JPH03242435A - 可変圧縮比エンジン - Google Patents
可変圧縮比エンジンInfo
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- JPH03242435A JPH03242435A JP2035103A JP3510390A JPH03242435A JP H03242435 A JPH03242435 A JP H03242435A JP 2035103 A JP2035103 A JP 2035103A JP 3510390 A JP3510390 A JP 3510390A JP H03242435 A JPH03242435 A JP H03242435A
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- Japan
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- combustion
- volume
- sub
- compression ratio
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
- F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
- F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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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)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (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。
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、直接噴射式又は副室式に変換できる可変圧
縮比エンジンに関する。
縮比エンジンに関する。
従来、特開昭５６−１４６０１２号公報には、容積可変
の燃焼室を有するディーゼルエンジンについて開示され
ている。該ディーゼルエンジンの操作方法は、シリンダ
及び該シリンダと連通ずる燃焼室を有し、該燃焼室内で
燃料リッチな燃焼を確保するためにエンジン負荷の変動
に応答して前記燃焼室の容積を変化させ、前記シリンダ
内で空気リッチな燃焼を起こさせるために前記燃焼室か
ら燃焼生成物を前記シリンダ内に膨張させて前記シリン
ダ内の空気と混合させるものであり、それによってディ
ーゼルエンジンの燃焼効率を効果的に高め、好ましくな
い排気放散物を低減したものである。
の燃焼室を有するディーゼルエンジンについて開示され
ている。該ディーゼルエンジンの操作方法は、シリンダ
及び該シリンダと連通ずる燃焼室を有し、該燃焼室内で
燃料リッチな燃焼を確保するためにエンジン負荷の変動
に応答して前記燃焼室の容積を変化させ、前記シリンダ
内で空気リッチな燃焼を起こさせるために前記燃焼室か
ら燃焼生成物を前記シリンダ内に膨張させて前記シリン
ダ内の空気と混合させるものであり、それによってディ
ーゼルエンジンの燃焼効率を効果的に高め、好ましくな
い排気放散物を低減したものである。
また、実開昭６３−１３８４４３号公報には、圧縮着火
式内燃機関の圧縮比制御装置が開示されている、該圧縮
圧制？１１装置は、圧縮比を可変にする圧縮比可変機構
を有するものであり、エンジンの回転数を検出する回転
数検出手段と空燃比を検出する空燃比検出手段とを設け
、これらの検出手段の出力に基づいて前記可変機構が圧
縮比を変えるように構成したものである。
式内燃機関の圧縮比制御装置が開示されている、該圧縮
圧制？１１装置は、圧縮比を可変にする圧縮比可変機構
を有するものであり、エンジンの回転数を検出する回転
数検出手段と空燃比を検出する空燃比検出手段とを設け
、これらの検出手段の出力に基づいて前記可変機構が圧
縮比を変えるように構成したものである。
また、実開昭５８−１９１３４６号公報には、機関燃焼
室に面して開口したシリンダ部と、前記シリンダ部に摺
動自在に嵌合する容積変更用ピストンと、該容積変更用
ピストンの位置を機関の運転状嘘に基づいて制御する圧
縮比制御装置とを備えた可変圧縮比内燃機関が開示され
ている。
室に面して開口したシリンダ部と、前記シリンダ部に摺
動自在に嵌合する容積変更用ピストンと、該容積変更用
ピストンの位置を機関の運転状嘘に基づいて制御する圧
縮比制御装置とを備えた可変圧縮比内燃機関が開示され
ている。
また、実開昭６０−７７７３０号公報には、可変圧縮比
ディーゼルエンジンが開示されている。
ディーゼルエンジンが開示されている。
該ディーゼルエンジンは、燃焼室と連通孔を介して連通
ずる空気室を備え、圧縮行程に台いて連通孔から空気室
に空気を流入させると共に、膨張行程において空気室内
の貯留空気を連通孔から燃焼室内に噴出させるものであ
り、空気室の容積を変化させる容積可変機構と、エンジ
ンの運転状態を検出するセンサーと、該センサーの出力
に応し容積可変機構を制御する制御装置を備えたもので
ある。
ずる空気室を備え、圧縮行程に台いて連通孔から空気室
に空気を流入させると共に、膨張行程において空気室内
の貯留空気を連通孔から燃焼室内に噴出させるものであ
り、空気室の容積を変化させる容積可変機構と、エンジ
ンの運転状態を検出するセンサーと、該センサーの出力
に応し容積可変機構を制御する制御装置を備えたもので
ある。
〔発明が解決しようとする１ＩｌｉＪＩ）しかしながら
、前掲特開昭５６−１４６０１２号公報に開示されてい
るディーゼルエンジンの操作方法、前掲実開昭６１１３
８４４３号公報に開示された圧縮着火式内燃機関の圧縮
比制御装置、前掲実開昭５８−１９１３４６号公報に開
示された可変圧縮比内燃機関、及び前掲実開昭６０−７
７７３０号公報に開示された可変圧縮比ディーゼルエン
ジンは、いずれも副室の圧縮比を変更するだけのもので
あり、燃料噴射ノズルの位置を変更して直接噴射式の燃
焼方式又は副室式の燃焼方式に変更するという技術的思
想を有するものではなく、副室式の効果と直接噴射式の
効果を兼ね備えたものではない。
、前掲特開昭５６−１４６０１２号公報に開示されてい
るディーゼルエンジンの操作方法、前掲実開昭６１１３
８４４３号公報に開示された圧縮着火式内燃機関の圧縮
比制御装置、前掲実開昭５８−１９１３４６号公報に開
示された可変圧縮比内燃機関、及び前掲実開昭６０−７
７７３０号公報に開示された可変圧縮比ディーゼルエン
ジンは、いずれも副室の圧縮比を変更するだけのもので
あり、燃料噴射ノズルの位置を変更して直接噴射式の燃
焼方式又は副室式の燃焼方式に変更するという技術的思
想を有するものではなく、副室式の効果と直接噴射式の
効果を兼ね備えたものではない。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
直接噴射式燃焼又は副室式燃焼に変更可能に構成して副
室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備えたエンジンを
提供するものであり、副室内に設けた移動体に燃料噴射
ノズルを取付け、移動体の移動によって燃料噴射ノズル
を移動させ、燃料噴射ノズルの噴口を副室に開口させて
副室式燃焼方式にするか、又は主室に開口させて直接噴
射式燃焼方式に変更可能にすると共に、該変更に応じて
副室即ち燃焼室の容積を変更するものであり、部分負荷
時には直接噴射式燃焼を行わせると共に、燃焼室の容積
を小さくして高圧縮比で燃料リンチ状態で燃焼させ、Ｎ
ｏ、、ＨＣ２未燃ガス等の発生を抑制すると共に、始動
性を向上させ、また、高負荷時には副室式燃焼を行わせ
ると共に、燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入
して低圧縮比で、高ブースト過給を行って燃焼させか、
基本的には副室式に変更されるため、高負荷時には前記
副室で主なる燃焼を行わせて、燃料リンチな燃焼により
低Ｎ ＯＸとすることができ、良好な燃焼を行わせてＨ
Ｃ１未燃ガス等の排出を抑制することを特徴とする可変
圧縮比エンジンを提供することである。
直接噴射式燃焼又は副室式燃焼に変更可能に構成して副
室式の効果と直接噴射式の効果を兼ね備えたエンジンを
提供するものであり、副室内に設けた移動体に燃料噴射
ノズルを取付け、移動体の移動によって燃料噴射ノズル
を移動させ、燃料噴射ノズルの噴口を副室に開口させて
副室式燃焼方式にするか、又は主室に開口させて直接噴
射式燃焼方式に変更可能にすると共に、該変更に応じて
副室即ち燃焼室の容積を変更するものであり、部分負荷
時には直接噴射式燃焼を行わせると共に、燃焼室の容積
を小さくして高圧縮比で燃料リンチ状態で燃焼させ、Ｎ
ｏ、、ＨＣ２未燃ガス等の発生を抑制すると共に、始動
性を向上させ、また、高負荷時には副室式燃焼を行わせ
ると共に、燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入
して低圧縮比で、高ブースト過給を行って燃焼させか、
基本的には副室式に変更されるため、高負荷時には前記
副室で主なる燃焼を行わせて、燃料リンチな燃焼により
低Ｎ ＯＸとすることができ、良好な燃焼を行わせてＨ
Ｃ１未燃ガス等の排出を抑制することを特徴とする可変
圧縮比エンジンを提供することである。
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。Ｉ！ｌｌＩち、この発明は、シリンダヘッ
ドに配置した副室をｌ或する副室壁体、前記副室と主室
を連通ずる連絡孔、前記副室壁体内を移動できる移動体
、該移動体に取付けた燃料噴射ノズル、及び前記副室の
容積を縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を前記主室
に開口する位置へ前記移動体を下降させ、又は前記副室
の容積を拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置
へ前記移動体を上昇させる移動手段を有する可変圧縮比
エンジンに関する。
されている。Ｉ！ｌｌＩち、この発明は、シリンダヘッ
ドに配置した副室をｌ或する副室壁体、前記副室と主室
を連通ずる連絡孔、前記副室壁体内を移動できる移動体
、該移動体に取付けた燃料噴射ノズル、及び前記副室の
容積を縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を前記主室
に開口する位置へ前記移動体を下降させ、又は前記副室
の容積を拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置
へ前記移動体を上昇させる移動手段を有する可変圧縮比
エンジンに関する。
また、この可変圧縮比エンジンにおいて、エンジンの作
動状態を検出するセンサー、及び前記噴口を前記主室に
開口させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開
口させて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変
更するため、前記センサーによる検出信号に応答して前
記移動体を上下移動させるコントローラ、を有するもの
である。
動状態を検出するセンサー、及び前記噴口を前記主室に
開口させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開
口させて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変
更するため、前記センサーによる検出信号に応答して前
記移動体を上下移動させるコントローラ、を有するもの
である。
この発明による可変圧縮比エンジンは、上記のように構
成され、次のように作用する。即ち、この可変圧縮比エ
ンジンは、副室壁体内を移動できる移動体に燃料噴射ノ
ズルを取付け、該移動体を移動手段によって移動させる
ことによって燃料噴射ノズルを移動させる。従って、前
記移動体の移動によって副室即ち燃焼室の容積を縮小し
且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する位置へ
下降させたり、又は前記副室即ち燃焼室の容積を拡大し
且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させるこ
とができる。それ故、部分負荷時即ち低負荷時には、直
接噴射式燃焼を行わせると共に、燃焼室の容積を小さく
して高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼させることができ
る。また、高負荷時には、副室式燃焼を行わせると共に
、燃焼室の容積を大きくして低圧縮比で高ブースト過給
を行って燃焼させ、前記副室で主なる燃焼を行わせるこ
とができる。
成され、次のように作用する。即ち、この可変圧縮比エ
ンジンは、副室壁体内を移動できる移動体に燃料噴射ノ
ズルを取付け、該移動体を移動手段によって移動させる
ことによって燃料噴射ノズルを移動させる。従って、前
記移動体の移動によって副室即ち燃焼室の容積を縮小し
且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室に開口する位置へ
下降させたり、又は前記副室即ち燃焼室の容積を拡大し
且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇させるこ
とができる。それ故、部分負荷時即ち低負荷時には、直
接噴射式燃焼を行わせると共に、燃焼室の容積を小さく
して高圧縮比で燃料リッチ状態で燃焼させることができ
る。また、高負荷時には、副室式燃焼を行わせると共に
、燃焼室の容積を大きくして低圧縮比で高ブースト過給
を行って燃焼させ、前記副室で主なる燃焼を行わせるこ
とができる。
以下、図面を参町して、この発明による可変圧縮比エン
ジンの実施例を説明する。
ジンの実施例を説明する。
第１図はこの発明による可変圧縮比エンジンの一実施例
を示し、移動体が上端部に移動した状態を示す断面図、
第２図は第１図の移動手段の一例を示す一部平面図、及
び第３図は第１図の移動体が下端部に移動した状態を示
す断面図である。
を示し、移動体が上端部に移動した状態を示す断面図、
第２図は第１図の移動手段の一例を示す一部平面図、及
び第３図は第１図の移動体が下端部に移動した状態を示
す断面図である。
第１図及び第３図に示すように、この可変圧縮比エンジ
ンは、主室１、該主室１の上方でシリンダへノド３内に
配置された壁体５の副室壁体５Ａで形成される副室２、
副室壁体５Ａ内を移動可能な移動体２０、該移動体２０
に固定されて移動体２０と共に移動する燃料噴射ノズル
４、及び副室２内の移動体２０を上下方向に移動させる
移動手段６を有する。図では、壁体５は、シリンダヘッ
ド３の穴部９に、例えば、チタン酸アル実ニウム、チタ
ン酸カリウム等の低熱伝導材料から成る断熱材１０等を
介して嵌合した副室２を構成する副室壁体５Ａと、ヘッ
ド下面部とライナ上部とを一体構造に形成したヘッドラ
イナ５Ｂとから一体構造に構成されている。勿論、副室
壁体５Ａとへノドライチ５Ｂとを別体に構成することも
可能である。
ンは、主室１、該主室１の上方でシリンダへノド３内に
配置された壁体５の副室壁体５Ａで形成される副室２、
副室壁体５Ａ内を移動可能な移動体２０、該移動体２０
に固定されて移動体２０と共に移動する燃料噴射ノズル
４、及び副室２内の移動体２０を上下方向に移動させる
移動手段６を有する。図では、壁体５は、シリンダヘッ
ド３の穴部９に、例えば、チタン酸アル実ニウム、チタ
ン酸カリウム等の低熱伝導材料から成る断熱材１０等を
介して嵌合した副室２を構成する副室壁体５Ａと、ヘッ
ド下面部とライナ上部とを一体構造に形成したヘッドラ
イナ５Ｂとから一体構造に構成されている。勿論、副室
壁体５Ａとへノドライチ５Ｂとを別体に構成することも
可能である。
また、壁体５は、耐熱性、断熱性、耐変形性を有する窒
化珪素（Ｓｉ３〜４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、複合材等
のセラミック材料から製作されている。また、シリンダ
ヘッド３はガスケットを介してシリンダブロック８に固
定されている。主室１は、シリンダヘッド３に配置した
ヘッドライナ５Ｂ及びピストン１１のピストンヘッド部
１２に囲まれる領域で形成される。主室ｌと副室２とを
連通ずる連絡孔１６は、ヘッドライナ５Ｂのヘッド下面
部に形成され且つ断熱構造に構成されている。
化珪素（Ｓｉ３〜４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、複合材等
のセラミック材料から製作されている。また、シリンダ
ヘッド３はガスケットを介してシリンダブロック８に固
定されている。主室１は、シリンダヘッド３に配置した
ヘッドライナ５Ｂ及びピストン１１のピストンヘッド部
１２に囲まれる領域で形成される。主室ｌと副室２とを
連通ずる連絡孔１６は、ヘッドライナ５Ｂのヘッド下面
部に形成され且つ断熱構造に構成されている。
なお、この可変圧縮比エンジンにおいて、シリンダヘッ
ド３には排気ボート１４が形成され、該排気ボート１４
には排気バルブ１３がパルプガイドに案内されて開閉作
動するように配置されている。また、この可変圧縮比エ
ンジンにおいて、吸気ボートは、図示していないが、吸
気ボートをシリンダヘッドに形成してもよく、或いはシ
リンダライナが嵌合したシリンダブロックの下部に形成
して２サイクルエンジンにしてもよい。
ド３には排気ボート１４が形成され、該排気ボート１４
には排気バルブ１３がパルプガイドに案内されて開閉作
動するように配置されている。また、この可変圧縮比エ
ンジンにおいて、吸気ボートは、図示していないが、吸
気ボートをシリンダヘッドに形成してもよく、或いはシ
リンダライナが嵌合したシリンダブロックの下部に形成
して２サイクルエンジンにしてもよい。
この可変圧縮比エンジンは、特に、副室２内に設けた移
動体２０に燃料噴射ノズル４を取付け、移動体２０の移
動によって燃料噴射ノズル４を移動させ、燃料噴射ノズ
ル４の噴口１７を副室２に開口させて副室式燃焼方式に
するか、又は噴口１７を主室１に開口させて直接噴射式
燃焼方式に変更可能にすると共に、副室２即ち燃焼室の
容積を変更することに特徴を有している。即ち、この可
変圧縮比エンジンは、シリンダヘッド３に配置した副室
２を構成する副室壁体５Ａ、副室２と主室１を連通ずる
連絡孔１６、副室壁体５Ａ内を移動できる移動体２０、
該移動体２０に取付けた燃料噴射ノズル４、及び移動体
２０と燃料噴射ノズル４とを副室２内の上下方向に移動
させる移動手段６を有している。
動体２０に燃料噴射ノズル４を取付け、移動体２０の移
動によって燃料噴射ノズル４を移動させ、燃料噴射ノズ
ル４の噴口１７を副室２に開口させて副室式燃焼方式に
するか、又は噴口１７を主室１に開口させて直接噴射式
燃焼方式に変更可能にすると共に、副室２即ち燃焼室の
容積を変更することに特徴を有している。即ち、この可
変圧縮比エンジンは、シリンダヘッド３に配置した副室
２を構成する副室壁体５Ａ、副室２と主室１を連通ずる
連絡孔１６、副室壁体５Ａ内を移動できる移動体２０、
該移動体２０に取付けた燃料噴射ノズル４、及び移動体
２０と燃料噴射ノズル４とを副室２内の上下方向に移動
させる移動手段６を有している。
この可変圧縮比エンジンにおいて、移動体２０及び燃料
噴射ノズル４の副室２内での移動手段の一例について説
明する。この移動体２０は、副室壁体５Ａ内を往復運動
できる一種のピストン即ち可動シリンダから戒り、該移
動体２０の副室２の内面側には、耐熱性の窒化珪素（Ｓ
ｉａ〜４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、複合材等のセラミッ
ク材料から成る内壁体２１が固定されている。この移動
体２０の中空部には、燃料噴射ノズル４の噴口１７が内
壁体２１から突出する状態でカラー３３を介して燃料噴
射ノズル４が固定状態に嵌合され、燃料噴射ノズル４と
移動体２０とは固定されている。副室壁体５Ａ内に位置
する移動体２０の外周面のリング溝にガスソールリング
２３を嵌入している。従って、副室壁体５Ａ内を移動体
２０が上下方向に往復遅動する時には、副室壁体５Ａと
移動体２０との間の摺動面はガスソール状態に構成され
ている。
噴射ノズル４の副室２内での移動手段の一例について説
明する。この移動体２０は、副室壁体５Ａ内を往復運動
できる一種のピストン即ち可動シリンダから戒り、該移
動体２０の副室２の内面側には、耐熱性の窒化珪素（Ｓ
ｉａ〜４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、複合材等のセラミッ
ク材料から成る内壁体２１が固定されている。この移動
体２０の中空部には、燃料噴射ノズル４の噴口１７が内
壁体２１から突出する状態でカラー３３を介して燃料噴
射ノズル４が固定状態に嵌合され、燃料噴射ノズル４と
移動体２０とは固定されている。副室壁体５Ａ内に位置
する移動体２０の外周面のリング溝にガスソールリング
２３を嵌入している。従って、副室壁体５Ａ内を移動体
２０が上下方向に往復遅動する時には、副室壁体５Ａと
移動体２０との間の摺動面はガスソール状態に構成され
ている。
移動体２０の上端外周面には雄ねじ１８が形成され、咳
雄ねじ１８はシリンダヘッド３に回転可能に取付けられ
た回転筒体７の内間面に形成した雌ねし３５と螺合して
いる。この回転筒体７は、エンジン本体即ちシリンダへ
ノド３にスラスト軸受２２を介して周方向には回転可能
に且つ軸方向に固定状態に取付けられている。スラスト
軸受２２は、副室２での燃焼に伴う爆発時の移動体２０
に作用する反力を受ける機能を果たす、この回転筒体７
は外周面にギヤ３４を有し、第２図に示すように、該ギ
ヤ３４はコントローラの指令で回転駆動される回転機構
（図示せず）を通して回転駆動されるエンジン本体或い
はシリンダヘッド３に設けたギヤ１９と噛み合っている
。
雄ねじ１８はシリンダヘッド３に回転可能に取付けられ
た回転筒体７の内間面に形成した雌ねし３５と螺合して
いる。この回転筒体７は、エンジン本体即ちシリンダへ
ノド３にスラスト軸受２２を介して周方向には回転可能
に且つ軸方向に固定状態に取付けられている。スラスト
軸受２２は、副室２での燃焼に伴う爆発時の移動体２０
に作用する反力を受ける機能を果たす、この回転筒体７
は外周面にギヤ３４を有し、第２図に示すように、該ギ
ヤ３４はコントローラの指令で回転駆動される回転機構
（図示せず）を通して回転駆動されるエンジン本体或い
はシリンダヘッド３に設けたギヤ１９と噛み合っている
。
この可変圧縮比エンジンにおいて、燃料噴射ノズル４と
しては、−例として蓄圧式燃料噴射ノズルが示されてい
る。該蓄圧式燃料噴射ノズルについては、本出願人に係
わる特願昭６１−２６３９９４号に開示しているので、
ここでは詳細な説明は省略する。この燃料噴射ノズル４
は、スプール弁３０、ソレノイド３１、増圧ピストン２
９、オバフロ一部２８、噴射用プランジャ相当分となる
加圧室２７等から構成される増圧機構を有している。増
圧ピストン２９は、ソレノイド３１の付勢でスプール弁
３０が開口することで通路３２を通して導入される油圧
で作動される。燃料加圧用ポンプ２４から供給される燃
料は、燃料供給用穴２５及び逆止弁２６を通して燃料噴
射ノズル４に供給される。
しては、−例として蓄圧式燃料噴射ノズルが示されてい
る。該蓄圧式燃料噴射ノズルについては、本出願人に係
わる特願昭６１−２６３９９４号に開示しているので、
ここでは詳細な説明は省略する。この燃料噴射ノズル４
は、スプール弁３０、ソレノイド３１、増圧ピストン２
９、オバフロ一部２８、噴射用プランジャ相当分となる
加圧室２７等から構成される増圧機構を有している。増
圧ピストン２９は、ソレノイド３１の付勢でスプール弁
３０が開口することで通路３２を通して導入される油圧
で作動される。燃料加圧用ポンプ２４から供給される燃
料は、燃料供給用穴２５及び逆止弁２６を通して燃料噴
射ノズル４に供給される。
この可変圧縮比エンジンにおいて、移動体２０及び燃料
噴射ノズル４が副室２内を上下方向に移動すれば、副室
２の容積が変更し、従って主室１と副室２から戒る燃焼
室の容積が変更するものであり、移動体２０が下端部に
移動した時は副室２の容積を縮小し且つ燃料噴射ノズル
４の噴口１７を主室１に開口する位置へ移動し、また、
移動体２０が上端部に移動した時は副室２の容積を拡大
し且つ噴口１７を副室２に開口する位置へ移動する。即
ち、コントローラがエンジン負荷の検出信号を受け、該
検出信号に応答してコントローラの指令で移動手段即ち
回転機構を通してギヤ１つが回転駆動されると、回転筒
体７がシリンダヘッド３に対して回転駆動される。回転
筒体７の回転運動は、移動体２０を上下方向に移動させ
ることになる。移動体２０の上下方向運動は、副室壁体
５入内で移動体２０が上下移動し、副室２即ち燃焼室の
容積を変更すると共に、燃料噴射ノ゛ズル４の噴口１７
を副室２内に開口するか又は該噴口１７を主室１に開口
するようにできる。
噴射ノズル４が副室２内を上下方向に移動すれば、副室
２の容積が変更し、従って主室１と副室２から戒る燃焼
室の容積が変更するものであり、移動体２０が下端部に
移動した時は副室２の容積を縮小し且つ燃料噴射ノズル
４の噴口１７を主室１に開口する位置へ移動し、また、
移動体２０が上端部に移動した時は副室２の容積を拡大
し且つ噴口１７を副室２に開口する位置へ移動する。即
ち、コントローラがエンジン負荷の検出信号を受け、該
検出信号に応答してコントローラの指令で移動手段即ち
回転機構を通してギヤ１つが回転駆動されると、回転筒
体７がシリンダヘッド３に対して回転駆動される。回転
筒体７の回転運動は、移動体２０を上下方向に移動させ
ることになる。移動体２０の上下方向運動は、副室壁体
５入内で移動体２０が上下移動し、副室２即ち燃焼室の
容積を変更すると共に、燃料噴射ノ゛ズル４の噴口１７
を副室２内に開口するか又は該噴口１７を主室１に開口
するようにできる。
それ故、第１図に示すように、エンジンの高負荷時には
、移動体２０を副室２内の上部に位置させ、燃料噴射ノ
ズル４の噴口１７は副室２内に開口し、その燃料噴射パ
ターン１５は副室２に形成され、副室２の容積を大きく
して吸入空気を大幅に増加させ、低圧縮比で副室式燃焼
を行わせると共に、多量の空気を導入して高ブースト過
給を行って燃焼させるが、基本的には副室式にするため
、高負荷時においても燃料リンチな燃焼により低ｙＯつ
とすることができる。即ち、副室２で主なる燃焼を行わ
せて、ＮＯ８の発生を抑制し、良好な燃焼を行わせてＨ
Ｃ１未燃ガス等の排出を抑制することができる。また、
第３図に示すように、エンジンの部分負荷時には、移動
体２０を下端部に移動させ、燃料噴射ノズル４の噴口１
７を主室１内に開口し、直接噴射式燃焼とすると共に、
副室２の容積を小さくして高圧縮比で燃料リンチ状態で
燃焼させ、始動性を向上させ、ＨＣ１未燃ガス等の発生
を抑制することができる。
、移動体２０を副室２内の上部に位置させ、燃料噴射ノ
ズル４の噴口１７は副室２内に開口し、その燃料噴射パ
ターン１５は副室２に形成され、副室２の容積を大きく
して吸入空気を大幅に増加させ、低圧縮比で副室式燃焼
を行わせると共に、多量の空気を導入して高ブースト過
給を行って燃焼させるが、基本的には副室式にするため
、高負荷時においても燃料リンチな燃焼により低ｙＯつ
とすることができる。即ち、副室２で主なる燃焼を行わ
せて、ＮＯ８の発生を抑制し、良好な燃焼を行わせてＨ
Ｃ１未燃ガス等の排出を抑制することができる。また、
第３図に示すように、エンジンの部分負荷時には、移動
体２０を下端部に移動させ、燃料噴射ノズル４の噴口１
７を主室１内に開口し、直接噴射式燃焼とすると共に、
副室２の容積を小さくして高圧縮比で燃料リンチ状態で
燃焼させ、始動性を向上させ、ＨＣ１未燃ガス等の発生
を抑制することができる。
次に、第１図、第２図、第３図及び第４図を参薫して、
この発明による可変圧縮比エンジンジンの作動について
説明する。第４図はこの発明による可変圧縮比ｆ１４４
４エンジンの作動の一例を示す処理フロー図である。
この発明による可変圧縮比エンジンジンの作動について
説明する。第４図はこの発明による可変圧縮比ｆ１４４
４エンジンの作動の一例を示す処理フロー図である。
エンジンの始動によって、燃料噴射ポンプ等が駆動制御
される。まず、エンジンを駆動することによって、負荷
センサーによってエンジン負荷Ｌ２が検出され、該検出
信号はコントローラに入力される（ステップ５０）。
される。まず、エンジンを駆動することによって、負荷
センサーによってエンジン負荷Ｌ２が検出され、該検出
信号はコントローラに入力される（ステップ５０）。
コントローラにおいて、負荷センサーによって検出され
たエンジン負荷り、が予め計算された所定のエンジン負
（ｍ Ｌ ｔ。より大きいか否かを比較して判断する（
ステップ５１）。
たエンジン負荷り、が予め計算された所定のエンジン負
（ｍ Ｌ ｔ。より大きいか否かを比較して判断する（
ステップ５１）。
エンジン負荷り、が所定のエンジン負荷りえ。より大き
い場合には、エンジンは高負荷時であり、燃焼が盛んに
行われている状態であるので、副室２での燃焼状態を低
圧縮比で燃焼させるように制御する。即ち、コントロー
ラからの指令で回転機構を通してギヤ１９を所定の方向
に回転させる。
い場合には、エンジンは高負荷時であり、燃焼が盛んに
行われている状態であるので、副室２での燃焼状態を低
圧縮比で燃焼させるように制御する。即ち、コントロー
ラからの指令で回転機構を通してギヤ１９を所定の方向
に回転させる。
該ギヤ１９の回転運動は、回転筒体７の回転運動となり
、該回転筒体７の回転運動は移動体２０の上昇移動とな
る（ステップ５２）。該移動体２０が上昇すると、移動
体２０が副室２内を上昇し、副室２の容積を大きくする
と共に、燃料噴射ノズル４の噴口１７は副室２に開口す
るようになり（ステップ５３）、副室式燃焼となる（ス
テップ５４）。従って、副室２への吸入空気を大幅に増
大させ、副室２即ち燃焼室での燃焼状態を低圧縮比で燃
焼させる（ステップ５５）。即ち、燃料噴射ノズル４か
ら燃料を副室２内に噴射して副室２で燃焼させることに
なる。吸入空気は主室ｌから連絡孔１６を通じて吸入さ
れ、燃料噴射ノズル４から噴射された燃料と混合が促進
され、着火燃焼を促進することができ、しかも、副室２
には多量の吸入空気が吸入され °
るので、筒内平均温度を低温にして放熱損失を減少させ
、Ｎｏ、の発生を抑制すると共に、ＨＣ１未燃ガス等の
発生を抑制できる。
、該回転筒体７の回転運動は移動体２０の上昇移動とな
る（ステップ５２）。該移動体２０が上昇すると、移動
体２０が副室２内を上昇し、副室２の容積を大きくする
と共に、燃料噴射ノズル４の噴口１７は副室２に開口す
るようになり（ステップ５３）、副室式燃焼となる（ス
テップ５４）。従って、副室２への吸入空気を大幅に増
大させ、副室２即ち燃焼室での燃焼状態を低圧縮比で燃
焼させる（ステップ５５）。即ち、燃料噴射ノズル４か
ら燃料を副室２内に噴射して副室２で燃焼させることに
なる。吸入空気は主室ｌから連絡孔１６を通じて吸入さ
れ、燃料噴射ノズル４から噴射された燃料と混合が促進
され、着火燃焼を促進することができ、しかも、副室２
には多量の吸入空気が吸入され °
るので、筒内平均温度を低温にして放熱損失を減少させ
、Ｎｏ、の発生を抑制すると共に、ＨＣ１未燃ガス等の
発生を抑制できる。
また、エンジン負荷り、が所定のエンジン負荷Ｌｔｏよ
り小さい場合には、エンジンは部分負荷時であり、副室
２では高圧縮比での燃焼させることが好ましいので、コ
ントローラからの指令で回転機構を通じてギヤ１９を上
記とは逆方向に回転させる。該ギヤ１９の回転運動は、
回転筒体７の回転運動となり、該回転筒体７の回転運動
は移動体２０の下降移動となる（ステップ５６）。該移
動体２０の下降すると、移動体２０が副室２内を下降し
、下端部では第３図に示す位置になり、副室２の容積は
小さく或いは零状態になると共に、燃料噴射ノズル４の
噴口１７は主室１に開口するようになり（ステップ５７
）、直接噴射式燃焼となる（ステップ５８）。従って、
燃焼室での燃焼状態を高圧縮比で燃焼させることができ
る（ステップ５９）、即ち、燃料噴射ノズル４から燃料
を主室１内に噴射して主室１で燃焼させることになる。
り小さい場合には、エンジンは部分負荷時であり、副室
２では高圧縮比での燃焼させることが好ましいので、コ
ントローラからの指令で回転機構を通じてギヤ１９を上
記とは逆方向に回転させる。該ギヤ１９の回転運動は、
回転筒体７の回転運動となり、該回転筒体７の回転運動
は移動体２０の下降移動となる（ステップ５６）。該移
動体２０の下降すると、移動体２０が副室２内を下降し
、下端部では第３図に示す位置になり、副室２の容積は
小さく或いは零状態になると共に、燃料噴射ノズル４の
噴口１７は主室１に開口するようになり（ステップ５７
）、直接噴射式燃焼となる（ステップ５８）。従って、
燃焼室での燃焼状態を高圧縮比で燃焼させることができ
る（ステップ５９）、即ち、燃料噴射ノズル４から燃料
を主室１内に噴射して主室１で燃焼させることになる。
従って、主室ｌで燃料リンチで燃焼させるので、始動性
を向上でき、ＨＣ１未燃ガス等の発生を抑制できる。
を向上でき、ＨＣ１未燃ガス等の発生を抑制できる。
この発明による可変圧縮比エンジンは、上記のように構
成されており、次のような効果を有する。
成されており、次のような効果を有する。
即ち、この可変圧縮比エンジンは、シリンダヘッドに配
置した副室を構成する副室壁体、前記副室と主室を連通
ずる連絡孔、前記副室壁体内を移動できる移動体、該移
動体に取付けた燃料噴射ノズル、及び前記副室の容積を
縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を前記主室に開口
する位置へ前記移動体を下降させ、又は前記副室の容積
を拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ前記
移動体を上昇させる移動手段を有するので、前記移動手
段で前記移動体を移動すれば、前記副室の容積即ち燃焼
室の容積をエンジン作動状略に応して最適状態に変更す
ることができる。従って、前記移動体の移動によって副
室の容積を縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室
に開口する位置へ下降させたり、又は前記副室の容積を
拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇さ
せることができる。
置した副室を構成する副室壁体、前記副室と主室を連通
ずる連絡孔、前記副室壁体内を移動できる移動体、該移
動体に取付けた燃料噴射ノズル、及び前記副室の容積を
縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を前記主室に開口
する位置へ前記移動体を下降させ、又は前記副室の容積
を拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ前記
移動体を上昇させる移動手段を有するので、前記移動手
段で前記移動体を移動すれば、前記副室の容積即ち燃焼
室の容積をエンジン作動状略に応して最適状態に変更す
ることができる。従って、前記移動体の移動によって副
室の容積を縮小し且つ前記燃料噴射ノズルの噴口を主室
に開口する位置へ下降させたり、又は前記副室の容積を
拡大し且つ前記噴口を前記副室に開口する位置へ上昇さ
せることができる。
それ故、部分負荷時即ち低負荷時には、直接噴射式燃焼
を行わせると共に、燃焼室の容積を小さくして高圧縮比
で燃料リッチ状態で燃焼させ、ＮＯｘ、ＨＣ１未燃ガス
等の発生を抑制すると共に、始動性を向上させることが
できる。
を行わせると共に、燃焼室の容積を小さくして高圧縮比
で燃料リッチ状態で燃焼させ、ＮＯｘ、ＨＣ１未燃ガス
等の発生を抑制すると共に、始動性を向上させることが
できる。
また、高負荷時には、副室式燃焼を行わせると共に、副
室即ち燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入して
低圧縮比で高ブースト過給を行って燃焼させるが、基本
的には副室式になるため、高負荷時においても燃料リン
チな燃焼により低Ｎ○つとすることができる。また、多
量の空気を導入すること番こより、筒内の平均温度を低
温化して放熟挿失を減少させ、前記副室で主なる燃焼を
行わせてＮＯヨの発生を抑制すると共に、良好な燃焼を
行わせてＨＣ２未燃ガス等の排出を抑制することができ
る。
室即ち燃焼室の容積を大きくして多量の空気を導入して
低圧縮比で高ブースト過給を行って燃焼させるが、基本
的には副室式になるため、高負荷時においても燃料リン
チな燃焼により低Ｎ○つとすることができる。また、多
量の空気を導入すること番こより、筒内の平均温度を低
温化して放熟挿失を減少させ、前記副室で主なる燃焼を
行わせてＮＯヨの発生を抑制すると共に、良好な燃焼を
行わせてＨＣ２未燃ガス等の排出を抑制することができ
る。
また、この可変圧縮比エンジンにおいて、エンジンの作
動状態を検出するセンサー、及び前記噴口を前記主室に
開口させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開
口させて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変
更するため、前記センサーによる検出信号に応答して前
記移動体を上下移動させるコントローラを有するので、
エンジンが部分負荷時即ち低負荷時には、前記移動体を
下降させて高圧縮比で且つ直接噴射式で燃焼させること
ができ、燃料リンチで燃焼され、ＸＯＸの発生を抑制し
、未燃ガスの発生を抑制でき、始動性を向上でき、エン
ジン効率を向上できる。また、エンジンの高負荷時には
、前記移動体を上昇させて低圧縮比で副室式で主たる燃
焼を行わせ、燃料リッチで燃焼させてＮＯ８の発生を抑
制できる。
動状態を検出するセンサー、及び前記噴口を前記主室に
開口させて直接噴射式燃焼又は前記噴口を前記副室に開
口させて副室式燃焼に変更すると共に燃焼室の容積を変
更するため、前記センサーによる検出信号に応答して前
記移動体を上下移動させるコントローラを有するので、
エンジンが部分負荷時即ち低負荷時には、前記移動体を
下降させて高圧縮比で且つ直接噴射式で燃焼させること
ができ、燃料リンチで燃焼され、ＸＯＸの発生を抑制し
、未燃ガスの発生を抑制でき、始動性を向上でき、エン
ジン効率を向上できる。また、エンジンの高負荷時には
、前記移動体を上昇させて低圧縮比で副室式で主たる燃
焼を行わせ、燃料リッチで燃焼させてＮＯ８の発生を抑
制できる。
それ故に、この発明による可変圧縮比エンジンは、全作
動領域において、副室内の移動体を最適位置に移動でき
るので、前記副室即ち燃焼室の容積はエンジン作動状態
に応して最適容積に制御され、エンジン作動状態に最適
の圧縮比で燃焼を行わせることができ、良好なスムース
な燃焼を遠戚でき、ＨＣ等の未燃ガス、特にＮＯｘの発
生を抑制できる。
動領域において、副室内の移動体を最適位置に移動でき
るので、前記副室即ち燃焼室の容積はエンジン作動状態
に応して最適容積に制御され、エンジン作動状態に最適
の圧縮比で燃焼を行わせることができ、良好なスムース
な燃焼を遠戚でき、ＨＣ等の未燃ガス、特にＮＯｘの発
生を抑制できる。
第１図はこの発明による可変ＰＥＷ比エフェンジン実施
例を示し、移動体が上端部に移動した状態を示す断面図
、第２図は第１図の移動手段の一例を示す一部平面図、
第３図は第１ｒｆ！Ｊの移動体が下端部に移動した状態
を示す断面図、及び第４図はこの発明による可変圧縮比
エンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図である。 １−・−一−−−主室、２−・−・副室、３−−−−−
シリンダへ・ノド、４−・−燃料噴射ノズル、５−−−
−−−一壁体、５Ａ−・・副室壁体、５Ｂ−・・−ヘッ
ドライナ、６−・−移動手段、７・−・・回転筒体、１
６・−・一連絡孔、１７−・噴口、１９−・−・−ギヤ
、２０−一−−−−−移動体。 第 図
例を示し、移動体が上端部に移動した状態を示す断面図
、第２図は第１図の移動手段の一例を示す一部平面図、
第３図は第１ｒｆ！Ｊの移動体が下端部に移動した状態
を示す断面図、及び第４図はこの発明による可変圧縮比
エンジンの作動の一実施例を示す処理フロー図である。 １−・−一−−−主室、２−・−・副室、３−−−−−
シリンダへ・ノド、４−・−燃料噴射ノズル、５−−−
−−−一壁体、５Ａ−・・副室壁体、５Ｂ−・・−ヘッ
ドライナ、６−・−移動手段、７・−・・回転筒体、１
６・−・一連絡孔、１７−・噴口、１９−・−・−ギヤ
、２０−一−−−−−移動体。 第 図
Claims (2)
- （１）シリンダヘッドに配置した副室を構成する副室壁
体、前記副室と主室を連通する連絡孔、前記副室壁体内
を移動できる移動体、該移動体に取付けた燃料噴射ノズ
ル、及び前記副室の容積を縮小し且つ前記燃料噴射ノズ
ルの噴口を前記主室に開口する位置へ前記移動体を下降
させ、又は前記副室の容積を拡大し且つ前記噴口を前記
副室に開口する位置へ前記移動体を上昇させる移動手段
、を有する可変圧縮比エンジン。 - （２）エンジンの作動状態を検出するセンサー、及び前
記噴口を前記主室に開口させて直接噴射式燃焼又は前記
噴口を前記副室に開口させて副室式燃焼に変更すると共
に燃焼室の容積を変更するため、前記センサーによる検
出信号に応答して前記移動体を上下移動させるコントロ
ーラ、を有する請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035103A JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035103A JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242435A true JPH03242435A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2833103B2 JP2833103B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=12432600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035103A Expired - Lifetime JP2833103B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 可変圧縮比エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833103B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012202239A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Toyota Motor Corp | 可変圧縮比エンジンの制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2246552A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-11-03 | Delphi Technologies Holding S.à.r.l. | Fuel injector |
-
1990
- 1990-02-17 JP JP2035103A patent/JP2833103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012202239A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Toyota Motor Corp | 可変圧縮比エンジンの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2833103B2 (ja) | 1998-12-09 |
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