JPS60128945A

JPS60128945A - 可変圧縮比内燃機関

Info

Publication number: JPS60128945A
Application number: JP23609483A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Matsumoto; 松本　泰郎; Seinosuke Hara; 誠之助原; Yutaka Matayoshi; 豊又吉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1985-07-10

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】［産業上の利用分野コこの発明は、圧縮比を可変にした内燃機関、特に、油圧
アクチコエータにより圧縮比を変えるようにした自動車
用内燃機関に関する。

［体莱技術］一般に、自動車用内燃機関は圧縮比が一定であるが、ご
れを運転条件に応じて変えるようにすると、ノッキング
を避は良好な燃費性能を得ることができる。このため、
可変圧縮比内燃機関とじて実開昭５６−８８２７、特開
昭５８−９６１３６、及び実開昭５６−７９６３６Ｍ公
報のものが提案されている。

しかしながら、前２者はリブピストンが機関回転に同期
して燃焼室に出入する構造であるため、運転条件が一定
の定常走行時においても、サブピストンが燃焼室に対し
て出入し、結果として圧縮比を変えているため、サブピ
ストンの駆動のための動力損失が大ぎく、そのため、燃
費性能を悪化　′させるという欠点がある。

また、後者はスプール弁とサブピストンを連結し、運転
条件に応じてスプール弁でサブピストンの位Ｕを油圧を
用いて制御するようにしているため、前２者の欠点はな
いが、前ｉ！ｌｉの連結をロッド及びリンクで行なう等
の構造であるため、エンジン全高が高くなる等の不具合
がある一方、ザブピストン制御用の油圧は燦発行程時の
荷車に耐える高油圧が必要となる欠点がある。

［発明の目的］この発明は、定常走行時には無駄なサブピストンの出入
をなくし、シリンダヘッドに容易に格納でき０低油圧で
制御可能な油圧アクチコエータを備えることにより、燃
費良好でかつ、実用可能なコンパクト形の可変圧縮比機
構を提供することを目的とづる。

［発明の構成］この発明は前ｊｉＲの目的を達成するため、スリーブ弁
内にその往復動位置に応じて伸縮し位置が決定されるサ
ブピストンを設け、該サブピストンの高圧室を逆１Ｆ弁
を介しリザーバ室に連通ずると共に、前記ピストンのヘ
ッドを燃焼室に臨ませ、更に、前記スリーブ弁を制御す
る手段を設けることを要旨とする。

［作用］制御手段によりスリーブ弁を下方に移動するとオイルが
リザーバ室から逆止弁を杼で高圧室に供給されリブピス
トンを伸ばし、燃焼室容積を少くする。従って、圧縮比
があがり低負荷時の燃費を良くする。この状態で爆発圧
力が上っても逆止弁により高圧室内油圧が保持されるの
でサブとストスリーブ弁を上昇さけた場合は、サブピス
トンはその高圧室のリークにより上昇し燃焼室容積を大
きくし圧縮比を下げる。従って、高負荷時のノッーキン
グを防止することができる。以上のサブピストンの位置
制御はスリーブ弁との協同のサーボ作用により行なわれ
、これらはすべて油圧アクチュエータ内で行われるので
、そのシリンダヘッドに占める格納部分も少く、コンパ
クトとなるものである。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。まず
構成を説明すると、１はシリンダブロック、２はシリン
ダヘッド、３はピストン、４はウォータジャケット、５
は吸気弁又は排気弁、６は燃焼室、７は油圧アクチコエ
ータである。

油圧アクチュＪ−夕７はスリーブ弁８と、このスリーブ
弁８内を摺動（往復動）可能な４ノブピストン９と、シ
リンダヘッド２にボルト締めされているＭｌｏに固定さ
れリブピストン９がその外周に嵌合される内筒１１を備
える。スリーブ弁８はシリンダヘッドの大径孔１２に嵌
合し、同じくこの大径孔１２と嵌合するサブピストン９
のつば部１３との間に円りい状のスプリング１４を備え
る。

この円すい状スプリング１４はスリーブ弁８をカム３２
に当接づる力を与えるとともに吸入行程の負圧によりサ
ブピストン９が引き出されないような作用も兼ねている
。

サブピストン９はへラド１５が燃焼室６に臨みかつ、リ
ング１６を備えた胴部１７がシリンダヘッド２の小径孔
１８を摺動するようなっており、その内部高圧室１９は
逆止弁２Ｏを介して、内筒１１のリザーバ室２１と連通
している。

オイルの供給路２２はオイルポンプの吐出部と通じてシ
リンダヘッド２に設けられ、スリーブ弁８の孔２３と常
時連通し、孔２３はサブピストン９の外周オイル溝２４
と選択的に連通する。オイル溝２４はざらに、スリーブ
弁８の反対側の孔２５からシリンダヘッド２の通路２６
と蓋１０の通路２７を経てリザーバ室２１に通ずる。２
８は、上下室を接続する貫通孔、２９はリークダウンす
るオイルをリナーバ室２１に溜めるための回収孔、３０
は空気及びオイルを抜くための孔、３１はリークしたオ
イルをオイルパンに落とすためのドレン孔ぐある。

３２は制御カムで、紙面に直角な方向に移動（スライド
）しそのテーパ而が、スリーブ弁８の低部溝と係合しス
リーブ弁８を上下動させるもので、運転条件、例えば機
関回転数、吸入負圧又は絞弁開度等の信号により作動し
、ノッキングの起ぎ易い低速、高負荷の状態では圧縮比
を下げるよう、また、中速小中負荷の状態では圧縮比を
上げるような運動をする。

次にこの実施例の作動を説明する。

（１）　高圧縮比状態（第１図参照）この場合は制御カム３２のスライドによりスリーブ弁８
が下方に移動した場合である。オ゛イルは供給孔２２、
スリーブ弁の孔２３、ザブピストンの溝２４、スリーブ
弁の反対側の孔２５、通路２６．２７、リザーバ室２１
を経て、逆止弁２０を押しあけ、高圧室１９に流入する
。従って、サブピストン９はその油圧により伸長する。

すると、その満２４の上端が孔２３から外れるので、オ
イルの供給は止む。このようなサーボ作用により、サブ
ピストン９はスリーブ弁の移動位置に応じて、その伸長
位置が決められる。

この油圧アクチュエータ７の伸長により、燃焼室６の容
積が減少するので、圧縮比が上り、低負荷定常運転時に
おける燃費性能を向上する。この際、爆発行程にお番プ
る爆発力をザブピストン９が受けると、３！！ｌ！ｔｌ
−弁２０がリザーバ室２１との連通を断ち、高圧室１９
内にオイルを貯えるので（の耐圧縮性によりサブピスト
ン９の上昇が抑えられる。なお、内ＩＦｉ１１１との摺
動部からのオイルのリークが考えられるが、リークによ
ってザブピストン９が１昇りるとスリーブ弁の孔２３と
１Ｊブピストンの満２４のオーバラップが大きくなり、
リザーバ室にオイルが補給されサブピストンは自動的に
元の位置に戻る動きをする。

（２）低圧縮比状Ｎ（第２図参照）この場合は制御カム３２のテーパ部により、スリーブ弁
８を土屏させた場合である。供給孔２２と連通している
スリーブ弁の孔２３はサブピストンの詩２４から外れる
ので、オイルは、孔２５、通路２６．２７には供給され
ない。かえって、溝２４の下端がスリーブ弁９の下端面
３３に覗くので、オイルはドレン孔３１からドレンされ
る。

一方、爆発行程時の爆発圧力によってサブピストン９に
押上げ力が働くので、高圧室１９のオイルを圧縮しリー
クダウンによって、高圧室１０内のオイルは内筒１１と
サブピストン９との摺動部隙間を通って−Ｌ昇し、リザ
ー／＜”！　２１より通路２７．２８、孔２５、＋＊　
２４の下端より流出し、ドレン孔３１からド１ノンされ
る。従って、サブピストン９もスリーブ弁８の、Ｌ弁位
置に応じて上昇し、不時時と同様の号−ボ作用によりそ
の収縮した位置を占める。

かくして、燃焼室６の容積は増加するので、圧縮比が］
；す、高負荷時のノッキングを回避することになる。

第３図は他の実施例を示す。この実施例は制御カム３２
をスリーブ弁８の上部に設け、ＷＩＯの下面を制御カム
３２のカム当接部３４に当接させ制御カムをおさえるよ
うにしたものである。これにより制御カム３２に当接す
る面の平面加工が非常にやり易くなる。

制御カム３２が上方に設置しであるので。スリーブ弁８
の下幅１にスプリング３５を設け、制御カム３２のカム
面との接触ができるようスリーブ弁８を付勢しである。

また、サブピストン９が吸入行程の負圧によって引ぎ出
されないよう、スプリング３６をボルト３７の首下とＭ
ｌｏの上面との間に設Ｃノ、ボルト３７のねじ部をサブ
ピストン９のつば部１３にねじこんである。３８はリー
ク孔で、高圧室１９の高圧オイルをスリーブ弁８の上昇
時に逃し、もってりブピストン９の収縮時の応答性を高
めるものである。

なお伯の構造は前実施例と同様であり、作用も略同様で
ある。

［発明の効果］以上説明したように、この発明はサブピストンの周囲に
設けたスリーブ弁を制御カムにより往復（上下）動さゼ
、イの位置に応じてサブピストンを伸縮し、ザブピスト
ン内高圧室をｉ’ｆニー　、＋ｌ弁を介してリザーバ室
に連通ずるように油圧アクチユエータを構成したので、
これにより圧縮比を可変にできると共に、シリンダヘッ
ドにコンパクトに収容できる効果があり、実現性の非常
に高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図で高圧縮比状
態図、第２図は同じく低圧縮比状態図、第３図は他の実
施例を示す断面図である。（図面の１＝要な部分を表わす符号の説明）１・・・　
シリンダブロック２・・・　シリンダヘッド３・・・　ピストン　６・・・　燃焼室７・・・　油圧
アクチュエータ８・・・　スリーブ弁　９・・・　サブピストン１０・
・・　蓋　１１・・・　内筒１９・・・　高圧室　２０・・・　逆止弁２１・・・　
リザーバ室　２２・・・　オイル供給孔２４・・・　溝
　３１・・・ドレン孔３２・・・　制御カム　３９・・・　リーク孔代理人　
弁理士　三　好　保　男第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

スリーブ弁内にその往復動位置に応じて伸縮位四が決定
されるサブピストンを設け、該サブピストンの高圧室を
逆止弁を介してリザーバ室に連通す−ると共に、前記サ
ブピストンのヘッドを燃焼室に臨ませ、更に、前記スリ
ーブ弁を制御する手段を設けてなる可変圧縮比内燃機関
。