JP4582029B2 - Variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は可変圧縮比内燃機関に関する。   The present invention relates to a variable compression ratio internal combustion engine.

内燃機関の機関圧縮比を運転状態に応じて変更可能な機構として、例えば、特許文献1に示すような複リンク式ピストンストローク機構が知られている。この複リンク式ピストンストローク機構は、クランクピンにロアリンクを回転自在に連結し、このロアリンクの一端にはアッパピンによってアッパリンクを、他端にはコントロールピンによってコントロールリンクを回転自在に連結し、このロアリンクの動作をコントロールリンクによって規制している。そして、運転状態に応じてコントロールリンクを制御してロアリンクの傾斜を変えることで、アッパリンクの他端に連結するピストンの上死点位置をコントロールし、圧縮比可変機構を実現しようとするものである。
特開2002−129995号公報
As a mechanism capable of changing the engine compression ratio of an internal combustion engine according to the operating state, for example, a multi-link type piston stroke mechanism as shown in Patent Document 1 is known. This multi-link type piston stroke mechanism rotatably connects a lower link to a crank pin, and an upper link is connected to one end of the lower link by an upper pin, and a control link is rotatably connected to the other end by a control pin. The operation of the lower link is regulated by the control link. And, by controlling the control link according to the operating condition and changing the inclination of the lower link, the top dead center position of the piston connected to the other end of the upper link is controlled, and the variable compression ratio mechanism is realized. It is.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-129995

前述した従来の可変圧縮比内燃機関は、低負荷運転時などのノッキングが発生しにくい状況では、高圧縮比に制御して出力の向上を図る。また、高負荷運転時などのノッキングが発生しやすい状況では、低圧縮比に制御してノッキングの発生を防止する。したがって、高圧縮比時には、シリンダ内の断熱化を図り、冷却損失を低減してできるだけ熱効率を上げることが求められる。しかし、低圧縮比時にシリンダ内の断熱化を図ると、ノッキングが発生しやすくなるとともに、充填効率も低下するなど、低圧縮比化した効果が得られなくなる。   In the conventional variable compression ratio internal combustion engine described above, in a situation where knocking is unlikely to occur during low load operation or the like, the output is improved by controlling the compression ratio to a high compression ratio. Also, in situations where knocking is likely to occur, such as during high-load operation, knocking is prevented by controlling to a low compression ratio. Therefore, at the time of a high compression ratio, it is required to insulate the inside of the cylinder, reduce the cooling loss, and increase the thermal efficiency as much as possible. However, if heat insulation in the cylinder is achieved at a low compression ratio, knocking is likely to occur, and the effect of lowering the compression ratio cannot be obtained, for example, the charging efficiency is reduced.

このように、前述した従来の可変圧縮比内燃機関では、高圧縮比時における冷却損失低減に重点を置くか、低圧縮比時のノッキング防止に重点を置くかは択一的なもので、両効果を両立できないという問題があった。   Thus, in the above-described conventional variable compression ratio internal combustion engine, whether to focus on cooling loss reduction at high compression ratio or to prevent knocking at low compression ratio is an alternative. There was a problem that the effects could not be balanced.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、高圧縮比時における冷却損失を低減するとともに、低圧縮比時におけるノッキングを防止することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and aims to reduce cooling loss at the time of a high compression ratio and prevent knocking at the time of a low compression ratio.

本発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、機関運転状態に基づいて前記ピストンの上死点位置を変更して機関圧縮比を可変とする圧縮比制御手段とを備え、機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンに嵌挿したトップリングと対峙する部分のシリンダの熱伝導率を、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記トップリングと対峙する部分のシリンダの熱伝導率よりも小さくしたことを特徴とする。
あるいは、機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップランドと対峙する部分のシリンダの熱伝導率を、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記トップランドと対峙する部分のシリンダの熱伝導率よりも小さくしたことを特徴とする。
あるいは、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンに嵌挿したトップリングと対峙する部分及びその対峙する部分より上方のシリンダの熱伝導率を、その対峙する部分より下方のシリンダの熱伝導率よりも小さくしたことを特徴とする。
The present invention comprises a piston that reciprocates in a cylinder, and a compression ratio control means that changes the top dead center position of the piston based on the engine operating state to make the engine compression ratio variable, thereby increasing the engine compression ratio. when the compression ratio, the thermal conductivity of the cylinder portion facing the top ring fitting inserted into the piston in the piston top dead center position, when the engine compression ratio to the low compression ratio, the piston top dead center position In the above, the thermal conductivity of the portion of the cylinder facing the top ring is made smaller.
Alternatively, when the engine compression ratio is set to a high compression ratio, the cylinder thermal conductivity of the portion facing the top land of the piston at the piston top dead center position is changed to the piston when the engine compression ratio is set to the low compression ratio. It is characterized in that it is smaller than the thermal conductivity of the cylinder facing the top land at the top dead center position.
Alternatively, when the engine compression ratio is set to a low compression ratio, the portion facing the top ring inserted into the piston at the piston top dead center position and the thermal conductivity of the cylinder above the facing portion are opposed. It is characterized by being smaller than the thermal conductivity of the cylinder below the portion.

本発明による可変圧縮比内燃機関では、シリンダを高圧縮比と低圧縮比とのピストンストローク位置に対応して熱伝導率の異なる部材で構成する。これにより、高圧縮比状態では冷却損失低減効果を十分に発揮でき、低圧縮比状態ではノッキング防止効果を十分に発揮できる。   In the variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention, the cylinder is composed of members having different thermal conductivities corresponding to the piston stroke positions of the high compression ratio and the low compression ratio. Thereby, the cooling loss reduction effect can be sufficiently exhibited in the high compression ratio state, and the knocking prevention effect can be sufficiently exhibited in the low compression ratio state.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
本発明による内燃機関は、例えば直列4気筒の火花点火式ガソリン機関であり、圧縮比を可変制御する複リンク式ピストンストローク機構を利用した可変圧縮比内燃機関である。図1は、この可変圧縮比内燃機関1を示す図である。最初に、これについて図1を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The internal combustion engine according to the present invention is, for example, an in-line four-cylinder spark ignition gasoline engine, which is a variable compression ratio internal combustion engine using a multi-link type piston stroke mechanism that variably controls the compression ratio. FIG. 1 is a diagram showing the variable compression ratio internal combustion engine 1. First, this will be described with reference to FIG.

図1の可変圧縮比内燃機関1は、圧縮比を可変的に制御可能とするために、ピストン22とクランクシャフト21がアッパリンク(第1リンク)11、ロアリンク(第2リンク)12の2つのリンクを介して連結され、さらにこのロアリンク12には、その挙動を制約するコントロールリンク(第3リンク)13が連結され、コントロールリンク13は偏心軸部15を有するコントロールシャフト14によって、その回転(揺動)中心を変えることで、圧縮比を変化させられるようになっている。   In the variable compression ratio internal combustion engine 1 of FIG. 1, the piston 22 and the crankshaft 21 are composed of an upper link (first link) 11 and a lower link (second link) 12 in order to variably control the compression ratio. The lower link 12 is connected to a control link (third link) 13 that restricts the behavior thereof. The control link 13 is rotated by a control shaft 14 having an eccentric shaft portion 15. By changing the center, the compression ratio can be changed.

この圧縮比制御手段について、さらに詳細に構造を説明すると、クランクシャフト21は、複数のジャーナル21aとクランクピン21bとを有する。ジャーナル21aは、シリンダブロック20の主軸受に回転自在に支持される。シリンダブロック20には、冷却水が循環するウォータジャケット29が設けられる。クランクピン21bは、ジャーナル21aから所定量偏心しており、ここにロアリンク12が回転自在に連結される。ロアリンク12は、二部材に分割可能に構成されるとともに、その略中央の連結孔にクランクピン21bが嵌合する。   The structure of the compression ratio control means will be described in more detail. The crankshaft 21 has a plurality of journals 21a and crank pins 21b. The journal 21 a is rotatably supported by the main bearing of the cylinder block 20. The cylinder block 20 is provided with a water jacket 29 through which cooling water circulates. The crank pin 21b is eccentric by a predetermined amount from the journal 21a, and the lower link 12 is rotatably connected thereto. The lower link 12 is configured to be split into two members, and the crank pin 21b is fitted into a substantially central connecting hole.

アッパリンク11は、下端側が連結ピン25によってロアリンク12の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン24によりピストン22に回動可能に連結される。   The lower end of the upper link 11 is rotatably connected to one end of the lower link 12 by a connecting pin 25, and the upper end is rotatably connected to the piston 22 by a piston pin 24.

ピストン22は、シリンダブロック20に嵌着したシリンダライナ27に摺動自在に嵌合する。ピストン22は、燃焼圧力を受け、シリンダ23内を往復動する。ピストン22には、ピストンリング(トップリング)28が挿嵌される。ピストンリング28は、ピストン22が受けた熱をシリンダライナ27へ伝熱する。   The piston 22 is slidably fitted to a cylinder liner 27 fitted to the cylinder block 20. The piston 22 receives the combustion pressure and reciprocates in the cylinder 23. A piston ring (top ring) 28 is inserted into the piston 22. The piston ring 28 transfers the heat received by the piston 22 to the cylinder liner 27.

コントロールリンク13は、上端側が連結ピン26によってロアリンク12の他端に回動可能に連結され、下端側がコントロールシャフト14の偏心軸部15を中心として回動可能になっている。   The upper end side of the control link 13 is rotatably connected to the other end of the lower link 12 by a connecting pin 26, and the lower end side is rotatable about the eccentric shaft portion 15 of the control shaft 14.

コントロールシャフト14はアクチュエータ31の先端に取り付けられたピニオン32によって回転させられる。コントロールシャフト14が回転すると偏心軸部15が上下動し、それにともないコントロールリンク13が上下動する。   The control shaft 14 is rotated by a pinion 32 attached to the tip of the actuator 31. When the control shaft 14 rotates, the eccentric shaft portion 15 moves up and down, and the control link 13 moves up and down accordingly.

ここで、図2、図3を参照して可変圧縮比内燃機関1のピストン上死点位置の調整方法を説明する。図2はピストン上死点位置が高圧縮比の位置にある場合、図3はピストン上死点位置が低圧縮比の位置にある場合を示す。   Here, the adjustment method of the piston top dead center position of the variable compression ratio internal combustion engine 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a case where the piston top dead center position is at a high compression ratio, and FIG. 3 shows a case where the piston top dead center position is at a low compression ratio.

圧縮比を高くするときには、図2に示すように、アクチュエータ31を駆動してコントロールシャフト14の偏心軸部15を下げる。するとロアリンク12は時計回りに移動し、連結ピン25が上げられるので、ピストン22の上死点の位置が上昇する。   When increasing the compression ratio, as shown in FIG. 2, the actuator 31 is driven to lower the eccentric shaft portion 15 of the control shaft 14. Then, the lower link 12 moves clockwise and the connecting pin 25 is raised, so that the position of the top dead center of the piston 22 rises.

圧縮比を低くするときには、図3に示すように、アクチュエータ31を駆動してコントロールシャフト14の偏心軸部15を上げる。するとロアリンク12は反時計回りに移動し、連結ピン25が下げられるので、ピストン22の上死点の位置が下降する。   When the compression ratio is lowered, the eccentric shaft portion 15 of the control shaft 14 is raised by driving the actuator 31 as shown in FIG. Then, the lower link 12 moves counterclockwise and the connecting pin 25 is lowered, so that the position of the top dead center of the piston 22 is lowered.

なお、図2、図3は、高圧縮比状態と低圧縮比状態とを代表的に示しているが、これらの間で圧縮比を連続的に変化させることができる。   2 and 3 representatively show the high compression ratio state and the low compression ratio state, but the compression ratio can be continuously changed between them.

図4は、上記の可変圧縮比内燃機関1で得られるピストンストローク特性と、ピストンとクランクシャフトのクランクピンとを一本のリンク(コンロッド)により連結した従来の単リンク式ピストンストローク機構で得られるピストンストローク特性を示したものである。   FIG. 4 shows a piston stroke characteristic obtained by the variable compression ratio internal combustion engine 1 described above and a piston obtained by a conventional single link piston stroke mechanism in which the piston and the crank pin of the crankshaft are connected by a single link (connecting rod). The stroke characteristics are shown.

従来の単リンク式ピストンストローク機構では、ピストンは上死点付近で早い動き(加速度大)になり、下死点付近では鈍い動き(加速度小)になっていた。これに対し、複リンク式ピストンストローク機構1の場合は、リンク構成を適切に設定することにより、単振動に近いピストンストローク特性を得ることができる。したがって、ピストン加速度が平準化され、上死点付近でのピストン速度が従来に比して遅くなる。上死点付近では、吸気弁から供給される高圧の新気によって掃気、充填、混合気形成が行われ、さらに点火も行われる。このように行程の集中する上死点付近のピストン速度を複リンク機構によって低下させることで、出力可能な回転速度を上げることができる。しかしながら、上死点付近でのピストン速度が遅くなれば、その分冷却損失は増大する。   In the conventional single link type piston stroke mechanism, the piston moves fast (high acceleration) near the top dead center, and dull (low acceleration) near the bottom dead center. On the other hand, in the case of the multi-link type piston stroke mechanism 1, a piston stroke characteristic close to simple vibration can be obtained by appropriately setting the link configuration. Therefore, the piston acceleration is leveled, and the piston speed near the top dead center becomes slower than the conventional one. In the vicinity of the top dead center, scavenging, filling, and air-fuel mixture formation are performed by high-pressure fresh air supplied from the intake valve, and ignition is also performed. Thus, by reducing the piston speed near the top dead center where the stroke is concentrated by the multi-link mechanism, it is possible to increase the rotation speed that can be output. However, if the piston speed near the top dead center decreases, the cooling loss increases accordingly.

ところで、内燃機関では、圧縮比を増加させると熱効率もそれにつれて増加する。圧縮比を上げることによって、膨張比も大きくなるからである。ここで熱効率が高いということは、同じ熱エネルギーが加えられた場合に、より多くの仕事をする、つまり出力が大きいことを意味する。また、熱効率が高くなれば、燃料消費率も減少するので燃費も向上する。   By the way, in an internal combustion engine, when the compression ratio is increased, the thermal efficiency is increased accordingly. This is because increasing the compression ratio also increases the expansion ratio. Here, the high thermal efficiency means that when the same thermal energy is applied, more work is performed, that is, the output is large. Further, if the thermal efficiency is increased, the fuel consumption rate is also reduced, so that the fuel consumption is improved.

したがって、低負荷運転時などのノッキングが発生しにくい状況では、出力及び燃費の向上のため限界まで圧縮比を高くするのが望ましい。   Therefore, in a situation where knocking is unlikely to occur during low load operation, it is desirable to increase the compression ratio to the limit in order to improve output and fuel consumption.

しかし、圧縮比を高くしていくと、燃焼室の表面積(S)と容積(V)の比(以下「S/V比」という)が大きくなって冷却損失が増大する。燃焼室の表面積が大きいと発生した熱エネルギーが燃焼室壁面に吸収され、燃焼ガスの膨張に使える熱エネルギーが減少するからである。また、燃焼室が扁平となり、燃焼の状態も悪くなる。そのため、圧縮比が15を超えたあたりからは十分な熱効率向上効果が得られなくなり、逆に熱効率は低下する。   However, as the compression ratio is increased, the ratio of the surface area (S) to the volume (V) of the combustion chamber (hereinafter referred to as “S / V ratio”) increases and the cooling loss increases. This is because when the surface area of the combustion chamber is large, the generated thermal energy is absorbed by the wall surface of the combustion chamber and the thermal energy that can be used for expansion of the combustion gas is reduced. Moreover, the combustion chamber becomes flat and the state of combustion also deteriorates. Therefore, when the compression ratio exceeds 15, sufficient thermal efficiency improvement effect cannot be obtained, and conversely, the thermal efficiency decreases.

このような、高圧縮化に伴うS/V比の増大による冷却損失の増大及び上述した上死点付近でのピストン速度低下による冷却損失の増大を低減する効果的な方法として、シリンダライナ27を、例えばジルコニアなどの断熱材で構成し、断熱性を高めることが考えられる。ピストン22が受ける熱量の多くは、ピストンリング28を介してシリンダライナ27へ伝熱する。そして、最終的にウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱される。シリンダライナを断熱材で構成すれば、この熱量の冷却水への放熱を抑えることができ、燃焼ガスの膨張に使える熱エネルギーの減少を抑えられるためである。   As an effective method for reducing such an increase in cooling loss due to an increase in S / V ratio due to high compression and an increase in cooling loss due to a decrease in piston speed near the top dead center, a cylinder liner 27 is used. For example, it is conceivable to increase the heat insulating property by using a heat insulating material such as zirconia. Most of the heat received by the piston 22 is transferred to the cylinder liner 27 via the piston ring 28. Then, the heat is finally radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. This is because if the cylinder liner is made of a heat insulating material, the heat radiation to the cooling water can be suppressed, and a decrease in thermal energy that can be used for expansion of the combustion gas can be suppressed.

このように、シリンダライナ27を断熱材で構成することで、ピストンリング28からシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。結果として、燃焼ガスからピストンへの伝熱量を低減でき、燃焼ガスの膨張に使える熱エネルギーの減少を抑えることができる。そのため、冷却損失が低減して熱効率が向上するとともに、燃費も向上する。   Thus, the heat transfer amount from the piston ring 28 to the cylinder liner 27 can be reduced by configuring the cylinder liner 27 with a heat insulating material. As a result, the amount of heat transfer from the combustion gas to the piston can be reduced, and the decrease in thermal energy that can be used for the expansion of the combustion gas can be suppressed. Therefore, the cooling loss is reduced, the thermal efficiency is improved, and the fuel consumption is also improved.

つまり、低負荷運転時など、可変圧縮比内燃機関1を高圧縮比にした状態では、冷却損失低減のため、できるだけシリンダライナ27への伝熱量を小さくすることが求められる。したがって、シリンダライナ27を低熱伝導率部材で構成することが好ましい。   In other words, when the variable compression ratio internal combustion engine 1 is set to a high compression ratio, such as during low load operation, it is required to reduce the amount of heat transferred to the cylinder liner 27 as much as possible in order to reduce cooling loss. Therefore, the cylinder liner 27 is preferably composed of a low thermal conductivity member.

これに対し、高負荷運転時は、燃焼室壁面が高温となりノッキングが発生しやすい条件なので、低負荷運転時に比べて圧縮比を下げる必要がある。このときは、シリンダライナ27を高熱伝導率部材で構成したほうが、ノッキングの発生を防止しやすい。ピストン22が受ける熱量をシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できるためである。これにより、効率的にシリンダ内の温度を下げることができる。また、シリンダ内の温度を下げることで、吸入空気の膨張を抑えることができ、充填効率も向上する。   On the other hand, during high load operation, the combustion chamber wall surface becomes hot and knocking is likely to occur, so it is necessary to lower the compression ratio than during low load operation. At this time, it is easier to prevent knocking if the cylinder liner 27 is made of a high thermal conductivity member. This is because the amount of heat received by the piston 22 is transferred to the cylinder liner 27 and can be radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Thereby, the temperature in a cylinder can be lowered efficiently. Further, by reducing the temperature in the cylinder, the expansion of the intake air can be suppressed, and the charging efficiency is also improved.

つまり、高負荷運転時など、可変圧縮比内燃機関1を低圧縮比にした状態では、ノッキング防止及び充填効率向上のため、できるだけシリンダライナ27への伝熱量を大きくすることが求められる。したがって、シリンダライナ27を高熱伝導率部材で構成することが好ましい。   That is, in a state where the variable compression ratio internal combustion engine 1 is set to a low compression ratio, such as during high load operation, it is required to increase the amount of heat transfer to the cylinder liner 27 as much as possible in order to prevent knocking and improve charging efficiency. Therefore, the cylinder liner 27 is preferably made of a high thermal conductivity member.

このように、シリンダライナ27には、可変圧縮比内燃機関1を高圧縮比にした状態と低圧縮比にした状態とで相反する熱伝導性が求められる。そこで、本発明では、これらの要求を満たすために、シリンダライナ27をピストンストローク位置に対応して熱伝導率の異なる部材で構成する。すなわち、高圧縮比としたときのピストン最上昇位置に対応する部位には低熱伝導率部材27b、低圧縮比としたときのピストン最上昇位置に対応する部位には高熱伝導率部材27aを用いてシリンダライナ27を構成する。これにより、高圧縮比化した状態では冷却損失低減効果を十分に発揮でき、低圧縮比化した状態ではノッキング防止効果を十分に発揮できるようにする。以下具体的に説明する。   As described above, the cylinder liner 27 is required to have thermal conductivity which is contradictory between the state where the variable compression ratio internal combustion engine 1 is set to the high compression ratio and the state where the variable compression ratio internal combustion engine 1 is set to the low compression ratio. Therefore, in the present invention, in order to satisfy these requirements, the cylinder liner 27 is configured with members having different thermal conductivities corresponding to the piston stroke positions. That is, the low thermal conductivity member 27b is used for the portion corresponding to the highest piston position when the compression ratio is high, and the high thermal conductivity member 27a is used for the portion corresponding to the highest piston position when the compression ratio is low. A cylinder liner 27 is configured. As a result, the cooling loss reduction effect can be sufficiently exhibited when the compression ratio is increased, and the knocking prevention effect can be sufficiently exhibited when the compression ratio is decreased. This will be specifically described below.

図5は、本発明の第1実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。なお、以下の図面において、実線で示したピストン22の位置が、圧縮比を最大にしたときのピストン22の圧縮上死点位置である。破線で示したピストン22の位置が、圧縮比を最低にしたときのピストン22の圧縮上死点位置である。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the first embodiment of the present invention. In the following drawings, the position of the piston 22 indicated by a solid line is the compression top dead center position of the piston 22 when the compression ratio is maximized. The position of the piston 22 indicated by a broken line is the compression top dead center position of the piston 22 when the compression ratio is minimized.

第1実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27a、低熱伝導率部材27b及びその他の部材27cの3部材で構成する。   In the first embodiment, the cylinder liner 27 is composed of three members: a high thermal conductivity member 27a, a low thermal conductivity member 27b, and other members 27c.

なお、ここでいう「その他の部材」とは、熱伝導率が、高熱伝導率部材及び低熱伝導率部材とは異なる部材をいう。その他の部材の熱伝導率は、高熱伝導率部材と低熱伝導率部材との中間の熱伝導率であるか、又は低熱伝導率部材より低い熱伝導率であることが望ましい。図5に示すように、圧縮比を最大に設定した場合において、ピストン22が圧縮上死点に位置するとき(実線で示したピストン22の位置。以下、「最高圧縮比かつ圧縮上死点位置」という)に、トップリング28と面する部分のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。   Here, “other members” refers to members having a thermal conductivity different from that of the high thermal conductivity member and the low thermal conductivity member. The thermal conductivity of the other members is preferably intermediate between the high thermal conductivity member and the low thermal conductivity member, or lower than that of the low thermal conductivity member. As shown in FIG. 5, when the compression ratio is set to the maximum, when the piston 22 is located at the compression top dead center (the position of the piston 22 indicated by the solid line. Hereinafter, “the highest compression ratio and the compression top dead center position”). )), The portion of the cylinder liner 27 facing the top ring 28 is constituted by a low thermal conductivity member 27b.

これにより、冷却損失が大きくなる圧縮上死点におけるトップリング28からシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。結果として、燃焼ガスからピストン22への伝熱量を低減でき、燃焼室61の断熱化が図れる。そのため、低負荷運転時など高圧縮比のときの熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thereby, the amount of heat transfer from the top ring 28 to the cylinder liner 27 at the compression top dead center where the cooling loss increases can be reduced. As a result, the amount of heat transferred from the combustion gas to the piston 22 can be reduced, and the combustion chamber 61 can be insulated. Therefore, it is possible to improve the thermal efficiency when the compression ratio is high, such as during low load operation, and to improve the fuel efficiency.

また、圧縮比を最低に設定した場合において、ピストン22が圧縮上死点に位置するとき(破線で示したピストン22の位置。以下、「最低圧縮比かつ圧縮上死点位置」という)に、トップリング28と面する部分のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。   In addition, when the compression ratio is set to the lowest, when the piston 22 is located at the compression top dead center (the position of the piston 22 indicated by a broken line, hereinafter referred to as “minimum compression ratio and compression top dead center position”), A portion of the cylinder liner 27 facing the top ring 28 is constituted by a high thermal conductivity member 27a.

これにより、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、高負荷運転時など低圧縮比としたときの燃焼室61内の温度を下げることができ、ノッキングの発生を防止できる。また、ノック余裕度が増大するため、点火時期を進角させて燃焼最大圧力を上げ、出力の向上を図れる。   As a result, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27 and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature in the combustion chamber 61 when the compression ratio is low, such as during high load operation, can be lowered, and knocking can be prevented from occurring. Further, since the knock margin increases, the ignition timing can be advanced to increase the maximum combustion pressure, and the output can be improved.

上述した部分以外の部分は、その他の部材27cでシリンダライナ27を構成する。   Portions other than those described above constitute the cylinder liner 27 with other members 27c.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図6を参照して説明する。本発明の第2実施形態は、シリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を変更した点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 is changed. Hereinafter, the difference will be described. In each of the following embodiments, the same reference numerals are used for portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図6は、本発明の第2実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第2実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図6に示すように、燃焼室61側のシリンダライナ27の上部を低熱伝導率部材27bで構成する。クランクシャフト21側のシリンダライナ27の下部を高熱伝導率部材27aで構成する。そして、ピストン22が、最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときのトップリング28の位置と、ピストン22が、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときのトップリング28の位置との間に、高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bとの境界が位置するように、シリンダライナ27を構成する。   As shown in FIG. 6, the upper portion of the cylinder liner 27 on the combustion chamber 61 side is constituted by a low thermal conductivity member 27b. The lower part of the cylinder liner 27 on the crankshaft 21 side is constituted by a high thermal conductivity member 27a. When the piston 22 is at the highest compression ratio and the compression top dead center position (solid line position), and when the piston 22 is at the lowest compression ratio and the compression top dead center position (dashed line position). The cylinder liner 27 is configured such that the boundary between the high thermal conductivity member 27a and the low thermal conductivity member 27b is positioned between the top ring 28 and the top ring 28.

これにより、高圧縮比時には、トップリング28からシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。結果として、燃焼ガスからピストン22への伝熱量を低減でき、燃焼室の断熱化が図れる。そのため、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thereby, at the time of a high compression ratio, the amount of heat transfer from the top ring 28 to the cylinder liner 27 can be reduced. As a result, the amount of heat transfer from the combustion gas to the piston 22 can be reduced, and the combustion chamber can be insulated. Therefore, the thermal efficiency can be improved and the fuel efficiency can be improved.

一方、低圧縮比時には、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、効率的にシリンダ内の温度を下げることができるとともに、ピストン22の温度上昇に伴うピストンリング28の焼き付きを防止できる。シリンダ内の温度を下げることで、吸入空気の膨張を抑えることができ、充填効率も向上する。   On the other hand, when the compression ratio is low, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27 and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature in the cylinder can be efficiently lowered, and seizure of the piston ring 28 accompanying the temperature increase of the piston 22 can be prevented. By reducing the temperature in the cylinder, the expansion of the intake air can be suppressed, and the charging efficiency is also improved.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図7を参照して説明する。本発明の第3実施形態は、シリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を変更した点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 is changed. Hereinafter, the difference will be described.

図7は、本発明の第3実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第3実施形態では、シリンダライナ27をピストンストローク位置に対応して、高熱伝導率部材27a、低熱伝導率部材27b及びその他の部材27cの3部材で構成する。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the cylinder liner 27 is composed of three members, a high thermal conductivity member 27a, a low thermal conductivity member 27b, and another member 27c, corresponding to the piston stroke position.

図7に示すように、ピストン22が、最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときに、トップランド22aと面する部分のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。すなわち、特に高温燃焼ガスが接する部分のシリンダライナ27の断熱化を図る。これにより、高温燃焼ガスからシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。そのため、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   As shown in FIG. 7, when the piston 22 is at the highest compression ratio and at the compression top dead center position (solid line position), the portion of the cylinder liner 27 that faces the top land 22a is constituted by the low thermal conductivity member 27b. That is, in particular, the heat insulation of the cylinder liner 27 in the portion that is in contact with the high-temperature combustion gas is achieved. Thereby, the amount of heat transfer from the high-temperature combustion gas to the cylinder liner 27 can be reduced. Therefore, the thermal efficiency can be improved and the fuel efficiency can be improved.

一方、ピストン22が、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときにトップランド22aと面する部分のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。   On the other hand, when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the portion of the cylinder liner 27 that faces the top land 22a is constituted by the high thermal conductivity member 27a.

これにより、ノッキングが起こりやすいトップランド22a周りの未燃ガスの熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱できる。そのため、トップランド22a周りの未燃ガスの温度を低減でき、ノッキングの発生を防止できる。また、ノック余裕度が増大するため、点火時期を進角させて燃焼最大圧力を上げ、出力の向上を図れる。   As a result, the amount of heat of the unburned gas around the top land 22a where knocking easily occurs can be efficiently transferred to the cylinder liner 27. Therefore, the temperature of the unburned gas around the top land 22a can be reduced, and the occurrence of knocking can be prevented. Further, since the knock margin increases, the ignition timing can be advanced to increase the maximum combustion pressure, and the output can be improved.

上述した部分以外の部分は、その他の部材27cでシリンダライナ27を構成する。   Portions other than those described above constitute the cylinder liner 27 with other members 27c.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図8を参照して説明する。本発明の第4実施形態は、シリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を変更した点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 is changed. Hereinafter, the difference will be described.

図8は、本発明の第4実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第4実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図8に示すように、ピストン22が、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときに、トップランド22aと面する部分より上方のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。これにより、低圧縮比状態にしたとき(高負荷運転時などのノッキングが発生しやすいとき)に、ノッキングの発生に影響の少ないトップランド22aと面する部分より上方のシリンダライナ27からの冷却損失を低減する。   As shown in FIG. 8, when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the cylinder liner 27 above the portion facing the top land 22a is constituted by the low thermal conductivity member 27b. To do. Thereby, when the compression ratio is in a low state (when knocking is likely to occur during high-load operation or the like), the cooling loss from the cylinder liner 27 above the portion facing the top land 22a that has little influence on the occurrence of knocking. Reduce.

一方、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときに、トップランド22aと面する部分とその部分よりも下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。これにより、ノッキングが起こりやすいトップランド22a周りの未燃ガスの熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱できる。そのため、トップランド22a周りの未燃ガスの温度を低減できる。また、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、ピストン冠面の温度も下げることができ、ノッキングの発生を防止できる。また、ノック余裕度が増大するため、点火時期を進角させて燃焼最大圧力を上げ、出力の向上を図れる。   On the other hand, when the compression ratio is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the portion facing the top land 22a and the cylinder liner 27 below the portion are configured by the high thermal conductivity member 27a. As a result, the amount of heat of the unburned gas around the top land 22a where knocking easily occurs can be efficiently transferred to the cylinder liner 27. Therefore, the temperature of the unburned gas around the top land 22a can be reduced. Further, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27 and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature of the piston crown surface can also be lowered, and the occurrence of knocking can be prevented. Further, since the knock margin increases, the ignition timing can be advanced to increase the maximum combustion pressure, and the output can be improved.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を、図9を参照して説明する。第4実施形態では、ピストン22が最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときにトップランド22aと面する部分のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成していた。これに対して、本発明の第5実施形態は、当該部分を低熱伝導率部材27bで構成した点で相違する。以下、その相違点について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the cylinder liner 27 of the portion facing the top land 22a when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position) is constituted by the high thermal conductivity member 27a . On the other hand, 5th Embodiment of this invention is different by the point which comprised the said part with the low thermal conductivity member 27b . Hereinafter, the difference will be described.

図9は、本発明の第5実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第5実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図9に示すように、ピストン22が、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときに、トップリング28と面する部分より上方のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。すなわち、第4実施形態と比較して、シリンダライナ27を構成する低熱伝導率部材27bの比率を高くする。   As shown in FIG. 9, when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the cylinder liner 27 above the portion facing the top ring 28 is constituted by a low thermal conductivity member 27b. To do. That is, as compared with the fourth embodiment, the ratio of the low thermal conductivity member 27b constituting the cylinder liner 27 is increased.

これにより、第4実施形態と比較して、シリンダライナ27の断熱効果が増大し、高圧縮比での運転時により冷却損失を低減できる。結果として、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thereby, compared with 4th Embodiment, the heat insulation effect of the cylinder liner 27 increases, and a cooling loss can be reduced by the time of the driving | operation with a high compression ratio. As a result, thermal efficiency can be improved and fuel efficiency can be improved.

一方、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときに、トップリング28と面する部分とその部分よりも下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。これにより、上死点において、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27aへ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、ピストン冠面の温度も下げることができ、低圧縮比での運転時におけるノッキングの発生を防止できる。また、ノック余裕度が増大するため、点火時期を進角させて燃焼最大圧力を上げ、出力の向上を図れる。本実施形態は、上死点位置におけるトップランド22a周りの未燃ガスの熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱できないため、第4実施形態と比較して、ノッキングの起こりにくい内燃機関に有効である。   On the other hand, when the compression ratio is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the portion facing the top ring 28 and the cylinder liner 27 below the portion are configured by the high thermal conductivity member 27a. As a result, at the top dead center, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27a and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature of the piston crown surface can also be lowered, and knocking can be prevented during operation at a low compression ratio. Further, since the knock margin increases, the ignition timing can be advanced to increase the maximum combustion pressure, and the output can be improved. Since this embodiment cannot efficiently transfer the amount of heat of the unburned gas around the top land 22a at the top dead center position to the cylinder liner 27, it is effective for an internal combustion engine in which knocking is unlikely to occur compared to the fourth embodiment. It is.

(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態を、図10を参照して説明する。第5実施形態では、ピストン22が最低圧縮比かつ圧縮上死点位置にあるときにトップリング28と面する部分のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成していた。これに対して、本発明の第6実施形態は、当該部分を低熱伝導率部材27bで構成した点で相違する。以下、その相違点について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the cylinder liner 27 that faces the top ring 28 when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position is constituted by the high thermal conductivity member 27a . On the other hand, 6th Embodiment of this invention is different by the point which comprised the said part with the low thermal conductivity member 27b . Hereinafter, the difference will be described.

図10は、本発明の第6実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第6実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図10に示すように、ピストン22が、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)にあるときに、トップリング28と面する部分とその部分よりも上方のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。すなわち、第4及び第5実施形態と比較して、シリンダライナ27を構成する低熱伝導率部材27bの比率を高くする。   As shown in FIG. 10, when the piston 22 is at the lowest compression ratio and at the compression top dead center position (broken line position), the portion facing the top ring 28 and the cylinder liner 27 above the portion have low thermal conductivity. It consists of member 27b. That is, as compared with the fourth and fifth embodiments, the ratio of the low thermal conductivity member 27b constituting the cylinder liner 27 is increased.

これにより、最低圧縮比かつ圧縮上死点位置(破線位置)でのピストンリング28からシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。したがって、第4及び第5実施形態と比較して、シリンダライナ27の断熱効果が増大し、より冷却損失を低減できる。結果として、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thereby, the amount of heat transfer from the piston ring 28 to the cylinder liner 27 at the lowest compression ratio and the compression top dead center position (broken line position) can be reduced. Therefore, as compared with the fourth and fifth embodiments, the heat insulating effect of the cylinder liner 27 is increased, and the cooling loss can be further reduced. As a result, thermal efficiency can be improved and fuel efficiency can be improved.

一方、トップリング28と面する部分よりも下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。   On the other hand, the cylinder liner 27 below the portion facing the top ring 28 is constituted by a high thermal conductivity member 27a.

これにより、ピストン22が膨張行程中に下降して、燃焼温度が最大に達するときには、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、ピストン冠面の温度も下げることができ、ノッキングの発生を防止できる。また、ノック余裕度が増大するため、点火時期を進角させて燃焼最大圧力を上げ、出力の向上を図れる。本実施形態は、上死点位置におけるトップランド22a周りの未燃ガスの熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱できないなど、第4及び第5実施形態と比較して、ノッキングの起こりにくい内燃機関に有効である。   As a result, when the piston 22 descends during the expansion stroke and the combustion temperature reaches the maximum, the amount of heat received by the piston 22 is efficiently transferred to the cylinder liner 27 and can be dissipated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature of the piston crown surface can also be lowered, and the occurrence of knocking can be prevented. Further, since the knock margin increases, the ignition timing can be advanced to increase the maximum combustion pressure, and the output can be improved. In the present embodiment, the amount of heat of the unburned gas around the top land 22a at the top dead center position cannot be efficiently transferred to the cylinder liner 27, and the internal combustion is less likely to cause knocking than in the fourth and fifth embodiments. Effective for institutions.

(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態を、図11を参照して説明する。本発明の第7実施形態は、シリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を変更した点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The seventh embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 is changed. Hereinafter, the difference will be described.

図11は、本発明の第7実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第7実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 11 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図11に示すように、ピストン22が、最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときに、トップランド22aと面する部分のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。すなわち、特に高温燃焼ガスが接する部分のシリンダライナ27の断熱化を図る。これにより、高温燃焼ガスからシリンダライナ27への伝熱量を低減できる。そのため、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   As shown in FIG. 11, when the piston 22 is at the highest compression ratio and at the compression top dead center position (solid line position), the portion of the cylinder liner 27 that faces the top land 22a is constituted by the low thermal conductivity member 27b. That is, in particular, the heat insulation of the cylinder liner 27 in the portion that is in contact with the high-temperature combustion gas is achieved. Thereby, the amount of heat transfer from the high-temperature combustion gas to the cylinder liner 27 can be reduced. Therefore, the thermal efficiency can be improved and the fuel efficiency can be improved.

一方、トップリング28と面する部分と、それより下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。   On the other hand, a portion facing the top ring 28 and a cylinder liner 27 below the top ring 28 are constituted by a high thermal conductivity member 27a.

膨張行程では、ピストン22の下降にしたがって燃焼ガスは膨張し、圧力と温度は下がる。そのため、トップリング28より下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材で構成しても、冷却損失悪化の影響は比較的少ない。また、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、効率的にシリンダ内の温度を下げることができるとともに、ピストン22の温度上昇に伴うピストンリング28の焼き付きを防止できる。シリンダ内の温度を下げることで、吸入空気の膨張を抑えることができ、充填効率も向上する。   In the expansion stroke, the combustion gas expands as the piston 22 descends, and the pressure and temperature decrease. Therefore, even if the cylinder liner 27 below the top ring 28 is made of a high thermal conductivity member, the influence of deterioration of the cooling loss is relatively small. Further, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27 and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature in the cylinder can be efficiently lowered, and seizure of the piston ring 28 accompanying the temperature increase of the piston 22 can be prevented. By reducing the temperature in the cylinder, the expansion of the intake air can be suppressed, and the charging efficiency is also improved.

(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態を、図12を参照して説明する。第実施形態では、ピストン22が最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときにトップリング28と面する部分のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成していた。これに対して、本発明の第実施形態は、当該部分を低熱伝導率部材27bで構成した点で相違する。以下、その相違点について説明する。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment, the cylinder liner 27 of the portion facing the top ring 28 when the piston 22 is at the highest compression ratio and at the compression top dead center position (solid line position) is constituted by the high thermal conductivity member 27a. On the other hand, the eighth embodiment of the present invention is different in that the portion is constituted by the low thermal conductivity member 27b. Hereinafter, the difference will be described.

図12は、本発明の第8実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。第8実施形態では、シリンダライナ27を高熱伝導率部材27aと低熱伝導率部材27bの2部材で構成する。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, the cylinder liner 27 is composed of two members, a high thermal conductivity member 27a and a low thermal conductivity member 27b.

図12に示すように、ピストン22が、最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときに、トップリング28と面する部分と、その部分より上方のシリンダライナ27を低熱伝導率部材27bで構成する。すなわち、第7実施形態と比較して、シリンダライナ27を構成する低熱伝導率部材27bの比率を高くする。   As shown in FIG. 12, when the piston 22 is at the highest compression ratio and at the compression top dead center position (solid line position), the portion facing the top ring 28 and the cylinder liner 27 above that portion have a low thermal conductivity. It consists of member 27b. That is, as compared with the seventh embodiment, the ratio of the low thermal conductivity member 27b constituting the cylinder liner 27 is increased.

このように構成することで、特に高温燃焼ガスと接する部分のシリンダライナ27の断熱化を図る。さらに、ピストン22が、最高圧縮比かつ圧縮上死点位置(実線位置)にあるときのピストンリング28からシリンダライナ27への伝熱量を低減させる。   By constituting in this way, the heat insulation of the cylinder liner 27 in the part in contact with the high temperature combustion gas is particularly achieved. Further, the amount of heat transfer from the piston ring 28 to the cylinder liner 27 when the piston 22 is at the highest compression ratio and at the compression top dead center position (solid line position) is reduced.

これにより、第7実施形態と比較して、シリンダライナ27の断熱効果が増大し、より冷却損失を低減できる。結果として、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thereby, compared with 7th Embodiment, the heat insulation effect of the cylinder liner 27 increases, and it can reduce a cooling loss more. As a result, thermal efficiency can be improved and fuel efficiency can be improved.

一方、トップリング28と面する部分より下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成する。   On the other hand, the cylinder liner 27 below the portion facing the top ring 28 is constituted by a high thermal conductivity member 27a.

膨張行程では、ピストン22の下降にしたがって燃焼ガスは膨張し、圧力と温度は下がる。そのため、トップリング28より下方のシリンダライナ27を高熱伝導率部材27aで構成しても、冷却損失悪化の影響は比較的少ない。   In the expansion stroke, the combustion gas expands as the piston 22 descends, and the pressure and temperature decrease. Therefore, even if the cylinder liner 27 below the top ring 28 is constituted by the high thermal conductivity member 27a, the influence of the deterioration of the cooling loss is relatively small.

また、ピストン22が受ける熱量を効率的にシリンダライナ27へ伝熱して、ウォータジャケット29を流れる冷却水へ放熱できる。そのため、効率的にシリンダ内の温度を下げることができるとともに、ピストン22の温度上昇に伴うピストンリング28の焼き付きを防止できる。シリンダ内の温度を下げることで、吸入空気の膨張を抑えることができ、充填効率も向上する。   Further, the amount of heat received by the piston 22 can be efficiently transferred to the cylinder liner 27 and radiated to the cooling water flowing through the water jacket 29. Therefore, the temperature in the cylinder can be efficiently lowered, and seizure of the piston ring 28 accompanying the temperature increase of the piston 22 can be prevented. By reducing the temperature in the cylinder, the expansion of the intake air can be suppressed, and the charging efficiency is also improved.

(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態を、図13、図14、図15及び図16を参照して説明する。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13, FIG. 14, FIG. 15 and FIG.

図13は、本発明の第9実施形態による2つの冷却系等を有する可変圧縮比内燃機関101である。図14は、可変圧縮比内燃機関101の冷却装置の概略構成図である。   FIG. 13 shows a variable compression ratio internal combustion engine 101 having two cooling systems and the like according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a cooling device for the variable compression ratio internal combustion engine 101.

図13及び図14において、シリンダヘッド60の内部には、燃焼室61を取り囲むウォータジャケット46が形成される。シリンダブロック20の内部には、ピストンストローク方向において、燃焼室61側にウォータジャケット291が、クランクシャフト21側にウォータジャケット292がそれぞれ独立して形成される(図13参照)。ウォータジャケット291,292は、それぞれシリンダ23を取り囲むように形成される。   13 and 14, a water jacket 46 that surrounds the combustion chamber 61 is formed inside the cylinder head 60. Inside the cylinder block 20, in the piston stroke direction, a water jacket 291 is formed independently on the combustion chamber 61 side, and a water jacket 292 is formed independently on the crankshaft 21 side (see FIG. 13). The water jackets 291 and 292 are formed so as to surround the cylinder 23, respectively.

冷却装置は、図14に示すように、上述したウォータジャケット46,291,292、冷却水をウォータジャケット46,291,292へ圧送し循環させるウォータポンプ42,43及び温度の高い冷却水の熱を外気に放熱して冷却するラジエータ41などからなる。冷却装置は、ウォータポンプ42,43によって冷却水を各ウォータジャケット46,291,292へ送り、この冷却水をラジエータ41に導いて放熱し、再びポンプにより循環させる。   As shown in FIG. 14, the cooling device includes the above-described water jackets 46, 291 and 292, the water pumps 42 and 43 for pumping and circulating the cooling water to the water jackets 46, 291, 292, and the heat of the high-temperature cooling water. It includes a radiator 41 that radiates heat to the outside air and cools it. The cooling device sends the cooling water to the water jackets 46, 291 and 292 by the water pumps 42 and 43, guides the cooling water to the radiator 41, dissipates heat, and circulates it again by the pump.

この冷却水の循環経路について説明する。   The cooling water circulation path will be described.

シリンダブロック20のエンジンフロント側には、ウォータポンプ42が取り付けられる。ウォータポンプ42の吐出口は、冷却水通路50aを介してウォータジャケット292の冷却水入口に接続される。ウォータジャケット292は、シリンダブロック20のエンジンリア側に取り付けられるウォータアウトレット55の導入口に接続される。ウォータアウトレット55の排出口は、冷却水通路50bを介してラジエータ41の上部入口に接続される。ラジエータ41の下部出口は冷却水通路50cを介してウォータポンプ42の吸込口に接続される。   A water pump 42 is attached to the engine front side of the cylinder block 20. The discharge port of the water pump 42 is connected to the cooling water inlet of the water jacket 292 through the cooling water passage 50a. The water jacket 292 is connected to an inlet of a water outlet 55 attached to the engine rear side of the cylinder block 20. The outlet of the water outlet 55 is connected to the upper inlet of the radiator 41 through the cooling water passage 50b. The lower outlet of the radiator 41 is connected to the suction port of the water pump 42 through the cooling water passage 50c.

図15は冷却水の循環経路を模式的に表した系統図である。図15に示すように、これらの冷却水通路50、ラジエータ(RAD)41及びウォータポンプ(W/P)42等により、シリンダブロック20のウォータジャケット(C/B)292を流れる冷却水の循環経路A(第2冷却水循環系路)が形成される。   FIG. 15 is a system diagram schematically showing the circulation path of the cooling water. As shown in FIG. 15, the circulation path of the cooling water flowing through the water jacket (C / B) 292 of the cylinder block 20 by the cooling water passage 50, the radiator (RAD) 41, the water pump (W / P) 42, and the like. A (second cooling water circulation system) is formed.

一方、図14において、冷却水通路50aの途中には、分岐通路51が形成される。分岐通路51は、シリンダブロック20の燃焼室側のウォータジャケット291の入口に接続される。その入口には、シリンダヘッド60のウォータジャケット46への分岐部54が形成されている。そのため、分岐通路51を流れる冷却水は、分岐部54で分岐してウォータジャケット291及びウォータジャケット46へ送られる。   On the other hand, in FIG. 14, a branch passage 51 is formed in the middle of the cooling water passage 50a. The branch passage 51 is connected to the inlet of the water jacket 291 on the combustion chamber side of the cylinder block 20. At the inlet, a branching portion 54 to the water jacket 46 of the cylinder head 60 is formed. Therefore, the cooling water flowing through the branch passage 51 branches at the branch portion 54 and is sent to the water jacket 291 and the water jacket 46.

シリンダヘッド60のエンジンリア側には、ウォータジャケット291及びウォータジャケット46を流れた冷却水の合流部57とその出口が形成される。ウォータジャケット46の出口は、シリンダヘッド60のエンジンリア側に取り付けられるウォータアウトレット56の導入口に接続される。ウォータアウトレット56の排出口に接続される通路52は途中で分岐する。分岐した一方の通路52aは、冷却水通路50bに接続され、ラジエータ41の上部入口に接続される。他方の通路52bは、電動ウォータポンプ43の吸込口に接続される。   On the engine rear side of the cylinder head 60, a water jacket 291 and a cooling water merging portion 57 flowing through the water jacket 46 and an outlet thereof are formed. The outlet of the water jacket 46 is connected to the inlet of a water outlet 56 that is attached to the engine rear side of the cylinder head 60. The passage 52 connected to the outlet of the water outlet 56 branches off in the middle. One of the branched passages 52 a is connected to the cooling water passage 50 b and connected to the upper inlet of the radiator 41. The other passage 52 b is connected to the suction port of the electric water pump 43.

分岐通路51には、分岐通路51を流れる冷却水の流量を調節するバルブ44が設けられる。同様に、分岐通路52aにはバルブ45が設けられる。   The branch passage 51 is provided with a valve 44 that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the branch passage 51. Similarly, a valve 45 is provided in the branch passage 52a.

図15に示すように、これらの分岐通路52b及び電動ウォータポンプ(W/P)43等により、シリンダブロック20のウォータジャケット(C/B)291及びシリンダヘッド60のウォータジャケット(C/H)46を流れる冷却水の循環経路B(第1冷却水循環系路)が形成される。   As shown in FIG. 15, the water jacket (C / B) 291 of the cylinder block 20 and the water jacket (C / H) 46 of the cylinder head 60 are provided by these branch passages 52b and the electric water pump (W / P) 43 and the like. The cooling water circulation path B (first cooling water circulation system path) is formed.

本実施形態では、バルブ44及び45の開度調節により、ウォータジャケット291を流れる冷却水とウォータジャケット46を流れる冷却水の温度調節を行う。例えば、バルブ44及び45が閉じられている状態では、循環経路B内にはラジエータが存在しない。そのため、循環経路B内の冷却水温度を、循環経路A内の冷却水温度よりも相対的に高くできる。   In the present embodiment, the temperature adjustment of the cooling water flowing through the water jacket 291 and the cooling water flowing through the water jacket 46 is performed by adjusting the opening degree of the valves 44 and 45. For example, when the valves 44 and 45 are closed, there is no radiator in the circulation path B. Therefore, the cooling water temperature in the circulation path B can be made relatively higher than the cooling water temperature in the circulation path A.

また、バルブ44及び45の絞り量を調整することで、循環経路B内の冷却水の流量を循環経路A内の冷却水の流量よりも相対的に多くできる。結果として、循環経路B内の冷却水温度を、循環経路A内の冷却水温度よりも相対的に高くできる。   Further, the flow rate of the cooling water in the circulation path B can be made relatively larger than the flow rate of the cooling water in the circulation path A by adjusting the throttle amounts of the valves 44 and 45. As a result, the cooling water temperature in the circulation path B can be made relatively higher than the cooling water temperature in the circulation path A.

図16は、本発明の第9実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing the relationship of the thermal conductivity inside the cylinder liner 27 according to the ninth embodiment of the present invention.

このように、低熱伝導率部材27bで構成した燃焼室61側のシリンダライナ27の周囲を流れる冷却水の温度を相対的に高くすることで、さらには冷却水の循環量を少なくすることで、シリンダライナ27の断熱効果をより一層向上させることができる。そのため、熱効率の向上が図れるとともに、燃費の向上が図れる。   Thus, by relatively increasing the temperature of the cooling water flowing around the cylinder liner 27 on the combustion chamber 61 side constituted by the low thermal conductivity member 27b, and further reducing the circulation amount of the cooling water, The heat insulating effect of the cylinder liner 27 can be further improved. Therefore, the thermal efficiency can be improved and the fuel efficiency can be improved.

一方、高熱伝導率部材27aで構成したクランクシャフト21側のシリンダライナ27の周囲を流れる冷却水の温度を相対的に低くすることで、さらには冷却水の循環量を多くすることで、吸入行程時における吸入空気の熱膨張を抑えることができ、充填効率を向上できる。   On the other hand, by reducing the temperature of the cooling water flowing around the cylinder liner 27 on the crankshaft 21 side constituted by the high thermal conductivity member 27a, and further increasing the circulation amount of the cooling water, the intake stroke is increased. The thermal expansion of the intake air at the time can be suppressed, and the filling efficiency can be improved.

なお、この冷却装置が適用されるシリンダライナ27の熱伝導率について、図16に示したシリンダライナ27の低熱伝導率部材27bと高熱伝導率部材27aとの比率は、図9の実施形態と同じ関係にあるが、これに限らず、他の実施形態に示した、すなわち、図5、図6、図7、図8、図10、図11、図12等のものについても、同じように適用することができる。   In addition, about the thermal conductivity of the cylinder liner 27 to which this cooling device is applied, the ratio of the low thermal conductivity member 27b and the high thermal conductivity member 27a of the cylinder liner 27 shown in FIG. 16 is the same as that of the embodiment of FIG. Although it is related, the present invention is not limited to this, and the same applies to the other embodiments shown in FIGS. 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, etc. can do.

(第10実施形態)
次に、本発明の第10実施形態を、図17を参照して説明する。図17は、本発明の第10実施形態によるシリンダライナ27を示す図である。
(10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a view showing a cylinder liner 27 according to the tenth embodiment of the present invention.

上述してきたように、本発明による可変圧縮比内燃機関1では、熱伝導率の異なる複数の部材でシリンダライナ27を構成する。シリンダライナ27はピストン22の摺動運動によって、ピストンリング28との接触部分が磨耗する。   As described above, in the variable compression ratio internal combustion engine 1 according to the present invention, the cylinder liner 27 is composed of a plurality of members having different thermal conductivities. The cylinder liner 27 is worn at the contact portion with the piston ring 28 by the sliding movement of the piston 22.

このとき、シリンダライナ27を熱伝導率の異なる複数の部材で構成すると、その材質の違いによって、磨耗量がそれぞれ異なってくる。そのため、異なる部材の境界で段差が生じる。   At this time, if the cylinder liner 27 is composed of a plurality of members having different thermal conductivities, the amount of wear differs depending on the material. Therefore, a step is generated at the boundary between different members.

このような段差が発生すると、燃焼室の気密性が保てなくなりブローバイガスが増大する。フリクションも増大し、シリンダライナ27にかき傷をつけたり、焼付けをおこしたりする。また、ピストンリング28が段差を乗り越えるときにノイズが発生することが懸念される。さらに、オイルの掻き残しなどにより、余分なオイルが燃焼室に進入しオイル消費が増大し、焼付けを起こすことが懸念される。   When such a level difference occurs, the airtightness of the combustion chamber cannot be maintained and blow-by gas increases. Friction also increases, and the cylinder liner 27 is scratched or baked. Further, there is a concern that noise is generated when the piston ring 28 gets over the step. Furthermore, there is a concern that excess oil may enter the combustion chamber due to oil scraping and the like, resulting in increased oil consumption and seizure.

そこで、本実施形態では、シリンダライナ27のピストン22が摺動する表面を単一の材料で被覆したコーティング層65を形成する。これにより、シリンダライナ27を熱伝導率の異なる複数の部材で構成することによる部材の境界での段差の発生を防止できる。なお、コーティング層65の熱伝導率は低熱伝導率部材と同等であることが望ましいが、多少の大小があっても問題はない。   Therefore, in the present embodiment, the coating layer 65 is formed in which the surface on which the piston 22 of the cylinder liner 27 slides is covered with a single material. Thereby, generation | occurrence | production of the level | step difference in the boundary of the member by comprising the cylinder liner 27 by the several member from which heat conductivity differs can be prevented. The thermal conductivity of the coating layer 65 is preferably equal to that of the low thermal conductivity member, but there is no problem even if it is slightly larger or smaller.

(第11実施形態)
次に、本発明の第11実施形態を、図18を参照して説明する。図18は、本発明の第11実施形態によるピストン22を示す図である。
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a view showing a piston 22 according to the eleventh embodiment of the present invention.

本実施形態のピストン22は、その冠面に層状の低熱伝導部材70が貼られた断熱ピストンとして構成される。   The piston 22 of the present embodiment is configured as a heat-insulating piston having a laminar low heat conductive member 70 attached to its crown surface.

これにより、燃焼ガスからピストン冠面への伝熱量を抑えることができる。また、燃焼室の一部となるピストン冠面を低熱伝導部材70で構成することによって、燃焼室の断熱化を図れる。そのため、冷却損失が低減して熱効率が向上するとともに、燃費も向上する。   Thereby, the amount of heat transfer from the combustion gas to the piston crown surface can be suppressed. In addition, by forming the crown surface of the piston, which is a part of the combustion chamber, with the low heat conducting member 70, the combustion chamber can be insulated. Therefore, the cooling loss is reduced, the thermal efficiency is improved, and the fuel consumption is also improved.

また、ピストン冠面に貼られた低熱伝導部材70の断熱効果により、ピストン22自体の温度を低減することができる。そのため、シリンダライナ27とピストンリング28間の焼き付きを防止できる。また、ピストン強度を高めることなく燃焼温度を高めることができ、出力の向上を図れる。   Moreover, the temperature of piston 22 itself can be reduced by the heat insulation effect of the low heat conductive member 70 affixed on the piston crown surface. Therefore, seizure between the cylinder liner 27 and the piston ring 28 can be prevented. Further, the combustion temperature can be increased without increasing the piston strength, and the output can be improved.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、上記実施形態では、シリンダ23の内壁が、シリンダブロック20と別の材料で作られたシリンダライナ27を嵌め込んで構成されている。しかし、熱伝導率を上記実施形態のように構成すれば、内壁がシリンダブロック20と一体となったものであってもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea. For example, in the above-described embodiment, the inner wall of the cylinder 23 is configured by fitting the cylinder liner 27 made of a material different from that of the cylinder block 20. However, if the thermal conductivity is configured as in the above embodiment, the inner wall may be integrated with the cylinder block 20.

可変圧縮比内燃機関を示す図である。It is a figure which shows a variable compression ratio internal combustion engine. 可変圧縮比内燃機関を高圧縮比とした状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which made the variable compression ratio internal combustion engine the high compression ratio. 同じく低圧縮比とした状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state made into the low compression ratio similarly. 可変圧縮比内燃機関と単リンク式ピストンストローク機構とで得られるピストンストローク特性を示したものである。The piston stroke characteristic obtained by a variable compression ratio internal combustion engine and a single link type piston stroke mechanism is shown. 本発明の第1実施形態によるシリンダライナ内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態によるシリンダライナ27内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner 27 by 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態による2つの冷却系等を有する可変圧縮比内燃機関を示す図である。It is a figure which shows the variable compression ratio internal combustion engine which has two cooling systems etc. by 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態による可変圧縮比内燃機関の冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device of the variable compression ratio internal combustion engine by 9th Embodiment of this invention. 冷却水の循環経路を模式的に表した系統図である。It is a systematic diagram showing the circulation route of cooling water typically. 本発明の第9実施形態によるシリンダライナ内部の熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the heat conductivity inside the cylinder liner by 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10実施形態によるシリンダライナを示す図である。It is a figure which shows the cylinder liner by 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11実施形態によるピストンを示す図である。It is a figure which shows the piston by 11th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変圧縮比内燃機関(圧縮比制御手段)
22 ピストン
22a トップランド
27 シリンダライナ
27a 高熱伝導率部材
27b 低熱伝導率部材
28 ピストンリング(トップリング)
44 バルブ(流量調節手段)
45 バルブ(流量調節手段)
1 Variable compression ratio internal combustion engine (compression ratio control means)
22 Piston 22a Topland 27 Cylinder liner 27a High thermal conductivity member 27b Low thermal conductivity member 28 Piston ring (top ring)
44 Valve (Flow rate adjusting means)
45 Valve (Flow rate adjusting means)

Claims (12)

シリンダ内を往復動するピストンと、
機関運転状態に基づいて前記ピストンの上死点位置を変更して機関圧縮比を可変とする圧縮比制御手段と、
を備え、
機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンに嵌挿したトップリングと対峙する部分のシリンダの熱伝導率を、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記トップリングと対峙する部分のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする内燃機関。
A piston that reciprocates in the cylinder;
A compression ratio control means for changing the top dead center position of the piston based on the engine operating state to make the engine compression ratio variable;
With
When the engine compression ratio is set to a high compression ratio, when the engine compression ratio is set to a low compression ratio, the thermal conductivity of the cylinder facing the top ring inserted into the piston at the piston top dead center position is set. An internal combustion engine characterized by being made smaller than the thermal conductivity of a cylinder in a portion facing the top ring at a piston top dead center position .
前記シリンダの熱伝導率が大きい部分と小さい部分との境界が、機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップリングに対峙する部分と、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップリングに対峙する部分との間にある
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
When the boundary between the portion with a large thermal conductivity and the portion with a small thermal conductivity of the cylinder is set to a high compression ratio, the portion facing the top ring of the piston at the piston top dead center position 2. The internal combustion engine according to claim 1 , wherein when the compression ratio is low, the internal combustion engine is located between the piston top dead center position and a portion facing the top ring of the piston .
機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップリングと対峙する部分より上方のシリンダの熱伝導率を、その対峙する部分より下方のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
When the engine compression ratio is set to a low compression ratio, the thermal conductivity of the cylinder above the portion facing the top ring of the piston at the top dead center position of the piston is determined from the thermal conductivity of the cylinder below the facing portion. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is also made smaller .
機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップリングと対峙する部分及びその対峙する部分より上方のシリンダの熱伝導率を、その対峙する部分より下方のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
When the engine compression ratio is set to a high compression ratio, at the top dead center position of the piston, the portion facing the top ring of the piston and the thermal conductivity of the cylinder above the portion facing the piston are lower than the portion facing the piston. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the internal combustion engine is smaller than that of the internal combustion engine.
シリンダ内を往復動するピストンと、
機関運転状態に基づいて前記ピストンの上死点位置を変更して機関圧縮比を可変とする圧縮比制御手段と、
を備え、
機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップランドと対峙する部分のシリンダの熱伝導率を、機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記トップランドと対峙する部分のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする内燃機関。
A piston that reciprocates in the cylinder;
A compression ratio control means for changing the top dead center position of the piston based on the engine operating state to make the engine compression ratio variable;
With
When the engine compression ratio is set to a high compression ratio, the thermal conductivity of the cylinder facing the top land of the piston at the piston top dead center position is set. When the engine compression ratio is set to a low compression ratio, the piston top dead center is set. It is smaller than the thermal conductivity of the cylinder at the point position facing the top land.
An internal combustion engine characterized by that .
機関圧縮比を高圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンのトップランドと対峙する部分より下方のシリンダの熱伝導率を、その対峙する部分のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする請求項に内燃機関。
When the engine compression ratio is set to a high compression ratio, the thermal conductivity of the cylinder below the top land of the piston at the top dead center position of the piston is smaller than the thermal conductivity of the cylinder of the facing portion. An internal combustion engine according to claim 5 , wherein
シリンダ内を往復動するピストンと、
機関運転状態に基づいて前記ピストンの上死点位置を変更して機関圧縮比を可変とする圧縮比制御手段と、
を備え、
機関圧縮比を低圧縮比にしたときに、ピストン上死点位置において前記ピストンに嵌挿したトップリングと対峙する部分及びその対峙する部分より上方のシリンダの熱伝導率を、その対峙する部分より下方のシリンダの熱伝導率よりも小さくした
ことを特徴とする内燃機関。
A piston that reciprocates in the cylinder;
A compression ratio control means for changing the top dead center position of the piston based on the engine operating state to make the engine compression ratio variable;
With
When the engine compression ratio is set to a low compression ratio, the heat conductivity of the cylinder facing the top ring inserted into the piston at the top dead center position of the piston and the cylinder above the facing portion is determined from the facing portion. Lower than the thermal conductivity of the lower cylinder
An internal combustion engine characterized by that .
前記シリンダの熱伝導率が低い部分の周囲に冷却水を導く第1冷却水循環系路と、
前記シリンダの熱伝導率が高い部分の周囲に冷却水を導く第2冷却水循環経路と、
前記第1冷却水循環経路を流れる冷却水の流量と前記第2冷却水循環経路を流れる冷却水の流量とを調節する流量調節手段と、
を備え、
前記流量調節手段によって、前記第1冷却水循環系路及び第2冷却水循環系路を流れる流量を調節することで、前記第1冷却水循環経路を流れる冷却水温度を、前記第2冷却水循環経路を流れる冷却水温度よりも高くする
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれか一つに記載の内燃機関。
A first cooling water circulation system for guiding cooling water around a portion of the cylinder having a low thermal conductivity;
A second cooling water circulation path for guiding cooling water around a portion having a high thermal conductivity of the cylinder;
Flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the first cooling water circulation path and the flow rate of the cooling water flowing through the second cooling water circulation path;
With
By adjusting the flow rate flowing through the first cooling water circulation system path and the second cooling water circulation system path by the flow rate adjusting means, the cooling water temperature flowing through the first cooling water circulation path flows through the second cooling water circulation path. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7 , wherein the internal combustion engine is higher than a cooling water temperature .
前記第1冷却水循環経路を流れる冷却水の流量を、前記第2冷却水循環経路を流れる冷却水の流量よりも少なくする
ことを特徴とする請求項8に記載の内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 8 , wherein a flow rate of the cooling water flowing through the first cooling water circulation path is less than a flow rate of the cooling water flowing through the second cooling water circulation path .
前記シリンダの前記ピストンが摺動する表面に単一の材料からなるコーティング層を形成する
ことを特徴とする請求項1から9までのいずれか一つに記載の内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9 , wherein a coating layer made of a single material is formed on a surface of the cylinder on which the piston slides .
前記ピストンの冠部表面を、そのピストンの内部よりも熱伝導率の低い材料で構成する
ことを特徴とする請求項1から10までのいずれか一つに記載の内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein a surface of the crown portion of the piston is made of a material having a lower thermal conductivity than the inside of the piston .
前記シリンダは、シリンダライナで構成される
ことを特徴とする請求項1から11までのいずれか一つに記載の内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11 , wherein the cylinder includes a cylinder liner .
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