JPH01262349A - 圧縮頂点可変形ピストン - Google Patents

圧縮頂点可変形ピストン

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JPH01262349A
JPH01262349A JP1042010A JP4201089A JPH01262349A JP H01262349 A JPH01262349 A JP H01262349A JP 1042010 A JP1042010 A JP 1042010A JP 4201089 A JP4201089 A JP 4201089A JP H01262349 A JPH01262349 A JP H01262349A
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piston part
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oil
piston
inner piston
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ビクター　プフエツフア
Friedrich Wirbeleit
フリードリツヒ、ウイルベライト
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クラウス、ビンター
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Daimler Benz AG
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    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/044—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of an adjustable piston length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00—Material properties
    • F05C2251/04—Thermal properties
    • F05C2251/042—Expansivity

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念部分に記載
した圧縮頂点可変形ピストンに関する。
〔従来の技術〕
圧縮頂点可変形ピストンは既に公知であり、例えば文献
”ＭＴＺ　　ＭｏｔｏｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅＺｅｉｔ
ｓｃｈｒｉｃｈｔ（エンジン技術）第４７巻（１９８６
年）第５号１に記載されている。そのピストンはクラン
ク軸に確動的に接続された内側ピストン部分と、液圧系
統を介して内側ピストン部分に摩擦接続されこれに対し
て移動可能に配置された外側ピストン部分とを有してい
る。内側ピストン部分と外側ピストン部分との間に、油
孔によって互いに接続された二つの制御室が配置されて
いる。
給気過程中において外側ピストン部分は慣性力で引っ張
られ、これによって下側制御室の内圧は上昇する。従っ
て下側制御室から油が上側制御室に流れる。更に上側制
御室の容積増大はピストンピンから逆止め弁を介してこ
の制御室への油の流れを生じさせる。その結果としてピ
ストンの圧縮頂点は高くなる。
燃焼室内において混合ガスの点火が行われ、これに伴っ
てガス圧が上昇すると、このガス圧は上側制御室に伝達
され、油を圧力制服弁を介してクランクケースに流出す
る。同時に上側制御室の油は絞りおよび逆止め弁を介し
て下側制御室に流れる。このようにして上側制御室の容
積が減少され、これに伴って圧縮頂点が低くなる。
しかし低温始動中および暖機過程中において、圧縮頂点
の低下は燃焼に際して望ましくなく、不利な点火条件お
よび長時間の暖機過程のために、有害物質の発生が増大
するという欠点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上述した従来技術から出発して、低温
始動中および暖機過程において高い圧縮頂点を維持する
ことによって内燃機関の運転挙動が改善されるような圧
縮頂点可変形ピストンを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によればこの目的は、特許請求の範囲第１項に記
載した圧縮頂点可変形ピストンによって達成される９本
発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項に記載し
である。
〔発明の効果〕
本発明に基づくピストンにおいて、上側制御室とクラン
クケースとの間を結ぶ油孔の経路に制御要素が設けられ
ている。この制御要素は制御弁スプールから成り、この
制御弁スプールはエンジンが低温の状態において油孔を
閉鎮し、これによって上側制御室からクランクケースへ
の油の流れを阻止して、圧縮頂点を一定のままにする。
エンジンの運転温度が上昇した場合、制御弁スプールは
混合ガス点火後において油孔を通して油が流れるように
して、その結果として上側制御室の圧力は徐々に増大し
、これによって圧縮頂点は低下される。制御弁スプール
は内側ピストン部分内に設けられた膨張材料要素に機械
的に、エンジンが低温状態において膨張材料要素が制御
弁スプールをこれによって油孔が完全に閉じられる位置
に置くように、接続されている。エンジンの運転温度が
上昇するにつれて、膨張材料要素はその寸法変化によっ
て制御弁スプールを移動して油孔から外すので、油は油
孔を通してクランクケースに流出できる。エンジンが高
温状態にある場合、制御弁スプールは油孔の貫流断面積
が完全に開放される位置をとる。
このようにしてエンジンが低温状態にある場合、改善さ
れた始動挙動が得られ、暖機過程の短縮によって有害物
質の発生は減少される。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図に示した圧縮頂点可変形のピストンｌは、外側ピ
ストン部分２と内側ピストン部分３とを有している。外
側ピストン部分２はピストン胴体とピストン底体４とを
有し、ピストンエの軸方向において内側ピストン部分３
に移動可能に保持されている。内側ピストン部分３には
、長手軸心の右側に図示した断面図から分かるように、
二つのピストンボスにピストンピン５がはめ込まれてお
り、このピストンピン５に連接棒６の小端部７がヒンジ
接続されている。連接棒６はピストンｌと共にクランク
軸（図示せず）のクランクピン９に連接棒小端部軸受８
を介して支持されている。
外側ピストン部分２と内側ピストン部分３との間に上側
制御室１０が密閉形成されており、この上側制御室１０
は下側制御室１１に接続孔１２によって接続されている
。接続孔１２には絞り１３およびこれと並列の逆止め弁
１４が配置されている。
両方の制御室１０．１１は潤滑油回路からの油で充填さ
れている。圧縮頂点変更は外側ピストン部分２に作用す
る力によって、油が一方の制御室から他方の制御室に押
しやられることにより引き起こされる。外側ピストン部
分２に作用する力はガス力、体積力および摩擦力の合力
である。圧縮頂点が低くなる場合、油は上側制御室１０
から油孔３０および圧力制限弁１５を介してクランクケ
ースに導かれる。下側制御室１１において増大する容積
は絞り１３および逆止め弁１４を介して油で充填される
。
圧縮頂点が高くなる場合、油は下側制御室１１から絞り
１３および特にピストンピン５から逆止め弁１７を介し
て上側制御室１０に押し込まれる。
上側制御室１０に油を導入するために、内側ピストン部
分３にある溝（図示せず）で終えている供給孔１６が内
側ピストン部分３にある。この供給孔１６の経路に制御
室ＩＯからの油の流出を阻止する逆止め弁１７が設けら
れている。内側ピストン部分３にある溝は中空ピストン
ピン５の内部室１９に孔１８を介して接続されている。
その場合内部室１９は油貯蔵室を形成しており、圧縮頂
点を高（調整する過程において、この油貯蔵室から油が
連続的に引き出される。内部室１９は別の孔２０を介し
て連接棒小端部７の軸受ブ７シェ２２にある油ｌＩ２１
に接続されている。油溝２１は連接棒６にある長孔２３
に接続されており、この長孔２３は連接棒の大端部軸受
８にある制御油溝２４で終えている。制御油溝２４は連
接棒の大端部軸受８の両方の軸受金２５．２６に設けら
れている。クランクピン９にある横孔２７によって潤滑
油回路の主油孔２日への接続が行われている。
第２図にはエンジンの低温運転状態における第１図の一
部が拡大断面図で示されている０図において３は同様に
内側ピストン部分、ＩＯは上側制御室、２は外側ピスト
ン部分である。上側制御室１０から出発して油孔３０が
形成されており、この油孔３０は内側ピストン部分３を
通って圧力制限弁（図示せず）を介してクランクケース
まで延びている。この油孔３０の経路には制御要素３１
が設けられており、この制御要素３１は内側ピストン部
分３内に設けられた膨張材料要素３２とこれに＃Ｒ械的
に接続された制御弁スプール３３から成っている。その
ガイド３４内を移動できる制御弁スプール３３は、エン
ジンの低温運転状態において最短長さを有する膨張材料
要素３２に、この状態において制御弁スプール３３が油
孔３０を完全に閉じるように取り付けられている。即ち
この状態において上側制御室１０からクランクケースへ
の曲の流出は阻止されるので、圧縮頂点は不変のままで
あり、従って大きな圧縮比率を有する。
これによって、低温始動過程にとって良好な引火条件お
よび火炎伝播条件を生ずるような高い圧縮温度が得られ
る。
エンジンの運転温度が上昇するにつれて、膨張材料要素
３２はこれに取り付けられた制御弁スプール３３を、そ
の温度に左右される膨張によりそのガイド３４内におい
て油孔３０から押し出し、これによって油孔３０の貫流
断面積を徐々に広げ、上側制御室１０からクランクケー
スへの油の流出を絞られはするが可能とする。このよう
にしてエンジンが暖まるに従って次第に、圧縮頂点可変
形のピストンにおいて圧縮比率の所望の調整が行われる
。
暖機過程における所望の増大された圧縮比率によって、
上述したように良好な燃焼条件が得られるだけでなく、
その暖機過程も短縮され、従って有害物質特に未燃焼の
炭化水素の発生が減少される。
第３図は、高温運転状態における第２図に相応した図を
示している。構造は第２図と間じであり、第２図と同一
符号が付けられている。
このエンジンの運転状態において、膨張材料要素３２は
最も長く膨張している。膨張材料要素３２と制御弁スプ
ール３３とが固く接続されていることにより、制御弁ス
プール３３は、それが油孔３０の全貫流断面積を自由に
するようにそのガイド３４内において移動されている。
圧縮頂点が低くなっている場合、油は絞られずに上側制
御室１０から油孔３０を通して圧力制限弁（図示せず）
を介してクランクケース（同種に図示せず）に流れる。
この状態において圧縮頂点可変形のピストンの通常運転
が保証される。
上述したピストンは混合気圧線形内燃機関並びに空気圧
細形内燃機関において無条件で通用できる。制御要素３
１は本発明の枠内において圧力制限弁１５の上流側ある
いは下流側に配置できる。
また圧力制限弁を制御要素と一体に構成することも考え
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に基づくピストン・連接棒構造の断面図
、第２図はエンジンが低温状態にある場合の第１図の一
部拡大断面図、第３図はエンジンが高温状態にある場合
の第１図の一部拡大断面図である。 １　　ピストン ２　　外側ピストン部分 ３　　内側ピストン部分 １０　　上側制御室 １１　　下側制御室 １２　　接続孔 １３　　絞り １４　　逆止め弁 １６　　供給孔 ３０　　油孔 ３１　　制御要素 ３２　　膨張材料要素 ３３　　制御弁スプール

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、外側ピストン部分（２）とこれに対して軸方向に相
    対移動可能に案内され連接棒（６）にヒンジ接続された
    内側ピストン部分（３）とを有し、内外両ピストン部分
    （２、３）の間に二つの制御室（１０、１１）が軸方向
    に対向して位置し且つ内側ピストン部分（３）によって
    分離して形成され、その場合第１制御室（１０）が内側
    ピストン部分（３）の先端平面と外側ピストン部分（２
    ）の底体平面との間に形成され、第２制御室（１１）が
    内側ピストン部分（３）の背面と外側ピストン部分（２
    ）の連結棒側の平面との間に形成され、内側ピストン部
    分（３）に第１制御室（１０）を油供給路に接続する第
    １油孔（１６）が設けられ、この第１油孔（１６）が第
    １制御室（１０）の方向に開く逆止め弁（１７）を有し
    、内側ピストン部分（３）に第１制御室（１０）をクラ
    ンクケースに接続する第２油孔（３０）が設けられ、こ
    の第２油孔（３０）がクランクケースの方向に開く圧力
    制限弁を有し、更に内側ピストン部分（３）に第１およ
    び第２両方の制御室（１０、１１）間の油流を制御する
    ための第３油孔（１２、１３、１４）が設けられている
    ような圧縮頂点可変形ピストンにおいて、 前記第２油孔（３０）の経路に、この油孔（３０）をエ
    ンジンが低温状態においては閉鎖しエンジンが高温状態
    においては開放する制御要素（３１）が設けられている
    ことを特徴とする圧縮頂点可変形ピストン。 ２、制御要素（３１）が、低温状態において最短長さを
    有し制御弁スプール（３３）が接続されている膨張材料
    要素（３２）であることを特徴とする請求項１記載の圧
    縮頂点可変形ピストン。
JP1042010A 1988-03-05 1989-02-23 圧縮頂点可変形ピストン Granted JPH01262349A (ja)

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