JP2833103B2 - 可変圧縮比エンジン - Google Patents
可変圧縮比エンジンInfo
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- JP2833103B2 JP2833103B2 JP2035103A JP3510390A JP2833103B2 JP 2833103 B2 JP2833103 B2 JP 2833103B2 JP 2035103 A JP2035103 A JP 2035103A JP 3510390 A JP3510390 A JP 3510390A JP 2833103 B2 JP2833103 B2 JP 2833103B2
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- JP
- Japan
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- chamber
- sub
- combustion
- compression ratio
- moving body
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
- F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
- F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，直接噴射式又は副室式に変換できる可変
圧縮比エンジンに関する。
圧縮比エンジンに関する。
従来，特開昭56−146012号公報には，容積可変の燃焼
室を有するディーゼルエンジンについて開示されてい
る。該ディーゼルエンジンの操作方法は，シリンダ及び
該シリンダと連通する燃焼室を有し，該燃焼室内で燃料
リッチな燃焼を確保するためにエンジン負荷の変動に応
答して前記燃焼室の容積を変化させ，前記シリンダ内で
空気リッチな燃焼を起こさせるために前記燃焼室から燃
焼生成物を前記シリンダ内に膨張させて前記シリンダ内
の空気と混合させるものであり，それによってディーゼ
ルエンジンの燃焼効率を効果的に高め，好ましくない排
気放散物を低減したものである。
室を有するディーゼルエンジンについて開示されてい
る。該ディーゼルエンジンの操作方法は，シリンダ及び
該シリンダと連通する燃焼室を有し，該燃焼室内で燃料
リッチな燃焼を確保するためにエンジン負荷の変動に応
答して前記燃焼室の容積を変化させ，前記シリンダ内で
空気リッチな燃焼を起こさせるために前記燃焼室から燃
焼生成物を前記シリンダ内に膨張させて前記シリンダ内
の空気と混合させるものであり，それによってディーゼ
ルエンジンの燃焼効率を効果的に高め，好ましくない排
気放散物を低減したものである。
また，実開昭63−138443号公報には，圧縮着火式内燃
機関の圧縮比制御装置が開示されている。該圧縮比制御
装置は，圧縮比を可変にする圧縮比可変機構を有するも
のであり，エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と空燃比を検出する空燃比検出手段とを設け，これらの
検出手段の出力に基づいて前記可変機構が圧縮比を変え
るように構成したものである。
機関の圧縮比制御装置が開示されている。該圧縮比制御
装置は，圧縮比を可変にする圧縮比可変機構を有するも
のであり，エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と空燃比を検出する空燃比検出手段とを設け，これらの
検出手段の出力に基づいて前記可変機構が圧縮比を変え
るように構成したものである。
また，実開昭58−191346号公報には，機関燃焼室に面
して開口したシリンダ部と，前記シリンダ部に摺動自在
に嵌合する容積変更用ピストンと，該容積変更用ピスト
ンの位置を機関の運転状態に基づいて制御する圧縮比制
御装置とを備えた可変圧縮比内燃機関が開示されてい
る。
して開口したシリンダ部と，前記シリンダ部に摺動自在
に嵌合する容積変更用ピストンと，該容積変更用ピスト
ンの位置を機関の運転状態に基づいて制御する圧縮比制
御装置とを備えた可変圧縮比内燃機関が開示されてい
る。
また，実開昭60−77730号公報には，可変圧縮比ディ
ーゼルエンジンが開示されている。該ディーゼルエンジ
ンは，燃焼室と連通孔を介して連通する空気室を備え，
圧縮行程において連通孔から空気室に空気を流入させる
と共に，膨張行程において空気室内の貯留空気を連通孔
から燃焼室内に噴出させるものであり，空気室の容積を
変化させる容積可変機構と，エンジンの運転状態を検出
するセンサーと，該センサーの出力に応じ容積可変機構
を制御する制御装置を備えたものである。
ーゼルエンジンが開示されている。該ディーゼルエンジ
ンは，燃焼室と連通孔を介して連通する空気室を備え，
圧縮行程において連通孔から空気室に空気を流入させる
と共に，膨張行程において空気室内の貯留空気を連通孔
から燃焼室内に噴出させるものであり，空気室の容積を
変化させる容積可変機構と，エンジンの運転状態を検出
するセンサーと，該センサーの出力に応じ容積可変機構
を制御する制御装置を備えたものである。
しかしながら，前掲特開昭56−146012号公報に開示さ
れているディーゼルエンジンの操作方法，前掲実開昭63
−138443号公報に開示された圧縮着火式内燃機関の圧縮
比制御装置，前掲実開昭58−191346号公報に開示された
可変圧縮比内燃機関，及び前掲実開昭60−77730号公報
に開示された可変圧縮比ディーゼルエンジンは，いずれ
も副室の圧縮比を変更するだけのものであり，燃料噴射
ノズルの位置を変更して直接噴射式の燃焼方式又は副室
式の燃焼方式に変更するという技術的思想を有するもの
ではなく，副室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備え
たものではない。
れているディーゼルエンジンの操作方法，前掲実開昭63
−138443号公報に開示された圧縮着火式内燃機関の圧縮
比制御装置，前掲実開昭58−191346号公報に開示された
可変圧縮比内燃機関，及び前掲実開昭60−77730号公報
に開示された可変圧縮比ディーゼルエンジンは，いずれ
も副室の圧縮比を変更するだけのものであり，燃料噴射
ノズルの位置を変更して直接噴射式の燃焼方式又は副室
式の燃焼方式に変更するという技術的思想を有するもの
ではなく，副室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備え
たものではない。
この発明の目的は，上記の課題を解決することであ
り，直線噴射式燃焼又は副室式燃焼に変更可能に構成し
て副室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備えたエンジ
ンを提供するものであり，副室内に設けた移動体に燃料
噴射ノズルを取り付け，移動体の移動によって燃料噴射
ノズルを移動させ，燃焼噴射ノズルの噴口を副室に開口
させて副室式燃焼方式にするか，又は主室に開口させて
直接噴射式燃焼方式に変更可能にすると共に，該変更に
応じて副室即ち燃焼室の容積を変更するものであり，部
分負荷時には直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼室
の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼さ
せ,NOX,HC,未燃ガス等の発生を抑制すると共に，始動性
を向上させ，また，高負荷時には副室式燃焼を行わせる
と共に，燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入し
て低圧縮比で，高ブースト過給を行って燃焼させが，基
本的には副室式に変更されるため，高負荷時には前記副
室で主なる燃焼を行わせて，燃料リッチな燃焼により低
NOXとすることができ，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガ
ス等の排出を抑制することを特徴とする可変圧縮比エン
ジンを提供することである。
り，直線噴射式燃焼又は副室式燃焼に変更可能に構成し
て副室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備えたエンジ
ンを提供するものであり，副室内に設けた移動体に燃料
噴射ノズルを取り付け，移動体の移動によって燃料噴射
ノズルを移動させ，燃焼噴射ノズルの噴口を副室に開口
させて副室式燃焼方式にするか，又は主室に開口させて
直接噴射式燃焼方式に変更可能にすると共に，該変更に
応じて副室即ち燃焼室の容積を変更するものであり，部
分負荷時には直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼室
の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼さ
せ,NOX,HC,未燃ガス等の発生を抑制すると共に，始動性
を向上させ，また，高負荷時には副室式燃焼を行わせる
と共に，燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入し
て低圧縮比で，高ブースト過給を行って燃焼させが，基
本的には副室式に変更されるため，高負荷時には前記副
室で主なる燃焼を行わせて，燃料リッチな燃焼により低
NOXとすることができ，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガ
ス等の排出を抑制することを特徴とする可変圧縮比エン
ジンを提供することである。
この発明は，上記目的を達成するため，次のように構
成されている。即ち，この発明は，シリンダヘッドに配
置された副室を構成する副室壁体，前記副室と主室を連
通する連絡孔，前記副室壁体の壁面に沿って移動して副
室容積を変更させる移動体，前記移動体に取り付けられ
た燃焼噴射ノズル，及び前記移動体を上下動させて前記
燃焼噴射ノズルに設けた噴口の開口位置を前記主室と前
記副室とのいずれかに変更させる移動手段を具備し，前
記移動手段による前記移動体の下降によって前記噴口を
前記連絡孔を通過して前記主室に開口させると共に前記
副室容積を縮小させて前記噴口から燃料を前記主室に噴
射させる直接噴射式燃焼状態に設定し，また，前記移動
手段による前記移動体の上昇によって前記噴口を前記副
室内に開口させると共に前記副室容積を拡大させて前記
噴口から燃料を前記副室に噴射させる副室式燃焼状態に
設定することから成る可変圧縮比エンジンに関する。
成されている。即ち，この発明は，シリンダヘッドに配
置された副室を構成する副室壁体，前記副室と主室を連
通する連絡孔，前記副室壁体の壁面に沿って移動して副
室容積を変更させる移動体，前記移動体に取り付けられ
た燃焼噴射ノズル，及び前記移動体を上下動させて前記
燃焼噴射ノズルに設けた噴口の開口位置を前記主室と前
記副室とのいずれかに変更させる移動手段を具備し，前
記移動手段による前記移動体の下降によって前記噴口を
前記連絡孔を通過して前記主室に開口させると共に前記
副室容積を縮小させて前記噴口から燃料を前記主室に噴
射させる直接噴射式燃焼状態に設定し，また，前記移動
手段による前記移動体の上昇によって前記噴口を前記副
室内に開口させると共に前記副室容積を拡大させて前記
噴口から燃料を前記副室に噴射させる副室式燃焼状態に
設定することから成る可変圧縮比エンジンに関する。
また，この可変圧縮比エンジンにおいて，エンジンの
作動状態を検出するセンサー，及び前記噴口を前記主室
に開口させて前記直接噴射式燃焼状態又は前記噴口を前
記副室に開口させて前記副室式燃焼状態に変更すると共
に圧縮比を変更するため，前記センサーによる検出信号
に応答して前記移動体を上下移動させるため前記移動手
段を制御するコントローラ，を有するものである。
作動状態を検出するセンサー，及び前記噴口を前記主室
に開口させて前記直接噴射式燃焼状態又は前記噴口を前
記副室に開口させて前記副室式燃焼状態に変更すると共
に圧縮比を変更するため，前記センサーによる検出信号
に応答して前記移動体を上下移動させるため前記移動手
段を制御するコントローラ，を有するものである。
この発明による可変圧縮比エンジンは，上記のように
構成され，次のように作用する。即ち，この可変圧縮比
エンジンは，副室壁体内を移動できる移動体に燃料噴射
ノズルを取り付け，該移動体を移動手段によって副室内
で移動させることによって燃料噴射ノズルを移動させ
る。従って，前記移動体の副室壁体の壁面に沿って移動
させることによって副室即ち燃焼室の容積を縮小し且つ
前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する位置へ下降
させたり，又は前記副室即ち燃焼室の容積を拡大し且つ
前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させることが
できる。それ故，エンジンの部分負荷時即ち低負荷時に
は，直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼室の容積を
小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼させること
ができる。また，エンジンの高負荷時には，副室式燃焼
を行わせると共に，燃焼室の容積を大きくして低圧縮比
で高ブースト過給を行って燃焼させ，前記副室で主なる
燃焼を行わせることができる。
構成され，次のように作用する。即ち，この可変圧縮比
エンジンは，副室壁体内を移動できる移動体に燃料噴射
ノズルを取り付け，該移動体を移動手段によって副室内
で移動させることによって燃料噴射ノズルを移動させ
る。従って，前記移動体の副室壁体の壁面に沿って移動
させることによって副室即ち燃焼室の容積を縮小し且つ
前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する位置へ下降
させたり，又は前記副室即ち燃焼室の容積を拡大し且つ
前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させることが
できる。それ故，エンジンの部分負荷時即ち低負荷時に
は，直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼室の容積を
小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼させること
ができる。また，エンジンの高負荷時には，副室式燃焼
を行わせると共に，燃焼室の容積を大きくして低圧縮比
で高ブースト過給を行って燃焼させ，前記副室で主なる
燃焼を行わせることができる。
以下，図面を参照して，この発明による可変圧縮比エ
ンジンの実施例を説明する。
ンジンの実施例を説明する。
第１図はこの発明による可変圧縮比エンジンの一実施
例を示し，移動体が上端部に移動した状態を示す断面
図，第２図は第１図の移動手段の一実施例を示す一部平
面図，及び第３図は第１図の移動体が下端部に移動した
状態を示す断面図である。
例を示し，移動体が上端部に移動した状態を示す断面
図，第２図は第１図の移動手段の一実施例を示す一部平
面図，及び第３図は第１図の移動体が下端部に移動した
状態を示す断面図である。
第１図及び第３図に示すように，この可変圧縮比エン
ジンは，主室1,主室１の上方でシリンダヘッド３内に配
置された壁体５の副室壁体5Aで形成される副室2,該室壁
体5A内を移動可能な移動体20,移動体20に固定されて移
動体20と共に移動する燃料噴射ノズル4,及び副室２内の
移動体20を上下方向に移動させる移動手段６を有する。
ジンは，主室1,主室１の上方でシリンダヘッド３内に配
置された壁体５の副室壁体5Aで形成される副室2,該室壁
体5A内を移動可能な移動体20,移動体20に固定されて移
動体20と共に移動する燃料噴射ノズル4,及び副室２内の
移動体20を上下方向に移動させる移動手段６を有する。
図では，壁体５は，シリンダヘッド３の穴部９に，例
えば，チタン酸アルミニウム，チタン酸カリウム等の低
熱伝導材料から成る断熱材10等を介して嵌合した副室２
を構成する副室壁体5Aと，ヘッド下面部とライナ上部と
を一体構造に形成したヘッドライナ5Bとから一体構造に
構成されている。勿論，副室壁体5Aとヘッドライナ5Bと
を別体に構成することも可能である。
えば，チタン酸アルミニウム，チタン酸カリウム等の低
熱伝導材料から成る断熱材10等を介して嵌合した副室２
を構成する副室壁体5Aと，ヘッド下面部とライナ上部と
を一体構造に形成したヘッドライナ5Bとから一体構造に
構成されている。勿論，副室壁体5Aとヘッドライナ5Bと
を別体に構成することも可能である。
また，壁体５は，耐熱性，断熱性，耐変形性を有する
窒化珪素（Si3N4），炭化珪素（SiC），複合材等のセラ
ミック材料から製作されている。また，シリンダヘッド
３はガスケットを介してシリンダブロック８に固定され
ている。主室１は，シリンダヘッド３に配置したヘッド
ライナ5B及びピストン11のピストンヘッド部12に囲まれ
る領域で形成される。主室１と副室２とを連通する連絡
孔16は，ヘッドライナ5Bのヘッド下面部に形成され且つ
断熱構造に構成されている。
窒化珪素（Si3N4），炭化珪素（SiC），複合材等のセラ
ミック材料から製作されている。また，シリンダヘッド
３はガスケットを介してシリンダブロック８に固定され
ている。主室１は，シリンダヘッド３に配置したヘッド
ライナ5B及びピストン11のピストンヘッド部12に囲まれ
る領域で形成される。主室１と副室２とを連通する連絡
孔16は，ヘッドライナ5Bのヘッド下面部に形成され且つ
断熱構造に構成されている。
また，この可変圧縮比エンジンにおいて，シリンダヘ
ッド３には排気ポート14が形成され，排気ポート14には
排気バルブ13がバルブガイドに案内されて開閉作動する
ように配置されている。また，この可変圧縮比エンジン
において，吸気ポートは，図示していないが，吸気ポー
トをシリンダヘッドに形成してもよく，或いはシリンダ
ライナが嵌合したシリンダブロックの下部に形成して２
サイクルエンジンにしてもよい。
ッド３には排気ポート14が形成され，排気ポート14には
排気バルブ13がバルブガイドに案内されて開閉作動する
ように配置されている。また，この可変圧縮比エンジン
において，吸気ポートは，図示していないが，吸気ポー
トをシリンダヘッドに形成してもよく，或いはシリンダ
ライナが嵌合したシリンダブロックの下部に形成して２
サイクルエンジンにしてもよい。
この可変圧縮比エンジンは，特に，副室２内に設けた
移動体20に燃料噴射ノズル４を取り付け，移動体20の副
室壁体5Aの壁面に沿った移動によって燃料噴射ノズル４
を移動させ，燃料噴射ノズル４の噴口17を副室２に開口
させた状態に設定して副室式燃焼状態にするか，又は噴
口17を主室１に開口させた状態に設定して直接噴射式燃
焼状態に可変可能にすると共に，副室２即ち燃焼室の容
積を変更することに特徴を有している。
移動体20に燃料噴射ノズル４を取り付け，移動体20の副
室壁体5Aの壁面に沿った移動によって燃料噴射ノズル４
を移動させ，燃料噴射ノズル４の噴口17を副室２に開口
させた状態に設定して副室式燃焼状態にするか，又は噴
口17を主室１に開口させた状態に設定して直接噴射式燃
焼状態に可変可能にすると共に，副室２即ち燃焼室の容
積を変更することに特徴を有している。
即ち，この可変圧縮比エンジンは，シリンダヘッド３
に配置した副室２を構成する副室壁体5A,副室２と主室
１を連通する連絡孔16,副室壁体5A内でその壁面に沿っ
て移動して副室２の容積を変更する移動体20,移動体20
に取り付けられた燃料噴射ノズル4,及び移動体20と燃料
噴射ノズル４とを副室２内の上下方向に移動させる移動
手段６を有している。
に配置した副室２を構成する副室壁体5A,副室２と主室
１を連通する連絡孔16,副室壁体5A内でその壁面に沿っ
て移動して副室２の容積を変更する移動体20,移動体20
に取り付けられた燃料噴射ノズル4,及び移動体20と燃料
噴射ノズル４とを副室２内の上下方向に移動させる移動
手段６を有している。
この可変圧縮比エンジンにおいて，移動体20及び燃料
噴射ノズル４の副室２内での移動手段の一実施例につい
て説明する。
噴射ノズル４の副室２内での移動手段の一実施例につい
て説明する。
移動体20は，副室壁体5A内を往復運動できる一種のピ
ストンを構成する可動シリンダから成り，移動体20の副
室２の内面側には，耐熱性の窒化ケイ素（Si3N4），炭
化ケイ素（SiC），複合材等のセラミック材料から成る
内壁体21が固定されている。移動体20の中空部には，燃
料噴射ノズル４の噴口17が内壁体21から突出する状態で
カラー33を介して燃料噴射ノズル４が固定状態に嵌合さ
れ，燃料噴射ノズル４と移動体20とは固定されている。
ストンを構成する可動シリンダから成り，移動体20の副
室２の内面側には，耐熱性の窒化ケイ素（Si3N4），炭
化ケイ素（SiC），複合材等のセラミック材料から成る
内壁体21が固定されている。移動体20の中空部には，燃
料噴射ノズル４の噴口17が内壁体21から突出する状態で
カラー33を介して燃料噴射ノズル４が固定状態に嵌合さ
れ，燃料噴射ノズル４と移動体20とは固定されている。
副室壁体5A内に位置する移動体20の外周面のリング溝
にガスシールリング23を嵌入している。従って，副室壁
体5A内を移動体20が上下方向に往復運動する時には，副
室壁体5Aと移動体20との間の摺動面はガスシール状態に
構成されている。移動体20の上端外周面には雄ねじ18が
形成され，雄ねじ18はシリンダヘッド３に回転可能に取
り付けられた回転筒体７の内周面に形成した雌ねじ35と
螺合している。回転筒体７は，エンジン本体即ちシリン
ダヘッド３にスラスト軸受22を介して周方向には回転可
能に且つ軸方向に固定状態に取り付けられている。
にガスシールリング23を嵌入している。従って，副室壁
体5A内を移動体20が上下方向に往復運動する時には，副
室壁体5Aと移動体20との間の摺動面はガスシール状態に
構成されている。移動体20の上端外周面には雄ねじ18が
形成され，雄ねじ18はシリンダヘッド３に回転可能に取
り付けられた回転筒体７の内周面に形成した雌ねじ35と
螺合している。回転筒体７は，エンジン本体即ちシリン
ダヘッド３にスラスト軸受22を介して周方向には回転可
能に且つ軸方向に固定状態に取り付けられている。
スラスト軸受22は，副室２での燃焼に伴う爆発時の移
動体20に作用する反力を受ける機能を果たす。回転筒体
７は外周面にギヤ34を有し，第２図に示すように，ギヤ
34はコントローラの指令で回転駆動される回転機構（図
示せず）を通じて回転駆動されるエンジン本体，或いは
シリンダヘッド３に設けたギヤ19と噛み合っている。
動体20に作用する反力を受ける機能を果たす。回転筒体
７は外周面にギヤ34を有し，第２図に示すように，ギヤ
34はコントローラの指令で回転駆動される回転機構（図
示せず）を通じて回転駆動されるエンジン本体，或いは
シリンダヘッド３に設けたギヤ19と噛み合っている。
この可変圧縮比エンジンにおいて，燃料噴射ノズル４
としては，一実施例として，蓄圧式燃料噴射ノズルが示
されている。蓄圧式燃料噴射ノズルについては，本出願
人に係わる特願昭63−263994号（特開平２−112662号公
報参照）に開示しているので，ここでは詳細な説明は省
略する。燃料噴射ノズル４は，スプール弁30,ソレノイ
ド31,増圧ピストン29,オーバフロー部28,噴射用プラン
ジャ相当分となる加圧室27から構成される増圧機構を有
している。増圧ピストン29は，ソレノイド31の付勢でス
プール弁30が開口することで通路32を通じて導入される
油圧で作動される。燃料加圧用ポンプ24から供給される
燃料は，燃料供給用穴25及び逆止弁26を通じて燃料噴射
ノズル４に供給される。
としては，一実施例として，蓄圧式燃料噴射ノズルが示
されている。蓄圧式燃料噴射ノズルについては，本出願
人に係わる特願昭63−263994号（特開平２−112662号公
報参照）に開示しているので，ここでは詳細な説明は省
略する。燃料噴射ノズル４は，スプール弁30,ソレノイ
ド31,増圧ピストン29,オーバフロー部28,噴射用プラン
ジャ相当分となる加圧室27から構成される増圧機構を有
している。増圧ピストン29は，ソレノイド31の付勢でス
プール弁30が開口することで通路32を通じて導入される
油圧で作動される。燃料加圧用ポンプ24から供給される
燃料は，燃料供給用穴25及び逆止弁26を通じて燃料噴射
ノズル４に供給される。
この可変圧縮比エンジンにおいて，移動体20及び燃料
噴射ノズル４が副室２内を上下方向に移動すれば，副室
２の容積が変更し，従って，主室１と副室２から成る燃
焼室の容積が変更するものであり，移動体20が下端部に
移動した時は副室２の容積を縮小し且つ燃料噴射ノズル
４の噴口17を主室１に開口する位置へ移動し，また，移
動体20が上端部に移動した時は副室２の容積を拡大し且
つ噴口７を副室２に開口する位置へ移動する。即ち，コ
ントローラがエンジン負荷の検出信号を受け，該検出信
号に応答してコントローラの指令で移動手段即ち回転機
構を通じてギヤ19が回転駆動されると，回転筒体７がシ
リンダヘッド３に対して回転駆動される。回転筒体７の
回転運動は，移動体20を上下方向に移動させることにな
る。移動体20の上下方向運動は，副室壁体5A内で移動体
20が上下移動し，副室２即ち燃焼室の容積を変更すると
共に，燃料噴射ノズル４の噴口17を副室２内に開口する
か又は該噴口17を主室１に開口するようにできる。
噴射ノズル４が副室２内を上下方向に移動すれば，副室
２の容積が変更し，従って，主室１と副室２から成る燃
焼室の容積が変更するものであり，移動体20が下端部に
移動した時は副室２の容積を縮小し且つ燃料噴射ノズル
４の噴口17を主室１に開口する位置へ移動し，また，移
動体20が上端部に移動した時は副室２の容積を拡大し且
つ噴口７を副室２に開口する位置へ移動する。即ち，コ
ントローラがエンジン負荷の検出信号を受け，該検出信
号に応答してコントローラの指令で移動手段即ち回転機
構を通じてギヤ19が回転駆動されると，回転筒体７がシ
リンダヘッド３に対して回転駆動される。回転筒体７の
回転運動は，移動体20を上下方向に移動させることにな
る。移動体20の上下方向運動は，副室壁体5A内で移動体
20が上下移動し，副室２即ち燃焼室の容積を変更すると
共に，燃料噴射ノズル４の噴口17を副室２内に開口する
か又は該噴口17を主室１に開口するようにできる。
それ故，第１図に示すように，エンジンの高負荷時に
は，移動体20を副室２内の上部に位置させ，燃料噴射ノ
ズル４の噴口17は副室２内に開口し，その燃料噴射パタ
ーン15は副室２に形成され，副室２の容積を大きくして
吸入空気を大幅に増加させ，低圧縮比で副室式燃焼を行
わせると共に，多量の空気を導入して高ブースト過給を
行って燃焼させるが，基本的には副室式にするため，高
負荷時においても燃料リッチな燃焼により低NOXとする
ことができる。即ち，副室２で主なる燃焼を行わせて,N
OXの発生を抑制し，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガス
等の排出を抑制することができる。
は，移動体20を副室２内の上部に位置させ，燃料噴射ノ
ズル４の噴口17は副室２内に開口し，その燃料噴射パタ
ーン15は副室２に形成され，副室２の容積を大きくして
吸入空気を大幅に増加させ，低圧縮比で副室式燃焼を行
わせると共に，多量の空気を導入して高ブースト過給を
行って燃焼させるが，基本的には副室式にするため，高
負荷時においても燃料リッチな燃焼により低NOXとする
ことができる。即ち，副室２で主なる燃焼を行わせて,N
OXの発生を抑制し，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガス
等の排出を抑制することができる。
また，第３図に示すように，エンジンの部分負荷時に
は，移動体20を下端部に移動させ，燃料噴射ノズル４の
噴口17を主室１内に開口し，直接噴射式燃焼とすると共
に，副室２の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状
態で燃焼させ，始動性を向上させ,HC,未燃ガス等の発生
を抑制することができる。
は，移動体20を下端部に移動させ，燃料噴射ノズル４の
噴口17を主室１内に開口し，直接噴射式燃焼とすると共
に，副室２の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状
態で燃焼させ，始動性を向上させ,HC,未燃ガス等の発生
を抑制することができる。
次に，第１図，第２図，第３図及び第４図を参照し
て，この発明による可変圧縮比副室式エンジンの作動に
ついて説明する。第４図はこの発明による可変圧縮比副
室式エンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図であ
る。
て，この発明による可変圧縮比副室式エンジンの作動に
ついて説明する。第４図はこの発明による可変圧縮比副
室式エンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図であ
る。
エンジンの始動によって，燃料噴射ポンプ等が駆動制
御される。まず，エンジンを駆動することによって，負
荷センサーによってエンジン負荷LEが検出され，該検出
信号はコントローラに入力される（ステップ50）。
御される。まず，エンジンを駆動することによって，負
荷センサーによってエンジン負荷LEが検出され，該検出
信号はコントローラに入力される（ステップ50）。
コントローラにおいて，負荷センサーによって検出さ
れたエンジン負荷LEが予め計算された所定のエンジン負
荷LE0より大きいか否かを比較して判断する（ステップ5
1）。
れたエンジン負荷LEが予め計算された所定のエンジン負
荷LE0より大きいか否かを比較して判断する（ステップ5
1）。
エンジン負荷LEが所定のエンジン負荷LE0より大きい
場合には，エンジンは高負荷時であり，燃焼が盛んに行
われている状態であるので，副室２での燃焼状態を低圧
縮比で燃焼させるように制御する。即ち，コントローラ
からの指令で回転機構を通じてギヤ19を所定の方向に回
転させる。ギヤ19の回転運動は，回転筒体７の回転運動
となり，回転筒体７の回転運動は移動体20の上昇移動と
なる（ステップ52）。移動体20が上昇すると，移動体20
が副室２内を上昇し，副室２の容積を大きくすると共
に，燃料噴射ノズル４の噴口17は副室２に開口するよう
になり（ステップ53），副室式燃焼となる（ステップ5
4）。従って，副室２への吸入空気を大幅に増大させ，
副室２即ち燃焼室での燃焼状態を低圧縮比で燃焼させる
（ステップ55）。即ち，燃料噴射ノズル４から燃料を副
室２内に噴射して副室２で燃焼させることになる。吸入
空気は主室１から連絡孔16を通じて吸入され，燃料噴射
ノズル４から噴射された燃料と混合が促進され，着火燃
焼を促進することができ，しかも，副室２には多量の吸
入空気が吸入され，燃料リーンで燃焼させるので，筒内
平均温度を低温にして放熱損失を減少させ,NOXの発生を
抑制すると共に,HO,未燃ガス等の発生を抑制できる。
場合には，エンジンは高負荷時であり，燃焼が盛んに行
われている状態であるので，副室２での燃焼状態を低圧
縮比で燃焼させるように制御する。即ち，コントローラ
からの指令で回転機構を通じてギヤ19を所定の方向に回
転させる。ギヤ19の回転運動は，回転筒体７の回転運動
となり，回転筒体７の回転運動は移動体20の上昇移動と
なる（ステップ52）。移動体20が上昇すると，移動体20
が副室２内を上昇し，副室２の容積を大きくすると共
に，燃料噴射ノズル４の噴口17は副室２に開口するよう
になり（ステップ53），副室式燃焼となる（ステップ5
4）。従って，副室２への吸入空気を大幅に増大させ，
副室２即ち燃焼室での燃焼状態を低圧縮比で燃焼させる
（ステップ55）。即ち，燃料噴射ノズル４から燃料を副
室２内に噴射して副室２で燃焼させることになる。吸入
空気は主室１から連絡孔16を通じて吸入され，燃料噴射
ノズル４から噴射された燃料と混合が促進され，着火燃
焼を促進することができ，しかも，副室２には多量の吸
入空気が吸入され，燃料リーンで燃焼させるので，筒内
平均温度を低温にして放熱損失を減少させ,NOXの発生を
抑制すると共に,HO,未燃ガス等の発生を抑制できる。
また，エンジン負荷LEが所定のエンジン負荷LE0より
小さい場合には，エンジンは部分負荷時であり，副室２
では高圧縮比での燃焼させることが好ましいので，コン
トローラからの指令で回転機構を通じてギヤ19を上記と
は逆方向に回転させる。ギヤ19の回転運動は，回転筒体
７の回転運動となり，回転筒体７の回転運動は移動体20
の下降移動となる（ステップ56）。移動体20の下降する
と，移動体20が副室２内を下降し，下端部では第３図に
示す位置になり，副室２の容積は小さく或いは零状態に
なると共に，燃料噴射ノズル４の噴口17は主室１に開口
するようになり（ステップ57），直接噴射式燃焼となる
（ステップ58）。従って，燃焼室での燃焼状態を高圧縮
比で燃焼させることができる（ステップ59）。即ち，燃
料噴射ノズル４から燃料を主室１内に噴射して主室１で
燃焼させることになる。従って，主室１で燃料リッチで
燃焼させるので，始動性を向上でき,HC,未燃ガス等の発
生を抑制できる。
小さい場合には，エンジンは部分負荷時であり，副室２
では高圧縮比での燃焼させることが好ましいので，コン
トローラからの指令で回転機構を通じてギヤ19を上記と
は逆方向に回転させる。ギヤ19の回転運動は，回転筒体
７の回転運動となり，回転筒体７の回転運動は移動体20
の下降移動となる（ステップ56）。移動体20の下降する
と，移動体20が副室２内を下降し，下端部では第３図に
示す位置になり，副室２の容積は小さく或いは零状態に
なると共に，燃料噴射ノズル４の噴口17は主室１に開口
するようになり（ステップ57），直接噴射式燃焼となる
（ステップ58）。従って，燃焼室での燃焼状態を高圧縮
比で燃焼させることができる（ステップ59）。即ち，燃
料噴射ノズル４から燃料を主室１内に噴射して主室１で
燃焼させることになる。従って，主室１で燃料リッチで
燃焼させるので，始動性を向上でき,HC,未燃ガス等の発
生を抑制できる。
この発明による可変圧縮比エンジンは，上記のように
構成されているので，移動手段で移動体を上下移動させ
れば，直線噴射式燃焼状態又は副室式燃焼状態のいずれ
かに設定できると共に，副室の容積即ち燃焼室の容積を
エンジン作動状態に応じて最適状態に変更することがで
きる。従って，前記移動体の移動によって副室の容積を
縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する
位置へ下降させたり，又は前記副室の容積を拡大し且つ
前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させることが
できる。
構成されているので，移動手段で移動体を上下移動させ
れば，直線噴射式燃焼状態又は副室式燃焼状態のいずれ
かに設定できると共に，副室の容積即ち燃焼室の容積を
エンジン作動状態に応じて最適状態に変更することがで
きる。従って，前記移動体の移動によって副室の容積を
縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する
位置へ下降させたり，又は前記副室の容積を拡大し且つ
前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させることが
できる。
それ故，この可変圧縮比エンジンは，部分負荷時即ち
低負荷時には，直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼
室の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼
させ,NOX,HC,未燃ガス等の発生を抑制すると共に，始動
性を向上させることができる。
低負荷時には，直接噴射式燃焼を行わせると共に，燃焼
室の容積を小さくして高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼
させ,NOX,HC,未燃ガス等の発生を抑制すると共に，始動
性を向上させることができる。
また，この可変圧縮比エンジンは，高負荷時には，副
室式燃焼を行わせると共に，副室即ち燃焼室の容積を大
きくして多量の空気を導入して低圧縮比で高ブースト過
給を行って燃焼させるが，基本的には副室式になるた
め，高負荷時においても燃料リッチな燃焼により低NOX
とすることができる。また，多量の空気を導入すること
により，筒内の平均温度を低温化して放熱損失を減少さ
せ，前記副室で主なる燃焼を行わせてNOXの発生を抑制
すると共に，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガス等の排
出を抑制することができる。
室式燃焼を行わせると共に，副室即ち燃焼室の容積を大
きくして多量の空気を導入して低圧縮比で高ブースト過
給を行って燃焼させるが，基本的には副室式になるた
め，高負荷時においても燃料リッチな燃焼により低NOX
とすることができる。また，多量の空気を導入すること
により，筒内の平均温度を低温化して放熱損失を減少さ
せ，前記副室で主なる燃焼を行わせてNOXの発生を抑制
すると共に，良好な燃焼を行わせてHC,未燃ガス等の排
出を抑制することができる。
また，この可変圧縮比エンジンは，エンジンの作動状
態を検出するセンサー，及び前記噴口を前記主室に開口
させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開口さ
せて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変更す
るため，前記センサーによる検出信号に応答して前記移
動体を上下移動させるコントローラを有するので，エン
ジンが部分負荷時即ち低負荷時には，前記移動体を下降
させて高圧縮比で且つ直接噴射式で燃焼させることがで
き，燃料リッチで燃焼され,NOXの発生を抑制し，未燃ガ
スの発生を抑制でき，始動性を向上でき，エンジン効率
を向上できる。また，エンジンの高負荷時には，前記移
動体を上昇させて低圧縮比で副室式で主たる燃焼を行わ
せ，燃料リッチで燃焼させてNOXの発生を抑制できる。
態を検出するセンサー，及び前記噴口を前記主室に開口
させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開口さ
せて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変更す
るため，前記センサーによる検出信号に応答して前記移
動体を上下移動させるコントローラを有するので，エン
ジンが部分負荷時即ち低負荷時には，前記移動体を下降
させて高圧縮比で且つ直接噴射式で燃焼させることがで
き，燃料リッチで燃焼され,NOXの発生を抑制し，未燃ガ
スの発生を抑制でき，始動性を向上でき，エンジン効率
を向上できる。また，エンジンの高負荷時には，前記移
動体を上昇させて低圧縮比で副室式で主たる燃焼を行わ
せ，燃料リッチで燃焼させてNOXの発生を抑制できる。
それ故に，この可変圧縮比エンジンは，全作動領域に
おいて，副室内の移動体を最適位置に移動できるので，
前記副室即ち燃焼室の容積はエンジン作動状態に応じて
最適容積に制御され，エンジン作動状態に最適の圧縮比
で燃焼を行わせることができ，運転状態に適応した良好
でスムースな燃焼を達成でき,HC等の未燃ガス，特に,NO
Xの発生を抑制できる。
おいて，副室内の移動体を最適位置に移動できるので，
前記副室即ち燃焼室の容積はエンジン作動状態に応じて
最適容積に制御され，エンジン作動状態に最適の圧縮比
で燃焼を行わせることができ，運転状態に適応した良好
でスムースな燃焼を達成でき,HC等の未燃ガス，特に,NO
Xの発生を抑制できる。
第１図はこの発明による可変圧縮比エンジンの一実施例
を示し，移動体が上端部に移動した状態を示す断面図，
第２図は第１図の移動手段の一実施例を示す一部平面
図，第３図は第１図の移動体が下端部に移動した状態を
示す断面図，及び第４図はこの発明による可変圧縮比エ
ンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図である。 １……主室,2……副室,3……シリンダヘッド,4……燃料
噴射ノズル,5……壁体,5A……副室壁体,5B……ヘッドラ
イナ,6……移動手段,7……回転筒体,16……連絡孔,17…
…噴口,19……ギヤ,20……移動体。
を示し，移動体が上端部に移動した状態を示す断面図，
第２図は第１図の移動手段の一実施例を示す一部平面
図，第３図は第１図の移動体が下端部に移動した状態を
示す断面図，及び第４図はこの発明による可変圧縮比エ
ンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図である。 １……主室,2……副室,3……シリンダヘッド,4……燃料
噴射ノズル,5……壁体,5A……副室壁体,5B……ヘッドラ
イナ,6……移動手段,7……回転筒体,16……連絡孔,17…
…噴口,19……ギヤ,20……移動体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｌ
Claims (2)
- 【請求項１】シリンダヘッドに配置された副室を構成す
る副室壁体，前記副室と主室を連通する連絡孔，前記副
室壁体の壁面に沿って移動して副室容積を変更させる移
動体，前記移動体に取り付けられた燃焼噴射ノズル，及
び前記移動体を上下動させて前記燃焼噴射ノズルに設け
た噴口の開口位置を前記主室と前記副室とのいずれかに
変更させる移動手段を具備し，前記移動手段による前記
移動体の下降によって前記噴口を前記連絡孔を通過して
前記主室に開口させると共に前記副室容積を縮小させて
前記噴口から燃料を前記主室に噴射させる直接噴射式燃
焼状態に設定し，また，前記移動手段による前記移動体
の上昇によって前記噴口を前記副室内に開口させると共
に前記副室容積を拡大させて前記噴口から燃料を前記副
室に噴射させる副室式燃焼状態に設定することから成る
可変圧縮比エンジン。 - 【請求項２】エンジンの作動状態を検出するセンサー，
及び前記噴口を前記主室に開口させて前記直接噴射式燃
焼状態又は前記噴口を前記副室に開口させて前記副室式
燃焼状態に変更すると共に圧縮比を変更するため，前記
センサーによる検出信号に応答して前記移動体を上下移
動させるため前記移動手段を制御するコントローラ，を
有する請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035103A JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035103A JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242435A JPH03242435A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2833103B2 true JP2833103B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=12432600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035103A Expired - Lifetime JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833103B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012524861A (ja) * | 2009-04-22 | 2012-10-18 | デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス．アー．エール．エル． | 燃料インジェクタ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5565355B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2014-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 可変圧縮比エンジンの制御装置 |
-
1990
- 1990-02-17 JP JP2035103A patent/JP2833103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012524861A (ja) * | 2009-04-22 | 2012-10-18 | デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス．アー．エール．エル． | 燃料インジェクタ |
| US9453484B2 (en) | 2009-04-22 | 2016-09-27 | Delphi International Operations Luxembourg S.A.R.L. | Fuel injector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03242435A (ja) | 1991-10-29 |
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