JPH0116977B2 - - Google Patents
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- JPH0116977B2 JPH0116977B2 JP57131030A JP13103082A JPH0116977B2 JP H0116977 B2 JPH0116977 B2 JP H0116977B2 JP 57131030 A JP57131030 A JP 57131030A JP 13103082 A JP13103082 A JP 13103082A JP H0116977 B2 JPH0116977 B2 JP H0116977B2
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- spill
- stem
- 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応じて、応答性良く自
動的に変更制御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 provides a variable compression ratio system that automatically changes and controls the compression ratio in an internal combustion engine with good responsiveness depending on the operating condition of the internal combustion engine. This relates to an internal combustion engine of the type.
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、内燃機関における吸気負圧に関連する負
圧作動式のアクチエータにて前後移動することに
よつて、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、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 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 moved back and forth by a negative pressure operated actuator related to intake negative pressure in 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 change the compression ratio steplessly, it also 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、制御棒の前後移動には大きな力を必
要とするから、前記制御棒を内燃機関における吸
気負圧によつて前後移動するための負圧作動式ア
クチエータが大型になるのである。
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 a control rod slidably inserted into the hollow stem, and the control rod is moved back and forth. In this case, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber acts to prevent the control rods from moving back and forth, and a large force is required to move the control rods back and forth. Therefore, the control rods are moved back and forth by the intake negative pressure of the internal combustion engine. Therefore, the negative pressure actuator for this purpose becomes large.
しかも、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。 Moreover, 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 located at 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。 Furthermore, 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 reaches a certain level, it moves forward due to the pressure in the hydraulic chamber, and when it reaches a high level during the explosion stroke, it retreats to its original position.This is because the reciprocating movement is repeated 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、内燃機
関の負荷の増大に追従して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、吸気工程のとき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; When the auxiliary piston moves backward to follow the increase in the load of the internal combustion engine by moving forward as described above in the intake stroke, the backward movement of the auxiliary piston to follow the increase in load causes the intake This results in a delay corresponding to the forward movement during the process.In other words, knocking occurs because the responsiveness to a low compression ratio in response to an increase in load is low.
一方、内燃機関におけるノツキングは、大気の
気圧による影響を受けて、気圧が高くなればノツ
キングが発生し易くなるが、前記先行技術のもの
は、圧縮比を、内燃機関における負荷にのみ関連
したものであつて、この負荷に応じた自動制御に
よる圧縮比の値を、海抜の低い所の気圧に合わせ
て設定すると、海抜が高く気圧の低い所で運転し
た場合に、ノツキングに対する限界の圧縮比には
余裕が有り過ぎて十分な出力を出すことができ
ず、また、海抜の高い所で気圧に合わせて設定す
ると、海抜の低く気圧の高い所で運転したときに
ノツキングが発生することがあつた。 On the other hand, knocking in an internal combustion engine is affected by the atmospheric pressure, and the higher the atmospheric pressure, the more likely it is to occur.However, in the prior art, the compression ratio is only related to the load on the internal combustion engine. If the compression ratio value is automatically controlled according to the load and set according to the atmospheric pressure at a low altitude, the compression ratio will reach the limit for knocking when operating at a high altitude and low atmospheric pressure. There was too much leeway and it was not possible to produce sufficient output, and if the settings were set to match the atmospheric pressure at a location high above sea level, knocking could occur when driving at a location low at sea level and high atmospheric pressure. .
本発明は、これらの問題を解消した圧縮比可変
装置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 device 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、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て、該ステムの突出端
には、前記油圧室の作動油が流出するようにした
スピルポートを穿設し、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摺動自在に被
嵌する一方、前記スピル体には、内燃機関におけ
る吸気負圧が作用する圧力室を備え、この圧力室
に作用する吸気負圧が真空側に大きくなるとスピ
ル体を前進移動し、吸気負圧が小さくなるとスピ
ル体を後退移動するようにした負圧作動式のアク
チエータ駆動装置を連結し、該負圧作動式アクチ
エータには、大気の気圧が高くなると当該負圧作
動式アクチエータの圧力室に大気を導入するよう
にした気圧補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 a backward direction. stems extending in the direction are connected, the tips of the stems protrude into the upper chamber of the cylinder head, and the protruding ends of the stems are provided with spill ports through which hydraulic oil in the hydraulic chamber flows out; Further, on the outer periphery of the protruding end of the stem, a spill body is provided so that the spill port is closed by the backward movement of the stem and opened by the forward movement of the stem, so that the spill port is opened by the spill body. The spill body is fitted in a relatively slidable manner so that the opening/closing position can be displaced in the axial direction of the stem, and the spill body is provided with a pressure chamber on which the intake negative pressure of the internal combustion engine acts. A negative pressure operated actuator drive device is connected to the negative pressure operated actuator drive device, which moves the spill body forward when the pressure increases toward the vacuum side, and moves the spill body backward when the intake negative pressure decreases, and the negative pressure operated actuator has the following features: The structure is such that an atmospheric pressure correction means is provided which introduces atmospheric air into the pressure chamber of the negative pressure actuator when the atmospheric pressure becomes high.
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、このスピル体に、内燃機関における吸
気負圧が真空側に大きくなるとスピル体を前進移
動し吸気負圧が小さくなるとスピル体を後退移動
するようにした負圧作動式のアクチエータを連結
したことより、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制御する
ことができる。 Therefore, a negative pressure operated actuator is connected to this spill body, which moves the spill body forward when the intake negative pressure in the internal combustion engine increases toward the vacuum side, and moves the spill body backward when the intake negative pressure decreases. Therefore, the compression ratio can be automatically and steplessly changed and controlled in response to changes in the load on the internal combustion engine.
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摺動自在に
被嵌したことにより、このスピル体の前後摺動に
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摺動を妨げるように
作用することがなく、スピル体を、軽い力で摺動
することができるから、このスピル体を、吸気負
圧によつて前後摺動するための負圧作動式アクチ
エータの直径を小さくして、その小型・軽量化を
図ることができると共に、圧縮比を、内燃機関の
負荷の変化に応じて自動的に変更制御するときの
応答性を向上できる。 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 slidable relative to the outer periphery of the stem, the back-and-forth sliding of this spill body can be achieved by moving the spill body in the hydraulic chamber as in the prior art. Since the oil pressure of the hydraulic oil does not act to prevent the sliding of the spill body and the spill body can be slid with a light force, the spill body can be slid back and forth by the intake negative pressure. By reducing the diameter of the negative pressure operated actuator, it is possible to reduce the size and weight of the actuator, and improve the responsiveness when automatically controlling the compression ratio according to changes in the load of the internal combustion engine. can be improved.
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、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、負荷の増大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、負荷の増
大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. This improves the responsiveness when moving the auxiliary piston backward in response to an increase in load, and as a result, prevents knocking caused by a delay in controlling the compression ratio to a low level in response to an increase in load. It can be prevented.
また、前記負圧作動式のアクチエータに、大気
の気圧が高くなると当該負圧作動式アクチエータ
における圧力室に大気を導入するようにした気圧
補正手段を設けたことにより、前記負荷に応じた
圧縮比の自動制御中において、気圧が高くなれば
前記負圧作動式アクチエータにおける圧力室に対
する吸気負圧が大気の導入によつて小さくなり、
この分だけスピル体を後退できるから、圧縮比を
低くするように自動的に補正することができる。
その結果、気圧が高いときにノツキングが発生し
たり、気圧が低いときにノツキングに対して圧縮
比が余裕があり過ぎたりすることを防止でき、海
抜の高い所においても、また、海抜の低い所にお
いても、常に最適な圧縮比にできて高出力を得る
ことができるのである。 Further, by providing the negative pressure actuator with a pressure correction means that introduces atmospheric air into the pressure chamber of the negative pressure actuator when the atmospheric pressure increases, the compression ratio according to the load can be adjusted. During the automatic control, when the atmospheric pressure increases, the intake negative pressure with respect to the pressure chamber in the negative pressure actuator becomes smaller due to the introduction of atmospheric air,
Since the spill body can be moved back by this amount, it is possible to automatically correct the compression ratio to lower it.
As a result, it is possible to prevent knotting when the atmospheric pressure is high or the compression ratio to have too much margin for knotting when the atmospheric pressure is low. Even in this case, it is possible to always maintain the optimum compression ratio and obtain high output.
特に、前記負荷に関連した圧縮比の自動制御中
において、その圧縮比を、気圧に応じて補正する
制御は、負圧作動式アクチエータに対する大気の
導入制御によつて行うもので、この大気の導入に
よる補正制御は、前記副ピストンの背面における
油圧室に対する作動油を増減することによつて行
うものに比べて、構造を簡単化できると共に、微
細に、且つ、高い精度で補正制御でき、更に、補
正制御の安定性が良い利点を有する。 In particular, during the automatic control of the compression ratio related to the load, the compression ratio is corrected according to the atmospheric pressure by controlling the introduction of atmospheric air into the negative pressure actuator. Compared to the correction control performed by increasing or decreasing the amount of hydraulic fluid in the hydraulic chamber on the back surface of the sub-piston, the correction control can be performed with a simpler structure, and can be controlled finely and with high precision. It has the advantage of good stability of correction control.
以下、本発明の実施例を図面について説明する
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, reference numeral 1 indicates a cylinder block, reference numeral 2 indicates a cylinder head, reference numeral 3 indicates a main piston that reciprocates within the cylinder bore 4 of the cylinder block 1, and reference numeral 5 indicates the cylinder head. Each shows a combustion chamber formed by recessing the lower surface of the cylinder head 2, and the combustion chamber 5 includes an ignition plug 6 at approximately the center thereof.
An intake port and an exhaust port (not shown) are open.
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2は、下側が燃焼室5
に、上側がシリンダヘツド2の上室に各々開口
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 an auxiliary cylinder bored in the cylinder head 2, and the auxiliary cylinder 2 has a lower side facing the combustion chamber 5.
The upper sides thereof each open into the upper chamber of the cylinder head 2, and the opening of the sub-cylinder 7 to the upper chamber of the cylinder head is provided with a cover plate 8 for closing the opening.
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の外周には
ピストンリング9′を備え、この副ピストン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は、ばね10にて後退方
向に付勢され、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
から副シリンダ7の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3付きポート14を介して供給す
る。 Reference numeral 9 denotes a sub-piston that is slidably inserted into the sub-cylinder 7, and a piston ring 9' is provided on the outer periphery of the sub-piston 9.
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 becomes high, and when the auxiliary piston 9 retreats in the direction away from the combustion chamber 5, the volume of the combustion chamber 5 increases and the compression ratio becomes low. It is becoming more and more
Moreover, this sub-piston 9 is urged in the backward direction by a spring 10, and on the back surface of the sub-piston 9 (the surface on the back side with respect to the combustion chamber 5), there is an axis extending from the center of the sub-piston 9 to the axis of the sub-cylinder 7. A stem 11 extending in the direction is connected, and the stem 11 slidably penetrates the cover plate 8 and protrudes into the upper chamber of the cylinder head. A chamber 12 is formed, and hydraulic oil from a hydraulic source is supplied to the hydraulic chamber 12 via a port 14 with a check valve 3.
また、前記ステム11には、前記油圧室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流出さ
せるためのスピルポート16を穿設する。 Further, the stem 11 is provided with a passage 15 that communicates with the hydraulic chamber 12, and a portion of the stem 11 that protrudes into the upper chamber of the cylinder head is provided with a passage 15 for communicating the hydraulic oil in the hydraulic chamber 12 to the upper chamber of the cylinder head. A spill port 16 for outflow is bored.
符号17は、スピル体の一つの実施例であると
ころのスピルリングを示し、該スピルリング17
を前記ステム11に摺動自在に被嵌して、該スピ
ルリング17を燃焼室5の方向に前進移動すると
き、当該スピルリング17によつてスピルポート
16が閉じ、スピルリング17を燃焼室5から離
れる方向に後退移動するときスピルポート16が
開くように構成する。 Reference numeral 17 indicates a spill ring which is one embodiment of the spill body, and the spill ring 17
When the spill ring 17 is slidably fitted onto the stem 11 and moved forward in the direction of the combustion chamber 5, the spill port 16 is closed by the spill ring 17, and the spill ring 17 is inserted into the combustion chamber 5. The spill port 16 is configured to open when the vehicle moves backward in a direction away from the vehicle.
また、符号18は、前記シリンダヘツド上室に
中途部を軸19にて揺動自在に枢着して設けたレ
バーで、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、他端を負圧作動式アクチエ
ータの一つの実施例であるダイヤフラム機構20
に連絡する。 Further, reference numeral 18 denotes a lever which is provided in the upper chamber of the cylinder head with its midway portion pivotally connected to the shaft 19 so as to be able to freely swing.One end of the lever 18 is engaged with the spill ring 17, while the other end is The diaphragm mechanism 20 is an example of a negative pressure actuator.
Contact.
このダイヤフラム機構20は、前記レバー18
の他端にロツド21を介して連結するダイヤフラ
ム22を内蔵し、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を後退摺動する方向に付勢するばね2
4を設けると共に、該圧力室23を、負圧伝達通
路25を介して機関の吸気マニホールド(図示せ
ず)に接続して、吸気負圧を圧力室23に導入す
ることにより、機関の負荷の減少に伴つて吸気負
圧が真空寄りに大きくなると、これに比例して前
記スピルリング17が前進摺動し、機関の負荷の
増大に伴つて吸気負圧が大気圧よりに小さくなる
と前記スピルリング17が後退摺動するように構
成する。 This diaphragm mechanism 20 includes the lever 18
A diaphragm 22 is built in and connected to the other end via a rod 21, 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 Spring 2 that biases in the direction of sliding backwards
4, the pressure chamber 23 is connected to the engine's intake manifold (not shown) via the negative pressure transmission passage 25, and the intake negative pressure is introduced into the pressure chamber 23, thereby reducing the engine load. When the intake negative pressure increases toward vacuum as the engine load decreases, the spill ring 17 slides forward in proportion to this, and when the intake negative pressure becomes smaller than atmospheric pressure as the engine load increases, the spill ring 17 moves forward. 17 is configured to slide backward.
そして、符号26は、気圧補正手段を示し、該
気圧補正手段26の一つの実施例は、前記負圧伝
達通路25に接続した大気空気導入通路27と、
該大気空気導入通路27中に設けた気圧補正弁2
8とからなり、気圧補正弁28の弁体29を、大
気圧に応じて長さ(l)が変化するようにしたベ
ローズ式の気圧感応系子30に連結して、大気空
気導入通路27の通路面積を、気圧が高くなれば
増大し、気圧が低くなれば縮小するように構成し
て成るものである。 Reference numeral 26 indicates an atmospheric pressure correction means, and one embodiment of the atmospheric pressure correction means 26 includes an atmospheric air introduction passage 27 connected to the negative pressure transmission passage 25;
Atmospheric pressure correction valve 2 provided in the atmospheric air introduction passage 27
8, the valve body 29 of the atmospheric pressure correction valve 28 is connected to a bellows-type pressure sensitive system 30 whose length (l) changes according to the atmospheric pressure, and the atmospheric air introduction passage 27 is The area of the passage increases as the atmospheric pressure increases, and decreases as the atmospheric pressure decreases.
この構成において、スピルリング17を、第1
図に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置へと
前進方向に移動すると、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。また、スピルリング17を、二点鎖線の位置
から実線の位置への後退方向に移動すると、スピ
ルポート16が全開になりスピルポートからの流
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の圧力及びばね1
0によつて燃焼室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
ことになつて、スピルリング17の摺動移動によ
つて、副ピストン9を、前後移動することができ
る。 In this configuration, the spill ring 17 is
When moving in the forward direction from the position shown by the solid line in the figure to the position shown by the two-dot chain line, the spill port 16 is closed and the flow of hydraulic oil from the spill port 16 is stopped, and from the port 14 with the check valve 13. Since the pressure in the hydraulic chamber 12 to which hydraulic oil is supplied increases, the sub-piston 9 moves forward toward the combustion chamber 5.
When this forward movement progresses to the point where the spill port 16 is opened, hydraulic oil starts to flow out from the spill port 16, and when the amount of this flow out and the amount of supply to the hydraulic chamber 12 are balanced, the advance of the sub piston 9 stops. do. 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 amount of flow from the spill port increases, and the pressure in the hydraulic chamber 12 decreases. , the secondary piston 9 is connected to the pressure in the combustion chamber 5 and the spring 1
0, and when this retreat progresses to the point where the spill port 16 is closed by the spill ring 17, the spill port 16
When the outflow amount decreases and the outflow amount is balanced with the supply amount, the backward movement of the sub-piston 9 is stopped, and the sub-piston 9 is moved back and forth by the sliding movement of the spill ring 17. can do.
この場合、スピルリング17を、レバー18を
介して負圧作動式アクチエータの一例であるダイ
ヤフラム機構20に関連したことにより、機関の
負荷の低下に伴つて吸気負圧が真空寄りに次第に
大きくなると、スピルリング17が前進するか
ら、圧縮比は、機関の負荷の低下に伴つて次第に
高くなり、また、機関の負荷の増加に伴つて吸気
負圧が大気圧よりに小さくなると、スピルリング
17が後退するから、圧縮比は、機関の負荷の増
加に伴つて次第に低くなるというように、圧縮比
を、機関の負荷に応じて無段階に滑らかに自動制
御できるのである。 In this case, by relating the spill ring 17 to the diaphragm mechanism 20, which is an example of a negative pressure actuator, via the lever 18, when the intake negative pressure gradually increases toward vacuum as the engine load decreases, Since the spill ring 17 moves forward, the compression ratio gradually increases as the engine load decreases, and when the intake negative pressure becomes lower than atmospheric pressure as the engine load increases, the spill ring 17 moves back. Therefore, the compression ratio can be automatically and steplessly controlled in accordance with the engine load, such that the compression ratio gradually decreases as the engine load increases.
そして、前記の自動制御中において気圧が高く
なると、気圧補正弁28の弁体29が開いて負圧
伝達通路25への大気導入量が多くなり、これに
より圧力室23に作用する負圧が大気圧よりに小
さくなることにより、スピルリング17は、ばね
24にて気圧が高くなる以前のときの位置よりも
後退方向に修正移動されるから、吸気負圧に対す
る圧縮比は低くなるように補正されるのであり、
また、大気圧が低くなると、気圧補正弁28の弁
体29が閉じて負圧伝達通路25への大気導入量
が少なくなり、これにより圧力室23に作用する
負圧は真空よりに大きくなることにより、スピル
リング17は気圧が低くなる以前のときの位置よ
り前進方向に補正移動されるから、吸気負圧に対
する圧縮比は高くなるように補正されるのであ
る。 When the atmospheric pressure increases during the automatic control, the valve body 29 of the atmospheric pressure correction valve 28 opens and the amount of atmospheric air introduced into the negative pressure transmission passage 25 increases, thereby increasing the negative pressure acting on the pressure chamber 23. As the air pressure becomes smaller than the air pressure, the spill ring 17 is corrected and moved in the backward direction by the spring 24 from its position before the air pressure became high, so the compression ratio with respect to the intake negative pressure is corrected to be lower. This is because
Furthermore, when the atmospheric pressure decreases, the valve element 29 of the atmospheric pressure correction valve 28 closes, reducing the amount of atmospheric air introduced into the negative pressure transmission passage 25, and as a result, the negative pressure acting on the pressure chamber 23 becomes greater than vacuum. As a result, the spill ring 17 is corrected and moved in the forward direction from its position before the atmospheric pressure became low, so that the compression ratio with respect to the intake negative pressure is corrected to become higher.
また、機関の爆発行程において、副ピストン9
が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ク
ツシヨンとなつて燃焼室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 the piston receives a large explosive force, 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 9, and in this case, until the spill port 16 closes. The outflow of the hydraulic oil during this period and the subsequent increase in the pressure of the hydraulic oil act as a cushion, which absorbs and alleviates the impact on the auxiliary piston 9 caused by the explosive combustion of the air-fuel mixture within the combustion chamber 5.
なお、前記実施例において油圧室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、また、前記実施例
は、スピル体としてスピルリング17にした場合
に示したが、第3図及び第4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11
aの軸線に対して傾斜する傾斜状スピルポート1
6a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を回転及び摺動自在
に被嵌して、該スピルリング17aを図示しない
軸受け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、こ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34を穿設
すると共に、このスピルリング17a外周の歯車
35に、ステム11aと直角方向に配設したラツ
ク杆36を噛合し、該ラツク杆36を、機関の吸
気負圧に関連するダイヤフラム機構20にて長手
方向に往復動してスピルリング17aを回転操作
して、ステム11aの傾斜状スピルポート16a
に対して逃しポート34を、()位置又は()
位置へとずらせることで、圧縮比を自動制御する
ように構成しても良いのである(この場合、ステ
ム11aは摺動自在、回転不能に保持され、ま
た、ここにおけるスピルリング17aを回転する
機構としては、実施例のラツクとピニオンに限ら
ず他の手段を用いても良い)。また、このステム
に設けた傾斜状スピルポートと、スピルリングに
設けた逃がしポートの設ける位置を、それぞれ逆
にしても良いことはいうまでもなく、ステム及び
スピルリングに設けるポートの形状は、要に応じ
て第3図に二点鎖線で示すような任意形状の組合
せが考えられる。 In the above embodiment, the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 12 may be 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. In the embodiment, the spill ring 17 is used as the spill body, but as shown in FIGS. 3 and 4, the spill port in the stem 11a is
Inclined spill port 1 inclined with respect to the axis of a
6a, and on the outer periphery of the stem 11a,
A gear-type 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), and the stem 11a is slidable back and forth on this spill ring 17a. At this time, one relief port 34 is bored to match the inclined spill port 16a, and a rack rod 36 disposed perpendicular to the stem 11a is engaged with the gear 35 on the outer periphery of the spill ring 17a. Then, the rack rod 36 is reciprocated in the longitudinal direction by the diaphragm mechanism 20 related to the intake negative pressure of the engine to rotate the spill ring 17a, thereby opening the inclined spill port 16a of the stem 11a.
The relief port 34 is placed in the () position or ().
The compression ratio may be automatically controlled by moving the stem 11a to the desired position (in this case, the stem 11a is held slidably but not rotatably, and the spill ring 17a here is rotated). The mechanism is not limited to the rack and pinion of the embodiment, but other means may also be used). Furthermore, it goes without saying that the positions of the inclined spill port provided on the stem and the relief port provided on the spill ring may be reversed, and the shapes of the ports provided on the stem and spill ring may be changed depending on the requirements. Depending on this, a combination of arbitrary shapes as shown by the two-dot chain line in FIG. 3 can be considered.
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図はスピル体とスピ
ルポートとの別例図、第4図は第3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、11,11a……ステム、12……油
圧室、16,16a……スピルポート、17,1
7a……スピル体、20……ダイヤフラム機構、
26……気圧補正手段。
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 cross-sectional view taken from the side in FIG. 1, and FIG. Another example of the port, FIG. 4 is a plan view of FIG. 3. 1... Cylinder block, 2... Cylinder head, 5... Combustion chamber, 7... Sub cylinder, 9... Sub piston, 11, 11a... Stem, 12... Hydraulic chamber, 16, 16a... Spill port ,17,1
7a... Spill body, 20... Diaphragm mechanism,
26...Atmospheric pressure correction means.
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て、該
ステムの突出端には、前記油圧室の作動油が流出
するようにしたスピルポートを穿設し、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
対摺動自在に被嵌する一方、前記スピル体には、
内燃機関における吸気負圧が作用する圧力室を備
え、この圧力室に作用するこの吸気負圧が真空側
に大きくなるとスピル体を前進移動し吸気負圧が
小さくなるとスピル体を後退移動するようにした
負圧作動式のアクチエータを連結し、該負圧作動
式アクチエータには、大気の気圧が高くなると当
該負圧作動式アクチエータの圧力室に大気を導入
するようにした気圧補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 protruding end of the stem to allow the hydraulic fluid in the hydraulic chamber to flow out, and a spill port is provided on the outer periphery of the protruding end of the stem by the backward movement of the stem. A spill body in which the spill port is closed and the spill port is opened by the forward movement of the stem is fitted so as to be relatively slidable so that the opening/closing position of the spill port by the spill body can be displaced in the axial direction of the stem. On the other hand, in the spill body,
The engine is equipped with a pressure chamber on which the negative intake pressure of an internal combustion engine acts, and when the negative intake pressure acting on this pressure chamber increases toward the vacuum side, the spill body is moved forward, and when the intake negative pressure decreases, the spill body is moved backward. The negative pressure actuator is connected to the negative pressure actuator, and the negative pressure actuator is provided with an atmospheric pressure correction means that introduces atmospheric air into the pressure chamber of the negative pressure actuator when the atmospheric pressure increases. A variable compression ratio internal combustion engine featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103082A JPS5920540A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Compression ratio variable type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103082A JPS5920540A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Compression ratio variable type internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920540A JPS5920540A (en) | 1984-02-02 |
| JPH0116977B2 true JPH0116977B2 (en) | 1989-03-28 |
Family
ID=15048369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13103082A Granted JPS5920540A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Compression ratio variable type internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920540A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2397530A1 (en) * | 1977-07-11 | 1979-02-09 | Peugeot | EXPLOSION MOTOR WITH VARIABLE VOLUMETRIC RATIO |
| JPS5425571A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-26 | Nippon Enviro Kogyo | Filtration and washing method and filter |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP13103082A patent/JPS5920540A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5920540A (en) | 1984-02-02 |
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