JP2008002442A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2008002442A
JP2008002442A JP2006175589A JP2006175589A JP2008002442A JP 2008002442 A JP2008002442 A JP 2008002442A JP 2006175589 A JP2006175589 A JP 2006175589A JP 2006175589 A JP2006175589 A JP 2006175589A JP 2008002442 A JP2008002442 A JP 2008002442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
opening
communication path
opening degree
engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006175589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Morishige Takeda
守成 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006175589A priority Critical patent/JP2008002442A/en
Publication of JP2008002442A publication Critical patent/JP2008002442A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of effectively reducing pumping loss over a whole rotation speed range. <P>SOLUTION: The internal combustion engine is provided with a plurality of cylinder bores in which a piston 2 can reciprocatingly move respectively, a plurality of combustion chambers 5 provided on one side in a movement direction of the piston 2 and having a suction port 6 and an exhaust port 7 connected thereto, a plurality of crank chambers 4 provided on another side in the movement direction of the piston 2, a crankshaft 10 provided with passing through the plurality of crank chambers 4 and rotatable with interlocking with reciprocating motion of the piston 2, a communication passage 20 establishing communication among the plurality of crank chambers 4 with openings 20a, an opening adjusting means 21 capable of adjusting opening of the communication passage 20, and a control means 22 controlling the communication passage 20 by the opening adjusting means 21 according to rotation speed of the crank shaft 10. Consequently, pumping loss can be effectively reduced over the whole rotation speed range. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、複数のクランク室を備える内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine having a plurality of crank chambers.

乗用車、トラックなどの車両に搭載される内燃機関として、ピストンが往復運動可能な複数のシリンダを有し、この各シリンダに対応した複数のクランク室がバルクヘッドによりそれぞれ独立して区画されている内燃機関が知られている。このような内燃機関においては、その運転中、ピストンの往復運動にともなうクランク室(クランク室と連続したシリンダの内部空間を含む)の圧力変動によりポンピングロスが生じ、これが内燃機関の運転時における抵抗の1つとなっている。近年、内燃機関の高出力化、燃費向上の要求が高まっており、この要求にこたえるためには、このポンピングロスを低減することが重要である。そこで、従来の内燃機関として、各クランク室を区画するバルクヘッドに連通孔を形成することで、ピストンの下降にともなってクランク室側へ押圧される空気を、例えば、クランク角度が180度異なる隣接したクランク室へ流出させて、クランク室で発生する圧力を開放し、これにより、クランク室の圧力変動を緩和し、ポンピングロスの低減を図ったものがある。   As an internal combustion engine mounted on a vehicle such as a passenger car or a truck, an internal combustion engine having a plurality of cylinders in which pistons can reciprocate, and a plurality of crank chambers corresponding to the cylinders are independently partitioned by a bulkhead. The institution is known. In such an internal combustion engine, during its operation, a pumping loss occurs due to pressure fluctuations in the crank chamber (including the internal space of the cylinder continuous with the crank chamber) that accompanies the reciprocating motion of the piston, and this is a resistance during operation of the internal combustion engine. It is one of. In recent years, demands for higher output and improved fuel efficiency of internal combustion engines have increased, and in order to meet these demands, it is important to reduce this pumping loss. Therefore, as a conventional internal combustion engine, by forming a communication hole in the bulkhead that defines each crank chamber, the air that is pressed toward the crank chamber as the piston descends, for example, the crank angle is adjacent to each other by 180 degrees. In some cases, the pressure generated in the crank chamber is released by releasing the pressure into the crank chamber, thereby relaxing the pressure fluctuation in the crank chamber and reducing the pumping loss.

ところで、上記のようにクランク室のバルクヘッドに連通孔を設けた場合、このポンピングロスは、所定の連通孔面積のときに最大となるが、この所定の連通孔面積は、内燃機関の回転数に応じて異なる。すなわち、ポンピングロスの低減に最適な連通孔面積は、内燃機関の回転数に応じて異なることから、ある回転数に対して最適な連通孔面積に設定しても、全回転域にわたって効果的にポンピングロスを低減することは困難であった。   By the way, when the communication hole is provided in the bulkhead of the crank chamber as described above, this pumping loss becomes the maximum when the predetermined communication hole area is reached. This predetermined communication hole area is the rotational speed of the internal combustion engine. Depends on. In other words, the optimal communication hole area for reducing the pumping loss varies depending on the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, even if the optimal communication hole area is set for a certain rotational speed, it is effective over the entire rotational range. It has been difficult to reduce the pumping loss.

なお、このような内燃機関として、例えば、特許文献1に記載のエンジンがある。このエンジンは、クランク軸方向に延びる各気筒共通の掃気チャンバを備え、この掃気チャンバは掃気調整開口により各クランク室に連通している。そして、この掃気調整開口は内部に設けられた掃気制御弁によって開閉可能となっている(例えば、特許文献1)。   In addition, as such an internal combustion engine, there exists an engine of patent document 1, for example. This engine includes a scavenging chamber common to each cylinder extending in the crankshaft direction, and this scavenging chamber communicates with each crank chamber by a scavenging adjustment opening. The scavenging adjustment opening can be opened and closed by a scavenging control valve provided inside (for example, Patent Document 1).

特開平10−238383号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-238383

しかしながら、上述した特許文献1に記載されているエンジンは、上記クランク室に吸気マニホールドが連結され、このクランク室に吸入された空気を主燃焼室に導入して燃焼させる2サイクルディーゼルエンジンであり、掃気制御弁を開閉してクランク室容積を変更することで、掃気圧を変えてクランク室への吸入空気量を可変とするものであり、上記と同様、エンジンの全回転域にわたって効果的にポンピングロスを低減することはできない。   However, the engine described in Patent Document 1 described above is a two-cycle diesel engine in which an intake manifold is connected to the crank chamber, and the air sucked into the crank chamber is introduced into the main combustion chamber for combustion. By changing the crank chamber volume by opening and closing the scavenging control valve, the scavenging air pressure is changed to vary the amount of intake air into the crank chamber. Loss cannot be reduced.

そこで本発明は、全回転域にわたってポンピングロスを効果的に低減することができる内燃機関を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can effectively reduce the pumping loss over the entire rotation range.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による内燃機関は、ピストンが各々往復移動可能な複数のシリンダボアと、前記ピストンの移動方向の一方側に設けられると共に吸気ポート及び排気ポートが連通される複数の燃焼室と、前記ピストンの移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室と、前記複数のクランク室を貫通して設けられると共に前記ピストンの往復運動に連動して回転可能なクランクシャフトと、前記複数のクランク室を開口をもって連通する連通路と、前記連通路の開度を調整可能な開度調整手段と、前記クランクシャフトの回転速度に応じて前記開度調整手段による前記連通路の開度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention is provided with a plurality of cylinder bores, each of which is capable of reciprocating, and an intake port and an exhaust port in communication with each other. A plurality of combustion chambers, a plurality of crank chambers provided on the other side of the piston in the moving direction, and a crank that is provided through the plurality of crank chambers and is rotatable in conjunction with the reciprocating motion of the pistons A shaft, a communication passage communicating the plurality of crank chambers with openings, an opening adjustment means capable of adjusting an opening of the communication passage, and the communication by the opening adjustment means according to the rotational speed of the crankshaft. And a control means for controlling the opening of the passage.

請求項2に係る発明による内燃機関では、前記複数のシリンダボアを形成するボア壁面と、該ボア壁面の下端部に連続すると共に前記複数のクランク室を形成するクランク室壁面を有するシリンダブロックを備え、前記連通路の開口は、前記ボア壁面の前記下端部に設けられることを特徴とする。   An internal combustion engine according to a second aspect of the invention includes a bore wall surface that forms the plurality of cylinder bores, and a cylinder block that has a crank chamber wall surface that is continuous with a lower end portion of the bore wall surface and forms the plurality of crank chambers, The opening of the communication path is provided at the lower end portion of the bore wall surface.

請求項3に係る発明による内燃機関では、前記連通路の開口は、前記クランクシャフトの回転方向を向いていることを特徴とする。   An internal combustion engine according to a third aspect of the present invention is characterized in that the opening of the communication path faces the rotation direction of the crankshaft.

請求項4に係る発明による内燃機関では、前記制御手段は、前記クランクシャフトの回転速度が低速域であるときに前記開度調整手段による前記連通路の開度が最大となるように制御し、前記クランクシャフトの回転速度が高速域であるときに前記開度調整手段による前記連通路の開度が最小となるように制御することを特徴とする。   In the internal combustion engine according to the invention according to claim 4, the control means controls the opening degree of the communication path by the opening degree adjusting means to be maximized when the rotational speed of the crankshaft is in a low speed range, When the rotational speed of the crankshaft is in a high speed range, control is performed so that the opening degree of the communication path by the opening degree adjusting means is minimized.

請求項5に係る発明による内燃機関では、前記開度調整手段による前記連通路の最大開度は、前記開口が形成される壁面の強度に応じて設定され、最小開度は、前記クランク室内の負圧に応じて設定されることを特徴とする。   In the internal combustion engine according to the fifth aspect of the invention, the maximum opening of the communication path by the opening adjusting means is set according to the strength of the wall surface on which the opening is formed, and the minimum opening is within the crank chamber. It is set according to the negative pressure.

請求項6に係る発明による内燃機関では、前記開度調整手段は、円筒形に形成され、前記連通路内に周方向に回転可能に設けられると共に外周面に連通孔が設けられたロータリーバルブを有し、該ロータリーバルブが回転して前記外周面及び前記連通孔により前記連通路の前記開口を閉鎖及び開放することで開口面積を変更可能であることを特徴とする。   In the internal combustion engine according to a sixth aspect of the present invention, the opening degree adjusting means is formed in a cylindrical shape, and is provided with a rotary valve provided in the communication path so as to be rotatable in the circumferential direction and provided with a communication hole in the outer peripheral surface. And the opening area of the communication path can be changed by closing and opening the opening of the communication path through the outer peripheral surface and the communication hole.

請求項7に係る発明による内燃機関では、前記開度調整手段は、基端部が回転軸に固定され、先端部が前記連通路の内面に沿って回動可能なフラッパバルブを有し、該フラッパバルブが前記回転軸の回転に伴って回動することで前記連通路の前記開口における通路面積を変更可能であることを特徴とする。   In the internal combustion engine according to a seventh aspect of the invention, the opening degree adjusting means includes a flapper valve having a base end portion fixed to the rotating shaft and a tip end portion rotatable along the inner surface of the communication path. The flapper valve can change the passage area in the opening of the communication passage by rotating with the rotation of the rotary shaft.

請求項8に係る発明による内燃機関では、前記開度調整手段は、前記連通路の開口上に上下移動可能なスライドバルブを有し、該スライドバルブが前記上下移動することで前記連通路の前記開口の開口面積を変更可能であることを特徴とする。   In the internal combustion engine according to an eighth aspect of the present invention, the opening degree adjusting means has a slide valve that can move up and down over the opening of the communication path, and the slide valve moves up and down to move the opening of the communication path. The opening area of the opening can be changed.

請求項9に係る発明による内燃機関では、前記開度調整手段は、回転軸に固定され、該回転軸から一端部までの長さと他端部までの長さとが異なると共に固定部分で折れ曲がったバタフライバルブを有し、該バタフライバルブの前記一端部側又は前記他端部側により前記連通路の開口を閉鎖することで開口面積を変更可能であることを特徴とする。   In the internal combustion engine according to the ninth aspect of the present invention, the opening degree adjusting means is fixed to the rotating shaft, the length from the rotating shaft to one end portion is different from the length to the other end portion, and the butterfly is bent at the fixed portion. It has a valve | bulb, The opening area can be changed by closing the opening of the said communicating path by the said one end part side or the said other end part side of this butterfly valve.

本発明に係る内燃機関によれば、複数のクランク室を開口をもって連通する連通路と、連通路の開度を調整可能な開度調整手段と、クランクシャフトの回転速度に応じて開度調整手段による連通路の開度を制御する制御手段とを備えるので、全回転域にわたってポンピングロスを効果的に低減することができる。   According to the internal combustion engine of the present invention, the communication passage that communicates the plurality of crank chambers with openings, the opening adjustment means that can adjust the opening of the communication passage, and the opening adjustment means according to the rotational speed of the crankshaft. Therefore, the pumping loss can be effectively reduced over the entire rotation range.

以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図1は、本発明の実施例1に係るエンジンの模式的断面図、図2は、本発明の実施例1に係るエンジンのシリンダブロックの側面図、図3は、本発明の実施例1に係るエンジンの開度調整駆動部を示す模式図、図4は、本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図、図5は、本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図、図6は、本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図、図7は、本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図、図8は、本発明の実施例1に係るエンジンの連通路開度とポンピングロスとの関係を示す線図である。   1 is a schematic cross-sectional view of an engine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a side view of a cylinder block of the engine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a partial sectional view showing the maximum opening degree of the communication passage of the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial sectional view showing the minimum opening of the communication passage of the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows the main opening of the communication passage of the engine according to the first embodiment. FIG. 8 is a front view showing an opening at the minimum opening of a communication passage of an engine according to Embodiment 1 of the invention, and FIG. 8 is a line showing a relationship between the opening of the communication passage of the engine and pumping loss according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

図1に示すように、実施例1に係る内燃機関としてのエンジン1は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア3に往復運動可能に設けられるピストン2が2往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行う、いわゆる4サイクルエンジンである。   As shown in FIG. 1, an engine 1 as an internal combustion engine according to the first embodiment is an engine mounted on a vehicle such as a passenger car or a truck, and the piston 2 provided in the cylinder bore 3 so as to be capable of reciprocating is reciprocated twice. In addition, the engine is a so-called four-cycle engine that performs a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.

このエンジン1は、ピストン2が各々往復移動可能な複数のシリンダボア3と、ピストン2の移動方向の一方側に設けられる複数の燃焼室5と、ピストン2の移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室4を備える。ここで、ピストン2の移動方向は、円筒形状に形成されるシリンダボア3の軸線方向である。つまり、ピストン2を挟んでこのシリンダボア3の軸線方向の一方側に燃焼室5、他方側にクランク室4が設けられる。また、このエンジン1は、図2に示すように、クランク室4、燃焼室5、ピストン2(図1参照)、シリンダボア3(図1参照)をそれぞれ4つずつ備える4気筒のエンジンである。ただし、気筒数は一例を示すものであり必ずしも4気筒に限定されるものではない。   The engine 1 includes a plurality of cylinder bores 3 in which pistons 2 can reciprocate, a plurality of combustion chambers 5 provided on one side of the piston 2 in the moving direction, and a plurality of cylinders 3 provided on the other side of the piston 2 in the moving direction. A crank chamber 4 is provided. Here, the moving direction of the piston 2 is the axial direction of the cylinder bore 3 formed in a cylindrical shape. That is, the combustion chamber 5 is provided on one side in the axial direction of the cylinder bore 3 with the piston 2 in between, and the crank chamber 4 is provided on the other side. As shown in FIG. 2, the engine 1 is a four-cylinder engine having four crank chambers 4, combustion chambers 5, pistons 2 (see FIG. 1), and four cylinder bores 3 (see FIG. 1). However, the number of cylinders is an example and is not necessarily limited to four cylinders.

さらに、エンジン1は、図1に示すように、燃焼室5に連通する吸気ポート6及び排気ポート7と、燃焼室5内に燃料を直接噴射することが可能なインジェクタ8と、燃焼室5の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ9と、ピストンの往復運動に連動して回転可能なクランクシャフト10を備える。さらに、エンジン1は、シリンダヘッド11、シリンダブロック12及びオイルパン13を備える。   Further, as shown in FIG. 1, the engine 1 includes an intake port 6 and an exhaust port 7 that communicate with the combustion chamber 5, an injector 8 that can directly inject fuel into the combustion chamber 5, A spark plug 9 is located above and ignites the air-fuel mixture, and a crankshaft 10 that can rotate in conjunction with the reciprocating motion of the piston. The engine 1 further includes a cylinder head 11, a cylinder block 12, and an oil pan 13.

シリンダヘッド11は、シリンダブロック12上に締結され、オイルパン13は、シリンダブロック12の下部に締結される。シリンダブロック12は、内部に円筒形状のシリンダボア3が形成される。このシリンダブロック12は、複数のシリンダボア3を形成するボア壁面3aと、複数のクランク室4を形成するクランク室壁面4aを有し、このボア壁面3aとクランク室壁面4aとは、ボア壁面3aの下端部3b、クランク室壁面4aの上端部4bにおいて連続している。   The cylinder head 11 is fastened on the cylinder block 12, and the oil pan 13 is fastened to the lower part of the cylinder block 12. The cylinder block 12 has a cylindrical cylinder bore 3 formed therein. The cylinder block 12 has a bore wall surface 3a that forms a plurality of cylinder bores 3 and a crank chamber wall surface 4a that forms a plurality of crank chambers 4. The bore wall surface 3a and the crank chamber wall surface 4a are formed on the bore wall surface 3a. It is continuous at the lower end 3b and the upper end 4b of the crank chamber wall surface 4a.

ピストン2は、このシリンダボア3に上下移動自在に嵌合する。複数のクランク室4は、複数のシリンダボア3に各々連通し、さらに図2に示すように、隔壁としてのバルクヘッド16によりそれぞれが独立して区画される。なお、各クランク室4は、さらに具体的には、図1に示すように、このバルクヘッド16と、クランク室壁面4aと、オイルパン13と、ピストン2の一方の端面である底面2bと、ボア壁面3aとにより区画される。すなわち、各クランク室4は、ピストン2の往復運動によりその容積が変化し、ピストン2が上死点側(シリンダヘッド11側)に位置する際には、シリンダボア3の内部空間もその一部に含まれる。オイルパン13は、内部にバッフルプレート13aが装着され、潤滑油を貯留する。   The piston 2 is fitted to the cylinder bore 3 so as to be movable up and down. The plurality of crank chambers 4 communicate with the plurality of cylinder bores 3 respectively, and are further partitioned independently by a bulkhead 16 as a partition as shown in FIG. More specifically, each crank chamber 4 includes, as shown in FIG. 1, a bulkhead 16, a crank chamber wall surface 4a, an oil pan 13, and a bottom surface 2b which is one end surface of the piston 2. It is partitioned by the bore wall surface 3a. That is, the volume of each crank chamber 4 changes due to the reciprocating motion of the piston 2, and when the piston 2 is located on the top dead center side (cylinder head 11 side), the internal space of the cylinder bore 3 is also part of it. included. The oil pan 13 has a baffle plate 13a mounted therein and stores lubricating oil.

クランクシャフト10は、複数のクランク室4、バルクヘッド16を貫通するように設けられ、各ピストン2は、それぞれコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト10に連結される。また、クランクシャフト10は、その軸周りにカウンタウェイト10aを有する。各ピストン2の往復運動は、コネクティングロッド17を介してクランクシャフト10に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン1の出力として取り出される。なお、このエンジン1では、クランクシャフト10、カウンタウェイト10aは、図1中に矢印で示すように、時計回りに回転する。   The crankshaft 10 is provided so as to pass through the plurality of crank chambers 4 and the bulkhead 16, and each piston 2 is connected to the crankshaft 10 via a connecting rod 17. The crankshaft 10 has a counterweight 10a around its axis. The reciprocating motion of each piston 2 is transmitted to the crankshaft 10 via the connecting rod 17, where it is converted into rotational motion and taken out as the output of the engine 1. In this engine 1, the crankshaft 10 and the counterweight 10a rotate clockwise as indicated by arrows in FIG.

燃焼室5は、ピストン2を挟んでクランク室4の反対側に設けられる。この燃焼室5は、複数のシリンダボア3に対応して複数形成され、シリンダヘッド11の下面11a、シリンダボア3のボア壁面3a及びピストン2の他方の端面である頂面2aにより画成される。この燃焼室5の上部、つまり、シリンダヘッド11の下面11aに上述した吸気ポート6及び排気ポート7が各々2つずつ形成される。この吸気ポート6及び排気ポート7の開口には吸気弁14及び排気弁15が設けられる。この吸気弁14及び排気弁15は、吸気ポート6及び排気ポート7をそれぞれ開閉可能とし、吸気ポート6と燃焼室5、燃焼室5と排気ポート7とをそれぞれ連通することができる。吸気ポート6は、その吸気方向上流側に空気を導入する吸気通路(吸気管)18が接続され、排気ポート7は、その排気方向下流側に排気ガスを排出する排気通路(排気管)19が接続される。   The combustion chamber 5 is provided on the opposite side of the crank chamber 4 with the piston 2 in between. A plurality of combustion chambers 5 are formed corresponding to the plurality of cylinder bores 3, and are defined by the lower surface 11 a of the cylinder head 11, the bore wall surface 3 a of the cylinder bore 3, and the top surface 2 a which is the other end surface of the piston 2. Two intake ports 6 and two exhaust ports 7 are formed in the upper portion of the combustion chamber 5, that is, in the lower surface 11 a of the cylinder head 11. An intake valve 14 and an exhaust valve 15 are provided at the openings of the intake port 6 and the exhaust port 7. The intake valve 14 and the exhaust valve 15 can open and close the intake port 6 and the exhaust port 7, respectively, and can connect the intake port 6 and the combustion chamber 5, and the combustion chamber 5 and the exhaust port 7, respectively. The intake port 6 is connected to an intake passage (intake pipe) 18 that introduces air upstream in the intake direction, and the exhaust port 7 is provided with an exhaust passage (exhaust pipe) 19 that discharges exhaust gas downstream in the exhaust direction. Connected.

インジェクタ8は、シリンダヘッド11の吸気ポート6側に装着される。また、インジェクタ8は、先端をシリンダボア3の中心線に向けて上下方向に対して所定角度傾斜して設けられる。このインジェクタ8は、ピストン2の頂面2aに向けて燃料噴霧を噴射する。点火プラグ9は、燃焼室5の天井部分、すなわち、シリンダヘッド11の下面11aの吸気ポート6と排気ポート7の間に装着される。   The injector 8 is attached to the intake port 6 side of the cylinder head 11. In addition, the injector 8 is provided with a tip inclined toward the center line of the cylinder bore 3 by a predetermined angle with respect to the vertical direction. The injector 8 injects fuel spray toward the top surface 2 a of the piston 2. The spark plug 9 is attached to the ceiling portion of the combustion chamber 5, that is, between the intake port 6 and the exhaust port 7 on the lower surface 11 a of the cylinder head 11.

このエンジン1では、ピストン2がシリンダボア3内を下降することで、吸気通路18および吸気ポート6を介して燃焼室5内に空気が吸入され(吸気行程)、この空気とインジェクタ8から燃焼室5内へ噴射される燃料とが混合して混合気を形成する。そして、このピストン2が吸気行程下死点を経てシリンダボア3内を上昇することで混合気が圧縮され(圧縮行程)、ピストン2が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ9により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン2を下降させる(膨張行程)。燃焼後の混合気は、ピストン2が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート7、排気通路19を介して排気ガスとして放出される(排気行程)。このピストン2のシリンダボア3内での往復運動は、コネクティングロッド17を介してクランクシャフト10に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン2は、カウンタウェイト10a、クランクシャフト10が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト10の回転に伴ってシリンダボア3内を往復する。このクランクシャフト10が2回転することで、ピストン2はシリンダボア3を2往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行い、燃焼室5内で1回の爆発が行われる。   In the engine 1, when the piston 2 descends in the cylinder bore 3, air is sucked into the combustion chamber 5 through the intake passage 18 and the intake port 6 (intake stroke). It mixes with the fuel injected into it to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is compressed by the piston 2 ascending in the cylinder bore 3 through the intake stroke bottom dead center (compression stroke), and when the piston 2 approaches the vicinity of the compression stroke top dead center, the mixture is made into the air-fuel mixture by the spark plug 9. It is ignited, the air-fuel mixture burns, and the piston 2 is lowered by the combustion pressure (expansion stroke). The air-fuel mixture after combustion is released as exhaust gas through the exhaust port 7 and the exhaust passage 19 as the piston 2 rises again toward the top dead center of the intake stroke via the expansion stroke bottom dead center (exhaust stroke). . The reciprocating motion of the piston 2 in the cylinder bore 3 is transmitted to the crankshaft 10 via the connecting rod 17, where it is converted into a rotational motion and taken out as an output. As the shaft 10 further rotates due to the inertial force, the cylinder 10 reciprocates in the cylinder bore 3 as the crankshaft 10 rotates. By rotating the crankshaft 10 twice, the piston 2 reciprocates the cylinder bore 3 twice, and during this time, a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke are performed, and once in the combustion chamber 5. Explosion takes place.

ところで、このようなエンジン1では、その運転中、ピストン2の往復運動にともなう各クランク室4の圧力変動によりポンピングロスが生じ、これがエンジンの運転時における抵抗の1つとなっている。しかしながら、本実施例に係るエンジン1は、図1、図2に示すように、複数のクランク室4を開口20aをもって連通する連通路20と、連通路20の開度を調整可能な開度調整手段としての開度調整部21と、図3に示すように、クランクシャフト10の回転速度に応じて開度調整部21による連通路20の開度を制御する制御手段としての電子制御ユニット(以下「ECU」という)22を備えることで、ピストン2の移動にともなってクランク室4側へ押圧される空気を連通路20により内圧の低いクランク室4に流出させて、全回転域にわたる効果的なポンピングロスの低減を図っている。   By the way, in such an engine 1, during its operation, a pumping loss occurs due to pressure fluctuation in each crank chamber 4 due to the reciprocating motion of the piston 2, and this is one of the resistances during operation of the engine. However, as shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 according to this embodiment includes a communication passage 20 that communicates a plurality of crank chambers 4 with openings 20 a, and an opening adjustment that can adjust the opening of the communication passage 20. As shown in FIG. 3, an opening degree adjusting unit 21 as means and an electronic control unit (hereinafter referred to as control means) for controlling the opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 according to the rotational speed of the crankshaft 10. (Referred to as “ECU”) 22 allows air that is pressed toward the crank chamber 4 side as the piston 2 moves to flow out to the crank chamber 4 having a low internal pressure through the communication passage 20, and is effective over the entire rotation range. The pumping loss is reduced.

連通路20は、図1に示すように、上述のシリンダブロック12のボア壁面3aの下端部3bとクランク室壁面4aの上端部4bとが交わり連続する部分の外側に壁面が膨らんだような形状で設けられる。連通路20は、このクランクシャフト10の長手方向に沿ってクランクシャフト10とほぼ平行に設けられ、各クランク室4に対する開口20aがこの下端部3bに形成される。これにより、各クランク室4において最も圧力変動が大きくなりやすいピストン2の下死点位置での底面2b付近に連通路20の各開口20aを位置させることが可能となる。なお、ここでは、この連通路20の開口20aは、ボア壁面3aの下端部3bとクランク室壁面4aの上端部4bにかかるように形成され、ピストン2が下死点位置にある際に、この開口20aがピストン2と重ならないように形成される。すなわち、ピストン2によりこの開口20aが閉鎖されることはない。   As shown in FIG. 1, the communication passage 20 has a shape in which the wall surface swells outside the portion where the lower end portion 3b of the bore wall surface 3a of the cylinder block 12 and the upper end portion 4b of the crank chamber wall surface 4a intersect and continue. Provided. The communication path 20 is provided substantially parallel to the crankshaft 10 along the longitudinal direction of the crankshaft 10, and an opening 20a for each crank chamber 4 is formed in the lower end portion 3b. As a result, each opening 20a of the communication passage 20 can be positioned in the vicinity of the bottom surface 2b at the bottom dead center position of the piston 2 where the pressure fluctuation is most likely to increase in each crank chamber 4. Here, the opening 20a of the communication passage 20 is formed so as to cover the lower end portion 3b of the bore wall surface 3a and the upper end portion 4b of the crank chamber wall surface 4a, and when the piston 2 is at the bottom dead center position, The opening 20 a is formed so as not to overlap the piston 2. That is, the opening 20a is not closed by the piston 2.

また、連通路20の各開口20aは、クランクシャフト10、カウンタウェイト10aの回転方向を向くように形成される。つまり、図1中時計回りに回転するクランクシャフト10、カウンタウェイト10aに対して、連通路20の各開口20aは、向かって左側のクランク室壁面4aに形成される。これにより、クランク室4内の潤滑油がコネクティングロッド17やカウンタウェイト10aにより掻き上げられても、連通路20の各開口20aがこの掻き上げられた潤滑油に対面してしまうことがなく、各開口20aを介してこの連通路20の内部に潤滑油が侵入しにくくなっている。   Moreover, each opening 20a of the communicating path 20 is formed so as to face the rotation direction of the crankshaft 10 and the counterweight 10a. That is, each opening 20a of the communication path 20 is formed in the left crank chamber wall surface 4a with respect to the crankshaft 10 and the counterweight 10a that rotate clockwise in FIG. Thereby, even if the lubricating oil in the crank chamber 4 is scraped up by the connecting rod 17 or the counterweight 10a, each opening 20a of the communication passage 20 does not face the scraped-up lubricating oil, Lubricating oil does not easily enter the communication path 20 through the opening 20a.

開度調整部21は、図2に示すように、円筒形に形成され、連通路20内に周方向に回転可能に設けられるロータリーバルブ23と、このロータリーバルブ23を回転可能に支持するベアリング24を有する。ベアリング24は、ロータリーバルブ23の両端部を支持する。ロータリーバルブ23は、連通路20の長手方向に沿って設けられ、バキュームアクチュエータ26を有する開度調整駆動部25により回転駆動される。   As shown in FIG. 2, the opening adjustment unit 21 is formed in a cylindrical shape, and is provided with a rotary valve 23 that is rotatably provided in the circumferential direction in the communication path 20, and a bearing 24 that rotatably supports the rotary valve 23. Have The bearing 24 supports both ends of the rotary valve 23. The rotary valve 23 is provided along the longitudinal direction of the communication path 20, and is rotationally driven by an opening adjustment drive unit 25 having a vacuum actuator 26.

開度調整駆動部25は、図3に示すように、上述のバキュームアクチュエータ26と、バキュームスイッチングバルブ(以下「VSV」という)27と、バキュームタンク28を有する。バキュームアクチュエータ26は、その内部の空間を2つの空間としての正圧部26c、負圧部26dに区切る可動板26aと、この可動板26aに固定される連結棒26bを有する。連結棒26bは、可動板26aの正圧部26c側の面とロータリーバルブ23の端面縁部23aとを連結する。また、バキュームアクチュエータ26は、正圧部26cに大気が導入される一方、負圧部26dに配管を介してVSV27が接続される。このVSV27は、ECU22に電気的に接続されている。VSV27は、ECU22から制御信号を受信することで内部に大気を吸入可能である。また、このVSV27は、配管を介してバキュームタンク28に接続される。バキュームタンク28は、さらにエンジン1のインテークマニホールドに接続され、これにより内部が負圧に維持される。   As shown in FIG. 3, the opening adjustment drive unit 25 includes the above-described vacuum actuator 26, a vacuum switching valve (hereinafter referred to as “VSV”) 27, and a vacuum tank 28. The vacuum actuator 26 includes a movable plate 26a that divides the internal space into two spaces, a positive pressure portion 26c and a negative pressure portion 26d, and a connecting rod 26b fixed to the movable plate 26a. The connecting rod 26 b connects the surface on the positive pressure part 26 c side of the movable plate 26 a and the end face edge 23 a of the rotary valve 23. Further, in the vacuum actuator 26, the atmosphere is introduced into the positive pressure part 26c, while the VSV 27 is connected to the negative pressure part 26d via a pipe. The VSV 27 is electrically connected to the ECU 22. The VSV 27 can inhale the atmosphere inside by receiving a control signal from the ECU 22. The VSV 27 is connected to the vacuum tank 28 through a pipe. The vacuum tank 28 is further connected to the intake manifold of the engine 1 so that the inside is maintained at a negative pressure.

このように構成される開度調整駆動部25は、VSV27がECU22から制御信号を受信していないときは、バキュームアクチュエータ26の負圧部26d、VSV27、バキュームタンク28及びこれらをつなぐ配管内は負圧に維持されている。この間、可動板26aは負圧部26d側に吸引されている。ここで、VSV27がECU22から制御信号を受信したときは、VSV27の内部に大気が吸入され、バキュームアクチュエータ26の正圧部26cと負圧部26dとの圧力差が小さくなっていき、これにより、負圧部26d側に吸引されていた可動板26aは、正圧部26c側に移動する。つまり、この可動板26aは、バキュームアクチュエータ26内の正圧部26cと負圧部26dとの圧力差の変動に応じて往復運動する。そして、ロータリーバルブ23は、その端面縁部23aが連結棒26bを介してこの可動板26aに連結されていることから、可動板26aの往復運動に連動して周方向に回転可能となる。なお、ロータリーバルブ23は、リターンスプリング25aにより周方向に対して正圧部26cと負圧部26dとの圧力差が小さくなったときに回転する方向(図中時計回りの方向)に付勢されている。これにより、ロータリーバルブ23は、正圧部26cと負圧部26dとの圧力差が小さくなったときにすばやく回転することができる。   When the VSV 27 does not receive a control signal from the ECU 22, the opening adjustment drive unit 25 configured in this way is negative in the negative pressure unit 26d of the vacuum actuator 26, the VSV 27, the vacuum tank 28, and the piping connecting them. Maintained at pressure. During this time, the movable plate 26a is sucked toward the negative pressure portion 26d. Here, when the VSV 27 receives a control signal from the ECU 22, the atmosphere is sucked into the VSV 27, and the pressure difference between the positive pressure part 26c and the negative pressure part 26d of the vacuum actuator 26 becomes smaller. The movable plate 26a that has been sucked toward the negative pressure part 26d moves to the positive pressure part 26c side. That is, the movable plate 26a reciprocates in accordance with a change in pressure difference between the positive pressure part 26c and the negative pressure part 26d in the vacuum actuator 26. Since the end face edge 23a of the rotary valve 23 is connected to the movable plate 26a via the connecting rod 26b, the rotary valve 23 can be rotated in the circumferential direction in conjunction with the reciprocating motion of the movable plate 26a. The rotary valve 23 is biased by the return spring 25a in the direction of rotation (the clockwise direction in the figure) when the pressure difference between the positive pressure part 26c and the negative pressure part 26d becomes small with respect to the circumferential direction. ing. Thereby, the rotary valve 23 can rotate quickly when the pressure difference between the positive pressure part 26c and the negative pressure part 26d becomes small.

開度調整部21のロータリーバルブ23は、図4、図5に示すように、外周面29に連通孔30が設けられる。連通孔30は、連通路20の各クランク室4の複数の開口20aに対応して1つずつ設けられる。各連通孔30は、ロータリーバルブ23の軸方向に対して各開口20aの位置と一致する位置に形成されている。また、開口20a、各連通孔30は、ともにロータリーバルブ23の軸方向に長い楕円形にほぼ同じ大きさで形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the rotary valve 23 of the opening adjustment unit 21 is provided with a communication hole 30 on the outer peripheral surface 29. One communication hole 30 is provided corresponding to the plurality of openings 20 a of each crank chamber 4 of the communication passage 20. Each communication hole 30 is formed at a position that coincides with the position of each opening 20 a with respect to the axial direction of the rotary valve 23. Further, both the opening 20 a and each communication hole 30 are formed in an elliptical shape that is long in the axial direction of the rotary valve 23 and has substantially the same size.

開度調整部21は、上述の開度調整駆動部25によりこのロータリーバルブ23が回転されることで、外周面29及び連通孔30により連通路20の開口20aを閉鎖、開放して開口面積を変更可能であり、これにより、各クランク室4において同期して連通路20の開度を調整可能である。   When the rotary valve 23 is rotated by the above-described opening adjustment drive unit 25, the opening adjustment unit 21 closes and opens the opening 20a of the communication path 20 by the outer peripheral surface 29 and the communication hole 30 to reduce the opening area. Thus, the opening degree of the communication passage 20 can be adjusted in synchronization with each crank chamber 4.

すなわち、開度調整部21は、連通路20の開口20aとロータリーバルブ23の連通孔30とが全部の部分で重なることで、開口20aの全体を開放する。これにより、開口20a及び連通孔30を介してロータリーバルブ23の内部、すなわち、連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が多くなる。一方、開度調整部21は、図6、図7に示すように、連通路20の開口20aとロータリーバルブ23の連通孔30とが一部分のみで重なることで、外周面29により開口20aの残りの部分を閉鎖する。これにより、開口20aの開口面積が小さくなり、開口20a及び連通孔30を介してロータリーバルブ23の内部、すなわち、連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が少なくなる。   That is, the opening degree adjusting unit 21 opens the entire opening 20a by overlapping the opening 20a of the communication passage 20 and the communication hole 30 of the rotary valve 23 at all portions. As a result, the amount of air that flows into the rotary valve 23 through the opening 20 a and the communication hole 30, that is, into the communication passage 20 and goes back and forth in each crank chamber 4 increases. On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the opening degree adjusting unit 21 is configured such that the opening 20 a of the communication passage 20 and the communication hole 30 of the rotary valve 23 partially overlap each other, so that the remaining of the opening 20 a is caused by the outer peripheral surface 29. Close the part. As a result, the opening area of the opening 20a is reduced, and the amount of air flowing into and out of each crank chamber 4 through the opening 20a and the communication hole 30 into the rotary valve 23, that is, into the communication passage 20, is small. Become.

ECU22は、図3に示すように、マイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン1の各部を制御するものであり、開度調整駆動部25のVSV27に電気的に接続されると共に、クランク角センサ31にも電気的に接続される。クランク角センサ31は、各気筒のクランク角度を検出するものである。クランク角センサ31は、この検出したクランク角度をECU22に送信し、このECU22は受信したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン1のエンジン回転数(rpm)を算出する。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、クランクシャフト10の回転速度に対応し、このクランクシャフト10の回転速度が高くなれば、クランクシャフト10の回転数、エンジン回転数も高くなる。   As shown in FIG. 3, the ECU 22 is configured around a microcomputer, and controls each part of the engine 1. The ECU 22 is electrically connected to the VSV 27 of the opening adjustment drive unit 25 and is connected to the crank angle sensor 31. Also electrically connected. The crank angle sensor 31 detects the crank angle of each cylinder. The crank angle sensor 31 transmits the detected crank angle to the ECU 22. The ECU 22 determines the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke in each cylinder based on the received crank angle, and the engine 1 of the engine 1. Calculate the number of revolutions (rpm). Here, in other words, the engine speed corresponds to the rotational speed of the crankshaft 10, and as the rotational speed of the crankshaft 10 increases, the rotational speed of the crankshaft 10 and the engine rotational speed also increase.

ところで、上記のように複数のクランク室4を連通路20により連通する場合、ポンピングロスは、図8に示すように、連通路20が所定の開度であるときに最大となる。しかしながら、ポンピングロスが最大となる連通路20の開度は、エンジン1の回転数に応じて異なる。すなわち、ポンピングロスの低減に最適な連通路20の開度は、内燃機関の回転数に応じて異なることから、ある回転数に対して最適な連通路20の開度に設定しても、全回転域にわたって効果的にポンピングロスを低減することができないおそれがある。   When the plurality of crank chambers 4 are communicated with each other through the communication path 20 as described above, the pumping loss becomes maximum when the communication path 20 has a predetermined opening as shown in FIG. However, the opening degree of the communication path 20 at which the pumping loss is maximized varies depending on the rotational speed of the engine 1. That is, the optimal opening of the communication passage 20 for reducing the pumping loss differs depending on the rotational speed of the internal combustion engine, so that even if the optimal opening of the communication passage 20 for a certain rotational speed is set, There is a possibility that the pumping loss cannot be effectively reduced over the rotation range.

そこで、ECU22は、このエンジン回転数に応じて開度調整駆動部25のVSV27に制御信号を送信して開度調整部21による連通路20の開度を制御する。具体的には、図8に示すように、ECU22は、エンジン回転数が低回転域、例えば、1000rpm以下(アイドル状態を含む)であるときに、開度調整駆動部25の駆動を制御し、図4、図5に示すように、開度調整部21による連通路20の開度が最大となるように制御する。さらに、ECU22は、エンジン回転数が高回転域、例えば、6000rpm以上であるときに、開度調整駆動部25の駆動を制御し、図6、図7に示すように、開度調整部21による連通路20の開度が最小となるように制御する。また、本実施例では、ECU22は、エンジン回転数が中回転域、例えば、3000rpm程度であるときにも、開度調整駆動部25の駆動を制御し、開度調整部21による連通路20の開度が最小となるように制御する。   Therefore, the ECU 22 transmits a control signal to the VSV 27 of the opening adjustment drive unit 25 according to the engine speed, and controls the opening of the communication path 20 by the opening adjustment unit 21. Specifically, as shown in FIG. 8, the ECU 22 controls the driving of the opening adjustment driving unit 25 when the engine speed is in a low rotation range, for example, 1000 rpm or less (including an idle state), As shown in FIGS. 4 and 5, control is performed so that the opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 is maximized. Furthermore, the ECU 22 controls the drive of the opening adjustment drive unit 25 when the engine speed is in a high rotation range, for example, 6000 rpm or more. As shown in FIGS. It controls so that the opening degree of the communicating path 20 becomes the minimum. Further, in this embodiment, the ECU 22 controls the driving of the opening adjustment drive unit 25 even when the engine speed is in the middle rotation range, for example, about 3000 rpm, and the communication path 20 of the communication path 20 by the opening adjustment unit 21 is controlled. Control so that the opening is minimized.

つまり、本実施例では、ECU22は、エンジン回転数が低回転域であるときに連通路20の開度を最大とし、それ以外の中・高回転域であるときに連通路20の開度を最小とする。これにより、エンジン回転数が低回転域であるときに連通路20の開度を最大とすることで、低回転域において開度を最小とする場合に比べてポンピングロスをより効果的に低減することができると共に、エンジン回転数が中・高回転域であるときに連通路20の開度を最小とすることで、中・高回転域において開度を最大とする場合に比べてポンピングロスをより効果的に低減することができる。   That is, in this embodiment, the ECU 22 maximizes the opening degree of the communication path 20 when the engine speed is in the low rotation range, and sets the opening degree of the communication path 20 when the engine speed is other than the middle / high rotation range. Minimize. As a result, the pumping loss is more effectively reduced by maximizing the opening degree of the communication passage 20 when the engine speed is in the low rotation range than when the opening degree is minimized in the low rotation range. In addition, the pumping loss can be reduced by minimizing the opening degree of the communication passage 20 when the engine speed is in the middle / high speed range as compared with the case where the opening degree is maximized in the middle / high speed range. It can reduce more effectively.

ここで、図8に示すように、ポンピングロスは、理論的には連通路20の開度を0にすると、各クランク室4がそれぞれ系として完全に閉じた状態に近づき、ピストン2がクランク室4内の空気を圧縮するエネルギーがほとんどピストン2に戻ってくることから、ポンピングロスもかぎりなく0に近づく。ここから開度を大きくすることで、各クランク室4の系の外に出て行くエネルギーが増えることから、ポンピングロスは最大値に向かって増加する。そして、さらに開度を大きくすることで、今度はピストン2がクランク室4内の空気を圧縮するエネルギー自体が小さくなることから、ポンピングロスは再び低下していく。   Here, as shown in FIG. 8, when the opening of the communication path 20 is theoretically zero, the pumping loss approaches each crank chamber 4 to be in a completely closed state as the system, and the piston 2 moves to the crank chamber. Since most of the energy for compressing the air in 4 returns to the piston 2, the pumping loss approaches zero as much as possible. By increasing the opening from here, the energy that goes out of the system of each crank chamber 4 increases, so that the pumping loss increases toward the maximum value. Further, by further increasing the opening degree, the energy itself that the piston 2 compresses the air in the crank chamber 4 is reduced, so that the pumping loss is reduced again.

ここで、図4、図5に示す開度調整部21による連通路20の最大開度は、開口20aが形成される壁面の強度に応じて設定される。上述のように、理論的には連通路20の開度を大きくすればするほど、ポンピングロスはより多く低減されが、実際には連通路20の開口20aを形成するシリンダブロック12の壁面の強度を確保する必要から、この開口20aを無限に大きくすることはできない。また、開口20aを形成するシリンダブロック12の壁面を大きくすることでこの壁面に対する開口20aの面積割合を小さくし、開口20aの開口面積を大きくしながら壁面の強度を確保することも可能であるが、この場合、シリンダブロック12自体が大型化し、また、連通路20の内径も大きくする必要があることから、エンジン1が大型化してしまう。開口20aの開口面積をより大きくすることによるポンピングロスの低減率は、図8に示すように小さいため、エンジン1の大型化に見合うだけのポンピングロスの低減は望めない。したがって、連通路20の最大開度は、開口20aが形成される壁面の強度に応じて設定することが好適である。   Here, the maximum opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 shown in FIGS. 4 and 5 is set according to the strength of the wall surface on which the opening 20a is formed. As described above, theoretically, the larger the opening degree of the communication path 20 is, the more the pumping loss is reduced. However, the strength of the wall surface of the cylinder block 12 that forms the opening 20a of the communication path 20 is actually increased. Therefore, the opening 20a cannot be made infinitely large. Further, by increasing the wall surface of the cylinder block 12 forming the opening 20a, the area ratio of the opening 20a to the wall surface can be reduced, and the strength of the wall surface can be ensured while increasing the opening area of the opening 20a. In this case, the cylinder block 12 itself is increased in size, and the inner diameter of the communication path 20 needs to be increased, so that the engine 1 is increased in size. Since the reduction rate of the pumping loss by increasing the opening area of the opening 20a is small as shown in FIG. 8, it is not possible to reduce the pumping loss to meet the increase in size of the engine 1. Therefore, it is preferable to set the maximum opening of the communication path 20 according to the strength of the wall surface on which the opening 20a is formed.

一方、図6、図7に示す開度調整部21による連通路20の最小開度は、クランク室4内の負圧に応じて設定される。上述したように、理論的には連通路20の開度を0にするとポンピングロスもほぼ0になるが、実際には各クランク室4がそれぞれ系として完全に閉じていると、クランク室4内の圧力変動が大きくなりすぎて、クランクオイルシールの破損や、バッフルプレート13aが破損してしまったりするなどエンジン1の耐久性に問題が生じる。つまり、このエンジン1の耐久性の観点から実質的に用いることができる連通路20の最小開度には限界値が存在することから、この最小開度はクランク室4内の負圧に応じて設定することが好適である。   On the other hand, the minimum opening of the communication passage 20 by the opening adjusting unit 21 shown in FIGS. 6 and 7 is set according to the negative pressure in the crank chamber 4. As described above, theoretically, when the opening degree of the communication passage 20 is set to 0, the pumping loss is also substantially 0. However, in reality, when each crank chamber 4 is completely closed as a system, The pressure fluctuation of the engine 1 becomes too large, causing problems in the durability of the engine 1 such as breakage of the crank oil seal and breakage of the baffle plate 13a. That is, there is a limit value for the minimum opening of the communication passage 20 that can be used substantially from the viewpoint of durability of the engine 1, and therefore this minimum opening depends on the negative pressure in the crank chamber 4. It is preferable to set.

ここで、上述した連通路20の容積は、各クランク室4を空気が行き来するのに必要な容積があればよく、それ以上に多くの容積は必要ない。これは、上述したように、ECU22がエンジン回転数に応じて開度調整部21による連通路20の開度を変更した際に、連通路20の容積が大きすぎると、そのレスポンスが悪くなってしまうからである。   Here, the volume of the above-described communication path 20 may be a volume necessary for air to pass back and forth between the crank chambers 4, and a volume larger than that is not necessary. As described above, when the volume of the communication path 20 is too large when the ECU 22 changes the opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 according to the engine speed, the response becomes worse. Because it ends up.

上記のように構成されるエンジン1では、ピストン2がシリンダボア3を往復運動すると、ピストン2が下死点側から上死点方向に移動した場合、クランク室4はその移動に従って容積が大きくなるので、これに伴って、クランク室4の内圧は低くなる。また、ピストン2が上死点側から下死点方向に移動した場合には、クランク室4はその移動に従って容積が小さくなるので、これに伴って各クランク室4の内圧は高くなる。各クランク室4は、ピストン2の往復運動によって上記のように内圧が変化するが、各クランク室4にはこの各クランク室4を連通する連通路20が設けられており、ピストン2の往復運動によって、各クランク室4の内圧に変化が生じた場合には、クランク室4内の空気は、圧力が高いクランク室4側から圧力が低いクランク室4側にこの連通路20を通って移動する。つまり、連通路20を介して連通している各クランク室4間において内圧に圧力差が生じた場合には、その圧力差に応じて、圧力差が低減する方向に空気が流れ、クランク室4で発生する圧力が開放され、ポンピングロスが低減される。   In the engine 1 configured as described above, when the piston 2 reciprocates the cylinder bore 3, when the piston 2 moves from the bottom dead center side to the top dead center direction, the volume of the crank chamber 4 increases with the movement. Along with this, the internal pressure of the crank chamber 4 decreases. Further, when the piston 2 moves from the top dead center side toward the bottom dead center side, the volume of the crank chamber 4 decreases with the movement, and accordingly, the internal pressure of each crank chamber 4 increases. The internal pressure of each crank chamber 4 changes as described above due to the reciprocating motion of the piston 2, and each crank chamber 4 is provided with a communication passage 20 that communicates with each crank chamber 4. Thus, when the internal pressure of each crank chamber 4 changes, the air in the crank chamber 4 moves through the communication path 20 from the crank chamber 4 side where the pressure is high to the crank chamber 4 side where the pressure is low. . That is, when a pressure difference occurs in the internal pressure between the crank chambers 4 communicating with each other via the communication passage 20, air flows in a direction in which the pressure difference is reduced according to the pressure difference, and the crank chamber 4 The pressure generated in is released and the pumping loss is reduced.

そして、ECU22の制御によって、エンジン回転数が低回転域であるときに開度調整部21により連通路20の開度を最大とし各クランク室4を行き来する空気の量を多くすることで、低回転域におけるポンピングロスをより効果的に低減すると共に、エンジン回転数が中・高回転域であるときに開度調整部21により連通路20の開度を最小とし各クランク室4を行き来する空気の量を少なくすることで、中・高回転域におけるポンピングロスをより効果的に低減する。   Under the control of the ECU 22, when the engine speed is in the low rotation range, the opening degree adjusting unit 21 maximizes the opening degree of the communication path 20 and increases the amount of air traveling between the crank chambers 4. The pumping loss in the rotation range is more effectively reduced, and the air flowing back and forth between the crank chambers 4 is minimized by the opening adjustment unit 21 when the engine speed is in the middle / high rotation range. By reducing the amount, the pumping loss in the middle / high rotation range is more effectively reduced.

以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、ピストン2が各々往復移動可能な複数のシリンダボア3と、ピストン2の移動方向の一方側に設けられると共に吸気ポート6及び排気ポート7が連通される複数の燃焼室5と、ピストン2の移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室4と、複数のクランク室4を貫通して設けられると共にピストン2の往復運動に連動して回転可能なクランクシャフト10と、複数のクランク室4を開口20aをもって連通する連通路20と、連通路20の開度を調整可能な開度調整部21と、クランクシャフト10の回転速度、すなわち、エンジン1の回転数に応じて開度調整部21による連通路20の開度を制御するECU22を備える。   According to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the piston 2 is provided on each side of the plurality of cylinder bores 3 in which the piston 2 can reciprocate, the intake port 6 and the exhaust port. 7, a plurality of combustion chambers 5, a plurality of crank chambers 4 provided on the other side in the moving direction of the piston 2, and a plurality of crank chambers 4 are provided so as to be linked to the reciprocating motion of the piston 2. A rotatable crankshaft 10, a communication passage 20 that communicates the plurality of crank chambers 4 with openings 20a, an opening adjustment portion 21 that can adjust the opening of the communication passage 20, and the rotational speed of the crankshaft 10, that is, The ECU 22 controls the opening degree of the communication passage 20 by the opening degree adjusting unit 21 according to the rotational speed of the engine 1.

したがって、独立して区画される複数のクランク室4を連通路20によって連通することから、ピストン2の往復移動に伴って各クランク室4の内圧に変化が生じた場合には、クランク室4内の空気はこの連通路20を通って圧力が高いクランク室4側から圧力が低いクランク室4側に移動し、クランク室4内に発生する圧力を開放する。さらに開度調整部21によりこの連通路20の開度を調整し、ECU22によりエンジン1の回転数に応じてこの開度調整部21による連通路20の開度を制御するので、連通路20の開度をエンジン1の回転域に応じてポンピングロスの低減に最適な開度とすることができ、回転域に応じて特性の異なるポンピングロスを全回転域にわたって効果的に低減することができる。   Therefore, since the plurality of crank chambers 4 that are partitioned independently are communicated with each other by the communication passage 20, when a change occurs in the internal pressure of each crank chamber 4 due to the reciprocating movement of the piston 2, The air moves through the communication passage 20 from the crank chamber 4 side where the pressure is high to the crank chamber 4 side where the pressure is low, and releases the pressure generated in the crank chamber 4. Further, the opening degree of the communication path 20 is adjusted by the opening degree adjustment unit 21, and the opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjustment unit 21 is controlled by the ECU 22 according to the rotational speed of the engine 1. The opening can be set to an optimum opening for reducing the pumping loss according to the rotation range of the engine 1, and the pumping loss having different characteristics according to the rotation range can be effectively reduced over the entire rotation range.

さらに、以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、ECU22は、エンジン1の回転数が低回転域であるときに開度調整部21による連通路20の開度が最大となるように制御し、エンジン1の回転数が中・高回転域であるときに開度調整部21による連通路20の開度が最小となるように制御する。したがって、ECU22によりエンジン回転数が低回転域であるときに連通路20の開度を最大とすることで、各クランク室4を行き来する空気の量を多くして、低回転域において開度を最小とする場合に比べてポンピングロスをより効果的に低減し、エンジン回転数が中・高回転域であるときに連通路20の開度を最小とすることで、各クランク室4を行き来する空気の量を少なくして、中・高回転域において開度を最大とする場合に比べてポンピングロスをより効果的に低減するので、低回転域と中・高回転域の双方においてポンピングロスの低減を両立させることができ、トータルのポンピングロスを大幅に低減することができる。   Furthermore, according to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the ECU 22 has the maximum opening of the communication path 20 by the opening adjustment unit 21 when the rotational speed of the engine 1 is in the low rotation range. When the rotational speed of the engine 1 is in the middle / high rotation range, the opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 is controlled to be minimum. Therefore, the ECU 22 maximizes the opening degree of the communication passage 20 when the engine speed is in the low rotation range, thereby increasing the amount of air traveling between the crank chambers 4 and reducing the opening degree in the low rotation range. The pumping loss is reduced more effectively than when it is minimized, and the opening and closing of the communication passage 20 is minimized when the engine speed is in the middle / high engine speed range, so that each crank chamber 4 is traversed. Since the pumping loss is more effectively reduced compared to the case where the amount of air is reduced and the opening degree is maximized in the middle / high rotation range, the pumping loss is reduced in both the low rotation range and the middle / high rotation range. Both reductions can be achieved and the total pumping loss can be greatly reduced.

さらに、以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、開度調整部21による連通路20の最大開度は、開口20aが形成される壁面の強度に応じて設定される。したがって、シリンダブロック12、ひいてはエンジン1を大型化することなく、ポンピングロスの低減に必要な開口20aの開口面積を確保しつつ、開口20aが形成される壁面の強度を十分に確保することができる。さらに、開度調整部21による連通路20の最小開度は、クランク室4内の負圧に応じて設定される。したがって、クランク室4内の圧力変動が大きくなりすぎてエンジン1の耐久性を低下させることなく、開口20aをポンピングロスの低減に理想的な値に近い開口面積とすることができる。   Furthermore, according to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the maximum opening degree of the communication path 20 by the opening degree adjusting unit 21 is set according to the strength of the wall surface on which the opening 20a is formed. . Therefore, the strength of the wall surface on which the opening 20a is formed can be sufficiently ensured while ensuring the opening area of the opening 20a necessary for reducing the pumping loss without increasing the size of the cylinder block 12, and hence the engine 1. . Further, the minimum opening of the communication passage 20 by the opening adjusting unit 21 is set according to the negative pressure in the crank chamber 4. Therefore, the opening 20a can be made to have an opening area close to an ideal value for reducing the pumping loss without causing the pressure fluctuation in the crank chamber 4 to become too large and reducing the durability of the engine 1.

さらに、以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、複数のシリンダボア3を形成するボア壁面3aと、該ボア壁面3aの下端部3bに連続すると共に複数のクランク室4を形成するクランク室壁面4aを有するシリンダブロック12を備え、連通路20の開口20aは、ボア壁面3aの下端部3bに設けられる。したがって、連通路20は各クランク室4において最も圧力変動が大きくなりやすい位置に開口20aをもって各クランク室4を連通するので、連通路20を介した各クランク室4間の空気の行き来を効率的に行うことができ、開口20aの面積を無駄に大きくすることなく、連通路20を介した各クランク室4間の圧力差の低減をより迅速に行うことができる。   Furthermore, according to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the bore wall surface 3a forming the plurality of cylinder bores 3 and the lower end portion 3b of the bore wall surface 3a are connected to the plurality of crank chambers 4. The cylinder block 12 having the crank chamber wall surface 4a to be formed is provided, and the opening 20a of the communication passage 20 is provided in the lower end portion 3b of the bore wall surface 3a. Therefore, the communication passage 20 communicates with each crank chamber 4 through the opening 20a at a position where the pressure fluctuation is most likely to occur in each crank chamber 4, so that air can be efficiently transferred between the crank chambers 4 through the communication passage 20. The pressure difference between the crank chambers 4 via the communication passage 20 can be reduced more quickly without unnecessarily increasing the area of the opening 20a.

さらに、以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、連通路20の開口20aは、クランクシャフト10の回転方向を向いている。したがって、連通路20の各開口20aがコネクティングロッド17やカウンタウェイト10aによって掻き上げられる潤滑油に対面してしまうことがないので、各開口20aを介してこの連通路20の内部に潤滑油が侵入しにくくなり、連通路20の開度が実質的に小さくなってしまって、ECU22による制御に狂いが生じてしまうことを防止することができる。   Furthermore, according to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the opening 20a of the communication path 20 faces the rotation direction of the crankshaft 10. Therefore, each opening 20a of the communication path 20 does not face the lubricating oil scraped up by the connecting rod 17 or the counterweight 10a, so that the lubricating oil enters the communication path 20 through each opening 20a. Therefore, it is possible to prevent the ECU 22 from being out of control because the opening degree of the communication passage 20 is substantially reduced.

さらに、以上で説明した本発明の実施例1に係るエンジン1によれば、開度調整部21は、円筒形に形成され、連通路20内に周方向に回転可能に設けられると共に外周面29に連通孔30が設けられたロータリーバルブ23を有し、該ロータリーバルブ23が回転して外周面29及び連通孔30により連通路20の開口20aを閉鎖及び開放することで開口面積を変える。したがって、ロータリーバルブ23が回転することで各クランク室4に対応する開口20aの開口面積を同期して変更することができ、連通路20の開口20aと連通孔30とが全部の部分で重なることで、開口20aの全体を開放し、連通路20の開度を大きくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を多くすることができる一方、連通路20の開口20aと連通孔30とが一部分のみで重なることで、外周面29により開口20aの一部を閉鎖し、連通路20の開度を小さくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を少なくすることができる。また、例えば、各クランク室4に応じて連通孔30の位置を周方向にずらして設けることで、開口20aの閉鎖、開放のタイミングをエンジン1の特性に応じて軽微な変更により適宜設定することができる。   Furthermore, according to the engine 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the opening degree adjusting unit 21 is formed in a cylindrical shape, is provided in the communication passage 20 so as to be rotatable in the circumferential direction, and has an outer peripheral surface 29. The rotary valve 23 is provided with a communication hole 30, and the rotary valve 23 rotates to close and open the opening 20 a of the communication path 20 by the outer peripheral surface 29 and the communication hole 30, thereby changing the opening area. Therefore, by rotating the rotary valve 23, the opening area of the opening 20a corresponding to each crank chamber 4 can be changed synchronously, and the opening 20a of the communication passage 20 and the communication hole 30 overlap in all portions. Thus, since the entire opening 20a is opened and the opening degree of the communication passage 20 is increased, the amount of air traveling between the crank chambers 4 can be increased, while the opening 20a of the communication passage 20 and the communication hole 30 Are partially overlapped, so that a part of the opening 20a is closed by the outer peripheral surface 29 and the opening degree of the communication passage 20 is reduced, so that the amount of air traveling between the crank chambers 4 can be reduced. In addition, for example, the position of the communication hole 30 is shifted in the circumferential direction according to each crank chamber 4, so that the timing of closing and opening of the opening 20 a is appropriately set by a slight change according to the characteristics of the engine 1. Can do.

図9は、本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図、図10は、本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図、図11は、本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図、図12は、本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。   FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the maximum opening of the communication passage of the engine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the opening at the maximum opening of the communication passage of the engine according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the minimum opening of the communication path of the engine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows the minimum of the communication path of the engine according to the second embodiment of the present invention. It is a front view which shows the opening at the time of an opening degree.

実施例2に係るエンジンは、実施例1に係るエンジンと略同様の構成であるが、開度調整手段がロータリーバルブに代えてフラッパバルブを有する点で実施例1に係るエンジンとは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。   The engine according to the second embodiment has substantially the same configuration as the engine according to the first embodiment, but differs from the engine according to the first embodiment in that the opening degree adjusting means includes a flapper valve instead of the rotary valve. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.

図9に示すように、この実施例2に係るエンジン201では、開度調整手段としての開度調整部221は、基端部233aが回転軸232に固定され、先端部233bが連通路20の内面に沿って回動可能なプレート状のフラッパバルブ233を有する。ここで、本実施例の連通路20の通路断面は半円形状に形成され、連通路20は半円形断面の曲面がシリンダブロック12の外方を向くように形成される。そして、連通路20の開口20aは、連通路20の半円形断面の直線部分において一方の半径分だけが開口するように形成される。なお、本実施例では、開口20aは矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 9, in the engine 201 according to the second embodiment, the opening degree adjusting unit 221 serving as the opening degree adjusting unit is configured such that the base end 233 a is fixed to the rotating shaft 232 and the tip end 233 b is connected to the communication path 20. It has a plate-shaped flapper valve 233 that can rotate along the inner surface. Here, the cross section of the communication path 20 of the present embodiment is formed in a semicircular shape, and the communication path 20 is formed so that the curved surface of the semicircular cross section faces the outside of the cylinder block 12. The opening 20a of the communication path 20 is formed so that only one radius is opened in the straight portion of the semicircular cross section of the communication path 20. In the present embodiment, the opening 20a is formed in a rectangular shape.

回転軸232は、連通路20の半円形断面のほぼ中心部分にこの連通路20の長手方向に沿って設けられる。また、回転軸232は、実施例1のロータリーバルブ23とほぼ同様に、図3で説明した開度調整駆動部25により周方向に回転可能である。フラッパバルブ233は、各クランク室4の複数の開口20aに対応して1つずつ設けられ、各々回転軸232に固定される。これにより、各クランク室4に対応する開口20aの開口面積を同期して変更することが可能となる。そして、このフラッパバルブ233は、回転軸232の回転に伴って回動することで連通路20の開口20aにおける通路面積を変えることが可能であり、これにより、連通路20の開度を調整可能である。   The rotation shaft 232 is provided along the longitudinal direction of the communication path 20 at a substantially central portion of the semicircular cross section of the communication path 20. Further, the rotary shaft 232 can be rotated in the circumferential direction by the opening adjustment drive unit 25 described with reference to FIG. 3 in substantially the same manner as the rotary valve 23 of the first embodiment. One flapper valve 233 is provided corresponding to the plurality of openings 20 a of each crank chamber 4, and is fixed to the rotating shaft 232. Thereby, the opening area of the opening 20a corresponding to each crank chamber 4 can be changed synchronously. And this flapper valve 233 can change the passage area in the opening 20a of the communication path 20 by rotating with rotation of the rotating shaft 232, and thereby the opening degree of the communication path 20 can be adjusted. It is.

すなわち、開度調整部221は、図9、図10に示すように、フラッパバルブ233が回転軸232を中心として開口20aの反対側に倒れることで、連通路20の開口20aにおける通路面積を最大にする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が多くなる。一方、開度調整部221は、図11、図12に示すように、開度調整駆動部25により回転軸232が回転し、フラッパバルブ233の先端部233bが連通路20の内面に沿って開口20aに向かって周方向に回動することで連通路20の開口20aにおける通路面積を小さくする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が少なくなる。   That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the opening degree adjusting unit 221 maximizes the passage area in the opening 20 a of the communication passage 20 by the flapper valve 233 falling to the opposite side of the opening 20 a around the rotation shaft 232. To. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and travels between the crank chambers 4 increases. On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, the opening degree adjusting unit 221 is configured such that the rotating shaft 232 is rotated by the opening degree adjusting driving unit 25, and the tip end part 233 b of the flapper valve 233 is opened along the inner surface of the communication path 20. By rotating in the circumferential direction toward 20a, the passage area in the opening 20a of the communication passage 20 is reduced. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and goes back and forth between the crank chambers 4 is reduced.

以上で説明した本発明の実施例2に係るエンジン201によれば、開度調整部221は、基端部233aが回転軸232に固定され、先端部233bが連通路20の内面に沿って回動可能なフラッパバルブ233を有し、該フラッパバルブ233が回転軸232の回転に伴って回動することで連通路20の通路面積を変更可能である。したがって、回転軸232が回転してフラッパバルブ233がこの回転軸232を中心として開口20aの反対側に倒れることで、連通路20の開口20aにおける通路面積を大きくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を多くすることができる一方、フラッパバルブ233の先端部233bが連通路20の内面に沿って開口20aに向かって周方向に回動することで連通路20の開口20aにおける通路面積を小さくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を少なくすることができる。そして、例えば、ロータリーバルブ23を用いていた実施例1の開度調整部21と比較して、この開度調整部221を比較的簡単な構造とした上で適切に連通路20の開度を調整することができ、また、上述した連通孔30のように所定の位置に設けるために高い精度もいらないことから、高い加工精度が必要な部分も少なくすることができる。さらに、フラッパバルブ233による開度調整部221を用いることで、連通路20の通路断面を実施例1のように円形状にする必要が無く、連通路20の設置スペースに応じて半円形状等の形状に適宜設定することができるので、エンジン201をより小型化することができ、設計上の自由度も向上することができる。   According to the engine 201 according to the second embodiment of the present invention described above, the opening degree adjusting unit 221 has the base end portion 233a fixed to the rotating shaft 232 and the tip end portion 233b rotating along the inner surface of the communication path 20. A movable flapper valve 233 is provided, and the flapper valve 233 rotates with the rotation of the rotary shaft 232, whereby the passage area of the communication passage 20 can be changed. Accordingly, since the rotation shaft 232 rotates and the flapper valve 233 falls to the opposite side of the opening 20a around the rotation shaft 232, the passage area in the opening 20a of the communication passage 20 is increased. While the amount of air to be increased can be increased, the tip end portion 233b of the flapper valve 233 rotates along the inner surface of the communication path 20 in the circumferential direction toward the opening 20a, whereby the passage area of the communication path 20 at the opening 20a. Therefore, it is possible to reduce the amount of air going back and forth between the crank chambers 4. And, for example, compared with the opening degree adjusting unit 21 of the first embodiment in which the rotary valve 23 is used, the opening degree of the communication passage 20 is appropriately set with the opening degree adjusting unit 221 having a relatively simple structure. In addition, since it is not necessary to provide high accuracy for providing it at a predetermined position like the communication hole 30 described above, it is possible to reduce a portion that requires high processing accuracy. Furthermore, by using the opening degree adjusting unit 221 by the flapper valve 233, it is not necessary to make the passage section of the communication passage 20 circular as in the first embodiment, and a semicircular shape or the like according to the installation space of the communication passage 20 or the like. Therefore, the engine 201 can be further miniaturized and the degree of freedom in design can be improved.

図13は、本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図、図14は、本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図、図15は、本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図、図16は、本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。   FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing the maximum opening of the communication passage of the engine according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 14 shows the opening at the maximum opening of the communication passage of the engine according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the minimum opening degree of the communication path of the engine according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 16 shows the minimum of the communication path of the engine according to the third embodiment of the present invention. It is a front view which shows the opening at the time of an opening degree.

実施例3に係るエンジンは、実施例1に係るエンジンと略同様の構成であるが、開度調整手段がロータリーバルブに代えてスライドバルブを有する点で実施例1に係るエンジンとは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。   The engine according to the third embodiment has substantially the same configuration as the engine according to the first embodiment, but differs from the engine according to the first embodiment in that the opening degree adjusting means includes a slide valve instead of the rotary valve. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.

図13に示すように、この実施例3に係るエンジン301では、開度調整手段としての開度調整部321は、連通路20の開口20a上に上下移動可能なプレート状のスライドバルブ334を有する。ここで、本実施例の連通路20の通路断面は、実施例2と同様に、半円形状に形成され、連通路20は半円形断面の曲面がシリンダブロック12の外方を向くように形成される。そして、連通路20の開口20aは、連通路20の半円形断面の直線部分において一方の半径分だけが開口するように形成される。さらに、この半円形断面の直線部分の残りの部分には、スライドバルブ334とのスライド面を形成するスライド面部材336が設けられる。なお、本実施例では、開口20aは矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 13, in the engine 301 according to the third embodiment, the opening adjustment unit 321 serving as the opening adjustment means has a plate-like slide valve 334 that can move up and down on the opening 20 a of the communication path 20. . Here, the passage cross section of the communication passage 20 of the present embodiment is formed in a semicircular shape as in the second embodiment, and the communication passage 20 is formed so that the curved surface of the semicircular cross section faces the outside of the cylinder block 12. Is done. The opening 20a of the communication path 20 is formed so that only one radius is opened in the straight portion of the semicircular cross section of the communication path 20. Furthermore, a slide surface member 336 that forms a slide surface with the slide valve 334 is provided in the remaining portion of the straight portion of the semicircular cross section. In the present embodiment, the opening 20a is formed in a rectangular shape.

スライドバルブ334は、各クランク室4の複数の開口20aに対応して1つずつ設けられ、各々スライド面の反対側の面で駆動軸335に固定される。これにより、各クランク室4に対応する開口20aの開口面積を同期して変更することが可能となる。駆動軸335は、連通路20の長手方向に沿って設けられる。また、駆動軸335の端面は、図3で説明した開度調整駆動部25の連結棒26bに連結されており、可動板26aの往復運動に連動してスライドバルブ334の上下移動を可能とする。このスライドバルブ334は、連通路20の開口20a上に上下移動することで連通路20の開口20aの開口面積を変更可能であり、これにより、連通路20の開度を調整可能である。   One slide valve 334 is provided corresponding to the plurality of openings 20a of each crank chamber 4, and is fixed to the drive shaft 335 on the surface opposite to the slide surface. Thereby, the opening area of the opening 20a corresponding to each crank chamber 4 can be changed synchronously. The drive shaft 335 is provided along the longitudinal direction of the communication path 20. Further, the end surface of the drive shaft 335 is connected to the connecting rod 26b of the opening adjustment drive unit 25 described with reference to FIG. 3, and the slide valve 334 can be moved up and down in conjunction with the reciprocating motion of the movable plate 26a. . The slide valve 334 can change the opening area of the opening 20a of the communication path 20 by moving up and down on the opening 20a of the communication path 20, and thereby the opening degree of the communication path 20 can be adjusted.

すなわち、開度調整部321は、図13、図14に示すように、スライドバルブ334がスライド面部材336上に上下移動することで、連通路20の開口20aの開口面積を最大にする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が多くなる。一方、開度調整部321は、図15、図16に示すように、開度調整駆動部25により駆動軸335が移動し、スライドバルブ334が連通路20の開口20a上に上下移動することで開口20aの開口面積を小さくする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が少なくなる。   That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the opening degree adjusting unit 321 maximizes the opening area of the opening 20 a of the communication path 20 by moving the slide valve 334 up and down on the slide surface member 336. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and travels between the crank chambers 4 increases. On the other hand, as shown in FIGS. 15 and 16, the opening adjustment unit 321 moves the drive shaft 335 by the opening adjustment drive unit 25 and moves the slide valve 334 up and down on the opening 20 a of the communication path 20. The opening area of the opening 20a is reduced. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and goes back and forth between the crank chambers 4 is reduced.

以上で説明した本発明の実施例3に係るエンジン301によれば、開度調整部321は、連通路20の開口20a上に上下移動可能なスライドバルブ334を有し、該スライドバルブ334が上下移動することで連通路20の開口20aの開口面積を変更可能である。したがって、スライドバルブ334がスライド面部材336上に上下移動することで、連通路20の開口20aの開口面積を最大にするので、各クランク室4を行き来する空気の量を多くすることができる一方、スライドバルブ334が連通路20の開口20a上に上下移動することで開口20aの開口面積を小さくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を少なくすることができる。そして、例えば、ロータリーバルブ23を用いていた実施例1の開度調整部21と比較して、この開度調整部321を比較的簡単な構造とした上で適切に連通路20の開度を調整することができ、また、上述した連通孔30のように所定の位置に設けるために高い精度もいらないことから、高い加工精度が必要な部分も少なくすることができる。さらに、スライドバルブ334による開度調整部321を用いることで、連通路20の通路断面を実施例1のように円形状にする必要が無く、連通路20の設置スペースに応じて半円形状等の形状に適宜設定することができるので、エンジン301をより小型化することができ、設計上の自由度も向上することができる。さらに、実施例2のフラッパバルブ233のように、先端部233bが連通路20の内面に沿って回動することもないので、スライドバルブ334の高い寸法精度も必要なく、この点でも製造効率を向上することができる。   According to the engine 301 according to the third embodiment of the present invention described above, the opening degree adjusting unit 321 includes the slide valve 334 that can move up and down on the opening 20a of the communication path 20, and the slide valve 334 is moved up and down. By moving, the opening area of the opening 20a of the communication path 20 can be changed. Accordingly, since the slide valve 334 moves up and down on the slide surface member 336, the opening area of the opening 20a of the communication passage 20 is maximized, the amount of air traveling between the crank chambers 4 can be increased. Since the slide valve 334 moves up and down on the opening 20a of the communication passage 20 to reduce the opening area of the opening 20a, the amount of air traveling between the crank chambers 4 can be reduced. And, for example, compared with the opening degree adjusting unit 21 of the first embodiment that uses the rotary valve 23, the opening degree of the communication passage 20 is appropriately set with this opening degree adjusting unit 321 having a relatively simple structure. In addition, since it is not necessary to provide high accuracy for providing it at a predetermined position like the communication hole 30 described above, it is possible to reduce a portion that requires high processing accuracy. Furthermore, by using the opening degree adjusting unit 321 by the slide valve 334, the cross section of the communication path 20 does not need to be circular as in the first embodiment, and a semicircular shape or the like according to the installation space of the communication path 20 Therefore, the engine 301 can be further downsized and the degree of freedom in design can be improved. Further, unlike the flapper valve 233 of the second embodiment, the tip end portion 233b does not rotate along the inner surface of the communication passage 20, so that high dimensional accuracy of the slide valve 334 is not required, and the manufacturing efficiency is also improved in this respect. Can be improved.

図17は、本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図、図18は、本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図、図19は、本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図、図20は、本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。   FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing the maximum opening degree of the communication passage of the engine according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 18 shows the opening at the maximum opening degree of the communication passage of the engine according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing the minimum opening of the communication path of the engine according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 20 shows the minimum of the communication path of the engine according to the fourth embodiment of the present invention. It is a front view which shows the opening at the time of an opening degree.

実施例4に係るエンジンは、実施例1に係るエンジンと略同様の構成であるが、開度調整手段がロータリーバルブに代えてバタフライバルブを有する点で実施例1に係るエンジンとは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。   The engine according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as the engine according to the first embodiment, but is different from the engine according to the first embodiment in that the opening degree adjusting unit includes a butterfly valve instead of the rotary valve. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.

図17に示すように、この実施例4に係るエンジン401では、開度調整手段としての開度調整部421は、回転軸440に固定され、この固定部分で断面形状がくの字型に折れ曲がったバタフライバルブ439を有する。ここで、本実施例の連通路20の通路断面は、実施例2と同様に、半円形状に形成され、連通路20は半円形断面の曲面がシリンダブロック12の外方を向くように形成される。なお、本実施例では、開口20aは矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 17, in the engine 401 according to the fourth embodiment, the opening degree adjusting unit 421 as the opening degree adjusting means is fixed to the rotary shaft 440, and the cross-sectional shape is bent into a dogleg shape at this fixed portion. A butterfly valve 439 is provided. Here, the passage cross section of the communication passage 20 of the present embodiment is formed in a semicircular shape as in the second embodiment, and the communication passage 20 is formed so that the curved surface of the semicircular cross section faces the outside of the cylinder block 12. Is done. In the present embodiment, the opening 20a is formed in a rectangular shape.

回転軸440は、連通路20の半円形断面のほぼ中心部分にこの連通路20の長手方向に沿って設けられる。また、回転軸440は、実施例1のロータリーバルブ23とほぼ同様に、図3で説明した開度調整駆動部25により周方向に回転可能である。バタフライバルブ439は、この回転軸440の回転中心からから一端部437aまでの長さと他端部438aまでの長さとが異なる。すなわち、バタフライバルブ439は、回転軸440の回転中心から端部437aまでの長さが相対的に長い長辺部437と、回転中心から端部438aまでの長さ相対的に短い短辺部438を有する。バタフライバルブ439は、各クランク室4の複数の開口20aに対応して1つずつ設けられ、各々回転軸440に固定される。これにより、各クランク室4に対応する開口20aの開口面積を同期して変更することが可能となる。そして、このバタフライバルブ439は、回転軸440の回転に伴って回動することで、一端部437a側の長辺部437又は他端部438a側の短辺部438により連通路20の開口20aを閉鎖することで開口面積を変更可能であり、これにより、連通路20の開度を調整可能である。   The rotating shaft 440 is provided along the longitudinal direction of the communication path 20 at a substantially central portion of the semicircular cross section of the communication path 20. Further, the rotation shaft 440 can be rotated in the circumferential direction by the opening adjustment drive unit 25 described with reference to FIG. 3 in substantially the same manner as the rotary valve 23 of the first embodiment. In the butterfly valve 439, the length from the rotation center of the rotary shaft 440 to the one end 437a and the length from the other end 438a are different. That is, the butterfly valve 439 includes a long side portion 437 having a relatively long length from the rotation center of the rotation shaft 440 to the end portion 437a, and a short side portion 438 having a relatively short length from the rotation center to the end portion 438a. Have One butterfly valve 439 is provided corresponding to the plurality of openings 20 a of each crank chamber 4, and is fixed to the rotating shaft 440. Thereby, the opening area of the opening 20a corresponding to each crank chamber 4 can be changed synchronously. The butterfly valve 439 rotates with the rotation of the rotation shaft 440, so that the long side 437 on the one end 437a side or the short side 438 on the other end 438a opens the opening 20a of the communication path 20. The opening area can be changed by closing, and thereby the opening degree of the communication path 20 can be adjusted.

すなわち、開度調整部421は、図17、図18に示すように、バタフライバルブ439の短辺部438が回転軸440を中心として開口20aに向かって倒れ、開口20aの一部を閉鎖し、残りの部分を開放することで、開口20aの開口面積を最大にする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が多くなる。一方、開度調整部421は、図19、図20に示すように、開度調整駆動部25により回転軸440が回転し、バタフライバルブ439の長辺部437が回転軸440を中心として開口20aに向かって倒れ、短辺部438が閉鎖していた部分を開放し、残りの部分を閉鎖することで、開口20aの開口面積を小さくする。これにより、開口20aを介して連通路20の内部に流入し、各クランク室4を行き来する空気の量が少なくなる。なお、バタフライバルブ439は、長辺部437、短辺部438が常に連通路20内に位置するように設け、開度調整駆動部25により回転される際にも、長辺部437、短辺部438が開口20aからクランク室4側に飛び出ないようにしている。これにより、クランク室4内で回転しているコネクティングロッド17やカウンタウェイト10aの軌道から開口20aまでのクリアランスを小さくすることができ、エンジン401をより小型化することができる。   That is, as shown in FIGS. 17 and 18, the opening adjustment portion 421 is configured such that the short side portion 438 of the butterfly valve 439 falls toward the opening 20 a around the rotation shaft 440 and closes a part of the opening 20 a. By opening the remaining part, the opening area of the opening 20a is maximized. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and travels between the crank chambers 4 increases. On the other hand, as shown in FIGS. 19 and 20, the opening degree adjusting unit 421 is configured such that the rotating shaft 440 is rotated by the opening degree adjusting driving unit 25, and the long side portion 437 of the butterfly valve 439 is opened around the rotating shaft 440. The opening area of the opening 20a is reduced by opening the portion where the short side portion 438 is closed and closing the remaining portion. As a result, the amount of air that flows into the communication passage 20 through the opening 20a and goes back and forth between the crank chambers 4 is reduced. The butterfly valve 439 is provided so that the long side portion 437 and the short side portion 438 are always located in the communication path 20, and the long side portion 437 and the short side are also rotated when being rotated by the opening adjustment drive unit 25. The portion 438 is prevented from protruding from the opening 20a to the crank chamber 4 side. Thereby, the clearance from the track | orbit of the connecting rod 17 and the counterweight 10a rotating in the crank chamber 4 to the opening 20a can be made small, and the engine 401 can be reduced in size.

以上で説明した本発明の実施例4に係るエンジン401によれば、開度調整部421は、回転軸440に固定され、該回転軸440から一端部437aまでの長さと他端部438aまでの長さとが異なると共に固定部分で折れ曲がったバタフライバルブ439を有し、該バタフライバルブ439の一端部437a側の長辺部437又は他端部438a側の短辺部438により連通路20の開口20aを閉鎖することで開口面積を変更可能である。したがって、回転軸440が回転して、バタフライバルブ439の短辺部438が回転軸440を中心として開口20aに向かって倒れ、短辺部438により開口20aの一部を閉鎖することで、開口20aの開口面積を最大にするので、各クランク室4を行き来する空気の量を多くすることができる一方、長辺部437が回転軸440を中心として開口20aに向かって倒れ、短辺部438が閉鎖していた部分を開放し、残りの部分を閉鎖することで、開口20aの開口面積を小さくするので、各クランク室4を行き来する空気の量を少なくすることができる。そして、例えば、ロータリーバルブ23を用いていた実施例1の開度調整部21と比較して、この開度調整部421を比較的簡単な構造とした上で適切に連通路20の開度を調整することができ、また、上述した連通孔30のように所定の位置に設けるために高い精度もいらないことから、高い加工精度が必要な部分も少なくすることができる。さらに、バタフライバルブ439による開度調整部421を用いることで、連通路20の通路断面を実施例1のように円形状にする必要が無く、連通路20の設置スペースに応じて半円形状等の形状に適宜設定することができるので、エンジン401をより小型化することができ、設計上の自由度も向上することができる。   According to the engine 401 according to the fourth embodiment of the present invention described above, the opening degree adjusting unit 421 is fixed to the rotating shaft 440, and the length from the rotating shaft 440 to the one end 437a and the other end 438a. The butterfly valve 439 has a different length and is bent at a fixed portion, and the opening 20a of the communication path 20 is formed by the long side 437 on the one end 437a side or the short side 438 on the other end 438a side of the butterfly valve 439. The opening area can be changed by closing. Accordingly, the rotating shaft 440 rotates, the short side portion 438 of the butterfly valve 439 falls toward the opening 20a around the rotating shaft 440, and a part of the opening 20a is closed by the short side portion 438, whereby the opening 20a Therefore, the amount of air traveling back and forth in each crank chamber 4 can be increased, while the long side portion 437 falls toward the opening 20a around the rotation shaft 440, and the short side portion 438 By opening the closed part and closing the remaining part, the opening area of the opening 20a is reduced, so that the amount of air traveling between the crank chambers 4 can be reduced. And, for example, compared with the opening degree adjusting part 21 of the first embodiment that uses the rotary valve 23, the opening degree of the communication path 20 is appropriately set with this opening degree adjusting part 421 having a relatively simple structure. In addition, since it is not necessary to provide high accuracy for providing it at a predetermined position like the communication hole 30 described above, it is possible to reduce a portion that requires high processing accuracy. Furthermore, by using the opening degree adjustment part 421 by the butterfly valve 439, it is not necessary to make the cross section of the communication path 20 circular as in the first embodiment, and a semicircular shape or the like according to the installation space of the communication path 20 Therefore, the engine 401 can be further downsized and the degree of freedom in design can be improved.

また、クランク室4内で回転しているコネクティングロッド17やカウンタウェイト10aの軌道から開口20aまでのクリアランスが十分確保されている場合には、バタフライバルブ439を短辺部438(あるいは長辺部437)がクランク室4側に出るまで回転させることも可能である。この場合、図17に破線で示すように、バタフライバルブ439を短辺部438がクランク室4側に出るまで回転させて開口20aの全面を開放することで、エンジン401の特性に応じて最大開度をさらに大きくすることができる。さらに、この場合、長辺部437における回転軸440の回転中心から端部437aまでの長さをより短くすることができるので、連通路20の通路断面をより偏平にすることが可能となり、連通路20のシリンダブロック12外方への出っ張りをより小さくすることができるので、エンジン401をより小型化することができる。   Further, when the clearance from the track of the connecting rod 17 and the counterweight 10a rotating in the crank chamber 4 to the opening 20a is sufficiently secured, the butterfly valve 439 is connected to the short side portion 438 (or the long side portion 437). ) Can be rotated until it comes out to the crank chamber 4 side. In this case, as shown by a broken line in FIG. 17, the butterfly valve 439 is rotated until the short side portion 438 comes out to the crank chamber 4 side to open the entire surface of the opening 20 a, so that the maximum opening is achieved according to the characteristics of the engine 401. The degree can be further increased. Furthermore, in this case, since the length from the rotation center of the rotating shaft 440 to the end portion 437a in the long side portion 437 can be further shortened, the passage cross section of the communication passage 20 can be made flatter, and the communication can be made. Since the protrusion of the passage 20 to the outside of the cylinder block 12 can be further reduced, the engine 401 can be further downsized.

なお、上述した本発明の実施例に係るエンジンは、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、エンジン1、201、301、401は、直噴型エンジンとして説明したがポート噴射型のエンジンでもよい。また、以上の説明では、開度調整駆動部25は、バキュームアクチュエータ26等を有し機械的に開度調整部21、221、321、421を駆動するものとして説明したが、モータ等により電気的に駆動するようにしてもよい。また、以上の説明では、開口20aは楕円形状又は矩形状に形成するものとして説明したが、他の形状に形成してもよい。   The engine according to the embodiment of the present invention described above is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description, the engines 1, 201, 301, and 401 have been described as direct injection engines, but may be port injection engines. In the above description, the opening adjustment drive unit 25 has been described as having the vacuum actuator 26 and the like and mechanically driving the opening adjustment units 21, 221, 321, and 421. May be driven. In the above description, the opening 20a has been described as being formed in an elliptical shape or a rectangular shape, but may be formed in other shapes.

また、以上の説明では、各クランク室4を連通する連通路20の開口20aは、ボア壁面3aの下端部3bとクランク室壁面4aの上端部4bにかかるように形成されるものとして説明したがこれに限らない。また、開口20aがクランクシャフト10の回転方向を向いていなくとも良い。また、以上の説明では、ECU22は、エンジン回転数が低回転域であるときに連通路20の開度を最大とし、それ以外の中・高回転域であるときに連通路20の開度を最小とするものとして説明したが、本発明を適用するエンジンの連通路開度−ポンピングロスグラフの特性に応じて、例えば、中回転域のときに連通路20の開度を最大とするようにしてもよい。また、以上の説明では、連通路20の開度は、最大開度と最小開度の2段階を用いるものとして説明したが、中間開度も用いて3段階としてもよいし、回転数に応じてリニアに開度を調整するようにしてもよい。また、連通路20は、バルクヘッド16を貫通するように設けてもよい。さらに、開度調整部21、221、321、421は、各クランク室4に対応して個別に連通路20の開度を調整するようにしてもよい。   In the above description, the opening 20a of the communication passage 20 communicating with each crank chamber 4 is described as being formed so as to cover the lower end portion 3b of the bore wall surface 3a and the upper end portion 4b of the crank chamber wall surface 4a. Not limited to this. Further, the opening 20a does not have to face the rotation direction of the crankshaft 10. Further, in the above description, the ECU 22 maximizes the opening degree of the communication path 20 when the engine speed is in the low rotation range, and sets the opening degree of the communication path 20 when it is in the other medium / high rotation range. Although described as a minimum, according to the characteristics of the communication passage opening-pumping loss graph of the engine to which the present invention is applied, for example, the opening of the communication passage 20 is maximized in the middle rotation range. May be. In the above description, the opening degree of the communication path 20 has been described as using two stages of the maximum opening degree and the minimum opening degree. The opening degree may be adjusted linearly. Further, the communication path 20 may be provided so as to penetrate the bulkhead 16. Further, the opening degree adjustment units 21, 221, 321, 421 may individually adjust the opening degree of the communication passage 20 corresponding to each crank chamber 4.

以上のように、本発明に係る内燃機関は、各クランク室を連通路により連通し、この連通路の開度をエンジン回転数に応じて調整することで、全回転域にわたって効果的にポンピングロスを低減することができるものであり、ピストンが2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行う、いわゆる4サイクル内燃機関に用いて好適である。   As described above, the internal combustion engine according to the present invention communicates the crank chambers with the communication passages, and effectively adjusts the opening degree of the communication passages according to the engine speed, thereby effectively reducing the pumping loss over the entire rotation range. This is suitable for a so-called four-cycle internal combustion engine that performs a series of four strokes consisting of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while the piston reciprocates twice.

本発明の実施例1に係るエンジンの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンのシリンダブロックの側面図である。It is a side view of the cylinder block of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの開度調整駆動部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the opening degree adjustment drive part of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows opening at the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るエンジンの連通路開度とポンピングロスとの関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the communicating path opening degree of an engine which concerns on Example 1 of this invention, and a pumping loss. 本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最大開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最大開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the maximum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最小開度時を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係るエンジンの連通路の最小開度時の開口を示す正面図である。It is a front view which shows the opening at the time of the minimum opening degree of the communicating path of the engine which concerns on Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、201、301、401 エンジン
2 ピストン
3 シリンダボア
3a ボア壁面
3b 下端部
4 クランク室
4a クランク室壁面
4b 上端部
5 燃焼室
6 吸気ポート
7 排気ポート
8 インジェクタ
9 点火プラグ
10 クランクシャフト
11 シリンダヘッド
12 シリンダブロック
16 バルクヘッド
20 連通路
20a 開口
21、221、321、421 開度調整部(開度調整手段)
22 ECU(制御手段)
23 ロータリーバルブ
25 開度調整駆動部
29 外周面
30 連通孔
232 回転軸
233 フラッパバルブ
233a 基端部
233b 先端部
334 スライドバルブ
335 駆動軸
437a、438a 端部
437 長辺部
438 短辺部
439 バタフライバルブ
440 回転軸
1, 201, 301, 401 Engine 2 Piston 3 Cylinder bore 3a Bore wall surface 3b Lower end portion 4 Crank chamber 4a Crank chamber wall surface 4b Upper end portion 5 Combustion chamber 6 Intake port 7 Exhaust port 8 Injector 9 Spark plug 10 Crankshaft 11 Cylinder head 12 Cylinder Block 16 Bulkhead 20 Communication path 20a Openings 21, 221, 321, 421 Opening adjustment unit (opening adjustment means)
22 ECU (control means)
23 Rotary valve 25 Opening adjustment drive portion 29 Outer peripheral surface 30 Communication hole 232 Rotating shaft 233 Flapper valve 233a Base end portion 233b Tip end portion 334 Slide valve 335 Drive shaft 437a, 438a End portion 437 Long side portion 438 Short side portion 439 Butterfly valve 440 rotation axis

Claims (9)

ピストンが各々往復移動可能な複数のシリンダボアと、
前記ピストンの移動方向の一方側に設けられると共に吸気ポート及び排気ポートが連通される複数の燃焼室と、
前記ピストンの移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室と、
前記複数のクランク室を貫通して設けられると共に前記ピストンの往復運動に連動して回転可能なクランクシャフトと、
前記複数のクランク室を開口をもって連通する連通路と、
前記連通路の開度を調整可能な開度調整手段と、
前記クランクシャフトの回転速度に応じて前記開度調整手段による前記連通路の開度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする、
内燃機関。
A plurality of cylinder bores each capable of reciprocating pistons;
A plurality of combustion chambers provided on one side of the moving direction of the piston and communicating with an intake port and an exhaust port;
A plurality of crank chambers provided on the other side of the moving direction of the piston;
A crankshaft provided through the plurality of crank chambers and rotatable in conjunction with reciprocation of the piston;
A communication passage communicating the plurality of crank chambers with openings;
Opening degree adjusting means capable of adjusting the opening degree of the communication path;
Control means for controlling the opening degree of the communication path by the opening degree adjusting means according to the rotational speed of the crankshaft,
Internal combustion engine.
前記複数のシリンダボアを形成するボア壁面と、該ボア壁面の下端部に連続すると共に前記複数のクランク室を形成するクランク室壁面を有するシリンダブロックを備え、
前記連通路の開口は、前記ボア壁面の前記下端部に設けられることを特徴とする、
請求項1に記載の内燃機関。
A bore wall surface forming the plurality of cylinder bores, and a cylinder block having a crank chamber wall surface continuous with a lower end portion of the bore wall surface and forming the plurality of crank chambers,
The opening of the communication path is provided in the lower end portion of the bore wall surface,
The internal combustion engine according to claim 1.
前記連通路の開口は、前記クランクシャフトの回転方向を向いていることを特徴とする、
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。
The opening of the communication path is directed to the rotation direction of the crankshaft,
The internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記制御手段は、前記クランクシャフトの回転速度が低速域であるときに前記開度調整手段による前記連通路の開度が最大となるように制御し、前記クランクシャフトの回転速度が高速域であるときに前記開度調整手段による前記連通路の開度が最小となるように制御することを特徴とする、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の内燃機関。
The control means controls the opening degree of the communication path by the opening degree adjusting means to be maximized when the rotation speed of the crankshaft is in a low speed range, and the rotation speed of the crankshaft is in a high speed range. Sometimes it is controlled so that the opening degree of the communication path by the opening degree adjusting means is minimized,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記開度調整手段による前記連通路の最大開度は、前記開口が形成される壁面の強度に応じて設定され、最小開度は、前記クランク室内の負圧に応じて設定されることを特徴とする、
請求項4に記載の内燃機関。
The maximum opening of the communication path by the opening adjustment means is set according to the strength of the wall surface on which the opening is formed, and the minimum opening is set according to the negative pressure in the crank chamber. And
The internal combustion engine according to claim 4.
前記開度調整手段は、円筒形に形成され、前記連通路内に周方向に回転可能に設けられると共に外周面に連通孔が設けられたロータリーバルブを有し、該ロータリーバルブが回転して前記外周面及び前記連通孔により前記連通路の前記開口を閉鎖及び開放することで開口面積を変更可能であることを特徴とする、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の内燃機関。
The opening adjusting means has a rotary valve formed in a cylindrical shape and provided rotatably in the circumferential direction in the communication path and provided with a communication hole in the outer peripheral surface. The opening area can be changed by closing and opening the opening of the communication path by an outer peripheral surface and the communication hole,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
前記開度調整手段は、基端部が回転軸に固定され、先端部が前記連通路の内面に沿って回動可能なフラッパバルブを有し、該フラッパバルブが前記回転軸の回転に伴って回動することで前記連通路の前記開口における通路面積を変更可能であることを特徴とする、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の内燃機関。
The opening degree adjusting means includes a flapper valve having a base end portion fixed to a rotation shaft and a tip end portion rotatable along the inner surface of the communication path, and the flapper valve is rotated along with the rotation of the rotation shaft. It is possible to change the passage area in the opening of the communication passage by rotating,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
前記開度調整手段は、前記連通路の前記開口上に上下移動可能なスライドバルブを有し、該スライドバルブが前記上下移動することで前記連通路の前記開口の開口面積を変更可能であることを特徴とする、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の内燃機関。
The opening degree adjusting means has a slide valve that can move up and down on the opening of the communication path, and the opening area of the opening of the communication path can be changed by the vertical movement of the slide valve. Characterized by the
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
前記開度調整手段は、回転軸に固定され、該回転軸から一端部までの長さと他端部までの長さとが異なると共に固定部分で折れ曲がったバタフライバルブを有し、該バタフライバルブの前記一端部側又は前記他端部側により前記連通路の前記開口を閉鎖することで開口面積を変更可能であることを特徴とする、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の内燃機関。
The opening degree adjusting means includes a butterfly valve fixed to a rotating shaft, having a different length from the rotating shaft to one end and a length from the other end and being bent at the fixed portion, and the one end of the butterfly valve The opening area can be changed by closing the opening of the communication path on the part side or the other end side,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
JP2006175589A 2006-06-26 2006-06-26 Internal combustion engine Pending JP2008002442A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006175589A JP2008002442A (en) 2006-06-26 2006-06-26 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006175589A JP2008002442A (en) 2006-06-26 2006-06-26 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008002442A true JP2008002442A (en) 2008-01-10

Family

ID=39007019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006175589A Pending JP2008002442A (en) 2006-06-26 2006-06-26 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008002442A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013996A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Toyota Motor Corp Engine lubricating device
JP2010174778A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Honda Motor Co Ltd Multi-cylinder internal combustion engine
JP2010180747A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Toyota Motor Corp Communicating structure between crankcases of multicylinder internal combustion engine
JP2013083216A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Toyota Motor Corp Stirling engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013996A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Toyota Motor Corp Engine lubricating device
JP2010174778A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Honda Motor Co Ltd Multi-cylinder internal combustion engine
JP2010180747A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Toyota Motor Corp Communicating structure between crankcases of multicylinder internal combustion engine
JP2013083216A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Toyota Motor Corp Stirling engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8118007B2 (en) Air intake device for internal combustion engine
CA2071458C (en) 4-cycle engine
JP2004278536A (en) Reciprocating internal combustion engine, its operation method, and stroke function adjusting apparatus of filling exchange valve
CN1082139C (en) Dual piston IC engine
KR20130111560A (en) Split-cycle air hybrid v-engine
KR20130099979A (en) Crossover passage sizing for split-cycle engine
US8833315B2 (en) Crossover passage sizing for split-cycle engine
JP2008002442A (en) Internal combustion engine
KR20160089385A (en) Internal combustion engine
JP2008025491A (en) Internal combustion engine
EP1039113A2 (en) Two-cycle internal combustion engine and scavenging pump for use in the same
JP2019183730A (en) Opposed piston internal combustion engine
KR100443153B1 (en) Internal Combustion Engine
WO2013054559A1 (en) Inverted v-twin type substantially opposed engine
EP1439286B1 (en) Internal combustion engine with decompression device
KR950033006A (en) Internal combustion engines with variable piston offset
US7210446B2 (en) V-twin configuration having rotary mechanical field assembly
CN1877089A (en) Variable valve apparatus of internal combustion engine
EP0971116B1 (en) Internal combustion engine
KR20040080866A (en) Axial flow 4 stroke reciprocating engine
US7188598B2 (en) Rotary mechanical field assembly
JP2019203474A (en) Air intake device of internal combustion engine
JP3089577B2 (en) Engine supercharger
JPH05302521A (en) Scavenging device of two-cycle engine
US10253680B2 (en) Internal combustion engine having fuel/air induction system