JP2015117693A - 可変圧縮比エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が向上し、機構作動のための動力損失を減らすことができ、応答性が向上した可変圧縮比エンジンを提供する。【解決手段】本発明は、エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、可変チャンバーハウジングと結合する油圧シリンダーと、チャンバープランジャーと連結する油圧ピストンと、油圧ピストンと連結したコントロールプランジャーと、コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能なコントロールシリンダーと、コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、コントロールシリンダーの相対位置によって選択的に第１作動チャンバーまたは第２作動チャンバーに制御油圧を供給するか、または第１作動チャンバーまたは第２作動チャンバーから制御油圧を解消する油圧ラインと、を含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、可変圧縮比エンジンに係り、より詳しくは、エンジンの燃焼衝撃を吸収して耐久性を向上させた可変圧縮比エンジンに関する。

一般に、内燃機関の圧縮比は、内燃機関の圧縮行程で燃焼室の圧縮前の最大容積と燃焼室の圧縮後の最小容積比で表される。
内燃機関の圧縮比を増加させれば内燃機関の出力が増大する。しかし、内燃機関の圧縮比が高過ぎれば、いわゆるノッキング現象が発生して、内燃機関の出力がむしろ低下するだけでなく、内燃機関の過熱、内燃機関のバルブあるいはピストンの故障などを招くことになる。
従って、内燃機関の圧縮比は、ノッキング現象が発生する前の適切な範囲内で特定の値に設定されており、内燃機関の負荷により圧縮比を適切に可変させれば、内燃機関の燃費および出力を向上させることができるので、内燃機関の圧縮比を可変にできる様々な方案が提案されている。

内燃機関の圧縮比を可変にする方法としては、主に圧縮行程で燃焼室の容積を変化させる方法が採択されている。
例えば、圧縮行程でピストンの上死点の高さを変更させるか、あるいはシリンダーヘッドに設けた副燃焼室の容積を増減させる方法を提案している。
ピストンの上死点の高さを変更させる方式は、内燃機関の構造が複雑になる傾向があり、シリンダーヘッドに副燃焼室を設けて圧縮比を変化させる方が構造が簡単で、かつ燃費の改善効果も優れている。
しかし、燃焼による爆発衝撃が可変圧縮比装置を駆動する部品にそのまま伝達されて部品の寿命が短縮する問題がある。

特開２００９−０３６１８８号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的とするところは、燃焼による爆発衝撃を吸収する油圧チャンバーが具備されて耐久性が向上し、機構作動のための動力損失を減らすことができ、応答性が向上した可変圧縮比エンジンを提供することにある。

本発明は、エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
前記可変チャンバーハウジングと結合する油圧シリンダーと、
前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結する油圧ピストンと、
前記油圧ピストンと連結したコントロールプランジャーと、
前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能なコントロールシリンダーと、
前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
前記コントロールシリンダーの相対位置によって選択的に前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーに制御油圧を供給するか、または前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーから制御油圧を解消する油圧ラインと、
を含むことを特徴とする。

前記コントロールシリンダーには、
制御油圧の供給を受ける供給ポートと、
制御油圧が排出されるように形成された第１排出ポートおよび第２排出ポートと、
前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートと、
前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートと、
が形成され、
前記コントロールプランジャーには、
第１、２ランドが形成され、
前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通し、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通するか、または前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通し、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通することを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通して前記第１作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通して前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２排出ポートを通じて解消されるとを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通して前記第２作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通して前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１排出ポートを通じて解消されることを特徴とする。

前記圧縮比制御部は、
コントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトと結合した偏心カムと、
前記コントロールシリンダーと連結し、前記偏心カムに回転可能に結合し、前記コントロールシャフトの選択的な回転により前記コントロールシリンダーの相対的な位置を変化させる連結リンクと、
を含むことを特徴とする。

前記圧縮比制御部は、
前記コントロールシリンダーと連結して選択的な回転により前記コントロールシリンダーの相対的な位置を変化させるクランク制御シャフト、
を含むことを特徴とする。

前記圧縮比制御部は、
前記コントロールシリンダーを弾性支持するコントロールシリンダースプリングと、
前記コントロールシリンダーを選択的に押し付けるコントロールカムと、
を含むことを特徴とする。

前記コントロールシリンダーには、
制御油圧の供給を受ける供給ポートと、
前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートと、
前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートと、
中立ポートが形成され、
前記油圧ラインは、
前記第１作動チャンバーと前記第１制御ポートを連結する第１油圧ラインと、
前記第２作動チャンバーと前記第２制御ポートを連結する第２油圧ラインと、
前記中立ポートと前記第１油圧ライン、または前記中立ポートと前記第２油圧ラインを連結する第３油圧ラインを含み、
前記コントロールプランジャーには、
第１、２ランドが形成され、
前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第１制御ポートが連通するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第２制御ポートが連通することを特徴とする。

前記可変圧縮比エンジンは、
前記第３油圧ラインと前記第１油圧ラインとの間に配置される第１チェックバルブと、
前記第３油圧ラインと前記第２油圧ラインとの間に配置される第２チェックバルブと、
を含み、
前記中立ポートから前記第１油圧ラインのみに制御油圧が供給可能であるか、 または前記中立ポートから前記第２油圧ラインのみに制御油圧が供給可能なことを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記中立ポートが連通して前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消されることを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記中立ポートが連通して前記中立ポートから制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする。

前記油圧シリンダー内部に具備され、前記油圧ピストンを前記燃焼室方向に弾性支持する油圧シリンダースプリング、
をさらに含むことを特徴とする。

前記第１、２チェックバルブは、油圧シリンダースプリングのセッティング弾性係数による圧力と前記燃焼室圧力により開閉されることを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動し、前記第１チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消されることを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動し、前記第２チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする。

エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
前記可変チャンバーハウジングと結合する油圧シリンダーと、
前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結する油圧ピストンと、
前記油圧ピストンと連結し、第１、２ランドが形成されたコントロールプランジャーと、
前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能であり、制御油圧の供給を受ける供給ポート、制御油圧が排出されるように形成された第１排出ポートおよび第２排出ポート、前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートおよび前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートが形成されたコントロールシリンダーと、
前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
前記コントロールシリンダーの相対位置によって選択的に前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーに制御油圧を供給するか、または前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーから制御油圧を解消する油圧ラインと、
を含み、
前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通し、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通するか、または前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通し、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通することを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通して前記第１作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通して前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２排出ポートを通じて解消され、
前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通して前記第２作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通して前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１排出ポートを通じて解消されることを特徴とする。

エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
前記可変チャンバーハウジングと結合し、油圧シリンダースプリングが具備された油圧シリンダーと、
前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結し、前記油圧シリンダースプリングによって前記燃焼室方向に弾性的に支持される油圧ピストンと、
前記油圧ピストンと連結し、第１、２ランドが形成されたコントロールプランジャーと、
前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能であり、制御油圧の供給を受ける供給ポート、前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポート、前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートおよび中立ポートが形成されたコントロールシリンダーと、
前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
前記第１作動チャンバーと前記第１制御ポートを連結する第１油圧ライン、前記第２作動チャンバーと前記第２制御ポートを連結する第２油圧ラインおよび前記中立ポートと前記第１油圧ラインまたは前記中立ポートと前記第２油圧ラインを連結する第３油圧ラインを含む油圧ラインと、
前記第３油圧ラインと前記第１油圧ラインとの間に配置される第１チェックバルブと、
前記第３油圧ラインと前記第２油圧ラインとの間に配置される第２チェックバルブと、
を含み、
前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第１制御ポートが連通するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第２制御ポートが連通することを特徴とする。

前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動し、前記第１チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消され、
前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動し、前記第２チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする。

本発明の可変圧縮比エンジンによると、油圧チャンバーが具備されて耐久性が向上し、機構作動のための動力損失を減らすことができ、応答性が向上する。

本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンの断面図である。 本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。 本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。 本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部の一例を示した図面である。 本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部の変形例を示した図面である。 本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部の変形例を示した図面である。 本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンの断面図である。 本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。 本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、本発明は、様々な異なる形態に具現することができ、以下で説明する実施例に限定されない。
明細書全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は、同一の構成要素を意味する。
図面から複数の層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」にあるという場合、これは、他の部分直上にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
反対にある部分が他の部分「直上に」あるという場合は、中間に他の部分がないことを意味する。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とすると、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

図１は、本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンの断面図であり、図２および図３は、本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。
図４は、本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部の一例を示した図面である。
図１乃至図４を参照して本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンを説明する。
本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジン１０は、一般的な点火プラグ２０が設置されたエンジンである。
本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンは、エンジンの燃焼室３０と連結する可変チャンバーハウジング４０、可変チャンバーハウジング４０にスライド可能に具備されている。

可変チャンバーハウジング４０と共に可変チャンバー４２を形成するチャンバープランジャー５０、可変チャンバーハウジング４０と結合する油圧シリンダー６０、油圧シリンダー６０内部にスライド可能に具備され、油圧シリンダー６０と共に第１、２作動チャンバー６２、６４を形成するスライダー７２が突出形成され、チャンバープランジャー５０と連結する油圧ピストン７０、油圧ピストン７０と連結したコーントロルプランジャー８０、コントロールプランジャー８０がその内部に具備され、コントロールプランジャー８０と相対的なスライドが可能なコントロールシリンダー９０、コントロールシリンダー９０をその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部１００およびコントロールシリンダー９０の相対位置によって選択的に第１作動チャンバー６２または第２作動チャンバー６４に制御油圧を供給するか、または第１作動チャンバー６２または第２作動チャンバー６４から制御油圧を解消する油圧ラインを含む。

コントロールシリンダー９０には、制御油圧の供給を受ける供給ポート９２、制御油圧が排出されるように形成された第１排出ポート９３および第２排出ポート９４、第１作動チャンバー６２と連通する第１制御ポート９６および第２作動チャンバー６４と連通する第２制御ポート９８が形成される。
コントロールプランジャー８０には、第１、２ランド８２、８４が形成され、コントロールプランジャー８０とコントロールシリンダー９０の相対的な位置によって第１、２ランド８２、８４が第１、２制御ポート９６、９８を遮断するか、供給ポート９２と第１制御ポート９６が連通し、第２制御ポート９８と第２排出ポート９４が連通するか、または供給ポート９２と第２制御ポート９８が連通し、第１制御ポート９６と第１排出ポート９３が連通する。

オイルポンプ１３０がオイル供給ライン１３２を通じてオイルを供給すれば、供給ポート９２を通じてコントロールシリンダー９０に制御油圧が供給され、第１制御ポート９６と第１作動チャンバー６２は、第１オイルライン１３４を通じて連結し、第２制御ポート９８は、第２作動チャンバー６４と第２オイルライン１３６を通じて連結する。
図１に示すように、コントロールプランジャー８０とコントロールシリンダー９０の相対的な位置によって第１、２ランド８２、８４が第１、２制御ポート９６、９８を遮断することができ、この状態で、第１、２作動チャンバー６２、６４に制御油圧が供給されるか、第１、２作動チャンバー６２、６４から制御油圧が解消されず、チャンバープランジャー５０の位置は固定される。

図２に示すように、圧縮比制御部１００の作動によってコントロールシリンダー９０が油圧ピストン７０方向に隣接するように移動すれば、供給ポート９２と第１制御ポート９６が連通して第１作動チャンバー６２に制御油圧が供給され、第２制御ポート９８と第２排出ポート９４が連通して第２作動チャンバー６４の制御油圧が第２排出ポート９４を通じて解消されることができる。
第１作動チャンバー６２に制御油圧が供給され、第２作動チャンバー６４の制御油圧が解消されれば、油圧ピストン７０が燃焼室３０方向に移動し、油圧ピストン７０と連結したチャンバープランジャー５０も燃焼室３０方向に移動して圧縮比が高くなり、それによりエンジンの燃費を改善することができる。

油圧ピストン７０が燃焼室３０方向に移動すれば、コントロールプランジャー８０も燃焼室３０方向に移動し、第１、２ランド８２、８４が第１、２制御ポート９６、９８を遮断することができる。この状態では、第１、２作動チャンバー６２、６４に制御油圧が供給されるか、第１、２作動チャンバー６２、６４から制御油圧が解消されず、チャンバープランジャー５０の位置は固定される。
図３に示すように、圧縮比制御部１００の作動によってコントロールシリンダー９０が油圧ピストン７０から離れる方向に移動すれば、供給ポート９２と第２制御ポート９８が連通して第２作動チャンバー６４に制御油圧が供給され、第１制御ポート９６と第１排出ポート９３が連通して第１作動チャンバー６２の制御油圧が第１排出ポート９３を通じて解消されることができる。

第１作動チャンバー６２の制御油圧が解消され、第２作動チャンバー６４に制御油圧が供給されれば、油圧ピストン７０が燃焼室３０方向と反対方向に移動し、油圧ピストン７０と連結したチャンバープランジャー５０も燃焼室３０の反対方向に移動して圧縮比が低くなり、それにより出力トルクを向上させる。
油圧ピストン７０が燃焼室３０の反対方向に移動すれば、コントロールプランジャー８０も燃焼室３０の反対方向に移動し、第１、２ランド８２、８４が第１、２制御ポート９６、９８を遮断することができる。この状態では、第１、２作動チャンバー６２、６４に制御油圧が供給されるか、第１、２作動チャンバー６２、６４から制御油圧が解消されず、チャンバープランジャー５０の位置は固定される。

以下、図４を参照して、圧縮比制御部１００の構成を説明する。
本発明の一つまたは多数の実施例に係る圧縮比制御部１００は、コントロールシャフト１０２、コントロールシャフト１０２と結合した偏心カム１０４およびコントロールシリンダー９０と連結し、偏心カム１０４に回転可能に結合し、コントロールシャフト１０２の選択的な回転によりコントロールシリンダー９０の相対的な位置を可変させる連結リンク１０６を含む。
連結リンク１０６とコントロールシリンダー９０は、連結ピン１０８で連結することができる。
コントロールシャフト１０２には、ウォーム１１４と噛合ったウォームホィール１１２が取り付けられ、ウォーム１１４を駆動する駆動モータ１１６の作動でコントロールシャフト１０２がコントロールシリンダー９０の相対的な位置を調節することができる。

図５は、本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部の変形例を示した図面である。
図５に示す通り、圧縮比制御部１４０は、コントロールシリンダー９０と連結し、選択的な回転によりコントロールシリンダー９０の相対的な位置を可変させるクランク制御シャフト１４６を含むことができる。
クランク制御シャフト１４６には、ウォーム１４４と噛合ったウォームホィール１１２が取り付けられ、ウォーム１４４を駆動する駆動モータ１１６の作動でクランク制御シャフト１４６がコントロールシリンダー９０の相対的な位置を調節することができる。

図６は、本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンに適用される圧縮比制御部のまた他の変形例を示した図面である。
図６に示す通り、圧縮比制御部１６０は、コントロールシリンダー９０を弾性支持するコントロールシリンダースプリング１６４およびコントロールシリンダー９０を選択的に押し付けるコントロールカム１６２を含む。
コントロールカム１６２の選択的な回転によりコントロールシリンダー９０の相対的な位置が調節される。

図７は、本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンの断面図であり、図８および図９は、本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンの作動を示した図面である。
本発明の第２実施例に係る可変圧縮比エンジンは、上記で説明した本発明の第１実施例に係る可変圧縮比エンジンと圧縮比制御部およびチャンバープランジャー５０の構成などは同一であり、その作動も同一であるので、それに対する説明は省略し、他の部分についてのみ説明する。
上記で説明した可変チャンバーハウジング４０と油圧シリンダー２２０が結合し、油圧シリンダー２２０と共に第１、２作動チャンバー２２２、２２４を形成するスライダー２１２が突出形成された油圧ピストン２１０が油圧シリンダー２２０内部にスライド可能に具備される。

油圧ピストン２１０とコントロールプランジャー２４０が連結し、コントロールプランジャー２４０は、コントロールシリンダー２５０内部に具備され、コントロールシリンダー２５０は、上記で説明した圧縮比制御部１００、１４０、１６０の作動でその相対的な位置が可変とされる。
コントロールシリンダー２５０には、制御油圧の供給を受ける供給ポート２５２、第１作動チャンバー２２２と連通する第１制御ポート２５４、第２作動チャンバー２２４と連通する第２制御ポート２５６および中立ポート２５８が形成される。

オイルポンプ２６０がオイル供給ライン２６２を通じて供給ポート２５２にオイルを供給し、第１作動チャンバー２２２と第１制御ポート２５４を第１油圧ライン２６４が連結し、第２作動チャンバー２２４と第２制御ポート２５６を第２油圧ライン２６６が連結し、中立ポート２５８と第１油圧ライン２６４または中立ポート２５８と第２油圧ライン２６６は、第３油圧ライン２６８を通じて連結される。
コントロールプランジャー２４０には、第１、２ランド２４２、２４４が形成され、コントロールプランジャー２４０とコントロールシリンダー２５０の相対的な位置によって第１、２ランド２４２、２４４が第１、２制御ポート２５４、２５６を遮断するか、または供給ポート２５２、中立ポート２５８および第１制御ポート２５４が連通するか、または供給ポート２５２、中立ポート２５８および第２ポート２５６が連通することができる。

可変圧縮比エンジンは、第３油圧ライン２６８と第１油圧ライン２６４との間に配置される第１チェックバルブ２７０および第３油圧ライン２６８と第２油圧ライン２６６との間に配置される第２チェックバルブ２７２を含み、中立ポート２５８から第１油圧ライン２６４のみに制御油圧が供給可能であるか、または中立ポート２５８から第２油圧ライン２６６のみに制御油圧が供給可能である。
図９に示すように、圧縮比制御部１００、１４０、１６０の作動によってコントロールシリンダー２５０が油圧ピストン２１０方向に隣接するように移動すれば、供給ポート２５２と中立ポート２５８が連通し、中立ポート２５８からの制御油圧が第１作動チャンバー２２２に供給され、第２作動チャンバー２２４の制御油圧が第２制御ポート２５６を通じて解消される。

図８に示すように、圧縮比制御部１００、１４０、１６０の作動によってコントロールシリンダー２５０が油圧ピストン２１０から離れる方向に移動すれば、供給ポート２５２と中立ポート２５８が連通し、中立ポート２５８から制御油圧が第２作動チャンバー２２４に供給され、第１作動チャンバー２２２の制御油圧が第１制御ポート２５４を通じて解消される。
油圧シリンダー２２０内部には、油圧ピストン２１０を燃焼室３０方向に弾性支持する油圧シリンダースプリング２３０が具備され、第１、２チェックバルブ２７０、２７２は、油圧シリンダースプリング２３０のセッティング弾性係数による圧力と燃焼室３０の圧力により開閉される。

即ち、油圧シリンダースプリング２３０が油圧ピストン２１０を押している状態で、燃焼室３０の圧力が燃料の爆発によって増加すれば、第１作動チャンバー２２２の圧力が高くなり、第１作動チャンバー２２２のオイルが図８の矢印方向に伝達される。
図８に示すように、圧縮比制御部１００、１４０、１６０の作動によってコントロールシリンダー２５０が油圧ピストン２１０から離れる方向に移動すれば、第２チェックバルブ２７２が開かれる。
この時、燃焼室３０の圧力が油圧シリンダースプリング２３０のセッティング圧力、例えば５ｂａｒより高くなると、第２作動チャンバー２２４の圧力が第１作動チャンバー２２２より低くなり、第１作動チャンバー２２２のオイルが矢印方向に移動しながら油圧ピストン２１０が上昇して、圧縮比を低くする。それにより、出力トルクを向上させる。

また、燃焼室３０の圧力が油圧シリンダースプリング２３０のセッティング圧力、例えば５ｂａｒより低くなると、第２チェックバルブ２７２が閉じられ、第２制御ポート２５６が閉じられて油圧ピストン２１０の動きが制限される。
油圧ピストン２１０が燃焼室３０の反対方向に移動すれば、コントロールプランジャー２４０も燃焼室３０の反対方向に移動し、第１、２ランド２４２、２４４が第１、２制御ポート２５４、２５６を遮断することができる。この状態では、第１、２作動チャンバー２２２、２２４に制御油圧が供給されるか、第１、２作動チャンバー２２２、２２４から制御油圧が解消されず、チャンバープランジャー５０の位置は固定される。

図９に示すように、圧縮比制御部１００、１４０、１６０の作動によってコントロールシリンダー２５０が油圧ピストン２１０方向に隣接するように移動すれば、第１チェックバルブ２７０が開かれる。
この時、燃焼室３０の圧力が油圧シリンダースプリング２３０のセッティング圧力、例えば５ｂａｒより低くなると、第２作動チャンバー２２４の圧力が第１作動チャンバー２２２より高くなり、第２作動チャンバー２２４のオイルが矢印方向に移動しながら油圧ピストン２１０が下降して、圧縮比を高くする。それにより、エンジンの燃費を改善することができる。

また、燃焼室３０の圧力が油圧シリンダースプリング２３０のセッティング圧力、例えば５ｂａｒより高くなると、第１チェックバルブ２７０が閉じられ、第１制御ポート２５４が閉じられて油圧ピストン２１０の動きが制限される。
油圧ピストン２１０が燃焼室３０方向に移動すれば、コントロールプランジャー２４０も燃焼室３０方向に移動し、第１、２ランド２４２、２４４が第１、２制御ポート２５４、２５６を遮断することができる。この状態では、第１、２作動チャンバー２２２、２２４に制御油圧が供給されるか、第１、２作動チャンバー２２２、２２４から制御油圧が解消されず、チャンバープランジャー５０の位置は固定される。
上記で説明したように、本発明の実施例に係る可変圧縮比エンジンによると、油圧チャンバーが具備され、燃焼室の圧力に対する耐久性が向上する。
また、コントロールプランジャーとコントロールシリンダーの構成により、機構作動のための動力損失を減らすことができ、応答性が向上する。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０：エンジン
２０：点火プラグ
３０：燃焼室
３２：ピストン
４０：可変チャンバーハウジング
４２：可変チャンバー
５０：チャンバープランジャー
６０、２２０：油圧シリンダー
６２、２２２：第１作動チャンバー
６４、２２４：第２作動チャンバー
７０、２１０：油圧ピストン
７２：スライダー
８０、２４０：コントロールプランジャー
８２：第１ランド
８４：第２ランド
９０、２５０：コントロールシリンダー
９２、２５２：供給ポート
９３：第１排出ポート
９４：第２排出ポート
９６、２５４：第１制御ポート
９８、２５６：第２制御ポート
１００、１４０、１６０：圧縮比制御部
１０２：コントロールシャフト
１０４：偏心カム
１０６：連結リンク
１０８：連結ピン
１１２：ウォームホイール
１１４：ウォーム
１１６：駆動モータ
１３０、２６０：オイルポンプ
１３２、２６２：オイル供給ライン
１３４：第１オイルライン
１３６：第２オイルライン
１４０ 圧縮比制御部
１４４ ウォーム
１４６：クランク制御シャフト
１６２ コントロールカムを含む。
１６４ コントロールシリンダースプリング
２１０ 油圧ピストン
２１２ スライダー
２３０ 油圧シリンダースプリング
２４２第１ランド
２４４ 第２ランド
２５８ 中立ポート
２６４ 第１油圧ライン
２６６ 第２油圧ライン
２６８ 第３油圧ライン
２７０ 第１チェックバルブ
２７２ 第２チェックバルブ

Claims (19)

1. エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
   前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
   前記可変チャンバーハウジングと結合する油圧シリンダーと、
   前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結する油圧ピストンと、
   前記油圧ピストンと連結したコントロールプランジャーと、
   前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能なコントロールシリンダーと、
   前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
   前記コントロールシリンダーの相対位置によって選択的に前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーに制御油圧を供給するか、または前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーから制御油圧を解消する油圧ラインと、
   を含むことを特徴とする可変圧縮比エンジン。
2. 前記コントロールシリンダーには、
   制御油圧の供給を受ける供給ポートと、
   制御油圧が排出されるように形成された第１排出ポートおよび第２排出ポートと、
   前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートと、
   前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートと、
   が形成され、
   前記コントロールプランジャーには、
   第１、２ランドが形成され、
   前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通し、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通するか、または前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通し、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通することを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
3. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通して前記第１作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通して前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２排出ポートを通じて解消されるとを特徴とする請求項２に記載の可変圧縮比エンジン。
4. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通して前記第２作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通して前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１排出ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項２に記載の可変圧縮比エンジン。
5. 前記圧縮比制御部は、
   コントロールシャフトと、
   前記コントロールシャフトと結合した偏心カムと、
   前記コントロールシリンダーと連結し、前記偏心カムに回転可能に結合し、前記コントロールシャフトの選択的な回転により前記コントロールシリンダーの相対的な位置を変化させる連結リンクと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
6. 前記圧縮比制御部は、
   前記コントロールシリンダーと連結して選択的な回転により前記コントロールシリンダーの相対的な位置を変化させるクランク制御シャフト、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
7. 前記圧縮比制御部は、
   前記コントロールシリンダーを弾性支持するコントロールシリンダースプリングと、
   前記コントロールシリンダーを選択的に押し付けるコントロールカムと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
8. 前記コントロールシリンダーには、
   制御油圧の供給を受ける供給ポートと、
   前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートと、
   前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートと、
   中立ポートが形成され、
   前記油圧ラインは、
   前記第１作動チャンバーと前記第１制御ポートを連結する第１油圧ラインと、
   前記第２作動チャンバーと前記第２制御ポートを連結する第２油圧ラインと、
   前記中立ポートと前記第１油圧ライン、または前記中立ポートと前記第２油圧ラインを連結する第３油圧ラインを含み、
   前記コントロールプランジャーには、
   第１、２ランドが形成され、
   前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第１制御ポートが連通するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第２制御ポートが連通することを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
9. 前記可変圧縮比エンジンは、
   前記第３油圧ラインと前記第１油圧ラインとの間に配置される第１チェックバルブと、
   前記第３油圧ラインと前記第２油圧ラインとの間に配置される第２チェックバルブと、
   を含み、
   前記中立ポートから前記第１油圧ラインのみに制御油圧が供給可能であるか、 または前記中立ポートから前記第２油圧ラインのみに制御油圧が供給可能なことを特徴とする請求項８に記載の可変圧縮比エンジン。
10. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記中立ポートが連通して前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項９に記載の可変圧縮比エンジン。
11. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記中立ポートが連通して前記中立ポートから制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項９に記載の可変圧縮比エンジン。
12. 前記油圧シリンダー内部に具備され、前記油圧ピストンを前記燃焼室方向に弾性支持する油圧シリンダースプリング、
    をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の可変圧縮比エンジン。
13. 前記第１、２チェックバルブは、油圧シリンダースプリングのセッティング弾性係数による圧力と前記燃焼室圧力により開閉されることを特徴とする請求項１２に記載の可変圧縮比エンジン。
14. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動し、前記第１チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項１３に記載の可変圧縮比エンジン。
15. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動し、前記第２チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項１３に記載の可変圧縮比エンジン。
16. エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
    前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
    前記可変チャンバーハウジングと結合する油圧シリンダーと、
    前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結する油圧ピストンと、
    前記油圧ピストンと連結し、第１、２ランドが形成されたコントロールプランジャーと、
    前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能であり、制御油圧の供給を受ける供給ポート、制御油圧が排出されるように形成された第１排出ポートおよび第２排出ポート、前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポートおよび前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートが形成されたコントロールシリンダーと、
    前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
    前記コントロールシリンダーの相対位置によって選択的に前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーに制御油圧を供給するか、または前記第１作動チャンバーまたは前記第２作動チャンバーから制御油圧を解消する油圧ラインと、
    を含み、
    前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通し、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通するか、または前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通し、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通することを特徴とする可変圧縮比エンジン。
17. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動すれば、前記供給ポートと前記第１制御ポートが連通して前記第１作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第２制御ポートと前記第２排出ポートが連通して前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２排出ポートを通じて解消され、
    前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動すれば、前記供給ポートと前記第２制御ポートが連通して前記第２作動チャンバーに制御油圧が供給され、前記第１制御ポートと前記第１排出ポートが連通して前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１排出ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項１６に記載の可変圧縮比エンジン。
18. エンジンの燃焼室と連通する可変チャンバーハウジングと、
    前記可変チャンバーハウジングにスライド可能に具備され、前記可変チャンバーハウジングと共に可変チャンバーを形成するチャンバープランジャーと、
    前記可変チャンバーハウジングと結合し、油圧シリンダースプリングが具備された油圧シリンダーと、
    前記油圧シリンダー内部にスライド可能に具備され、前記油圧シリンダーと共に第１、２作動チャンバーを形成するスライダーが突出形成され、前記チャンバープランジャーと連結し、前記油圧シリンダースプリングによって前記燃焼室方向に弾性的に支持される油圧ピストンと、
    前記油圧ピストンと連結し、第１、２ランドが形成されたコントロールプランジャーと、
    前記コントロールプランジャーがその内部に具備され、前記コントロールプランジャーと相対的なスライドが可能であり、制御油圧の供給を受ける供給ポート、前記第１作動チャンバーと連通する第１制御ポート、前記第２作動チャンバーと連通する第２制御ポートおよび中立ポートが形成されたコントロールシリンダーと、
    前記コントロールシリンダーをその長さ方向に選択的に移動させる圧縮比制御部と、
    前記第１作動チャンバーと前記第１制御ポートを連結する第１油圧ライン、前記第２作動チャンバーと前記第２制御ポートを連結する第２油圧ラインおよび前記中立ポートと前記第１油圧ラインまたは前記中立ポートと前記第２油圧ラインを連結する第３油圧ラインを含む油圧ラインと、
    前記第３油圧ラインと前記第１油圧ラインとの間に配置される第１チェックバルブと、
    前記第３油圧ラインと前記第２油圧ラインとの間に配置される第２チェックバルブと、
    を含み、
    前記コントロールプランジャーと前記コントロールシリンダーの相対的な位置によって前記第１、２ランドが前記第１、２制御ポートを遮断するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第１制御ポートが連通するか、または前記供給ポート、前記中立ポートおよび前記第２制御ポートが連通することを特徴とする可変圧縮比エンジン。
19. 前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストン方向に隣接するように移動し、前記第１チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第１作動チャンバーに供給され、前記第２作動チャンバーの制御油圧が前記第２制御ポートを通じて解消され、
    前記圧縮比制御部の作動によって前記コントロールシリンダーが前記油圧ピストンから離れる方向に移動し、前記第２チェックバルブが開かれれば、前記中立ポートからの制御油圧が前記第２作動チャンバーに供給され、前記第１作動チャンバーの制御油圧が前記第１制御ポートを通じて解消されることを特徴とする請求項１８に記載の可変圧縮比エンジン。

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