JPH07229431A - 内燃機関の圧縮比制御装置 - Google Patents

内燃機関の圧縮比制御装置

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JPH07229431A
JPH07229431A JP2264294A JP2264294A JPH07229431A JP H07229431 A JPH07229431 A JP H07229431A JP 2264294 A JP2264294 A JP 2264294A JP 2264294 A JP2264294 A JP 2264294A JP H07229431 A JPH07229431 A JP H07229431A
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JP
Japan
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piston
combustion chamber
chamber
sleeve
compression ratio
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Pending
Application number
JP2264294A
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English (en)
Inventor
Kenichiro Shindo
健一郎 進藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料消費率を向上しつつノッキングの発生を
確実に阻止する。 【構成】 ハウジング8内に摺動可能に配置されたピス
トン10と、ピストン10内に摺動可能に配置されたス
リーブ15とを具備する。ピストン10内には絞り17
を介して燃焼室4内に連結されたガス室16が形成され
る。オイルポンプ28から吐出された作動油は油通路2
2,26を介して油圧室23に供給され、次いで絞り2
4を介してオイルタンク25に返戻される。ガス室16
内の圧力が高くなるとスリーブ15が上昇し、それに追
従してピストン10が上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮比制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関においては圧縮比を高くするほ
ど燃料消費率が向上するが圧縮比を高くすると高負荷運
転時にノッキングが発生する。従って燃料消費率を向上
しつつノッキングの発生を阻止するためには機関負荷が
高くなるほど圧縮比を低下させることが好ましい。そこ
でシリンダヘッド内に燃焼室の容積を変化させうる圧縮
比制御用ピストンを摺動可能に挿入すると共にこのピス
トンの位置を制御カムにより制御し、この制御カムを機
関回転数、吸気管負圧或いはスロットル弁開度等に基い
て制御することにより高負荷運転時に圧縮比を低下させ
るようにした内燃機関が公知である(特開昭60−12
8945号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで正確にいうと
ノッキングは圧縮開始時における燃焼室内のガス圧が高
くなるほど発生しやすくなり、燃焼圧が高くなるほど発
生しやすくなる。即ち、ノッキングが発生するか否かは
燃焼室内の実際のガス圧の平均値に依存している。この
場合、一般に機関負荷が高くなれば燃焼室内のガス圧の
平均値が高くなり、機関回転数、吸気管負圧或いはスロ
ットル弁開度等の運転パラメータが定まれば機関負荷が
定まるのでこれら運転パラメータに基いて圧縮比を制御
すればノッキングの発生を阻止しうるようにみえる。
【0004】しかしながら実際の燃焼圧、従って燃焼室
内の実際のガス圧の平均値はスロットル弁開度等の運転
パラメータが定まったとしても必ずしもこれら運転パラ
メータにより定まる一定値とはならず、特に多気筒内燃
機関においては気筒毎に燃焼圧、従って燃焼室内の実際
のガス圧の平均値が異なるのが一般的である。従って上
述の内燃機関におけるようにスロットル弁開度等の運転
パラメータに基いて圧縮比を制御しても圧縮比を燃焼室
内の実際のガス圧の平均値に応じた最適の圧縮比に常時
制御しえないという問題がある。
【0005】更に上述の内燃機関におけるようにスロッ
トル弁開度等の運転パラメータに基いて制御するように
した場合には運転パラメータを検出するためのセンサが
必要であるばかりでなく、これらセンサからの信号を処
理するための電子制御装置が必要となるために圧縮比制
御装置全体の構造が複雑になってしまうという問題があ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、シリンダヘッド内に摺動可能に挿
入されたピストンを具備すると共にピストンの頂面を燃
焼室内に露呈させ、ピストンの背後に燃焼室内のガス圧
を導びいて燃焼室内のガス圧の平均値が高くなるにつれ
てピストンを燃焼室から離れる方向に後退させるピスト
ン駆動手段を具備している。
【0007】更に本発明によれば上記問題点を解決する
ために、ピストン駆動手段は、ピストン内に形成されか
つ絞りを介して燃焼室内に連結されたガス室と、ピスト
ンの背後に形成されかつピストンに対して燃焼室に向か
う押圧力を与える油圧室と、ガス室内に発生するガス圧
の平均値に応動してガス圧の平均値が高くなるにつれて
燃焼室から離れる方向に移動するスリーブとを具備し、
スリーブの移動に追従してピストンが移動するようにス
リーブによって油圧室内への供給油圧が制御せしめられ
る。
【0008】
【作用】第1番目の発明では、ピストンの背後に燃焼室
内の実際のガス圧が導びかれ、燃焼室内の実際のガス圧
の平均値が高くなるにつれてピストンが燃焼室から離れ
る方向に後退せしめられ、それによって圧縮比が低下せ
しめられる。第2番目の発明では、燃焼室内の実際のガ
ス圧の平均値が高くなるにつれてスリーブが燃焼室から
離れる方向に移動せしめられ、ピストンがこのスリーブ
に追従して移動せしめられるのでピストンも燃焼室内の
実際のガス圧の平均値が高くなるにつれて燃焼室から離
れる方向に後退せしめられる。
【0009】
【実施例】図1を参照すると、1はシリンダブロック、
2はシリンダブロック1内で往復動するピストン、3は
シリンダヘッド、4は燃焼室、5は点火栓、6は吸気弁
又は排気弁、7は圧縮比制御装置を夫々示し、圧縮比制
御装置7はシリンダヘッド3内に嵌着固定されたハウジ
ング8を具備する。ハウジング8は燃焼室4内に開口す
る円筒孔9を有し、この円筒孔9内に圧縮比制御用ピス
トン10が摺動可能に挿入される。図1からわかるよう
にピストン10の頂面11は燃焼室4内に露呈してい
る。
【0010】ピストン10内にはピストン10の背面1
2から頂面11に向けて延びる円筒孔13が形成され、
ピストン10上方にハウジング8内には円筒孔13と整
列して円筒孔14が形成される。これら円筒孔13,1
4内には各円筒孔13,14内まで延びる円筒状のスリ
ーブ15が摺動可能に挿入される。ピストン10内には
スリーブ15の端面により画定されたガス室16が形成
され、このガス室16はピストン10上に形成された絞
り17を介して燃焼室4内に連結される。一方、円筒孔
14の外端部には端板18が固定され、端板18とスリ
ーブ15の端面間には例えば圧縮ばねからなる弾性部材
19が挿入される。従ってスリーブ15はこの弾性部材
19の弾撥力によって常時ガス室16に向けて付勢され
る。
【0011】ピストン11の円筒孔13の内周面と対面
するスリーブ15の外周面上にはスリーブ15の外周面
に沿って延びる環状溝20が形成され、ハウジング8の
円筒孔14の内周面と対面するスリーブ15の外周面上
にはスリーブ15の外周面に沿って延びる環状溝21が
形成される。図1からわかるように環状溝21は環状溝
20よりも巾広であり、これら環状溝20,21はスリ
ーブ15内に形成された油通路22を介して互いに連通
せしめられる。
【0012】ケーシング8内にはピストン10の背面1
2によって画定された環状の油圧室23が形成され、こ
の油圧室23は絞り24を介してオイルタンク25に連
結される。ピストン10内には一方では油圧室23内に
開口し、他方では環状溝20と連通可能なように円筒孔
13の内周面に開口する油通路26が形成される。一
方、ケーシング8内には環状溝21に常時連通する油流
入ポート27が形成され、オイルポンプ28の吐出口は
オイルポンプ28から油流入ポート27に向けてのみ流
通可能な逆止弁29を介して油流入ポート27に連結さ
れる。
【0013】オイルポンプ28から吐出されたオイルは
逆止弁29、油流入ポート27、環状溝21および油通
路22を介して環状溝20に供給される。環状溝20内
に供給されたオイルは環状溝20と油通路26が連通し
ていると油通路26を介して油圧室23内に流入する。
油圧室23内はオイルで満たされており、油圧室23内
のオイルは絞り24を介してオイルタンク25に返戻さ
れる。
【0014】燃焼室4内のガス圧は絞り17を介して油
圧室16に伝わる。燃焼室4内の圧力は吸気行程、圧縮
行程、爆発行程および膨張行程においてかなり変動する
が絞り17の絞り作用によってガス室16内の圧力は燃
焼室4内のガス圧のほぼ平均値に維持される。スリーブ
15はガス室16内の圧力に応動し、ガス室16内の圧
力が高くなるほど弾性部材19の弾発力に抗して上昇す
る。即ち、スリーブ15は燃焼室4内のガス圧の平均値
が高くなるほど燃焼室4から離れる方向に移動する。
【0015】一方、燃焼室4内のガス圧によりピストン
10に付与される上向きの力が油圧室23内のオイル圧
によりピストン10に付与される下向きの力よりも強く
なるとピストン10が上昇するために環状溝20が油通
路21に連通し、或いは環状溝20と油通路21との連
通面積が増大し、斯くして油圧室23内のオイル圧が上
昇する。油圧室23内のオイル圧が上昇して油圧室23
内のオイル圧によりピストン10に付与される下向きの
力が燃焼室4内のガス圧によりピストン10に付与され
る上向きの力よりも強くなると今度はピストン10が下
降するために環状溝20と油通路21との連通が断た
れ、或いは環状溝20と連通路21との連通面積が減少
し、斯くして油圧室23内のオイル圧が低下する。斯く
してピストン10はスリーブ15に対してほぼ図1に示
される位置に保持されることになる。従ってスリーブ1
5が移動するとそれに追従してピストン10が移動する
ことになる。
【0016】ところで前述したようにスリーブ15は燃
焼室4内のガス圧の平均値が高くなると燃焼室4から離
れる方向に移動するのでピストン10も燃焼室4内のガ
ス圧の平均値が高くなると燃焼室4から離れる方向に後
退することになる。従って実際に機関負荷が高くなるほ
どピストン10が燃焼室4から離れる方向に移動して燃
焼室4の容積が増大せしめられ、斯くして実際に機関負
荷が高くなるほど圧縮比が減少せしめられることにな
る。
【0017】
【発明の効果】燃料消費率を向上しつつ確実にノッキン
グの発生を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の側面断面図である。
【符号の説明】
10…ピストン 15…スリーブ 16…ガス室 17…絞り 22,26…油通路 23…油圧室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッド内に摺動可能に挿入され
    たピストンを具備すると共に該ピストンの頂面を燃焼室
    内に露呈させ、ピストンの背後に燃焼室内のガス圧を導
    びいて燃焼室内のガス圧の平均値が高くなるにつれて該
    ピストンを燃焼室から離れる方向に後退させるピストン
    駆動手段を具備した内燃機関の圧縮比制御装置。
  2. 【請求項2】 上記ピストン駆動手段は、ピストン内に
    形成されかつ絞りを介して燃焼室内に連結されたガス室
    と、ピストンの背後に形成されかつピストンに対して燃
    焼室に向かう押圧力を与える油圧室と、該ガス室内に発
    生するガス圧の平均値に応動して該ガス圧の平均値が高
    くなるにつれて燃焼室から離れる方向に移動するスリー
    ブとを具備し、該スリーブの移動に追従してピストンが
    移動するように該スリーブによって該油圧室内への供給
    油圧が制御される内燃機関の圧縮比制御装置。
JP2264294A 1994-02-21 1994-02-21 内燃機関の圧縮比制御装置 Pending JPH07229431A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1431559A2 (en) 2002-12-16 2004-06-23 Nissan Motor Co., Ltd. Intake-air control system for engine
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