JP2000186514A - Variable compression ratio device for internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio device for internal combustion engine

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JP2000186514A
JP2000186514A JP10366941A JP36694198A JP2000186514A JP 2000186514 A JP2000186514 A JP 2000186514A JP 10366941 A JP10366941 A JP 10366941A JP 36694198 A JP36694198 A JP 36694198A JP 2000186514 A JP2000186514 A JP 2000186514A
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JP
Japan
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compression ratio
rotary valve
engine
exposed
internal combustion
Prior art date
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Application number
JP10366941A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Sanpei
和久 三瓶
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable compression ratio device for an internal combustion engine that is simple in construction, excellent in durability, and capable of changing the compression ratio with high reliability. SOLUTION: A cylinder block 12 of an engine 16 is provided with an intake side valve supporting hole 30 and an exhaust side valve supporting hole 40 both extending in the direction perpendicular to the directin of reciprocating motion of a piston 16. An intake rotary valve 34 having an intake port 36 and an exhaust rotary valve 44 having an exhaust port 46 are inserted into the valve supporting holes 30, 40, respectively, and supported rotatably. Four pair of recessed parts 60 capable of exposing themselves to a combustion chamber 22 are formed in the exhaust rotary valve 44, corresponding to respective cylinders. During the combustion stroke, by moving the exhaust rotary valve 44 in its axial direction, switching its position in the axial direction, a state in which the recessed part 60 is exposed to the combustion chamber 22 can be switched to the state in which the recessed part 60 is not exposed, and vice versa.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の圧縮比
の変更を可能にする圧縮比可変装置に係り、詳しくは内
燃機関に回転可能に設けられた吸気ロータリバルブ及び
排気ロータリバルブを備えた内燃機関に適用される内燃
機関の圧縮比可変装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compression ratio variable device capable of changing a compression ratio of an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine having an intake rotary valve and an exhaust rotary valve rotatably provided in the internal combustion engine. The present invention relates to a variable compression ratio device for an internal combustion engine applied to an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の圧縮比可変装置としては、特
開平7−83081号公報に記載される装置を挙げるこ
とができる。この装置では、エンジンのピストンとコン
ロッドとを連結する偏心ピストンピンの偏心位置を変更
する機構を同連結部分に設け、この機構の動作に基づい
てコンロッドの長さを実質的に変更することにより圧縮
比を切り替えるようにしている。そして、このように圧
縮比を切り替えることにより、同圧縮比を機関運転状態
に対してより正確に適合させることが可能になり、出力
の増大や燃費の向上を図ることができるようになる。
2. Description of the Related Art As a variable compression ratio device for an internal combustion engine, there is a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-83081. In this device, a mechanism for changing the eccentric position of an eccentric piston pin connecting the piston of the engine and the connecting rod is provided in the connecting portion, and the compression is performed by substantially changing the length of the connecting rod based on the operation of this mechanism. The ratio is switched. By switching the compression ratio in this manner, the compression ratio can be more accurately adapted to the operating state of the engine, and the output can be increased and the fuel efficiency can be improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載される装置は、ピストンとコンロッドとの連結
部分、即ち燃焼行程中に発生する燃焼圧力のみならず、
クランク軸及びコンロッドを介して伝達される機関への
外的負荷によって極めて大きな外力が作用する部分に圧
縮比を変更するための機構を設けるようにしている。こ
のため、実用上の耐久性において問題があり、更に、複
数部材を位置変化させて上記偏心ピストンピンの偏心位
置を変更するようにしていることから構成の複雑化も避
けきれないものとなっていた。その結果、上記従来の装
置は、こうした耐久性の低下や構成の複雑化により、そ
の信頼性の点で必ずしも十分なものであるとはいえなか
った。
However, the device described in the above publication is not only limited to the connection portion between the piston and the connecting rod, that is, the combustion pressure generated during the combustion stroke,
A mechanism for changing the compression ratio is provided in a portion where an extremely large external force acts due to an external load transmitted to the engine through the crankshaft and the connecting rod. For this reason, there is a problem in practical durability, and since the positions of a plurality of members are changed to change the eccentric position of the eccentric piston pin, complication of the configuration cannot be avoided. Was. As a result, the above-mentioned conventional apparatus is not necessarily sufficient in terms of reliability due to such a decrease in durability and a complicated configuration.

【0004】この発明はこうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、簡易で且つ耐久性に優れた構
成を備え、高い信頼性のもとで圧縮比を変更することの
できる内燃機関の圧縮比可変装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a simple and highly durable structure and capable of changing the compression ratio with high reliability. To provide a compression ratio variable device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載した発明では、内燃機関に回転可能
に設けられた吸気ロータリバルブ及び排気ロータリバル
ブの少なくとも一方の表面にその回転に同期して機関燃
焼室に露呈可能な凹部を形成するとともに、前記一方の
ロータリバルブをその回転軸の方向に移動させて内燃機
関の燃焼行程中における前記凹部の露呈態様を切り替え
ることにより機関燃焼室の容積を変更する変更手段を備
えるようにしている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least one surface of an intake rotary valve and an exhaust rotary valve rotatably provided in an internal combustion engine is provided with the rotation thereof. In synchronization with the engine combustion chamber, the one rotary valve is moved in the direction of its rotational axis to change the manner in which the concave portion is exposed during the combustion stroke of the internal combustion engine, thereby causing engine combustion. A change means for changing the volume of the chamber is provided.

【0006】上記構成によれば、凹部が形成されたロー
タリバルブをその軸方向に移動させるだけで機関燃焼室
の容積を変更することができるため、圧縮比の変更を極
めて簡易な構成に基づいて実現することができるように
なる。また、こうした位置変化を伴うロータリバルブに
は、機関の外的負荷によって極めて大きな外力が作用す
ることが無いため、耐久性の低下を回避することもでき
るようになる。
According to the above configuration, the volume of the engine combustion chamber can be changed only by moving the rotary valve having the concave portion in the axial direction, so that the compression ratio can be changed based on a very simple configuration. It can be realized. Further, since an extremely large external force does not act on the rotary valve having such a position change due to an external load of the engine, it is possible to avoid a decrease in durability.

【0007】また、こうした凹部の露呈態様を切り替え
るうえでのより具体的な構成としては、請求項2乃至4
に記載したような構成を採用することができる。即ち、
請求項2に記載したように、 ・凹部は複数形成されるものであり、 ・変更手段は露呈態様として所定数の凹部が露呈する状
態と前記所定数と異なる数の凹部が露呈する状態とを選
択的に切り替えるものである、 といった構成を採用すれば、燃焼行程中に機関燃焼室に
露呈する凹部の数を切り替えることにより、機関燃焼室
の容積を変更して圧縮比を変更することができるように
なる。
[0007] Further, as a more specific configuration for switching the manner of exposing the concave portion, claims 2 to 4 are provided.
Can be adopted. That is,
As described in claim 2, the plurality of recesses are formed. The changing means sets a state in which a predetermined number of recesses are exposed as a mode of exposure and a state in which a number of recesses different from the predetermined number are exposed. By adopting such a configuration as described above, by changing the number of recesses exposed to the engine combustion chamber during the combustion stroke, the volume of the engine combustion chamber can be changed to change the compression ratio. Become like

【0008】或いは、請求項3に記載した発明のよう
に、 ・凹部は異なる容積を有して複数形成されるものであ
り、 ・変更手段は露呈態様として所定容積を有した凹部が露
呈する状態と前記所定容積とは異なる容積を有した凹部
が露呈する状態とを選択的に切り替えるものである、 といった構成を採用すれば、燃焼行程中に機関燃焼室に
露呈する凹部の容積を切り替えることにより、機関燃焼
室の容積を変更して圧縮比を変更することができるよう
になる。
[0008] Alternatively, as in the invention according to claim 3, a plurality of recesses are formed with different volumes, and the changing means is a state in which a recess having a predetermined volume is exposed as an exposure mode. And a state in which a concave portion having a volume different from the predetermined volume is exposed.By adopting such a configuration, by switching the volume of the concave portion exposed to the engine combustion chamber during the combustion stroke, Thus, the compression ratio can be changed by changing the volume of the engine combustion chamber.

【0009】更に、請求項4に記載した発明のように、 ・変更手段は露呈態様として凹部が機関燃焼室に露呈す
る状態と露呈しない状態とを選択的に切り替えるもので
ある、 といった構成を採用すれば、燃焼行程中に機関燃焼室に
凹部が露呈する状態と露呈しない状態とを切り替えるこ
とにより、その凹部の容積分だけ機関燃焼室の容積を変
更することができる。更に、ロータリバルブに形成する
凹部の数を必要最小限に抑えることも可能になる。
Further, as in the invention as set forth in claim 4, the configuration is adopted in which the changing means selectively switches between a state in which the recess is exposed to the engine combustion chamber and a state in which the recess is not exposed. By switching between a state in which the recess is exposed to the engine combustion chamber and a state in which the recess is not exposed during the combustion stroke, the volume of the engine combustion chamber can be changed by the volume of the recess. Further, the number of concave portions formed in the rotary valve can be minimized.

【0010】また、請求項5に記載した発明のように、
上記請求項1乃至4のいずれかに記載した発明の構成に
対して、 ・機関運転状態を検出する検出手段を更に備えるととも
に、 ・変更手段は検出される機関運転状態に基づき前記一方
のロータリバルブをその回転軸の方向に移動させて露呈
態様を切り替えるものである、 といった構成を採用することができる。こうした構成に
よれば、圧縮比を機関運転状態に適合するように変更す
ることができるようになる。
[0010] Further, as in the invention described in claim 5,
The invention according to any one of claims 1 to 4, further comprising: detecting means for detecting an engine operating state; and changing means based on the detected engine operating state. Is moved in the direction of the rotation axis to switch the exposure mode. According to such a configuration, the compression ratio can be changed so as to be suitable for the engine operating state.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】[第1の実施形態]以下、本発明
の第1の実施形態について図1〜8を参照して説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0012】図1は本実施形態の圧縮比可変装置が適用
される車両用直列4気筒エンジン10の断面構造を示し
ている。同図に示すように、シリンダブロック12には
4つのシリンダ14(同図ではその一つのみを図示す
る)が形成されており、これら各シリンダ14内にはピ
ストン16が往復動可能に設けられている。このピスト
ン16はコンロッド18を介してクランクシャフト(図
示略)に連結されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an in-line four-cylinder engine 10 for a vehicle to which the variable compression ratio device of the present embodiment is applied. As shown in the figure, a cylinder block 12 is formed with four cylinders 14 (only one of them is shown in the figure), and in each of these cylinders 14, a piston 16 is provided so as to be able to reciprocate. ing. The piston 16 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 18.

【0013】シリンダブロック12上にはシリンダヘッ
ド20が設けられており、このシリンダヘッド20の底
面、シリンダ14の内壁面、及びピストン16の頂面等
によって燃焼室22が区画形成されている。シリンダブ
ロック12にはピストン16の往復動方向(図1の上下
方向)に対して垂直な方向に延びる吸気側バルブ支持孔
30及び排気側バルブ支持孔40がそれぞれ形成されて
いる。
A cylinder head 20 is provided on the cylinder block 12, and a combustion chamber 22 is defined by a bottom surface of the cylinder head 20, an inner wall surface of the cylinder 14, a top surface of the piston 16, and the like. The cylinder block 12 is formed with an intake-side valve support hole 30 and an exhaust-side valve support hole 40 extending in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston 16 (vertical direction in FIG. 1).

【0014】シリンダヘッド20には吸気ポート32及
び排気ポート42がそれぞれ形成されており、この吸気
ポート32は吸気側バルブ支持孔30を、排気ポート4
2は排気側バルブ支持孔40をそれぞれ介して燃焼室2
2に接続されている。各バルブ支持孔30,40には吸
気ロータリバルブ34及び排気ロータリバルブ44がそ
れぞれ挿通され回転可能に支持されている。これら各ロ
ータリバルブ34,44はいずれも円柱状をなし、その
一部が燃焼室22に露出している。
An intake port 32 and an exhaust port 42 are formed in the cylinder head 20, respectively.
2 is a combustion chamber 2 through exhaust side valve support holes 40, respectively.
2 are connected. An intake rotary valve 34 and an exhaust rotary valve 44 are inserted through the respective valve support holes 30 and 40 and rotatably supported. Each of these rotary valves 34 and 44 has a columnar shape, and a part thereof is exposed to the combustion chamber 22.

【0015】図2はこれら各ロータリバルブ34,44
のうち排気ロータリバルブ44の斜視構造を示してお
り、図3はこの図2の3−3線に沿った断面構造を示し
ている。
FIG. 2 shows each of these rotary valves 34, 44.
3 shows a perspective structure of the exhaust rotary valve 44, and FIG. 3 shows a sectional structure taken along line 3-3 in FIG.

【0016】図2に示すように、排気ロータリバルブ4
4の一端側にはタイミングプーリ45が設けられてい
る。このタイミングプーリ45は排気ロータリバルブ4
4の一端部とスプライン結合されており、両者44,4
5間の相対回転が規制される一方、排気ロータリバルブ
44の軸方向における相対移動については許容されるよ
うになっている。また、吸気ロータリバルブ34の一端
側にも略同様の形状を有するタイミングプーリ(図示
略)が固定して設けられている。
As shown in FIG. 2, the exhaust rotary valve 4
A timing pulley 45 is provided on one end side of 4. The timing pulley 45 is connected to the exhaust rotary valve 4.
4 is splined to one end of
While the relative rotation of the exhaust rotary valve 44 is restricted, the relative movement of the exhaust rotary valve 44 in the axial direction is allowed. A timing pulley (not shown) having a substantially similar shape is fixedly provided on one end side of the intake rotary valve 34.

【0017】これら各タイミングプーリとクランクシャ
フトのクランクプーリ(図示略)とにはタイミングベル
ト50が掛装されている。このタイミングベルト50を
介してクランクシャフトから回転力が伝達されることに
より、各ロータリバルブ34,44は同クランクシャフ
トの回転と同期して回転する。因みに、クランクシャフ
トが1回転する間に各ロータリバルブ34,44が1/
4回転するように各プーリの歯数が設定されている。従
って、吸気・圧縮・燃焼・排気といったエンジン10の
一連の行程が2回繰り返される間に各ロータリバルブ3
4,44は1回転することになる。
A timing belt 50 is mounted on each of the timing pulleys and a crank pulley (not shown) of the crankshaft. By transmitting torque from the crankshaft via the timing belt 50, the rotary valves 34 and 44 rotate in synchronization with the rotation of the crankshaft. By the way, while the crankshaft makes one rotation, each rotary valve 34, 44
The number of teeth of each pulley is set so as to make four rotations. Therefore, while the series of strokes of the engine 10 such as intake, compression, combustion, and exhaust are repeated twice, each rotary valve 3
4, 44 will make one rotation.

【0018】図1及び図2に示すように、排気ロータリ
バルブ44において各気筒の燃焼室22に露出可能な位
置には、その軸方向に対して垂直な方向に貫通する排気
孔46がそれぞれ形成されている。これら排気孔46は
対応する気筒の排気行程中に排気ロータリバルブ44の
回転に伴って排気ポート42と燃焼室22とを連通する
ことにより、同燃焼室22から排気を導出させる。
As shown in FIGS. 1 and 2, exhaust holes 46 are formed in the exhaust rotary valve 44 at positions that can be exposed to the combustion chambers 22 of the respective cylinders so as to penetrate in a direction perpendicular to the axial direction. Have been. These exhaust holes 46 allow the exhaust gas to be discharged from the combustion chamber 22 by communicating the exhaust port 42 with the combustion chamber 22 with the rotation of the exhaust rotary valve 44 during the exhaust stroke of the corresponding cylinder.

【0019】吸気ロータリバルブ34にも4つの吸気孔
36が同様に形成されており、同吸気孔36は対応する
気筒の吸気行程中に吸気ポート32と燃焼室22とを連
通することにより、同燃焼室22内に吸気を噴射燃料と
ともに導入させる。
Four intake holes 36 are similarly formed in the intake rotary valve 34, and the intake holes 36 communicate with the intake port 32 and the combustion chamber 22 during the intake stroke of the corresponding cylinder. The intake air is introduced into the combustion chamber 22 together with the injected fuel.

【0020】図1及び図3に示すように、排気ロータリ
バルブ44には一対の凹部60が各気筒に対応するよう
に4組形成されている。これら各凹部60は排気ロータ
リバルブ44の表面においてその軸心を挟んで180度
反対側の位置に形成され、且つ、各排気孔46から排気
ロータリバルブ44の軸方向に所定間隔を隔てて形成さ
れている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the exhaust rotary valve 44 is formed with four pairs of concave portions 60 so as to correspond to each cylinder. Each of these recesses 60 is formed on the surface of the exhaust rotary valve 44 at a position 180 degrees opposite to the axis of the exhaust rotary valve 44, and is formed at a predetermined interval in the axial direction of the exhaust rotary valve 44 from each exhaust hole 46. ing.

【0021】この凹部60は燃焼行程中において燃焼室
22に露呈することにより、同燃焼室22の容積を変化
させて圧縮比を変更するためのものである。こうした圧
縮比の変更は、排気ロータリバルブ44をその軸方向に
移動させて凹部60の上記軸方向における位置を燃焼室
22に露呈可能な位置に切り替えることにより行われ
る。
The recess 60 is used to change the compression ratio by exposing the combustion chamber 22 during the combustion stroke to change the volume of the combustion chamber 22. Such a change in the compression ratio is performed by moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction to switch the position of the recess 60 in the axial direction to a position where the recess 60 can be exposed to the combustion chamber 22.

【0022】以下、このように排気ロータリバルブ44
をその軸方向に移動させるための機構について図5の概
略構成図を参照して説明する。同図に示すように、排気
ロータリバルブ44においてタイミングプーリ45が設
けられた側と反対側の端部には、カップリング70を介
して油圧アクチュエータ80の駆動シャフト81が連結
されている。カップリング70は排気ロータリバルブ4
4の軸方向に作用する力のみを伝達するものである。従
って、このカップリング70を介して回転力が伝達され
ることはなく、駆動シャフト81が排気ロータリバルブ
44の回転に伴って回転することはない。
Hereinafter, the exhaust rotary valve 44 will be described.
Will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. As shown in the drawing, a drive shaft 81 of a hydraulic actuator 80 is connected via a coupling 70 to an end of the exhaust rotary valve 44 opposite to a side where the timing pulley 45 is provided. The coupling 70 is an exhaust rotary valve 4
4 transmits only the force acting in the axial direction. Accordingly, no rotational force is transmitted through the coupling 70, and the drive shaft 81 does not rotate with the rotation of the exhaust rotary valve 44.

【0023】油圧アクチュエータ80はシリンダヘッド
20に固定されるハウジング82と、同ハウジング82
内に設けられ、排気ロータリバルブ44の軸方向に往復
動可能なピストン83とを備えている。このピストン8
3は駆動シャフト81に連結されており、排気ロータリ
バルブ44の軸方向に同駆動シャフト81と一体となっ
て移動する。
The hydraulic actuator 80 includes a housing 82 fixed to the cylinder head 20 and a housing 82
And a piston 83 that can reciprocate in the axial direction of the exhaust rotary valve 44. This piston 8
Reference numeral 3 is connected to the drive shaft 81 and moves integrally with the drive shaft 81 in the axial direction of the exhaust rotary valve 44.

【0024】ハウジング82内においてピストン83の
両側には第1の油圧室84及び第2の油圧室85がそれ
ぞれ形成されており、これら各油圧室84,85はハウ
ジング82に形成された一対の油孔86,87等を介し
て油圧ユニット90に接続されている。第1の油圧室8
4内には駆動シャフト81のハウジング82からの突出
量を減少させる側(図5の右側)にピストン83を付勢
するリターンスプリング88が設けられている。
In the housing 82, a first hydraulic chamber 84 and a second hydraulic chamber 85 are formed on both sides of the piston 83, respectively. These hydraulic chambers 84 and 85 are formed by a pair of oil chambers formed in the housing 82. It is connected to the hydraulic unit 90 via the holes 86, 87 and the like. First hydraulic chamber 8
A return spring 88 for biasing the piston 83 is provided in the side 4 on the side (the right side in FIG. 5) that reduces the amount of protrusion of the drive shaft 81 from the housing 82.

【0025】油圧ユニット90は、オイルパン91、同
オイルパン91に貯留される油を上記各油圧室84,8
5に向けて選択的に圧送供給する油圧ポンプ93、これ
ら油圧ポンプ93及びオイルパン91と各油圧室84,
85との接続状態を切り替える方向切替弁95等を備え
ている。尚、上記油圧ポンプ93はエンジン10に潤滑
用の油を供給するための潤滑ポンプを兼ねるものであ
り、クランクシャフトの回転力に基づいて駆動されるも
のである。
The hydraulic unit 90 supplies the oil pan 91 and the oil stored in the oil pan 91 to the hydraulic chambers 84 and 8.
5, a hydraulic pump 93 for selectively supplying a pressure to the hydraulic pump 5, the hydraulic pump 93, the oil pan 91, and the respective hydraulic chambers 84,
A direction switching valve 95 for switching a connection state with the valve 85 is provided. The hydraulic pump 93 also serves as a lubrication pump for supplying lubricating oil to the engine 10, and is driven based on the rotational force of a crankshaft.

【0026】図5に示すように、油圧ポンプ93と第1
の油圧室84とが接続されるとともに、オイルパン91
と第2の油圧室85とが接続されるように方向切替弁9
5が切り替えられることにより、第1の油圧室84には
油圧ポンプ93から油が供給される一方で、第2の油圧
室85内の油はオイルパン91に戻されるようになる。
その結果、ピストン83は第1の油圧室84の油圧によ
って付勢され、ハウジング82の内壁に当接するまで第
2の油圧室85側に移動する。
As shown in FIG. 5, the hydraulic pump 93 and the first
Is connected to the hydraulic chamber 84 of the
And the second hydraulic chamber 85 so that the direction switching valve 9 is connected.
By switching 5, oil is supplied from the hydraulic pump 93 to the first hydraulic chamber 84, while oil in the second hydraulic chamber 85 is returned to the oil pan 91.
As a result, the piston 83 is urged by the hydraulic pressure in the first hydraulic chamber 84 and moves toward the second hydraulic chamber 85 until it comes into contact with the inner wall of the housing 82.

【0027】こうしたピストン83の移動によって駆動
シャフト81の突出量は最小となり、排気ロータリバル
ブ44はその軸方向において最も油圧アクチュエータ8
0寄りの位置(この実施形態において「第1の位置」と
いう)に配置されるようになる。
The movement of the piston 83 minimizes the amount of protrusion of the drive shaft 81, so that the exhaust rotary valve 44 moves the hydraulic actuator 8 in the axial direction most.
It is arranged at a position closer to zero (referred to as “first position” in this embodiment).

【0028】図4は、このように排気ロータリバルブ4
4が「第1の位置」に配置されているときの、凹部60
と排気ロータリバルブ44の表面において燃焼室22に
露呈する領域R(同図において一点鎖線にて囲まれる領
域)との位置関係を示している。
FIG. 4 shows the exhaust rotary valve 4
4 is located at the “first position”,
3 shows a positional relationship between a surface R of the exhaust rotary valve 44 and a region R exposed in the combustion chamber 22 (a region surrounded by a dashed line in the drawing).

【0029】同図に示すように、排気ロータリバルブ4
4がこの「第1の位置」に配置されているときには、排
気ロータリバルブ44が回転して凹部60と上記露呈領
域Rとの位置関係が変化した場合でも、同凹部60が露
呈領域Rに入ることは無い。従って、凹部60が燃焼室
22に露呈して圧縮比が変化することは無く、相対的に
高い圧縮比に基づいてエンジン10が運転されるように
なる。
As shown in FIG.
4 is located at the “first position”, the concave portion 60 enters the exposed region R even when the exhaust rotary valve 44 rotates and the positional relationship between the concave portion 60 and the exposed region R changes. There is nothing. Accordingly, the compression ratio does not change due to the recess 60 being exposed to the combustion chamber 22, and the engine 10 is operated based on the relatively high compression ratio.

【0030】一方、図6に示すように、油圧ポンプ93
と第2の油圧室85とが接続されるとともに、オイルパ
ン91と第1の油圧室84とが接続されるように方向切
替弁95が切り替えられることにより、第2の油圧室8
5には油圧ポンプ93から油が供給される一方で、第1
の油圧室84内の油はオイルパン91に戻されるように
なる。その結果、ピストン83は第2の油圧室85の油
圧によって付勢され、ハウジング82の内壁に当接する
まで第1の油圧室84側に移動する。
On the other hand, as shown in FIG.
And the second hydraulic chamber 85 are connected to each other, and the direction switching valve 95 is switched so that the oil pan 91 and the first hydraulic chamber 84 are connected to each other.
5 is supplied with oil from a hydraulic pump 93, while the first
The oil in the hydraulic chamber 84 is returned to the oil pan 91. As a result, the piston 83 is urged by the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber 85 and moves toward the first hydraulic chamber 84 until it contacts the inner wall of the housing 82.

【0031】こうしたピストン83の移動により駆動シ
ャフト81の突出量は最大となり、排気ロータリバルブ
44はその軸方向において最もタイミングプーリ45寄
りの位置(この実施形態において「第2の位置」とい
う)に配置されるようになる。
The displacement of the piston 83 maximizes the amount of protrusion of the drive shaft 81, and the exhaust rotary valve 44 is disposed at a position closest to the timing pulley 45 in the axial direction (referred to as a "second position" in this embodiment). Will be done.

【0032】図7は、このように排気ロータリバルブ4
4が「第2の位置」に配置されているときの、凹部60
と上記露呈領域Rとの位置関係を示している。同図に示
すように、排気ロータリバルブ44がこの「第2の位
置」に配置されているときには、排気ロータリバルブ4
4の回転に伴って燃焼行程中に凹部60が露呈領域Rに
入るようになる。そして、このように凹部60が燃焼室
22に露呈することにより、その凹部60の容積分だけ
燃焼行程中における同燃焼室22の容積が増大し、排気
ロータリバルブ44が上記「第1の位置」に配置されて
いるときよりも相対的に低い圧縮比に基づいてエンジン
10が運転されるようになる。
FIG. 7 shows the exhaust rotary valve 4
4 is located at the “second position”,
And a positional relationship between the exposure region R and the exposure region R. As shown in the figure, when the exhaust rotary valve 44 is located at this “second position”, the exhaust rotary valve 4
With the rotation of 4, the concave portion 60 comes into the exposure region R during the combustion stroke. When the recess 60 is exposed to the combustion chamber 22 in this manner, the volume of the combustion chamber 22 during the combustion stroke is increased by the volume of the recess 60, and the exhaust rotary valve 44 is moved to the “first position”. , The engine 10 is operated based on a relatively lower compression ratio than when the engine 10 is disposed.

【0033】本実施形態において、こうした排気ロータ
リバルブ44の位置変化に基づく圧縮比の変更はエンジ
ン10の各種制御を実行する電子制御装置(以下、「E
CU」と略記する)100によって制御されている。以
下、この制御に関する構成及びその制御手順について説
明する。
In the present embodiment, the change of the compression ratio based on the change of the position of the exhaust rotary valve 44 is performed by an electronic control unit (hereinafter referred to as “E”) that executes various controls of the engine 10.
CU ”). Hereinafter, a configuration related to this control and a control procedure thereof will be described.

【0034】図5及び図6に示すように、エンジン10
には、その運転状態を検出するために、機関回転数NE
の大きさに応じた信号を出力する回転速度センサ102
と、燃焼室22に導入される吸気の圧力、即ち、吸気圧
PMの大きさに応じた信号を出力する吸気圧センサ10
4がそれぞれ設けられており、これら各センサ102,
104から出力される信号はECU100に入力されて
いる。ECU100はこれら各信号に基づいて機関回転
数NEを検出するとともに、吸気圧PMをエンジン10
の負荷相当値として検出する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the engine 10
In order to detect the operating state, the engine speed NE
Speed sensor 102 that outputs a signal corresponding to the magnitude of
And the intake pressure introduced into the combustion chamber 22, that is, an intake pressure sensor 10 that outputs a signal corresponding to the magnitude of the intake pressure PM.
4 are provided, and each of these sensors 102,
The signal output from 104 is input to ECU 100. The ECU 100 detects the engine speed NE based on each of these signals, and changes the intake pressure PM into the engine 10.
Is detected as a load equivalent value.

【0035】ECU100は、こうして検出した機関回
転数NE及び吸気圧PMに基づいて排気ロータリバルブ
44の切替位置を決定する。ECU100のメモリ(図
示略)には、機関回転数NE及び吸気圧PMと上記切替
位置との関係を定義する関数データが記憶されており、
ECU100は排気ロータリバルブ44の切替位置を決
定する際にこの関数データを参照する。
The ECU 100 determines the switching position of the exhaust rotary valve 44 based on the detected engine speed NE and the intake pressure PM. A memory (not shown) of the ECU 100 stores function data that defines the relationship between the engine speed NE and the intake pressure PM and the switching position,
The ECU 100 refers to this function data when determining the switching position of the exhaust rotary valve 44.

【0036】図8はこの関数データを関数マップとして
示している。同図に示すように、例えば低負荷低回転領
域においては、排気ロータリバルブ44の切替位置とし
て「第1の位置」が選択される。従って、ECU100
により排気ロータリバルブ44が「第1の位置」に位置
するように方向切替弁95が制御され、圧縮比は相対的
に高く設定される。
FIG. 8 shows this function data as a function map. As shown in the figure, for example, in a low-load low-rotation region, the “first position” is selected as the switching position of the exhaust rotary valve 44. Therefore, the ECU 100
The direction switching valve 95 is controlled such that the exhaust rotary valve 44 is located at the “first position”, and the compression ratio is set relatively high.

【0037】一方、高負荷高回転領域においては、排気
ロータリバルブ44の切替位置として「第2の位置」が
選択される。従って、ECU100により排気ロータリ
バルブ44が「第2の位置」に位置するように方向切替
弁95が制御され、圧縮比は相対的に低く設定される。
On the other hand, in the high load / high rotation range, the "second position" is selected as the switching position of the exhaust rotary valve 44. Therefore, the direction switching valve 95 is controlled by the ECU 100 such that the exhaust rotary valve 44 is located at the “second position”, and the compression ratio is set relatively low.

【0038】このように低負荷低回転領域において圧縮
比を相対的に高く設定することにより、燃焼の状態を改
善して燃費の向上及び機関出力の増大を図ることがで
き、また、高負荷高回転領域において圧縮比を相対的に
低く設定することにより、ノッキングの発生を抑えて所
定の機関出力を確保することができるようになる。
As described above, by setting the compression ratio relatively high in the low-load low-rotation region, the combustion state can be improved, the fuel efficiency can be improved, and the engine output can be increased. By setting the compression ratio relatively low in the rotation region, knocking can be suppressed and a predetermined engine output can be secured.

【0039】このように、本実施形態によれば、 (1)エンジン10の圧縮比を機関回転数NE及び吸気
圧PMといった機関運転状態に適合するように変更する
ことができ、機関出力の増大及び燃費の向上を図ること
ができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, (1) the compression ratio of the engine 10 can be changed to suit the engine operating state such as the engine speed NE and the intake pressure PM, and the engine output increases. In addition, the fuel efficiency can be improved.

【0040】(2)また、排気ロータリバルブ44をそ
の軸方向に移動させるだけで燃焼室22の容積を変化さ
せて圧縮比を変更することができ、また、こうした位置
変化を伴う排気ロータリバルブ44に対して車両側の負
荷により極めて大きな外力が作用することも無い。従っ
て、簡易で且つ耐久性に優れた構成により高い信頼性の
もとで圧縮比を変更することができるようになる。
(2) The compression ratio can be changed by changing the volume of the combustion chamber 22 only by moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction, and the exhaust rotary valve 44 having such a position change. Therefore, no extremely large external force acts due to the load on the vehicle side. Therefore, the compression ratio can be changed with high reliability by a simple and highly durable configuration.

【0041】更に、本実施形態では、油圧アクチュエー
タ80においてリターンスプリング88を備えるように
したため、エンジン10の始動時のようにクランクシャ
フトの回転速度が極めて低く、油圧ポンプ93において
所定の吐出圧を確保できない場合でも、このリターンス
プリング88の付勢力に基づいて排気ロータリバルブ4
4を「第1の位置」に確実に保持することができる。
Further, in this embodiment, since the return spring 88 is provided in the hydraulic actuator 80, the rotation speed of the crankshaft is extremely low as in the start of the engine 10, and a predetermined discharge pressure is secured in the hydraulic pump 93. Even if it is not possible, the exhaust rotary valve 4
4 can be reliably held at the “first position”.

【0042】(3)その結果、こうした始動時であって
も、排気ロータリバルブ44のその軸方向における振動
に起因した圧縮比の不必要な変動を抑えることができ、
燃焼の安定化を図ることができるようになる。
(3) As a result, even at the time of such starting, unnecessary fluctuation of the compression ratio caused by vibration of the exhaust rotary valve 44 in the axial direction can be suppressed,
Combustion can be stabilized.

【0043】[第2の実施形態]以下、本発明の第2の
実施形態について上記第1の実施形態との相違点を中心
に説明する。尚、第1の実施形態と同様の構成について
の説明は省略する。
[Second Embodiment] Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

【0044】本実施形態ではエンジン10の運転状態に
応じて圧縮比を3段階に切り替えるようにしている点が
上記第1の実施形態と相違している。図9は排気ロータ
リバルブ44をその軸方向に移動させるための機構を概
略的に示し、図10はこの図9の10−10線に沿った
断面構造を示している。
This embodiment is different from the first embodiment in that the compression ratio is switched between three stages according to the operating state of the engine 10. FIG. 9 schematically shows a mechanism for moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction, and FIG. 10 shows a cross-sectional structure taken along line 10-10 of FIG.

【0045】これら各図に示すように、排気ロータリバ
ルブ44には、上記第1の実施形態における凹部60と
同様の位置に、第1の凹部61が形成されるとともに、
更に各気筒に対応して一対の第2の凹部62がそれぞれ
形成されている。
As shown in these figures, a first recess 61 is formed in the exhaust rotary valve 44 at the same position as the recess 60 in the first embodiment.
Further, a pair of second concave portions 62 are formed corresponding to the respective cylinders.

【0046】この第2の凹部62は第1の凹部61と同
様、排気ロータリバルブ44の表面においてその軸心を
挟んで180度反対側の位置に形成され、且つ、第1の
凹部61との間で前記露呈領域Rを挟むようにして、同
第1の凹部61から排気ロータリバルブ44の軸方向に
所定間隔を隔てて形成されている。
Like the first recess 61, the second recess 62 is formed on the surface of the exhaust rotary valve 44 at a position 180 ° opposite to the axial center of the exhaust rotary valve 44, and is in contact with the first recess 61. The first recess 61 is formed at a predetermined interval in the axial direction of the exhaust rotary valve 44 so as to sandwich the exposure region R therebetween.

【0047】更に、図10に示すように、第2の凹部6
2は第1の凹部61よりも深く凹設されており、その容
積が同第1の凹部61よりも大きく設定されている。本
実施形態において、方向切替弁95は三方位置切替弁と
して構成されており、第1の実施形態にて説明した2つ
の切り替え位置の他、図9に示すように、両油圧室8
4,85に対する油の給排を停止させる中立位置にも切
り替え可能となっている。この方向切替弁95を適宜切
り替えて各油圧室84,85に対する油の給排状態を変
更することにより、ピストン83をハウジング82内の
任意の位置に停止させることができる。
Further, as shown in FIG.
2 is recessed deeper than the first recess 61, and its volume is set to be larger than that of the first recess 61. In the present embodiment, the direction switching valve 95 is configured as a three-way position switching valve, and in addition to the two switching positions described in the first embodiment, as shown in FIG.
It is also possible to switch to a neutral position where the supply and discharge of oil to the 4, 85 are stopped. The piston 83 can be stopped at an arbitrary position in the housing 82 by appropriately switching the direction switching valve 95 to change the supply / discharge state of the oil to and from the hydraulic chambers 84 and 85.

【0048】また、油圧アクチュエータ80にはハウジ
ング82内におけるピストン83の位置を検出するため
の位置センサ106が設けられており、同位置センサ1
06の出力信号はECU100に入力されている。
The hydraulic actuator 80 is provided with a position sensor 106 for detecting the position of the piston 83 in the housing 82.
The output signal 06 is input to the ECU 100.

【0049】第2の油圧室85内にはピストン83を第
1の油圧室84側に向けて付勢するリターンスプリング
89が設けられている。例えば、機関始動時等において
両油圧室84,85内に十分な油圧が作用しないような
場合には、このリターンスプリング89の付勢力と第1
の油圧室84内のリターンスプリング88の付勢力とが
釣り合うことにより、ピストン83は後述する「第3の
位置」に保持されるようになる。
In the second hydraulic chamber 85, there is provided a return spring 89 for urging the piston 83 toward the first hydraulic chamber 84. For example, when sufficient hydraulic pressure does not act in both hydraulic chambers 84 and 85 when the engine is started, the urging force of the return spring 89 and the first
Is balanced with the urging force of the return spring 88 in the hydraulic chamber 84, the piston 83 is held at the "third position" described later.

【0050】ECU100は方向切替弁95を制御して
ピストン83の位置を調節することにより、排気ロータ
リバルブ44の軸方向における位置を切り替える。即
ち、ECU100は方向切替弁95を切り替えて第2の
油圧室85に油を供給するとともに、第1の油圧室84
から油を排出することにより、ピストン83を第2の油
圧室85の油圧によってハウジング82の内壁に当接す
るまで第1の油圧室84側に移動させる。その結果、排
気ロータリバルブ44はその軸方向において最もタイミ
ングプーリ45寄りの位置(この実施形態において「第
1の位置」という)に配置されるようになる。そして、
このように排気ロータリバルブ44が「第1の位置」に
配置されることにより、燃焼行程中に第1の凹部61の
みが前記露呈領域Rに入るようになる。
The ECU 100 controls the direction switching valve 95 to adjust the position of the piston 83, thereby switching the position of the exhaust rotary valve 44 in the axial direction. That is, the ECU 100 switches the direction switching valve 95 to supply the oil to the second hydraulic chamber 85 and the first hydraulic chamber 84
, The piston 83 is moved toward the first hydraulic chamber 84 by the oil pressure in the second hydraulic chamber 85 until the piston 83 comes into contact with the inner wall of the housing 82. As a result, the exhaust rotary valve 44 is arranged at a position closest to the timing pulley 45 in the axial direction (referred to as a “first position” in this embodiment). And
By arranging the exhaust rotary valve 44 at the “first position”, only the first recess 61 enters the exposure region R during the combustion stroke.

【0051】一方、ECU100は方向切替弁95を切
り替えて第1の油圧室84に油を供給するとともに、第
2の油圧室85から油を排出することにより、ピストン
83を第1の油圧室84の油圧によってハウジング82
の内壁に当接するまで第2の油圧室85側に移動させ
る。その結果、排気ロータリバルブ44はその軸方向に
おいて最も油圧アクチュエータ80寄りの位置(この実
施形態において「第2の位置」という)に配置されるよ
うになる。そして、このように排気ロータリバルブ44
が「第2の位置」に配置されることにより、燃焼行程中
に第2の凹部62のみが露呈領域Rに入るようになる。
On the other hand, the ECU 100 switches the direction switching valve 95 to supply the oil to the first hydraulic chamber 84 and discharges the oil from the second hydraulic chamber 85, thereby causing the piston 83 to move to the first hydraulic chamber 84. Of the housing 82
Is moved toward the second hydraulic chamber 85 until it comes into contact with the inner wall. As a result, the exhaust rotary valve 44 is arranged at a position closest to the hydraulic actuator 80 in the axial direction (referred to as a “second position” in this embodiment). And, as described above, the exhaust rotary valve 44
Is arranged at the “second position”, so that only the second concave portion 62 enters the exposure region R during the combustion stroke.

【0052】更に、ECU100は、排気ロータリバル
ブ44が前記「第1の位置」と「第2の位置」との略中
間の位置(この実施形態において「第3の位置」とい
う)に配置されるように、位置センサ106からの信号
に基づいて方向切替弁95を切り替えることにより、各
油圧室84,85に対する油の給排状態を適宜調節す
る。そして、このように排気ロータリバルブ44が「第
3の位置」に配置されることにより、図10に示すよう
に第1の凹部61及び第2の凹部62はいずれも燃焼行
程中において露呈領域Rに入らないようになる。
Further, in the ECU 100, the exhaust rotary valve 44 is disposed at a position substantially intermediate between the "first position" and the "second position" (in this embodiment, referred to as a "third position"). As described above, by switching the direction switching valve 95 based on the signal from the position sensor 106, the supply / discharge state of the oil to and from the hydraulic chambers 84 and 85 is appropriately adjusted. By arranging the exhaust rotary valve 44 at the “third position” in this manner, as shown in FIG. 10, both the first concave portion 61 and the second concave portion 62 expose the exposed region R during the combustion stroke. Will not enter.

【0053】ECU100は上記のような排気ロータリ
バルブ44の切替位置を回転速度センサ102及び吸気
圧センサ104からの検出信号に基づいて制御すること
により、圧縮比をエンジン10の運転状態に基づいて3
段階に切り替える。
The ECU 100 controls the switching position of the exhaust rotary valve 44 as described above based on the detection signals from the rotational speed sensor 102 and the intake pressure sensor 104 to set the compression ratio to 3 based on the operating state of the engine 10.
Switch to the stage.

【0054】即ち、ECU100はエンジン10の運転
状態が低負荷低回転領域にあると判断すると、排気ロー
タリバルブ44の切替位置を上記「第3の位置」に設定
する。従って、第1の凹部61及び第2の凹部62はい
ずれも燃焼行程中に燃焼室22に露呈しなくなり、圧縮
比は相対的に最も高い値に設定されるようになる。
That is, when the ECU 100 determines that the operating state of the engine 10 is in the low-load and low-speed range, the ECU 100 sets the switching position of the exhaust rotary valve 44 to the "third position". Therefore, neither the first recess 61 nor the second recess 62 is exposed to the combustion chamber 22 during the combustion stroke, and the compression ratio is set to the relatively highest value.

【0055】一方、ECU100は運転状態が中負荷中
回転領域にあると判断すると、排気ロータリバルブ44
の切替位置を上記「第1の位置」に設定する。従って、
第1の凹部61のみが燃焼行程中において燃焼室22に
露呈するようになり、圧縮比は、上記排気ロータリバル
ブ44が「第3の位置」に配置されているときの圧縮比
の値と「第2の位置」に配置されているときの圧縮比の
値との中間値に設定されるようになる。
On the other hand, when the ECU 100 determines that the operation state is in the medium load / medium rotation region, the exhaust rotary valve 44
Is set to the "first position". Therefore,
Only the first concave portion 61 is exposed to the combustion chamber 22 during the combustion stroke, and the compression ratio is determined by the value of the compression ratio when the exhaust rotary valve 44 is located at the “third position”. The compression ratio is set to an intermediate value with the value of the compression ratio when it is arranged at the “second position”.

【0056】更に、ECU100は運転状態が高負荷高
回転領域にあると判断すると、排気ロータリバルブ44
の切替位置を上記「第2の位置」に設定する。従って、
第2の凹部62のみが燃焼行程中において燃焼室22に
露呈するようになり、また、この第2の凹部62は第1
の凹部61よりもその容積が大きく設定されているた
め、この場合の圧縮比は、排気ロータリバルブ44が
「第1の位置」に配置されているときよりも更に低下
し、相対的に最も低い値に設定されるようになる。
Further, when the ECU 100 determines that the operation state is in the high load / high rotation range, the exhaust rotary valve 44
Is set to the "second position". Therefore,
Only the second concave portion 62 becomes exposed to the combustion chamber 22 during the combustion stroke, and the second concave portion 62 becomes the first concave portion.
The compression ratio in this case is further lower than when the exhaust rotary valve 44 is arranged at the “first position”, and is relatively the lowest. Will be set to the value.

【0057】以上説明したように、本実施形態において
も、排気ロータリバルブ44をその軸方向に移動させる
だけで圧縮比を機関運転状態に適合するように変更する
ことができる。また、エンジン10の始動時のようにク
ランクシャフトの回転速度が極めて低く、油圧ポンプ9
3において所定の吐出圧を確保できない場合でも、前記
各油圧室84,85に設けられたリターンスプリング8
8,89の付勢力に基づいて排気ロータリバルブ44を
「第3の位置」に確実に保持することができる。
As described above, also in the present embodiment, the compression ratio can be changed to suit the operating state of the engine only by moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction. Further, the rotation speed of the crankshaft is extremely low as in the start of the engine 10, and the hydraulic pump 9
3, even if the predetermined discharge pressure cannot be secured, the return springs 8
The exhaust rotary valve 44 can be reliably held at the “third position” based on the urging forces of 8, 89.

【0058】従って、本実施形態においても上記第1の
実施形態において記載した(1)〜(3)と同等の作用
効果を奏することができる。特に、本実施形態によれ
ば、(4)圧縮比を排気ロータリバルブ44の切替位置
に基づいて3段階に調節するようにしているため、同圧
縮比をエンジン10の運転状態に対して更に正確に適合
させることができるようになる。
Therefore, this embodiment can also provide the same operation and effects as (1) to (3) described in the first embodiment. In particular, according to the present embodiment, (4) the compression ratio is adjusted in three stages based on the switching position of the exhaust rotary valve 44, so that the compression ratio is more accurate with respect to the operating state of the engine 10. Can be adapted.

【0059】[他の実施形態]以上説明した各実施形態
は以下のように構成を変更して実施することもできる。
[Other Embodiments] Each of the embodiments described above can be implemented by changing the configuration as follows.

【0060】・第2の実施形態では排気ロータリバルブ
44が「第2の位置」に配置されるときの圧縮比を「第
1の位置」に配置されるときの圧縮比よりも低い値に設
定するために、第2の凹部62を第1の凹部61よりも
深く凹設して両凹部61,62の容積を異ならせるよう
にした。これに対して、例えば、図11に示すように、
排気ロータリバルブ44の周方向における各凹部61,
62の長さを異ならせることにより、或いは図12に示
すように、その数を異ならせることにより、これら凹部
61,62の容積を異ならせるようにしてもよい。
In the second embodiment, the compression ratio when the exhaust rotary valve 44 is located at the “second position” is set to a value lower than the compression ratio when the exhaust rotary valve 44 is located at the “first position”. For this purpose, the second concave portion 62 is formed to be deeper than the first concave portion 61 so that the volumes of the two concave portions 61 and 62 are different from each other. On the other hand, for example, as shown in FIG.
Each recess 61 in the circumferential direction of the exhaust rotary valve 44,
By changing the length of the recesses 62 or as shown in FIG. 12, the volumes of the recesses 61 and 62 may be made different by changing the number thereof.

【0061】・また、この図12に示すように、第1の
凹部61が排気ロータリバルブ44の周方向に沿って複
数形成された構成を採用すれば、これら第1の凹部61
が燃焼行程中に順次、燃焼室22に露呈するようになる
ため、一回の燃焼行程中においてその圧縮比を更に変化
させることができるようになる。また、このように複数
形成される第1の凹部61の個々の容積を適宜設定する
ことにより、一回の燃焼行程中における圧縮比の変化態
様を任意に設定することも可能になる。
Further, as shown in FIG. 12, if a plurality of first concave portions 61 are formed along the circumferential direction of the exhaust rotary valve 44, the first concave portions 61 may be formed.
Are sequentially exposed to the combustion chamber 22 during the combustion stroke, so that the compression ratio can be further changed during one combustion stroke. In addition, by appropriately setting the individual volumes of the plurality of first recesses 61 thus formed, it is possible to arbitrarily set the manner in which the compression ratio changes during one combustion stroke.

【0062】・第2の実施形態では排気ロータリバルブ
44の位置に応じて圧縮比を3段階に切り替えるように
したが、例えばこの排気ロータリバルブ44の切替位置
として「第1の位置」と「第2の位置」とのみを選択す
るようにし、圧縮比を2段階に切り替えるようにしても
よい。
In the second embodiment, the compression ratio is switched in three stages in accordance with the position of the exhaust rotary valve 44. For example, the switching positions of the exhaust rotary valve 44 are "first position" and "first position". Only the position 2 may be selected, and the compression ratio may be switched between two levels.

【0063】・上記各実施形態では回転速度センサ10
2及び吸気圧センサ104により検出される回転速度N
E及び吸気圧PMに基づいて圧縮比を切り替えるように
したが、これら回転速度NE及び吸気圧PMに代えて、
或いは加えて、例えばエンジン10のノッキングを検出
するノッキングセンサからの検出信号に基づいて圧縮比
を切り替える構成を採用することもできる。
In the above embodiments, the rotation speed sensor 10
2 and the rotational speed N detected by the intake pressure sensor 104
The compression ratio is switched based on E and the intake pressure PM, but instead of these rotational speed NE and intake pressure PM,
Alternatively or additionally, for example, a configuration in which the compression ratio is switched based on a detection signal from a knocking sensor that detects knocking of the engine 10 may be employed.

【0064】・上記各実施形態では、いずれも排気ロー
タリバルブ44に凹部60,61,62を形成するとと
もに、同排気ロータリバルブ44をその軸方向に移動さ
せることにより圧縮比を変更するようにしたが、吸気ロ
ータリバルブ34に凹部を形成して同吸気ロータリバル
ブ34をその軸方向に移動させることにより圧縮比を変
更する構成を採用することもできる。また、こうした圧
縮比を変更するための構成を各ロータリバルブ34,4
4の双方に対して設けることもできる。
In each of the above embodiments, the concave portions 60, 61, and 62 are formed in the exhaust rotary valve 44, and the compression ratio is changed by moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction. However, it is also possible to adopt a configuration in which a concave portion is formed in the intake rotary valve 34 and the compression ratio is changed by moving the intake rotary valve 34 in the axial direction. Further, a configuration for changing such a compression ratio is provided by each of the rotary valves 34 and 4.
4 can also be provided.

【0065】・上記各実施形態では排気ロータリバルブ
44をその軸方向に移動させるためのアクチュエータと
して油圧式のものを用いるようにしたが、こうした油圧
式のアクチュエータの他、電磁力や空気圧を利用したア
クチュエータを採用することもできる。
In each of the above embodiments, a hydraulic actuator is used as an actuator for moving the exhaust rotary valve 44 in the axial direction. However, in addition to such a hydraulic actuator, electromagnetic force or air pressure is used. An actuator can also be employed.

【0066】・上記各実施形態ではいずれもエンジン1
0の運転状態が相対的に高負荷高回転になるほど圧縮比
を低下させるようにしたが、こうした運転状態と圧縮比
との関係はエンジン10の仕様に合わせて任意に設定す
ることができる。
In each of the above embodiments, the engine 1
Although the compression ratio is reduced as the operation state of 0 becomes relatively high load and high rotation, the relationship between the operation state and the compression ratio can be arbitrarily set according to the specifications of the engine 10.

【0067】[0067]

【発明の効果】請求項1乃至5に記載した発明によれ
ば、凹部が形成されたロータリバルブをその軸方向に移
動させるだけで機関燃焼室の容積を変更して圧縮比を変
更することができ、また、こうした位置変化を伴うロー
タリバルブに対して機関の外的負荷により極めて大きな
外力が作用することが無いため、簡易で且つ耐久性に優
れた構成により高い信頼性のもとで圧縮比を変更するこ
とができるようになる。
According to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to change the compression ratio by changing the volume of the engine combustion chamber only by moving the rotary valve having the recess formed in the axial direction. Also, since a very large external force does not act on the rotary valve with such a position change due to the external load of the engine, the compression ratio can be improved with high reliability by a simple and durable configuration. Can be changed.

【0068】特に、請求項5に記載した発明によれば、
圧縮比を機関運転状態に適合するように変更することが
でき、機関出力の増大や燃費の向上を図ることも可能に
なる。
In particular, according to the invention described in claim 5,
The compression ratio can be changed so as to be suitable for the operating state of the engine, so that the engine output can be increased and the fuel efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】エンジンの断面構造を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a sectional structure of an engine.

【図2】排気ロータリバルブの斜視構造を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a perspective structure of an exhaust rotary valve.

【図3】図2の3−3線に沿った断面構造を示す断面
図。
FIG. 3 is a sectional view showing a sectional structure along line 3-3 in FIG. 2;

【図4】燃焼室への露呈領域と凹部との位置関係を示す
排気ロータリバルブの正面図。
FIG. 4 is a front view of an exhaust rotary valve showing a positional relationship between a region exposed to a combustion chamber and a recess.

【図5】第1の実施形態における排気ロータリバルブの
駆動機構を示す概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a drive mechanism of an exhaust rotary valve according to the first embodiment.

【図6】同じく排気ロータリバルブの駆動機構を示す概
略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a drive mechanism of the exhaust rotary valve.

【図7】燃焼室への露呈領域と凹部との位置関係を示す
排気ロータリバルブの正面図。
FIG. 7 is a front view of an exhaust rotary valve showing a positional relationship between a region exposed to a combustion chamber and a recess.

【図8】吸気圧及び回転速度と排気ロータリバルブの切
替位置との関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an intake pressure and a rotation speed and a switching position of an exhaust rotary valve.

【図9】第2の実施形態における排気ロータリバルブの
駆動機構を示す概略構成図。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a drive mechanism of an exhaust rotary valve according to a second embodiment.

【図10】図9の10−10線に沿った断面構造を示す
断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a sectional structure taken along line 10-10 of FIG. 9;

【図11】他の実施形態における凹部の形状を示す排気
ロータリバルブの正面図。
FIG. 11 is a front view of an exhaust rotary valve showing a shape of a concave portion according to another embodiment.

【図12】他の実施形態における凹部の形状を示す排気
ロータリバルブの正面図。
FIG. 12 is a front view of an exhaust rotary valve showing a shape of a concave portion according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…エンジン、12…シリンダブロック、14…シリ
ンダ、16…ピストン、18…コンロッド、20…シリ
ンダヘッド、22…燃焼室、30…吸気側バルブ支持
孔、32…吸気ポート、34…吸気ロータリバルブ、3
6…吸気孔、40…排気側バルブ支持孔、42…排気ポ
ート、44…排気ロータリバルブ、45…タイミングプ
ーリ、46…排気孔、50…タイミングベルト、60…
凹部、61…第1の凹部、62…第2の凹部、70…カ
ップリング、80…油圧アクチュエータ、81…駆動シ
ャフト、82…ハウジング、83…ピストン、84…第
1の油圧室、85…第2の油圧室、88,89…リター
ンスプリング、90…油圧ユニット、91…オイルパ
ン、93…油圧ポンプ、95…方向切替弁、100…E
CU、102…回転速度センサ、104…吸気圧セン
サ、106…位置センサ。
Reference Signs List 10 engine, 12 cylinder block, 14 cylinder, 16 piston, 18 connecting rod, 20 cylinder head, 22 combustion chamber, 30 intake valve support hole, 32 intake port, 34 intake rotary valve, 3
6 ... intake hole, 40 ... exhaust side valve support hole, 42 ... exhaust port, 44 ... exhaust rotary valve, 45 ... timing pulley, 46 ... exhaust hole, 50 ... timing belt, 60 ...
Recess, 61 ... First recess, 62 ... Second recess, 70 ... Coupling, 80 ... Hydraulic actuator, 81 ... Drive shaft, 82 ... Housing, 83 ... Piston, 84 ... First hydraulic chamber, 85 ... First 2 hydraulic chambers, 88, 89 return spring, 90 hydraulic unit, 91 oil pan, 93 hydraulic pump, 95 directional switching valve, 100 E
CU, 102: rotational speed sensor, 104: intake pressure sensor, 106: position sensor.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関に回転可能に設けられた吸気ロ
ータリバルブ及び排気ロータリバルブの少なくとも一方
の表面にその回転に同期して機関燃焼室に露呈可能な凹
部を形成するとともに、前記一方のロータリバルブをそ
の回転軸の方向に移動させて前記内燃機関の燃焼行程中
における前記凹部の露呈態様を切り替えることにより前
記機関燃焼室の容積を変更する変更手段を備えることを
特徴とする内燃機関の圧縮比可変装置。
1. A concave portion which is exposed to an engine combustion chamber in synchronization with the rotation thereof is formed on at least one surface of an intake rotary valve and an exhaust rotary valve rotatably provided in an internal combustion engine. A compression means for moving the valve in the direction of its rotation axis to change the manner in which the recess is exposed during the combustion stroke of the internal combustion engine, thereby changing the volume of the engine combustion chamber. Variable ratio device.
【請求項2】 請求項1に記載した内燃機関の圧縮比可
変装置において、 前記凹部は複数形成されるものであり、 前記変更手段は前記露呈態様として所定数の前記凹部が
露呈する状態と前記所定数と異なる数の前記凹部が露呈
する状態とを選択的に切り替えるものであることを特徴
とする内燃機関の圧縮比可変装置。
2. The compression ratio variable device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of recesses are formed, and the changing unit determines a state in which a predetermined number of the recesses is exposed as the exposure mode. A variable compression ratio device for an internal combustion engine, wherein the device selectively switches between a state in which a predetermined number of concave portions are exposed.
【請求項3】 請求項1に記載した内燃機関の圧縮比可
変装置において、 前記凹部は異なる容積を有して複数形成されるものであ
り、 前記変更手段は前記露呈態様として所定容積を有した前
記凹部が露呈する状態と前記所定容積とは異なる容積を
有した前記凹部が露呈する状態とを選択的に切り替える
ものであることを特徴とする内燃機関の圧縮比可変装
置。
3. The compression ratio variable device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of recesses are formed with different volumes, and the changing means has a predetermined volume as the exposure mode. A compression ratio variable device for an internal combustion engine, wherein a state in which the recess is exposed and a state in which the recess having a volume different from the predetermined volume is exposed are selectively switched.
【請求項4】 請求項1に記載した内燃機関の圧縮比可
変装置において、 前記変更手段は前記露呈態様として前記凹部が前記機関
燃焼室に露呈する状態と露呈しない状態とを選択的に切
り替えるものであることを特徴とする内燃機関の圧縮比
可変装置。
4. The variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the changing means selectively switches between a state in which the recess is exposed to the engine combustion chamber and a state in which the recess is not exposed. A variable compression ratio device for an internal combustion engine.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載した内
燃機関の圧縮比可変装置において、 機関運転状態を検出する検出手段を更に備えるととも
に、 前記変更手段は前記検出される機関運転状態に基づき前
記一方のロータリバルブをその回転軸の方向に移動させ
て前記露呈態様を切り替えるものであることを特徴とす
る内燃機関の圧縮比可変装置。
5. The variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a detection unit that detects an engine operation state, and wherein the change unit changes the detected engine operation state. A compression ratio variable device for an internal combustion engine, wherein the one of the rotary valves is moved in a direction of a rotation axis thereof to switch the exposure mode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107201967A (en) * 2017-08-02 2017-09-26 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Piston of combustion chamber structure
JP2020530091A (en) * 2017-08-08 2020-10-15 ▲羅▼ ▲燦▼Luo Can A plug valve that adjusts the flow rate by adjusting the phase of opening and closing operation by moving the plug body in the axial direction.

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107201967A (en) * 2017-08-02 2017-09-26 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Piston of combustion chamber structure
CN107201967B (en) * 2017-08-02 2019-05-21 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Piston of combustion chamber structure
JP2020530091A (en) * 2017-08-08 2020-10-15 ▲羅▼ ▲燦▼Luo Can A plug valve that adjusts the flow rate by adjusting the phase of opening and closing operation by moving the plug body in the axial direction.
JP7133616B2 (en) 2017-08-08 2022-09-08 ▲燦▼ ▲羅▼ A plug valve that adjusts the flow rate by adjusting the phase of the opening/closing operation by moving the plug body in the axial direction

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