JPH082443Y2 - 可変圧縮比機構のロックピン油圧制御装置 - Google Patents

可変圧縮比機構のロックピン油圧制御装置

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JPH082443Y2
JPH082443Y2 JP4988988U JP4988988U JPH082443Y2 JP H082443 Y2 JPH082443 Y2 JP H082443Y2 JP 4988988 U JP4988988 U JP 4988988U JP 4988988 U JP4988988 U JP 4988988U JP H082443 Y2 JPH082443 Y2 JP H082443Y2
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eccentric bearing
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関における可変圧縮比機構のロック
ピン制御に関する。
〔従来の技術〕
機関の燃費をはじめ、エミッション、出力性能および
低温始動性を改善するためには、全負荷時には圧縮比を
下げ、部分負荷時には圧縮比を上げて、運転条件に合せ
て圧縮比を変化させることが有効である。
このために、コネクティングロッドとピストンピンと
の間に偏心ベアリングを介在させ、偏心ベアリングの回
転によりピストンのコネクティングロッドに対する相対
位置を変え、圧縮比を可変とする可変圧縮比機構が先に
提案されている。
第3図ないし第7図は従来の可変圧縮比機構の一例を
示している。図中、1はピストンでシリンダ2内に摺動
自在に嵌挿されており、ピストン2の往復動はコネクテ
ィングロッド3を介してクランクシャフト4に伝えられ
る。ピストン2とコネクティングロッド3との間には、
内、外周を互に偏心させた筒体から成る偏心ベアリング
5が介装され、偏心ベアリング5の回転量によってピス
トン2のコネクティングロッド3に対する相対位置を変
えて、圧縮比を可変とさせるようになっている。
偏心ベアリング5には半径方向に延びる孔から成るロ
ックピン係合孔6が穿設されており、コネクティングロ
ッド3にはロックピン収納穴7が設けられて、該ロック
ピン収納穴7にロックピン8が摺動自在に嵌挿される。
ロックピン8はロックピン係合孔6に出入りして偏心ベ
アリング5の回転をロックしたり、フリーにしたりす
る。
ロックピン収納穴7にはロックピン8を偏心ベアリン
グ5方向に駆動できる位置に、ロックピンロック用油圧
通路9が接続され、ロックピン8を偏心ベアリング5か
ら離れる方向に駆動する位置にロックピンアンロック用
油圧通路10が接続されている。ロックピンロック用油圧
通路9、ロックピンアンロック用油圧通路10には、切換
弁11によって油圧が切換えられてかかるようになってお
り、切換弁11にはオイルフィルタ12、オイルポンプ13を
通った圧油が送られるようになっている。オイルポンプ
13からの圧油の一部は通路14を介して動弁系へと送られ
る。切換弁11からの圧油はクランクジャーナル軸受に形
成された油溝15、16、クランクシャフト4内のオイル通
路18、コネクティングロッド3の大端部軸受の油溝17、
19を介して、ロックピンロック用油圧通路9、ロックピ
ンアンロック用油圧通路10に送られる。
そして、高負荷時には、ロックピンアンロック用油圧
通路10に圧油が送られてロックピン8がロックピン係合
孔6から外され、偏心ベアリング5のロックが解除され
て、フリーとなる。このときはピストンは圧縮上死点近
傍で圧縮ガス圧力、爆発力を受けて偏心ベアリング5を
自動的に回転させてコネクティングロッド3に対する相
対位置を低位置に保ち、低圧縮比が得られる。このため
ノッキングが抑制されるので、予じめ圧縮比を高く設定
しておくことによって燃費の改善、軸トルクの向上が得
られる。
また、軽、中負荷時には、第7図に示すように、ロッ
クピンロック用油圧通路9に圧油が送られて、偏心ベア
リング5が回転してロックピン係合孔6がロックピン8
に対応する位置にきたときに、ロックピン8がロックピ
ン係合孔6に入り、偏心ベアリング5の回転をロックす
る。このとき、ピストン2はコネクティングロッド3に
対する相対位置が高位置でロックされるので、高圧縮比
となる。軽、中負荷の場合は燃焼室に吸入されるガス量
が少ないので、ピストン上昇行程時のガスの圧縮度合は
実質的に小さく、ノッキングが生じにくい状態にあるの
で、高圧縮比となして、熱効率が向上し、燃費の改善、
軸トルクの向上をはかることができる。
以上が、従来提案の可変圧縮比機構であるが、偏心ベ
アリングのロック、ロック解除が円滑に行なわれるため
には、ロックピンの油圧駆動が円滑に行なわれなければ
ならない。エンジン回転が高くなると、それに伴なって
油圧が十分上昇しない従来技術では、ロックピンに働く
慣性力がエンジン高回転域で油圧に匹敵する程の大きさ
になることがあり、ロックピンの制御が十分でなくなっ
て圧縮比の切換が不確実となるおそれがあった。また、
エンジン油温が低い場合、オイル粘度が高く、ロックピ
ンの作動が緩慢となり、圧縮比の切換えが不確実となる
おそれもあった。
そこで、圧縮比の切換時に油圧を一次的に上げ、ロッ
クピンのロックピン係合孔との係合または離脱を確実に
行なわせるようにした装置が、先に本出願人により提案
されている(実開昭62−3952号公報)。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の公報に開示されている装置も含
めて従来技術には、まだ解決しなければならない問題が
存在した。すなわち、従来技術では、機関の減速時にお
けるロックピンの油圧制御を何ら行なっていなかったの
で、ロックピンがロックピン孔と係合している高圧縮比
状態において機関が減速に入ると、ロックピンがロック
ピン係合孔から抜け出てしまうというおそれがあった。
これは、第8図に示すように、機関の減速の場合は、ピ
ストン2が逆にクランクシャフト側から仕事をさせられ
るので、これによって形成されるクランクピン4aとコネ
クティングロッド3の大端部との間の隙間Gを介してロ
ックピンロック用油通路9からのオイル漏れが増加し、
ロックピン8を保持する油圧が低下するために生じる。
したがって、圧縮比の切換え機能の信頼性を高めるた
めには、減速時の油圧制御を十分考慮する必要がある。
本考案は、高圧縮比状態における機関の減速時でも、
ロックピンがロックピン係合孔から抜け出るのを確実に
防止し、可変圧縮比機構の信頼性を高めることのできる
ロックピン油圧制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的に沿う本考案に係る可変圧縮比機構のロック
ピン油圧制御装置は、ピストンピンとコネクティングロ
ッドとの間に内周と外周とを互に偏心させる偏心ベアリ
ングを介装して該偏心ベアリングの回転に合せて圧縮比
を可変とし、偏心ベアリングにロックピン係合孔を設け
るとともに、コネクティングロッド側にロックピン係合
孔に出入するロックピンを設け、該ロックピンの駆動用
油通路に切換弁を設けて該切換弁を切換えることにより
ロックピンをロックピン係合孔に係合または離脱させ偏
心ベアリングの回転をロックまたはロック解除させるよ
うにした内燃機関における可変圧縮比機構のロックピン
油圧制御装置において、切換弁への通路と動弁系への通
路との分岐点より動弁系寄りの通路に、高圧縮比時に機
関の減速を感知するセンサに基づいて前記ロックピンを
前記ロックピン係合孔に係合させるロックピンロック用
油圧通路の油圧を高める増圧手段を設けたものから成
る。
〔作用〕
このようなロックピン油圧制御装置においては、高圧
縮比時にセンサによって機関の減速が感知されると、こ
のセンサの信号に基づいて増圧手段が作動し、ロックピ
ンにかかる油圧が上昇する。このため、クランクピンと
コネクティングロッドの大端部との間の隙間からのオイ
ル漏れが増加してもその漏れ分が補償され、ロックピン
のロックピン係合孔から抜け出しが防止される。
なお、増圧手段によって油圧が高められるのは、高圧
縮比時における機関の減速時のみであり、常に油圧が高
く保たれるものではないので、オイルポンプの駆動損失
も低く抑えることができる。
〔実施例〕
以下に、本考案に係る可変圧縮比可変機構のロックピ
ン油圧制御装置の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。
第1図は本考案の一実施例に係る油圧通路構造を示し
ており、第2図は時間に対するセンサ、増圧手段の作動
状態と油圧の変化との関係を示している。従来の第3図
ないし第6図の構造は、本実施例に対しても準用され
る。
第1図において、オイルパン20のオイル21は、油圧通
路30に設けられたオイルポンプ23、オイルフィルタ22を
介して切換弁24に送られる。切換弁24からの2つの通路
25、26はそれぞれ、ロックピンロック用油圧通路9、ロ
ックピンアンロック用油圧通路10につながっている。
油圧通路30のオイルポンプ23とオイルフィルタ22との
間には、オイルポンプ23の吐出圧P2を10〜15kg/cm2に設
定する油圧制御弁27が設けられている。また、油圧通路
30の切換弁24への通路30aと動弁系への通路30bとの分岐
点Aより動弁系寄りの通路30bには、バイパス通路31が
接続されており、バイパス通路31の下流端にロックピン
8にかかる圧力P1を設定する油圧制御弁32が設けられて
いる。この油圧制御弁32の設定圧力P1は、油圧制御弁27
の設定圧力P2よりも小に設定されている。バイパス通路
31の途中には、増圧手段としての電磁弁33が設けられて
いる。この電磁弁33はバイパス通路31を開閉し、ロック
ピン8にかかる油圧を切換えるものである。
電磁弁33は、機関の運転制御を行なうECU(電子制御
装置)34に接続されている。機関のインテークマニホル
ド36内には、機関の減速を感知するセンサとしての負荷
センサ35が配置されており、負荷センサ35は、インテー
クマニホルド36内の圧力を電気信号に変換してECU34に
入力するようになっている。つまり、ECU34は、高圧縮
比時において負荷センサ35からの信号レベルが所定値に
達したとき、機関の減速と判定して電磁弁33を閉作動さ
せ、ロックピンロック用油圧通路9の油圧を高めるよう
になっている。
オイルフィルタ22より上流側のオイル通路は分岐され
ており、該分岐通路33は機関の動弁系にオイルを送って
いる。
切換弁24は、ECU34の指令によって、高負荷時にはロ
ックピンアンロック用油圧通路10につながる通路26に圧
油を送り、軽、中負荷時にはロックピンロック用油圧通
路9につながる通路25に圧油を送るように、切換えられ
る。
つぎに、上記の可変圧縮比機構のロックピン油圧制御
装置における作用について説明する。
機関の運転条件に基づいてECU34から高圧縮比切換信
号が出力されると、切換弁24が作動し、オイルの流れは
ロックピンアンロック用油圧通路10に通じる通路26から
ロックピンロック用油圧通路9に通じる通路25に切換わ
り、同時に通路26はドレンされる。これにより、ロック
ピン8が圧送されるオイルによって偏心ベアリング5側
に付勢され、ロックピン8とロックピン係合孔6との係
合により偏心ベアリング5の回転がロックされる。した
がって、ピストン1はコネクティングロッド3に対する
相対位置が高くなり、高圧縮比が現出される。この場
合、ロックピン8に作用する圧力は、下流側の油圧制御
弁32の設定圧力P1である。
高圧縮比状態で運転されている機関が減速状態に入る
と、インテークマニホルド34内の圧力が急変し、これに
したがって負荷センサ35からECU34に入力される信号S1
も、第2図に示すように急変する。ECU34では、このよ
うな信号が負荷センサ35から入力されると、機関の減速
時と判断し、電磁弁33が第2図に示す出力信号S2によっ
て励磁されバイパス通路31が遮断される。そのため、バ
イパス通路31を介してオイルパン20に戻されていたオイ
ルが、切換弁24側に流れ、その分、余分にロックピンロ
ック用油圧通路9にオイルが圧送される。この場合、ロ
ックピン8に作用する圧力は、第2図に示すようにポン
プの吐出圧を調整する他方の油圧制御弁27の設定圧力P2
である。
したがって、機関の減速時にクランクピン4aとコネク
ティングロッド3の大端部との間に、大8図に示すよう
な隙間Gが形成されても、余分にロックピン側に圧送さ
れるオイルによってオイルの漏れ分を補給することがで
きる。そのため、ロックピン8は、油圧によって偏心ベ
アリング5側に十分に付勢され、ロックピン8がロック
ピン係合孔6から抜け出ることは確実に防止される。
〔考案の効果〕
本考案に係る可変圧縮比機構のロックピン油圧制御装
置によれば、切換弁への通路と動弁系への通路との分岐
点より動弁系寄りの通路に、高圧縮比時に機関の減速を
感知するセンサに基づいてロックピンロック用油圧通路
の油圧を高める増圧手段を設けるようにしたので、機関
の減速時にクランクピンとコネクティングロッドの大端
部との間の隙間からオイルが漏れても、そのオイル漏れ
による圧力低下を増圧手段によって十分に補なうことが
可能となる。したがって、高圧縮比状態においてロック
ピンがロックピン係合孔から抜け出るのを確実に防止す
ることができ、可変圧縮比機構の信頼性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係る可変圧縮比機構のロッ
クピン油圧制御装置の系統図、 第2図は第1図の装置における時間に対するセンサおよ
び増圧手段の作動と油圧の変化との関係を示した関係
図、 第3図は従来の偏心ベアリングタイプの可変圧縮比機構
の断面図、 第4図は第3図のIV−IV線に沿う断面図、 第5図は第3図の油圧回路図、 第6図は第3図のクランクシャフトの斜視図、 第7図は従来の油圧切換回路で高圧縮比状態の回路図、 第8図は第7図の部分拡大図、 である。 5……偏心ベアリング 8……ロックピン 9……ロックピンロック用油圧通路 23……オイルポンプ 24……切換弁 27、32……油圧制御弁 33……増圧手段としての電磁弁 34……ECU(電子制御装置) 35……センサ(負荷センサ)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンピンとコネクティングロッドとの
    間に内周と外周とを互に偏心させた偏心ベアリングを介
    装して該偏心ベアリングの回転に合せて圧縮比を可変と
    し、偏心ベアリングにロックピン係合孔を設けるととも
    に、コネクティングロッド側にロックピン係合孔に出入
    するロックピンを設け、該ロックピンの駆動用油通路に
    切換弁を設けて該切換弁を切換えることによりロックピ
    ンをロックピン係合孔に係合または離脱させ偏心ベアリ
    ングの回転をロックまたはロック解除させるようにした
    内燃機関における可変圧縮比機構のロックピン油圧制御
    装置において、切換弁への通路と動弁系への通路との分
    岐点より動弁系寄りの通路に、高圧縮比時に機関の減速
    を感知するセンサに基づいて前記ロックピンを前記ロッ
    クピン係合孔に係合させるロックピンロック用油圧通路
    の油圧を高める増圧手段を設けたことを特徴とする可変
    圧縮比機構のロックピン油圧制御装置。
JP4988988U 1988-04-15 1988-04-15 可変圧縮比機構のロックピン油圧制御装置 Expired - Lifetime JPH082443Y2 (ja)

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JPH01158535U JPH01158535U (ja) 1989-11-01
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CN116085351A (zh) * 2023-02-20 2023-05-09 中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部 一种机械自动锁位液压油缸

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