JPH0116968B2 - - Google Patents
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- JPH0116968B2 JPH0116968B2 JP57048295A JP4829582A JPH0116968B2 JP H0116968 B2 JPH0116968 B2 JP H0116968B2 JP 57048295 A JP57048295 A JP 57048295A JP 4829582 A JP4829582 A JP 4829582A JP H0116968 B2 JPH0116968 B2 JP H0116968B2
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- sub
- stem
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D15/00—Varying compression ratio
- F02D15/04—Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関における圧縮比を、当該内
燃機関における運転状態に合せて自動的に変更す
るようにした圧縮比可変式の内燃機関に関するも
のである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a variable compression ratio internal combustion engine in which the compression ratio of the internal combustion engine is automatically changed according to the operating conditions of the internal combustion engine. It is something.
内燃機関において、その出力を向上すると共
に、燃料消費量を低減するには、圧縮比を高めれ
ば良いが、圧縮比を高めると高負荷域、低回転域
においてノツキングが発生する。このため従来の
圧縮比一定の内燃機関では、圧縮比を高負荷域、
低回転域においてノツキングが発生しない値に設
定しなければならないから、低負荷域・高回転域
において十分な出力と、十分な低燃費を出すこと
ができないのである。
In an internal combustion engine, in order to increase its output and reduce fuel consumption, it is sufficient to increase the compression ratio, but increasing the compression ratio causes knocking in the high load range and low rotation range. For this reason, in conventional internal combustion engines with a constant compression ratio, the compression ratio is
Since the value must be set to a value that does not cause knocking in the low rotation range, it is not possible to produce sufficient output and sufficient fuel efficiency in the low load and high rotation range.
そこで、先行技術としての特開昭54−20220号
公報は、燃焼室に開口する副シリンダ内に、燃焼
室の容積を増減するための副ピストンを摺動自在
に嵌挿し、該副ピストンを、当該副ピストンの背
面に形成した油圧室に対する作動油の供給・排出
にて前後移動することにより、圧縮比を、内燃機
関の運転状態に応じて変更することを提案してい
る。 Therefore, Japanese Patent Application Laid-open No. 54-20220 as a prior art discloses that a sub-piston for increasing or decreasing the volume of the combustion chamber is slidably inserted into a sub-cylinder that opens into the combustion chamber, and the sub-piston is It is proposed to change the compression ratio according to the operating state of the internal combustion engine by moving the sub-piston back and forth by supplying and discharging hydraulic oil to and from a hydraulic chamber formed on the back surface of the sub-piston.
そして、この先行技術の圧縮比可変装置は、副
ピストンの背面から中空状のステムを一体的に連
結し、該中空状ステムには、前記油圧室内の部位
に油圧室内の作動油を、当該中空状ステム内に流
出するようにしたスピルポートを穿設する一方、
前記中空状ステム内には、大気に連通する油路を
備えた制御棒を摺動自在に挿入し、該制御棒を、
アクチエータを介して内燃機関における負荷に応
じて摺動作動するように構成したものであるか
ら、内燃機関における圧縮比を、内燃機関におけ
る負荷の変化に応じて自動的に無段階的に変更で
きる利点を有する反面、以下に述べるような問題
点を有する。 In this prior art variable compression ratio device, a hollow stem is integrally connected from the back side of the sub-piston, and the hollow stem is configured to supply hydraulic oil in the hydraulic chamber to a portion within the hydraulic chamber. While drilling a spill port that allows the flow to flow into the shaped stem,
A control rod equipped with an oil passage communicating with the atmosphere is slidably inserted into the hollow stem, and the control rod is
Since it is configured to slide in response to the load on the internal combustion engine via an actuator, the compression ratio in the internal combustion engine can be automatically and steplessly changed in response to changes in the load on the internal combustion engine. However, it also has the following problems.
すなわち、先行技術は、中空状ステムにおける
スピルポートの開閉位置を、中空状ステム内に摺
動自在に挿入した制御棒の摺動操作によつて、ス
テムの軸方向に変位するようにしたもので、前記
制御棒の摺動操作に際しては、油圧室内における
作動油の油圧が、当該制御棒の摺動操作を妨げる
ように作用し、換言すると、制御棒の摺動操作に
は、大きい力を必要として、軽い力で制御棒を摺
動操作することができないから、前記制御棒を、
内燃機関の負荷に応じて摺動作動するためのアク
チエータが大型化になるのである。
That is, in the prior art, the opening/closing position of a spill port in a hollow stem is displaced in the axial direction of the stem by the sliding operation of a control rod slidably inserted into the hollow stem. During the sliding operation of the control rod, the hydraulic pressure of the hydraulic oil in the hydraulic chamber acts to prevent the sliding operation of the control rod. In other words, a large force is required for the sliding operation of the control rod. Since it is not possible to slide the control rod with a light force, the control rod is
The actuator that slides in response to the load of the internal combustion engine becomes larger.
しかも、先行技術のものは、前記制御棒によつ
て開閉するスピルポートを、油圧室内の部分に設
けた構成にしており、換言すれば、中空状ステム
と制御棒との摺動部分は、中空状ステムにおける
奥の部分に位置しているから、前記中空状ステム
と制御棒との摺動部分を、当該摺動部分から作動
油の漏洩が無いように高精度に仕上げ加工する場
合における機械的加工が著しく困難で、この機械
的加工に要するコストが大幅に増大すると共に、
中空状ステムと制御棒との良好な摺動状態を維持
するための保守・点検が困難である点も問題であ
つた。 Moreover, in the prior art, the spill port, which is opened and closed by the control rod, is provided inside the hydraulic chamber. In other words, the sliding portion between the hollow stem and the control rod is hollow. Because it is located at the back of the hollow stem, it is difficult to mechanically finish the sliding part between the hollow stem and the control rod with high precision so that there is no leakage of hydraulic oil from the sliding part. It is extremely difficult to process, and the cost required for this mechanical processing increases significantly.
Another problem was that it was difficult to perform maintenance and inspection to maintain a good sliding condition between the hollow stem and the control rod.
その上、先行技術のものは、燃焼室の圧力が吸
気行程に際して負圧(大気圧以下)になつたと
き、油圧室内に常時供給されている作動油の油圧
と燃焼室との間に大きい圧力差が発生して、副ピ
ストンが燃焼室に向つて前進し、次の圧縮行程に
おいて燃焼室の圧力が高くなつたとき元の位置ま
で後退動すると云うように、一サイクルごとに1
回の往復運動を繰り返すので、副シリンダと副ピ
ストンとの摺動部、及び中空状ステムと制御棒と
の摺動部における摩耗が大きくて、耐久性が低い
のである。 Moreover, in the prior art, when the pressure in the combustion chamber becomes negative pressure (below atmospheric pressure) during the intake stroke, there is a large pressure between the hydraulic pressure of the hydraulic oil constantly supplied in the hydraulic chamber and the combustion chamber. Once per cycle, the secondary piston moves forward toward the combustion chamber and moves back to its original position when the pressure in the combustion chamber increases during the next compression stroke.
Since the reciprocating motion is repeated several times, the sliding parts between the sub-cylinder and the sub-piston and the sliding parts between the hollow stem and the control rod are subject to large wear, resulting in low durability.
更に、副ピストンの前進動は、当該副ピストン
の背面における油圧室からの作動油の流出を止め
て行うために、内燃機関の負荷の減少に追従して
副ピストンを前進動するときの応答性は良い反
面、副ピストンは、吸気行程において前記のよう
に燃焼室に向つて前進動することにより、この前
進動により油圧室内に作動油が流入するから、内
燃機関の負荷の増大に追従させて油圧室内におけ
る作動油の流出量を増大することにより副ピスト
ンを後退動する場合に、負荷の増大に追従しての
副ピストンの後退動が吸気行程のときに前進動す
る分だけ遅れることになり、換言すると、負荷の
増大に対する圧縮比低への応答性が低下すると共
に、負荷の対応する圧縮比が、当該負荷に対応し
た適正値よりも高くなる傾向を呈し、ノツキツグ
が発生するのであり、特に、この応答性の遅れに
よるノツキングの発生は、内燃機関の回転数が早
くなるにつれて増大するのであつた。 Furthermore, the forward movement of the secondary piston is performed by stopping the flow of hydraulic oil from the hydraulic chamber at the back of the secondary piston, so the responsiveness when moving the secondary piston forward in accordance with the decrease in the load of the internal combustion engine is improved. On the other hand, the secondary piston moves forward toward the combustion chamber during the intake stroke as described above, and this forward movement causes hydraulic oil to flow into the hydraulic chamber, so it cannot follow the increase in load of the internal combustion engine. When the secondary piston moves backward by increasing the amount of hydraulic oil flowing out of the hydraulic chamber, the backward movement of the secondary piston to follow the increase in load will be delayed by the amount of forward movement during the intake stroke. In other words, the responsiveness to a low compression ratio in response to an increase in load decreases, and the compression ratio corresponding to the load tends to become higher than the appropriate value corresponding to the load, causing noise. In particular, the occurrence of knocking due to this delay in response increases as the rotational speed of the internal combustion engine increases.
本発明は、これらの問題を解消した圧縮比可変
式の内燃機関を提供することを目的とするもので
ある。 An object of the present invention is to provide a variable compression ratio internal combustion engine that eliminates these problems.
この目的を達成するため本発明は、シリンダヘ
ツドに、燃焼室に開口する副シリンダを形成し
て、該副シリンダ内に副ピストンを摺動自在に嵌
挿し、該副ピストンの背面に油圧室を形成して、
該油圧室に作動油供給用のポートを接続する一
方、前記副ピストンの背面に、前記副シリンダの
軸方向に延びるステムを連結して、該ステムの先
端を、前記シリンダヘツド上室に突出し、該ステ
ムの突出端には、前記油圧室内の作動油が流出す
るようにしたスピルポートを設け、且つ、前記ス
テムの突出端における外周には、当該ステムの後
退動によつてスピルポートが閉じステムの前進動
によつてスピルポートが開くようにしたスピル体
を、当該スピル体による前記スピルポートの開閉
位置がステムの軸方向に変位できるように相対移
動自在に被嵌し、該スピル体を、内燃機関に、当
該内燃機関における負荷、又は負荷及び回転数に
応じて移動作動するようにアクチエータを介して
関連し、更に、前記副ピストンに、当該副ピスト
ンを後退方向に付勢するばね手段を設ける構成に
した。
In order to achieve this object, the present invention forms an auxiliary cylinder opening into the combustion chamber in the cylinder head, a auxiliary piston is slidably inserted into the auxiliary cylinder, and a hydraulic chamber is formed on the back surface of the auxiliary piston. form,
A port for supplying hydraulic oil is connected to the hydraulic chamber, while a stem extending in the axial direction of the sub-cylinder is connected to the back surface of the sub-piston, and the tip of the stem projects into the upper chamber of the cylinder head; A spill port is provided at the protruding end of the stem to allow the hydraulic oil in the hydraulic chamber to flow out, and a spill port is provided on the outer periphery of the protruding end of the stem so that the spill port closes when the stem moves backward. A spill body whose spill port is opened by the forward movement of the spill body is fitted so that the spill body can be relatively movably moved such that the opening/closing position of the spill port by the spill body can be displaced in the axial direction of the stem, and the spill body is A spring means is connected to the internal combustion engine via an actuator so as to be moved and operated according to a load in the internal combustion engine, or a load and a rotational speed, and further includes a spring means on the secondary piston for biasing the secondary piston in a backward direction. The configuration was set up so that
このような構成において、前記スピル体を、当
該スピル体によつてスピルポートを閉じるように
移動作動すると、スピルポートからの作動油の流
出が止まるか、減少することにより、副ピストン
は、油圧室内に供給される作動油によつて燃焼室
に向かつて前進動し、この前進動は、スピルポー
トからの作動油の流出量が油圧室への作動油の供
給量とが略等しくなる位置までスピルポートが開
いた時点で停止することになり、また、前記スピ
ル体を、当該スピル体によつて前記スピルポート
を大きく開くように移動作動すると、スピルポー
トからの作動油の流出量が増大することにより、
副ピストンは、燃焼室内の圧力及びばね手段にて
燃焼室から後退動し、この後退動は、スピルポー
トからの作動油の流出量と油圧室への作動油の供
給量とが略等しくなる位置までスピルポートが閉
じると停止することになるから、前記スピル体の
移動作動によつて、副ピストンを前進又は後退動
することができる。
In such a configuration, when the spill body is moved to close the spill port, the flow of hydraulic oil from the spill port is stopped or reduced, and the sub-piston is moved into the hydraulic chamber. The hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber moves forward toward the combustion chamber, and this forward movement causes the spill to reach a position where the amount of hydraulic oil flowing out from the spill port is approximately equal to the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber. It will stop when the port opens, and if the spill body is moved to open the spill port widely, the amount of hydraulic oil flowing out from the spill port will increase. According to
The auxiliary piston moves backward from the combustion chamber due to the pressure within the combustion chamber and the spring means, and this backward movement occurs at a position where the amount of hydraulic oil flowing out from the spill port and the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber are approximately equal. Since it will stop when the spill port is closed to the extent that the spill port is closed, the sub piston can be moved forward or backward by moving the spill body.
従つて、このスピル体を、内燃機関における負
荷、又は負荷及び回転数に応じて移動作動するよ
うにアクチエータを介して内燃機関に関連するこ
とにより、圧縮比を、内燃機関における負荷、又
は負荷及び回転数の変化に応じて自動的に無段階
的に変更することができるのである。 Therefore, by connecting this spill body to the internal combustion engine via an actuator so as to move and operate it according to the load on the internal combustion engine, or the load and the rotation speed, the compression ratio can be adjusted according to the load on the internal combustion engine, or the load and the rotational speed. It can be automatically and steplessly changed according to changes in the rotational speed.
この場合において、本発明は、前記のように、
ステムにおけるスピルポートを開閉するためのス
ピル体を、ステムの外周に対して相対移動自在に
被嵌したことにより、このスピル体の前後移動に
は、前記先行技術のように、油圧室内における作
動油の油圧が当該スピル体の前後移動を妨げるよ
うに作用することがないから、スピル体を、油圧
室内における作動油の油圧とは無関係に、極く軽
い力で前後移動することができる。 In this case, the present invention, as described above,
Since the spill body for opening and closing the spill port in the stem is fitted so as to be movable relative to the outer periphery of the stem, the back and forth movement of this spill body is achieved by using hydraulic oil in the hydraulic chamber as in the prior art. Since the hydraulic pressure does not act to impede the back and forth movement of the spill body, the spill body can be moved back and forth with extremely light force, regardless of the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the hydraulic chamber.
すなわち、スピル体を、極く軽い力で前後移動
することができるから、このスピル体を、機関の
負荷等の変化に応じて前後移動するためのアクチ
エータの大型化を回避でき、換言すると、アクチ
エータの小型・軽量化を達成できるのである。 In other words, since the spill body can be moved back and forth with extremely light force, it is possible to avoid increasing the size of the actuator for moving the spill body back and forth in response to changes in engine load, etc. It is possible to achieve smaller size and lighter weight.
しかも、本発明は、ステムを、シリンダヘツド
上室に突出し、この突出端に、スピルポート及び
スピル体を設けたことにより、ステムとスピル体
との摺動部分を、スピルポートをスピル体にて完
全に閉じるようにするための高精度の機械的加工
が、前記先行技術の場合よりも遥かに容易にでき
るから、機械的加工に要するコストを低減できる
と共に、加工精度の向上を図ることができるので
あり、その上、ステムとスピル体との良好な摺動
状態を維持するための保守・点検が至極容易にで
きるのである。 Moreover, in the present invention, the stem projects into the upper chamber of the cylinder head, and the spill port and the spill body are provided at the projecting end, so that the sliding portion between the stem and the spill body is replaced by the spill port. Since high-precision mechanical processing for completely closing can be performed much more easily than in the case of the prior art, the cost required for mechanical processing can be reduced and processing accuracy can be improved. Furthermore, maintenance and inspection to maintain a good sliding condition between the stem and the spill body can be carried out extremely easily.
その上、本発明は、前記副ピストンに対して、
当該副ピストンを後退方向に付勢するばね手段を
設けたことにより、吸気行程において燃焼室と油
圧室との間に大きい圧力差が発生した場合にこの
圧力差のために副ピストンが前進動するときの距
離を、前記ばね手段によつて小さくすることがで
きるから、副ピストンと副シリンダとの摺動部、
及びステムとスピル体との摺動部の摩耗、延いて
は、これらの耐久性を、構造の複雑化及び大型化
並びに重量の増大を招来することなく、向上でき
るのである。 Moreover, the present invention provides for the secondary piston,
By providing a spring means that biases the secondary piston in the backward direction, when a large pressure difference occurs between the combustion chamber and the hydraulic chamber during the intake stroke, the secondary piston moves forward due to this pressure difference. Since the distance between the sliding parts of the sub-piston and the sub-cylinder can be reduced by the spring means,
The wear of the sliding parts between the stem and the spill body, as well as their durability, can be improved without complicating the structure, increasing the size, and increasing the weight.
更に、副ピストンに対して設けたばね手段は、
前記のように吸気行程において副ピストンが前進
動するときの距離を小さくして、この前進動に際
して油圧室内に流入する作動油の量を少なくする
と共に、副ピストンの後退動を加速するから、内
燃機関の負荷の増大、又は負荷の増大及び回転数
の減少に追従して油圧室内における作動油のスピ
ルポートからの流出量を増大することにより副ピ
ストンを後退動する場合において、副ピストンの
後退動が遅れることを低減でき、換言すると、負
荷の増大、又は負荷の増大及び回転数の減少に追
従して圧縮比を下げることの応答性を向上できる
と共に、圧縮比が、負荷等に対応した適正値より
も高くなることを防止でき、その結果、負荷の増
大、又は負荷の増大及び回転数の減少に追従して
圧縮比を下げるときにおけるノツキングの発生を
確実に制御できるのである。 Furthermore, the spring means provided for the secondary piston is
As mentioned above, the distance that the auxiliary piston moves forward during the intake stroke is reduced, reducing the amount of hydraulic oil that flows into the hydraulic chamber during this forward movement, and accelerating the backward movement of the auxiliary piston, thereby reducing internal combustion. When the secondary piston is moved backward by increasing the amount of hydraulic oil flowing out from the spill port in the hydraulic chamber in response to an increase in engine load or an increase in load and a decrease in rotational speed, the backward movement of the secondary piston is In other words, it is possible to improve the responsiveness of lowering the compression ratio in response to an increase in load, or an increase in load and a decrease in rotational speed, and to ensure that the compression ratio is appropriate for the load, etc. As a result, it is possible to reliably control the occurrence of knocking when the compression ratio is lowered in response to an increase in load, or an increase in load and a decrease in rotational speed.
以下、本発明の実施例を図面(第1図及び第2
図)について説明すると、図において符号1はシ
リンダブロツク、符号2はシリンダヘツド、符号
3は前記シリンダブロツク1におけるシリンダボ
ア4内を往復摺動するピストン、符号5は前記シ
リンダヘツド2の下面を凹ませて形成した燃焼室
を各々示し、該燃焼室5には、その略中心位置に
シリンダヘツド2に螺着した点火栓6がのぞむと
共に、図示しない吸気ポート及び排気ポートが開
口している。
Embodiments of the present invention are shown below in the drawings (Figs. 1 and 2).
In the figure, numeral 1 is a cylinder block, numeral 2 is a cylinder head, numeral 3 is a piston that reciprocates within the cylinder bore 4 of the cylinder block 1, and numeral 5 is a piston that recesses the lower surface of the cylinder head 2. The combustion chambers 5 each have an ignition plug 6 screwed onto the cylinder head 2 located approximately at the center thereof, and an intake port and an exhaust port (not shown) are open therein.
符号7は、前記シリンダヘツド2に穿設した副
シリンダで、該副シリンダ7は下側が前記燃焼室
5に、上側がシリンダヘツド2の上面におけるシ
リンダヘツド上室に各々開口し、前記シリンダヘ
ツド2の上面には、前記副シリンダ7を塞ぐため
の蓋板8が設けられている。 Reference numeral 7 denotes a sub-cylinder bored in the cylinder head 2. The sub-cylinder 7 opens at its lower side into the combustion chamber 5 and at its upper side into the upper chamber of the cylinder head on the upper surface of the cylinder head 2. A cover plate 8 for closing the sub-cylinder 7 is provided on the upper surface of the cylinder.
符号9は、前記副シリンダ7内に摺動自在に嵌
挿した副ピストンで、該副ピストン9が燃焼室5
の方向に前進すると燃焼室5の容積が減少して圧
縮比が高くなり、副ピストン9が燃焼室5から離
れる方向に後退すると燃焼室5の容積が増大して
圧縮比が低くなるようになつており、且つ、この
副ピストン9には、当該副ピストン9を後退方向
に付勢するためのばね10が設けられている。 Reference numeral 9 denotes a sub-piston that is slidably inserted into the sub-cylinder 7, and the sub-piston 9 is inserted into the combustion chamber 5.
When the secondary piston 9 moves forward in the direction of , the volume of the combustion chamber 5 decreases and the compression ratio becomes high, and when the sub piston 9 moves backward away from the combustion chamber 5, the volume of the combustion chamber 5 increases and the compression ratio becomes low. Further, this sub-piston 9 is provided with a spring 10 for urging the sub-piston 9 in the backward direction.
また、副ピストン9の背面(燃焼室5に対して
裏側の面)には、当該副ピストン9の中心から軸
方向に延びるステム11が連結され、該ステム1
1を、前記蓋板8を摺動自在に貫通してシリンダ
ヘツド上室に突出する一方、前記副ピストン9の
背面と前記蓋板8との間に油圧室12を形成し、
該油圧室12に、図示しない油圧源からの作動油
を逆止弁13付きポート14を介して連続的に供
給する。 Further, a stem 11 extending in the axial direction from the center of the sub-piston 9 is connected to the back surface of the sub-piston 9 (the surface on the back side with respect to the combustion chamber 5).
1 slidably penetrates the cover plate 8 and projects into the upper chamber of the cylinder head, while forming a hydraulic chamber 12 between the back surface of the sub-piston 9 and the cover plate 8,
Hydraulic oil from a hydraulic source (not shown) is continuously supplied to the hydraulic chamber 12 via a port 14 with a check valve 13.
更に、前記ステム11には、油圧室12に連通
する通路15を備え、且つ、ステム11がシリン
ダヘツド上室に突出する突出端部には、前記油圧
室12内の作動油を、シリンダヘツド上室に放出
するためのスピルポート16を穿設する。 Furthermore, the stem 11 is provided with a passage 15 that communicates with the hydraulic chamber 12, and the protruding end of the stem 11 that protrudes into the upper chamber of the cylinder head is provided with a passage 15 that communicates with the hydraulic chamber 12. A spill port 16 is drilled for discharging into the chamber.
そして、符号17は、スピル体の一つの実施例
であるスピルリングを各々示し、該スピルリング
17を、前記ステム11における突出端部の外周
に摺動自在に被嵌して、ステム11の後退動のと
きそのスピルポート16がスピルリング17によ
つて閉じ、ステム11の前進動のときそのスピル
ポート16が開くように構成する。 Reference numeral 17 indicates a spill ring which is an embodiment of the spill body, and the spill ring 17 is slidably fitted on the outer periphery of the protruding end of the stem 11 so that the stem 11 is retracted. When the stem 11 moves forward, the spill port 16 is closed by the spill ring 17, and when the stem 11 moves forward, the spill port 16 opens.
また、符号18は、前記シリンダヘツド2の上
面に、中途部を軸19にて摺動自在に枢着したレ
バーを示し、該レバー18の一端を、前記スピル
リング17に係合する一方、他端を、アクチエー
タの一つの実施例であるダイヤフラム機構20に
連結する。 Further, reference numeral 18 indicates a lever whose midway portion is slidably pivoted on the upper surface of the cylinder head 2 by a shaft 19. One end of the lever 18 is engaged with the spill ring 17, while the other The end is connected to a diaphragm mechanism 20, which is one embodiment of an actuator.
このダイヤフラム機構20は、前記レバー28
の他端にロツド21を介して連結したダイヤフラ
ム22を内臓し、該ダイヤフラム22にて区画さ
れた圧力室23には、前記レバー18の他端を図
において下方に押し下げる方向、つまり、スピル
リング17を後退方向に付勢するばね24を設け
ると共に、この圧力室23を、負圧伝達通路25
を介して内燃機関における吸気マニホールド(図
示せず)に接続して、吸気マニホールド内におけ
る吸気負圧を圧力室23内に導入することによ
り、内燃機関の負荷の減少に伴つて吸気負圧が真
空側に大きくなると、これに比例して、前記スピ
ルリング17が前進移動し、内燃機関の負荷の増
大に伴つて吸気負圧が大気圧側に小さくなると、
これに比例して、前記スピルリング17が後退移
動するように構成する。 This diaphragm mechanism 20 has the lever 28
A diaphragm 22 connected to the other end via a rod 21 is built in, and a pressure chamber 23 defined by the diaphragm 22 has a pressure chamber 23 in which the other end of the lever 18 is pushed downward in the figure, that is, the spill ring 17 A spring 24 is provided to bias the pressure chamber 23 in the backward direction, and the pressure chamber 23 is connected to the negative pressure transmission passage 25.
By connecting to an intake manifold (not shown) in an internal combustion engine through a When the pressure increases toward the atmospheric pressure side, the spill ring 17 moves forward in proportion to this, and as the load on the internal combustion engine increases, the intake negative pressure decreases toward the atmospheric pressure side.
The spill ring 17 is configured to move backward in proportion to this.
この構成において、スピルリング17を、第1
図に二点鎖線で示すように、燃焼室5の方向、つ
まりスピルポート16を閉じる方向に前進移動操
作すれば、スピルポート16の閉によつて当該ス
ピルポート16からの作動油の流出が止り、逆止
弁13付きポート14から絶えず作動油が供給さ
れている油圧室12の圧力が上昇するから、副ピ
ストン9は燃焼室に向かつて前進し、この前進が
スピルポート16の開のところまで進行すると、
スピルポート16から作動油が流出を始め、この
流出量と油圧室12への供給量とがバランスした
時点で副ピストン9の前進が停止する。 In this configuration, the spill ring 17 is
As shown by the two-dot chain line in the figure, if the forward movement operation is performed in the direction of the combustion chamber 5, that is, in the direction of closing the spill port 16, the flow of hydraulic oil from the spill port 16 will be stopped by closing the spill port 16. As the pressure in the hydraulic chamber 12, which is constantly supplied with hydraulic oil from the port 14 with the check valve 13, increases, the sub-piston 9 moves forward toward the combustion chamber, and this forward movement reaches the point where the spill port 16 opens. As you progress,
Hydraulic oil begins to flow out from the spill port 16, and when the amount of this outflow and the amount of supply to the hydraulic chamber 12 are balanced, the advance of the sub-piston 9 is stopped.
また、スピルリング17を、二点鎖線の位置か
ら実線の位置へと後退方向に移動操作すると、ス
ピルポート16が全開になり流出量が増加し油圧
室12の圧力が低下するから、副ピストン9は、
燃焼室5内の圧力及び/又はばね10によつて燃
焼室5から離れるように後退し、この後退がスピ
ルポート16がスピルリング17にて閉じるとこ
ろまで進行すると、スピルポート16からの流出
量が減少し、その流出量が供給量とバランスした
時点で、副ピストン9の後退動が停止することに
なり、スピルリング17の移動操作によつて、副
ピストン9を、無段階的に前後移動することがで
きる。 Furthermore, when the spill ring 17 is moved in the backward direction from the position indicated by the two-dot chain line to the position indicated by the solid line, the spill port 16 is fully opened, the outflow amount increases, and the pressure in the hydraulic chamber 12 decreases. teeth,
The pressure in the combustion chamber 5 and/or the spring 10 causes the combustion chamber 5 to retreat away from the combustion chamber 5, and when this retreat progresses to the point where the spill port 16 is closed by the spill ring 17, the amount of flow out from the spill port 16 increases. When the flow rate decreases and the outflow amount is balanced with the supply amount, the backward movement of the sub-piston 9 is stopped, and by moving the spill ring 17, the sub-piston 9 is moved back and forth in a stepless manner. be able to.
このスピルリング17を、吸気負圧によつて作
動するアクチエータ20にレバー18を介して関
連したことにより、内燃機関における負荷の低下
に伴つて吸気負圧が真空側に大きくなると、ダイ
ヤフラム機構20における圧力室23に作用する
吸気負圧により、スピルリング17が実線の位置
から二点鎖線の位置へと前進移動するから、圧縮
比は、内燃機関の負荷の低下に応じて自動的に大
きくなり、また、内燃機関の負荷の増大に伴つて
吸気負圧が大気圧側に小さくなると、圧力室23
内のばね24により、スピルリング17が二点鎖
線の位置から実線の位置へと後退移動するから、
圧縮比は、内燃機関の負荷の増大に応じて自動的
に小さくなると云うように、圧縮比を、内燃機関
における負荷の変化に応じて自動的に変更制御す
ることができるのである。 By relating this spill ring 17 to the actuator 20 operated by the intake negative pressure via the lever 18, when the intake negative pressure increases toward the vacuum side as the load in the internal combustion engine decreases, the diaphragm mechanism 20 Since the spill ring 17 moves forward from the position indicated by the solid line to the position indicated by the two-dot chain line due to the intake negative pressure acting on the pressure chamber 23, the compression ratio automatically increases in accordance with the decrease in the load of the internal combustion engine. Additionally, when the intake negative pressure decreases toward atmospheric pressure as the load on the internal combustion engine increases, the pressure chamber 23
The spring 24 inside moves the spill ring 17 backward from the position indicated by the two-dot chain line to the position indicated by the solid line.
The compression ratio can be automatically changed and controlled in response to changes in the load on the internal combustion engine, such that the compression ratio automatically decreases as the load on the internal combustion engine increases.
前記スピルリング17を前後移動するアクチエ
ータとしては、前記実施例のダイヤフラム式のも
のに限らず、電気式又は油圧式等の他の形式のア
クチエータを使用しても良いことは勿論である
が、第3図に示すように、スピルリングの移動作
動用のアクチエータ26に対する制御回路27
に、内燃機関における負荷検出器28、及び内燃
機関における回転数検出器29からの信号を入力
させ、スピルリング17を、負荷に対しては、負
荷の低下に伴つて前進移動し負荷の増加に伴つて
後退移動する一方、回転数に対しては、回転数の
増加に伴つて前進移動し回転数の減少に伴つて後
退移動するように構成することにより、低負荷域
において吸気負圧が真空側に大きいことによる実
圧縮比の低下を防止できると同時に、高い回転域
において、充填効率が減少することによる出力の
低下を、圧縮比の増大によつて防止することがで
きるのである。 The actuator for moving the spill ring 17 back and forth is not limited to the diaphragm type actuator of the above embodiment, but other types of actuators such as electric type or hydraulic type may of course be used. As shown in FIG. 3, a control circuit 27 for an actuator 26 for moving the spill ring.
The signals from the load detector 28 in the internal combustion engine and the rotation speed detector 29 in the internal combustion engine are input to the engine, and the spill ring 17 is moved forward as the load decreases and as the load increases. By configuring the engine to move backward as the rotation speed increases, and move backward as the rotation speed decreases, the intake negative pressure becomes a vacuum in the low load range. By increasing the compression ratio, it is possible to prevent a decrease in the actual compression ratio due to a larger side, and at the same time, in a high rotation range, a decrease in output due to a decrease in charging efficiency can be prevented.
また、機関の爆発行程において、副ピストン9
に大きな爆発力を受けると、この爆発力にて当該
副ピストン9が若干後退してスピルポート16が
閉じる一方、油圧室12内の圧力が瞬間的に高く
なつて逆止弁13が閉じて、油圧室12の作動油
は当該油圧室12内に閉じ込められた状態になる
から、これにより副ピストンに対する大きな爆発
力を支受するのであり、この場合において、スピ
ルポート16が閉じるまでの間における作動油の
流出及びその後の作動油の圧力上昇が、燃焼室5
内での混合気の爆発燃焼による副ピストン9に対
する衝撃を吸収・緩和するのである。 In addition, during the engine's explosion stroke, the secondary piston 9
When a large explosive force is applied to the secondary piston 9, this explosive force causes the secondary piston 9 to retreat slightly and close the spill port 16, while the pressure inside the hydraulic chamber 12 momentarily increases and the check valve 13 closes. Since the hydraulic fluid in the hydraulic chamber 12 is confined within the hydraulic chamber 12, it bears a large explosive force against the secondary piston, and in this case, the operation until the spill port 16 closes. The oil spill and the subsequent pressure increase of the hydraulic oil cause the combustion chamber 5
This absorbs and alleviates the impact on the sub-piston 9 due to the explosive combustion of the air-fuel mixture within the piston.
なお、前記油圧室12に供給する作動油として
は、機関における潤滑油又は自動車のパワーステ
アリング機構における作動油、若しくは自動車の
オートマチツク変速装置における作動油を用いる
ことができるが、機関における潤滑油を用いる場
合には、潤滑油ポンプからの潤滑油を、機関にお
ける各種回転又は摺動部分に分配するメインギヤ
ラリーから前記油圧室12への逆止弁13付きポ
ート14に導くようにする一方、ステム11にお
けるスピルポート16からの流出油をシリンダヘ
ツド上室に放出し、一般的に言つて当該シリンダ
ヘツド上室内に設けられている動弁機構(図示せ
ず)に対する潤滑油と一緒にして、シリンダブロ
ツク1の下部におけるオイルパン(図示せず)に
戻すようにすれば良いから、この構造は簡単にな
る。また、作動油として自動車のパワーステアリ
ング機構における作動油、又は自動車のオートマ
チツク変速装置における作動油を用いるときに
は、第4図に示すように、パワーステアリング機
構又はオートマチツク変速装置における油圧ポン
プから分岐した通路30を、前記油圧室12への
ポート14に接続する一方、蓋板8の外側にスピ
ルリング17及びステム11を覆うカバー31を
設けて、スピルポート16から流出する作動油
を、カバー31に接続した通路32を介して、パ
ワーステアリング機構又はオートマチツク変速装
置におけるオイル溜(図示せず)に戻せば良いの
である。 Note that as the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 12, lubricating oil in an engine, hydraulic oil in a power steering mechanism of an automobile, or hydraulic oil in an automatic transmission of an automobile can be used. When used, the lubricating oil from the lubricating oil pump is guided from the main gear rally to the hydraulic chamber 12 to the port 14 with the check valve 13, which distributes the lubricating oil to various rotating or sliding parts in the engine, while the stem 11 The spilled oil from the spill port 16 in the cylinder head is discharged into the upper chamber of the cylinder head, and is generally combined with lubricating oil for the valve mechanism (not shown) provided in the upper chamber of the cylinder head, and is then pumped into the cylinder block. This structure is simple because it can be returned to the oil pan (not shown) in the lower part of No. 1. In addition, when using the hydraulic oil in the power steering mechanism of an automobile or the hydraulic oil in the automatic transmission of an automobile as the hydraulic fluid, as shown in Fig. The passage 30 is connected to the port 14 to the hydraulic chamber 12, and a cover 31 is provided on the outside of the cover plate 8 to cover the spill ring 17 and the stem 11, so that the hydraulic oil flowing out from the spill port 16 is directed to the cover 31. It may be returned to the oil sump (not shown) in the power steering mechanism or automatic transmission via the connected passageway 32.
更に、前記実施例は、スピル体をスピルリング
17にして、このスピルリング17を、ステム1
1の軸方向に摺動移動する場合を示したが、第5
図及び第6図に示すように、ステム11aにおけ
るスピルポートを、ステム11aの軸線に対して
傾斜する傾斜状のスピルポート16aに形成する
一方、ステム11aの外周には、歯車式のスピル
リング17aを回転自在に、且つ、摺動自在に被
嵌して、該スピルリング17aを、図示しない軸
受にてシリンダヘツド2に対して軸支し、このス
ピルリング17aには、ステム11aが前後摺動
したときその傾斜状スピルポート16aに合致す
るようにした一つの逃がしポート23を穿設する
と共に、このスピルリング17a外周の歯にステ
ム11aと直角方向に配設したラツク杆24を噛
合し、該ラツク杆24を、機関の負荷、又は負荷
及び回転数に関連するアクチエータ26により、
長手方向に往復動することによつて、スピルリン
グ17aを回転操作して、ステム11aの傾斜状
スピルポート16aに対して逃がしポート23
を、位置又は位置へとずらせ、これによつ
て、スピルポート16aの開閉位置をステム11
aの軸方向に沿つて変位するように構成しても良
いのである(この場合、ステム11aは、シリン
ダヘツド2に対して摺動自在に、且つ、回転不能
に保持され、また、ここにおけるスピルリング1
7aを回転する機構としては、実施例図面のラツ
クとピニオンに限らず他の手段を用いて良いこと
はいうまでもない)。更にまた、このステム11
aに設けた傾斜状スピルポート16aと、スピル
リング17aに設けた逃がしポート23とを設け
る位置をそれぞれ逆にし、すなわち、ステム11
aに逃がしポート23を設けて、この逃がしポー
ト23をスピルポートにする一方、スピルリング
17aに傾斜状スピルポート16aを設けること
により、前記スピルリング17aの回転にてスピ
ルポートの開閉位置を、ステムの軸方向に変位す
るように構成しても良いのである。 Furthermore, in the embodiment, the spill body is a spill ring 17, and this spill ring 17 is attached to the stem 1.
Although the case of sliding movement in the axial direction of the first axis is shown, the fifth axis
As shown in FIG. 6, the spill port in the stem 11a is formed into an inclined spill port 16a that is inclined with respect to the axis of the stem 11a, and a gear-type spill ring 17a is formed on the outer periphery of the stem 11a. The spill ring 17a is rotatably and slidably fitted, and the spill ring 17a is pivotally supported on the cylinder head 2 by a bearing (not shown). When this occurs, one escape port 23 is bored to match the inclined spill port 16a, and a lock rod 24 disposed perpendicularly to the stem 11a is engaged with the teeth on the outer periphery of the spill ring 17a. The rack rod 24 is actuated by an actuator 26 that is dependent on the engine load or load and speed.
By reciprocating in the longitudinal direction, the spill ring 17a is rotated to open the escape port 23 with respect to the inclined spill port 16a of the stem 11a.
, thereby shifting the opening/closing position of the spill port 16a to the position of the stem 11.
The stem 11a may be configured to be displaced along the axial direction of the cylinder head 2 (in this case, the stem 11a is held slidably but non-rotatably relative to the cylinder head 2, and the stem 11a is held non-rotatably with respect to the cylinder head 2, ring 1
It goes without saying that the mechanism for rotating 7a is not limited to the rack and pinion shown in the embodiment drawings, but other means may be used. Furthermore, this stem 11
The positions of the inclined spill port 16a provided in the stem 11a and the relief port 23 provided in the spill ring 17a are reversed.
A is provided with a relief port 23, and this relief port 23 is used as a spill port.By providing an inclined spill port 16a on the spill ring 17a, the opening/closing position of the spill port can be changed by rotation of the spill ring 17a. It may also be configured to be displaced in the axial direction.
さらに、ステム11a又はスピルリング17a
に設ける傾斜状スピルポートの形状は、必要に応
じて、第5図に二点鎖線で示すような形状にして
も良いのである。 Furthermore, the stem 11a or the spill ring 17a
If necessary, the shape of the inclined spill port provided in FIG.
図面は本発明の実施例を示し、第1図は第1の
実施例を示す機関要部の縦断正面図、第2図は第
1図の−視断面図、第3図は第2の実施例の
回路図、第4図は第3の実施例を示す機関要部の
縦断正面図、第5図はスピル体とスピルポートと
の別の実施例図、第6図は第5図の平面図であ
る。
1……シリンダブロツク、2……シリンダヘツ
ド、5……燃焼室、7……副シリンダ、9……副
ピストン、12……油圧室、14……作動油供給
ポート、11,11a……ステム、16,16a
……スピルポート、17,17a……スピル体の
実施例としてのスピルリング、20……アクチエ
ータの実施例としてのダイヤフラム機構、26…
…アクチエータ。
The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of the main engine parts showing the first embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken from the side of FIG. 1, and FIG. Example circuit diagram, FIG. 4 is a longitudinal sectional front view of the engine main part showing the third embodiment, FIG. 5 is another embodiment diagram of the spill body and spill port, and FIG. 6 is a plan view of FIG. 5. It is a diagram. 1... Cylinder block, 2... Cylinder head, 5... Combustion chamber, 7... Sub cylinder, 9... Sub piston, 12... Hydraulic chamber, 14... Hydraulic oil supply port, 11, 11a... Stem , 16, 16a
... Spill port, 17, 17a... Spill ring as an embodiment of a spill body, 20... Diaphragm mechanism as an embodiment of an actuator, 26...
...actuator.
Claims (1)
ンダを形成して、該副シリンダ内に副ピストンを
摺動自在に嵌挿し、該副ピストンの背面に油圧室
を形成して、該油圧室に作動油供給用のポートを
接続する一方、前記副ピストンの背面に、前記副
シリンダの軸方向に延びるステムを連結して、該
ステムの先端を、前記シリンダヘツド上室に突出
し、該ステムの突出端には、前記油圧室内の作動
油が流出するようにしたスピルポートを設け、且
つ、前記ステムの突出端における外周には、当該
ステムの後退動によつてスピルポートが閉じステ
ムの前進動によつてスピルポートが開くようにし
たスピル体を、当該スピル体による前記スピルポ
ートの開閉位置がステムの軸方向に変位できるよ
うに相対移動自在に被嵌し、該スピル体を、内燃
機関に、当該内燃機関における負荷、又は負荷及
び回転数に応じて移動作動するようにアクチエー
タを介して関連し、更に、前記副ピストンに、当
該副ピストンを後退方向に付勢するためのばね手
段を設けたことを特徴とする圧縮比可変式内燃機
関。1 A sub-cylinder that opens into the combustion chamber is formed in the cylinder head, a sub-piston is slidably inserted into the sub-cylinder, a hydraulic chamber is formed on the back surface of the sub-piston, and a hydraulic chamber is actuated into the hydraulic chamber. While connecting an oil supply port, a stem extending in the axial direction of the sub-cylinder is connected to the back surface of the sub-piston, the tip of the stem protrudes into the upper chamber of the cylinder head, and the protruding end of the stem is connected to the sub-piston. is provided with a spill port through which the hydraulic oil in the hydraulic chamber flows out, and a spill port is provided on the outer periphery of the protruding end of the stem so that the spill port closes when the stem moves backward and moves forward when the stem moves forward. A spill body with which the spill port can be opened is fitted so that the spill body can move relatively freely so that the opening/closing position of the spill port by the spill body can be displaced in the axial direction of the stem, and the spill body is attached to the internal combustion engine. The sub-piston is connected via an actuator so as to be moved according to the load in the internal combustion engine or the load and rotational speed, and the sub-piston is further provided with a spring means for biasing the sub-piston in a backward direction. A variable compression ratio internal combustion engine featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4829582A JPS58165541A (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4829582A JPS58165541A (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165541A JPS58165541A (en) | 1983-09-30 |
| JPH0116968B2 true JPH0116968B2 (en) | 1989-03-28 |
Family
ID=12799443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4829582A Granted JPS58165541A (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165541A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111379621B (en) * | 2018-12-29 | 2022-07-19 | 上海汽车集团股份有限公司 | A variable compression ratio engine and automobile |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314308A (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-08 | Aisin Seiki | Sewing machine motor control device for controlling home position stopping of sewing machine |
| JPS53131323A (en) * | 1977-04-21 | 1978-11-16 | Kubota Ltd | Compression-ratio variable device for internal combuston engine with supercharger |
| FR2397530A1 (en) * | 1977-07-11 | 1979-02-09 | Peugeot | EXPLOSION MOTOR WITH VARIABLE VOLUMETRIC RATIO |
-
1982
- 1982-03-24 JP JP4829582A patent/JPS58165541A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58165541A (en) | 1983-09-30 |
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