内燃机的压缩比调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机的可变机构装置，在为了设为高机械压缩比而提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，在排气行程中活塞顶面和进气排气门不干涉，或者可以充分得到内部EGR效果。采用如下结构：利用可变压缩比机构将进气(排气)上止点处的活塞位置设定为比压缩上止点处的活塞位置低。由此，在为了设为高机械压缩比而提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，通过将排气上止点处的活塞位置设定得低，可以使活塞顶面和进气排气门不干涉，或者在排气行程中可以充分得到内部EGR效果。

Compression ratio regulator of internal combustion engine

The invention provides a variable mechanism device of the internal combustion engine, in order to set up the piston position for compressing the top dead center in order to set up a high mechanical compression ratio, the piston top surface and the intake and exhaust valve are not interfered in the exhaust stroke, or the internal EGR effect can be fully obtained. The following structure is adopted: the piston position at the upper stop point of the intake (exhaust) is set to be lower than the piston position at the upper and stop point by the variable compression ratio mechanism. Thus, in order to set high mechanical compression ratio and improve the piston position of TDC under the condition of the piston position the insertion point of the exhaust set too low, can make the top surface of the piston and inlet exhaust valve does not interfere, or in the exhaust stroke can get sufficient internal EGR effect.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的压缩比调节装置
本专利技术涉及四冲程式内燃机的压缩比调节装置，尤其涉及具有可变压缩比机构的内燃机的压缩比调节装置，所述可变压缩比机构变更活塞的上止点位置来变更发动机的压缩比。
技术介绍
作为以往的内燃机的压缩比调节装置，提出有如下技术：通过对内燃机的几何学的压缩比即机械压缩比进行可变控制的可变压缩比机构和对决定实际压缩比的进气排气门的开闭正时进行可变控制的可变气门机构的控制组合，来改善发动机的各性能。例如，在日本特开2002‐276446号公报(专利文献1)记载的内燃机的压缩比调节装置中，为了对进气门关闭正时进行可变控制而具有可变气门机构，并且具有对压缩比进行可变控制的可变压缩比机构。而且，在专利文献1中通过对可变气门机构和可变压缩比机构进行协调控制，从而在各种运转区域提高发动机性能。例如，在怠速以及部分负荷区域，利用可变气门机构使进气门为小动作角并且使升程中心角提前，使进气门关闭正时为与下止点相比相当早的特性。由此，可以谋求大幅降低泵损失。在此，若机械压缩比为通常的水平，则实际压缩比降低而导致燃烧恶化，因此，利用可变压缩比机构在低负荷区域提高压缩比。另外，在加速区域需要提高进气填充效率，因此，对可变气门机构进行控制以使进气门关闭正时接近下止点。因此，从事先防止产生爆震的观点来看，利用可变压缩比机构使压缩比降低。这样，通过将可变压缩比机构和可变气门机构组合而进行协调控制，从而可以改善内燃机的各性能。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-276446号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题另外，在专利文献1的图8中表示压缩上止点处的机构姿势。图8的左图表示高机械压缩比控制下的压缩上止点的活塞位置(活塞位置稍高)，右图表示低机械压缩比控制下的压缩上止点的活塞位置(活塞位置稍低)。而且，若对排气上止点的位置进行研究，则在高机械压缩比控制以及低机械压缩比控制双方中，排气上止点的活塞位置都与图8所示的各个压缩上止点的活塞位置一致。其理由是因为：专利文献1的可变压缩比机构为以曲轴转角360°为一个循环的机构，因此，在原理上排气上止点的活塞位置和压缩上止点的活塞位置一致。另外，基于相同的理由，进气下止点的活塞位置和膨胀下止点的活塞位置也一致。因此，机械压缩比和机械膨胀比也在原理上一致。在此，若为了提高发动机性能而提高用于提高机械压缩比或机械膨胀比的压缩上止点的活塞位置，则排气上止点的活塞位置当然也会自然而然增高。而且，在排气行程末期或进气行程初期的排气上止点附近，进气排气门通常被打开着。即，排气门经过排气上止点后被关闭，进气门从排气上止点之前起开始打开。因此，在提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，在压缩行程中，进气排气门被关闭，所以，活塞顶面和进气排气门不会进行机械干涉，因此不存在问题。但是，由于排气上止点的活塞位置与提高了压缩上止点的活塞位置的情况在原理上相同，因此，在排气行程末期或进气行程初期，在进气排气门打开着的状态下活塞上升至较高位置而导致活塞顶面和进气排气门干涉的可能性增高。尤其是，在对容易产生进气排气门的跳跃或跳动这样的异常运动的高旋转区域、进气排气门的开闭相位或升程进行了变更的情况下，该活塞顶面和进气排气门容易产生干涉。另外，除该活塞顶面和进气排气门的机械干涉之外，在将排气上止点的活塞位置提高至压缩上止点的活塞位置时，从排气行程末期到进气行程初期活塞上升得高，因此，燃烧室容积减少，高温的燃烧气体在缸内残留的量减少。因此，在接下来的进气行程中，不再能够较高地维持燃烧室和混合气体的温度，不再能够充分得到所谓内部EGR效果，会给尾气排放带来不良影响。尤其是，在燃烧室的温度低的运转状态下，会给尾气排放带来不良影响。无论是哪种情形，在以往的可变压缩比机构中，排气上止点的活塞位置和压缩上止点的活塞位置在原理上都是一致的结构，因此，在为了设为高机械压缩比而提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，会产生从排气行程末期到进气行程初期活塞顶面和进气排气门容易干涉这种课题，或者不能充分得到内部EGR效果这种课题。本专利技术的目的在于提供一种内燃机的压缩比调节装置，即便在提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，也能够可靠地避免从排气行程末期到进气行程初期活塞顶面和进气排气门干涉，或者可以充分得到内部EGR效果。用于解决课题的方案本专利技术的特征在于：利用可变压缩比机构将排气上止点处的活塞位置设定为比压缩上止点处的活塞位置低。专利技术的效果根据本专利技术，即便在提高了压缩上止点的活塞位置的情况下，通过将排气上止点处的活塞位置设定得低，从而也可以起到如下效果：活塞顶面和进气排气门能够不干涉，或者能够充分得到内部EGR效果。附图说明图1是本专利技术的压缩比调节装置的整体概略图。图2是将本专利技术的压缩比调节装置的一部分作为截面而表示的主要部分侧视图。图3是卸下了活塞位置变更机构的前罩的主视图，(A)表示最滞后控制状态、(B)表示最提前状态。图4表示第一至第三实施方式所使用的可变压缩比机构中的控制轴相位变换的动作，在压缩上止点附近的曲柄销朝向大致正上方的曲轴旋转角度(X＝360°)，(A)表示控制轴的偏心旋转相位被控制在控制相位α1(例如137°)的状态、(B)表示被控制在控制相位α2(例如180°)的状态、(C)表示被控制在控制相位α3(例如222°)的状态、(D)表示被控制在控制相位α4(例如240°)的状态。图5是表示第一实施方式中的与曲轴的旋转角度之间的关系下的活塞的高度位置变化的特性图。图6是第一实施方式中的可变压缩比机构的动作说明图，(A)～(D)表示叶片转子处于最滞后状态(控制相位α4)的情况下的活塞位置，(A)是进气(排气)上止点位置、(B)是进气下止点位置、(C)是压缩上止点位置、(D)是膨胀下止点位置。另外，(E)～(H)表示叶片转子处于最提前状态(控制相位α3)的情况下的活塞位置，(E)表示处于进气(排气)上止点位置的状态、(F)表示处于进气下止点位置的状态、(G)表示处于压缩上止点位置的状态、(H)表示处于膨胀下止点位置的状态。图7是表示第二实施方式中的与曲轴的旋转角度之间的关系下的活塞的高度位置变化的特性图。图8是第二实施方式中的可变压缩比机构的动作说明图，(A)～(D)表示叶片转子处于最提前状态(控制相位α2)的情况下的活塞位置，(A)是进气(排气)上止点位置、(B)是进气下止点位置、(C)是压缩上止点位置、(D)是膨胀下止点位置。另外，(E)～(H)表示叶片转子处于最滞后状态(控制相位α3)的情况下的活塞位置，(E)表示处于进气(排气)上止点位置的状态、(F)表示处于进气下止点位置的状态、(G)表示处于压缩上止点位置的状态、(H)表示处于膨胀下止点位置的状态。图9是表示第三实施方式中的与曲轴的旋转角度之间的关系下的活塞的高度位置变化的特性图。图10是本实施方式中的可变压缩比机构的动作说明图，(A)～(D)表示叶片转子处于最提前状态(控制相位α1)的情况下的活塞位置，(A)是进气(排气)上止点位置、(B)是进气下止点位置、(C)是压缩上止点位置、(D)是膨胀下止点位置。图11是表示第四实施方式的压缩比可变机构的连杆机构的整体概略图。具体实施方式以下，使用附图详细说明本专利技术的实施方式，但本专利技术不限于以下的实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述内燃机的压缩比调节装置具有可变压缩比机构，所述可变压缩比机构通过使四冲程式内燃机中的活塞的行程位置变化，从而能够变更机械压缩比以及机械膨胀比，所述可变压缩比机构将所述活塞的排气上止点处的活塞位置设定为比所述活塞的压缩上止点处的活塞位置低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.17 JP 2015-0848761.一种内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述内燃机的压缩比调节装置具有可变压缩比机构，所述可变压缩比机构通过使四冲程式内燃机中的活塞的行程位置变化，从而能够变更机械压缩比以及机械膨胀比，所述可变压缩比机构将所述活塞的排气上止点处的活塞位置设定为比所述活塞的压缩上止点处的活塞位置低。2.如权利要求1所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构在所述可变压缩比机构的整个可变范围将所述排气上止点处的活塞位置设定为比所述活塞的所述压缩上止点处的活塞位置低。3.如权利要求1所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构将所述活塞的进气下止点处的活塞位置和膨胀下止点的活塞位置设定在不同的位置。4.如权利要求3所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构使机械压缩比和机械膨胀比分别单独变更。5.如权利要求3所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构将所述活塞控制在进气行程和排气行程变为相同的状态、或者压缩行程和膨胀行程变为相同的状态，在该状态下将所述排气上止点处的活塞位置设定为比所述压缩上止点处的活塞位置低。6.如权利要求1所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构在所述内燃机冷机起动时将所述活塞的进气下止点处的活塞位置设定在与膨胀下止点处的活塞位置大致相同的位置，或者将所述膨胀下止点处的活塞位置设定为比所述进气下止点处的活塞位置高。7.如权利要求1所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构在驱动力未作用于所述可变压缩比机构的情况下将所述活塞的进气下止点处的活塞位置设定在与膨胀下止点处的活塞位置大致相同的位置，或者设定为所述膨胀下止点处的活塞位置比所述进气下止点处的活塞位置高的位置。8.如权利要求7所述的内燃机的压缩比调节装置，其特征在于，所述可变压缩比机构在驱动力未作用于所述可变压缩比机构的情况下利用施力部件将所述进气下止点处的活塞位置设定在与所述膨胀下止点处的活塞位置大致相...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村信，庄司真敬，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP