JP3063496B2 - Piston crank mechanism - Google Patents

Piston crank mechanism

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JP3063496B2
JP3063496B2 JP5291008A JP29100893A JP3063496B2 JP 3063496 B2 JP3063496 B2 JP 3063496B2 JP 5291008 A JP5291008 A JP 5291008A JP 29100893 A JP29100893 A JP 29100893A JP 3063496 B2 JP3063496 B2 JP 3063496B2
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piston
gear
planetary gear
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crank mechanism
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聖 川谷
秀一 小室
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Mitsubishi Motors Corp
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/042Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft the connections comprising gear transmissions
    • F01B2009/045Planetary gearings

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダ内
でピストンが往復動するのに連動してコンロッド及びギ
ア列を介して出力軸が一回転するようにしたピストンク
ランク機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston crank mechanism in which an output shaft makes one rotation via a connecting rod and a gear train in conjunction with reciprocation of a piston in an engine cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ピストンクランク機構はシリン
ダ内で往復動するピストンと、出力軸であるクランク軸
と、クランク軸上のクランクアームの回動端のクランク
ピン及びピストンとの間を互いにそれぞれピン結合する
コンロッドとを備え、シリンダ内で加圧力を受けたピス
トンが生じる直線運動をクランク軸の回転運動に変換す
るように構成される。このようなピストンクランク機構
を用いたエンジンは、これに吸排気機構、燃料供給装置
等を組み込むことによって、吸入、圧縮、燃焼及び排気
の4行程を行わせ、シリンダ内の燃焼室において高温高
圧の燃焼ガスを生成し、その燃焼エネルギをピストンへ
の押圧力としてピストンクランク機構側に与え、この燃
焼ガスの押圧力(直線運動)をピストンクランク機構が
クランク軸の回転運動として被駆動部側に出力できる。
2. Description of the Related Art In general, a piston-crank mechanism pins a piston between a reciprocating piston in a cylinder, a crankshaft as an output shaft, and a crankpin and a piston at a rotating end of a crank arm on the crankshaft. And a connecting rod connected thereto, and configured to convert a linear motion generated by the piston under pressure in the cylinder into a rotary motion of the crankshaft. An engine using such a piston crank mechanism incorporates an intake / exhaust mechanism, a fuel supply device, and the like into the engine to perform four strokes of suction, compression, combustion, and exhaust. The combustion gas is generated, the combustion energy is applied to the piston crank mechanism as a pressing force to the piston, and the pressing force (linear motion) of the combustion gas is output to the driven part side as the rotational movement of the crankshaft by the piston crank mechanism. it can.

【0003】ところで、このようなピストンクランク機
構を用いたディーゼルエンジンでは同エンジンの駆動力
の一部を受けて駆動する燃料噴射ポンプにより燃料を高
圧化し、その燃料を燃料噴射弁によって燃焼室内に噴霧
し、燃焼室に燃焼エネルギを発生させている。しかし、
このように高温高圧雰囲気下の燃焼室内に燃料を噴霧し
て圧縮着火させる場合、燃料噴霧後より着火までの送れ
である着火遅れが進むほど過度に筒内圧や筒内燃焼温度
が急激に高まり易く、騒音やNOXの発生等の問題を生
じやすい。そこで主噴射に先駆けて燃料を燃焼室内に少
量噴射するというパイロット燃料噴射方式を採り、この
パイロット噴射によって燃焼室内の雰囲気温度を高め、
主噴射時における着火性を改善することが知られてい
る。更に、NOX低減のために燃料粒の微粒化を促進す
ることも行なわれている。
[0003] In a diesel engine using such a piston crank mechanism, fuel is increased in pressure by a fuel injection pump driven by receiving a part of the driving force of the engine, and the fuel is sprayed into a combustion chamber by a fuel injection valve. Thus, combustion energy is generated in the combustion chamber. But,
In the case where the fuel is sprayed into the combustion chamber under the high-temperature and high-pressure atmosphere to cause compression ignition, the in-cylinder pressure and the in-cylinder combustion temperature are likely to increase rapidly as the ignition delay, which is a delay from the fuel spray to the ignition, advances. , prone to problems such as generation of noise and NO X. Therefore, a pilot fuel injection method was adopted in which a small amount of fuel was injected into the combustion chamber prior to the main injection, and the pilot injection increased the ambient temperature in the combustion chamber,
It is known to improve ignitability during main injection. Furthermore, it is also done to promote atomization of fuel particles for of the NO X reduction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このパイロッ
ト噴射モードでの運転を実施するにはパイロット噴射及
び主噴射を確実に実行する必要があり、燃料噴射弁の複
雑な開閉制御手段を必要とし、更に、燃料粒の微粒化を
促進する場合、噴射時期が延びる傾向にあり、これでは
燃焼後期にピストンが下降し始めてしまい、筒内温度、
圧力が低下し、燃焼が完全には終了せず、黒煙、HC等
のいわゆる燃え残りが多量に排出されるという問題があ
った。そこで、クランク角変化に対してピストンを圧縮
上死点位置近傍に比較的広いクランク角変位域において
保持できれば良いことが推定されるが、このようなピス
トンクランク運動機構は知られていない。例えば、特開
平4−119212号公報に示されるピストンクランク
運動機構では、連接棒の大端部に枢着した偏心軸に従動
遊星歯車を固定し、クランクピンで支承し、クランクア
ームに駆動遊星歯車を設けて、ストローク長の随時無段
階変位と位相変位を可能としている。しかし、これはピ
ストンクランク運動のストロークあるいは位相の調整を
行なうもので、ピストンを圧縮上死点位置近傍に比較的
広いクランク角変位域において保持きるというものでは
ない。
However, in order to carry out the operation in the pilot injection mode, it is necessary to reliably execute the pilot injection and the main injection, which requires complicated opening / closing control means for the fuel injection valve. Furthermore, when promoting the atomization of fuel particles, the injection timing tends to be extended, and this causes the piston to start descending in the later stage of combustion, and the in-cylinder temperature,
There is a problem that the pressure is reduced, the combustion is not completely completed, and a large amount of so-called unburned residue such as black smoke and HC is discharged. Therefore, it is presumed that the piston can be held in a relatively wide crank angle displacement range near the compression top dead center position in response to a change in crank angle, but such a piston crank movement mechanism is not known. For example, in a piston crank movement mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-119212, a driven planetary gear is fixed to an eccentric shaft pivotally attached to a large end of a connecting rod, supported by a crank pin, and driven by a crank arm. Is provided to enable stepless displacement and phase displacement of the stroke length at any time. However, this adjusts the stroke or phase of the piston crank motion, and does not hold the piston in a relatively wide crank angle displacement range near the compression top dead center position.

【0005】本発明の目的は、ピストンを所定の位置、
特に圧縮上死点位置近傍に比較的広いクランク角変位域
において保持きるピストンクランク機構を提供すること
にある。
An object of the present invention is to move a piston to a predetermined position,
In particular, it is an object of the present invention to provide a piston crank mechanism that can be held in a relatively wide crank angle displacement range near a compression top dead center position.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、エンジンのコンロッドに取り付けられ
たプラネタリギア、該プラネタリギアに噛合し動力を出
力するプライマリギア、該プライマリギアに噛合しクラ
ッチ側へ動力を出力する出力軸、該プラネタリギアに噛
合したリングギア、該出力軸に同期して駆動され該リン
グギアを所定のタイミングで周期的に回転変位させるカ
ム軸、を具備したことを特徴とする。本発明は、該カム
軸を該プラネタリギアの1/2の回転速度で駆動するよ
うに構成しても良い。更に、本発明は、該カム軸により
該リングギアを該プラネタリギアの公転方向と逆方向に
回転させることとしても良い。更に、本発明は、該リン
グギアを回転させる時期を該ピストン圧縮上死点後とし
ても良い。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a planetary gear attached to an engine connecting rod, a primary gear meshing with the planetary gear and outputting power, and a primary gear meshing with the primary gear. An output shaft that outputs power to the clutch side, a ring gear that meshes with the planetary gear, and a ring gear that is driven in synchronization with the output shaft.
And a cam shaft for periodically rotating and displacing the gears at a predetermined timing . According to the present invention, the camshaft is driven at a rotation speed that is half that of the planetary gear .
It may be configured as follows. Further, according to the present invention, the ring gear may be rotated in the direction opposite to the revolving direction of the planetary gear by the cam shaft. Further, in the present invention, the timing of rotating the ring gear may be after the piston compression top dead center.

【0007】[0007]

【作用】出力軸に同期して駆動されるカム軸によりリン
グギアを所定のタイミングで周期的に回転変位させ、リ
ングギアに噛合したプラネタリギアの回転に対する公転
方向への回転を一時増減調整し、これにより、プライマ
リギアの回転、即ち出力軸の回転が成されても、プラネ
タリギア側のコンロッド及びピストンは一時変位を増減
規制されその間に所定の位置に一時保持されるようにな
る。カム軸をプラネタリギアの1/2の回転速度で出力
軸を介して駆動すると、同様に作動する。更に、カム軸
によりリングギアをプラネタリギアの公転方向と逆方向
に回転させると、プラネタリギアがその回転に対する公
転方向への回転を一時低減され、プライマリギアの回
転、即ち出力軸の回転が成されても、プラネタリギア側
のコンロッド及びピストンは一時変位を増減規制され
の間に所定の位置に一時保持されるようになる。更に、
リングギアを回転させる時期をピストン圧縮上死点後と
すると、プラネタリギア側のコンロッド及びピストンを
圧縮上死点近傍に一時保持するようになる。
[Function] A camshaft driven in synchronization with the output shaft provides a link.
Gears are periodically rotated and displaced at a predetermined timing,
Revolution of planetary gears meshed with gears
In this way, even if the rotation of the primary gear, that is, the rotation of the output shaft, is performed, the connecting rod and the piston on the planetary gear side are temporarily controlled to increase or decrease in displacement, and temporarily move to a predetermined position. Will be retained . When the camshaft is driven via the output shaft at half the rotational speed of the planetary gear, the same operation is performed. Furthermore, when the ring gear is rotated in the direction opposite to the revolving direction of the planetary gear by the camshaft, the rotation of the planetary gear in the revolving direction with respect to the rotation is temporarily reduced, and the rotation of the primary gear, that is, the rotation of the output shaft is performed. even, connecting rod and piston of the planetary gear side is increased or decreased restricted temporary displacement Resona
Is temporarily held at a predetermined position . Furthermore,
Assuming that the ring gear is rotated after the piston compression top dead center, the connecting rod and the piston on the planetary gear side are temporarily held near the compression top dead center.

【0008】[0008]

【実施例】図1には本発明の一実施例としてのピストン
クランク機構を装備したディーゼルエンジン(以後単に
エンジンと記す)が示される。このエンジン1は多気筒
エンジンであり、図1には第1気筒のみを示したが、そ
の他の気筒も同様の構成を採る。エンジン1の燃焼室8
には周知の構造の吸排気系(図示せず)よりエアが供給
され排ガスが排出され、しかも後述の燃料供給系より燃
料供給が成され、燃焼室8に対向するピストン31には
ピストンクランク機構が連結される。図1乃至図2に示
すように、ここでのピストンクランク運動機構は、シリ
ンダブロック30の各シリンダ内で設定ストロークSを
往復動するピストン31と、ピストン31にピストンピ
ン32を介してピン結合されるコンロッド33と、コン
ロッド33の他端部331の回転運動を出力軸34に回
転力として伝達する遊星ギア列Gと、遊星ギア列G内の
リングギアを一定量回転変動させる公転調整手段Rとを
備える。
FIG. 1 shows a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) equipped with a piston crank mechanism according to one embodiment of the present invention. The engine 1 is a multi-cylinder engine. Although FIG. 1 shows only the first cylinder, other cylinders have the same configuration. Combustion chamber 8 of engine 1
Is supplied with air from an intake / exhaust system (not shown) having a well-known structure, and exhaust gas is exhausted. Further, fuel is supplied from a fuel supply system described later, and a piston crank mechanism is attached to a piston 31 facing the combustion chamber 8. Are linked. As shown in FIGS. 1 and 2, the piston crank movement mechanism here is pin-connected to a piston 31 that reciprocates a set stroke S in each cylinder of a cylinder block 30 via a piston pin 32. A connecting rod 33, a planetary gear train G for transmitting the rotational movement of the other end 331 of the connecting rod 33 to the output shaft 34 as a rotational force, and a revolution adjusting means R for rotating a ring gear in the planetary gear train G by a fixed amount. Is provided.

【0009】図2、図3に示すように、遊星ギア列Gは
コンロッド33のギア端部331に図示しない軸受を介
し枢着されるプラネタリギア35と、同プラネタリギア
35に残り2つのプラネタリギア36を加えた3つのプ
ラネタリギア35,36,36に内側より噛合し動力を
出力するプライマリギア37と、プライマリギア37と
中心軸42を介して一体結合された補助ギア40と、補
助ギア40に噛合し出力軸34を介しクラッチ38側へ
動力を伝達する出力ギア39と、3つのプラネタリギア
35,36,36に外側より噛合しシリンダブロック3
0より延出した図示しない支持枠に回転自在に支持され
たリングギア41とを備える。3つのプラネタリギア3
5,36,36は図示しないキャリアにそれぞれ相対間
隔を一定に保って枢支され、しかも、リングギア41と
プライマリギア37との間を相対回転自在に保って噛合
されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the planetary gear train G includes a planetary gear 35 pivotally connected to a gear end 331 of a connecting rod 33 via a bearing (not shown), and the remaining two planetary gears on the planetary gear 35. A primary gear 37 that meshes with the three planetary gears 35, 36, and 36 from the inside and outputs power, an auxiliary gear 40 integrally connected to the primary gear 37 via a central shaft 42, and an auxiliary gear 40. An output gear 39 that meshes and transmits power to the clutch 38 via the output shaft 34, and meshes with the three planetary gears 35, 36, 36 from outside to form the cylinder block 3
And a ring gear 41 rotatably supported by a support frame (not shown) extending from 0. 3 planetary gears 3
The gears 5, 36, 36 are pivotally supported by carriers (not shown) at a constant relative interval, and are meshed with the ring gear 41 and the primary gear 37 so as to be relatively rotatable.

【0010】出力軸34及び中心軸42は図示しない軸
受を介しシリンダブロック30側に枢支される。更に、
出力ギア39にはカムギア43が噛合し、カムギア43
と一体のカム軸44は図示しない軸受を介しシリンダブ
ロック30側に枢支される。ここで、遊星ギア列Gはリ
ングギア41が不動状態にある際に、ピストン31がシ
リンダ内で設定ストロークSを往復動すると、ピストン
31にピン結合されるコンロッド33のギア端部331
が1回転する。そのギア端部331の1回転、即ちエン
ジンの1回転は遊星ギア列G内の変速比に応じて変速さ
れて補助ギア40側に伝わり、補助ギア40と噛合する
出力ギア39の両変速比に応じて変速され、出力軸34
が回転する。更に、ここでは、補助ギア40より出力ギ
ア39を介しカムギア43に回転力が減速して伝達され
ている。このため、このエンジン1の1回転は遊星ギア
列G内の変速比に加え、3つのギア40,39,43の
合計の変速比によって変速され、ここではエンジン回転
数の1/2となるように合計変速比が設定されている。
The output shaft 34 and the center shaft 42 are pivotally supported on the cylinder block 30 via bearings (not shown). Furthermore,
A cam gear 43 meshes with the output gear 39, and the cam gear 43
The camshaft 44 integral with the cylinder block 30 is pivotally supported on the cylinder block 30 side via a bearing (not shown). Here, when the piston 31 reciprocates through the set stroke S in the cylinder while the ring gear 41 is in a stationary state, the planetary gear train G is connected to the gear end 331 of the connecting rod 33 that is pin-connected to the piston 31.
Makes one revolution. One rotation of the gear end 331, that is, one rotation of the engine, is shifted according to the speed ratio in the planetary gear train G and transmitted to the auxiliary gear 40 side, and the speed ratio of the output gear 39 meshing with the auxiliary gear 40 is adjusted to both speed ratios. The output shaft 34
Rotates. Further, here, the rotational force is transmitted from the auxiliary gear 40 to the cam gear 43 via the output gear 39 at a reduced speed. Therefore, one revolution of the engine 1 is shifted by the total gear ratio of the three gears 40, 39, and 43 in addition to the gear ratio in the planetary gear train G, and here, it is set to 1/2 of the engine speed. Is set to the total gear ratio.

【0011】公転調整手段Rは図示しないシリンダブロ
ック側の支持枠に回転自在に支持されたリングギア41
の一部にピン結合されるプッシュロッド45と、カム軸
44の一端に形成され、プッシュロッド45の他端の摺
接端451に摺接する公転調整カム46と、プッシュロ
ッド45を公転調整カム46側に押圧付勢するバネ47
とを備える。ここで、公転調整手段Rのカム軸44はエ
ンジン回転の1/2の回転を行ない、カム軸上の公転調
整カム46はクランク角で圧縮上死点TDCの直後より
リフトを開始し、設定角θc1までの公転調整域aでプ
ッシュロッド45をリフトさせ、リングギア41をリフ
ト量h相当プラネタリギア35の公転方向Aと逆方向B
に回転させる。この結果、図4に示すように、圧縮上死
点TDCより設定角θc1までの公転調整域aにおい
て、通常時、即ち、公転調整手段Rが排除されている場
合のピストン位置(図4中の破線参照)に比較して、実
線で示すように、コンロッド33及びピストン31を圧
縮上死点TDC近傍に通常より長く保持でき、次いで通
常より早くピストン31を降下させ、設定角θc1後に
は通常の降下作動に戻るという、ピストン変位を繰り返
すことができる。
The revolution adjusting means R includes a ring gear 41 rotatably supported by a support frame (not shown) on the cylinder block side.
, A revolving adjustment cam 46 formed at one end of the camshaft 44 and slidingly in contact with a sliding end 451 at the other end of the push rod 45, and a revolving adjustment cam 46 The spring 47 which presses and urges the side
And Here, the cam shaft 44 of the revolution adjusting means R rotates half of the engine speed, and the revolution adjusting cam 46 on the cam shaft starts the lift immediately after the compression top dead center TDC at the crank angle, and sets the set angle. The push rod 45 is lifted in the revolution adjustment area a up to θc1, and the ring gear 41 is moved in the direction B opposite to the direction A of revolution of the planetary gear 35 corresponding to the lift amount h.
Rotate to. As a result, as shown in FIG. 4, in the revolution adjustment range a from the compression top dead center TDC to the set angle θc1, the piston position at normal time, that is, when the revolution adjusting means R is eliminated (in FIG. As shown by the solid line, the connecting rod 33 and the piston 31 can be held near the compression top dead center TDC for a longer time than usual, and then the piston 31 is lowered earlier than usual, and after the set angle θc1, The piston displacement of returning to the descending operation can be repeated.

【0012】次に、エンジン1に設けられた燃料供給系
を説明する。この燃料供給系内の燃料供給路2は燃料タ
ンク3の燃料を燃料ポンプ4によって主路5に送る。更
に主路5からは各気筒に達する複数の分岐路6が分岐
し、各気筒の残り燃料が低圧路7側に導かれるように構
成される。各分岐路6には各気筒の燃焼室8に向けて燃
料噴射を行えるユニットインジェクタ9がそれぞれ装備
される。ユニットインジェクタ9は電子制御式であり、
燃料噴射を行うインジェクタ10と、エンジン1の回転
伝達系13に駆動される高圧ポンプ部11及び電磁弁1
2とを単一のハウジング901内に備えるという周知構
成を採る。ここで電磁弁12はエンジンコントロールユ
ニット(以後単にECUと記す)14にドライバ15を
介して連結され、オフ時には高圧ポンプ部11側と低圧
路7を連通状態に保持し、オン時には高圧ポンプ部11
側と低圧路7とを遮断し、高圧ポンプ部11で高圧化さ
れた燃料をインジェクタ10を介し噴射するように構成
される。
Next, a fuel supply system provided in the engine 1 will be described. The fuel supply path 2 in the fuel supply system sends the fuel in the fuel tank 3 to the main path 5 by the fuel pump 4. Further, a plurality of branch paths 6 reaching each cylinder are branched from the main path 5, and the remaining fuel of each cylinder is guided to the low pressure path 7 side. Each branch 6 is provided with a unit injector 9 that can inject fuel toward the combustion chamber 8 of each cylinder. The unit injector 9 is electronically controlled,
An injector 10 for injecting fuel, a high-pressure pump unit 11 driven by a rotation transmission system 13 of the engine 1, and an electromagnetic valve 1
2 is provided in a single housing 901. Here, the solenoid valve 12 is connected to an engine control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 14 via a driver 15, and keeps the high-pressure pump section 11 and the low-pressure path 7 in communication when off, and when on, the high-pressure pump section 11.
The high-pressure pump unit 11 is configured to inject fuel through the injector 10 by shutting off the pressure side and the low-pressure path 7.

【0013】ECU14にはエンジン1の機関回転数N
e信号を出力するエンジン回転センサ16と、図示しな
いアクセルペダルの踏み込み量相当の負荷信号θLを出
力する負荷センサ17と、エンジン1の単位クランク角
信号dθ及び基準信号θ0を出力するクランク角センサ
18とが接続される。このような図1のエンジン1はメ
インスイッチがオンされることによりECU14が駆動
を開始し、各気筒のユニットインジェクタ9がエンジン
1の回転伝達系13に駆動されて高圧燃料が電磁弁12
側に圧送される。この場合、電磁弁12は圧縮上死点直
前の所定噴射時期θiに達するとECU14より開弁信
号を受けて開弁し、高圧燃料をインジェクタ10より圧
縮上死点近傍にある燃焼室8に噴霧し、Tiの噴射期間
の経過後に燃料噴射を停止させる。
The ECU 14 stores an engine speed N of the engine 1.
an engine rotation sensor 16 for outputting a e signal, a load sensor 17 for outputting a load signal theta L substantial amount of depression of the accelerator pedal (not shown), a crank angle sensor for outputting a unit crank angle signal dθ and the reference signal θ0 of the engine 1 18 are connected. When the main switch is turned on, the ECU 14 starts driving the engine 1 of FIG. 1, and the unit injector 9 of each cylinder is driven by the rotation transmission system 13 of the engine 1, and the high-pressure fuel is supplied to the electromagnetic valve 12.
Pumped to the side. In this case, when the solenoid valve 12 reaches the predetermined injection timing θi immediately before the compression top dead center, the solenoid valve 12 receives the valve opening signal from the ECU 14 and opens, and the high pressure fuel is sprayed from the injector 10 into the combustion chamber 8 near the compression top dead center. Then, the fuel injection is stopped after the elapse of the Ti injection period.

【0014】この際、インジェクタ10より燃料噴射を
受けた燃焼室8は圧縮上死点近傍に達して、高温高圧雰
囲気化にあり、自己着火した混合気が燃焼を開始し、筒
内圧pmが急増する。しかも、このとき同時に図4に示
すように、公転調整カム46は圧縮上死点TDCの直後
よりリフトを開始し、プッシュロッド45を介しリング
ギア41をリフト量h相当プラネタリギア35の公転方
向Aと逆方向Bに回転させる。この作動に連動し、プラ
ネタリギア35側のコンロッド及びピストンはその位置
を図4中の実線で示すように、ピストン31を圧縮上死
点TDC近傍に通常(図4中の破線参照)より長く保持
できる。この結果、燃焼室8の筒内圧及び温度は通常よ
り長い期間高圧及び高温に保持され、燃焼後期において
も燃焼が確実に促進され、燃焼が比較的完全に成され、
排ガス中の黒煙、HC等の燃え残りは低減されることと
成る。
At this time, the combustion chamber 8 which has received the fuel injection from the injector 10 reaches the vicinity of the compression top dead center, is in a high-temperature and high-pressure atmosphere, the self-ignited air-fuel mixture starts burning, and the in-cylinder pressure pm rapidly increases. I do. Further, at this time, as shown in FIG. 4, the revolution adjusting cam 46 starts lifting immediately after the compression top dead center TDC, and moves the ring gear 41 via the push rod 45 to the revolving direction A of the planetary gear 35 corresponding to the lift amount h. In the opposite direction B. In conjunction with this operation, the connecting rod and the piston on the planetary gear 35 side hold the piston 31 near the compression top dead center TDC longer than usual (see the broken line in FIG. 4), as shown by the solid lines in FIG. it can. As a result, the in-cylinder pressure and temperature of the combustion chamber 8 are maintained at a high pressure and a high temperature for a longer period than usual, and the combustion is reliably promoted even in the later stage of the combustion, and the combustion is relatively completely achieved.
The unburned residue such as black smoke and HC in the exhaust gas is reduced.

【0015】上述のところにおいて燃料噴射弁はユニッ
トインジェクタ9としたが、これに代えて、列型あるい
は分配型燃料噴射ポンプに連結されるインジェクタを用
いても良く、この場合も同様の作用効果を得ることがで
きる。更に、図1の公転調整手段Rは圧縮上死点位置通
過後の公転調整域aでピストンの移動速度を低減させた
が、その他のクランク角変位域、例えば、圧縮上死点位
置の直前の運転域でリングギア41を公転方向Aと同方
向に回転させるように公転調整手段Rを構成し、これに
よって、圧縮上死点位置でピストンを早めに圧縮上死点
TDC近傍に移動させ、そのピストンを圧縮上死点TD
C近傍に比較的長く保持してもよい。この場合のピスト
ンクランク機構は周知の主噴射に先立つパイロット噴射
を行なうエンジンに有効利用出来、パイロット噴射時の
燃焼室8の筒内圧及び温度を通常より高圧及び高温に保
持でき、パイロット噴射された燃料の燃焼を確実に促進
出来る利点がある。
In the above description, the fuel injection valve is the unit injector 9, but instead, an injector connected to a row-type or distribution-type fuel injection pump may be used. Obtainable. Further, the revolution adjusting means R of FIG. 1 reduces the moving speed of the piston in the revolution adjusting area a after passing through the compression top dead center position, but in other crank angle displacement areas, for example, immediately before the compression top dead center position. The revolution adjusting means R is configured to rotate the ring gear 41 in the same direction as the revolving direction A in the operating range, whereby the piston is quickly moved to the vicinity of the compression top dead center TDC at the compression top dead center position. Compress piston at top dead center TD
It may be held relatively long near C. The piston crank mechanism in this case can be effectively used for an engine that performs pilot injection prior to the well-known main injection, and can maintain the in-cylinder pressure and temperature of the combustion chamber 8 at the time of pilot injection higher and higher than usual, and the pilot injected fuel can be used. There is an advantage that the combustion of the fuel can be surely promoted.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように、出力軸に同期して駆動さ
れるカム軸により、リングギアを回転させてプラネタ
リギアの回転に対する公転方向への回転を一時増減調整
し、プラネタリギア側のコンロッド及びピストンの変位
を増減調整、ピストンを所定の位置に一時保持し得る
ようにできる。
As described above, the drive is synchronized with the output shaft.
By a cam shaft which rotates the ring gear, temporarily increasing or decreasing adjusts the rotation of the revolving direction relative to the rotation of the planetary gears, to increase or decrease adjusts the displacement of the planetary gear side of the connecting rod and the piston, temporarily holds the piston in place Can
I can do it .

【0017】特に、カム軸をプラネタリギアの1/2の
回転速度で出力軸を介して駆動すれば、同様の効果が得
られる。特に、カム軸によりリングギアをプラネタリギ
アの公転方向と逆方向に回転させると、プラネタリギア
側のコンロッド及びピストンは一時変位を低減され、同
様の効果が得られる。特に、リングギアを回転させる時
期をピストン圧縮上死点後とすると、プラネタリギア側
のコンロッド及びピストンを圧縮上死点近傍に一時保持
するようになり、燃焼室の筒内圧及び温度を通常より長
い期間高圧及び高温に保持可能となり、燃焼後期におい
ても燃焼を確実に促進でき、燃焼が比較的完全に成さ
れ、排ガス中の黒煙、HC等の燃え残りを低減し易く成
る。
In particular, if the camshaft is driven via the output shaft at a rotation speed of 1/2 of the planetary gear, the same effect can be obtained. In particular, when the ring gear is rotated in the direction opposite to the revolving direction of the planetary gear by the camshaft, the connecting rod and the piston on the planetary gear side are temporarily reduced, and the same effect is obtained. In particular, if the time to rotate the ring gear is after the piston top dead center, the connecting rod and the piston on the planetary gear side are temporarily held near the compression top dead center, and the in-cylinder pressure and temperature of the combustion chamber are longer than usual. High pressure and high temperature can be maintained for a period, combustion can be reliably promoted even in the later stage of combustion, combustion is relatively completely achieved, and it is easy to reduce unburned residue such as black smoke and HC in exhaust gas.

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

【図1】本発明のピストンクランク機構概略全体構成図
である。
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a piston crank mechanism of the present invention.

【図2】図1の装置内のピストンクランク運動機構の要
部拡大側面である。
FIG. 2 is an enlarged side view of a main part of a piston crank movement mechanism in the apparatus of FIG. 1;

【図3】図1の装置内のピストンクランク運動機構内の
一部のギア列の部分切欠拡大側面である。
FIG. 3 is a partially cut-away enlarged side view of a part of a gear train in a piston crank movement mechanism in the apparatus of FIG. 1;

【図4】図1のピストンクランク運動機構を備えたエン
ジンのピストン位置特性線図である。
4 is a piston position characteristic diagram of an engine including the piston crank movement mechanism of FIG. 1. FIG.

【図5】図1のピストンクランク運動機構を備えたエン
ジンの筒内圧線図である。
FIG. 5 is an in-cylinder pressure diagram of an engine equipped with the piston crank movement mechanism of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 8 燃焼室 33 コンロッド 34 出力軸 35 プラネタリギア 37 プライマリギア 38 クラッチ 41 リングギア 44 カム軸 1 Engine 8 Combustion Chamber 33 Connecting Rod 34 Output Shaft 35 Planetary Gear 37 Primary Gear 38 Clutch 41 Ring Gear 44 Camshaft

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 21/16 - 21/38 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16H 21/16-21/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンのコンロッドに取り付けられたプ
ラネタリギア、 該プラネタリギアに噛合し動力を出力するプライマリギ
ア、 該プライマリギアに噛合しクラッチ側へ動力を出力する
出力軸、 該プラネタリギアに噛合したリングギア、該出力軸に同期して駆動され該リングギアを所定のタイ
ミングで周期的に回転変位 させるカム軸、 を具備したピストンクランク機構。
1. A planetary gear mounted on a connecting rod of an engine, a primary gear meshing with the planetary gear and outputting power, an output shaft meshing with the primary gear and outputting power to a clutch side, meshing with the planetary gear. A ring gear, driven in synchronization with the output shaft, and
A piston crank mechanism comprising: a camshaft that periodically rotates and displaces by rotating .
【請求項2】該カム軸を該プラネタリギアの1/2の回
転速度で駆動するように構成した請求項1のピストンク
ランク機構。
2. The piston crank mechanism according to claim 1, wherein said camshaft is driven at a rotation speed of one half of said planetary gear.
【請求項3】該カム軸により該リングギアを該プラネタ
リギアの公転方向と逆方向に回転させた請求項1のピス
トンクランク機構。
3. The piston crank mechanism according to claim 1, wherein said ring gear is rotated in a direction opposite to a revolving direction of said planetary gear by said cam shaft.
【請求項4】該リングギアを回転させる時期を該ピスト
ン圧縮上死点後とした請求項1のピストンクランク機
構。
4. The piston crank mechanism according to claim 1, wherein the timing of rotating the ring gear is after the piston compression top dead center.
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