JPH0116976B2 - - Google Patents
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- JPH0116976B2 JPH0116976B2 JP57119102A JP11910282A JPH0116976B2 JP H0116976 B2 JPH0116976 B2 JP H0116976B2 JP 57119102 A JP57119102 A JP 57119102A JP 11910282 A JP11910282 A JP 11910282A JP H0116976 B2 JPH0116976 B2 JP H0116976B2
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- spill
- piston
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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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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 ranges.
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 that the compression ratio be changed 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式の内燃機
関は、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
負荷に応じて前後移動することにより、前記スピ
ルポートの開閉位置をステムの軸方向に変位し
て、副ピストンを前後移動するように構成したも
のであるから、圧縮比を、負荷に応じて自動的に
変更制御できる利点を有する反面に、以下に述べ
るような問題点を有する。 In this prior art variable compression ratio internal combustion engine, a hollow stem is integrally connected from the back of the auxiliary piston, and the hollow stem is provided with hydraulic oil in the hydraulic chamber to a portion inside the hydraulic chamber. A spill port is bored into the hollow stem, and a control rod having an oil passage communicating with the atmosphere is slidably inserted into the hollow stem. is configured to move back and forth via an actuator in accordance with the load on the internal combustion engine, thereby displacing the opening/closing position of the spill port in the axial direction of the stem and moving the sub piston back and forth. Although it has the advantage of being able to automatically change and control the compression ratio depending on the load, it has the following problems.
すなわち、先行技術のものは、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によつてステムの
軸方向に変位するもので、制御棒の前後移動に
は、油圧室内の油圧がその前後移動を妨げるよう
に作用して、制御棒の前進移動には大きい力を必
要とするから、前記制御棒を、内燃機関の負荷に
応じて前後移動するためのアクチエータを大型に
しなければならないのである。
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 a control rod slidably inserted into the hollow stem, and the control rod is moved back and forth. In order to move the control rod back and forth according to the load of the internal combustion engine, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber acts to prevent its forward and backward movement, and a large force is required to move the control rod forward. Therefore, the actuator must be made larger.
しかし、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・
点検が困難であつた。 However, the spill port, which is opened and closed by the control rod, is provided inside the hydraulic chamber. In other words, the sliding part between the hollow stem and the control rod is located in the inner part of the hollow stem. Therefore, it is extremely 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. The cost required for this mechanical processing increases significantly, and the maintenance and maintenance required to maintain good sliding conditions between the hollow stem and control rod
Inspection was difficult.
その上、前記先行技術のものは、副ピストンの
前進動は油圧室の圧力により、副ピストンの後退
動は燃焼室の圧力により行うもので、副ピストン
は、燃焼室の圧力が吸気行程に際して負圧になる
と油圧室の圧力で前進し、爆発行程に際して高く
なると元の位置に後退すると云うように、一サイ
クル中に一回往復動を繰り返すことになるから、
副ピストンと副シリンダとの摺動部、及びステム
と制御棒との摺動部の摩耗が大きくて、耐久性が
低いのである。 Moreover, in the prior art, the forward movement of the sub-piston is performed by the pressure in the hydraulic chamber, and the backward movement of the sub-piston is performed by the pressure in the combustion chamber. When the pressure rises, it moves forward due to the pressure in the hydraulic chamber, and when the pressure rises during the explosion stroke, it retreats to its original position, so it repeats a reciprocating motion once in one cycle.
The sliding parts between the auxiliary piston and the auxiliary cylinder, and the sliding parts between the stem and the control rod suffer from a lot of wear, resulting in low durability.
加えて、副ピストンの前進動は、油圧室からの
作動油の流出を止めて行うので、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して副ピストンを後退
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いから、ノツキングが
発生するのであつた。 In addition, since the forward movement of the secondary piston is performed by stopping the flow of hydraulic oil from the hydraulic chamber, the responsiveness when moving the secondary piston forward in response to a decrease in the load of the internal combustion engine is good; moves forward as described above during the intake stroke, and this forward movement causes hydraulic oil to flow into the hydraulic chamber, so when the sub piston is moved backward to follow the increase in the load of the internal combustion engine, the load increases. The backward movement of the auxiliary piston following this is 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 is low, causing knocking. Ta.
一方、内燃機関におけるノツキングの発生は、
内燃機関における温度に比例するものであるが、
前記先行技術のものは、圧縮比を、内燃機関の温
度に関連していないので、圧縮比の初期の設定値
を、温度が高いときにノツキングが生じないよう
に設定すると、温度が低いときにおいてノツキン
グに対して余裕があり過ぎることになり、また、
温度が低いときに合せて設定すると、温度が高く
なつたときにノツキングが発生すると云う問題が
あつた。 On the other hand, the occurrence of knotting in an internal combustion engine is
Although it is proportional to the temperature in an internal combustion engine,
In the prior art, the compression ratio is not related to the temperature of the internal combustion engine, so if the initial setting of the compression ratio is set so that knocking does not occur when the temperature is high, it will not cause knocking when the temperature is low. There will be too much leeway for Notsking, and
There was a problem in that if the temperature was set accordingly when the temperature was low, knocking would occur when the temperature rose.
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設け、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、作動油供給ポートを備え
た油圧室を形成し、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一
方、副ピストンに、副シリンダの軸方向に延びる
ステムを連結し、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、
該ステムを、内燃機関に、当該内燃機関における
負荷及び回転数のうちいずれか一方又は両方に応
じて移動作動するようにアクチエータを介して関
連する一方、前記スピル体又はステムには、前記
スピルに対する前記スピルポートの開閉位置を、
内燃機関の温度に応じてステムの軸方向に修正変
位させるようにした温度修正手段を設ける構成に
した。
To achieve this object, the present invention provides a cylinder head with an auxiliary cylinder opening into the combustion chamber, a auxiliary piston slidably inserted into the auxiliary cylinder,
A hydraulic chamber equipped with a hydraulic oil supply port is formed on the back surface of the sub-piston, and a spring means is provided on the sub-piston for biasing the sub-piston in the backward direction. A stem extending from the cylinder head is connected to the stem, the tip of the stem projects into the upper chamber of the cylinder head, and the protruding end of the stem includes:
A spill port is provided to allow the hydraulic oil in the hydraulic chamber to flow out, and the spill port is closed on the outer periphery of the protruding end of the stem when the stem moves backward, and the spill port closes when the stem moves forward. a spill body which is configured to open, is fitted so that the spill body can open and close the spill port in a relatively movable manner such that the opening/closing position of the spill port by the spill body can be displaced in the axial direction of the stem;
The stem is connected to the internal combustion engine via an actuator so as to be moved and actuated in accordance with one or both of the load and rotation speed in the internal combustion engine, while the spill body or the stem has a The opening/closing position of the spill port is
The structure is such that a temperature correction means is provided to correct and displace the stem in the axial direction depending on the temperature of the internal combustion engine.
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、前記スピル体を、内燃機関に、当該内
燃機関における負荷及び回転数のうちいずれか一
方又は両方に応じて移動作動するようにアクチエ
ータを介して関連することにより、圧縮比を、内
燃機関における負荷及び回転数のうちいずれ一方
又は両方の変化に応じて自動的に無段階的に変更
制御することができるのである。 Therefore, by relating the spill body to the internal combustion engine via an actuator so as to move and actuate it in accordance with either or both of the load and the rotation speed of the internal combustion engine, the compression ratio can be changed. It is possible to automatically change and control the load and rotation speed in a stepless manner according to changes in either or both of the load and rotation speed.
この場合において、本発明は、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
ムの外周に被嵌したことにより、このスピル体の
前後移動に油圧室の油圧が前後移動を妨げるよう
に作用することはなく、スピル体を軽い力で前後
移動できるから、当該スピル体を負荷等に応じて
前後移動するためのアクチエータを小型・軽量化
できる。 In this case, the present invention has the spill body for opening and closing the spill port in the stem fitted onto the outer periphery of the stem, so that the hydraulic pressure in the hydraulic chamber acts to prevent the back and forth movement of the spill body. Since the spill body can be moved back and forth with a light force, the actuator for moving the spill body back and forth in accordance with the load etc. can be made smaller and lighter.
しかも、前記ステムを、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。 Furthermore, by protruding the stem into the upper chamber of the cylinder head and providing a spill port and a spill body at this protruding end, the sliding portion between the stem and the spill body is completely closed by the spill port. Since high-precision mechanical processing to achieve this can be performed much more easily than in the case of the prior art, the cost required for mechanical processing can be reduced and the processing accuracy can be improved. Moreover, maintenance and inspection to maintain a good sliding condition between the stem and the spill body can be performed extremely easily.
その上、副ピストンに対してばね手段を設けた
ことにより、副ピストンが吸気行程において前進
動するときの距離を小さくできるから、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が低減して、耐久性を向上で
きるのであり、また、ばね手段は、吸気行程に際
して副ピストンが前進動する距離を小さくするこ
とに加えて、副ピストンの後退動を加速するか
ら、負荷等の変化に追従して副ピストンを後退動
するときの応答性を向上でき、その結果、負荷等
の変化に追従して圧縮比低への制御が遅れること
によるノツキングの発生を確実に防止できるので
ある。 Furthermore, by providing a spring means for the sub-piston, the distance when the sub-piston moves forward during the intake stroke can be reduced, so that the sliding part between the sub-piston and the sub-cylinder and the stem and spill body can be reduced. This reduces wear on the sliding parts of the piston and improves its durability.In addition, the spring means not only reduces the distance that the secondary piston moves forward during the intake stroke, but also accelerates the backward movement of the secondary piston. Therefore, it is possible to improve the responsiveness when moving the auxiliary piston backward in response to changes in load, etc., and as a result, the occurrence of knocking due to a delay in controlling the compression ratio to low in response to changes in load, etc. can be improved. It can definitely be prevented.
加えて、本発明は、前記スピル体又はステム
に、スピルに対するスピルポートの開閉位置を、
内燃機関の温度に応じてステムの軸方向に修正変
位させるようにした温度修正手段を設けたもの
で、この構成により、スピルに対するスピルポー
トの開閉位置を、内燃機関の温度が低いときに
は、燃焼室の方向に修正変位し、温度が高くなる
と燃焼室から離れるように修正変位することがで
きるから、内燃機関における負荷等に応じて自動
的に変更するときの圧縮比を、その変更制御中に
おいて、温度が低いときには高く、温度が高いと
きには低くなるように、温度に応じて自動的に修
正できて、圧縮比を、内燃機関における負荷等に
応じて自動的に変更制御するに際して、温度が高
いときにノツキングが発生したり、温度が低いと
きにおいてノツキングに対して余裕があり過ぎた
りすることを確実に防止でき、その結果、内燃機
関の出力及び燃費を、ノツキングがない状態で向
上できるのである。 In addition, the present invention provides the spill body or stem with an opening/closing position of the spill port relative to the spill.
This system is equipped with a temperature correction means that corrects and displaces the stem in the axial direction according to the temperature of the internal combustion engine. With this configuration, the opening/closing position of the spill port relative to the spill can be changed to the position where the opening/closing position of the spill port is adjusted to the combustion chamber when the temperature of the internal combustion engine is low. When the temperature rises, the compression ratio can be corrected and moved away from the combustion chamber. When the temperature is high, the compression ratio can be automatically adjusted according to the temperature so that it is high when the temperature is low and low when the temperature is high. It is possible to reliably prevent knocking from occurring in the engine or from having too much margin for knocking when the temperature is low, and as a result, the output and fuel efficiency of the internal combustion engine can be improved without knocking.
以下、本発明の実施例を図面(第1図〜第3
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のシリンダボア4内
を往復摺動する主ピストン、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 to 3).
In the figure, reference numeral 1 is a cylinder block, reference numeral 2 is a cylinder head, reference numeral 3 is a main piston that slides back and forth within the cylinder bore 4 of the cylinder block 1, and reference numeral 5 is a concave portion on the lower surface of the cylinder head 2. The combustion chambers 5 each have an ignition plug 6 extending into the combustion chamber 5 at approximately 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、下側が燃焼室5
に上側が前記シリンダヘツド2上面のシリンダヘ
ツド上室に各々開口し、該副シリンダ7のシリン
ダヘツド上室への開口部には、これを塞ぐ蓋板8
が設けられている。 Reference numeral 7 denotes a sub-cylinder bored in the cylinder head 2, and the sub-cylinder 7 has a lower side facing the combustion chamber 5.
The upper side thereof opens into the upper chamber of the cylinder head on the upper surface of the cylinder head 2, and the opening to the upper chamber of the cylinder head of the sub-cylinder 7 is provided with a cover plate 8 for closing the opening.
is provided.
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、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11
を、前記蓋板8を摺動自在に貫通して前記シリン
ダヘツド上室に突出する一方、副ピストン9の背
面と蓋板8との間に油圧室12を形成し、該油圧
室12に、油圧源からの作動油を逆止弁13付き
ポート14を介して供給する。 Reference numeral 9 denotes an auxiliary piston slidably inserted into the auxiliary cylinder 7. When the auxiliary piston 9 moves forward in the direction of the combustion chamber 5, the volume of the combustion chamber 5 decreases and the compression ratio increases. When the sub piston 9 retreats in a direction away from the combustion chamber 5, the volume of the combustion chamber 5 increases and the compression ratio decreases, and
This sub-piston 9 is provided with a spring 10 for urging the sub-piston 9 in the backward direction, and a spring 10 is provided on the back surface of the sub-piston 9 (the surface on the back side with respect to the combustion chamber 5). A stem 11 extending axially from the center of 9 is connected to the stem 11 .
is slidably penetrated through the cover plate 8 and protrudes into the upper chamber of the cylinder head, while a hydraulic chamber 12 is formed between the back surface of the sub-piston 9 and the cover plate 8, and in the hydraulic chamber 12, Hydraulic oil from a hydraulic source is supplied through 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が蓋板8
よりシリンダヘツド上室に突出する部分には、前
記油圧室12内の作動油をシリンダヘツド上室に
放出するための溝状スピルポート16が穿設さ
れ、この溝状スピルポート16は、ステム11の
軸線に対して右上りの適宜角度θに傾斜してい
る。 Further, the stem 11 is provided with a passage 15 communicating with the hydraulic chamber 12, and the stem 11 is provided with a passage 15 communicating with the hydraulic chamber 12.
A groove-shaped spill port 16 for discharging the hydraulic oil in the hydraulic chamber 12 to the cylinder head upper chamber is bored in a portion that projects further into the cylinder head upper chamber. It is tilted at an appropriate angle θ upward to the right with respect to the axis of .
符号17は、前記ステム11の突出端に回転及
び摺動自在に被嵌したスピル体としての一つの実
施例であるところのスピルリングで、該スピルリ
ング17には、ステム11が燃焼室5の方向に前
進動するときスピルポート16に連通し、ステム
11が燃焼室5から離れる方向に後退動するとき
スピルポート16に対して閉じるようにした逃し
ポート18が穿設されている。 Reference numeral 17 denotes a spill ring, which is an example of a spill body rotatably and slidably fitted onto the protruding end of the stem 11. A relief port 18 is provided which communicates with the spill port 16 when the stem 11 moves forward in the direction and closes with respect to the spill port 16 when the stem 11 moves backward in the direction away from the combustion chamber 5.
そして、前記スピルリング17の外側には、外
周面に歯車24を有するリング体19を、スピル
リング17の外周面との間に環状隙間20を隔て
て同芯状に配設し、該リング体19を前記蓋板8
から一体的に造形した軸受ブラケツト21にて回
転自在に軸支し、このリング体19とスピルリン
グ17とを、その間の環状隙間20内に円周方向
に延びるようにして設けたバイメタル板21によ
つて連結するにおいて、バイメタル板21が温度
の上昇に伴つて円周方向に熱膨張すると、スピル
リング17がリング体19に対して矢印A方向に
右回転するように構成する一方、前記軸受ブラケ
ツト21には、リング体19外周の歯車24に噛
合するラツク杆22を、ステム11の軸線と直角
方向に摺動自在に設け、該ラツク杆22に、機関
の負荷に関連するアクチエータ23を連結して、
機関の負荷の増大に伴つてリング体19を矢印B
方向に右回転し、機関の負荷の低下に伴つてリン
グ体19を矢印C方向に左回転するように構成し
て成るものである。 A ring body 19 having a gear 24 on its outer peripheral surface is disposed concentrically with an annular gap 20 between it and the outer peripheral surface of the spill ring 17 on the outside of the spill ring 17. 19 to the cover plate 8
The ring body 19 and the spill ring 17 are rotatably supported by a bearing bracket 21 formed integrally with the bimetal plate 21 provided so as to extend in the circumferential direction within an annular gap 20 between them. In this connection, when the bimetal plate 21 thermally expands in the circumferential direction as the temperature rises, the spill ring 17 rotates clockwise in the direction of arrow A with respect to the ring body 19. 21 is provided with a rack rod 22 that meshes with a gear 24 on the outer periphery of the ring body 19, slidably in a direction perpendicular to the axis of the stem 11, and an actuator 23 related to the load of the engine is connected to the rack rod 22. hand,
As the load on the engine increases, the ring body 19 moves in the direction of arrow B.
The ring body 19 is configured to rotate clockwise in the direction of arrow C, and as the load on the engine decreases, the ring body 19 rotates counterclockwise in the direction of arrow C.
この構成において、リング体19を、図に実線
で示す位置から矢印C方向に左回転すると、リン
グ体19にバイメタル板21によつて連結された
スピルリング17も左回転して、その逃しポート
18が位置になつて、スピルポート16に対す
る逃しポート18の開閉位置が、燃焼室5から離
れる方向に後退移行し、スピルポート16は、逃
しポート18に対して非連通の状態に閉じ、当該
スピルポート16からの潤滑油の流出が止まり、
逆止弁13付きポート14から作動油が供給され
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5に向つて前進し、この前進
が、スピルポート16が位置の逃しポート18
に対して一部連通するところまで進行すると、油
圧室12の作動油は、スピルポート16及び逃し
ポート18から流出を始め、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。また、前記リング体19
を、図の実線の位置から矢印B方向に右回転する
と、このリング体19にバイメタル板21を介し
て連結したスピルリング17の逃しポート18が
位置になつて、スピルポート16に対する逃し
ポート18の開閉位置が、燃焼室5に近づくよう
に前進移行し、スピルポート16は逃しポート1
8に対して全開状態に連通して、スピルポート1
6からの流出量が増加し、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と
位置の逃しポート18との一部連通のところまで
進行すると、これらからの流出量が減少し、その
流出量と供給量とがバランスした時点で、副ピス
トン9の後退動が、停止することになると云うよ
うに、リング体19の回転、延いては、スピルリ
ング17の回転により、副ピストン9を、無段階
的に前後移動することができる。 In this configuration, when the ring body 19 is rotated to the left in the direction of arrow C from the position shown by the solid line in the figure, the spill ring 17 connected to the ring body 19 by the bimetal plate 21 is also rotated to the left, and the relief port 18 of the ring body 19 is also rotated to the left. position, the opening/closing position of the relief port 18 relative to the spill port 16 moves backward in the direction away from the combustion chamber 5, and the spill port 16 closes in a non-communicating state with respect to the relief port 18. The leakage of lubricating oil from 16 has stopped,
Since the pressure in the hydraulic chamber 12 to which hydraulic oil is supplied from the port 14 with the check valve 13 increases, the sub-piston 9 moves forward toward the combustion chamber 5, and this forward movement causes the spill port 16 to escape from its position. port 18
When the hydraulic fluid in the hydraulic chamber 12 reaches a point where it is partially in communication with the hydraulic chamber 12, the hydraulic fluid in the hydraulic chamber 12 starts flowing out from the spill port 16 and the relief port 18, and when the amount of this outflow and the amount of supply to the hydraulic chamber 12 are balanced, The forward movement of the piston 9 is stopped. Further, the ring body 19
When rotated clockwise in the direction of arrow B from the position indicated by the solid line in the figure, the relief port 18 of the spill ring 17 connected to the ring body 19 via the bimetal plate 21 will be in the position, and the relief port 18 will be in the position relative to the spill port 16. The opening/closing position moves forward to approach the combustion chamber 5, and the spill port 16 becomes the relief port 1.
Spill port 1 is in communication with 8 in a fully open state.
6 increases and the pressure in the hydraulic chamber 12 decreases, the secondary piston 9 retreats away from the combustion chamber 5 due to the pressure in the combustion chamber 5 and/or the spring 10, and this retreat , when the flow progresses to a point where the spill port 16 and the position relief port 18 partially communicate with each other, the amount of outflow from these decreases, and when the amount of outflow and the amount of supply are balanced, the backward movement of the sub piston 9 is stopped. By the rotation of the ring body 19 and, by extension, the rotation of the spill ring 17, the sub-piston 9 can be moved back and forth in a stepless manner.
この場合、リング体19を、機関の負荷に関連
するアクチエータ23により、機関の負荷の増加
につれて右回転し、負荷の低下に伴つて左回転す
るように構成したから、圧縮比を、機関の負荷の
増加につれて次第に低く、負荷の減少につれて次
第に高くなるように自動的に変更制御することが
できるのであり、この負荷への関連に代えて、機
関の回転数に関連し、圧縮比を、回転数の増加に
つれて次第に高くなるように自動制御したり、或
いは負荷及び回転数の両方に関連して圧縮比を自
動制御することもできるのである。 In this case, the ring body 19 is configured to rotate clockwise as the engine load increases and rotate counterclockwise as the load decreases by the actuator 23 related to the engine load. As the load increases, the compression ratio becomes lower, and as the load decreases, the higher the compression ratio becomes. It is also possible to automatically control the compression ratio so that it gradually increases as the speed increases, or to automatically control the compression ratio in relation to both load and rotation speed.
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、これと同時にステム11も
若干後退し、そのスピルポート16の逃しポート
18に対する連通が閉じる一方、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内の作動油は、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9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が逃し
ポート18に対して閉じるまでの間における作動
油の若干の流出及びその後の油圧の上昇が、副ピ
ストン9に対する爆発衝撃を吸収・緩和するので
ある。 During the engine's explosion stroke, when the sub-piston 9 receives a large explosive force, the sub-piston 9 moves back a little due to this explosive force, and at the same time, the stem 11 also moves back a little, causing the spill port 16 to close to the relief port 18. While the communication is closed, 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 9. In this case, the spill port 16 is connected to the relief port 18. The slight outflow of hydraulic oil and subsequent rise in oil pressure until the piston is closed absorbs and alleviates the explosion impact on the sub-piston 9.
一方、ノツキングの発生は、機関の温度が高く
なるほど増大するから、前記機関の負荷及び/又
は回転数に関連しての自動制御による圧縮比値
を、機関の温度が低いときに合せて設定すると、
機関の温度が高くなつたときにノツキングが多発
することになるが、本発明は、前記のように、リ
ング体19の内周と、スピルリング17の外周と
の間の環状隙間20に、両者を連結するバイメタ
ル板21を設けたもので、このバイメタル板21
は、逃しポート18より流出する作動油によつて
暖められる一方、作動油は、前記油圧室12及び
シリンダヘツド2の油通路14等を通るときにお
いて、機関の温度に略比例した温度になつている
ことにより、機関の温度が高くなるにつれてバイ
メタル板21が円周方向に熱膨張して、スピルリ
ング17をリング体19に及びステム11に対し
て矢印A方向、つまり、ステム11のスピルポー
ト16に対する逃しポート18の連通面積が増大
する方向に回転するから、これによりスピルポー
ト16からの流出量が多くなり、副ピストン9
は、スピルポート16からの流出量が供給量とバ
ランスするところまで後退することになつて圧縮
比は低下する。 On the other hand, the occurrence of knocking increases as the engine temperature increases, so if the compression ratio value is automatically controlled in relation to the engine load and/or rotational speed and is set to match when the engine temperature is low. ,
Knocking occurs frequently when the temperature of the engine increases, but as described above, in the present invention, the annular gap 20 between the inner periphery of the ring body 19 and the outer periphery of the spill ring 17 is A bimetallic plate 21 is provided to connect the bimetallic plate 21.
is warmed by the hydraulic oil flowing out from the relief port 18, while the hydraulic oil reaches a temperature approximately proportional to the engine temperature as it passes through the hydraulic chamber 12, the oil passage 14 of the cylinder head 2, etc. As the temperature of the engine increases, the bimetal plate 21 thermally expands in the circumferential direction, and the spill ring 17 is moved to the ring body 19 and to the stem 11 in the direction of arrow A, that is, the spill port 16 of the stem 11. Since the communication area of the relief port 18 increases with respect to the spill port 16, the amount of flow from the spill port 16 increases, and the secondary piston 9
As a result, the compression ratio decreases as the outflow amount from the spill port 16 is in balance with the supply amount.
すなわち、内燃機関に負荷等に応じて自動的に
変更制御される圧縮比は、バイメタル板21によ
り、前記負荷等に応じた制御中において、機関の
温度が高くなるにつれて次第に低くなるように自
動的に修正調整されることになつて、機関の温度
が高いときにおけるノツキングの発生を確実に防
止できるのであり、また、機関の負荷等に応じて
自動的に変更制御される圧縮比の値を、機関の温
度が高いときに合せて設定したときには、機関の
温度が低いときにおける圧縮比を、そのときに適
合するように高い値に、自動的に修正調整するこ
とができるのである。 That is, the compression ratio, which is automatically changed and controlled in accordance with the load etc. of the internal combustion engine, is automatically controlled by the bimetal plate 21 so that it gradually decreases as the engine temperature increases during control according to the load etc. By correcting and adjusting the compression ratio, it is possible to reliably prevent the occurrence of knocking when the engine temperature is high, and the compression ratio value, which is automatically changed and controlled according to the engine load, etc. When the compression ratio is set to match when the engine temperature is high, the compression ratio when the engine temperature is low can be automatically corrected and adjusted to a higher value to suit that time.
なお、前記油圧室12への作動油としては、機
関における潤滑油を使用する場合に限らず、自動
車のパワーステアリング機構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ことが
できる。この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作動油を用いるときに
は、油圧室12に入つた作動油を、副ピストン9
内の空洞室25に導いたのち、スピルポート16
から流出することにより、作動油の温度を機関の
温度に略比例させるようにすれば良い。また、傾
斜状スピルポート16及び逃しポート18を設け
る位置を、前記実施例とは逆にして、ステム11
に逃しポート18を、スピルリング17に傾斜状
スピルポート16を設けるようにしても良く、更
にスピルポート16の形状は必要に応じて第2図
に二点鎖線で示すような任意形状にしても良い。 Note that the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 12 is not limited to lubricating oil in an engine, but may also be hydraulic oil in a power steering mechanism of an automobile or an automatic transmission of an automobile. When using hydraulic oil in this power steering mechanism or automatic transmission, the hydraulic oil that has entered the hydraulic chamber 12 is transferred to the sub piston 9.
After leading to the inner cavity chamber 25, the spill port 16
The temperature of the hydraulic oil may be made approximately proportional to the engine temperature by flowing out from the engine. Further, the positions of the inclined spill port 16 and the relief port 18 are reversed from those of the above embodiment, and the stem 11 is
The spill port 18 may be provided in the spill ring 17, and the inclined spill port 16 may be provided in the spill ring 17. Furthermore, the shape of the spill port 16 may be made into an arbitrary shape as shown by the two-dot chain line in FIG. good.
第4図及び第5図は第2の実施例を示し、この
第2の実施例は、副シリンダ7内の副ピストン9
の背面に、シリンダヘツド上室に突出するステム
11aを連結し、該ステム11aの突出端に、ス
ピルポート16aを穿設すると共に、該スピルポ
ート16aを開閉するためのスピルリング17a
を回転及び摺動自在に被嵌し、該スピルリング1
7aを、中途部をシリンダヘツド2に対して軸2
6にて揺動自在に枢着したレバー21を介して、
内燃機関における負荷及び回転数のうちいずれか
一方又は両方に関連するアクチエータ23によつ
て、前後摺動するように構成したものである。 FIGS. 4 and 5 show a second embodiment, which includes a sub-piston 9 in a sub-cylinder 7.
A stem 11a that protrudes into the upper chamber of the cylinder head is connected to the back surface of the cylinder head, and a spill port 16a is formed at the protruding end of the stem 11a, and a spill ring 17a is provided for opening and closing the spill port 16a.
is rotatably and slidably fitted into the spill ring 1.
7a, and the midway part is connected to the cylinder head 2 by the shaft 2.
Via a lever 21 pivotably mounted at 6,
The actuator 23 is configured to slide back and forth by an actuator 23 that is related to either or both of the load and rotation speed of the internal combustion engine.
そして、この実施例では、ステム11aを、第
5図に示すように、上下二つのステム11a′,1
1a″に分断し、上下両ステム11a′,11a″の軸
方向に伸縮自在に嵌合する一方、上下両ステム1
1a′,11a″の間を、パイプ状のバイメタル21
aを介して連結し、該バイメタル21aの軸方向
への熱による伸縮により、スピル体17aに対す
るスピルポート16aの開閉位置を、温度に応じ
て、ステム11aの軸方向に修正変位するように
したもので、これにより、機関の負荷等に応じて
自動的に変更制御するときにおける圧縮比の値
を、機関の温度の上昇につれて低く、温度の低下
につれて高くなるように自動的に修正することが
できる。 In this embodiment, the stem 11a is divided into two upper and lower stems 11a', 1 as shown in FIG.
The upper and lower stems 11a' and 11a'' are fitted together so that they can expand and contract in the axial direction.
A pipe-shaped bimetal 21 is inserted between 1a′ and 11a″.
a, and the opening/closing position of the spill port 16a relative to the spill body 17a can be corrected and displaced in the axial direction of the stem 11a according to the temperature by thermal expansion and contraction of the bimetal 21a in the axial direction. As a result, the compression ratio value when automatically changing control according to the engine load etc. can be automatically adjusted so that it becomes lower as the engine temperature rises and becomes higher as the temperature falls. .
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図の要部拡大断面図、第3図は第2図の−
視断面図、第4図は第2の実施例を示す機関要部
の縦断正面図、第5図は第4図の要部拡大図であ
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、11,11a……ス
テム、16,16a……スピルポート、17,1
7a……スピル体、23……アクチエータ、2
1,21a……バイメタル。
The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of the main parts of the engine showing the first embodiment, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the main parts of FIG. 1, and FIG. 3 is the second embodiment. of-
4 is a longitudinal sectional front view of the main parts of the engine showing the second embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view of the main parts of FIG. 4. 1... Cylinder block, 2... Cylinder head, 5... Combustion chamber, 7... Sub cylinder, 9... Sub piston, 12... Hydraulic chamber, 11, 11a... Stem, 16, 16a... Spill port ,17,1
7a... Spill body, 23... Actuator, 2
1,21a...Bimetal.
Claims (1)
ンダを設け、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、作動油供
給ポートを備えた油圧室を形成し、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
手段を設ける一方、前記副ピストンに、副シリン
ダの軸方向に延びるステムを連結し、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、該ステムを、内燃機関に、当
該内燃機関における負荷及び回転数のうちいずれ
か一方又は両方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する一方、前記スピル体又
はステムには、前記スピルに対する前記スピルポ
ートの開閉位置を、内燃機関の温度に応じてステ
ムの軸方向に修正変位させるようにした温度修正
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 cylinder head is provided with an auxiliary cylinder that opens into the combustion chamber, a auxiliary piston is slidably inserted into the auxiliary cylinder, and a hydraulic chamber equipped with a hydraulic oil supply port is formed on the back surface of the auxiliary piston, The sub-piston is provided with spring means for biasing the sub-piston in the backward direction, and a stem extending in the axial direction of the sub-cylinder is connected to the sub-piston, and the tip of the stem is placed in the upper chamber of the cylinder head. A spill port is provided at the projecting end of the stem to allow the hydraulic oil in the hydraulic chamber to flow out, and a spill port is provided at the outer periphery of the projecting end of the stem by the backward movement of the stem. A spill body in which the spill port is opened by the forward movement of the closing stem is fitted so as to be relatively movable 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 stem is , is connected to an internal combustion engine via an actuator so as to move and operate according to one or both of the load and rotation speed in the internal combustion engine, and the spill port for the spill is connected to the spill body or stem. 1. A variable compression ratio internal combustion engine, characterized in that a temperature correction means is provided for correcting and displacing the opening/closing position of the stem in the axial direction of the stem according to the temperature of the internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11910282A JPS5910755A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11910282A JPS5910755A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910755A JPS5910755A (en) | 1984-01-20 |
| JPH0116976B2 true JPH0116976B2 (en) | 1989-03-28 |
Family
ID=14752951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11910282A Granted JPS5910755A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Variable compression ratio internal-combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910755A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426671Y2 (en) * | 1985-05-24 | 1992-06-26 | ||
| JPS6262213U (en) * | 1985-10-07 | 1987-04-17 |
Family Cites Families (4)
| 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 |
| JPS55107030A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-16 | Hino Motors Ltd | Engine of variable compression ratio |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP11910282A patent/JPS5910755A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5910755A (en) | 1984-01-20 |
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