JP2000204963A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2000204963A
JP2000204963A JP11008572A JP857299A JP2000204963A JP 2000204963 A JP2000204963 A JP 2000204963A JP 11008572 A JP11008572 A JP 11008572A JP 857299 A JP857299 A JP 857299A JP 2000204963 A JP2000204963 A JP 2000204963A
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JP
Japan
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connecting rod
pressure
compression ratio
combustion
combustion engine
Prior art date
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JP11008572A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Tate
隆雄 館
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the combustion efficiency and startability of internal combustion engine in low load area in a combustion engine for transmitting combustion pressure from a piston to a crankshaft through a connecting rod by attaching a variable means of compression ratio that is the ratio of cylinder internal capacity to the connecting rod. SOLUTION: In the combustion chamber 2 of a cylinder 1, the combustion pressure generated by explosion stroke is transmitted from a piston 5 to a crankshaft 7 through a connecting rod 6'. The connecting rod 6 is curved orthogonally to the sliding direction of the piston 5. The deflection of the connecting rod 6 is changed by the combustion pressure to reduce the compression ratio, whereby the rise of combustion pressure in high load is minimized. Namely, a variable means is imparted to the connecting rod 6 itself. According to this, in a low load area having a low cylinder pressure, the deflection is minimized to increase the compression ratio, whereby the combustion efficiency is improved, and the startability of the internal combustion engine is also improved.

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】本発明は、内燃機関に関す
る。
[0001] The present invention relates to an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在多く使用されている通常のエンジン
構成において、ピストンの小端部とクランクシャフトの
大端部とを連結しているコネクティングロッドは左右対
称に構成され、断面形状はH型断面或いはI型断面など
の形状をしている。
2. Description of the Related Art In a general engine configuration which is currently widely used, a connecting rod connecting a small end portion of a piston and a large end portion of a crankshaft is formed to be bilaterally symmetrical and has an H-shaped cross section. Alternatively, it has a shape such as an I-shaped cross section.

【0003】またこのコンロッドは、ガス圧による圧縮
力、慣性力による圧縮及び引張り力、そして振れ回りに
よる曲げ力を交互或いは同時に受ける。従って、十分な
剛性、強度及び軽量化が要求されている。
The connecting rod receives alternately or simultaneously a compressive force due to gas pressure, a compressive and tensile force due to inertial force, and a bending force due to whirling. Therefore, sufficient rigidity, strength and weight reduction are required.

【0004】また、エンジン性能を左右する要素の一つ
に圧縮比が挙げられる。圧縮比は、ピストンが下死点に
あるときと上死点にあるときとのシリンダ内容積の比で
ある。
[0004] One of the factors affecting the engine performance is the compression ratio. The compression ratio is the ratio of the cylinder internal volume when the piston is at bottom dead center and when it is at top dead center.

【0005】この圧縮比を適正な値にすることにより燃
焼効率、始動性、或いはエンジン性能を向上させること
ができる。しかし、現在、圧縮比を適正な値に制御する
手段はなく、今後の課題となっていた。
[0005] By setting the compression ratio to an appropriate value, combustion efficiency, startability, or engine performance can be improved. However, at present, there is no means for controlling the compression ratio to an appropriate value, and this is a subject to be solved in the future.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】エンジン性能を向上さ
せるため、過給圧などを上げると燃焼圧力が上昇し、エ
ンジンの強度上で問題が発生する。
When the supercharging pressure or the like is increased in order to improve the engine performance, the combustion pressure increases, and a problem occurs in the strength of the engine.

【0007】この時、圧縮比を下げると燃焼圧力も下が
り有功である。しかし、圧縮比を下げると低負荷領域で
の燃焼や、エンジンの始動性が悪化するなどの問題が発
生していた。
[0007] At this time, if the compression ratio is reduced, the combustion pressure is reduced, which is effective. However, when the compression ratio is reduced, problems such as combustion in a low load region and deterioration of engine startability have occurred.

【0008】この問題を解決するためには、圧縮比を可
変させる何らかの手段が必要となっていた。従って、本
発明は上記問題を解決するためになされたもので、圧縮
比を可変させ低負荷領域での燃焼効率、及びエンジンの
始動性などを向上させる内燃機関を提供することにあ
る。
[0008] In order to solve this problem, some means for changing the compression ratio is required. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that varies the compression ratio to improve the combustion efficiency in a low load range, the startability of the engine, and the like.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、本発明にあっては、シリンダ内に燃焼室と、この
燃焼室内で混合気を燃焼させて発生する燃焼圧力を受け
て摺動するピストンと、を備えるとともに、このピスト
ンにコネクティングロッドを接続し、このコネクティン
グロッドを介して前記燃焼圧力を駆動力としてクランク
シャフトに伝達する内燃機関において、前記コネクティ
ングロッドは、前記ピストンが下死点と上死点にあると
きのシリンダ内容積の比である圧縮比を可変させる可変
手段を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a combustion chamber is provided in a cylinder, and the cylinder is slid by receiving a combustion pressure generated by burning an air-fuel mixture in the combustion chamber. And a piston, and a connecting rod is connected to the piston, and the combustion pressure is transmitted to a crankshaft as a driving force through the connecting rod. It is characterized by having variable means for varying the compression ratio, which is the ratio of the volume in the cylinder at the top dead center.

【0010】前記可変手段は、前記燃焼室内で発生する
前記燃焼圧力に応じて筒内圧力を所定の範囲に維持させ
ることも好適である。前記コネクティングロッドを湾曲
させることで前記可変手段としたことも好適である。
It is also preferable that the variable means maintains the in-cylinder pressure in a predetermined range according to the combustion pressure generated in the combustion chamber. It is also preferable that the connecting rod is bent to be the variable means.

【0011】前記コネクティングロッドは、バネ定数を
有する材質からなることも好適である。前記可変手段
は、前記燃焼圧力が高くなるに伴い、前記圧縮比を高く
することも好適である。
[0011] It is also preferable that the connecting rod is made of a material having a spring constant. It is also preferable that the variable means increases the compression ratio as the combustion pressure increases.

【0012】前記可変手段は、前記燃焼圧力が高くなる
に伴い、前記圧縮比を低くすることも好適である。ま
た、上述の燃焼圧力以外の方法で筒内圧力を制御するこ
とも好適である。
It is also preferable that the variable means lowers the compression ratio as the combustion pressure increases. It is also preferable to control the in-cylinder pressure by a method other than the combustion pressure described above.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)まず、図5に内
燃機関(以下エンジンと称す)の概略構成図を示す。
(First Embodiment) First, FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine).

【0014】図5に示すように、エンジンは、シリンダ
1と、このシリンダ内部の燃焼室2と、外部からガソリ
ンなどの気化燃料を吸入する吸入弁3、燃焼室2で燃焼
された燃焼ガスの排気を行う排気弁4、燃焼室2での爆
発行程により発生する燃焼圧力を受けて摺動するピスト
ン5とこのピストン5に接続され燃焼圧力を駆動力とし
てクランクシャフト7に伝達するコネクティングロッド
(以下、コンロッドと称す)6で構成される。
As shown in FIG. 5, the engine comprises a cylinder 1, a combustion chamber 2 inside the cylinder, a suction valve 3 for sucking vaporized fuel such as gasoline from the outside, and a combustion gas burned in the combustion chamber 2. An exhaust valve 4 for exhausting, a piston 5 that slides by receiving a combustion pressure generated by an explosion stroke in the combustion chamber 2, and a connecting rod (hereinafter, referred to as a connecting rod) connected to the piston 5 and transmitting the combustion pressure to the crankshaft 7 as a driving force. , A connecting rod) 6.

【0015】次に、図1,図2,図3及び図4を用い
て、吸気圧力とエンジン性能、筒内圧力、圧縮比との関
係を説明する。一般に吸気圧力と性能の関係は図1に示
すように、吸気圧力を上げると筒内圧力が上昇し、性能
が向上する。(図2) この時、圧縮比を下げることにより図3に示すように、
同一の出力で筒内圧力が減少する。
Next, the relationship among intake pressure and engine performance, in-cylinder pressure, and compression ratio will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. In general, as shown in FIG. 1, the relationship between the intake pressure and the performance is such that when the intake pressure is increased, the in-cylinder pressure increases and the performance is improved. (FIG. 2) At this time, by reducing the compression ratio, as shown in FIG.
The cylinder pressure decreases at the same output.

【0016】従って、図4に示すように、圧縮比を下げ
て筒内圧力が同一になるように吸気圧力を高めるとエン
ジン性能を大幅に向上することができる。以上述べたよ
うに、圧縮比を燃焼圧力に応じて可変させることで、筒
内圧力を一定に保つことが可能になり、エンジン性能を
大幅に上げることが可能になる。
Therefore, as shown in FIG. 4, if the compression ratio is lowered and the intake pressure is increased so that the in-cylinder pressure becomes the same, the engine performance can be greatly improved. As described above, by varying the compression ratio in accordance with the combustion pressure, the in-cylinder pressure can be kept constant, and the engine performance can be greatly increased.

【0017】本発明では、コネクティングロッドに可変
手段を持たせることにより圧縮比を変化させ、筒内圧力
を一定に保つことのできる内燃機関について以下説明す
る。まず、図5に内燃機関(以下エンジンと称す)の概
略構成図を示す。
In the present invention, an internal combustion engine capable of changing a compression ratio by providing a connecting rod with a variable means to maintain a constant in-cylinder pressure will be described below. First, FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).

【0018】図5に示すような通常のエンジン構成にお
いては、ピストン5の小端部とクランクシャフト7の大
端部を連結しているコンロッド6はガス圧力による圧縮
力、慣性力による圧縮および引張り力、そして振れ回り
による曲げ力を交互あるいは同時にうける。
In a normal engine configuration as shown in FIG. 5, a connecting rod 6 connecting the small end of the piston 5 and the large end of the crankshaft 7 is compressed by gas pressure, compressed and pulled by inertial force. The force and the bending force due to whirling are alternately or simultaneously received.

【0019】従って、これらの力に耐える設計となって
いる。しかし、本発明では、上述のコンロッド6の構成
とは全く逆の考え方でコンロッド6自体に可変手段を持
たせ、燃焼圧力に応じて圧縮比を変化させることにより
燃焼圧力の上昇を最小限に押さえる構成をとっている。
Therefore, the design is designed to withstand these forces. However, in the present invention, the connecting rod 6 itself is provided with a variable means in a completely opposite concept to the above-described configuration of the connecting rod 6, and an increase in the combustion pressure is minimized by changing a compression ratio in accordance with the combustion pressure. It has a configuration.

【0020】次に図6を用いて本発明の実施の形態1に
ついて説明する。図6に示すエンジン構成において、図
5に示すエンジン構成と同一の機能をするものには、同
一番号を付し説明は省略する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the engine configuration shown in FIG. 6, those having the same functions as those of the engine configuration shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0021】図6において、コンロッド6’は、ピスト
ン5の摺動方向に直交して、湾曲し設けられている。こ
れは、従来のコンロッドの考えとは違い、コンロッドを
予め曲げておき、燃焼室2で発生する燃焼圧力によりコ
ンロッド6’のたわみ量を変化させ、圧縮比を下げるこ
とにより、高負荷時の燃焼圧力の上昇を最小限に押さえ
るためである。
In FIG. 6, the connecting rod 6 'is provided so as to be curved perpendicularly to the sliding direction of the piston 5. This is different from the conventional concept of the connecting rod, in which the connecting rod is bent in advance, the amount of deflection of the connecting rod 6 ′ is changed by the combustion pressure generated in the combustion chamber 2, and the compression ratio is lowered, so that the combustion under a high load is performed. This is to minimize the rise in pressure.

【0022】したがって、このコンロッド6’自体が可
変手段を有する構成をとっている。ここで、燃焼圧力P
とたわみ量Xの関係について説明する。燃焼圧力をP、
ピストン面積をA、コンロッドのたわみ量Xとすると以
下の式で表される。
Therefore, the connecting rod 6 'itself has a structure having a variable means. Here, the combustion pressure P
The relationship between the deflection amount X and the deflection amount X will be described. The combustion pressure is P,
Assuming that the piston area is A and the amount of deflection of the connecting rod X is represented by the following equation.

【0023】P・A=kX(kはバネ定数) 故に、P=kX/Aとなる。従って、バネ定数kを任意
の値にすることにより、燃焼圧力Pを制御することが可
能になる。
P · A = kX (k is a spring constant) Therefore, P = kX / A. Therefore, by setting the spring constant k to an arbitrary value, it becomes possible to control the combustion pressure P.

【0024】図7は、コンロッドのたわみ量Xと、燃焼
圧力Pの関係を示した図である。図7に示すように、コ
ンロッドのたわみ量Xを基準点よりも大きくすること
で、燃焼圧力は下がり、基準点よりも小さくすることで
燃焼圧力を上げることが可能になる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of deflection X of the connecting rod and the combustion pressure P. As shown in FIG. 7, the combustion pressure is reduced by increasing the deflection amount X of the connecting rod from the reference point, and the combustion pressure can be increased by decreasing the deflection amount X from the reference point.

【0025】また、図8に示すように、燃焼圧力Pの最
大値を限界値以下に押さえることも可能になる。このよ
うに、コンロッドのたわみ量Xを変化させることによ
り、圧縮比を維持しながら、燃焼最高圧力を限界値以下
に押さえることが可能になる。
Further, as shown in FIG. 8, it is possible to keep the maximum value of the combustion pressure P below the limit value. Thus, by changing the amount of deflection X of the connecting rod, it is possible to keep the maximum combustion pressure below the limit value while maintaining the compression ratio.

【0026】次にコンロッド6’のたわみ量Xの変化に
よるエンジン性能について説明する。まず、低負荷時の
エンジン性能について説明する。
Next, the engine performance according to the change in the amount of deflection X of the connecting rod 6 'will be described. First, the engine performance under a low load will be described.

【0027】上述したように燃焼圧力Pと、コンロッド
のたわみ量Xとの関係は比例関係にある。筒内圧力が低
くなるとたわみ量Xが小さくなり、結果圧縮比が高くな
る。
As described above, the relationship between the combustion pressure P and the deflection X of the connecting rod is proportional. When the in-cylinder pressure decreases, the deflection amount X decreases, and as a result, the compression ratio increases.

【0028】つまり、筒内圧力が低い低負荷時では、た
わみ量Xは小さくなり圧縮比は向上する。たわみ量Xが
小さくなることにより、圧縮比は高くなり、低負荷時の
燃焼悪化を防止することができ、エンジン性能の悪化を
も防止することができる。
That is, when the in-cylinder pressure is low and the load is low, the amount of deflection X is reduced and the compression ratio is improved. As the deflection amount X decreases, the compression ratio increases, so that deterioration of combustion at low load can be prevented, and deterioration of engine performance can also be prevented.

【0029】同時に、始動性を向上させることも可能で
ある。次に、高負荷時のエンジン性能について説明す
る。前述したように、吸気圧力を上げると筒内圧力が上
昇し、エンジン性能は向上する。
At the same time, the startability can be improved. Next, the engine performance under a high load will be described. As described above, increasing the intake pressure increases the in-cylinder pressure and improves the engine performance.

【0030】しかし、筒内圧力には、エンジン強度上限
界値が存在する。このような時に、圧縮比を下げて筒内
圧力が一定になるように、吸気圧力を高めるとエンジン
性能を大幅に向上させることが可能となる。
However, the cylinder pressure has an engine strength upper limit value. In such a case, if the intake pressure is increased so that the in-cylinder pressure becomes constant by lowering the compression ratio, it is possible to greatly improve the engine performance.

【0031】以上のように圧縮比を燃焼圧力に応じて可
変させることにより、エンジン性能を維持或いは、向上
させることが可能になる。 (実施の形態2)次に実施の形態2について説明する。
As described above, by varying the compression ratio in accordance with the combustion pressure, it is possible to maintain or improve the engine performance. (Embodiment 2) Next, Embodiment 2 will be described.

【0032】前述の実施の形態1では、コンロッド自体
を湾曲させて燃焼圧力の変化に応じて圧縮比を可変させ
る構成を説明した。実施の形態2では、燃焼圧力が上が
るにつれ圧縮比を高くし、エンジン性能を向上させる例
を説明する。
In the first embodiment described above, the structure in which the connecting rod itself is curved to vary the compression ratio in accordance with the change in the combustion pressure has been described. In the second embodiment, an example will be described in which the compression ratio is increased as the combustion pressure increases, and the engine performance is improved.

【0033】エンジンの構成としては、図5に示すよう
に通常の構成とする。実施の形態2では、図6に示すよ
うにコンロッド6’は湾曲させずに、図5に示すような
公知の形状としコンロッドを燃焼圧力の上昇に伴い、圧
縮比を高くすることができる手段をコンロッドに持たせ
ている。
The configuration of the engine is a normal configuration as shown in FIG. In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the connecting rod 6 'is not curved, but has a known shape as shown in FIG. 5, and a means for increasing the compression ratio of the connecting rod as the combustion pressure increases. The connecting rod has it.

【0034】この手段として、例えば形状記憶金属のよ
うに温度或いは圧力などでその形状を変化することが可
能な材質を用いる。以下、図9を用いて作用を説明す
る。
As this means, a material whose shape can be changed by temperature or pressure, such as shape memory metal, is used. The operation will be described below with reference to FIG.

【0035】図9に示すように圧縮比が高くなると、混
合気が強く圧縮され、混合気の温度が高くなり、短い時
間で混合気が燃え燃焼圧力が高くなるのでエンジントル
クやエンジン出力が大きくなる。
As shown in FIG. 9, when the compression ratio increases, the air-fuel mixture is strongly compressed, the temperature of the air-fuel mixture increases, and the air-fuel mixture burns in a short time and the combustion pressure increases. Become.

【0036】また、圧縮された分だけ燃焼行程で燃焼ガ
スが膨張する体積が大きくなることから、排気温度が高
くなりすぎず燃費もよくなる。しかし、圧縮比を高くす
るのにも限界値が存在する。この限界値を超えると異常
燃焼が発生するためノッキングなどが発生してしまう。
Further, since the volume of expansion of the combustion gas in the combustion stroke is increased by the amount corresponding to the compression, the exhaust gas temperature is not too high and the fuel efficiency is improved. However, there is a limit to increasing the compression ratio. Above this limit value, abnormal combustion occurs and knocking or the like occurs.

【0037】従って、この限界値以下になるように圧縮
比の最大値を決定すればよいことになる。以上のように
して圧縮比を高めることにより、エンジン性能を向上さ
せることが可能となる。
Therefore, it is sufficient to determine the maximum value of the compression ratio so as to be less than the limit value. By increasing the compression ratio as described above, it is possible to improve engine performance.

【0038】特に、無過給エンジンに有効である。 (実施の形態3)次に実施の形態3について説明する。In particular, it is effective for a supercharged engine. Third Embodiment Next, a third embodiment will be described.

【0039】本実施の形態3では、燃焼圧力の上昇に伴
い圧縮比を低くする手段をコンロッドに持たせている。
この手段として、前述の実施の形態2で述べたような、
例えば形状記憶金属のように温度或いは圧力などでその
形状を変化することが可能な材質を用いる。
In the third embodiment, the connecting rod is provided with means for reducing the compression ratio as the combustion pressure increases.
As this means, as described in the second embodiment,
For example, a material whose shape can be changed by temperature or pressure, such as shape memory metal, is used.

【0040】以下、図10を用いて作用を説明する。上
述したように、エンジン性能は、圧縮比を低くし、吸気
圧力を上げることで向上させることが可能になる。
The operation will be described below with reference to FIG. As described above, the engine performance can be improved by lowering the compression ratio and increasing the intake pressure.

【0041】一般に吸入圧力を高める方法として、過給
器であるターボチャージャ及びスーパーチャージャなど
が挙げられる。また、過給器によって吸入圧力が高くな
るにしたがってシリンダ内に吸入される空気量が多くな
り、更には燃焼圧力も高まりエンジン性能も向上する。
In general, as a method of increasing the suction pressure, there are a turbocharger and a supercharger, which are superchargers. Further, as the suction pressure is increased by the supercharger, the amount of air sucked into the cylinder increases, and the combustion pressure also increases, thereby improving the engine performance.

【0042】しかし、過給圧に比例して、圧縮比も大き
くなるので、圧縮比を低くする必要がある。一般に、1
気圧で過給をしたとすると、吸入空気の量は2倍にな
る。このため圧縮比も約2倍になってしまうことにな
る。
However, since the compression ratio increases in proportion to the supercharging pressure, it is necessary to lower the compression ratio. In general, 1
If the air pressure is supercharged, the amount of intake air is doubled. For this reason, the compression ratio also becomes about twice.

【0043】また、実施の形態2で述べたように、圧縮
比を高くすると、異常燃焼が発生するため、限度値が存
在する。従って、図10に示すように吸入圧力と圧縮比
の関係から、この限界値を考慮し圧縮比低くすることに
より、吸入圧力を高くすることができエンジン性能を向
上させることが可能になる。
Further, as described in the second embodiment, when the compression ratio is increased, abnormal combustion occurs, so that there is a limit value. Therefore, as shown in FIG. 10, from the relationship between the suction pressure and the compression ratio, by lowering the compression ratio in consideration of this limit value, the suction pressure can be increased and the engine performance can be improved.

【0044】(実施の形態4)次に実施の形態4につい
て説明する。実施の形態4では、筒内圧制御方法につい
て述べる。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described. In a fourth embodiment, a method for controlling the in-cylinder pressure will be described.

【0045】実施の形態1では、コンロッドを湾曲させ
て、圧縮比を可変可変させ、実施の形態2及び3では、
コンロッドに形状記憶金属のような温度或いは圧力によ
り伸縮可能な材質を用いることによりエンジン性能の向
上を図る例について述べた。このような可変手段を有す
るエンジンにエンジン回転数などを検知し、その検知結
果に基づく情報により例えば、過給圧、燃料噴射量、吸
入空気量などの制御を加えることによりさらにエンジン
性能の向上を図ることができる。
In the first embodiment, the connecting rod is curved to vary the compression ratio. In the second and third embodiments,
The example in which the engine performance is improved by using a material that can expand and contract by temperature or pressure, such as a shape memory metal, for the connecting rod has been described. The engine having such a variable means detects the engine speed and the like, and further improves the engine performance by controlling the supercharging pressure, fuel injection amount, intake air amount, and the like based on information based on the detection result. Can be planned.

【0046】以上のような方法により圧縮比を制御し、
筒内圧力を一定にすることができエンジン性能を向上さ
せることが可能になる。
The compression ratio is controlled by the above method,
The in-cylinder pressure can be kept constant, and the engine performance can be improved.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によると、基本圧縮比を僅かに変
化させることにより筒内圧力の上昇を最小限にとどめる
ことが可能となりエンジン性能の向上と、エンジンの耐
久性確保の両立が可能である。
According to the present invention, it is possible to minimize the rise in cylinder pressure by slightly changing the basic compression ratio, thereby improving engine performance and ensuring engine durability. is there.

【0048】つまり、低負荷時には、圧縮比を高めるこ
とにより、燃焼悪化を防止することができ、エンジン性
能の低下を防止することができる。高負荷時には、圧縮
比を低くすることにより、筒内圧力を一定にすることが
出来、吸気圧力を高めることによって、エンジン性能を
大幅に向上させることが可能になった。
That is, when the load is low, by increasing the compression ratio, deterioration of combustion can be prevented, and deterioration of engine performance can be prevented. At high load, lowering the compression ratio makes it possible to keep the in-cylinder pressure constant, and increasing the intake pressure makes it possible to significantly improve engine performance.

【0049】また、基本圧縮比を下げると、エンジンの
始動性が悪化するが、本発明を用いることにより、エン
ジンの始動時にも圧縮比を高めることが出来るために、
始動性を向上させることができる。
When the basic compression ratio is reduced, the startability of the engine is deteriorated. However, by using the present invention, the compression ratio can be increased even when the engine is started.
Startability can be improved.

【0050】更に、エンジンの構成部品数は変わらず、
また形状もシンプルであるためコストアップすることは
なくエンジン性能の向上に貢献できる。また、コンロッ
ドに形状記憶金属などのような温度或いは圧力などによ
り形状を変化させることができる材質を用いることによ
り圧縮比を可変させることが可能になり、エンジン性能
を向上させることができる。
Further, the number of engine components does not change.
The simple shape does not increase the cost and contributes to the improvement of engine performance. Further, by using a material such as a shape memory metal or the like that can change the shape by temperature or pressure for the connecting rod, the compression ratio can be varied, and the engine performance can be improved.

【0051】更に、エンジン回転数などを検知し、この
検知結果に基づく情報により過給圧、燃料噴射量、吸入
空気量などの制御を加えることによりさらにエンジン性
能の向上を図ることができる。
Further, the engine performance can be further improved by detecting the engine speed and the like, and controlling the supercharging pressure, fuel injection amount, intake air amount and the like based on information based on the detection result.

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

【図1】図1は、エンジン性能と吸気圧力の関係を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between engine performance and intake pressure.

【図2】図2は、筒内圧力と吸気圧力の関係を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an in-cylinder pressure and an intake pressure.

【図3】図3は、筒内圧力と圧縮比の関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an in-cylinder pressure and a compression ratio.

【図4】図4は、圧縮比が変化した時のエンジン性能と
吸入圧力及び最高燃焼圧力との関係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between engine performance and suction pressure and maximum combustion pressure when the compression ratio changes.

【図5】図5は、従来のエンジンの構成を示す概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional engine.

【図6】図6は、本発明の実施の形態のエンジンの構成
を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an engine according to the embodiment of the present invention.

【図7】図7は、コンロッドのたわみ量の変化における
燃焼圧力の変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in combustion pressure with a change in the amount of deflection of a connecting rod.

【図8】図8は、応力と燃焼圧力の関係を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between stress and combustion pressure.

【図9】図9は、圧縮比とエンジン性能の関係を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a compression ratio and engine performance.

【図10】図10は、圧縮比と吸入圧力及びエンジン性
能の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a compression ratio, a suction pressure, and engine performance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダブロック 2 燃焼室 3 吸気弁 4 排気弁 5 ピストン 6 コンロッド 6’ コンロッド 7 クランクシャフト P 燃焼圧力 A ピストン面積 k バネ定数 X たわみ量 Reference Signs List 1 cylinder block 2 combustion chamber 3 intake valve 4 exhaust valve 5 piston 6 connecting rod 6 'connecting rod 7 crankshaft P combustion pressure A piston area k spring constant X deflection amount

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内に燃焼室と、この燃焼室内で
混合気を燃焼させて発生する燃焼圧力を受けて摺動する
ピストンと、を備えるとともに、このピストンにコネク
ティングロッドを接続し、このコネクティングロッドを
介して前記燃焼圧力を駆動力としてクランクシャフトに
伝達する内燃機関において、 前記コネクティングロッドは、前記ピストンが下死点と
上死点にあるときのシリンダ内容積の比である圧縮比を
可変させる可変手段を有することを特徴とする内燃機
関。
1. A combustion chamber in a cylinder, and a piston that slides by receiving a combustion pressure generated by burning an air-fuel mixture in the combustion chamber, and a connecting rod is connected to the piston to connect the piston. In the internal combustion engine that transmits the combustion pressure to a crankshaft as a driving force via a rod, the connecting rod varies a compression ratio that is a ratio of a cylinder internal volume when the piston is at a bottom dead center and a top dead center. An internal combustion engine comprising a variable means for causing the internal combustion engine to perform the operation.
【請求項2】 前記可変手段は、前記燃焼室内で発生す
る前記燃焼圧力に応じて筒内圧力を所定の範囲に維持さ
せることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable means maintains the in-cylinder pressure in a predetermined range according to the combustion pressure generated in the combustion chamber.
【請求項3】 前記コネクティングロッドを湾曲させる
ことで前記可変手段としたことを特徴とする請求項1又
は2に記載の内燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein said variable means is formed by curving the connecting rod.
【請求項4】 前記コネクティングロッドは、バネ定数
を有する材質からなることを特徴とする請求項3に記載
の内燃機関。
4. The internal combustion engine according to claim 3, wherein the connecting rod is made of a material having a spring constant.
【請求項5】 前記可変手段は、前記燃焼圧力が低くな
るに伴い、前記圧縮比を高くすることを特徴とする請求
項1又は2に記載の内燃機関。
5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable means increases the compression ratio as the combustion pressure decreases.
【請求項6】 前記可変手段は、前記燃焼圧力が高くな
るに伴い、前記圧縮比を低くすることを特徴とする請求
項1又は2に記載の内燃機関。
6. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable means decreases the compression ratio as the combustion pressure increases.
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