CN101861452A - 高膨胀比内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于利用可变气门机构使高膨胀比内燃机成立，该可变气门机构将设置在各气缸上的多个进气门中的一部分的相位设为可变并且将其余的相位设为不变。为了解决该课题，本发明包括：可变压缩比机构，其变更内燃机的机械压缩比；可变气门机构，其将多个进气门的一部分设为相位可变，并且将剩余的进气门相位固定，并且构成为相位可变的进气门的作用角比相位固定的进气门的作用角大；在内燃机处于低负荷运行状态时，使相位可变的进气门的开启正时比相位固定的进气门的开启正时延迟。

Description

高膨胀比内燃机
技术领域
本发明涉及能够在高膨胀比下运行的内燃机。
背景技术
在配置在各气缸上的多个进气门中，将一部分的相位设为可变，将其余的相位固定的气门系统(气门机构)众所周知(例如，参照专利文献1)。
另外，众所周知如下所述的高膨胀比内燃机(例如，参照专利文献2)：具备可变压缩比机构以及可变气门机构，该可变压缩比机构变更活塞位于上止点时的气缸内的容积(燃烧室容积)与活塞位于下止点时的气缸内的容积的比(机械压缩比)，该可变气门机构变更燃烧室容积与进气门关闭了时的气缸内的容积的比(有效压缩比)，在内燃机的负荷比较低时一边提高机械压缩比一边降低有效压缩比，由此尽可能地提高膨胀比。
专利文献1：日本特开平03-088907号公报
专利文献2：日本特开2007-303423号公报
发明内容
本发明的目的在于利用可变气门机构使高膨胀比内燃机成立，该可变气门机构将设置在各气缸上的多个进气门中的一部分的相位设为可变并且将其余的相位设为不变。
本发明为了解决上述的课题采用了下面的技术方案。
即，本发明的高膨胀比内燃机包括：
可变压缩比机构，其变更内燃机的机械压缩比；
可变气门机构，其将多个进气门的一部分设为相位可变，并且将其余的进气门设为相位固定；和
控制单元，其在内燃机处于低负荷运行状态时，以相位可变的进气门的动作相对于相位固定的进气门的动作延迟的方式控制可变气门机构。
在高膨胀比内燃机处于低负荷运行状态时，为了提高热效率而提高膨胀比。作为提高膨胀比的方法，可以例示提高内燃机的机械压缩比的方法。
但是，若机械压缩比与有效压缩比大致同等，存在即使内燃机处于低负荷运行状态也不能避免爆震的危险。因此，需要通过利用可变气门机构使进气门的关闭正时(定时，timing)延迟，一边将膨胀比维持得较高一边使有效压缩比降低。
但是，近年来要求内燃机的小型轻量化。对于这样的要求，本发明所涉及的高膨胀比内燃机包括仅将设置在气缸上的多个进气门中的一部分进气门设为相位可变的可变气门机构，在该内燃机处于低负荷运行状态时，使相位可变的进气门(下面，称作“相位可变气门”)的动作相对于相位固定的进气门(下面，称作“相位固定气门”)的动作延迟。
根据这样的高膨胀比内燃机，在该内燃机处于低负荷运行状态时，也能够使相位可变气门的关闭正时比相位固定气门的关闭正时延迟。
其结果，能够一边实现内燃机的小型轻量化，一边提高内燃机的膨胀比。
另外，在本发明中，也可以以相位可变气门的作用角比相位固定气门的作用角大的方式构成可变气门机构。
高膨胀比内燃机为了尽可能地提高低负荷运行时的膨胀比，有时将机械压缩比提高到最高值。在这样的情况下，燃烧室容积极度变小，所以容易产生进气门与活塞的干涉(气门冲击，valve stamp)。为了避免气门冲击，必须将相位固定气门的开启正时设定得比通常的内燃机延迟。其结果，在内燃机处于高负荷运行状态时，需要使相位可变气门的开启正时提前以确保吸入空气量。
此时，如果相位可变气门的作用角与相位固定气门的作用角同等，则相位可变气门的关闭正时比相位固定气门提前，所以难以使吸入空气量增加到目标量。另一方面，虽然可考虑使相位可变气门的关闭正时与相位固定气门的关闭正时大致同等的方法，但具有导致由气门重叠量的减少引起的进气的填充效率下降或者进气的泵送损失增加的可能性。
与此相对，若使相位可变气门的作用角比相位固定气门的作用角大，即使在高负荷运行时使相位可变气门的开启正时提前，也能够防止该相位可变气门的关闭正时过度提前。其结果，能够缓和高负荷运行时的吸入空气量的不足。
另外，根据本发明，在出于降低有效压缩比的目的而使相位可变气门的关闭正时大幅度延迟时，能够扩大总流路面积(相位固定气门的开启流路面积与相位可变气门的开启流路面积的总和)。其结果，不但能够抑制进气从进气口向气缸内流入时的流动损失(例如，进气通过进气门时的节流损失)，而且能够抑制进气从气缸内向进气口逆流时的流动损失。
另外，在出于降低有效压缩比的目的而使相位可变气门的关闭正时延迟时，在相位固定气门的关闭后，从气缸内向进气口逆流的进气的全部经由相位可变气门向进气口流动。因此，进气经由相位可变气门流动时的节流损失变大。特别，在高膨胀比内燃机中，具有相位可变气门的关闭正时延迟到压缩行程中途的情况，所以上述的节流损失的增加变得显著。
因此，本发明所涉及的可变气门机构也可以构成为相位可变气门的帷幕区(curtain)面积比相位固定气门的帷幕区面积大。这里所说的“帷幕区面积”，为连接开启状态的气门伞状(弁傘)部分与气门座(valve seat)的圆筒部分的面积。
在这样构成可变气门机构时，能够缓和上述的节流损失的增加。其结果，能够有效降低有效压缩比。
另外，作为缓和相位可变气门就要关闭之前的节流损失的增加的其他的方法，将可变气门机构构成为该相位可变气门的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度(每单位时间(预定曲轴转角)的帷幕区面积的减少量)比相位固定气门的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度高是有效的。
根据该方法，相位可变气门的帷幕区面积急剧减少，所以能够缓和相位可变气门刚关闭前的节流损失的增加。
另外，作为提高相位可变气门的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度的方法，可以例示使该相位可变气门的升程量(最大升程量)比相位固定气门的升程量大的方法，或者使相位可变气门的关闭动作速度比相位固定气门的关闭动作速度高的方法(例如，以相位可变气门的升程波形沿着凸曲线的方式形成凸轮轮廓的方法)等。根据这些方法，能够缓和相位可变气门就要关闭之前的节流损失的增加，并且能够实现上述的总流路面积的增加。
接下来，本发明所涉及的相位可变气门的作用角也可以设定为：在该相位可变气门的开启正时提前到高负荷运行时的目标开启正时时，该相位可变气门的关闭正时变为相位固定气门的关闭正时以后。根据这样的结构，更容易消除高负荷运行时的吸入空气量不足。
在上述的结构中，控制单元也可以根据内燃机的转速(发动机转速)调整高负荷运行时的相位可变气门的关闭正时。例如，控制单元在内燃机转速为预先设定的预定转速以下时以相位可变气门的关闭正时与相位固定气门的关闭正时同步的方式控制可变气门机构，在内燃机转速比所述预定转速高时以相位可变气门的关闭正时比相位固定气门的关闭正时延迟的方式控制可变气门机构。
这是因为在内燃机转速较高时，相位可变气门的关闭正时越延迟，越能够得到进气的惯性效果。另外，上述的预定转速为即使使相位可变气门的关闭正时比相位固定气门的关闭正时延迟也不能得到进气的惯性效果的内燃机转速的最高值，可以预先通过实验求得。
根据本发明能够利用可变气门机构使高膨胀比内燃机成立，该可变气门机构，在设置在气缸上的多个进气门中，将一部分的相位设为可变并且将其余的相位设为不变。其结果，能够实现高膨胀比内燃机的小型轻量化。
附图说明
图1是表示适用本发明的内燃机的概略结构的图。
图2是表示气门(阀门)驱动机构的结构的俯视(平面)图。
图3是表示开闭驱动第1进气门的机构的图。
图4是表示开闭驱动第2进气门以及排气门的机构的图。
图5是表示第1进气门的作用角与第2进气门的作用角同等时的总流路面积的图。
图6是表示高负荷运行时的第1进气门的优选的作用角的图。
图7是表示低负荷运行时的第1进气门的优选的作用角的图。
图8是表示高负荷低转速运行时的第1进气门的开闭正时的图。
图9是表示高负荷高转速运行时的第1进气门的开闭正时的图。
图10是表示第2实施例中的第1进气门13的帷幕区面积与第2进气门的帷幕区面积的图。
图11是表示用于使第1进气门的帷幕区面积比第2进气门的帷幕区面积大的第1方法的图。
图12是表示用于使第1进气门的帷幕区面积比第2进气门的帷幕区面积大的第2方法的图。
图13是表示用于使第1进气门的帷幕区面积比第2进气门的帷幕区面积大的第3方法的图。
图14是表示用于使第1进气门的帷幕区面积比第2进气门的帷幕区面积大的第4方法的图。
图15是表示用于使第1进气门的帷幕区面积比第2进气门的帷幕区面积大的第5方法的图。
符号说明
1：内燃机
2：气缸体
3：气缸盖
4：曲轴箱
5：气缸
6：活塞
7：曲轴
8：连杆
9：驱动部
10：燃烧室
11：进气口
12：排气口
13：进气门
13a：第1进气门
13b：第2进气门
14：排气门
15：气门驱动机构
16：火花塞
17：燃料喷射阀
150：进气凸轮轴
151：排气凸轮轴
152：相位可变机构
153：进气侧齿轮
154：排气侧齿轮
155：第1进气凸轮
156：第1摇臂
157：排气凸轮
158：第2进气凸轮
159：第2摇臂
160：摇臂轴
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的具体的实施方式进行说明。本实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等只要没有特别记载，意味着发明的技术范围并不限定于此。
<第1实施例>
首先，基于图1～图9对本发明的第1实施例进行说明。图1是表示本发明所涉及的高膨胀比内燃机的概略结构的图。
图1所示的内燃机1是具备多个气缸5的4冲程循环的内燃机。内燃机1包括气缸体2、气缸盖3和曲轴箱4。
在气缸体2上，形成有多个气缸(cylinder)5。在各气缸5内，滑动自如地插入有活塞6。活塞6经由连杆8和被曲轴箱4支撑得旋转自如的曲轴7连接。
在这里，气缸体2被支撑得相对于曲轴箱4在气缸轴方向进退自如。在曲轴箱4上，安装有进退驱动气缸体2的驱动部9。若驱动部9使气缸体2进退，则燃烧室10的容积变化，伴随与此，内燃机1的机械压缩比变化。这样通过驱动部9进退驱动气缸体2，实现了本发明所涉及的可变压缩比机构。
接下来，在气缸盖3上形成有进气口11和排气口12。在气缸盖3上，安装有开闭进气口11的开口端的进气门13和开闭排气口12的开口端的排气门14。这些进气门13以及排气门14由后述的气门驱动机构15开闭驱动。
另外，在气缸盖3上，安装有用于对燃烧室10内的混合气点火的火花塞16和用于向进气口11内喷射燃料的燃料喷射阀17。从燃料喷射阀17喷射的燃料在进气门13开启时与新气体(空气)一起向燃烧室10内流入，由火花塞16点火而燃烧。在燃烧室10内燃烧了的气体(已燃气体)在排气门14开启时向排气口12排出。
图2是表示上述的气门驱动机构15的结构的图。在图2中，例示了每1个气缸分别设有2个进气门13与排气门14的情况，但并不限定于此。例如，进气门13对于每1个气缸设置2个以上即可。另外，排气门14对于每1个气缸可以设置1个，也可以设置2个以上。
气门驱动机构15包括进气凸轮轴150和排气凸轮轴151。进气凸轮轴150的一端经由相位可变机构152连接于进气侧齿轮153。排气凸轮轴151的一端连接于排气侧齿轮154。进气侧齿轮153与排气侧齿轮154互相啮合。
进气侧齿轮153与排气侧齿轮154中的任意一方经由皮带或者链条连接于曲轴7，所以通过曲轴7的旋转力使进气侧齿轮153以及排气侧齿轮154旋转。
所述的相位可变机构152是变更相对于进气侧齿轮153的进气凸轮轴150的相位的机构。作为相位可变机构152，可以利用已知的叶片式(vane)可变机构、电动式可变机构等。
在进气凸轮轴150上，设有用于开闭驱动2个进气门13中的一方(下面，称作“第1进气门13a”)的第1进气凸轮155。第1进气凸轮155触接于第1摇臂156。第1摇臂156如图3所示那样由枢轴200支撑得摆动自如。另外，第1摇臂156的顶端部触接于第1进气门13a的杆基端。若根据这样的结构，在第1进气凸轮155将第1摇臂156按下时，第1进气门13a变为开启。
在这里返回到图2，在排气凸轮轴151上，形成有一对排气凸轮157。各排气凸轮157直接按压排气门14的杆基端。另外，在排气凸轮轴151的一对排气凸轮157之间，设有用于开闭驱动2个进气门13中的另一方(下面，称作“第2进气门13b”)的第2进气凸轮158。
第2进气凸轮158触接于第2摇臂159。第2摇臂159如图4所示那样被转动自如地支撑于摇臂轴160。第2摇臂159的基端触接于所述第2进气凸轮158。第2摇臂159的顶端触接于第2进气门13b的杆基端。若通过这样的结构，在第2进气凸轮158按压第2摇臂159时，第2进气门13b变为开启。
这样构成的气门驱动机构15成为：通过进气凸轮轴150开闭驱动2个进气门13a、13b中的一方(第1进气门13a)、通过排气凸轮轴151开闭驱动另一方(第2进气门13b)的机构。即，气门驱动机构15相当于能够变更第1进气门13a的开闭正时但不能够变更第2进气门13b的开闭正时的可变气门机构。
另外，若根据上述的气门驱动机构15，能够减小气门夹角(进气门13的轴线与排气门14的轴线所成的角度)，所以能够实现内燃机1的小型轻量化。
在这里返回到图1，在内燃机1上，还设置有作为本发明所涉及的控制单元的ECU20。ECU20是由CPU、ROM、RAM、备用(backup)RAM等构成的电子控制单元。向ECU20中，输入曲轴位置传感器21、加速踏板位置传感器22等各种传感器的输出信号。ECU20基于上述的各种传感器的输出信号电气控制驱动部9、火花塞16、燃料喷射阀17、气门驱动机构15(相位可变机构152)等。
例如，ECU20为了提高内燃机1处于低负荷运行状态时的热效率，进行高膨胀比控制。在高膨胀比控制中，ECU20为了提高内燃机1的机械压缩比而控制驱动部9，并且为了降低内燃机1的有效压缩比而控制相位可变机构152。
详细地说，ECU20以气缸体2向下止点方向变位的方式控制驱动部9，以第1进气门13a的关闭正时延迟到压缩行程的中途(半ば)的方式控制相位可变机构152。
在进行这样的高膨胀比控制时，能够将有效压缩比保持在能够避免爆震的范围内地提高膨胀比。因此，根据本实施例，能够一边实现内燃机1的小型轻量化，一边使该内燃机1在高膨胀比下运行。
在高膨胀比控制的执行时要尽可能地缩小燃烧室容积，所以在将第2进气门13b的开启正时设定为与通常的内燃机同样(例如，比压缩上止点更靠提前角侧(提前))时，会产生气门冲击。因此，需要将第2进气门13b的开启正时设定得比通常的内燃机延迟(例如，压缩上止点之下)。
若在上述的限制下使内燃机1进行高负荷运行，新气体(空气)向气缸内流入定时被延迟。因此，不能预计由排气的惯性效果引起的吸入空气量的增加，存在吸入空气量不足的可能性。
与此相对，考虑了通过使第1进气门13a的开启正时提前而实现吸入空气量的增加的方法。此时，如果第1进气门13a的作用角与第2进气门13b的作用角同等，则第1进气门13a的关闭正时比第2进气门13b提前。因此，具有不能将内燃机1的吸入空气量增加到目标量的可能性。
另外，内燃机1的低负荷运行时(高膨胀比控制的执行时)，为了使有效压缩比降低，使第1进气门13a的关闭正时延迟到压缩行程中途。此时，如果第1进气门13a的作用角与第2进气门13b的作用角同等，则第1进气门13a的开启期间与第2进气门13b的开启期间的重叠量减少。因此，如图5所示，在第2进气门13b的关闭正时的前后，总流路面积(第1进气门13a的开启流路面积与第2进气门13b的开启流路面积的总和)缩小。其结果，也具有进气的节流损失变大的可能性。另外，在图5中，实线表示总流路面积，单点划线表示第1进气门13a的流路面积，虚线表示第2进气门13b的流路面积。
因此，本实施例的高膨胀比内燃机构成为第1进气门13a的作用角变得比第2进气门13b的作用角大。此时，第1进气门13a的作用角优选确定为满足下面的2个条件。
(1)在将第1进气门13a的开启正时设定为高负荷运行时的目标关闭正时时，第1进气门13a的关闭正时如图6所示，变为第2进气门13b的关闭正时以后。另外，在图6中，A1(单点划线)表示第1进气门13a的作用角，A2(实线)表示第2进气门13b的作用角。
(2)在将第1进气门13a的关闭正时设定为低负荷运行时(高膨胀比控制的执行时)的目标关闭正时时，总流路面积如图7所示，在第2进气门13b的关闭正时前后不减少，或者增加。另外，在图7中，实线表示总流路面积，单点划线表示第1进气门13a的流路面积，虚线表示第2进气门13b的流路面积。
在确定为第1进气门13a的作用角满足上述(1)、(2)的条件时，ECU20能够在内燃机1的高负荷运行时使第1进气门13a的开启正时比第2进气门13b提前，并同时将第1进气门13a的关闭正时设为第2进气门13b的关闭正时以后。其结果，容易使高负荷运行时的吸入空气量增加到目标值。
另外，ECU20能够在内燃机1的低负荷运行时一边减轻第1进气门13a的开启期间与第2进气门13b的开启期间的重叠量的减少，一边使第1进气门13a的关闭正时延迟到压缩行程的中途。其结果，能够一边减轻节流损失(包含空气从进气口11向气缸5内流入时的节流损失以及空气从气缸5内向进气口11逆流时的节流损失)一边使有效压缩比下降。
另外，ECU20也可以在内燃机1的高负荷运行时根据内燃机(发动机)转速调整第1进气门13a的关闭正时。例如，ECU20也可以在内燃机转速为预定的预定转速以下时以第1进气门13a的关闭正时与第2进气门13b的关闭正时同步的方式控制(参照图8)相位可变机构152，在内燃机转速比预定转速高时以第1进气门13a的关闭正时比第2进气门13b延迟的方式控制(参照图9)相位可变机构152。
在内燃机转速较高时，进气的惯性力变大。因此，如果在内燃机转速较高时使第2进气门13b的关闭正时延迟，则填充到气缸5内的进气量增加。另一方面，在内燃机转速较低时，进气的惯性力变小。因此，如果在内燃机转速较低时使第2进气门13b的关闭正时延迟，则填充到气缸5内的进气向进气口11逆流。
因此，若根据内燃机转速调整内燃机1的高负荷运行时的第1进气门13a的关闭正时，能够尽可能地提高进气的填充效率。另外，上述的预定转速为即使使第1进气门13a的关闭正时比第2进气门13b的关闭正时延迟也不能得到进气的惯性效果的内燃机转速的最高值，预先通过实验求得。
因此，根据本实施例的高膨胀比内燃机，能够一边确保与能够变更全部进气门的相位的高膨胀比内燃机大致同等的性能，一边实现该高膨胀比内燃机的小型轻量化。
<第2实施例>
接下来，基于图10对本发明的第2实施例进行说明。在这里，对于与上述的第1实施例不同的结构进行说明，对于同样的结构将说明省略。
在上述的第1实施例中对于将第1进气门13a的作用角设置得比第2进气门13b的作用角大的例子进行了叙述，在本实施例中对于将第1进气门13a的作用角设置得比第2进气门13b的作用角大同时将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的例子进行叙述。
内燃机1的低负荷运行时(高膨胀比控制的执行时)，第1进气门13a的关闭正时比第2进气门13b的关闭正时延迟。因此，第2进气门13b的关闭后，从进气口11向气缸5内流入的空气的全部以及从气缸5内向进气口11逆流的空气的全部仅经由第1进气门13a流动。
其结果，具有第2进气门13b的关闭后的节流损失容易变大的问题。特别地，在使第1进气门13a的关闭正时延迟到压缩行程中途时，产生在第1进气门13a的关闭时节流损失显著增加的问题。这是因为，在压缩行程中途，活塞6的移动速度变得最高，因此与此相应，进气的流速也变高。
因此，本实施例的高膨胀比内燃机构成为第1进气门13a的帷幕区面积比第2进气门13b的帷幕区面积大。这里所说的帷幕区面积，例如图10所示，可以例示从关闭正时到预定曲轴转角α前的范围内的帷幕区面积。作为此时的预定曲轴转角α，可以例示第2进气门13b的升程量从最大升程量变为零为止所需要的曲轴转角。
若这样设定第1进气门13a的帷幕区面积，在进气门的关闭动作时，每单位时间(单位曲轴转角)的帷幕区面积的减少量，换言之帷幕区面积的减少速度是第1进气门13a的比第2进气门13b大。其结果，在第1进气门13a就要关闭之前，该第1进气门13a的帷幕区面积急剧减少。因此，节流损失变得比第2进气门13b那样帷幕区面积缓慢减少时相比难以增加。
接下来，对于将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的方法进行说明。
作为将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的方法，如图11所示，可以例示使第1进气门13a的阀门半径R1设置得比第2进气门13b的阀门半径R2大(R1＞R2)的方法。
作为将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的其他的方法，如图12所示，可以例示将配置于每1气缸的第1进气门13a的个数比第2进气门13b多的方法。
作为将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的其他的方法，如图13所示，可以例示以第1进气门13a的最大升程量变得比第2进气门13b的最大升程量大的方式确定第1进气凸轮155的凸轮轮廓的方法。
作为将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的其他的方法，如图14所示，可以例示以第1进气门13a的升程波形沿着凸曲线的方式确定第1进气凸轮155的凸轮轮廓的方法。此时，也可以以相对于第1进气门13a的开启动作时的升程变化率(每单位曲轴转角的升程量的增加量)使第1进气门13a的关闭动作时的升程变化率(每单位曲轴转角的升程量的减少量)增多的方式确定凸轮轮廓。换言之，也可以以第1进气门13a的开启动作时的升程波形与关闭动作时的升程波形变为非对象的方式确定第1进气凸轮155的凸轮轮廓。
作为将第1进气门13a的帷幕区面积设置得比第2进气门13b的帷幕区面积大的其他的方法，如图15所示，可以例示将第1进气门13a的气门锥角(气门的锥面(工作面)与气门的轴线所成的角度)α1设置得比第2进气门13b的气门锥角α2大的方法。
上述的方法可以尽可能地组合。此时，能够进一步增大第1进气门13a的帷幕区面积，并且能够进一步提高第1进气门13a的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度。其结果，在高膨胀比控制的执行时，能够尽可能地降低第2进气门13b关闭后的节流损失以及流动损失。

Claims (11)

1.一种高膨胀比内燃机，其特征在于，包括：
可变压缩比机构，其变更内燃机的机械压缩比；
可变气门机构，其将配置于气缸的多个进气门的一部分设为相位可变，并且将其余的进气门设为相位固定；和
控制单元，其在内燃机处于低负荷运行状态时，控制所述可变压缩比机构使得内燃机的机械压缩比提高，并且控制可变气门机构使得相位可变的进气门的动作相对于相位固定的进气门的动作延迟。
2.如权利要求1所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的作用角比相位固定的进气门的作用角大。
3.如权利要求2所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述控制单元，在内燃机处于高负荷运行状态时，控制所述可变压缩比机构使得内燃机的机械压缩比降低，并且控制所述可变气门机构使得相位可变的进气门的开启正时比相位固定的进气门的开启正时提前。
4.如权利要求3所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：相位可变的进气门的作用角被设定为：在该进气门的开启正时提前到所述内燃机的高负荷运行时的目标开启正时时，该进气门的关闭正时变为相位固定的进气门的关闭正时以后。
5.如权利要求4所述的高膨胀比内燃机，其特征在于，所述控制单元以下述方式控制所述可变气门机构：在所述内燃机处于高负荷运行状态并且内燃机转速为预定的预定转速以下时，使相位可变的进气门的关闭正时与相位固定的进气门的关闭正时同步；在所述内燃机处于高负荷运行状态并且内燃机转速比所述预定转速高时，使相位可变的进气门的关闭正时比相位固定的进气门的关闭正时延迟。
6.如权利要求1所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的帷幕区面积比相位固定的进气门的帷幕区面积大。
7.如权利要求6所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的阀门半径比相位固定的进气门的阀门半径大。
8.如权利要求6所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的个数比相位固定的进气门的个数多。
9.如权利要求1所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度比相位固定的进气门的关闭动作时的帷幕区面积的减少速度高。
10.如权利要求9所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的升程量比相位固定的进气门的升程量大。
11.如权利要求9所述的高膨胀比内燃机，其特征在于：所述可变气门机构构成为相位可变的进气门的关闭动作速度比相位固定的进气门的关闭动作速度高。
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