JPS63195340A

JPS63195340A - 内燃機関の圧縮比可変装置

Info

Publication number: JPS63195340A
Application number: JP2789187A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Kondo; 近藤　武久; Seiji Suga; 聖治菅; Hiroaki Hamada; 浜田　博章; Seinosuke Hara; 誠之助原; Hiromichi Bito; 尾藤　博通; Takaharu Goto; 隆治後藤; Takayuki Arai; 孝之荒井
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1987-02-09
Publication date: 1988-08-12
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0826791B2

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）この発明は、内燃機関の圧縮比を可変にする装置に関す
る。

（従来の技術）自動単用エンジン等において、部分負荷域での燃焼効率
を＾めたり、吸入空気の商過給によるノッキングの発生
を防止するために、エンジンの圧縮比を可変にする装置
がある。

第６図〜第８図に示す装置は、ビストンストロークを変
えることにより圧縮比を可変にするもので、ピストンが
７ウタピストン１と７ウタピストン１に摺動自由に収装
されたインナピストン２とに分割され、アウタピストン
１とインカビストン２の頂面との間に上部油圧室３が、
アウタビス）ン１のスカート部４とインカビストン２の
底部との間に下部油圧室５がそれぞれ形成されている。

そして、加圧装置６から所定高圧の油圧が、コンロッド
７の供給通路８からピストンピン９、インカビストン２
の油通路１０．１１を介して上部油圧室３に供給される
と、その油圧によりアウタピストン１がインナピストン
２に対して押し上げられ、燃焼室の容積を減少させるの
で、尚圧縮比となる。

また、加圧装置６からの油圧が低下すると、油通路１１
のチェック弁１２が■じて上部油圧室３への油圧の供給
が停止されると共に、インナピストン２のボス部に設け
た切換弁゛１３がｆＪＳ６図の位置から第７図の位置に
動いて上部油圧室３と下部油圧室５とが油通路１４を介
して連通し、この場合アウタピストン１に加わる燃焼圧
力等により上部油圧室３の圧油が下部油圧室５へ押しや
られ、アウタピストン１が下がるので、低圧縮比となる
。

なお、下部油圧室５の圧油は、高圧縮比時に切替弁１３
が下部油圧室５を外部通路１５に開放するので、アウタ
ピストン１の上昇に伴い排出されるようになっている。

＊た、１６はオイルパン、１７は加圧装置６の制御回路
である（実開昭５８−２５６３７号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来装置にあっては、エンジ
ンの低負荷域で高圧縮比に、エンジンの高負荷域で低圧
縮比に制御するようになっており、このため低圧縮比時
にはつまｌ）エンジンの発熱量が大きい高負荷域では、
チェック弁１２が閉じるので加圧装置６からの油圧が上
部油圧室３に供給されないことから、アウタピストン、
１やその周囲の冷却が行なわれないと共に、上部油圧室
３に残っている油が変質しやすいという問題点があった
。

また、高圧縮比時には切替弁１３により下部油圧室５が
外部に開放されたままになるため、例えば７ウタピスト
ン１が下向きの慣性力等を受は上部油圧室３の油の一部
がリークした後、アウタピストン１に上向きの慣性力が
加わった場合、アウタピストン１のスカート部４がイン
カビストン２の底面に勢い良く衝突することになり、衝
撃音が発生するという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
している。

（問題点を解決するための手段）この発明は、ピストンを、ピストンピンを介してコンロ
ッドに連結されたインナピストンと、インナピストンを
摺動可能に収装するアウタピストンとに分割し、アウタ
ピストンとインカビストンとの間に上部油圧室と下部油
圧室とを形成し、コンロッドに形成した供給通路から各
油圧室に供給される油圧に応じてビストンストロークを
変えるようにした内燃機閏の圧縮比可変装置において、
ピストンピンの内部に前記供給通路に連通する分配孔を
形成し、分配孔に第１の油通路を介して前記上部油圧室
を、第２の油通路を介して前記下部油圧室をそれぞれ接
続すると共に、分配孔に前記供給通路からの油圧に応じ
て第１．第２の油通路を選択的に開開するスプール弁を
介装し、か・つ第２の油通路の開時にのみ分配孔と前記
上部油圧室とを連通する潤滑通路と、前記上部油圧室を
外部に開口する排出通路とを形成する。

（作用）したがって、スプール弁により第１の油通路が聞かれ、
コンロッドの供給通路からの油圧が上部油圧室に供給さ
れるときには、アウタピストンは高圧縮比の位置となる
。このと鯵スプール弁により、第２の油通路と潤滑通路
との連通が阻止され、上部油圧室の圧油が下部油圧室に
流入することがない。また、下部油圧室は密閉状態とな
るため、アウタピストンが慣性力に応動した場合でも、
アウタピストンがインナピストンに勢い良（衝突するこ
とは防止される。

また、スプール弁により第２の油通路が開かれたときに
は、コンロッドの供給通路からの油圧が下部油圧室に供
給され、アウタピストンは低圧縮比の位置となるが、こ
のときスプール弁により潤滑通路と排出通路とが開かれ
、潤滑通路を介して上部油圧室に圧油が供給されると共
に、この圧油は排出通路を介して外部に排出される。こ
れによリ、低圧縮比時であっても上部油圧室に圧油を供
給して各部の潤滑、冷却が行なわれる。

はアウタピストン、２１はアウタピストン２０に。

摺動可能に収装されたインカビストンである。

アウタピストン２０とインカビストン２１の頂面との間
には上部油圧室２２が、７ウタピストン２０のスカート
部２３に取付けたリングスリーブ２４とインカビストン
２１の底部との間には下部油圧室２５が形成され、イン
カビストン２１はボス部に挿通されたピストンピン２７
を介してコンロッド２８に連結される。

ピストンピン２７の内部には、軸方向に大径部分と一部
が小径部分からなる分配孔２９が形成され、小径部分に
ボー）３０．３１が、大径部分にボート３２，３３．３
４が開口される。

ボート３０はインナピストン２１に形成した環状溝３５
、第１の油通路３６およびチェック弁３７を介して上部
油圧室２２に、ボート３１は同じくインナピストン２１
に形成した環状溝３８．排出通路３９を介して上部油圧
室２２に接続される。

ボート３２はコンロッド２８に形成した環状溝４０を介
してコンロ−ラド２８内の供給通路４１に連通され、供
給通路４１はクランクシャフト４２に形成した通゛路４
３及びジャーナル部４４に開口する通路４５を介してエ
ンジンのオイルポンプ（図示しない）に接続される。

また、ボート３３はインカビストン２１に形成した環状
＠４６と小径の潤滑通路４７を介して上部油圧室２２に
接続され、ボート３４は同じ（インナピストン２１に形
成した環状溝４８ζ第２の油通路４９およびチェック弁
５０を介して下部油圧室２５に接続される。

なお、インカビストン２１の頂面には通路３６゜３９．
４７を連通する環状四部５１が切欠かれる。

そして、分配孔２９にコンロッド２８の供給通ｗ１４１
から供給される油圧に応じて前記ボート３０．３１．３
３，３４を開閉するスプール弁５２が介装される。

スプール弁５２はボー）３０．３１に対応する小径弁部
５３と、ボー）３３．３４に対応する大径弁部５４と、
これらを連結する紬ｒＰ６５５とからなり、大径弁部５
４の後部にはスプール弁５２を小径弁部５３方向に付勢
するリターンスプリング５６が介装される。なお、５７
．５８は弁リテーナである。

そして、スプール弁５２は、大径弁部５４にかかる油圧
が所定低圧のときは図示位置に保たれ、このとき小径弁
［５３がボート３０を開き、ボー）３１を■じ、大径弁
部５４がボート３３．３４を閉じるように各寸法が設定
される。＊た、スプール弁５２は、大径弁部５４にかか
る油圧が所定高圧のときは第２図の位置に移動し、この
とき小径弁部５３がボー）３０を財じ、ボート３１を弁
リテーナ５８に設けた通孔５９を介して外部に開放する
と共に、大径弁部５４がボート３４及び大径弁部５４に
形成した環状溝６０と通孔６１を介してボート３３を１
Ｊｔｌ　＜ようになっている。

この場合、スプール弁５２は小径弁部５３と大径弁部５
４が機械加工が容易な金属部材で、軸部５５が樹脂、セ
ラミックス、アルミニウム合金等の軽量部材で形成され
るが、第３図に示すようにスプール弁５２全体を前記軽
量部材にて一体形成しても良い。

一方、エンノンオイルポンプに接続する通路４５の途中
には、図示しない制御装置により開開される電磁弁６２
とリリーフ弁６３が接続され、エンジンの運松条件に応
じてエンジンオイルポンプから分配孔２９に供給される
油圧が制御される。

具体的にはエンノン低負荷域に電磁弁６２を開いて分配
孔２９への供給油圧をリリーフ弁６３により所定低圧に
設定し、エンノン低負荷域には電磁弁６２を閑じて供給
油圧を所定高圧に設定するようになっている。

このように構成したので、エンジンオイルポンプから通
路４５．４３、供給通路４１、環状溝４０、ボート３２
を介してピストンピン２７内部の分配孔２９に供給され
る油圧が所定低圧のときには、スプール弁５２がｔＩ％
１図の位置に保たれ、大径弁部５４により、ｔｊＳ２の
油通路４９につながるボート３４、ならびに潤滑通路４
７につながるボート３３が閏じられると共に、小径弁部
５３により第１の油通路３６につながるボート３０のみ
が分配孔２９と連通する。

このため、分配孔２９に供給された油圧は、ボート３０
、第１の油通路３６、チェック弁３７を介して上部油圧
室２２に供給され、アウタピストン２０が図のように高
圧縮比の位置に保たれる。

このときアウタピストン２０に燃焼圧力が作用するなど
して下向きの力を受けた後、上向軽の慣性力が加わった
場合でも、上部油圧室２２の油が潤滑通路４７を介して
流出することなく、Ｐｔ４２の油通路４９は閉じ下部油
圧室２５は密閉された状態となっているため、アウタピ
ストン２０のスカート部２３のリングスリーブ２４がイ
ンナピストン２１の底部に衝突するようなことはなく、
衝突音を防止できる。

これに対して、オイルポンプから所定高圧の油圧が分配
孔２９に供給されると、その油圧によりスプール弁５２
が第２図の位置に移動し、小径弁部５３によりボート３
０が閉じられると共に、大径弁９５４によりボート３４
が１１１かれる。また、同時に大径弁部５４により小径
の潤滑通路４７につながるボート３３が閏がれ、小径弁
部５３により排出通路３９につながるボート３１が弁リ
テーナ５８の通孔５９を介して外部に開目される。

このため、分配孔２９内の油圧が、ボート３４、Ｐｔ５
２の油通路４９、チェック弁５０を介して下部油圧室２
５に供給される一方、上部油圧室２２内の圧油が排出通
路３９、ボート３１を介して外部に排出され、アウタピ
ストン２０が図のように低圧縮比の位置に保たれる。ま
た、このとき分配孔２９内の圧油は、一部がボート３３
から小径の潤滑通路４７を介してインナピストン２１頂
面に形成した環状凹部５１に流入し、環状四部５１を通
過した後、排出通路３９、ボート３１がら外部へと流出
する。

これにより、低圧縮比時にあっても、上部油圧室２２ｍ
に圧油が供給されるのであり、したがって低圧縮比に制
御されるエンジンの発熱量が大きい高負荷域に７ウタピ
ストン２０やその周囲の潤滑、冷却を行うことができ、
従来例のように上部油圧室に残っている圧油が変質する
ことを防止でさる。

ところで、オイルポンプの吐出圧はエンジン回覧に比例
して増大するが、本実施例では供給油圧が低いときには
スプール弁５２を移動させることなく高圧縮比に、供給
油圧が商いときにはスプール弁５２を移動させて低圧縮
比に制御するため、機関潤滑用オイルポンプを使用して
の油圧制御が容易となる。

また、ピストンピン２７内部に分配孔２９を設けると共
に、スプール弁５２を軽量部材で形成したため、重量軽
減が図れると同時に良好な加工性が確保される。

第４図、ＰＩＳＳ図は本発明の他の実施例を示すもので
、第２の油通路４９につながるボート６５と潤滑通路４
７につながるボート６６を、ピストンピン２７の同一円
周上の対称位置に設けたものである。

この場合、インナピストン２１のピストンピン２７との
嵌合面には、それぞれ円周方向に潤滑通路４７とボート
６６とを接続する［６７と、Ｐｔ５２の油通路４９と、
ボート６５とを接続する溝６８とが、コンロッド２８の
揺動角に応じた所定の長さで形成される。

これによれば、高圧縮比時における上部油圧室２２の圧
油が潤滑通路４７を介して流出しないことに加えて、ス
プール弁６９の加工が容易になると共に、その大径弁部
７０の長さを短（することができ、作動性も良好となる
。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、ピストンピンの内部に形
成した分配孔に供給油圧に応じて各通路を開閉するスプ
ール弁を介装し、上部油圧室につながる第１の油通路の
１川時には下部油圧室につながる第２の油通路を閉じ、
第１の油通路の閉時には第２の油通路を開くと共に、上
部油圧室につながる潤滑通路と排気通路とを開くように
したので、アウタピストンが慣性力に応動した場合でも
アウタピストンとインカビストンが衝突するようなこと
はな（、また第１の油通路が閉状態のときに上部油圧室
側に圧油を供給してピストン各部の潤滑および冷却を良
好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示す構成剛面閃と作
動状態を示す部分断面図、第３図は本発明にかかるスプ
ール弁の他の実施例を示す部分断面図、ＭＳ４図、第５
図は本発明の他の実施例を示す部分断面図とそのＡ−Ａ
線断面図、ｆｌＳ６図〜第８図は従来例の断面図と作動
状態を示す部分断面図である。２０・・・アウタピストン、２１・・・インカビストン
、２２・・・上部油圧室、２５・・・下部油圧室、２７
・・・ピストンピン、２８・・・コンロッド、２９・・
・分配孔、３６・・・第１の油通路、３９・・・排出通
路、４１・・・供給通路、４７・・・潤滑通路、４９・
・・第２の油通路、５２・・・スプール弁、６９・・・
スプール弁。特許出願人　厚木自動車部品株式会社第１図第２図第３図リ　　　　　　　　　　　　　　　６８筐７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、ピストンを、ピストンピンを介してコンロッドに連
結されたインナピストンと、インナピストンを摺動可能
に収装するアウタピストンとに分割し、アウタピストン
とインナピストンとの間に上部油圧室と下部油圧室とを
形成し、コンロッドに形成した供給通路から各油圧室に
供給される油圧に応じてピストンストロークを変えるよ
うにした内燃機関の圧縮比可変装置において、ピストン
ピンの内部に前記供給通路に連通する分配孔を形成し、
分配孔に第１の油通路を介して前記上部油圧室を、第２
の油通路を介して前記下部油圧室をそれぞれ接続すると
共に、分配孔に前記供給通路からの油圧に応じて第１、
第２の油通路を選択的に開閉するスプール弁を介装し、
かつ第２の油通路の開時にのみ分配孔と前記上部油圧室
とを連通する潤滑通路と、前記上部油圧室を外部に開口
する排出通路とを形成したことを特徴とする内燃機関の
圧縮比可変装置。２、上記スプール弁は、樹脂、セラミックス、アルミニ
ウム合金等の軽量部材からなる特許請求の範囲第１項記
載の内燃機関の圧縮比可変装置。