JPH0633805A - Variable compression ratio device of engine - Google Patents

Variable compression ratio device of engine

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JPH0633805A
JPH0633805A JP4189214A JP18921492A JPH0633805A JP H0633805 A JPH0633805 A JP H0633805A JP 4189214 A JP4189214 A JP 4189214A JP 18921492 A JP18921492 A JP 18921492A JP H0633805 A JPH0633805 A JP H0633805A
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JP
Japan
Prior art keywords
compression ratio
swirl
variable compression
combustion chamber
port
Prior art date
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Pending
Application number
JP4189214A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tada
博 多田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0633805A publication Critical patent/JPH0633805A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To give strong swirl to mixture which flows into a combustion chamber while securing a sufficient intake air quantity. CONSTITUTION:One of intake ports formed on a cylinder head 5 is composed of a swirl port 11b which gives swirl S to mixture F which flows into a combustion chamber 6, and a piston 15 for variable compression ratio which can advance/restreat in relation to the combustion chamber 6 is arranged on the exhaust port 12 side of the cylinder head facing to the swirl port 11b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの圧縮比を可
変させる可変圧縮比装置に関し、とくにスワールポート
を有するエンジンの可変圧縮比装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable compression ratio device for varying a compression ratio of an engine, and more particularly to a variable compression ratio device for an engine having a swirl port.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-82041 is known as a prior art relating to an engine for changing a compression ratio. In the device of this publication, a movable member for variable compression is provided on the intake valve side, and the movable member moves forward and backward with respect to the combustion chamber according to a change in load. In such a variable compression ratio device, the compression ratio is increased by the protrusion of the movable member into the combustion chamber, and the combustion efficiency is improved. At a low compression ratio in which the movable member retracts from the combustion chamber, avoiding knocking improves output and reduces noise.

【0003】ピストンエンジンにおける燃焼改善の一例
として、吸気ポートをスワールポートから構成し、燃焼
室内に流入する混合気に強い渦流(スワール)を付与す
ることが行われる。スワールポートの一つとして、たと
えば吸気バルブ周辺の吸気ポートの形状を渦巻状にした
ヘリカルポートが採用されている。このように、圧縮比
を可変させる可変圧縮比装置にスワールポートを付加す
れば、混合気の十分な撹拌によってさらに燃焼の改善が
はかれ、エンジン出力性能を高めることが可能となる。
As an example of the improvement of combustion in a piston engine, an intake port is composed of a swirl port, and a strong vortex (swirl) is given to the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber. As one of the swirl ports, for example, a helical port in which the shape of the intake port around the intake valve is spiral is adopted. As described above, if the swirl port is added to the variable compression ratio device that varies the compression ratio, the combustion can be further improved by sufficiently stirring the air-fuel mixture, and the engine output performance can be enhanced.

【0004】[0004]

【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号公報のように、吸気ポートを
構成する可動部材が燃焼室に対して進退する装置の場合
は、吸気ポートの途中に段差が生じることになり、吸気
ポートを理想的なスワールポートとすることが難しく、
混合気に強いスワールを付与することが困難であった。
また、吸気ポート側に圧縮比可変のための可動部材を設
けることは、たとえば複数の吸気バルブを設けることが
必要なエンジンにあっては、吸気ポートの開口面積を小
に抑えざるを得ず、十分な吸入空気量を確保することが
難しい。
However, in the case of a device in which the movable member forming the intake port advances and retreats with respect to the combustion chamber as in the above-mentioned Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-82041, the midway of the intake port. A step will occur, making it difficult to make the intake port an ideal swirl port,
It was difficult to give a strong swirl to the mixture.
In addition, providing a movable member for varying the compression ratio on the intake port side has no choice but to keep the opening area of the intake port small in an engine that requires a plurality of intake valves, for example. It is difficult to secure a sufficient intake air amount.

【0005】本発明は、十分な吸入空気量を確保しつ
つ、燃焼室に流入する混合気に強いスワールを付与する
ことが可能なエンジンの可変圧縮比装置を提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to provide a variable compression ratio device for an engine capable of imparting a strong swirl to a mixture flowing into a combustion chamber while ensuring a sufficient intake air amount.

【0006】[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、シリンダ
ヘッドに形成される吸気ポートのうちの1つを、燃焼室
に流入する混合気にスワールを付与するスワールポート
から構成し、該スワールポートと対向するシリンダヘッ
ドの排気ポート側に、燃焼室に対して進退可能な可変圧
縮比用ピストンを配置したものから成る。
To achieve this object, a variable compression ratio device for an engine according to the present invention is provided with an air-fuel mixture which enters one of intake ports formed in a cylinder head into a combustion chamber. And a swirl port for imparting swirl to the combustion chamber, and a variable compression ratio piston capable of advancing and retracting with respect to the combustion chamber is disposed on the exhaust port side of the cylinder head facing the swirl port.

【0007】[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、可変圧縮比用ピストンがシリンダヘッド
の排気ポート側に配置されるので、吸気ポートの燃焼室
への開口面積を十分に確保することが可能となる。
In the engine variable compression ratio device thus constructed, the variable compression ratio piston is arranged on the exhaust port side of the cylinder head, so that a sufficient opening area of the intake port to the combustion chamber is secured. It becomes possible.

【0008】また、可変圧縮比用ピストンは吸気ポート
とは独立して配置されるので、圧縮比が変化しても吸気
ポートには段差は生じることはない。したがって、理想
的なスワールポートを形成することが可能となり、燃焼
室に流入する混合気に強いスワールを付与することが可
能となる。
Further, since the variable compression ratio piston is arranged independently of the intake port, a step does not occur in the intake port even if the compression ratio changes. Therefore, it is possible to form an ideal swirl port, and it is possible to give a strong swirl to the mixture flowing into the combustion chamber.

【0009】[0009]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of a variable compression ratio device for an engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】第1実施例 図1ないし図6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。
First Embodiment FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a cylinder block of the engine. A piston 3 is slidably fitted in the cylinder bore 2 of the cylinder block 1. A cylinder head 5 is attached to the upper surface of the cylinder block 1 via a gasket 4.

【0011】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。
The combustion chamber 6 is formed by the cylinder bore 2 of the cylinder block 1, the top surface of the piston 3, and the wall surface of the cylinder head 5. The combustion chamber 6 is a pent roof type combustion chamber. As is well known, the pentroof type combustion chamber is similar in shape to the roof of a house, and has a roof top 6a.
Is divided into an intake port side and an exhaust port side.

【0012】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11a、11b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11a、11
b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11a、11b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1
2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。
The cylinder head 5 is formed with two intake ports 11a and 11b opening to the combustion chamber 6 and one exhaust port 12. Two intake ports 11a, 11
b is arranged on one side of the top portion 6a of the combustion chamber 6 of the cylinder head 5, and one exhaust port 12 is arranged on the other side of the top portion 6a of the combustion chamber 6 of the cylinder head 5. An intake valve 7 is arranged at the opening of each intake port 11a, 11b to the combustion chamber 6, and the exhaust port 1
An exhaust valve 8 is arranged at the opening of the second combustion chamber 6. A spark plug 9 faces the top 6 a of the combustion chamber 6.

【0013】2つの吸気ポート11a、11bのうち一
つの吸気ポート11bはスワールSを付与するためのス
ワールポート(ヘリカルポート)に形成されている。ス
ワールポートでない吸気ポート11aには、スワールコ
ントロールバルブ(SCV)26が設けられている。S
CV26は、アクチュエータ27に連結されており、エ
ンジンの運転条件によって開閉制御される。
One of the two intake ports 11a and 11b is formed as a swirl port (helical port) for applying the swirl S. A swirl control valve (SCV) 26 is provided in the intake port 11a that is not the swirl port. S
The CV 26 is connected to the actuator 27 and is controlled to be opened / closed according to operating conditions of the engine.

【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。可変圧縮比用ピスト
ン15は、スワールポート11bに隣接して配置されて
いる。排気バルブ8は、混合気Fの流れに対する可変圧
縮比用ピストン15の下流に位置している。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。
On the side of the cylinder head 5 where the exhaust port 12 is formed, there is provided a variable compression ratio piston 15 which can move forward and backward with respect to the combustion chamber 6. The variable compression ratio piston 15 is arranged adjacent to the swirl port 11b. The exhaust valve 8 is located downstream of the variable compression ratio piston 15 with respect to the flow of the air-fuel mixture F. The variable compression ratio piston 15 is formed in a cylindrical shape, and a piston ring 16 is attached to the tip thereof. The tip end of the variable compression ratio piston 15 to which the piston ring 16 is attached is slidably inserted into the piston hole 17 of the cylinder head 5.

【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。
A male screw 18 is formed at the axial center of the variable compression ratio piston 15. The male screw 18 is screwed with a female screw 19 formed on the cylinder head 5 side. When the female screw 19 and the male screw 18 are screwed together,
When the variable compression ratio piston 15 is rotated about its axis, the compressible ratio piston 15 moves in the axial direction.

【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。
A screw gear (helical gear) 20 is formed on the upper portion of the variable compression ratio piston 15. A drive shaft 21 is arranged at a position adjacent to the upper portion of the variable compression ratio piston 15. The drive shaft 21 extends in a direction orthogonal to the axial direction of the variable compression ratio piston 15. A screw gear (helical gear) 22 is attached to the drive shaft 21. Screw gear 20 of variable compression ratio piston 15 and screw gear 2 of drive shaft 21
2 is meshed.

【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。
A pinion gear 23 is attached to the shaft end of the drive shaft 21. The pinion gear 23 is meshed with the rack 24. A solenoid 25 as an electromagnetic actuator is connected to the rack 24.
When a voltage is applied to the solenoid 25, the rack 24 moves to the solenoid 25 side and the drive shaft 21 rotates. The rotation of the drive shaft 21 is driven by the screw gear 2 of the variable compression ratio piston 15 via the screw gear 22.
When the screw gear 20 rotates, the variable compression ratio piston 15 moves in the axial direction.

【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
の屋根の傾斜角とほぼ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。
The tilt angle of the variable compression ratio piston 15 is
It is set to the same angle as the inclination angle of the exhaust valve 8.
Further, the tip end surface of the variable compression ratio piston 15 has the combustion chamber 6
It is desirable to set it to be almost the same as the roof inclination angle. In this embodiment, a screw gear is used to connect the variable compression ratio piston 15 and the drive shaft 21. However, a worm gear or a bevel gear may be used, or the variable compression ratio piston 15 is directly driven by an actuator. It may be configured.

【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制御を行なうようになっている。
FIG. 4 shows a drive circuit for driving the solenoid 25 which is an electromagnetic actuator. As shown in FIG. 4, the solenoid 25 has an output interface 30.
It is connected to a CPU (central processing unit) 31 via. A water temperature sensor 33, a throttle opening sensor 34, an intake air temperature sensor 35, an ignition advance sensor 36, and an engine speed sensor 37 are connected to the CPU 31 via an input interface 32. The CPU 31 grasps the engine operating state based on the information from each sensor, and controls ON / OFF of the solenoid 25.

【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燃焼
圧センサを用いた構成としてもよい。
In this embodiment, the solenoid 25 is used as an actuator, but the drive shaft 21 is rotated by a stepping motor, for example.
The compression ratio may be controlled steplessly. Originally, it is desirable that the forward / backward control of the variable compression ratio piston 15 be performed based on the combustion pressure, and a combustion pressure sensor may be used instead of each of the above sensors.

【0021】図5に示すように、SCV26を駆動する
アクチュエータ27は、CPU31に入力される冷却水
温、エンジン回転数、吸気管負圧(スロットル開度)の
情報に基づいて制御されるようになっている。本実施例
では、アクチュエータ27は吸気管負圧を利用したダイ
ヤフラム式アクチュエータから構成されている。
As shown in FIG. 5, the actuator 27 for driving the SCV 26 is controlled based on the information of the cooling water temperature, the engine speed, and the intake pipe negative pressure (throttle opening) input to the CPU 31. ing. In this embodiment, the actuator 27 is composed of a diaphragm type actuator that utilizes negative pressure in the intake pipe.

【0022】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。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the engine is running at low speed and light load, the variable compression ratio piston 15 projects into the combustion chamber 6, increasing the compression ratio and improving the combustion efficiency. When the engine is running at high speed and under high load, the variable compression ratio piston 15 retracts with respect to the combustion chamber 6 and is switched to a low compression ratio. As a result, the occurrence of knocking is avoided and a high output can be obtained.

【0023】可変圧縮比ピストンの出入れ制御と、SC
Vの開閉制御との関係は、表1に示すようになってい
る。
Variable compression ratio piston access control and SC
The relationship between the V and the opening / closing control is shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】表1に示すように、エンジン回転数が低回
転でかつ吸気管負圧が低い場合は、可変圧縮比用ピスト
ン15が燃焼室6内に突出し、SCV26が閉弁され
る。この状態では、スワールポート11bのみを介して
吸気が燃焼室6内に導かれる。これにより、スワールポ
ート11bから燃焼室6内に流入した混合気には強いス
ワールSが付与され、希薄な空燃比の下での良好な燃焼
が行なわれる。
As shown in Table 1, when the engine speed is low and the intake pipe negative pressure is low, the variable compression ratio piston 15 projects into the combustion chamber 6 and the SCV 26 is closed. In this state, the intake air is guided into the combustion chamber 6 via only the swirl port 11b. As a result, a strong swirl S is imparted to the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 6 from the swirl port 11b, and good combustion is performed under a lean air-fuel ratio.

【0026】また、可変圧縮比ピストン15はシリンダ
ヘッド5の排気ポート12が形成される側に配置される
ので、シリンダヘッド5の吸気ポート11a、11bが
形成される側の面積が大に確保される。したがって、吸
気空気量を十分に確保することができ、エンジン出力性
能が高められる。
Since the variable compression ratio piston 15 is arranged on the side where the exhaust port 12 of the cylinder head 5 is formed, a large area is secured on the side where the intake ports 11a and 11b of the cylinder head 5 are formed. It Therefore, the intake air amount can be sufficiently secured, and the engine output performance can be improved.

【0027】スワールポートとしての吸気ポート11b
は、図1のヘリカルポートに限定されることはなく、図
6に示すように、吸気ポートに隔壁11cを設け、隔壁
11cによって形成された副吸気ポート11eをSCV
26によって開閉する構成としてもよい。このように構
成することにより、SCV26の閉弁時には、混合気は
主吸気ポート11dのみを介して燃焼室6内に流入する
ことになり、燃焼室6内に流入した混合気をシリンダ壁
面に沿って流すことができる。
Intake port 11b as a swirl port
Is not limited to the helical port of FIG. 1, and as shown in FIG. 6, a partition 11c is provided in the intake port, and the sub intake port 11e formed by the partition 11c is SCV.
It may be configured to open and close by 26. With such a configuration, when the SCV 26 is closed, the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 6 through only the main intake port 11d, and the air-fuel mixture that has flowed into the combustion chamber 6 flows along the cylinder wall surface. Can be washed away.

【0028】第2実施例 図7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、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。
Second Embodiment FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment only in the arrangement of the variable compression ratio piston, and other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the corresponding parts. Therefore, the description of the corresponding parts will be omitted, and only different parts will be described. The same applies to other embodiments described later.

【0029】第1実施例の可変圧縮比装置の場合は、ス
ワールポート11bと可変圧縮比用ピストン15が隣接
することになるので、燃焼室6内に流入しスワールSが
付与された混合気Fが燃焼室6内に突出した可変圧縮比
用ピストン15に直に衝突し、スワールSの流れが弱め
られる。そこで、本実施例では、スワールポート11b
から燃焼室6内に流入しスワールSが付与された混合気
Fの流れに対して最も上流となる位置に、排気バルブ8
が配置されている。
In the case of the variable compression ratio device of the first embodiment, since the swirl port 11b and the variable compression ratio piston 15 are adjacent to each other, the mixture F flowing into the combustion chamber 6 and having the swirl S applied thereto. Directly collides with the variable compression ratio piston 15 protruding into the combustion chamber 6, and the flow of the swirl S is weakened. Therefore, in this embodiment, the swirl port 11b is used.
From the exhaust valve 8 to the most upstream position with respect to the flow of the air-fuel mixture F that has flowed into the combustion chamber 6 from the
Are arranged.

【0030】このように構成された第2実施例において
は、スワールSが付与された混合気Fの流れに対して最
も上流となる位置には、排気バルブ8が配置されるの
で、スワールポート11bからの混合気Fが直に可変圧
縮比用ピストン15に衝突することは回避される。ここ
で、排気バルブ8の直下を通過したスワールSは、排気
バルブ8の下流に位置する可変圧縮比用ピストン15に
到達することになるが、ここに到達するまでにはスワー
ルSの効果によって混合気Fの撹拌が十分に促進され
る。したがって、この状態でスワールSが可変圧縮比用
ピストン15と衝突し、スワールSの流れが多少邪魔さ
れても、燃料が十分に燃焼できなくなるということはな
くなり、第1実施例に比べて燃焼の改善がはかれる。こ
れにより、エンジン出力性能および排気ガス浄化性能を
高めることができる。
In the second embodiment thus constructed, the exhaust valve 8 is arranged at the most upstream position with respect to the flow of the air-fuel mixture F to which the swirl S has been added, so that the swirl port 11b. It is avoided that the air-fuel mixture F from directly collides with the variable compression ratio piston 15. Here, the swirl S that has passed directly below the exhaust valve 8 reaches the variable compression ratio piston 15 located downstream of the exhaust valve 8, but by the time the swirl S reaches this point, it will be mixed by the effect of the swirl S. The stirring of the gas F is sufficiently promoted. Therefore, in this state, even if the swirl S collides with the variable compression ratio piston 15 and the flow of the swirl S is obstructed to some extent, the fuel cannot be combusted sufficiently, and combustion of It can be improved. As a result, engine output performance and exhaust gas purification performance can be improved.

【0031】第3実施例 図8は、本発明の第3実施例を示している。図8に示す
ように、燃焼室6の頂部6aの一側には2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の間に可変圧縮比用ピストン15が配置されて
いる。
Third Embodiment FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, two intake valves 7 are exposed to one side of the top portion 6a of the combustion chamber 6, and two exhaust valves 8 are exposed to the other side of the top portion 6a of the combustion chamber 6. . A variable compression ratio piston 15 is arranged on the side of the cylinder head 5 where the exhaust port is formed. In this embodiment, the variable compression ratio piston 15 is arranged between the two exhaust valves 8.

【0032】このように構成された第3実施例において
は、スワールポート11bから燃焼室6内に流入した混
合気にスワールSが付与される。スワールSが付与され
た混合気は、一方の排気バルブ8の直下を通過した後
に、燃焼室6内に突出した可変圧縮比ピストン15に衝
突することになるが、第2実施例と同様にこの位置での
スワールSの衝突の影響は小さく、燃焼の改善がはかれ
る。
In the third embodiment thus constructed, the swirl S is added to the mixture gas flowing into the combustion chamber 6 from the swirl port 11b. The air-fuel mixture provided with the swirl S will collide with the variable compression ratio piston 15 projecting into the combustion chamber 6 after passing just below one exhaust valve 8, but like in the second embodiment. The influence of the swirl S collision at the position is small, and the combustion is improved.

【0033】第4実施例 図9は、本発明の第4実施例を示している。本実施例で
は、ストレートポートとしての吸気ポート11aと、ス
ワールポートとしての吸気ポート11bとの位置が第1
実施例に対して逆になっている。SCV26が閉弁状態
では、スワールポート11bから燃焼室6に流入しスワ
ールSが付与された混合気は、ストレートポート11a
側の吸気バルブ7の直下を通過した後、排気バルブ8の
直下を通過するようになっている。そして、排気バルブ
8の直下を通過したスワールSは、燃焼室6内に突出し
た可変圧縮比用ピストン15に向うようになっている。
Fourth Embodiment FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the positions of the intake port 11a as a straight port and the intake port 11b as a swirl port are the first.
It is the opposite of the example. When the SCV 26 is closed, the air-fuel mixture that has flowed into the combustion chamber 6 from the swirl port 11b and has the swirl S is applied to the straight port 11a.
After passing just below the intake valve 7 on the side, it passes just below the exhaust valve 8. The swirl S that has passed immediately below the exhaust valve 8 faces the variable compression ratio piston 15 that projects into the combustion chamber 6.

【0034】このように構成された第4実施例において
は、スワールポート11bから燃焼室6内に流入した混
合気Fが、可変圧縮比用ピストン15と衝突するまでの
距離が長くなるので、第1実施例および第2実施例の場
合よりも、スワールSの衝突による燃焼への影響が小さ
くなり、さらに燃焼を改善することが可能となる。
In the fourth embodiment constructed as described above, the distance until the air-fuel mixture F flowing into the combustion chamber 6 from the swirl port 11b collides with the variable compression ratio piston 15 is long. The influence of the collision of the swirl S on the combustion becomes smaller than in the cases of the first embodiment and the second embodiment, and the combustion can be further improved.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0036】シリンダヘッドに形成される吸気ポートの
うちの1つを、燃焼室に流入する混合気にスワールを付
与するスワールポートから構成し、このスワールポート
と対向するシリンダヘッドの排気ポート側に、燃焼室に
対して進退可能な可変圧縮比用ピストンを配置したの
で、従来のように圧縮比が変化しても吸気ポートの途中
に段差が生じることはなくなり、理想的なスワールポー
トを形成することが可能となる。したがって、燃焼室内
に流入する混合気に強いスワールを付与することがで
き、エンジン出力性能を高めることができる。
One of the intake ports formed in the cylinder head is composed of a swirl port for imparting swirl to the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber, and on the exhaust port side of the cylinder head facing the swirl port, Since a variable compression ratio piston that can move forward and backward with respect to the combustion chamber is placed, there is no step in the middle of the intake port even if the compression ratio changes as in the past, and an ideal swirl port can be formed. Is possible. Therefore, a strong swirl can be imparted to the mixture flowing into the combustion chamber, and engine output performance can be improved.

【0037】また、可変圧縮比用ピストンがシリンダヘ
ッドの排気ポート側に配置されるので、吸気ポートの燃
焼室への開口面積を大に確保することが可能となり、吸
入空気量の十分な確保によってエンジン出力性能をさら
に高めることができる。
Further, since the variable compression ratio piston is arranged on the exhaust port side of the cylinder head, it is possible to secure a large opening area of the intake port to the combustion chamber, and to secure a sufficient intake air amount. The engine output performance can be further enhanced.

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

【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透視平面図である。
FIG. 1 is a perspective plan view of a combustion chamber in a variable compression ratio device for an engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1図の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of FIG.

【図3】図1の装置の斜視図である。3 is a perspective view of the device of FIG. 1. FIG.

【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。
4 is a drive circuit diagram for driving the variable compression ratio piston in FIG. 3. FIG.

【図5】図1におけるスワールコントロールバルブ(S
CV)を開閉駆動させるための駆動回路図である。
5 is a swirl control valve (S
FIG. 6 is a drive circuit diagram for driving a CV) to open and close.

【図6】図1のスワールポートの変形例を示す断面図で
ある。
6 is a cross-sectional view showing a modified example of the swirl port of FIG.

【図7】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透視平面図である。
FIG. 7 is a perspective plan view of a combustion chamber in a variable compression ratio device for an engine according to a second embodiment of the present invention.

【図8】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透視平面図である。
FIG. 8 is a perspective plan view of a combustion chamber in a variable compression ratio device for an engine according to a third embodiment of the present invention.

【図9】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透視平面図である。
FIG. 9 is a perspective plan view of a combustion chamber in a variable compression ratio device for an engine according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 シリンダヘッド 6 燃焼室 7 吸気バルブ 8 排気バルブ 11b スワールポート 12 排気ポート 15 可変圧縮比用ピストン 26 SCV(スワールコントロールバルブ) S スワール F 混合気 5 Cylinder Head 6 Combustion Chamber 7 Intake Valve 8 Exhaust Valve 11b Swirl Port 12 Exhaust Port 15 Variable Compression Ratio Piston 26 SCV (Swirl Control Valve) S Swirl F Mixture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに形成される吸気ポート
のうちの1つを、燃焼室に流入する混合気にスワールを
付与するスワールポートから構成し、該スワールポート
と対向するシリンダヘッドの排気ポート側に、燃焼室に
対して進退可能な可変圧縮比用ピストンを配置したこと
を特徴とするエンジンの可変圧縮比装置。
1. An exhaust port side of a cylinder head, wherein one of intake ports formed in the cylinder head comprises a swirl port for imparting swirl to a mixture flowing into a combustion chamber, the exhaust port side of the cylinder head facing the swirl port. A variable compression ratio device for an engine, characterized in that a variable compression ratio piston capable of advancing and retracting with respect to the combustion chamber is disposed in the.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2010502887A (en) * 2006-09-08 2010-01-28 ナジ アミン アタラ Apparatus and method for improving the efficiency of an internal combustion engine
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