JPS6235033A - Variable compression ratio engine - Google Patents
Variable compression ratio engineInfo
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- JPS6235033A JPS6235033A JP17239285A JP17239285A JPS6235033A JP S6235033 A JPS6235033 A JP S6235033A JP 17239285 A JP17239285 A JP 17239285A JP 17239285 A JP17239285 A JP 17239285A JP S6235033 A JPS6235033 A JP S6235033A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
Landscapes
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は始動時及び低負荷時には高圧縮比に、そして高
負荷時には低圧縮比にそれぞれ変更可能な可変圧縮比機
関に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a variable compression ratio engine that can change the compression ratio to a high compression ratio at startup and at low load, and to a low compression ratio at high load.
クランクと連接棒とからなる往復動ピストン式内燃機関
のうち、直接噴射式ディーゼル機関は、その始動時及び
低負荷時には高い圧縮比が要求されるが、一方、その高
負荷時には、シリンダ内圧力の過度の上昇が機械的強度
に悪影響をおよぼすことから、逆に低圧縮比が要求され
ることになる。Among reciprocating piston internal combustion engines consisting of a crank and connecting rod, direct injection diesel engines require a high compression ratio at startup and at low loads, but on the other hand, at high loads, the cylinder pressure decreases. Since an excessive increase will have an adverse effect on mechanical strength, a low compression ratio will be required.
しかしながら、従来方式の機関では、その圧縮比は一定
であるため、上記の要求に応えることができず、機関の
始動性能及び低負荷性能と高負荷性能の両方を高レベル
にすることができないという欠点があった。However, since conventional engines have a constant compression ratio, they are unable to meet the above requirements, and are unable to achieve a high level of engine starting performance and both low-load and high-load performance. There were drawbacks.
そこで、クランク軸をシリンダ方向に上下に移動して、
ピストンの上死点を変化させることにより、圧縮比の調
節を可能とし、上記従来の欠点の改善をはかった可変圧
縮比エンジンに関′する特開昭５８−２２０９２６の発
明がなされている。Therefore, by moving the crankshaft up and down in the direction of the cylinder,
Japanese Patent Laid-Open No. 58-220926 discloses a variable compression ratio engine which is capable of adjusting the compression ratio by changing the top dead center of the piston, thereby improving the drawbacks of the conventional engine.
しかしながら、上記の特許では、ピストンの上死点での
位置を変化させるためにクランク軸を移動するようにし
たものであり、圧縮比を低くするため、圧縮上死点の隙
間容積を大きくしたために、燃焼性能が大幅に低下する
ことになるという問題があり、しかもクランク軸を移動
させるために構造が複雑になるという問題もある。However, in the above patent, the crankshaft is moved to change the position of the piston at the top dead center, and in order to lower the compression ratio, the gap volume at the compression top dead center is increased. However, there is a problem that the combustion performance is significantly reduced, and there is also a problem that the structure becomes complicated because the crankshaft must be moved.
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたも
のであり、圧縮上死点の隙間容積は一定に保ちながら、
行程容積を可変とすることにより、始動時及び低負荷時
には高圧縮比とし、かつ高負荷時には低圧縮比としうる
可変圧縮比機関を提供することを目的としたものである
。The present invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and while keeping the gap volume at compression top dead center constant,
The object of the present invention is to provide a variable compression ratio engine that can have a high compression ratio during startup and low load and a low compression ratio during high load by making the stroke volume variable.
本発明の可変圧縮比機関の構成は、ピストンをクランク
に連接する連接棒を、ピンを介して相互に屈折自在に連
結された２個のリンクにて構成し、上記のピンに連結し
た上記リンクと別体のリンクの他端を、該ピンを中心と
した円弧上、あるいはこれに類似した線上を移動可能な
支点としたことを要旨とするものである。The structure of the variable compression ratio engine of the present invention is such that the connecting rod that connects the piston to the crank is composed of two links that are bendably connected to each other via a pin, and the link that is connected to the pin. The gist is that the other end of the separate link is used as a fulcrum that can move on an arc centered on the pin or on a similar line.
以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の可変圧縮比機関の連接棒の要部の説明図であ
り、第２図はその一実施例における機関要部の正断面図
、第３図は第２図のＩ−Ｉ方向の要部側断面図である。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Fig. 1 is an explanatory diagram of the main parts of the connecting rod of the variable compression ratio engine of the invention, and Fig. 2 is the main part of the engine in one embodiment. FIG. 3 is a side sectional view of a main part taken along the line I--I in FIG. 2.
まず、この実施例における機関は、第２図に示すごとく
ピストン１上部の凹状の主燃焼室２に対向した噴射弁３
をシリンダヘッド４に設けた直接噴射式ディーゼル機関
であり、ピストン１のピストンピン５とクランク６とを
連接する連接棒７を、第１図に示すごとく上下２個のリ
ンク７Ａ、７Ｂにより構成し、これらＨ［ｌｉｌのリン
ク７Ａ、７Ｂを第３図に示すピン８を介して相互に屈折
自在に連結している。First, as shown in FIG. 2, the engine in this embodiment has an injection valve 3 facing a concave main combustion chamber 2 above a piston 1.
This is a direct injection diesel engine in which a cylinder head 4 is provided with a connecting rod 7 that connects a piston pin 5 of a piston 1 and a crank 6, as shown in FIG. , these H[lil links 7A and 7B are refractably connected to each other via a pin 8 shown in FIG.
次に、これらリンク７Ａ、７Ｂの屈折点であるピン８に
、上記とは別体のリンク９の一端を回動自在に連結し、
そのリンク９の他端をピン８を中心とした円弧Ｘ上を移
動可能な支点９Ａとしている。Next, one end of the link 9, which is separate from the above, is rotatably connected to the pin 8 which is the bending point of these links 7A and 7B,
The other end of the link 9 is used as a fulcrum 9A movable on an arc X centered on the pin 8.
以上の構成のごと（、リンク７Ａ、７Ｂ及び９ならびに
クランク６からなる動力伝達機構のリンク９の他端に設
けた支点９Ａを、円弧Ｘ上の第１図のｅ＝ｏで示す位置
から移動量ｅで示すように移動可能に設け、始動時及び
低負荷時には、この支点９Ａをｅで示す位置に移動する
ことにより、高圧縮比とし、一方、高負荷時には支点９
Ａをｅ＝０の位置にすることにより低圧縮比にすること
ができる。According to the above configuration (the fulcrum 9A provided at the other end of the link 9 of the power transmission mechanism consisting of the links 7A, 7B, and 9 and the crank 6 is moved from the position shown by e=o in FIG. 1 on the arc The fulcrum 9A is provided movably as shown by the amount e, and at the time of startup and low load, the fulcrum 9A is moved to the position shown by e to achieve a high compression ratio.
By setting A to the position e=0, a low compression ratio can be achieved.
即ち、圧縮比を低くする際にピストン１の圧縮上死点時
の隙間容積を大きくしたのでは、燃焼性能が大幅に低下
するため、隙間容積は一定に保ち、行程容積を変えるこ
とによって圧縮比を変え、また熱効率向上や吸入効率向
上の見地から、上死点後のピストン１の下降速度は遅い
方がよく、始動時及び低負荷時に特に必要な圧縮温度上
昇のためには下死点から上死点までのピストン速度は速
い方がよく、これを満足させるため本発明ではピストン
１の上死点から下死点までの回転角度を、下死点から上
死点までの回転角度より長くしている。In other words, if the gap volume at compression top dead center of the piston 1 is increased when lowering the compression ratio, the combustion performance will be significantly reduced, so by keeping the gap volume constant and changing the stroke volume, the compression ratio can be increased. In addition, from the standpoint of improving thermal efficiency and suction efficiency, the lowering speed of piston 1 after top dead center is better to be slow. It is better for the piston speed to reach top dead center to be faster, and in order to satisfy this requirement, in the present invention, the rotation angle from top dead center to bottom dead center of the piston 1 is made longer than the rotation angle from bottom dead center to top dead center. are doing.
次に、上記の構成からなる本発明の可変圧縮比機関にお
けるリンク９の支点９Ａの移動量ｅと、有効圧縮比ε鼠
及び行程容積に比例するビストンストローク増加率Ｓ／
Ｓｏとの関係を第４図の線図に示しており、この線図に
て移動量ｅの変化に応じてビストンストローク増加率Ｓ
／Ｓｏ及び有効圧縮比ε虱が上昇することを示している
。Next, the amount of movement e of the fulcrum 9A of the link 9 in the variable compression ratio engine of the present invention having the above configuration, the effective compression ratio ε, and the piston stroke increase rate S/ which is proportional to the stroke volume.
The relationship with So is shown in the diagram in Fig. 4, and in this diagram, the piston stroke increase rate S
/So and the effective compression ratio ε虱 increase.
更に、クランク角度とピストン１の位置との関係が支点
９Ａの移動量ｅによりいかに変るかを第５図に実線で示
しており、図中ピストン１の上死点Ｔ、Ｄ、Ｃの位置で
基準ストロークＳ。Furthermore, the solid line in Fig. 5 shows how the relationship between the crank angle and the position of the piston 1 changes depending on the amount of movement e of the fulcrum 9A. Standard stroke S.
となっており、また、ピストン１の下死点Ｂ８Ｄ、Ｃの
位置は支点９Ａの移動量ｅにより変化することを示して
いる。また通常のクランク機構による場合を、２点鎖線
で示している。This also shows that the position of the bottom dead center B8D, B8C of the piston 1 changes depending on the movement amount e of the fulcrum 9A. Further, a case using a normal crank mechanism is shown by a two-dot chain line.
なお、上記実施例ではリンク９の支点９Ａをピン８を中
心とした円弧Ｘ上を移動可能としたが、上記円弧Ｘ以外
の類似の線上を移動可能としたものでも有効である。In the above embodiment, the fulcrum 9A of the link 9 is movable on the arc X centered on the pin 8, but it is also effective to make it movable on a similar line other than the arc X.
以上の説明のごとく、本発明の可変圧縮比機関では、圧
縮上死点の隙間容積は一定に保ちながら、行程容積を可
変にすることができ、機関の始動時及び低負荷時には高
圧縮比とし、かつ高負荷時には低圧縮比とすることがで
きる。As explained above, in the variable compression ratio engine of the present invention, the stroke volume can be made variable while keeping the gap volume at compression top dead center constant, and the compression ratio can be set at a high compression ratio when starting the engine and at low load. , and can have a low compression ratio at high loads.
その結果、その機関の始動性能及び低負荷性能と高負荷
性能との両方を高レベルにすることができるという効果
がある。As a result, there is an effect that both the starting performance and low load performance and high load performance of the engine can be made to a high level.
特に、本発明の可変圧縮比機関は、構造も簡単であり、
またその操作も容易であるという利点がある。In particular, the variable compression ratio engine of the present invention has a simple structure,
It also has the advantage of being easy to operate.
なお、本発明は直接噴射式ディーゼル機関の他、各種内
燃機関に対して広く適用することができる。Note that the present invention can be widely applied to various internal combustion engines in addition to direct injection diesel engines.
第１図は本発明の可変圧縮比機関の連接棒要部の説明図
であり、第２図はその一実施例における機関要部の正断
面図、第３図は第２図の■−ｒ方向の要部側断面図、第
４図は第２図の可Ｌ
変圧縮比機関におけるリンクの支点の移動量と有効圧縮
比及びビストンストローク増加率との関係を示す線図、
第５図はクランク角度とピストンの位置との関係がリン
クの支点の移動量によりいかに変るかを示す線図である
。
５・・・ピストンピン、６・・・クランク、７・・・連
接棒、？Ａ、７Ｂ・・・リンク、８・・・ピン、９・・
・リンク、９Ａ・・・支点、ｅ・・・移動量、Ｘ・・・
円弧。Fig. 1 is an explanatory view of the main parts of the connecting rod of the variable compression ratio engine of the present invention, Fig. 2 is a front sectional view of the main parts of the engine in one embodiment, and Fig. 3 is the 4 is a diagram showing the relationship between the amount of movement of the fulcrum of the link, the effective compression ratio, and the piston stroke increase rate in the variable compression ratio engine of FIG.
FIG. 5 is a diagram showing how the relationship between the crank angle and the position of the piston changes depending on the amount of movement of the fulcrum of the link. 5... Piston pin, 6... Crank, 7... Connecting rod, ? A, 7B...Link, 8...Pin, 9...
・Link, 9A...Fully point, e...Movement amount, X...
arc.
Claims (1)
して相互に屈折自在に連結された２個のリンクにて構成
し、上記のピンに連結した上記リンクと別体のリンクの
他端を、該ピンを中心とした円弧上、あるいはこれに類
似した線上を移動可能な支点とした可変圧縮比機関。The connecting rod that connects the piston pin and the crank is composed of two links that are bendably connected to each other via a pin, and the other end of the link that is separate from the link that is connected to the pin is connected to the piston pin. A variable compression ratio engine with a fulcrum that can move on a circular arc centered on a pin, or on a similar line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17239285A JPS6235033A (en) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | Variable compression ratio engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17239285A JPS6235033A (en) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | Variable compression ratio engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235033A true JPS6235033A (en) | 1987-02-16 |
Family
ID=15941078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17239285A Pending JPS6235033A (en) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | Variable compression ratio engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235033A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02500379A (en) * | 1987-05-08 | 1990-02-08 | メデラー，ゲルハルト | Power or working machinery, especially internal combustion engines |
| CN113202628A (en) * | 2021-06-02 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | Two-stage low-compression-cycle implementation method, device and detection method |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP17239285A patent/JPS6235033A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02500379A (en) * | 1987-05-08 | 1990-02-08 | メデラー，ゲルハルト | Power or working machinery, especially internal combustion engines |
| CN113202628A (en) * | 2021-06-02 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | Two-stage low-compression-cycle implementation method, device and detection method |
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