JPH063167Y2 - Variable compression ratio device for internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio device for internal combustion engine

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JPH063167Y2
JPH063167Y2 JP14072587U JP14072587U JPH063167Y2 JP H063167 Y2 JPH063167 Y2 JP H063167Y2 JP 14072587 U JP14072587 U JP 14072587U JP 14072587 U JP14072587 U JP 14072587U JP H063167 Y2 JPH063167 Y2 JP H063167Y2
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JP
Japan
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pressure
liquid chamber
oil
compression ratio
piston
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孝之 荒井
博通 尾藤
安雄 高島
誠之助 原
辰之 松屋
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の圧縮比可変装置の改良に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to improvement of a compression ratio variable device for an internal combustion engine.

従来の技術 この種従来における内燃機関の圧縮比可変装置として
は、例えば第4図に示すようなものが知られている(実
開昭58−25637号公報参照)。概略を説明すれ
ば、コンロッド1に連結されたピストンピン2にインナ
ピストン3が固定されていると共に、該インナピストン
3の外側には軸方向へ摺動可能なアウタピストン4が配
置されている。また、アウタピストン4とインナピスト
ン3の上部との間には上部液室5が、アウタピストン4
の下部内周に螺着された円環部7とインナピストン3と
の間には下部液室8が夫々形成されており、該上下液室
5,8に作動油たる圧油を供給する油圧回路9の途中に
は、作動液室17内に摺動自在に収納されたスプール弁
10や、各スプリング11a,12aによって閉方向に付勢さ
れた逆止弁11,12が設けられている。更に、上記ス
プール弁10は、軸部10aを介して連結された円柱状の
弁体10bや摺動体10cを備え、機関の運転条件を検知する
センサ13,13やその信号から加圧装置14に命令を
出す制御回路15などによって制御されている。
2. Description of the Related Art As a conventional compression ratio varying device for an internal combustion engine of this type, for example, one shown in FIG. 4 is known (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-25637). In brief, an inner piston 3 is fixed to a piston pin 2 connected to a connecting rod 1, and an outer piston 4 slidable in the axial direction is arranged outside the inner piston 3. An upper liquid chamber 5 is provided between the outer piston 4 and the upper portion of the inner piston 3 and
Lower liquid chambers 8 are formed between an annular portion 7 and an inner piston 3, which are screwed to the inner circumference of the lower portion of the oil tank, respectively, and a hydraulic pressure for supplying pressure oil as working oil to the upper and lower liquid chambers 5, 8. A spool valve 10 slidably accommodated in the hydraulic fluid chamber 17 and check valves 11 and 12 biased in the closing direction by springs 11a and 12a are provided in the middle of the circuit 9. Further, the spool valve 10 includes a cylindrical valve body 10b and a sliding body 10c which are connected to each other via a shaft portion 10a. It is controlled by the control circuit 15 which issues a command.

そして、機関始動時あるいは低負荷時などにおいて圧縮
比を高める場合は、加圧装置14の加圧を強め、オイル
パン16内の圧油が油通路9a→9b→9cに達し、ここで、
スプリング11a圧に抗して逆止弁11を押し上げて上部
液室5内に流入する一方、圧油が油通路9b及び作動液室
17を介してスプール弁10をスプリング18のばね圧
に抗して右方向へ押圧する。したがって、スプール弁1
0の弁体10bが油通路9dを閉塞すると共に、油通路9e,9f
を開成するため、下部液室8内の圧油は外部へ排出され
ると同時に油通路9bを介して上部液室5内に多量の圧油
が供給されアウタピストン4が上昇して高圧縮比状態が
得られる。
When the compression ratio is increased when the engine is started or when the load is low, the pressurization of the pressurizer 14 is strengthened so that the pressure oil in the oil pan 16 reaches the oil passages 9a → 9b → 9c, where
The check valve 11 is pushed up against the pressure of the spring 11a and flows into the upper liquid chamber 5, while the pressure oil resists the spool valve 10 against the spring pressure of the spring 18 through the oil passage 9b and the hydraulic liquid chamber 17. And push it to the right. Therefore, the spool valve 1
No. 0 valve element 10b closes the oil passage 9d, and the oil passages 9e, 9f
As a result, the pressure oil in the lower liquid chamber 8 is discharged to the outside, and at the same time, a large amount of pressure oil is supplied into the upper liquid chamber 5 via the oil passage 9b to raise the outer piston 4 and raise the high compression ratio. The state is obtained.

一方、機関高負荷時あるいは高回転時などで圧縮比を下
げる場合は、加圧装置14の加圧力を弱め油通路9b,9c
内の油圧を低下させ、スプリング11aの付勢力によって
逆止弁11が油通路9cを閉じ、スプール弁10が第5図
に示すように左方向に移動して油通路9fを閉じると共に
油通路9d,9eを開成する。したがって、上部液室5内の
圧油の略全部が、逆止弁12によって逆流することなく
下部液室8に流入し、アウタピストン4が下降して低圧
縮比状態を得るようになっている。尚、図中6は下部液
室8のシール部材である。
On the other hand, when lowering the compression ratio at the time of high engine load or high engine speed, the pressure of the pressure device 14 is weakened and the oil passages 9b, 9c are reduced.
The hydraulic pressure in the inside is reduced, the check valve 11 closes the oil passage 9c by the urging force of the spring 11a, and the spool valve 10 moves leftward as shown in FIG. 5 to close the oil passage 9f and close the oil passage 9d. Opened 9e. Therefore, almost all of the pressure oil in the upper liquid chamber 5 flows into the lower liquid chamber 8 without backflow by the check valve 12, and the outer piston 4 descends to obtain the low compression ratio state. . Incidentally, reference numeral 6 in the figure denotes a seal member for the lower liquid chamber 8.

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の圧縮比可変装置にあっては、
上述のように高圧縮比状態から低圧縮比状態へ切り替え
る際には、作動液室17内の油圧を低下させてスプール
弁10により油通路9d,9eを開成し、この連続した1つ
の油通路9d,9eから圧油を下部液室8に供給するように
なっている。すなわち、下部液室8には、該下部液室8
から十分に離れた上部液室5の圧油を1つの油通路9d,9
eのみから供給するようになっている。したがって、該
油通路9d,9eの管路長及び管路抵抗などに起因して下部
液室8に圧油を速やかに供給できない。この結果、高圧
縮比状態から低圧縮比状態への切り替え応答性が悪化す
る。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above conventional compression ratio variable device,
When switching from the high compression ratio state to the low compression ratio state as described above, the oil pressure in the hydraulic fluid chamber 17 is reduced to open the oil passages 9d and 9e by the spool valve 10, and this continuous one oil passage is opened. Pressure oil is supplied to the lower liquid chamber 8 from 9d and 9e. That is, in the lower liquid chamber 8, the lower liquid chamber 8
The pressure oil in the upper liquid chamber 5 sufficiently separated from the one oil passage 9d, 9
It is designed to be supplied only from e. Therefore, the pressure oil cannot be quickly supplied to the lower liquid chamber 8 due to the conduit length and conduit resistance of the oil passages 9d and 9e. As a result, the switching response from the high compression ratio state to the low compression ratio state deteriorates.

また、下部液室8への圧油の供給速度が遅くなることに
より、例えば高負荷時の燃焼圧力がアウタピストン4の
冠面に作用し、該アウタピストン4がインナピストン3
から急激に下降した際に下部液室8に負圧が発生して、
アウタピストン4とインナピストン3の摺動部位等から
空気が混入する虞れがある。このため、特に低圧縮比時
において、機関サイクル変動に伴いアウタピストン4の
インナピストン3に対する上下変動が発生し易くなり、
低圧縮比状態の安定化が図れない。
Further, since the supply speed of the pressure oil to the lower liquid chamber 8 becomes slow, for example, the combustion pressure under high load acts on the crown surface of the outer piston 4, and the outer piston 4 causes the inner piston 3 to move.
Negative pressure is generated in the lower liquid chamber 8 when it rapidly descends from
There is a risk that air may enter from the sliding parts of the outer piston 4 and the inner piston 3 or the like. Therefore, especially when the compression ratio is low, vertical fluctuation of the outer piston 4 with respect to the inner piston 3 is likely to occur due to engine cycle fluctuation,
The low compression ratio state cannot be stabilized.

問題点を解決するための手段 この考案は、上記従来装置の問題点に鑑みて案出された
もので、とりわけ油圧回路は、作動液室から下部液室に
圧油を供給する第1油通路と、アウタピストンに加わる
燃焼圧力に応じて上部液室内の圧油を下部液室に供給す
る第2油通路とを備えたことを特徴としている。
Means for Solving the Problems The present invention has been devised in view of the problems of the above-mentioned conventional device, and in particular, the hydraulic circuit includes a first oil passage for supplying pressure oil from the hydraulic fluid chamber to the lower fluid chamber. And a second oil passage for supplying the pressure oil in the upper liquid chamber to the lower liquid chamber in accordance with the combustion pressure applied to the outer piston.

作用 上記構成を有するこの考案によれば、高圧縮比状態から
低圧縮比状態に切り替わる際には、作動液室内の圧油が
第1油通路から下部液室に供給されるとともに、膨張行
程時に高い燃焼圧力がアウタピストンに作用し上部液室
内が高圧になると、該上部液室内の圧油も第2油通路を
介して下部液室に供給される。したがって、下部液室に
は、大量の圧油が運転状態の変化に応じて速やかに供給
されるのである。
According to the present invention having the above-mentioned configuration, when the high compression ratio state is switched to the low compression ratio state, the pressure oil in the hydraulic fluid chamber is supplied from the first oil passage to the lower fluid chamber, and at the time of the expansion stroke. When a high combustion pressure acts on the outer piston to raise the pressure in the upper liquid chamber, pressure oil in the upper liquid chamber is also supplied to the lower liquid chamber via the second oil passage. Therefore, a large amount of pressure oil is rapidly supplied to the lower liquid chamber in accordance with changes in the operating state.

実施例 以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳述する。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図及び第2図はこの考案に係る圧縮比可変装置の第
1実施例を示し、図中21はピストンの外殻を形成し、
かつ下部内周に円環部22が螺着されたアウタピスト
ン、23はコンロッド24の小端部に連結されたピスト
ンピンであって、このピストンピン23は、内部に段差
円柱状の作動液室25が軸方向に沿って形成されている
と共に、図中左端には該作動液室25の一端を密閉する
円板状の閉塞板26が、右端には中央に排出口27aを有
する通路構成部27が嵌合固定されている。上記作動液
室25は、中央から僅かに右側寄りに固定された略椀状
の隔壁28を介して左側の密閉された油導入室29と右
側の圧力室30とに画成されており、この圧力室30に
は、上記排出口27aを開閉するスプール弁31が左右軸
方向に摺動可能に設けられている。
1 and 2 show a first embodiment of a compression ratio variable device according to the present invention, in which 21 denotes an outer shell of a piston,
Also, an outer piston having an annular portion 22 screwed to the inner periphery of the lower portion, and 23 is a piston pin connected to a small end portion of the connecting rod 24. The piston pin 23 has a stepped columnar hydraulic fluid chamber inside. 25 is formed along the axial direction, a disk-shaped closing plate 26 for sealing one end of the hydraulic fluid chamber 25 is provided at the left end in the drawing, and a passage forming part having a discharge port 27a at the center at the right end. 27 is fitted and fixed. The hydraulic fluid chamber 25 is divided into a closed oil introduction chamber 29 on the left side and a pressure chamber 30 on the right side via a substantially bowl-shaped partition wall 28 fixed to the right side from the center. A spool valve 31 that opens and closes the discharge port 27a is provided in the pressure chamber 30 so as to be slidable in the left and right axial directions.

また、図中32は、上記ピストンピン23の両端部にボ
ス部33,33を介して固定されたインナピストンであ
って、このインナピストン32の外側に上記アウタピス
トン21が上下方向に摺動可能に被嵌している。また、
アウタピストン21の冠部下面21aとインナピストン3
2の上面32aとの間に上部液室34が形成されている一
方、アウタピストン21の最大上方移動を規制する上記
円環部22の上面とインナピストン32の下面との間に
円環状の下部液室35が夫々形成されており、この各液
室34,35に油圧回路36を介して圧油が供給・排出
されて夫々容積を相対的に変化させ、アウタピストン2
1をインナピストン32に対して相対的に上下動させる
ようになっている。
Reference numeral 32 in the drawing denotes an inner piston fixed to both ends of the piston pin 23 via boss portions 33, 33, and the outer piston 21 can slide vertically on the outer side of the inner piston 32. Has been fitted into. Also,
The lower surface 21a of the crown portion of the outer piston 21 and the inner piston 3
The upper liquid chamber 34 is formed between the upper surface 32a of the second piston 2 and the upper surface 32a of the inner piston 32, and the lower portion of the annular shape is formed between the upper surface of the annular portion 22 and the lower surface of the inner piston 32 that regulates the maximum upward movement of the outer piston 21. Liquid chambers 35 are respectively formed, and pressure oil is supplied to and discharged from the liquid chambers 34, 35 via a hydraulic circuit 36 to relatively change the volumes thereof, respectively.
1 is vertically moved relative to the inner piston 32.

上記油圧回路36は、コンロッド24の内部軸方向に形
成されて上記油導入室29に後述する外部からの圧油を
導入する主通路37と、ピストンピン23とインナピス
トン32に上下方向に沿って貫通形成されて圧油を油導
入室29から上部液室34に供給する供給通路38と、
該供給通路38のコンロッド24を中心とした右側対称
位置に略平行に貫通形成されて上部液室34内の圧油を
圧力室30と排出口27a及びアウタピストン21側部の
通孔21bを介して外部に排出する排出通路39と、上記
供給通路38のピストンピン23を挟んだ下部位置に形
成されて油導入室29の圧油を下部液室35に供給する
第1油通路40と、インナピストン32の図中右端側に
上下方向に沿って形成されて上部液室34内に圧油を下
部液室35に供給する第2油通路41と、インナピスト
ン32の図中左端側に上下方向に沿って形成されて、下
部液室35内の圧油を上部液室34に排出する第3油通
路42と、上記排出通路39の左側に平行に貫通形成さ
れて上部液室34内の油圧信号を圧力室30内のスプー
ル弁31に伝達する信号圧力通路43とから構成されて
いる。そして、上記供給通路38と第1油通路40に
は、油導入室29から夫々上部液室34または下部液室
35方向へのみ圧油の流通を許容する第1,第2逆止弁
44,45が、排出通路39及び第2油通路41には上
部液室34から夫々排出口27aまたは下部液室35方向
へのみ圧油の流通を許容する第3,第4逆止弁46,4
7が夫々設けられており、該第1〜第4逆止弁44〜4
7はチェックボール44a,45a,46a,47aが前後の油圧によ
って開閉するようになっている。尚、逆止弁を有しない
第3油通路42は、他の油通路よりも通路断面積が小さ
く形成されている。
The hydraulic circuit 36 is formed in the inner axial direction of the connecting rod 24 and extends along the main passage 37 for introducing pressure oil from the outside, which will be described later, into the oil introducing chamber 29, and the piston pin 23 and the inner piston 32 along the vertical direction. A supply passage 38 that is formed so as to penetrate therethrough to supply pressure oil from the oil introduction chamber 29 to the upper liquid chamber 34;
The supply passage 38 is formed so as to penetrate substantially in parallel with the connecting rod 24 at the right-side symmetrical position so that the pressure oil in the upper liquid chamber 34 passes through the pressure chamber 30, the discharge port 27a, and the through hole 21b on the side of the outer piston 21. And a first oil passage 40 that is formed at a lower position sandwiching the piston pin 23 of the supply passage 38 and that supplies the pressure oil of the oil introduction chamber 29 to the lower liquid chamber 35. A second oil passage 41 that is formed on the right end side of the piston 32 in the vertical direction to supply pressure oil to the upper liquid chamber 34 to the lower liquid chamber 35, and a vertical direction to the left end side of the inner piston 32 in the drawing. A third oil passage 42 formed along the discharge passage 39 to discharge the pressure oil in the lower liquid chamber 35 to the upper liquid chamber 34, and a hydraulic pressure in the upper liquid chamber 34 formed in parallel with the left side of the discharge passage 39. A signal for transmitting a signal to the spool valve 31 in the pressure chamber 30. And a pressure passage 43. Then, in the supply passage 38 and the first oil passage 40, first and second check valves 44, which allow the flow of pressure oil only from the oil introduction chamber 29 toward the upper liquid chamber 34 or the lower liquid chamber 35, respectively. In the discharge passage 39 and the second oil passage 41, the third and fourth check valves 46, 4 allow the pressure oil to flow only from the upper liquid chamber 34 toward the discharge port 27a or the lower liquid chamber 35, respectively.
7 are provided respectively, and the first to fourth check valves 44 to 4 are provided.
In FIG. 7, check balls 44a, 45a, 46a, 47a are opened and closed by the hydraulic pressure in the front and rear. The third oil passage 42 having no check valve is formed to have a smaller passage sectional area than the other oil passages.

更に、上記スプール弁31は、圧力室30内を摺動する
左端側のフランジ状摺動部31aと、排出通路39の一端
を開閉する右端側の比較的小径な円柱状の弁体31bと、
該弁体31bと摺動部31aとの間に位置し、信号圧力通路4
3からの油圧信号を伝受する段差円環状の受圧部31cと
を備えている。また、スプール弁31は、摺動部31a側
の開口部端面と隔壁28との間に装着された圧縮スプリ
ング48によって図中右方向つまり排出通路39を閉塞
する位置に付勢されており、その右方向への最大移動位
置は通路構成部27によって規制されている。
Further, the spool valve 31 includes a flange-shaped sliding portion 31a on the left end side that slides in the pressure chamber 30, and a cylindrical valve body 31b on the right end side that opens and closes one end of the discharge passage 39 and has a relatively small diameter.
Located between the valve body 31b and the sliding portion 31a, the signal pressure passage 4
And a pressure-receiving portion 31c having a stepped annular shape for transmitting and receiving the hydraulic signal from the control unit 3. Further, the spool valve 31 is urged by a compression spring 48 mounted between the end face of the opening on the sliding portion 31a side and the partition wall 28 to the right in the drawing, that is, a position where the discharge passage 39 is closed. The maximum movement position to the right is restricted by the passage forming portion 27.

上記圧縮スプリング48のセット荷重は、膨張行程時に
アウタピストン21の冠面に作用する燃焼圧力との相対
関係によって決定され、高負荷時の高い燃焼圧力が受圧
部31cに作用した時点ではじめて短縮するように設定さ
れている。
The set load of the compression spring 48 is determined by the relative relationship with the combustion pressure acting on the crown surface of the outer piston 21 during the expansion stroke, and is reduced only when the high combustion pressure at high load acts on the pressure receiving portion 31c. Is set.

尚、インナピストン32の上部外周及び下部外周には、
該インナピストン32とアウタピストン21あるいは円
環部22との摺動部位のクリアランスから外部に圧油の
洩れを防止するシールリング49,50が設けられてい
る。図中51,51は、ピストンピン23の軸方向への
移動を規制するストツパリングである。
In addition, on the upper outer periphery and the lower outer periphery of the inner piston 32,
Sealing rings 49 and 50 are provided to prevent pressure oil from leaking to the outside through the clearance at the sliding portion between the inner piston 32 and the outer piston 21 or the annular portion 22. In the figure, 51 and 51 are stopper rings for restricting the movement of the piston pin 23 in the axial direction.

そして、上記主通路37には、機関回転と同期する一般
的な機械式オイルポンプ(図示せず)によってオイルパ
ン内の機関潤滑油が圧送されるようになっている。
The engine lubricating oil in the oil pan is fed under pressure to the main passage 37 by a general mechanical oil pump (not shown) that is synchronized with the engine rotation.

以下、この実施例の作用について説明する。まず、機関
始動時や低負荷時には、オイルポンプによって比較的圧
力の圧油が主通路37から油導入室29に送られ、ここ
から供給通路38とこの油圧で開かれた第1逆止弁44
を通って上部液室34に供給される。この時点では、ア
ウタピストン21の冠面に作用する燃焼圧力が比較的小
さく、信号圧力通路43を介してスプール弁31の受圧
部31cに伝達される信号油圧も小さいため、スプール弁
31の弁体31bが、第1図に示すように圧縮スプリング
48のばね力によって排出通路39を閉塞しているの
で、上部液室34の容積が速やかに増大する一方、これ
に同伴した形で下部液室35内の圧油が第3油通路42
を介して上部液室34内に排出される。これにより、ア
ウタピストン21がインナピストン32から速やかに上
昇し、高圧縮比状態を応答性よく確保できる。
The operation of this embodiment will be described below. First, when the engine is started or when the load is low, a pressure oil having a relatively high pressure is sent from the main passage 37 to the oil introduction chamber 29 by the oil pump, and from there, the supply passage 38 and the first check valve 44 opened by this hydraulic pressure.
And is supplied to the upper liquid chamber 34. At this time point, the combustion pressure acting on the crown surface of the outer piston 21 is relatively small, and the signal oil pressure transmitted to the pressure receiving portion 31c of the spool valve 31 via the signal pressure passage 43 is also small. Since 31b closes the discharge passage 39 by the spring force of the compression spring 48 as shown in FIG. 1, the volume of the upper liquid chamber 34 increases rapidly, while the lower liquid chamber 35 is entrained in the volume. The pressure oil inside is the third oil passage 42.
And is discharged into the upper liquid chamber 34 via. As a result, the outer piston 21 quickly rises from the inner piston 32, and a high compression ratio state can be secured with good responsiveness.

ここで、圧縮行程若しくは膨張行程時に、アウタピスト
ン21の冠面に圧縮圧力あるいは燃焼圧力が作用して
も、第1逆止弁44によって圧油の逆流が防止される。
一方、第3油通路42は、逆止弁を有しないため、ここ
を通って上部液室34の圧油が下部液室35へ僅かに逆
流するが、これも排気行程時にアウタピストン21が慣
性力によって上昇した際に、供給通路38から上部液室
34内に補給されるため、高圧縮比状態が十分に維持で
きる。また、上記のように機関サイクル変動に伴い下部
液室35に第3油通路42を介して圧油が僅かに供・排
されても、該第3油通路42は外部に連通しておらず、
上部液室34に直接連通しているため、下部液室35へ
の空気の混入が確実に防止される。この結果、後述の低
圧縮比状態においても機関サイクル変動に伴うアウタピ
ストン21の不安定な挙動が十分に防止できる。
Here, even if the compression pressure or the combustion pressure acts on the crown surface of the outer piston 21 during the compression stroke or the expansion stroke, the first check valve 44 prevents the backflow of the pressure oil.
On the other hand, since the third oil passage 42 does not have a check valve, the pressure oil of the upper liquid chamber 34 slightly flows back to the lower liquid chamber 35 through this, but this also causes the inertia of the outer piston 21 during the exhaust stroke. When the pressure rises, the liquid is replenished from the supply passage 38 into the upper liquid chamber 34, so that the high compression ratio state can be sufficiently maintained. In addition, as described above, even if a small amount of pressure oil is supplied to and discharged from the lower liquid chamber 35 via the third oil passage 42 as the engine cycle changes, the third oil passage 42 does not communicate with the outside. ,
Since it is directly communicated with the upper liquid chamber 34, air is reliably prevented from entering the lower liquid chamber 35. As a result, the unstable behavior of the outer piston 21 due to the engine cycle fluctuation can be sufficiently prevented even in the low compression ratio state described later.

尚、ここで、上部液室34へ圧油を供給する際に、従来
のようにスプール弁を油圧によって作動させる必要がな
く、単に第1逆止弁44のチェックボール44aを小さな
油圧で開くだけであるから一般的なオイルポンプの併用
が可能となりコスト面で有利となる。
Incidentally, here, when supplying the pressure oil to the upper liquid chamber 34, it is not necessary to operate the spool valve by hydraulic pressure as in the conventional case, and the check ball 44a of the first check valve 44 is simply opened by a small hydraulic pressure. Therefore, a general oil pump can be used together, which is advantageous in terms of cost.

一方、高負荷時などには、膨張行程の初期における高い
燃焼圧力がアウタピストン21の冠面に作用し上部液室
34内の圧力が高まると、第2図に示すようにその油圧
が信号圧力通路43から圧力室30を介してスプール弁
31の受圧部31cに伝達される。このため、スプール弁
31が圧縮スプリング48のばね圧に抗して図中左方向
へ瞬時に移動し、排出通路39を開く。したがって、上
部液室34内の圧油が排出通路39及び排出口27aを通
って通孔21bから外部に速やかに排出される。依って、
上部液室34の容積が速やかに減少し、アウタピストン
21が下降して低圧縮比状態が応答性よく確保できる。
しかも、下部液室35には、上部液室34の圧油の排出
と同時に油導入室29及び上部液室34内の圧油が第1
油通路40と第2油通路41の2つの油通路を通って第
2,第4逆止弁45,47を開きながら急速に供給され
るため、上記の高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り
替え応答性が一層向上する。また、下部液室35の圧油
の供給速度が早くなることにより、下部液室35内に負
圧が発生せず、したがって、外気からの空気の混入が防
止される。
On the other hand, at the time of high load, when the high combustion pressure at the beginning of the expansion stroke acts on the crown surface of the outer piston 21 and the pressure in the upper liquid chamber 34 increases, the hydraulic pressure becomes the signal pressure as shown in FIG. The pressure is transmitted from the passage 43 to the pressure receiving portion 31c of the spool valve 31 via the pressure chamber 30. Therefore, the spool valve 31 instantaneously moves to the left in the drawing against the spring pressure of the compression spring 48, and opens the discharge passage 39. Therefore, the pressure oil in the upper liquid chamber 34 is quickly discharged to the outside from the through hole 21b through the discharge passage 39 and the discharge port 27a. Therefore,
The volume of the upper liquid chamber 34 is rapidly reduced, the outer piston 21 is lowered, and a low compression ratio state can be secured with good responsiveness.
Moreover, in the lower liquid chamber 35, the pressure oil in the oil introduction chamber 29 and the upper liquid chamber 34 is first discharged at the same time when the pressure oil in the upper liquid chamber 34 is discharged.
Since the oil is rapidly supplied while opening the second and fourth check valves 45 and 47 through the two oil passages of the oil passage 40 and the second oil passage 41, the above high compression ratio state changes to the low compression ratio state. Switching responsiveness is further improved. Further, since the pressure oil is supplied to the lower liquid chamber 35 at a high speed, a negative pressure is not generated in the lower liquid chamber 35, and therefore air is prevented from entering from the outside air.

また、この実施例では、油導入室29と圧力室30とを
隔壁28によって互いの連通を阻止し分離独立状態にし
たため、特に高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り替
え時におけるスプール弁31の移動性が良好となる。す
なわち、上記従来の装置にあっては高低圧縮比の切り替
えを行なうスプール弁をコンロッド及びピストンピン内
に形成された油通路を通る油圧に依存しており、斯かる
油圧はピストンの往復運動及びコンロッドの揺動運動に
より絶えず変動している。したがって、スプール弁は、
この油圧の変動の影響を絶えず受けて軸方向へ振動する
ため、圧縮比切り替え時における移動性が悪化し、速や
かな切り替えが困難になる。そこで、この実施例では、
上述のように各室29,30を分離し、油導入室29へ
の油圧供給系とスプール弁31に対する信号圧力供給系
を別々にしたため、スプール弁31は油圧供給系の油圧
変動の影響を受けなくなり、燃焼圧力に応じた速やかな
移動性が得られ、圧縮比の切り替えが円滑になる。
Further, in this embodiment, since the oil introduction chamber 29 and the pressure chamber 30 are separated from each other by the partition wall 28 to be in a separated and independent state, the spool valve 31 is particularly when switching from the high compression ratio state to the low compression ratio state. Mobility is improved. That is, in the above-mentioned conventional device, the spool valve for switching between the high compression ratio and the low compression ratio depends on the hydraulic pressure passing through the oil passage formed in the connecting rod and the piston pin, and the hydraulic pressure reciprocates the piston and the connecting rod. It fluctuates constantly due to the swinging motion of. Therefore, the spool valve
Since it constantly vibrates in the axial direction due to the influence of the fluctuation of the hydraulic pressure, the mobility at the time of switching the compression ratio deteriorates, and it becomes difficult to perform the quick switching. So, in this example,
As described above, the chambers 29 and 30 are separated, and the hydraulic pressure supply system for the oil introduction chamber 29 and the signal pressure supply system for the spool valve 31 are separated. Therefore, the spool valve 31 is not affected by the hydraulic pressure fluctuation of the hydraulic pressure supply system. It disappears, rapid mobility corresponding to the combustion pressure is obtained, and the switching of the compression ratio becomes smooth.

第3図はこの考案の第2実施例を示し、第1実施例とは
主としてスプール弁の構造が異なっている。すなわち、
スプール弁61は、隔壁が廃止された作動液室25内に
軸方向に沿って配置され、軸部61dの両端部に大径な断
面略コ字形の摺動部61aと該摺動部61aより受圧面積の小
さな円柱状の弁体61bとを有し、上記摺動部61aの外周に
上記第1実施例とは形成位置が変更された信号圧力通路
43からの油圧が伝達される段差状の受圧部61cが形成
されている。また、下部液室35から上部液室34に圧
油を排出する第3油通路が廃止されており、下部液室3
5内の圧油はシールリングを有しないインナピストン3
2と円環部22との摺動部位のクリアランスからリーク
するようになっている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment mainly in the structure of the spool valve. That is,
The spool valve 61 is disposed along the axial direction in the hydraulic fluid chamber 25 in which the partition wall is abolished, and has a large-diameter substantially U-shaped sliding portion 61a at both ends of the shaft portion 61d and the sliding portion 61a. It has a cylindrical valve body 61b having a small pressure receiving area, and has a stepped shape to which the hydraulic pressure from the signal pressure passage 43 whose position is different from that of the first embodiment is transmitted to the outer periphery of the sliding portion 61a. The pressure receiving portion 61c is formed. Further, the third oil passage for discharging the pressure oil from the lower liquid chamber 35 to the upper liquid chamber 34 is eliminated, and the lower liquid chamber 3
The pressure oil in 5 is the inner piston 3 without the seal ring.
2 is leaked from the clearance of the sliding portion between 2 and the annular portion 22.

更に、コンロッド24に形成された主通路37に上端部
には、主通路37から作動液室25方向への圧油の流通
のみを許容する第5逆止弁62が設けられている。
Further, the main passage 37 formed in the connecting rod 24 is provided at the upper end thereof with a fifth check valve 62 which allows only the flow of pressure oil from the main passage 37 in the direction of the hydraulic fluid chamber 25.

また、第1実施例と同様に作動液室25と上部液室34
の各々の圧油を下部液室35に同時に供給する第1油通
路40と第2油通路41を有している。他の構成は第1
実施例と同様であるから同一符号を付して説明を省略す
る。
Further, as in the first embodiment, the hydraulic fluid chamber 25 and the upper fluid chamber 34 are
It has a first oil passage 40 and a second oil passage 41 for simultaneously supplying the respective pressure oils to the lower liquid chamber 35. Other configurations are first
Since it is similar to the embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.

そして、この実施例の作用も第1実施例と略同様である
が、この第3図に示す高圧縮比状態においてアウタピス
トン21の冠面に燃焼圧力や圧縮圧力が作用すると第1
逆止弁44によって上部液室34から作動液室25への
圧油の逆流が防止される一方、第5逆止弁62によって
作動液室25から主通路37への逆流も防止されるた
め、高圧縮比状態を十分に維持できる。尚、この時点で
上部液室34の圧油が信号圧力通路43を介して作動液
室25内に供給され、さらに作動液室25から第1油通
路40を通って下部液室35に供給されて上部液室34
の容積が僅かに減少するが、排気行程時にアウタピスト
ン21が上方慣性力でインナピストン32から上昇した
際に、供給通路38から補給されるため、高圧縮比状態
に大きな影響を与えることはない。また、斯かる高圧縮
比状態への切り替え時における下部液室35内の圧油
は、インナピストン32と円環部22との摺動部位のク
リアランスからリークする。他の作用効果は、第1実施
例と同様である。
The operation of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but when combustion pressure or compression pressure acts on the crown surface of the outer piston 21 in the high compression ratio state shown in FIG.
Since the check valve 44 prevents the backflow of the pressure oil from the upper liquid chamber 34 to the working liquid chamber 25, the fifth check valve 62 also prevents the backflow from the working liquid chamber 25 to the main passage 37. The high compression ratio state can be sufficiently maintained. At this point, the pressure oil in the upper liquid chamber 34 is supplied into the working liquid chamber 25 via the signal pressure passage 43, and further supplied from the working liquid chamber 25 to the lower liquid chamber 35 through the first oil passage 40. Upper liquid chamber 34
However, since the outer piston 21 is lifted from the inner piston 32 by the upper inertia force during the exhaust stroke, it is replenished from the supply passage 38, so that the high compression ratio state is not significantly affected. . Further, the pressure oil in the lower liquid chamber 35 at the time of switching to such a high compression ratio state leaks from the clearance at the sliding portion between the inner piston 32 and the annular portion 22. Other functions and effects are similar to those of the first embodiment.

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
の圧縮比可変装置によれば、特に作動液室から下部液室
に圧油を供給する第1油通路と、アウタピストンに加わ
る燃焼圧力に応じて上部液室内の圧油を下部液室に供給
する第2油通路とを備える構成としたため、高圧縮比状
態から低圧縮比状態に切り替わる際に、圧油が上記2つ
の油通路から下部液室に同時に速やかに供給される。こ
の結果、低圧縮比状態への切り替えの応答性が極めて良
好になると共に、下部液室への空気の混入が防止され、
機関サイクル変動に伴うアウタピストンのインナピスト
ンに対する上下変動が抑制されて安定し高低圧縮比状態
が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above description, according to the compression ratio variable device for an internal combustion engine according to the present invention, particularly in the first oil passage for supplying pressure oil from the hydraulic fluid chamber to the lower fluid chamber, and the outer piston. Since the second oil passage for supplying the pressure oil in the upper liquid chamber to the lower liquid chamber in accordance with the applied combustion pressure is provided, the pressure oil is changed between the above two when the high compression ratio state is switched to the low compression ratio state. It is quickly supplied from the oil passage to the lower liquid chamber at the same time. As a result, the response to switching to the low compression ratio state becomes extremely good, and air is prevented from entering the lower liquid chamber,
Vertical fluctuation of the outer piston with respect to the inner piston due to engine cycle fluctuation is suppressed, and a stable high and low compression ratio state is obtained.

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

第1図はこの考案の第1実施例における高圧縮比状態を
示す要部断面図、第2図はこの実施例の低圧縮比状態を
示す要部断面図、第3図はこの考案の第2実施例におけ
る高圧縮比状態を示す要部断面図、第4図は従来の圧縮
比可変装置を示す全体構成図、第5図は従来装置の一部
断面図である。 21…アウタピストン、23…ピストンピン、24…コ
ンロッド、25…作動液室、32…インナピストン、3
4…上部液室、35…下部液室、36…油圧回路、40
…第1油通路、41…第2油通路。
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a high compression ratio state in a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a low compression ratio state of this embodiment, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of a main part showing a high compression ratio state in the second embodiment, FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a conventional compression ratio variable device, and FIG. 5 is a partial sectional view of the conventional device. 21 ... Outer piston, 23 ... Piston pin, 24 ... Connecting rod, 25 ... Hydraulic fluid chamber, 32 ... Inner piston, 3
4 ... Upper liquid chamber, 35 ... Lower liquid chamber, 36 ... Hydraulic circuit, 40
... first oil passage, 41 ... second oil passage.

フロントページの続き (72)考案者 高島 安雄 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動車 部品株式会社内 (72)考案者 原 誠之助 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動車 部品株式会社内 (72)考案者 松屋 辰之 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動車 部品株式会社内Front page continuation (72) Inventor Yasuo Takashima 1370, Onna Atsugi, Kanagawa Pref., Atsugi Auto Parts Co., Ltd. (72) Inventor, Seinosuke Hara 1370, Onna, Atsugi, Kanagawa Pref. Tatsuyuki Matsuya 1370 Onna, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Atsugi Auto Parts Co., Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】コンロッドにピストンピンを介して連結さ
れたインナピストンと、該インナピストンの外周に軸方
向へ摺動可能に被嵌したアウタピストンと、該アウタピ
ストンと上記インナピストンとの間に形成された上部液
室及び下部液室とを有し、該各上下部液室に作動液室及
び油圧回路を介して油圧を供給し、上記アウタピストン
をインナピストンに対して上下に相対移動させるように
した圧縮比可変装置において、上記油圧回路は、上記作
動液室から上記下部液室に圧油を供給する第1油通路
と、上記アウタピストンに加わる燃焼圧力に応じて上記
上部液室内の圧油を上記下部液室に供給する第2油通路
とを備えたことを特徴とする内燃機関の圧縮比可変装
置。
1. An inner piston connected to a connecting rod via a piston pin, an outer piston axially slidably fitted on the outer circumference of the inner piston, and between the outer piston and the inner piston. It has an upper liquid chamber and a lower liquid chamber that are formed, and supplies hydraulic pressure to each of the upper and lower liquid chambers via a working liquid chamber and a hydraulic circuit to move the outer piston vertically relative to the inner piston. In the variable compression ratio device configured as described above, the hydraulic circuit includes a first oil passage for supplying pressure oil from the hydraulic fluid chamber to the lower fluid chamber, and the upper fluid chamber in the upper fluid chamber in accordance with a combustion pressure applied to the outer piston. A compression ratio variable device for an internal combustion engine, comprising: a second oil passage for supplying pressure oil to the lower liquid chamber.
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