JPH0626370A - エンジンの可変圧縮比装置 - Google Patents

エンジンの可変圧縮比装置

Info

Publication number
JPH0626370A
JPH0626370A JP18130892A JP18130892A JPH0626370A JP H0626370 A JPH0626370 A JP H0626370A JP 18130892 A JP18130892 A JP 18130892A JP 18130892 A JP18130892 A JP 18130892A JP H0626370 A JPH0626370 A JP H0626370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compression ratio
variable compression
combustion chamber
intake
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18130892A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Tada
博 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP18130892A priority Critical patent/JPH0626370A/ja
Publication of JPH0626370A publication Critical patent/JPH0626370A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸、排気バルブの開閉動作に伴う打音および
摩耗の発生を抑制しつつ、燃焼室内に十分に吸気を導
く。 【構成】 少なくとも2つの吸気ポート11と1つの排
気ポート12とが形成されるシリンダヘッド5を備えた
エンジンにおいて、シリンダヘッド5の排気ポート12
が形成される側に、燃焼室6に対して進退可能な可変圧
縮比用ピストン15を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの圧縮比を可
変させる可変圧縮比装置に関し、とくに燃焼室に対して
進退する可変圧縮比用ピストンの配置構造に関する。
【0002】
【従来の技術】圧縮比を変化させるエンジンに関する先
行技術として、実開昭63−82041号公報が知られ
ている。本公報の装置は、吸気バルブ側に可変圧縮のた
めの可動部材が設けられており、負荷の変化に応じて可
動部材が燃焼室に対して進退するようになっている。こ
のような可変圧縮比装置においては、可動部材の燃焼室
内への突出により圧縮比が高められ、燃焼効率の改善が
はかれる。可動部材が燃焼室から後退する低圧縮比時に
は、ノッキングの回避により、出力向上、騒音低下がは
かれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
実開昭63−82041号公報の装置にも、まだ解決す
べき問題が存在する。エンジンでは、吸、排気バルブの
開閉動作に伴う打音の低減、着座の際の衝突による摩耗
を低減するため、吸気バルブおよび排気バルブはゆっく
り開弁しかつゆっくり閉弁することが要求されるが、上
述の実開昭63−82041号公報の装置では、高圧縮
比のときには可動部材が燃焼室内に突出するので、その
分だけカムシャフトのカムとバルブリフタのタペットと
のクリアランスが大きくなり、吸気バルブの開閉動作に
よる打音が増大するとともに、吸気バルブの傘部の摩耗
が増大するおそれがあった。
【0004】また、吸気バルブ側に可変圧縮のための可
動部材が設けられていることから、吸気ポートの燃焼室
への開口面積を小さくせざるを得なくなるとともに、吸
気ポートの配置の自由度が小さくなる。したがって、吸
入空気量を十分に燃焼室に導くことが難かしくなり、可
変圧縮比機構を採用してもエンジンの出力性能を十分に
高めることができない。
【0005】本発明は、上記の問題に着目し、吸、排気
バルブの開閉動作に伴う打音および摩耗の発生を抑制し
つつ、燃焼室内に十分に吸気を導くことが可能な可変圧
縮比装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るエンジンの可変圧縮比装置は、少なくと
も2つの吸気ポートと1つの排気ポートとが形成される
シリンダヘッドを備えたエンジンにおいて、前記シリン
ダヘッドの排気ポートが形成される側に、燃焼室に対し
て進退可能な可変圧縮比用ピストンを設けたものから成
る。
【0007】
【作用】このように構成されたエンジンの可変圧縮比装
置においては、シリンダヘッドの排気ポートが形成され
る側に、燃焼室に対して進退可能な可変圧縮比用ピスト
ンを設けているので、吸気ポートの燃焼室への開口面積
を大に確保できるとともに、吸気ポートの配置の自由度
が拡大される。したがって、吸気を十分に燃焼室内に導
くことが可能となり、エンジン出力の向上がはかれる。
【0008】なお、圧縮比用ピストンの配置によって排
気ポートの燃焼室への開口面積が制限されることになる
が、排気行程においては排気圧力によって燃焼ガスが強
制掃気されるので、吸気ポートの開口面積に比べて排気
ポートの開口面積が小さくとも、エンジン出力への影響
は吸気側に圧縮比用ピストンを設けたものほど大きくな
い。
【0009】圧縮比用ピストンは、シリンダヘッドに進
退可能に設けられるので、吸、排気バルブの構成とは完
全に独立した構成となる。したがって、圧縮比用ピスト
ンの動きによって吸、排気バルブの動作機構のクリアラ
ンスが変化することもなくなり、吸、排気バルブの開閉
動作による打音および摩耗の発生が抑制される。
【0010】
【実施例】以下に、本発明に係るエンジンの可変圧縮比
装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【0011】第1実施例 図1ないし図4は、本発明の第1実施例を示している。
図2において、1はエンジンのシリンダブロックを示し
ている。シリンダブロック1のシリンダボア2には、ピ
ストン3が摺動自在に嵌挿されている。シリンダブロッ
ク1の上面には、ガスケット4を介してシリンダヘッド
5が取付けられている。
【0012】燃焼室6は、シリンダブロック1のシリン
ダボア2と、ピストン3の頂面と、シリンダヘッド5の
壁面によって形成されている。燃焼室6は、ペントルー
フ型燃焼室となっている。ペントルーフ型燃焼室は、周
知の通りその形が家の屋根に似ており、屋根の頂部6a
を境として吸気ポート側と排気ポート側とに区画されて
いる。
【0013】シリンダヘッド5には、燃焼室6に開口す
る2つの吸気ポート11と1つの排気ポート12が形成
されている。2つの吸気ポート11は、シリンダヘッド
5のうち燃焼室6の頂部6aの一側に配置されており、
1つの排気ポート12は、シリンダヘッド5のうち燃焼
室6の頂部6aの他側に配置されている。各吸気ポート
11の燃焼室6への開口部には吸気バルブ7が配置され
ており、排気ポート12の燃焼室6への開口部には排気
バルブ8が配置されている。燃焼室6の頂部6aには、
点火プラグ9が臨まされている。
【0014】シリンダヘッド5の排気ポート12が形成
される側には、燃焼室6に対して進退可能な可変圧縮比
用ピストン15が設けられている。すなわち、可変圧縮
比用ピストン15は、燃焼室6の頂部6aを境にして排
気ポート12側に設けられている。可変圧縮比用ピスト
ン15は円筒状に形成されており、先端部にはピストン
リング16が装着されている。ピストンリング16が装
着された可変圧縮比用ピストン15の先端部は、シリン
ダヘッド5のピストン穴17に摺動自在に嵌挿されてい
る。
【0015】可変圧縮比用ピストン15の軸方向中央部
には、雄ねじ18が形成されている。雄ねじ18は、シ
リンダヘッド5側に形成された雌ねじ19と螺合されて
いる。雌ねじ19と雄ねじ18とが螺合した状態では、
可変圧縮比用ピストン15を軸心まわりに回転させる
と、可圧縮比用ピストン15は軸方向に移動するように
なっている。
【0016】可変圧縮比用ピストン15の上部には、ね
じ歯車(はすば歯車)20が形成されている。可変圧縮
比用ピストン15の上部と隣接する位置には、駆動シャ
フト21が配置されている。駆動シャフト21は、可変
圧縮比用ピストン15の軸方向に対して直交する方向に
延びている。駆動シャフト21には、ねじ歯車(はすば
歯車)22が取付けられている。可変圧縮比用ピストン
15のねじ歯車20と、駆動シャフト21のねじ歯車2
2は、噛合わされている。
【0017】駆動シャフト21の軸端には、ピニオンギ
ヤ23が取付けられている。ピニオンギヤ23は、ラッ
ク24と噛合わされている。ラック24には、電磁アク
チュエータとしてのソレノイド25が連結されている。
ソレノイド25に電圧が印加されると、ラック24がソ
レノイド25側に移動し、駆動シャフト21が回転する
ようになっている。駆動シャフト21の回転は、ねじ歯
車22を介して可変圧縮比用ピストン15のねじ歯車2
0に伝達され、ねじ歯車20の回転によって可変圧縮比
用ピストン15が軸方向に移動するようになっている。
【0018】可変圧縮比用ピストン15の傾き角度は、
排気バルブ8の傾き角度とほぼ同じ角度に設定されてい
る。また、可変圧縮比用ピストン15の先端面は、燃焼
室6の屋根の傾斜角と同じに設定するのが望ましい。本
実施例では、可変圧縮比用ピストン15と駆動シャフト
21とを連結にねじ歯車を用いた構成としたが、ウォー
ム歯車でも傘歯車でもよく、または直接アクチュエータ
によって可変圧縮比用ピストン15を駆動する構成とし
てもよい。
【0019】図4は、電磁アクチュエータであるソレノ
イド25を駆動させる駆動回路を示している。図4に示
すように、ソレノイド25は、出力インタフェース30
を介してCPU(中央処理装置)31に接続されてい
る。CPU31には、入力インタフェース32を介して
水温センサ33、スロットル開度センサ34、吸気温セ
ンサ35、点火進角センサ36、エンジン回転数センサ
37が接続されている。CPU31は、各センサからの
情報に基づいてエンジン運転状態を把握し、ソレノイド
25のON、OFF駆動制御を行なうようになってい
る。
【0020】本実施例では、ソレノイド25をアクチュ
エータとして使用した構成としているが、たとえばステ
ッピングモータによって駆動シャフト21を回転させ、
圧縮比を無段階に制御する構成としてもよい。また、可
変圧縮比用ピストン15の進退制御は、本来は燃焼圧に
基づいて行うのが望ましく、上記各センサの代りにもし
くは追加して燃焼圧センサ等を用いた構成としてもよ
い。
【0021】つぎに、第1実施例における作用について
説明する。エンジンの低回転、軽負荷時には可変圧縮比
用ピストン15が燃焼室6内に突出し、圧縮比が高めら
れて燃焼効率の改善がはかれる。エンジンの高回転、高
負荷時には可変圧縮比用ピストン15が燃焼室6に対し
て後退し、低圧縮比に切替えられる。これにより、ノッ
キング発生が回避され、高出力が得られる。
【0022】可変圧縮比用ピストン15は、吸、排気バ
ルブ7、8に対して独立して設けられるので、圧縮比を
可変させても吸、排気バルブ7、8の開閉動作機構のク
リアランスが変化することはなく、打音の増大などの弊
害は生じない。また、可変圧縮比用ピストン15は、燃
焼室6の頂部6aに対して排気ポート12側に配置され
るので、吸気ポート11の燃焼室6への開口面積を大と
することができ、十分な吸入空気量を確保することが可
能となる。
【0023】シリンダヘッド5の排気ポート12側に可
変圧縮比用ピストン15を設けることにより、排気ポー
ト12の燃焼室6への開口面積が制限されることになる
が、排気行程においては排気圧力によって燃焼ガスが掃
気されるので、吸気ポート開口面積に比べて排気ポート
開口面積が小さくとも、エンジン出力に悪影響は及ぼさ
ない。
【0024】第2実施例 図5は、本発明の第2実施例を示している。第2実施例
が第1実施例と異なるところは、吸、排気バルブの数と
可変圧縮比用ピストンの配置のみであり、その他の構成
は第1実施例に準じるので、準じる部分に第1実施例と
同一の符号を付すことにより準じる部分の説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。後述する他の実
施例も同様とする。
【0025】図5に示すように、燃焼室6の頂部6aの
一側には3つの吸気バルブ7が臨まされており、燃焼室
6の頂部6aの他側には2つの排気バルブ8が臨まされ
ている。シリンダヘッド5の排気ポートが形成される側
には、可変圧縮比用ピストン15が配置されている。本
実施例では、2つの排気バルブ8が隣接して配置されて
おり、可変圧縮比用ピストン15は端になるように配置
されている。
【0026】このように構成された第2実施例において
は、可変圧縮比用ピストン15を排気ポート12側に形
成したことにより、吸気ポート11側には3つの吸気バ
ルブ7を配置することができ、さらに吸入空気量を増加
させることができる。
【0027】第3実施例 図6は、本発明の第3実施例を示している。本実施例で
は、吸気ポート側に2つの吸気バルブ7が臨まされてお
り、排気ポート側に2つの排気バルブ8が臨まされてい
る。シリンダヘッド5の排気ポート8が形成される側に
は、可変圧縮比用ピストン15が配置されている。本実
施例の場合は、可変圧縮比用ピストン15は、一方の排
気バルブ8と他方の排気バルブ8と間に位置している。
【0028】排気ガスは非常に高温であるので、図5の
場合は2つの排気ポートを互に近づけすぎると、一方の
排気ポート12の燃焼室6への開口部と、他方の排気ポ
ート12の燃焼室6への開口部との間に位置するシリン
ダヘッドの部分Aが排気ガスによってスポット的に加熱
されやすくなり、弁間亀裂が生じるおそれがある。本実
施例では、2つの排気バルブ8の間に可変圧縮比用ピス
トン15を配置しているので、排気ガスによってスポッ
ト的に加熱される部分がなくなり、弁間亀裂が確実に防
止される。
【0029】第4実施例 図7は、本発明の第4実施例を示している。図に示すよ
うに、本実施例では吸気ポート側に3つの吸気バルブ7
が臨まされ、排気ポート側には2つの排気バルブ8が臨
まされている。シリンダヘッド5の排気ポート12が形
成される側には、可変圧縮比用ピストン15が設けられ
ており、この配置構成は第3実施例と同一になってい
る。
【0030】このように構成された第4実施例において
は、可変圧縮比用ピストン15が排気ポート12側に設
けられているので、吸気ポート12側に3つの吸気バル
ブ7を配置することが可能となり、第3実施例の場合よ
りも吸気空気量を増大させることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
【0032】(1)請求項1のエンジンの可変圧縮比装
置においては、シリンダヘッドの排気ポートが形成され
る側に、燃焼室に対して進退可能な可変圧縮比用ピスト
ンを設けたので、吸気ポートの燃焼室への開口面積を大
にすることができ、吸入空気量の十分な確保によってエ
ンジン出力性能を高めることができる。
【0033】(2)可変圧縮比用ピストンが排気ポート
側に設けられることにより、吸気ポートの設計の自由度
が大きくなり、スワールポートなどの設計が容易にな
る。
【0034】(3)可変圧縮比用ピストンは、吸気バル
ブおよび排気バルブから独立した構成となっているの
で、圧縮比を可変しても吸、排気バルブの開閉動作に対
して悪影響はなく、吸気バルブと一体にした従来技術に
比べて吸、排気バルブの打音および摩耗を抑制すること
ができる。
【0035】(4)請求項2のエンジンの可変圧縮比装
置においては、2つの排気ポートが形成されるシリンダ
ヘッドにおける一方の排気ポートの燃焼室への開口部と
他方の排気ポートの燃焼室への開口部との間に、可変圧
縮比用ピストンを配置したので、シリンダヘッドの双方
の排気バルブの間に位置する部分の排気ガスによるスポ
ット的な加熱が回避され、弁間亀裂の発生を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るエンジンの可変圧縮
比装置における燃焼室の概略透視平面図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】図1の装置の斜視図である。
【図4】図3における可変圧縮比用ピストンを駆動する
ための駆動回路図である。
【図5】本発明の第2実施例に係るエンジンの可変圧縮
比装置における燃焼室の概略透視平面図である。
【図6】本発明の第3実施例に係るエンジンの可変圧縮
比装置における燃焼室の概略透視平面図である。
【図7】本発明の第4実施例に係るエンジンの可変圧縮
比装置における燃焼室の概略透視平面図である。
【符号の説明】
5 シリンダヘッド 6 燃焼室 7 吸気バルブ 8 排気バルブ 11 吸気ポート 12 排気ポート 15 可変圧縮比用ピストン 24 ソレノイド 31 CPU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つの吸気ポートと1つの排
    気ポートとが形成されるシリンダヘッドを備えたエンジ
    ンにおいて、前記シリンダヘッドの排気ポートが形成さ
    れる側に、燃焼室に対して進退可能な可変圧縮比用ピス
    トンを設けたことを特徴とするエンジンの可変圧縮比装
    置。
  2. 【請求項2】 シリンダヘッドにおける一方の排気ポー
    トの燃焼室への開口部と他方の排気ポートの燃焼室への
    開口部との間に、可変圧縮比用ピストンが配置される請
    求項1記載のエンジンの可変圧縮比装置。
JP18130892A 1992-07-08 1992-07-08 エンジンの可変圧縮比装置 Pending JPH0626370A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18130892A JPH0626370A (ja) 1992-07-08 1992-07-08 エンジンの可変圧縮比装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18130892A JPH0626370A (ja) 1992-07-08 1992-07-08 エンジンの可変圧縮比装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0626370A true JPH0626370A (ja) 1994-02-01

Family

ID=16098410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18130892A Pending JPH0626370A (ja) 1992-07-08 1992-07-08 エンジンの可変圧縮比装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0626370A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018109369A1 (fr) * 2016-12-15 2018-06-21 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de variation de rapport volumétrique et module d'admission d'air correspondant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018109369A1 (fr) * 2016-12-15 2018-06-21 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de variation de rapport volumétrique et module d'admission d'air correspondant
FR3060654A1 (fr) * 2016-12-15 2018-06-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de variation de rapport volumetrique et module d’admission d’air correspondant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5950582A (en) Internal combustion engine with variable camshaft timing and intake valve masking
US5960755A (en) Internal combustion engine with variable camshaft timing and variable duration exhaust event
JP2701595B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
US5408958A (en) Cylinder head for an internal-combustion engine
EP1288453B1 (en) Variable valve operating system of internal combustion engine enabling variation of valve-lift characteristic and phase
JPS61155608A (ja) 可変バルブタイミング・リフト装置
JPH04292526A (ja) 4サイクル内燃機関
EP1471231B1 (en) Variable valve type internal combustion engine and control method thereof
JPH0626370A (ja) エンジンの可変圧縮比装置
JP2005139994A (ja) ディーゼルエンジン
US5727521A (en) Cylinder head of an internal-combustion engine
EP0324092A1 (en) Valve actuation device for multi-valve-type engine
JP3692849B2 (ja) カムおよび内燃機関の可変バルブ特性装置
JPS6185516A (ja) 可変バルブタイミング機構
JPH09177572A (ja) 内燃機関の出力制御装置
JPS61215422A (ja) 複吸気弁エンジン
JPH0633805A (ja) エンジンの可変圧縮比装置
JPS6211178B2 (ja)
JPH0426675Y2 (ja)
JPS60159320A (ja) デイ−ゼルエンジンの排気弁制御装置
JP3012024B2 (ja) エンジンの吸気制御装置
JP3329405B2 (ja) 2バルブエンジンの吸気制御構造
JP3274877B2 (ja) エンジンの動弁装置
JPH0429054Y2 (ja)
JPH042780B2 (ja)