JP2005220754A - Internal combustion engine equipped with variable compression ratio mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を変化させることにより圧縮比を変更する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine that changes a compression ratio by changing a relative distance between a cylinder head and a piston at a top dead center.
近年、熱効率の向上を目的として圧縮比を変更可能とする内燃機関の開発が進められている。このような内燃機関としては、例えば、上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を変化させることにより圧縮比を変更するものが知られている(例えば、非特許文献1を参照)。
ところで、上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を変更する可変圧縮比機構では、排気上死点においてバルブとピストンの干渉を避けるために圧縮比を不用意に高くすることができず、熱効率向上の効果を十分に得ることが難しかった。 By the way, in the variable compression ratio mechanism that changes the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center, the compression ratio cannot be inadvertently increased in order to avoid the interference between the valve and the piston at the exhaust top dead center. It was difficult to obtain a sufficient improvement effect.
これに対し、前述した非特許文献1に開示された技術は、サイクル内で連桿比を変化させることにより、圧縮上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離に比して排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を長くしている。しかしながら、バルブとピストンの干渉が生じ得ない低中圧縮比のときも排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離が長くなってしまい、排気効率の低下などを誘発する虞があった。
On the other hand, the technique disclosed in
本発明は上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を変化させて圧縮比を変更する内燃機関において、排気効率の低下等を招くことなく好適に熱効率を向上させる点にある。 The present invention has been made in view of the various problems described above, and an object thereof is to improve exhaust efficiency in an internal combustion engine that changes the compression ratio by changing the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center. It is in the point which improves a thermal efficiency suitably, without causing a fall etc.
本発明は、上記課題を解決するために以下のような手段を採用した。
本発明の要旨は、上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を変化させることにより圧縮比を変更する内燃機関において、排気上死点におけるピストンとバルブの干渉が生じる可能性がある場合に限り、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を圧縮上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離より長くする点にある。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The gist of the present invention is that, in an internal combustion engine that changes the compression ratio by changing the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center, there is a possibility that interference between the piston and the valve at the exhaust top dead center may occur. The relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is longer than the relative distance between the cylinder head and the piston at the compression top dead center.
排気上死点におけるピストンとバルブの干渉は、シリンダヘッドとピストンの相対距離が短くなる高圧縮比時に生じ易い。逆に、上死点におけるピストンとバルブの相対距離が長くなる低圧縮時は、排気上死点におけるピストンとバルブの干渉が生じ難い。 The interference between the piston and the valve at the exhaust top dead center is likely to occur at a high compression ratio in which the relative distance between the cylinder head and the piston is shortened. Conversely, at the time of low compression where the relative distance between the piston and the valve at the top dead center becomes long, the interference between the piston and the valve at the exhaust top dead center hardly occurs.
そこで、圧縮比が所定値以上となる場合に限り、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を圧縮上死点における相対距離より長くなるように可変圧縮比機構が制御されればよい。 Therefore, the variable compression ratio mechanism may be controlled so that the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is longer than the relative distance at the compression top dead center only when the compression ratio is equal to or greater than a predetermined value.
この場合、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離は圧縮比が所定値以上のときにのみ長くなるため、圧縮比が所定値未満のとき相対距離が不必要に長くなる
ことがない。その結果、排気効率の低下等を抑制することができる。
In this case, the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is increased only when the compression ratio is equal to or greater than a predetermined value. Therefore, the relative distance is not unnecessarily increased when the compression ratio is less than the predetermined value. As a result, a decrease in exhaust efficiency can be suppressed.
また、近年では吸気バルブや排気バルブの開弁特性を可変とする開弁特性変更手段の開発も進んでいる。開弁特性変更手段を備えた内燃機関では、バルブの開閉タイミングやリフト量の変更により、排気上死点におけるバルブリフト量が変化する。 In recent years, the development of valve opening characteristic changing means for making the valve opening characteristics of intake valves and exhaust valves variable has also been advanced. In an internal combustion engine provided with a valve opening characteristic changing means, the valve lift amount at the exhaust top dead center is changed by changing the valve opening / closing timing or the lift amount.
このため、開弁特性変更手段と可変圧縮比機構を併せ持つ内燃機関では、例えば、圧縮比が前記所定値より高くなっても排気上死点におけるバルブリフト量が少なければピストンとバルブの干渉が生じない。一方、圧縮比が前記所定値より低くても排気上死点より排気上死点におけるバルブリフト量が多ければピストンとバルブの干渉が生じ得る。 For this reason, in an internal combustion engine having both valve opening characteristic changing means and a variable compression ratio mechanism, for example, if the valve lift amount at the exhaust top dead center is small even if the compression ratio is higher than the predetermined value, interference between the piston and the valve occurs. Absent. On the other hand, even if the compression ratio is lower than the predetermined value, if the valve lift amount at the exhaust top dead center is larger than the exhaust top dead center, interference between the piston and the valve may occur.
従って、開弁特性変更手段と可変圧縮比機構を併せ持つ内燃機関では、排気上死点におけるバルブリフト量に応じて所定値を可変とすることが好ましい。この場合、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を圧縮上死点における相対距離と異ならせる制御が不要に実行されることがなく、且つ、ピストンとバルブの干渉を確実に防止することが可能となる。 Therefore, in the internal combustion engine having both the valve opening characteristic changing means and the variable compression ratio mechanism, the predetermined value is preferably made variable according to the valve lift amount at the exhaust top dead center. In this case, the control for making the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center different from the relative distance at the compression top dead center is not executed unnecessarily, and the interference between the piston and the valve is surely prevented. Is possible.
また、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を圧縮上死点における相対距離に対して何の位長くするか、すなわち排気上死点における相対距離と圧縮上死点における相対距離の差は、圧縮比をパラメータとして定められるようにしてもよい。 Also, how long is the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center relative to the relative distance at the compression top dead center, that is, the difference between the relative distance at the exhaust top dead center and the relative distance at the compression top dead center. The compression ratio may be determined as a parameter.
これは、上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離は圧縮比に反比例して増減するためである。
例えば、圧縮比が高くなるほど上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離が短くなるため、圧縮比が高くなるほど上記の差が大きくされるようにしてもよい。
This is because the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center increases or decreases in inverse proportion to the compression ratio.
For example, since the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center becomes shorter as the compression ratio becomes higher, the difference may be made larger as the compression ratio becomes higher.
開弁特性変更手段と可変圧縮比機構を併せ持つ内燃機関では、圧縮比に加えてバルブの開弁特性も考慮して上記の差を定めることが好ましい。
例えば、排気上死点におけるバルブリフト量が多くなる開弁特性の時は排気上死点におけるバルブリフト量が少なくなる時より上記の差が大きくされ、排気上死点におけるバルブリフト量が少なくなる時は排気上死点におけるバルブリフト量が多くなる時より上記の差が小さくされるようにしてもよい。
In the internal combustion engine having both the valve opening characteristic changing means and the variable compression ratio mechanism, it is preferable to determine the above difference in consideration of the valve opening characteristic in addition to the compression ratio.
For example, when the valve opening characteristic increases the valve lift amount at the exhaust top dead center, the above difference becomes larger than when the valve lift amount at the exhaust top dead center decreases, and the valve lift amount at the exhaust top dead center decreases. The above difference may be made smaller than when the valve lift amount at the exhaust top dead center increases.
この場合、上記した差は、ピストンとバルブが干渉しない最小限の値とすることができるため、排気効率等の低下が最小限に抑えられる。
尚、開弁特性変更手段と可変圧縮比機構を併せ持つ内燃機関においても、圧縮比のみをパラメータとして上記の差を定めて制御の簡略化を図るようにしてもよい。但し、その場合は排気上死点においてバルブが取り得る最大のリフト量を想定して上記差を定める必要がある。
In this case, since the difference described above can be set to a minimum value at which the piston and the valve do not interfere with each other, a decrease in exhaust efficiency or the like can be minimized.
Even in an internal combustion engine having both the valve opening characteristic changing means and the variable compression ratio mechanism, the above difference may be determined using only the compression ratio as a parameter to simplify the control. However, in this case, it is necessary to determine the above difference assuming the maximum lift amount that the valve can take at the exhaust top dead center.
本発明に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関によれば、ピストンとバルブの干渉を防止しつつ所望の圧縮比を実現することができる上、排気効率の低下等を最小限に抑制することができるため、熱効率向上効果を好適に得ることが可能となる。 According to the internal combustion engine equipped with the variable compression ratio mechanism according to the present invention, it is possible to achieve a desired compression ratio while preventing interference between the piston and the valve, and to suppress a decrease in exhaust efficiency to a minimum. Therefore, the effect of improving the thermal efficiency can be suitably obtained.
本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図1では説明を簡略化するために単気筒の内燃機関を示している。
Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 1 shows a single-cylinder internal combustion engine for the sake of simplicity.
図1に示す内燃機関1は、行程容積を一定に保ちつつ燃焼室容積を増減させることにより圧縮比(圧縮比=(行程容積+燃焼室容積)/燃焼室容積)を可変とするレシプロ型の内燃機関である。
The
内燃機関1は、クランクシャフト2を回転自在に内装するクランクケース3と、クランクケース3に対してシリンダ軸方向へ摺動自在に取り付けられたシリンダブロック4と、シリンダブロック4の上部に取り付けられたシリンダヘッド5と、クランクケース3の底部に取り付けられたオイルパンケース6とを備えている。
The
シリンダブロック4にはシリンダ7が形成されている。シリンダ7には、ピストン8がシリンダ軸方向へ摺動自在に嵌装されている。ピストン8はコネクティングロッド9を介してクランクシャフト2と連結されている。
A cylinder 7 is formed in the
シリンダヘッド5には、吸気バルブ50と排気バルブ51が設けられ、これらのバルブが図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトによって各々開閉駆動されるようになっている。
The
シリンダブロック4とクランクケース3との係合部には、シリンダブロック4をシリンダ軸方向の上死点側又は下死点側へ変位させる駆動機構10が設けられている。前記駆動機構10としては、例えば、特開2003−206771号公報に開示されている機構を用いることができる。
A drive mechanism 10 that displaces the
また、内燃機関1には、クランクポジションセンサ11、水温センサ12、アクセルポジションセンサ13が取り付けられ、これらはECU14(Electronic Control Unit)と電気的に接続されている。
Further, a crank position sensor 11, a water temperature sensor 12, and an accelerator position sensor 13 are attached to the
ECU14は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどから構成される算術論理演算回路であり、上記した各種センサの出力信号を入力し、それら入力信号をパラメータとして駆動機構10の制御値を演算する。
The
このように構成された内燃機関1では、ECU14はクランクポジションセンサ11とアクセルポジションセンサ13の出力信号から目標圧縮比を求め、シリンダブロック4とクランクケース3の相対位置が目標圧縮比に相当する相対位置となるように駆動機構10を制御する。
In the
駆動機構10は、ECU14からの制御信号に従いシリンダブロック4をシリンダ軸方向の上死点側又は下死点側へ変位させる。シリンダブロック4がシリンダ軸方向の上死点側又は下死点側へ変位させられると、シリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3に対して接近又は離間する。
The drive mechanism 10 displaces the
このようにシリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3に対して接近又は離間すると燃焼室容積が増減する。その際、行程容積は変化しないため、燃焼室容積に対する行程容積と燃焼室容積の和、すなわち圧縮比が変化する。
As described above, when the
例えば、シリンダブロック4が下死点側へ変位させられると、シリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3と相対的に接近して燃焼室容積を減少させる。その結果、内燃機関1の圧縮比が上昇する。
For example, when the
シリンダブロック4及びシリンダヘッド5が下死点側の変位端まで変位したとき(シリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3に対して最も接近したとき)に
は、燃焼室容積が最小になるとともに内燃機関1の圧縮比が最も高くなる。
When the
一方、シリンダブロック4が上死点側へ変位させられると、シリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3と相対的に離間して燃焼室容積を増加させる。その結果、内燃機関1の圧縮比が低下する。
On the other hand, when the
シリンダブロック4及びシリンダヘッド5が上死点側の変位端まで変位したとき(シリンダブロック4及びシリンダヘッド5がクランクケース3に対して最も離間したとき)には、燃焼室容積が最大になるとともに圧縮比が最も低くなる。
When the
従って、ECU14は、シリンダブロック4を上死点側変位端と下死点側変位端との間で連続的に変位させることにより、内燃機関1の圧縮比を連続的に変化させることができる。
Therefore, the
ところで、上記した内燃機関1では、圧縮比の上昇に伴い圧縮上死点における燃焼室容積が減少するが、これは排気上死点においても同様である。このため、圧縮比がある程度高くなると、排気上死点におけるシリンダヘッド5とピストン8の相対距離が短くなり、吸気バルブ50およびまたは排気バルブ51がピストン8と干渉する可能性がある。
By the way, in the
一般的に、吸気バルブ50の開弁時期は排気上死点より進角して設定されるとともに排気バルブ51の閉弁時期は排気上死点より遅角して設定されるため、排気上死点において吸排気バルブ50、51がリフトした状態となる。このような条件下で圧縮比がある程度高められると、図2に示すように、排気上死点において吸気バルブ50およびまたは排気バルブ51がピストン8と干渉してしまう。
Generally, the opening timing of the intake valve 50 is set to advance from the exhaust top dead center, and the closing timing of the exhaust valve 51 is set to be retarded from the exhaust top dead center. At this point, the intake / exhaust valves 50 and 51 are lifted. If the compression ratio is increased to some extent under such conditions, the intake valve 50 and / or the exhaust valve 51 interfere with the
上記の問題に対し、バルブタイミングの設定値を変更、あるいはシリンダブロック4の下死点側変位端を規制する等の方法も考えられるが、何れの方法も内燃機関1の効率低下の要因になり得るため好ましくない。
In order to solve the above problem, a method of changing the set value of the valve timing or restricting the bottom dead center side displacement end of the
そこで、本実施の形態に係る内燃機関1では、吸気バルブ50およびまたは排気バルブ51がピストン8と干渉する圧縮比の最低値を予め求めておき、目標圧縮比が前記最低値に所定のマージンを付加した値(以下、干渉限界圧縮比と称する)を越えた場合には排気上死点で一時的にシリンダブロック4を上死点側へ変位させ、シリンダヘッド5とピストン8の相対距離を長くするようにした。
Therefore, in the
この方法によれば、圧縮上死点における燃焼室容積を目標通りの容積としつつ排気上死点における吸排気バルブ50、51とピストン8の干渉を防止することが可能となる。更に、目標圧縮比が干渉限界圧縮比以下である場合には、排気上死点におけるシリンダブロック4の上死点側への変位は行われないため、排気上死点における燃焼室容積が不要に増加して排気効率が低下することもない。
According to this method, it is possible to prevent interference between the intake and exhaust valves 50 and 51 and the
以下、本実施の形態における圧縮比制御について図3〜図5に基づいて説明する。圧縮比制御を実行する際にECU14は図3に示す圧縮制御ルーチンを実行する。この圧縮比制御ルーチンは所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ11がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行されるルーチンである。
Hereinafter, the compression ratio control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. When executing the compression ratio control, the
圧縮比制御ルーチンでは、ECU14は、先ずS301において機関回転数とアクセル開度を読み込む。
S302では、ECU14は、前記S301で読み込んだ機関回転数及びアクセル開度から目標圧縮比:εtを算出する。
In the compression ratio control routine, the
In S302, the
S303では、ECU14は、目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0以下であるか否かを判別する。
前記S303において目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0以下であると判定した場合は、ECU14は、S304へ進み、目標圧縮比:εtに従って駆動機構10を制御する。
In S303, the
If it is determined in S303 that the target compression ratio: εt is equal to or less than the interference limit compression ratio: ε0, the
具体的には、ECU14は、図4に示すように、目標圧縮比:εtを実現するシリンダブロック4の目標位置までシリンダブロック4が変位するように駆動機構10を制御する。この場合、排気上死点においてシリンダブロック4が上死点側へ変位されないため、圧縮上死点におけるシリンダブロック4の位置と排気上死点におけるシリンダブロック4の位置は同一となる。尚、図4に示す干渉限界位置は、干渉限界圧縮比:ε0を実現するシリンダブロック4の位置を示している。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
また、前記S303において目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0を越えていると判定した場合は、ECU14は、S305へ進み、シリンダ7が排気行程中であるか否かを判別する。
If it is determined in S303 that the target compression ratio: εt exceeds the interference limit compression ratio: ε0, the
ECU14は、前記S305においてシリンダ7が排気行程中であると判定した場合はS306へ進んでシリンダブロック4を干渉限界位置へ変位させるべく駆動機構10を制御し、前記S305においてシリンダ7が排気行程中ではないと判定した場合はS307へ進んでシリンダブロック4を目標圧縮比:εtに対応した目標位置へ変位させるべく駆動機構10を制御する。
If it is determined in S305 that the cylinder 7 is in the exhaust stroke, the
すなわち、目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0を越える場合は、ECU14は、図5に示すように、排気上死点ではシリンダブロック4が干渉限界位置となり、それ以外の時期はシリンダブロック4が目標圧縮比:εtに対応した目標位置となるように駆動機構10を制御する。
That is, when the target compression ratio: εt exceeds the interference limit compression ratio: ε0, the
排気上死点においてシリンダブロック4が干渉限界位置へ変位させられると、ピストン8とシリンダヘッド5の相対距離が長くなるため、吸排気バルブ50、51とピストン8の干渉が防止される。更に、排気上死点以外ではシリンダブロック4が目標位置に変位するため、圧縮上死点において所望の圧縮比が実現される。
If the
従って、上記の圧縮比制御によれば、目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0を越える運転領域では、排気上死点におけるピストン8と吸排気バルブ50、51の干渉を防止することが可能になると同時に圧縮上死点において所望の目標圧縮比:εtを実現することが可能になる。その結果、内燃機関1の熱効率を十分に向上させることができる。
Therefore, according to the above compression ratio control, in the operation region where the target compression ratio: εt exceeds the interference limit compression ratio: ε0, interference between the
また、目標圧縮比:εtが干渉限界圧縮比:ε0以下となる運転領域では、全ての行程においてシリンダブロック4の位置が目標位置となるため、排気上死点において不要に燃焼室容積が拡大することがなく、排気効率の低下等が防止される。
Further, in the operation region where the target compression ratio: εt is equal to or less than the interference limit compression ratio: ε0, the position of the
尚、本実施の形態では、吸排気バルブ50、51の開弁特性が一定となる動弁系を備えた内燃機関を例に挙げて説明したが、開閉タイミング、リフト量、あるいは作用角等の開弁特性を可変とする動弁系を備えた内燃機関に本発明を適用する場合は、排気上死点における吸排気バルブのリフト量に応じて干渉限界圧縮比:ε0及び干渉限界位置を可変としてもよい。 In the present embodiment, an internal combustion engine having a valve operating system in which the valve opening characteristics of the intake and exhaust valves 50 and 51 are constant has been described as an example. However, the opening / closing timing, the lift amount, the working angle, etc. When the present invention is applied to an internal combustion engine having a valve operating system with variable valve opening characteristics, the interference limit compression ratio: ε0 and the interference limit position are variable according to the lift amount of the intake and exhaust valves at the exhaust top dead center. It is good.
例えば、吸気バルブの開閉タイミングを可変とする動弁系を備えた内燃機関では、吸気
バルブの開弁タイミングが排気上死点から進角するほど干渉限界圧縮比:ε0を低下させると同時に干渉限界位置を上死点側へ変更すればよい。
For example, in an internal combustion engine having a valve operating system that makes the intake valve opening / closing timing variable, the interference limit compression ratio: ε0 is lowered and the interference limit is reduced as the intake valve opening timing is advanced from the exhaust top dead center. Change the position to the top dead center.
これは、図6に示すように、吸気バルブの開弁タイミングが排気上死点から進角させられるほど排気上死点における吸気バルブのリフト量が多くなるためである。
また、排気バルブの開閉タイミングを可変とする動弁系を備えた内燃機関では、排気バルブの閉弁タイミングが排気上死点から遅角するほど干渉限界圧縮比:ε0を低下させると同時に干渉限界位置を上死点側へ変更すればよい。
This is because, as shown in FIG. 6, the lift amount of the intake valve at the exhaust top dead center increases as the opening timing of the intake valve is advanced from the exhaust top dead center.
Further, in an internal combustion engine having a valve operating system in which the opening / closing timing of the exhaust valve is variable, the interference limit compression ratio: ε0 is lowered and the interference limit is reduced as the exhaust valve closing timing is delayed from the exhaust top dead center. Change the position to the top dead center.
これは、図7に示すように、排気バルブの閉弁タイミングが排気上死点から遅角されるほど排気上死点における排気バルブのリフト量が多くなるためである。
このように吸排気バルブの開弁特性に応じて干渉限界圧縮比及び干渉限界位置を可変とすることにより、排気上死点における一時的な燃焼室容積の拡大を最小限に抑えることが可能となる。
This is because the lift amount of the exhaust valve at the exhaust top dead center increases as the valve closing timing of the exhaust valve is retarded from the exhaust top dead center, as shown in FIG.
Thus, by making the interference limit compression ratio and the interference limit position variable according to the valve opening characteristics of the intake and exhaust valves, it is possible to minimize the temporary expansion of the combustion chamber volume at the exhaust top dead center. Become.
但し、圧縮比制御を簡略化する場合には、干渉限界圧縮比と干渉限界位置を固定値としてもよい。その場合は、排気上死点で吸排気バルブが取り得る最大のリフト量を想定して干渉限界圧縮比と干渉限界位置を定めるようにすればよい。 However, when the compression ratio control is simplified, the interference limit compression ratio and the interference limit position may be fixed values. In that case, the interference limit compression ratio and the interference limit position may be determined assuming the maximum lift amount that the intake and exhaust valves can take at the exhaust top dead center.
本実施の形態に係る圧縮比制御を多気筒の内燃機関に適用することも可能である。例えば、V型6気筒やV型8気筒の内燃機関に適用する場合は、バンク毎に可変圧縮比機構を設けることで排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離を圧縮上死点における相対距離より長くすることができる。 The compression ratio control according to the present embodiment can also be applied to a multi-cylinder internal combustion engine. For example, when applied to a V-type 6-cylinder or V-type 8-cylinder internal combustion engine, a variable compression ratio mechanism is provided for each bank so that the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is relative to the compression top dead center. It can be longer than the distance.
直列4気筒の内燃機関に適用する場合は、気筒毎に可変圧縮比機構を設ける必要がある。これは、直列4気筒の内燃機関では、一の気筒の排気上死点は他の気筒の圧縮上死点と同時期になるため、一の気筒の排気上死点における相対距離を該気筒の圧縮上死点における相対距離より長くしようとすると、他の気筒の圧縮上死点における相対距離も連動して長くなってしまうからである。 When applied to an in-line four-cylinder internal combustion engine, it is necessary to provide a variable compression ratio mechanism for each cylinder. This is because, in an in-line four-cylinder internal combustion engine, the exhaust top dead center of one cylinder is at the same time as the compression top dead center of the other cylinder, so the relative distance at the exhaust top dead center of one cylinder is This is because, if an attempt is made to make it longer than the relative distance at the compression top dead center, the relative distance at the compression top dead center of the other cylinders is also increased in conjunction.
本実施の形態では、クランクケースに対してシリンダブロック及びシリンダヘッドを相対変位させる可変圧縮比機構を例に挙げたが、これに限られないことは勿論であり、コネクティングロッドの大端部とクランクピンの間に偏心ベアリングを介在させ、該偏心ベアリングの回転位置を制御することによりピストンの上死点位置を変更する機構や、中折れ式のコネクティングロッドを用いてクランクシャフトとコネクティングロッドのレバー比を変更する機構であってもよい。 In the present embodiment, the variable compression ratio mechanism for displacing the cylinder block and the cylinder head relative to the crankcase has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the large end of the connecting rod and the crank A mechanism that changes the top dead center position of the piston by interposing an eccentric bearing between the pins and controlling the rotational position of the eccentric bearing, and a lever ratio between the crankshaft and the connecting rod using a folding connecting rod It may be a mechanism for changing
5・・・シリンダヘッド、8・・・ピストン、10・・・駆動機構、14・・・ECU、50・・・吸気バルブ、51・・・排気バルブ 5 ... cylinder head, 8 ... piston, 10 ... drive mechanism, 14 ... ECU, 50 ... intake valve, 51 ... exhaust valve
Claims (3)
圧縮比が所定値以上となるときは、排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離が圧縮上死点における相対距離より長くなるように可変圧縮比機構を制御する相対距離制御手段を備えること特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 In an internal combustion engine equipped with a variable compression ratio mechanism that changes the compression ratio by changing the relative distance between the cylinder head and the piston at the top dead center,
Provided with a relative distance control means for controlling the variable compression ratio mechanism so that the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is longer than the relative distance at the compression top dead center when the compression ratio exceeds a predetermined value. An internal combustion engine provided with a variable compression ratio mechanism.
前記所定値は、排気上死点におけるバルブリフト量が多くなるほど低い値に変更されることを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 A valve opening characteristic changing means for changing the valve opening characteristic of the valve;
The internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism according to claim 1, wherein the predetermined value is changed to a lower value as the valve lift amount at the exhaust top dead center is increased.
排気上死点におけるシリンダヘッドとピストンの相対距離は、排気上死点におけるバルブリフト量が多くなるほど長くされる請求項1又は2に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 A valve opening characteristic changing means for changing the valve opening characteristic of the valve;
The internal combustion engine having the variable compression ratio mechanism according to claim 1 or 2, wherein the relative distance between the cylinder head and the piston at the exhaust top dead center is increased as the valve lift amount at the exhaust top dead center is increased.
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