JPS58197439A - 内燃機関における圧縮比の可変装置 - Google Patents

内燃機関における圧縮比の可変装置

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JPS58197439A
JPS58197439A JP8052782A JP8052782A JPS58197439A JP S58197439 A JPS58197439 A JP S58197439A JP 8052782 A JP8052782 A JP 8052782A JP 8052782 A JP8052782 A JP 8052782A JP S58197439 A JPS58197439 A JP S58197439A
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subpiston
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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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    • 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

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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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発F3A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。
内燃機関において出力を向上し、燃費を低減するにI′
i圧縮比を高めることが好捷しいが、圧縮比を高めると
高負荷・低回転域でノ・ソ+yグが発生する。このため
先行技術としての特開昭56−88926号公報は、圧
縮比を機関の回転数及び負荷に応じて可変にすることを
、また、実開昭56−79639号公報は圧縮比をノツ
+:7夕に応じて可変にすることを各々提案している。
そして、これら先行技術における圧縮比可変装置は、い
ずれも燃焼室に連通する副シリシタ内に圧縮比可変用の
副じストシを嵌挿し、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、
これと同一軸線上に設けた油圧シリシタに連結すること
により、該油圧シリ、7りにて副ピストンを機関の回転
数及び負葡又はノツ+、7グπ応じて前後動するもので
ある0 吉ころがこのようしで副シリシタ外に圧縮比可変用の油
圧シリ−Jり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、前記圧縮比可変用の油圧シリシタ
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る。
本発明は、このように燃焼室に連通する副シリyり内に
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、iij計副ヒ
ストシの背面を蓋板で塞いだ油圧室に形成してこれに作
動油を連続的に供給する一M、前記副じストンから前記
蓋板を貫通して副シリーツタ外に突出するようr、、、
、、、、、、ステムを設け、該ステムには前記油圧室内
の作動油を流出するようにしたスじルボートを穿設し、
且つステムの突出部にはステムの軸り向の摺動又は軸回
りの回動によってスピルポートを開閉するようにしたス
ピル体を設け、該スピル体によるスピルポートの開閉位
置を、スピル体の摺動又は回動によってステムの軸方向
に沿って変位するように構成し、以ってスピル体の摺動
又は回転操作にて副ピストンをiQ後動するようにして
、前記先行技術における圧縮比可変用の油圧シリ:7タ
を廃止し、可変装−′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たものである。
しかし、前記のように構成した場合、副じストンから延
設するステムは、蓋板を貫通した状態で副ピストンと共
に前後動するから、前記蓋体にこれにステムが貫通する
ように穿設する貫通孔の中心位置と、ステムの中心位置
との間にこれらの軸方向に少しでも寸法誤差があると副
ヒストーJLri円滑π前後動できないことになり、副
ピストンのMfJ後動が円滑にできるようにするKは、
前記貫通孔の中心位置とステムの中心位置とを正確に合
せて加工しなければならず、この加工に著しく高度の加
工精度が要求されることに鑑み、本発F11−j、副ピ
ストンからHfl g−蓋板を貫通して突出するステム
を延設するにおいて、ステムを副ピスト?7に対してス
テムが副ピストンの軸線と直角方向にずれ1ノき得るよ
うに連結することにより、前記高度な加工精度が要求さ
れる問題を解消したものである。
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−Jりづ0・ツク、(2)はシリシ
タヘッド、(3)はシリシタづO゛ツク1)のシリシタ
ボア(4)内を往復摺動するヒストン、(5)は前記シ
リ、、Iり(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)Kはその略中心位置にシリーJ
タヘ・リド(2)に螺着した点火栓(6)がのぞむと共
に、図示しない吸気ポート及び排気ポートが開口してい
る。
(7)tri前べ「2シリ:7タヘ・リドf2’1に9
投した副シリンダτ、該副シリ′Jダ(7)は下側が燃
焼室+51 K 、上側がシリシタへ・リド(2)の上
面におけるシリシタヘッド上室に各々開[:]L、a副
シリン−52+71のシリンクL室への開口部には、こ
れを塞ぐ蓋板(8)が設けられている。この場r7−蓋
板(8)はシリシタヘッド(2)と一体内に構成しても
良い。
(9)は前記副シリシタ(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K(ri燃焼
室(5)(で近い部分に複数本のピストシリ−Jり(1
0)を設け、この副ヒスト−J(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、副じスト−J(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、且つこの副ヒスト−7+91 u
ばねfill Kで後退方向に付勢されている。
また、副ピストン(9)の背面(燃焼室(5)に対して
裏側の面)には後述するステム(J渇を連結するための
段付凹部f13)を設け、該段付凹部(131内に副ヒ
ストニアF9+の軸方向に延びるステム(12)の下端
に一体的に造形したディスクC141を嵌挿したのち、
スナップリ?、lJj’(151を嵌めることによって
、副ヒスト?7!91 K対してステム(121を連結
するにおいて、段付凹部(13)の内径をディスク圓の
外径より若干大きくして、ディスクfllの外周に隙間
αeを形成することにより、ステムaりが副ピストニア
、(91の軸線と直角方向にのみずれ動き得′るように
構成し、前記ス、テム(121を蓋扱(8)K穿設した
貫通孔f17) i/i’摺動自在に嵌挿して外方に突
出するーh1副ヒストシ(9)の背面と蓋板(8)との
間に油圧室(18)を形成して、該油田室α81K図示
しない油圧源からの作動油を逆止弁09付きボート■を
介して連続的に供給する。更に前記ステムQa[は前記
油圧室f181 K連通ずる通路(21)を備え、且つ
ステム(12)が蓋板(8)より外方に突出する部分に
は、前記油圧室(]8)内の作動油をシリンタヘッド上
室に流出するためのスピルポート(22)を穿設する。
(符はスヒル体の一つの実施例であるスピルリンクを示
し、該スしシリング(23)を前記ステム0zの副シリ
ンダ外への突出端に摺動自在に被嵌して、ステム(12
)の後退勤のときそのスピルポート(22)がスヒルリ
:7グ(23)によって閉じ、ステムα2の前進動のと
きそのスごルボート(22)が開くように構成する一方
前記スヒルリ:7り(四を、これに先端を係合したしJ
に−r24+の回動にてステム(12)の軸方向に移動
調節するように構成する。
この構成において、スピルリンク(符を@1図に二点鎖
線て示すように燃焼室(5)の方向、つまりスピルポー
ト(22)を閉じる方向に移ωノ操作すれば、スピルポ
ート(2カの閉によって当該スピルホード(22)から
の作動油の流出が止り、逆止弁09)付きポート(20
)から絶えず作動油が供給されている油圧室口8)内の
圧力が上昇するから副ピスト−J(9)は燃焼室(5)
ニ向って前進し、この前進がスピルポート(221の開
の所まで進行すると、スじルポート[22)から作動油
が流出を始め、この流出量と油圧室(18)への供給量
とがバラシスした時点で副ピスト−J(9)の前進が停
止する。捷た、スヒルリー、Jジ(符を二点鎖線の位置
から実線の位置へと後退方向に移動操作すると、スピル
ポートf2Zが全開になりスピルポート(2zがらの流
出量が増加して油圧室(18)の圧力が低下するから、
副ピストン+9) IIi燃焼室(5)の圧力及び/又
けばねfliによって燃焼室(5)から離れるように後
退し、この後退がスピルポート(22)がスヒルリSJ
ジ(23)にて閉じる折重で進行すると、スピルポート
[22)からの流出量が減少し、そ・の流出量が供給量
とバラシスした時点で、副ピストy (9)の後退勤が
停止することに々す、スごシリング(z3)の移動操作
による副ごλトy f9)の位置変更により、圧縮比を
任意に変更できるのである。
従って前記スごシリング123) K係合するレバー1
24の朗唱に、機関の負荷に関連するアクチェータ(2
5゜を連結し、該アクチェータ12ωによりスピルリン
ク(23)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てきるのであり、また
、前記アクチェータ(2らlを機関に設けた)・ソ+、
17クセ:7サーに関連し圧縮比をノ・υ士シクがない
とき高く、ノ・ソ+ンジが発生するとこれに応じて低く
するように自動制御することもできる。
機関の爆発行程において、副じスト、7f9)が大きな
爆発力を受けると、この爆発力にて当該側じス)p(9
)が若干後退してスピルポート(2Zが閉じる一力、油
圧室(18)内の圧力が瞬間的に高くなって逆止弁止が
閉じて、油圧室αQ内の作動油は当該油圧室側内に閉じ
込められた状態になるから、副ヒストニアは以後後退す
ることなく副ヒ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ポート122)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
よる副ヒスト−J(9)(・で対する衝撃を吸収・緩和
するのである。
そして、前記の圧縮比の可変に際して副ピストン(9)
とステムt12とは同時に前後摺動するが、蓋板(8)
の貫通孔(1りに摺動自在に嵌まるステム(12)は、
副シリ−Jり(7)内に摺動自在に嵌まる副ピストン(
9)に対して当該ステム(121が副ピスト、7f91
の軸線と直角方向にずれ動き得るように連結されている
から、貫通孔(1η及び/又はステム(12の中心位置
にこれが軸線ト直角方向にずれるような寸法誤差があっ
ても、この寸法誤差はステムazの副ヒスト?7(9)
に対する軸線と直角方向のずれ動きによって吸収される
ことになる、従って、前記の寸法誤差によって副ピスト
ン(9)及びステム(12の前後摺動にこじれが発生す
るこ吉はなくなり、両方の摺動がきわめて円滑になると
共に、加工精度を著しく緩るくすることができるのであ
る。
この場合、ステムf121の副ピストン(9)に対する
連結手段としては前記実施例のものに限らず、第3図に
示すようにステム(12a)と一体のディスク(14a
)を大径としその下面に段付凹所(13a)を設け、こ
れに副ピスト、、+(9a)をその外周に隙間(”16
a)を持たせて嵌挿したのちスナップリyグ(15a)
で係止した後側シリ:7ター(7)へ挿入するとか、或
いは前記のディスク(141又は(14a)を用いるこ
となくステムを副じスト:/に対して直接的に連結する
等他の手段を用いてもよく、このようにステムと副ピス
トンとを連結した構造にしたことにより、その各々個々
についての部品交換が可能となると共に、ステムと副ピ
ストンを異なった材質、例えば金属製のステムに対して
副ピストンをセラ1し1 三1ツク製にすることが可能となるのである。
なお、Mfjk油田室(181K連続的に供給する作動
油としては、機関における潤滑油を用いれば良いが、自
動車のパワーステアリシタ機構又はオートマ子・ツク変
速装置における作動油を用いることができる。捷た、前
記実施例はスピル棒の一つの実施例としてスヒルリシジ
(231[した場合を示したが、第4図に示すようにス
テムf”12b)を中空軸π形成し、該ステム(12b
)内にスピル棒(23b)を摺動自在に嵌挿し、該スピ
ル棒(23’b)を摺動操作することによってスじルポ
−1−(22b)の開閉位置をステム(121))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5図及び第6図に示すようにステム(12c)
Kおけるスピルボートをステム(12C)の軸線に対し
て傾斜する傾斜状スピルボートI 22C! )に形成
する一方、ステム(12c)の外周には歯車式のスヒル
リシタ(23(!りを回転及び摺動自在に被嵌して、該
スピルリ、7グ(23Q)を図示しない軸受にてシリシ
タヘッド(2)に対して軸支し、このスピルリ:7グ(
23C)Ktriステム(12Cりが前後摺動したとき
その傾斜状スピルボート(22c)に合致するようにし
た一つの逃がしポート(26)を穿設す ゛ると共に、
このスピルボート(23a) 外周の歯にステム(12
0)と直角)j (a]K配設したうツク杆2ηを噛合
し、該う・リフ什(21)の長手方向の摺#DJによっ
てスピルリング(230)を回転操作してステム(12
0)の傾斜状スピルボート(220) K対して逃がし
ポート(26)を(I)位置又は■位置へとずらせるこ
とによって、スピルボート(22Q〕の開閉位置をステ
ム(120)の軸方向に沿って変位するように構成する
こともできるのであり、(このとき、ステム(12(り
は摺1J自仕、回転不能Gて保持され、甘たここにおけ
るスじルリンジ(23C)を回転する機構としては、実
施例の5・ツクとじ二オシに限らず池の手段を用いても
良い)、この場合前8[l!傾傾斜ススヒルポートスヒ
ルリ:7ジ側に逃がしポートをステム側に設けても良<
−、また、ステム又はスヒルリシタW設けられるボート
形状は、必要に応じて第5図に二点鎖@π示すように任
意形状の組み合せが考えられる。
また、副ピストンの材質としては、主ヒストシと同様ア
ルミ合金を用いても良いが、その一部若しくは全部をセ
−)三・ツクで構成しても良い。
この場合、燃焼室側の材質をセラ三・ツクにすると、セ
ラ三・ツクは熱伝導性が低いため、燃焼室がシ裏面に伝
達する熱量が減少するので圧縮比変速劇 用ヒストシを摺動させる液体の温度上昇が少なく八 げ、耐摩耗性が高く、摩擦係数が低いので摺動面の潤滑
に必要な液体〔潤滑油)が少なくてもよいので、オイル
下がりの量も少なくなり、排カスの悪化、オイル消費の
増大が防止できる。
以北実施例について説明したが本発明に、燃焼室1で連
通する副シリ:7り内に副ピストンを摺1ノ自在に嵌挿
し、@記副シリーJりの副ピストンの背面を蓋板で塞い
で油田室に形成して該油圧室に作動油を供給する一方、
前記副ピストンから前記蓋板を貫涌して副シリ?7タ外
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が流出する
ようUでしたスピルボートを穿設し、且つステムの突出
部Kidステムの軸り回への摺動又は軸回りへの回動に
よって萌詔スヒルボートを開閉するようにしたスしル体
を設け、該スピル体によるスピルホートの開閉位置を、
スピル体の摺動又に回動によってステムの軸力向に沿っ
て変位するように構成し、前記ステムを副ごストーJK
対してステムが副ヒストシの軸線と直角方向にずれ動き
得るように連結して成るもので、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、圧縮比を無段階
で自在に可変できる一方、副ヒスト、シの背面を油圧室
に形成し副ヒストシをAn後動することにより、圧縮比
を町fにするものであるから、頭記した従来装首のよう
に副シリー//12外に油圧シリシタを設ける必要がな
く、構造の簡単化とスペースの縮少を図ることができ、
従って機関を小型・軽量化できるのである。
しかも、本発明は蓋板の貫通孔に嵌まるステムと副シリ
−Jりに嵌まる副シリyりとをステムが副ヒストシの軸
線と歯角方向にずれ動き得るように連結したことにより
、これらの@後動がきわめて円滑にできると共に、加工
精度を著しく緩めることができて製造コストを低減でき
、且つステムと貫通孔との摺動クリアラシス及び副ヒス
トシと副シリ:7タとの摺動クリアランスを小さくして
その間のシール性を向上できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は第1実旌例を示
す機関要部の縦断正面図、第2図は第1図の■−■視断
面断面図3図は副ヒストシの別例を示す断面図、第4図
及び第5図はスピル体の別例を示す断面図、第6図は第
5図の平面図である。 fil ゛″シリンlj″jaツク、(2)゛°シリy
タヘtソリド(3)・・・ヒストy、f51・・・燃焼
室、(7)・・°副シリ?7り、(9)・°・副ヒスト
、、f8L・・蓋板、(121(12a) (12b)
 (120)・・・ステム、Oa・・・油圧室、(22
) (22b) (22G)・・・スピルポート、t2
:m (23b) (23G)・・・スピル体。 特許出願人  ダイハツ工業株式会社 代理人 弁理士 石井暁夫、 ’ :、、J11ν′ 
 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、燃焼室に連通する副シリシ喧内に副ピストンを
    摺切目在に嵌挿し、前記副シリ−Jりの副ピストンの背
    面を蓋板で塞いで油圧室に形成して該油圧室π作動油を
    供給する一方、前記副ピストンから1tI記蓋板を貫通
    して副シリニア喧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
    の作動油が流出するようにしたスピルホードを穿設し、
    且つステムの突出部にはステムの軸方向への摺動又は軸
    回りへの回#JKよって前記スピルホードを開閉するよ
    うにしたスヒル体を設け、該スヒル体によるスじルボー
    トの開閉位置を、スヒル体の摺動又は回動によってステ
    ムの軸り向に沿って変位するように構成し、且つ目↑J
    記ステムを副ピスト:、+VC対してステムが副ピスト
    ンの軸線と直角方向にずれ動き得るように連結したこと
    を特徴とする内燃機関における子縮比の可変装置。
JP8052782A 1982-05-12 1982-05-12 内燃機関における圧縮比の可変装置 Granted JPS58197439A (ja)

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