのプレッシャーアキュームレータ27と連通している。図１には、プレッシャーアキュームレータ27が１つだけ現れている。タペット16と関連する軸受筒18、ピストン21と関連する軸受筒22、および電磁弁24と関連する出口チャンネル23、26のすべてを、予め組み立てたユニット20の上述の本体19内に保持しているので、エンジン組立における迅速性および簡易性という点で優れている。
【００１７】
たとえ、原則的に、先の従来の公報の場合及び本発明の場合の両方において、排気弁を制御する弁の可変操作のためのシステムの適用が除外されないとしても、各シリンダに関連する排気弁80は、図１に示した例においては、各タペット29を用いてカム軸28により、従来の方法で制御される。
【００１８】
また、図１を参照すると、ピストン21の軸受筒22の内部に形成された容量可変チャンバは、図１の場合には、その最小の容量の条件で図示される。ピストン21は、その上部のストロークの端の位置にある。容量可変チャンバは、軸受筒22の端部壁に作られた開口30によって加圧流体チャンバＣと連通している。上記開口30はピストン21の先端ノーズ31で係合されている。その結果、容量可変チャンバの中にあるオイルが、加圧流体チャンバＣに強制的に流入して先端ノーズ31とそれに係合した開口30の壁との間にあるクリアランスを通り抜ける限り、弁７が閉止位置に閉じられているときに、閉止時に弁７にブレーキをかける油圧ブレーキを提供する。開口30による連通に加えて、加圧流体チャンバＣ及びピストン21の容量可変チャンバは、内部通路を通じて互いに連通する。内部通路は、ピストン21の本体中に作られ、逆止弁32によって制御される。逆止弁32は、加圧流体チャンバＣからピストンの容量可変チャンバへの流体の通過だけを可能にする。
【００１９】
図１に示した既知のエンジンの通常の操作において、電磁弁24が加圧流体チャンバＣと出口チャネル23との間の連通を遮断するとき、上記チャンバ中にあるオイルは、カム14によって伝えられたタペット16の動きをピストン21に伝える。ピストン21は弁7が開くことを制御している。弁が開く動作をする最初の段階では、チャンバＣから来る流体は、容量可変チャンバと連通して、ノーズ30、逆止弁32、及びピストン21の内部キャビティをセットする通路の中に作られた軸方向穴を通り抜けて、ピストン21の容量可変チャンバに達する。ピストン21は管状の構成をしている。ピストン21の第一の移動の後に、ノーズ31は開口30から出て来る。その結果、チャンバＣから来る流体は、現在フリーである開口30を通って、容量可変チャンバの中を直接に通過することができる。弁が閉じることの逆の動きにおいて、既に述べているように、最終段階の間、ノーズ31が開口30の中に入って弁に油圧ブレーキをかける。その結果、その座部に対する弁の本体のあらゆる衝撃が防止される。
【００２０】
図２は、本発明の可能な実施形態によって修正される上記デバイスを図示する。
【００２１】
図２では、図１と同じ部分は同じ参照符号を用いて説明される。
【００２２】
図１に図示されたものと比較して、図２に図示されたデバイスの第一の明白な違いは、図２の場合、タペット16、ピストン21及び弁のステム8が軸40ａに沿って一緒に整列配置されているということである。そのことが先行技術として既に知られているので、この違いは、どんな場合も本発明の範囲内にはない。同様に、本発明は、タペット16の軸及びステム8の軸が、互いにある角度をなす場合に適用されるであろう。
【００２３】
既知の解決策の場合と同様に、タペット16は、スライド可能に軸受筒18に取り付けられている。タペット16はカム軸11のカムと協働するカップ15を備えている。図２の場合には、軸受筒18は、予め組み立てられたユニット20の金属本体19に作られたネジ付き円筒座部18ａの内にネジ止めされている。Ｏリング18ｂは、軸受筒18の底壁と、座部18ａの底壁との間にセットされる。バネ18ｃは、カップ15がカム軸11のカムと接触するように戻す。
【００２４】
図１の場合と同様に、図２の場合においても、ピストン21が軸受筒22の中にスライド可能に取り付けられる。軸受筒22は、Ｏリングを介して、金属本体19の中に作られた円筒状キャビティ32の中に受け入れられる。
【００２５】
軸受筒22は、ネジ付きリングナット33によって取り付けられている。ネジ付きリングナット33はキャビティ32のネジ付き端部にネジ止めされる。ネジ付きリングナット33はキャビティ32の反対面35に対してピストン22の本体の環状フランジ34を押圧する。制御された軸方向負荷を保証するために、ベルビルワッシャ36が、ロッキングリングナット33とフランジ34との間にセットされる。軸方向負荷は、本体19及び軸受筒22を構成する異なる材料間のあらゆる熱膨張差を補償する。
【００２６】
図２に示された解決策と図１の既知の解決策との間の主な差異は、以下の点である。すなわち、チャンバＣからピストン21のチャンバへの加圧流体の通過を可能にする逆止弁32が、この場合、ピストン21によってではなく分離エレメント37によって保持されている。エレメント37は本体19に関して固定されている。ピストン21は軸受筒22のキャビティを最上部で閉止する。軸受筒22のキャビティの内で、ピストン21がスライド可能に取り付けられている。さらに、ピストン21は、先端ノーズ31で、図１の複雑な構成で表わされていないが、カップ様に形作られた単純な円筒状エレメントの形をしている。底壁は、逆止弁32によるチャンバＣからの加圧流体を受け取る容量可変チャンバの方を向いている。
【００２７】
エレメント37は環状の板で示されている。環状の板が、本体19の反対面と、軸受筒22の端面との間の位置に固定されることに続いて、ロッキングリングナット33が締め付けられる。環状の板は円筒状の中央突起を有している。中央突起は、逆止弁32のための容器の役割をし、流体通過用の上部中央穴を有している。また、逆止弁32を介することや本体19で作られた側面キャビティ38から成る通路を介することを別にして、図２の場合でも、チャンバＣ及びピストン21で画定された容量可変チャンバは、周辺キャビティ39と互いに連通する。周辺キャビティ39は、大寸法の開口41及び小さな寸法の穴42（図３を参照）と同様に、軸受筒22の外側面の平らな領域40（図３を参照）によって画定される。それらは軸受筒22の壁に径方向に作られる。
【００２８】
ピストン21が開口41を妨害しているときに、穴42がフリーである限り、穴41，42は、弁を閉じる最終段階での油圧ブレーキ操作を提供するように、互いに形づくられ且つ整列配置される。穴42はピストン21の端の円周溝によって画定された周辺のエンドギャップを遮断する。開口41，42が固定通路38を適切に遮断することを保証するために、軸受筒34は正確な角度の位置に取り付けられなければならない。正確な角度の位置は軸方向ピン44によって保証される。軸受筒22の外側面上の円周ギャップの配置と比較して、この解決策は、操作での必然的な不都合と共に、後者が含まれたオイルの体積の増加を含むことにおいて好ましい。エレメント37に校正された穴320が設けられる。エレメント37は、チャンバＣに連通するギャップ43によって画定された環状チャンバをセットする。流体（エンジン潤滑オイル）の粘性が高い場合、上記穴320は低温で適切な動作を保証する。
【００２９】
動作中、弁を開かなければならない場合、タペット16で押圧された加圧オイルは、逆止弁32によって、チャンバＣからピストン21のチャンバに流れ込む。その後、ピストン21がその上部のストローク端の位置から離れるやいなや、オイルは、開口41，42及び通路38を通じて容量可変チャンバへ直接流入して、逆止弁32をバイパスすることができる。復帰動作の際に、弁がその閉止位置に閉じられている場合、ピストン21は最初に開口41を閉止して、そして次に開口４２を閉止する。その結果、油圧ブレーキが効く。オイルの粘性が弁運動を過度に減速させる場合、低温でのブレーキ効果を弱めるために、校正された穴はエレメント37の壁に設けてもよい。
【００３０】
理解されるように、図１に示された既知の解決策と比較したときの主な違いは、ピストン21が従来技術で考えられていたものより複雑でない構成をしているので、ピストン21の組立作業がはるかに単純であるということに存する。本発明の解決策によれば、ピストン21に関連したチャンバでのオイルの容積を減らすことができる。それは、油圧の反動なしに、弁を閉止するという規則的な動作、閉止に必要な時間の減少、ポンピングすることなく油圧タペットの規則的な操作、エンジン弁のバネにおいてパルス状応力の低減及び油圧の雑音の低下を得ることを可能にする。
【００３１】
本発明のさらなる特徴は、ピストン21と弁のステム8との間にある油圧タペット400を予め整列配置することである。油圧タペット400は２つの同心のスライド可能な軸受筒401，402を含む。内側軸受筒402は、ピストン21の内部キャビティであるチャンバ403と、軸受筒22の穴407と、軸受筒402及びピストン21の中の通路408，409とを画定する。チャンバ403は、本体19の中にある通路405，406によって加圧流体を供給する。
【００３２】
逆止弁410は、軸受筒402によって保持された前壁の中央の穴を制御する。
【００３３】
図４及び５は、２つの開口41，42がそれぞれ周方向スリット41ａ及び扇型に広がったスリット42ａと置き換えられる変形例を図示する。扇型に広がった部分42ａのプロフィールは、油圧ブレーキをかける段階での一定の加速を保証するために計算される。その結果、ブレーキストローク及びブレーキ期間の両方が最小になる。このように、オイルの漏出領域における変形例が得られ、それはピストン21の速度に比例する。図４は、逆止弁32及び低温でブレーキをかけるための校正された穴320を模式的に示している。
【００３４】
理解されるように、漏出開口42ａの幅Ｗ（図４を参照）は、その高さの方向に従って次第に変化する。一定の加速条件を保証するために、Ｗについて以下の式が得られている。
Ｗ（ｈ）＝Ｂ×ｈ１／２
ここで、Ｂは、ピストン21の領域Ａ、オイル密度、圧縮領域の流量係数ｃ、質量ｍ、バネの負荷Ｆ及びブレーキの加速に依存するブレーキの定数である。それらは次式の関係を有する。
Ｂ＝Ａ（ｒＡ）１／２／（２ｃ（Ｆ／ａ＋ｍ）１／２）
【００３５】
本出願人によって行なわれた研究及び実験は、圧縮開口42ａのための前述のプロフィールがブレーキをかける力及びブレーキ期間を有効に最小化できることを実証した。
【００３６】
もちろん、構造の詳細及び実施形態は、本発明の原理や本発明の範囲を逸脱することなく、単に実施例として記載されたものを参照して、広く変形させてもよい。
【００３７】
通路320は、存在するならば、エレメント37上に径方向に作られたスリットと置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本件出願人によって出願された欧州特許出願（EP−A−０８０３６４２）に示された従来技術に係る内燃機関の断面図である。
【図２】  本発明に係るエンジンの吸気弁のタペットを拡大表示した断面図である。
【図３】  図２の詳細部分の斜視図である。
【図４】  図３の詳細部分の変形例の模式的な断面図である。
【図５】  図３の詳細部分の変形例の部分的な斜視図である。
【符号の説明】
1  シリンダヘッド
2  キャビティ
4  吸気管
6  排気管
7  吸気弁
8  ステム
9  バネ(弾性復帰手段)
11  カム軸
14  カム
16  タペット
19  本体
21  ピストン
22  ガイド軸受筒
23  出口チャンネル
24  電磁弁
27  アキュームレータ
31  先端ノーズ
32  逆止弁
33  リングナット
34  容量可変チャンバ
37  エレメント
38  通路
39  周辺キャビティ
41ａ  周方向スリット
42ａ  扇型に広がったスリット
43  ギャップ
80  排気弁
400  油圧タペット
【図１】
0004116385.tif 000002
【図２】
0004116385.tif 000003
【図３】
0004116385.tif 000004
【図４】
0004116385.tif 000005
【図５】
0004116385.tif 000006