JPS58165542A - Variable compression ratio device in internal-combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio device in internal-combustion engine

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JPS58165542A
JPS58165542A JP4829682A JP4829682A JPS58165542A JP S58165542 A JPS58165542 A JP S58165542A JP 4829682 A JP4829682 A JP 4829682A JP 4829682 A JP4829682 A JP 4829682A JP S58165542 A JPS58165542 A JP S58165542A
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JP
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sub
spill
piston
stem
chamber
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JP4829682A
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Japanese (ja)
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JPH0116969B2 (en
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Mitsuharu Nakahara
中原 光治
Tomio Ishida
石田 富雄
Norifumi Honjo
本荘 典史
Yoshitaka Yoshida
吉田 吉孝
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Daihatsu Kogyo KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/04Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

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Abstract

PURPOSE:To change compression ratio without causing the worsening of combustion performance, by inserting a subpiston into a subcylinder communicated to a combustion chamber and displacing the subpiston through operation of an oil pressure regulating spill ring further discharging leaked oil to the atmospheric side. CONSTITUTION:If a spill ring 17 is moved by an actuator 22 to a position as shown by a chain line in the drawing to close a spill port 16 provided to a stem 11 integrally formed with a subpiston 9, pressure of working fluid supplied into a pressure oil chamber 12 from a port 14 rises to displace the subpiston 9 downward. Then if the subpiston 9 is displaced to a position where the port 16 is opened, working fluid begins to flow out from the port 16, at a point of time when this outflow amount and supply amount to the chamber 12 are balanced, the subpiston 9 is stopped to change compression ratio. At an explosion stroke, the working fluid in the chamber 12 is leaked to a slide contact part between the subpiston 9 and a subcylinder 7, and this leaked oil flows out to the outside of the subcylinder 7 through an annular groove 19 and a through hole 20.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の運転中においてその圧縮比を変更
できるようにした圧縮比の可変装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a compression ratio variable device that can change the compression ratio of an internal combustion engine during operation.

内燃機関において出力を向上し、燃費を低減するには圧
縮比を高めれば良いが、圧縮比を高めると高負荷域にお
いてノッキングが発生する。このため従来の圧縮比一定
の内燃機関では、圧縮比を高負荷域においてノッキング
が発生しない値に設定しなければならないから、低負荷
域において十分な低燃費を出すことができない。
In an internal combustion engine, increasing the compression ratio can improve output and reduce fuel consumption, but increasing the compression ratio causes knocking in high load ranges. For this reason, in a conventional internal combustion engine with a constant compression ratio, the compression ratio must be set to a value that does not cause knocking in a high load range, and therefore sufficient fuel efficiency cannot be achieved in a low load range.

そこで、先行技術としての特開昭56−88926号公
報は、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストンを嵌
挿し、該副ピストンを燃焼室に対して前後動することに
より、圧縮比を可変にするにおいて、前記副ピストンか
ら副シリンダ外に突出したロッドの先端を、これと同一
軸上に設けた油圧シリンダ内のプランジャに接当させ、
油圧シリンタ内への油圧の給排にてプランジャを出段さ
せることより、前記副ピストンを前後動するようにして
、機関の運転中に圧縮比を可変にすることを提案してい
る。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-open No. 56-88926 as a prior art discloses that the compression ratio can be varied by inserting an auxiliary piston into an auxiliary cylinder that communicates with the combustion chamber, and by moving the auxiliary piston back and forth with respect to the combustion chamber. In this step, the tip of the rod protruding from the sub-piston to the outside of the sub-cylinder is brought into contact with a plunger in a hydraulic cylinder provided on the same axis as the rod,
It has been proposed to make the compression ratio variable during engine operation by moving the auxiliary piston back and forth by advancing the plunger by supplying and discharging hydraulic pressure into the hydraulic cylinder.

ところがこのように副シリンダ外にプランジャ付き油圧
シリンダを設けることは構造が複雑になるばかりか、多
気筒機関の場合には前記圧縮比可変用の油圧シリンダを
各気筒ごとに設けなければならないので、その取付はス
ペースの増大により機関が著しく大型になる・と共に機
関の重量が増大、゛ するのであり、また、前記先行技術のように副ピー: ストンから突出した口、ゾj・←を油圧シリンダにおけ
るプランジャに接当することは、副ピストンに瞬間的に
作用する爆発力のためにロッドがプランジャに叩き付け
られ、この叩き付けが各サイクルごとに行なわれるから
、大きな振動及び騒音を発生するばかりか、ロッドとプ
ランジャとの接当部の損傷が著しいのである。
However, providing a hydraulic cylinder with a plunger outside the auxiliary cylinder in this way not only complicates the structure, but also, in the case of a multi-cylinder engine, a hydraulic cylinder for variable compression ratio must be provided for each cylinder. Due to the increased space required for its installation, the engine becomes significantly larger, and the weight of the engine also increases.Also, as in the prior art, the secondary piston: the mouth protruding from the cylinder, When the rod comes into contact with the plunger in the auxiliary piston, the explosive force momentarily acts on the sub-piston, causing the rod to slam against the plunger, and this banging is repeated every cycle, which not only generates large vibrations and noise, but also generates large vibrations and noise. The contact area between the rod and the plunger was severely damaged.

本発明は、このように燃焼室に連通ずる副シリンダ内に
副ピストンを嵌挿し、該副ピストンの燃焼室に対する前
後動によって圧縮比を可変するにおいて、前記副シリン
ダ内における副ピストンの背面室を油圧室としてこれに
作動油を逆比弁を介して連続的に供給する一方、前記副
ピストンから副シリンダ外に突出するようにステムを設
け、該ステムには前記油圧室内の作動油を逃がすように
したスピルボートを穿設すると共に、当該ステムの後退
勤によってそのスピルボートが閉じステムの前進動によ
ってスピルボートが開くようにしたスピル体を設・け、
前記スピルボートの開閉位置を該スピル体品システム軸
方向の摺動操作又は回転操作によって妄[□・暫ムの軸
方向に沿って変化するように構成することにより、圧縮
比可変装置の構造を簡単化すると共に、機関の大型化及
び重量の増化を防止し、且つ圧縮比可変用副ピストンに
対する爆発衝撃を吸収・緩和して振動及び騒音の発生を
皆無にしたものである。
In this invention, the sub-piston is inserted into the sub-cylinder communicating with the combustion chamber, and the compression ratio is varied by the back-and-forth movement of the sub-piston with respect to the combustion chamber. Hydraulic oil is continuously supplied to this as a hydraulic chamber via a reverse ratio valve, and a stem is provided so as to protrude from the sub-piston to the outside of the sub-cylinder, and the stem is configured to release the hydraulic oil in the hydraulic chamber. and a spill body that closes the spill boat when the stem moves backward, and opens the spill boat when the stem moves forward,
By configuring the opening/closing position of the spill boat to be changed along the axial direction of the spill body system by sliding or rotating the spill body system in the axial direction, the structure of the variable compression ratio device can be simplified. This prevents the engine from increasing in size and weight, and also absorbs and alleviates the explosion impact on the compression ratio variable sub-piston, thereby eliminating vibration and noise.

しかし、前記のように副ピストンの背面室を油圧室に形
成してこれに作動油を供給することは、該油圧室内の作
動油は副ピストン外周面と副シリンダ内周面との接触摺
動部を介して燃焼室に漏洩し易く、この漏洩のために副
ピストンを前後動するための作動油の消耗が著しく増大
するばかりか、燃焼室内に漏洩した作動油の燃焼によっ
て排気ガスが著しく悪化することになるので、本発明は
、副ピストン外周面と副シリンダ内周面との接触摺動部
に副ピストンの円周を囲う環状の溝を設け、該溝を副シ
リンダ外に連通させて、この環状溝内に前記油圧室から
接触摺動部を介して漏洩して来る作動油を、当該環状溝
内から副シリンダ外に流出するようにすることにより、
油圧室゛における作動油の燃焼室側への漏洩を低減した
ものである。
However, forming the rear chamber of the sub-piston into a hydraulic chamber and supplying hydraulic oil to it as described above means that the hydraulic oil in the hydraulic chamber is caused by sliding contact between the outer circumferential surface of the sub-piston and the inner circumferential surface of the sub-cylinder. This leakage not only significantly increases the consumption of hydraulic oil required to move the sub-piston back and forth, but also significantly worsens exhaust gas due to combustion of the hydraulic oil leaked into the combustion chamber. Therefore, the present invention provides an annular groove surrounding the circumference of the sub-piston in the contact sliding portion between the outer peripheral surface of the sub-piston and the inner circumferential surface of the sub-cylinder, and communicates the groove with the outside of the sub-cylinder. , by causing the hydraulic oil leaking from the hydraulic chamber into the annular groove via the contact sliding part to flow out from the annular groove to the outside of the sub-cylinder.
This reduces leakage of hydraulic oil from the hydraulic chamber to the combustion chamber side.

以下本発明を第1図の実施例について説明すると、図に
おいて(1)はシリンダブロック、(2)はシリンダヘ
ッド、(3)はシリンダブロック(1)のシリンダボア
(4)内を往復摺動するピストン、(5)は前記シリン
ダ、ヘッド(2)の下面を凹ませて形成した燃焼室を各
々示し、該燃焼室(5)にはその略中心位置にシリンダ
ヘッド(2)に螺着した点火栓(6)がのぞむと共に、
図示しない吸気ボート及び排気ボートが開口している。
The present invention will be described below with reference to the embodiment shown in FIG. 1. In the figure, (1) is a cylinder block, (2) is a cylinder head, and (3) is a cylinder that slides reciprocally within the cylinder bore (4) of the cylinder block (1). The piston (5) indicates a combustion chamber formed by recessing the lower surface of the cylinder head (2), and the combustion chamber (5) has an ignition screw screwed onto the cylinder head (2) approximately in the center thereof. As the stopper (6) rises,
An intake boat and an exhaust boat (not shown) are open.

(7)は前記シリンダヘッド(2)に穿設した副シリン
ダで、該副シリンダ(7)は下側が燃焼室(5)に上側
がシリンダヘッド(2)の上面におけるシリンダヘッド
上室ニ各々開口し、該副シリンダ(7)のシリンダヘッ
ド上室への開口部にはこれを塞ぐ蓋板(8)が設けられ
ている。(9)は前記副シリンダ(7)内に摺動自在に
嵌挿した副ピストンで、該副ピストン(9)の外周には
燃焼室(5)に近い部分にピストンリング(9)′を設
け、この副ピストン(9)が燃焼室(5)の方向に前進
すると燃焼室の容積が減少して圧縮比が高くなり、副ピ
ストン(9)が燃焼室(5)から離れる方向に後退する
と燃焼室の容積が増大して圧縮比が低くなるようになっ
ており、且つこの副ピストン(9)はばねQIにて後退
方向に付勢され、また、副ピストン(9)の背面(燃焼
室(5)に対して裏側の面)には、当該副ピストン(9
)の中心から軸方向に延びるステム0υか一体的に設け
られ、該ステムαpを前記蓋板(8)を摺動自在に貫通
して外方に突出する一方、副ピストン(9)の背面と蓋
板(8)との間に油圧室(2)を形成し、該油圧室Vt
に、図示しない油圧源からの作動油を逆止弁a騰付きボ
ートQ41を介して連続的に供給する。
(7) is an auxiliary cylinder bored in the cylinder head (2), and the auxiliary cylinder (7) has an opening in the combustion chamber (5) on the lower side and an upper chamber in the cylinder head on the upper surface of the cylinder head (2) on the upper side. A cover plate (8) is provided at the opening of the sub-cylinder (7) to the upper chamber of the cylinder head to close the opening. (9) is an auxiliary piston that is slidably inserted into the auxiliary cylinder (7), and a piston ring (9)' is provided on the outer periphery of the auxiliary piston (9) near the combustion chamber (5). When the secondary piston (9) moves forward toward the combustion chamber (5), the volume of the combustion chamber decreases and the compression ratio increases, and when the secondary piston (9) retreats away from the combustion chamber (5), combustion occurs. The volume of the chamber is increased and the compression ratio is lowered, and this sub-piston (9) is urged in the backward direction by a spring QI, and the rear surface of the sub-piston (9) (combustion chamber) 5) on the back side) is the secondary piston (9).
) is integrally provided with a stem 0υ extending in the axial direction from the center of the auxiliary piston (9). A hydraulic chamber (2) is formed between the lid plate (8) and the hydraulic chamber Vt
, hydraulic oil from a hydraulic source (not shown) is continuously supplied via a boat Q41 equipped with a check valve a.

更に前記ステム0Dには油圧室(2)に連通ずる通路Q
iを備え、巨つステムαDが蓋板(8)より外方に突出
する部分には、前記油圧室(2)内の(Fl!fbをシ
リンダヘッド上室に放出するためのスピルボートα→を
穿設する。
Furthermore, the stem 0D has a passage Q communicating with the hydraulic chamber (2).
A spill boat α→ for discharging (Fl!fb in the hydraulic chamber (2) to the upper chamber of the cylinder head is provided at the portion where the giant stem αD protrudes outward from the cover plate (8). to drill.

Q7)はスピル体の一つの実施例であるスピルリングを
示し、該スピルリングQ71を前記ステムαpに摺動自
在に被嵌して、ステムαpの後退勤のときそのスピルボ
ートqQがスピルリングQ71によって閉じ、ステムO
pの前進動のときその長ゝビルボートMが開くように構
成する一方、前記刈ピルリングαηに先端を係合したレ
バーQ119の回動にてステム(II)の軸方向に移動
調節するように構成する。
Q7) shows a spill ring which is an embodiment of the spill body, and the spill ring Q71 is slidably fitted onto the stem αp, so that when the stem αp is retracted, the spill boat qQ is moved by the spill ring Q71. Closed, stem O
The length of the billboard M is configured to open when P moves forward, and the length of the billboard M is adjusted in the axial direction of the stem (II) by rotation of a lever Q119 whose tip is engaged with the cutting pill ring αη. Configure.

そして、副ピストン(9)の外周面又は副シリンダ(7
)ノ内周面若しくはその両方には、副ピストン(9)の
円周を囲うように環状溝0*を設け、該環状溝01をス
テムQl)内に穿設した通孔−を介してシリンダヘッド
上室に開放し、また、副ピストン(9)の外周面には、
前記環状溝α呻より燃焼室(5)側の部分に、外周が副
シリンダ(7)の内周面に接当するようにしたOリング
Q1)が設けられている。
Then, the outer circumferential surface of the sub piston (9) or the sub cylinder (7
) is provided with an annular groove 0* on the inner circumferential surface of the stem (Ql) or both so as to surround the circumference of the sub-piston (9), and the annular groove 01 is connected to the cylinder via a through hole bored in the stem Ql). It is open to the upper chamber of the head, and on the outer peripheral surface of the sub-piston (9),
An O-ring Q1) whose outer periphery is in contact with the inner peripheral surface of the sub-cylinder (7) is provided in a portion closer to the combustion chamber (5) than the annular groove α.

この構成において、スピルリングαηを第1図に二点鎖
線で示すように燃焼室(5)の方向、つまりスピルボー
トaQを閉じる方向に移動操作すれは、スピルボートa
呻の閉によって当該スピルボートqoからの作動油の流
出が止り、逆比弁α躊付きボートQ4)から絶えず作動
油が供給されている油圧室(2)の圧力が上昇するから
、副ピストン(9)は燃焼室(5)に向って前進し、こ
の□°前進がスピルボートαQの開の所まで進行すると
JIIl・スピルボートq・がら作動油が流″′:11 出を始め、この流出量と油圧室α壜への供給量とがバラ
ンスした時点で副ピストン(9)の前進が停止する。ま
た、スピルリング(171を二点鎖線の位置がら実線の
位置へと後退方向に移動操作すると、スピルボート06
が全開になりスピルボートからの流出量が増加し油圧室
Q4の圧力が低下するから、副ピストン(9)は燃焼室
(5)の圧力及び/又はばねαQによって燃焼室(5)
から離れるように後退し、この後退がスピルボートuQ
かスピルリングq7)にて閉じる所まテ進行スると、ス
ピルボー) 06からの流出量か減少し、その流出量か
供給量とバランスした時点で、副ピストン(9)の後退
勤が停止することになり、スピルリング(17)の移動
操作による副ピストン(9)の位置変更により、圧縮比
を任意に変更できるのである。
In this configuration, moving the spill ring αη in the direction of the combustion chamber (5), that is, in the direction of closing the spill boat aQ, as shown by the two-dot chain line in FIG.
When the valve is closed, the flow of hydraulic oil from the spill boat qo is stopped, and the pressure in the hydraulic chamber (2), which is constantly supplied with hydraulic oil from the reverse ratio valve α boat Q4), increases, so that the sub piston (9 ) moves forward toward the combustion chamber (5), and when this □° advance advances to the point where the spill boat αQ is opened, hydraulic oil starts flowing out from the JIIl, spill boat q, and the tank. The forward movement of the sub piston (9) stops when the amount of supply to the chamber α bottle is balanced.Also, when the spill ring (171) is moved in the backward direction from the position indicated by the two-dot chain line to the position indicated by the solid line, the spill boat 06
is fully opened, the amount of outflow from the spill boat increases, and the pressure in the hydraulic chamber Q4 decreases, so the secondary piston (9) is moved to the combustion chamber (5) by the pressure in the combustion chamber (5) and/or the spring αQ.
This retreat moves away from the spill boat uQ.
When it advances to the point where it closes with the spill ring q7), the amount of outflow from the spill ring q7) decreases, and when the outflow amount balances with the supply amount, the backward movement of the sub piston (9) stops. Therefore, the compression ratio can be changed arbitrarily by changing the position of the sub-piston (9) by moving the spill ring (17).

従って、前記スピルリング(171に係合するレノ〈−
08)の他端に、機関の負荷に関連するアクチェータ(
イ)を連結し、該アクチェータ翰によりスピルリングα
ηを機関の負荷の増加に比例して二点鎖線の位置から後
退勤するようにすれば、圧縮比を機関の負荷の増加につ
れて次第に低く、負荷の減少につれて次第に高くなるよ
うに自動制御することができ、この負荷への関連に加え
て、圧縮比を機関の回転数の増加につれて次第に高くな
るように自動制御することもできるのであり、また前記
アクチェータ(イ)を機関に設けたノッキングセンサー
に関連し、圧縮比をノッキングがないとき高く、ノッキ
ングが発生するとこれに応じて低くするように制御する
ごともできるのである。
Therefore, the leakage ring (171) engaged with the spill ring (171)
08) At the other end, an actuator (
A) is connected, and the spill ring α is connected by the actuator blade.
By retracting η from the position indicated by the two-dot chain line in proportion to the increase in engine load, the compression ratio can be automatically controlled so that it gradually decreases as the engine load increases and gradually increases as the load decreases. In addition to being related to this load, it is also possible to automatically control the compression ratio so that it gradually increases as the engine speed increases, and the actuator (a) can be connected to a knocking sensor installed in the engine. Relatedly, it is also possible to control the compression ratio so that it is high when there is no knocking and lowered accordingly when knocking occurs.

そして、機関の爆発行程において、副ピストン(9)が
大きな爆発力を受けると、この爆発力にて当該副ピスト
ン(9)が若干後退してスピルボートof5が閉じる一
方、油圧室(2)内の圧力が瞬間的に高くなって逆止弁
(至)が閉じて、油圧室a2の作動油は当該油圧室(6
)内に閉じ込められた状態になるから、これにより副ピ
ストンに対する大きな爆発力を支受するのであり、この
場合においてスピルボート(1→が閉じるまでの間にお
ける作動油の流出及びその後の作動油の圧力上昇が、燃
焼室(5)内での混合気の爆発燃焼による副ピストン(
9)に対する衝撃を吸収、緩和するのである。
When the secondary piston (9) receives a large explosive force during the engine's explosion stroke, the secondary piston (9) moves back slightly due to this explosive force and the spill boat of5 closes, while the inside of the hydraulic chamber (2) The pressure increases momentarily, the check valve (to) closes, and the hydraulic fluid in the hydraulic chamber a2 flows into the corresponding hydraulic chamber (6).
), which bears a large explosive force against the secondary piston. The rise is caused by the explosion and combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber (5).
9) It absorbs and alleviates the impact.

また、前記のように作動油が絶えず供給され、且つ爆発
行程時に副ピストン(9)に対する爆発衝撃によって高
圧となる油圧室(6)内の作動油は、副ピストン(9)
外周面と副シリンダ(7)内周面との接触摺動部より燃
焼室(5)に向って漏洩するが、その途中には通孔−を
介して大気に開放された環状溝0Iか設けられているか
ら、前記接触摺動部から燃焼室(5)と向って漏洩する
作動油は、環状溝θ呻に入った時点で大気圧に圧力降下
して、ここから通孔−を介して副シリンタ(7)外つま
り大気中に流出することになる。
Further, as mentioned above, the hydraulic oil in the hydraulic chamber (6), which is constantly supplied and becomes high pressure due to the explosion impact on the secondary piston (9) during the explosion stroke, is transferred to the secondary piston (9).
Leakage flows toward the combustion chamber (5) from the contact sliding part between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the sub-cylinder (7), but there is an annular groove 0I open to the atmosphere through a through hole in the middle. Therefore, the pressure of the hydraulic oil leaking from the contact sliding part toward the combustion chamber (5) drops to atmospheric pressure when it enters the annular groove θ, and from there it flows through the through hole. This will flow out of the auxiliary cylinder (7), that is, into the atmosphere.

従って環状溝0窃から更に燃焼室(5)に向って漏洩す
る作動油を著しく低下することができるのであり、この
場合、実施例のように環状溝θ呻より燃焼室(5)側の
部位にoリングQ0を設けておけば、燃焼室(5)側へ
の作動油の漏洩を更に低下することができる。    
      :1 また、前記油圧室@に絶、iず供給する作動油と、1゜ して、機関における潤滑油、(又は自動車のパワーステ
リング機構における作動・油、若しくは自動車のオート
マチック変速装置における作動油を用いることができる
が、機関における潤滑油を用いる場合には、潤滑油ポン
プからの潤滑油を、機関における各種回転又は摺動部分
に分配するメインギヤラリ−から前記油圧管(2)への
逆止弁σ1付きボートα→に導くようにする一方、ステ
ムQl)におけるスピルボートQQからの流出油及び通
孔(イ)からの流出油をシリンダヘッド上室に敢出し、
一般的に言って当該上室内に設けられている動弁機構(
図示せず)に対する潤滑油と共にシリンダブロック(1
)下部のオイルパン(図示せず)に戻すようにすれば良
いから、その構造は簡単となる。油圧管α埠への作動油
として、自動車のパワーステアIJ ’、yグ機構にお
ける作動油又はオートマチック変速装置における作動油
を用いるときには、第4図に示すようにこれらの作動油
ポンプがら分岐した通路翰を前記油圧室(2)への、・
逆止弁C13付きボートα→に接続する一方、蓋板(8
):外側にスピルリングQ7)及びステム0ηを覆うカ
バ云(財)を設けて、スピルボートoQ及び通孔−から
の流出油をカバー(ハ)に接続の通路(ハ)より、パワ
ーステアリング機構又はオートマチック −変速装置に
おけるオイル溜(図示せず)に戻せば良いのである。
Therefore, it is possible to significantly reduce the amount of hydraulic oil leaking from the annular groove toward the combustion chamber (5), and in this case, as in the embodiment, the part closer to the combustion chamber (5) than the annular groove θ By providing an O-ring Q0 in the combustion chamber (5), leakage of hydraulic oil toward the combustion chamber (5) can be further reduced.
:1 In addition, the hydraulic oil that is always supplied to the hydraulic chamber @1 degree is lubricating oil in an engine (or hydraulic oil in a power steering mechanism of an automobile, or hydraulic oil in an automatic transmission of an automobile). However, when using lubricating oil in the engine, there is a reverse flow from the main gear rally to the hydraulic pipe (2) that distributes the lubricating oil from the lubricating oil pump to various rotating or sliding parts of the engine. While directing the spilled oil from the spill boat QQ in the stem Ql) and the oil spilled from the through hole (a) to the upper chamber of the cylinder head,
Generally speaking, the valve mechanism (
cylinder block (1
) The structure is simple because it can be returned to the lower oil pan (not shown). When using hydraulic oil in an automobile's power steering IJ', YG mechanism, or hydraulic oil in an automatic transmission as hydraulic oil to the hydraulic pipe α, a passage branched from these hydraulic oil pumps is used as shown in Fig. 4. Transfer the wire to the hydraulic chamber (2),
While connecting to boat α→ with check valve C13, cover plate (8
): A cover is provided on the outside that covers the spill ring Q7) and the stem 0η, and the spilled oil from the spill boat OQ and the through hole is removed from the power steering mechanism or through the passage (c) connected to the cover (c). Automatic - Just return it to the oil reservoir (not shown) in the transmission.

また、前記実施例はスピル体の一つの実施例としてスピ
ルリングαηにした場合を示したが、第5図に示すよう
にステム(lla)を中空軸に形成し、該ステム(11
a)内にスピル体(17a)を摺動自在に嵌挿し、該ス
ピル体(17a)を摺動操作することによってスピルボ
ート(16a)の開閉位ilをステム(11a)の軸方
向に沿って変位するように構成しても良いのであり、ま
た、第6図及び第7図に示すようにステム(llb)に
おけるスピルボートをステム(11b)の軸線に対して
傾斜する傾斜状スピルボート(16b)に形成する一方
、ステム(1lb)の外周には歯車式のスピルリング(
17b )を回転自在、摺動自在に被嵌して、該スピル
リング(17b)を図示しない軸受にてシリンダヘッド
(2)に対して軸支し、このスピルリング(17b)に
はステム(llb)カ1itl後Jll動したときその
傾斜状スピルボート(16b)に合致するようにした一
つの逃がしポート員を穿設すると共に、このスピルリン
グ(17b)外周の歯にステム(llb)と直角方向に
配設したラック杆(ホ)を噛合し、該ラック杆(ハ)の
長手方向の摺動によってスピルリング(17b)を回転
操作に、ステム(llb)の傾斜状スピルボート(16
b)に対して逃がしボート(ハ)を(1)位置又は(1
)位置へとずらせることによって、スピルボート(16
b)の開閉位置をステム(llb)の軸方向に沿って変
位するように構成しても良いのである(この場合、ステ
ム(1lb)は摺動自在、回転不能に保持され、またこ
こにおけるスピルリング(17b)を回転する機構とし
ては、実施例図のラックとピニオンに限らず他の手段を
用いて良いことはいうまでもない)。また、このステム
に設けた傾斜状スピルボートと、スピルリングに設けた
逃がしボートの設ける位置を、それぞれ逆にしても良い
ことはいうまでもない。
In addition, although the above-mentioned embodiment shows a case where a spill ring αη is used as an embodiment of the spill body, as shown in FIG. 5, the stem (lla) is formed into a hollow shaft,
a) A spill body (17a) is slidably inserted into the inside, and by slidingly operating the spill body (17a), the opening/closing position il of the spill boat (16a) is displaced along the axial direction of the stem (11a). Alternatively, as shown in FIGS. 6 and 7, the spill boat in the stem (llb) may be formed into an inclined spill boat (16b) that is inclined with respect to the axis of the stem (11b). On the other hand, there is a gear-type spill ring (
17b) is rotatably and slidably fitted, and the spill ring (17b) is pivotally supported to the cylinder head (2) by a bearing (not shown). ) A relief port member is provided so as to match the inclined spill boat (16b) when the motor moves after the movement, and a relief port member is provided on the teeth on the outer periphery of this spill ring (17b) in a direction perpendicular to the stem (llb). The inclined spill boat (16) of the stem (llb) is engaged with the provided rack rod (E), and the spill ring (17b) is rotated by sliding in the longitudinal direction of the rack rod (C).
For b), move the escape boat (c) to (1) position or (1)
) position, the spill boat (16
The opening/closing position of b) may be configured to be displaced along the axial direction of the stem (1lb) (in this case, the stem (1lb) is held slidably but not rotatably, and the spill It goes without saying that the mechanism for rotating the ring (17b) is not limited to the rack and pinion shown in the embodiment, but other means may be used. Furthermore, it goes without saying that the positions of the inclined spill boat provided on the stem and the relief boat provided on the spill ring may be reversed.

さらに、ステムならびにスピルリングに設けるボート形
状は、必要に応じて第6図に二点鎖線で示すように任意
形状の組合せが考えられる。
Furthermore, the boat shapes provided on the stem and the spill ring may be combined with arbitrary shapes as shown by the two-dot chain line in FIG. 6, if necessary.

以上実施例について説明したが本発明は′、燃焼室に連
通ずる副シリンダ内に副ピストンを摺動自在に嵌挿し、
該副ピストンの背面に油圧室を形成j7て該油圧室に逆
止弁を介して作動油を供給する一方、前記副ピストンか
ら副シリンダ外に突出するようにステムを副ピストンの
軸方向に設け、該ステムの突出端には前記油圧室内の作
動油を逃かすようにしたスピルボートを穿設すると共に
、当該ステムの後退勤によってスピルボートか閉じステ
ムの前進動によってスピルボートが開くようにしたスピ
ル体をステムの軸方向に摺動自在に又は軸回りに回転自
在に設け、前記ステムの軸方向に沿うスピルボートの開
閉位置を、前記スピル体の摺動又は回転操作によって変
位するように構成し、且つ前記副ピストン外周と副シリ
ンダ内周との接触摺動部には、通孔を介して副シリンダ
外に連通ずる環状溝を副ピストンの円周を囲むように設
けて成るもので、スピル体の摺動又は回転というきわめ
て簡単な操作によって、圧縮比を自在に可変できる一方
、副ピストンの背門″を油圧室に形成しT il e 
X 、>□□。。メ・1□:・1・5.。よ01、□□ 可変にするものであるから、頭記した従来装置のように
副シリンダ外に油圧シリンダを設ける必要がなく、構造
の簡単化とスペースの縮少を図ることができ、従って多
気筒機関に適用しても機関の著しい大型化及び重量の増
化を防止できるのであり、また、副ピストンに瞬間的に
作用する大きな爆発衝撃を吸収、緩和することができる
から、圧縮比可変用の副ピストンによる振動及び騒音の
発生が皆無である。
Although the embodiments have been described above, the present invention includes a sub-piston slidably inserted into a sub-cylinder communicating with a combustion chamber,
A hydraulic chamber is formed on the back surface of the sub-piston, and hydraulic oil is supplied to the hydraulic chamber via a check valve, while a stem is provided in the axial direction of the sub-piston so as to protrude from the sub-piston to the outside of the sub-cylinder. A spill boat is bored in the protruding end of the stem to allow the hydraulic oil in the hydraulic chamber to escape, and a spill body is provided in which the spill boat is closed by the backward movement of the stem, or the spill boat is opened by the forward movement of the stem. The spill boat is provided to be slidable in the axial direction of the stem or rotatable around the axis, and configured so that the opening/closing position of the spill boat along the axial direction of the stem is displaced by sliding or rotational operation of the spill body, and A contact sliding portion between the outer circumference of the sub-piston and the inner circumference of the sub-cylinder is provided with an annular groove that surrounds the circumference of the sub-piston and communicates with the outside of the sub-cylinder via a through hole. While the compression ratio can be freely varied by extremely simple operations such as movement or rotation, the back door of the sub-piston is formed in the hydraulic chamber.
X, >□□. . Me・1□:・1・5. . YO01, □□ Since it is variable, there is no need to provide a hydraulic cylinder outside the sub-cylinder as in the conventional device mentioned above, and the structure can be simplified and the space taken up can be reduced. Even when applied to a cylinder engine, it can prevent a significant increase in size and weight of the engine, and it can absorb and alleviate the large explosion shock that momentarily acts on the sub-piston, so it is suitable for variable compression ratio applications. There is no vibration or noise caused by the secondary piston.

しかも、本発明は、前記のように副シリンダ外の副ピス
トンの背面を油圧室に形成したことによる弊害つまり、
前記油圧室の作動油が副ピストンの副シリンダへの接触
摺動部から燃焼室に漏洩するのを、当該接触摺動部の外
周に設けた環状溝によって著しく低減することができる
から、圧縮比可変用副ピストンを前後動するための作動
油の消費量を少なくでき、且つ排気ガスを前記作動油が
悪化させることを防止できる効果を有する。
Moreover, the present invention eliminates the disadvantages caused by forming the back surface of the sub-piston outside the sub-cylinder into a hydraulic chamber as described above.
The leakage of the hydraulic fluid in the hydraulic chamber from the contact sliding part of the sub piston to the sub cylinder into the combustion chamber can be significantly reduced by the annular groove provided on the outer periphery of the contact sliding part. This has the effect of reducing the amount of hydraulic oil consumed for moving the variable sub-piston back and forth, and preventing the hydraulic oil from degrading exhaust gas.

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

図面は本発明の実施例を示し、第1図は第1の1:1 実施例を示す機関要部の縦断正面図、第2図は第1図の
1−1挽断面図、第3図は111図の要部拡大図、第4
図は第2の実施例を示す機関要部の縦断正面図、第5図
及び第6図はスピルボートとスピル体との別の実施例図
、第7図は第6図の平面図である。 (1)・°°シリンタブロック、(2)・・・シリンダ
ヘッド、(5)・・・燃焼室、(7)・・・副シリンダ
、(9)・・・副ピストン、αの・・・油圧室、(11
)−・・ステム、c* (16a)(t6b)・・・ス
ピルボート、αト・・逆止弁、Qη(17a)(17b
)・・・スピル体、09・・・環状溝、(イ)・・・通
孔、0℃・・・0リング。 7゛l″’y  5 1”’:j <4’、t 6 : 1
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of the main engine part showing the first 1:1 embodiment, FIG. 2 is a 1-1 cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. is an enlarged view of the main part of Figure 111, No. 4
The figure is a longitudinal sectional front view of the engine main part showing the second embodiment, FIGS. 5 and 6 are views of another embodiment of the spill boat and the spill body, and FIG. 7 is a plan view of FIG. 6. (1)・°° Cylinder block, (2)...Cylinder head, (5)...Combustion chamber, (7)...Sub-cylinder, (9)...Sub-piston, α...・Hydraulic chamber, (11
) - Stem, c* (16a) (t6b) Spill boat, αto... Check valve, Qη (17a) (17b
)... Spill body, 09... Annular groove, (A)... Through hole, 0°C... 0 ring. 7゛l'''y 5 1''': j <4', t 6: 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストンを
摺動自在に嵌挿し、該副ピストンの首−曲番こ油王室を
形成して該油圧室に逆止弁を介して作動油を供給する一
方、前記副ピストンから副シリンダ外に突出するように
ステムを副ピストンの軸方向に設け、該ステムの突出端
には前記油圧室内の作動油を逃がすようにしたスピルボ
ートを穿設すると共に、当該ステムの後退勤によってス
ピルボートが閉じステムの前進動によってスピルボ−ト
が開くようにしたスピル体をステムの軸方向に摺動自在
に又は軸回りに回転自在に設け、前記ステムの軸方向に
沿うスピルボートの開閉位置を、前記スピル体の摺動又
は回転操作によって変位するように構成し、且つ前記副
ピストン外周と副シリンダ外周との接触摺動部には、通
孔を介して副シリンダ外に連通ずる環状溝を副ピストン
の円周を囲むように設けたことを特徴とする内燃機関に
8ける圧縮比の可変装置。
(1) A sub-piston is slidably inserted into a sub-cylinder communicating with the combustion chamber, and a neck-curve oil chamber is formed in the sub-piston, and hydraulic oil is supplied to the hydraulic chamber via a check valve. At the same time, a stem is provided in the axial direction of the sub-piston so as to protrude from the sub-piston to the outside of the sub-cylinder, and a spill boat is bored at the protruding end of the stem to allow the hydraulic oil in the hydraulic chamber to escape. At the same time, a spill body is provided so as to be slidable in the axial direction of the stem or rotatable around the axis so that the spill boat is closed by the backward movement of the stem, and the spill boat is opened by the forward movement of the stem. The opening/closing position of the spill boat is configured to be displaced by the sliding or rotating operation of the spill body, and the contact sliding portion between the outer circumference of the sub-piston and the outer circumference of the sub-cylinder is provided with a sub-cylinder via a through hole. 8. A variable compression ratio device for an internal combustion engine, characterized in that an annular groove communicating with the outside is provided surrounding the circumference of a sub-piston.
(2)、副ピストンの外周には環状溝より燃焼室側の部
位にO’Jソング設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の内燃機関における圧縮比の可変装置。
(2) The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an O'J song is provided on the outer periphery of the auxiliary piston at a location closer to the combustion chamber than the annular groove.
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