JP2000130201A - 内燃機関の圧縮比改善装置 - Google Patents
内燃機関の圧縮比改善装置Info
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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
- F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
- F02B75/047—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of variable crankshaft position
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】内燃機関の圧縮比を運転状況に応じて変更する
ことで低負荷から高負荷まで平均有効圧力を常に高く維
持し図示熱効率を向上することで燃料消費率の改善及び
完全燃焼による発生排気ガスのクリーン化を課題とす
る。 【解決手段】本圧縮比改善装置１は負荷に応じて油圧シ
リンダ９によりプランジャー８・ラック歯車軸７が駆動
されこれに噛み合う歯車６が回転し該歯車と一体の上部
中間裏金Ａ・下部中間裏金Ｂが回転する構成であり、該
上・下部中間軸受メタルＡ Ｂは偏心円構造のため回転
と同時に内側に保持している主軸受メタル４ ５及びク
ランクジャーナ１０の軸心位置を移動しこれによってピ
ストンの上死点位置と下死位置を変更できる。即ち低負
荷時はピストン上死点位置を高くし隙間容積を小とし高
圧縮比状態とし、定格負荷時は上死点位を下げ隙間容積
を大きくし圧縮比を下げる。
ことで低負荷から高負荷まで平均有効圧力を常に高く維
持し図示熱効率を向上することで燃料消費率の改善及び
完全燃焼による発生排気ガスのクリーン化を課題とす
る。 【解決手段】本圧縮比改善装置１は負荷に応じて油圧シ
リンダ９によりプランジャー８・ラック歯車軸７が駆動
されこれに噛み合う歯車６が回転し該歯車と一体の上部
中間裏金Ａ・下部中間裏金Ｂが回転する構成であり、該
上・下部中間軸受メタルＡ Ｂは偏心円構造のため回転
と同時に内側に保持している主軸受メタル４ ５及びク
ランクジャーナ１０の軸心位置を移動しこれによってピ
ストンの上死点位置と下死位置を変更できる。即ち低負
荷時はピストン上死点位置を高くし隙間容積を小とし高
圧縮比状態とし、定格負荷時は上死点位を下げ隙間容積
を大きくし圧縮比を下げる。
Description
【００１】
【発明の属する技術分野】本考案は産業用機械の分野に
おいて内燃機関全般、特に車両用機関を対象に低負荷域
から高負荷域まで完全燃焼を実現し平均有効圧力を高め
ることで図示熱効率を改善し燃費向上・排気ガスの低減
を提供しようとするものである。
おいて内燃機関全般、特に車両用機関を対象に低負荷域
から高負荷域まで完全燃焼を実現し平均有効圧力を高め
ることで図示熱効率を改善し燃費向上・排気ガスの低減
を提供しようとするものである。
【００２】
【従来の技術】従来、内燃機関において図示熱効率の改
善方法としてピストン頂部の形状を変更し渦流を発生さ
せる、吸排気弁の数を増し吸気効率を高める、燃料の直
接噴射を行うなどの方法がある。
善方法としてピストン頂部の形状を変更し渦流を発生さ
せる、吸排気弁の数を増し吸気効率を高める、燃料の直
接噴射を行うなどの方法がある。
【本考案が解決しようとする課題】従来の方法では、機
関の定格負荷・定格回転数においては図示熱効率の改善
が顕著であるが機関の低負荷時・低回転時は自然吸気機
関ではシリンダ内吸気の絶対量が少なく圧縮行程終端で
圧縮圧力が上がらない。従って充分な圧縮温度が得られ
ず更にシリンダ壁温度が低いため燃焼室内の一部には着
火温度に達しない部分を生じ不完全燃焼の原因となり図
示熱効率は著しく低下する。
関の定格負荷・定格回転数においては図示熱効率の改善
が顕著であるが機関の低負荷時・低回転時は自然吸気機
関ではシリンダ内吸気の絶対量が少なく圧縮行程終端で
圧縮圧力が上がらない。従って充分な圧縮温度が得られ
ず更にシリンダ壁温度が低いため燃焼室内の一部には着
火温度に達しない部分を生じ不完全燃焼の原因となり図
示熱効率は著しく低下する。
【００３】排気タービン過給式機関において、定格負荷
域で高効率を得るために過給比を高く設定すると高負荷
域では可燃混合気のシリンダ内充填量が増大しシリンダ
内最高圧力（以後Ｐｍａｘと呼称する）が高くなるた
め、安全上圧縮比を低くしておく必要がある。しかし、
この圧縮比を低く設定すると低負荷域では排気タービン
の過給効果が低いためシリンダ内充填量が少なく圧縮行
程の終端で十分な圧縮圧力・温度が得られずＰｍａｘも
低下する。従って図示熱効率は低下し低負荷の性能は悪
くなる。
域で高効率を得るために過給比を高く設定すると高負荷
域では可燃混合気のシリンダ内充填量が増大しシリンダ
内最高圧力（以後Ｐｍａｘと呼称する）が高くなるた
め、安全上圧縮比を低くしておく必要がある。しかし、
この圧縮比を低く設定すると低負荷域では排気タービン
の過給効果が低いためシリンダ内充填量が少なく圧縮行
程の終端で十分な圧縮圧力・温度が得られずＰｍａｘも
低下する。従って図示熱効率は低下し低負荷の性能は悪
くなる。
【００４】本考案は内燃機関において、図示熱効率の改
善に顕著なＰｍａｘを低負荷・低回転時にも高く維持す
るために圧縮比を適切に改善できる装置を提供しようと
するものである。即ち低負荷時には圧縮比を高くした状
態とし圧縮圧力・圧縮温度を高めＰｍａｘ を改善し平
均有効圧力を改善し図示熱効率を向上させるものであ
る。
善に顕著なＰｍａｘを低負荷・低回転時にも高く維持す
るために圧縮比を適切に改善できる装置を提供しようと
するものである。即ち低負荷時には圧縮比を高くした状
態とし圧縮圧力・圧縮温度を高めＰｍａｘ を改善し平
均有効圧力を改善し図示熱効率を向上させるものであ
る。
【００５】
【課題を解決するための手段】本考案の圧縮比改善装置
（１）の構成は、内燃機関主軸受において上下２分割と
なり外周の一部に歯車（６）を有する断面が偏芯円構造
の上部中間裏金（Ａ）と下部中間裏金（Ｂ）、該上・下
部中間裏金（Ａ）（Ｂ）を支持するための上部裏金
（２）と下部裏金（３）、及び該下部裏金（３）に支持
されて該上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）の歯車（６）に
噛み合うラック歯車（７）と該ラック歯車を駆動する油
圧シリンダ（８）とプランジャ（９）からなることを特
徴としている。
（１）の構成は、内燃機関主軸受において上下２分割と
なり外周の一部に歯車（６）を有する断面が偏芯円構造
の上部中間裏金（Ａ）と下部中間裏金（Ｂ）、該上・下
部中間裏金（Ａ）（Ｂ）を支持するための上部裏金
（２）と下部裏金（３）、及び該下部裏金（３）に支持
されて該上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）の歯車（６）に
噛み合うラック歯車（７）と該ラック歯車を駆動する油
圧シリンダ（８）とプランジャ（９）からなることを特
徴としている。
【００６】
【発明の実施の形態】この考案を図１ないし図４に基ず
いて説明する。第１図は圧縮比改善装置（１）の断面
図。第２図は圧縮比改善装置（１）の軸方向の断面図。
第３図は本装置が高圧縮比側に推移した状態を表す概略
構成図。第４図は本装置が低圧縮比側に推移した状態を
表す概略構成図である。
いて説明する。第１図は圧縮比改善装置（１）の断面
図。第２図は圧縮比改善装置（１）の軸方向の断面図。
第３図は本装置が高圧縮比側に推移した状態を表す概略
構成図。第４図は本装置が低圧縮比側に推移した状態を
表す概略構成図である。
【００７】本考案の圧縮比改善装置（１）の各部の構成
を説明する。図１・２で示すように，上部中間裏金
（Ａ）と下部中間裏金（Ｂ）は断面で上下２分割とな
り、同時に歯車（６）も２分割となる。上・下部中間裏
金（Ａ）（Ｂ）は締め付けボルト（１３）で下部から締
め合せるため、 ボルト差込穴を設けこの締め付けボルトはリーマーボル
トとする。
を説明する。図１・２で示すように，上部中間裏金
（Ａ）と下部中間裏金（Ｂ）は断面で上下２分割とな
り、同時に歯車（６）も２分割となる。上・下部中間裏
金（Ａ）（Ｂ）は締め付けボルト（１３）で下部から締
め合せるため、 ボルト差込穴を設けこの締め付けボルトはリーマーボル
トとする。
【００８】クランク軸受本体に注油孔をもち、クランク
ピン軸受・ピストンピン軸受に強制注油を行う機関では
上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）の内外部に油溝と油穴を
設け注油を円滑にする。
ピン軸受・ピストンピン軸受に強制注油を行う機関では
上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）の内外部に油溝と油穴を
設け注油を円滑にする。
【００９】上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）と上・下部裏
金（２）（３）の隙間（ａ）は歯車が回転できる限り極
小とする。 上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）は内側に
主軸受メタル（４）（５）を保持する。
金（２）（３）の隙間（ａ）は歯車が回転できる限り極
小とする。 上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）は内側に
主軸受メタル（４）（５）を保持する。
【０１０】上部裏金（２）・下部裏金（３）は上・下部
中間裏金（Ａ）（Ｂ）を支持するもので下部裏金（３）
には歯車（６）を駆動するラック歯車軸（７）を正確に
支持できるラック歯車室（１２）が設けられる。
中間裏金（Ａ）（Ｂ）を支持するもので下部裏金（３）
には歯車（６）を駆動するラック歯車軸（７）を正確に
支持できるラック歯車室（１２）が設けられる。
【０１１】
【実施例】次に圧縮比改善装置の一実施例を説明する。
クランクジャーナル（１０）に、主軸受メタル（４）
（５）を取り付けた上部中間裏金（Ａと下部中間裏金
（Ｂ）を取付け締め付けボルト（１３）で固く締め付け
る。この時に隙間（ｂ）はジャーナルの高速回転時に十
分な油潤滑ができる適切なものとする。
クランクジャーナル（１０）に、主軸受メタル（４）
（５）を取り付けた上部中間裏金（Ａと下部中間裏金
（Ｂ）を取付け締め付けボルト（１３）で固く締め付け
る。この時に隙間（ｂ）はジャーナルの高速回転時に十
分な油潤滑ができる適切なものとする。
【０１２】上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）の歯車（６）
を上部裏金（２）にはめ込む。下部裏金（３）のラック
歯車室（１２）にラック歯車（７）を差し込んだ状態で
下部裏金（３）を上部裏金（２）に取り付け締め付けボ
ルトにより固定する。この時上・下部裏金（２）（３）
の中で上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）がラック歯車
（７）を動かすことにより歯車（６）とともに回転でき
ることを確認する。
を上部裏金（２）にはめ込む。下部裏金（３）のラック
歯車室（１２）にラック歯車（７）を差し込んだ状態で
下部裏金（３）を上部裏金（２）に取り付け締め付けボ
ルトにより固定する。この時上・下部裏金（２）（３）
の中で上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）がラック歯車
（７）を動かすことにより歯車（６）とともに回転でき
ることを確認する。
【０１３】歯車（６）とラック歯車（７）の位置関係
は、上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）が回転しクランクジ
ャーナル（１０）が偏心円の頂点のときこの位置をピス
トン最上昇位置とする。
は、上・下部中間裏金（Ａ）（Ｂ）が回転しクランクジ
ャーナル（１０）が偏心円の頂点のときこの位置をピス
トン最上昇位置とする。
【０１４】他の実施例としては、歯車（６）を駆動する
方法としてウオーム歯車軸を噛み合せモーター等で軸を
回転することにより駆動する方法もある。
方法としてウオーム歯車軸を噛み合せモーター等で軸を
回転することにより駆動する方法もある。
【０１５】
【発明の効果】この考案の圧縮比改善装置は内燃機関に
おいてその圧縮比を運転中に変更できる装置である。
即ち低負荷時は高圧縮比運転を行いＰｍａｘを上昇する
ことで図示熱効率を高め、そして定格負荷時には低圧縮
比状態とし機関の定格回転数での図示熱効率を最大限に
高く設定出来る。 従って同一出力を得る場合、従来よ
り機関を小型軽量化でき付属機器の小型化と併せて大幅
に経済性を高めることができる。さらに負荷変動の多い
機関において常にＰｍａｘを高く維持することはシリン
ダ内可燃混合気の完全燃焼を意味し排気ガスを発生時点
でクリーンにすることが出来る。
おいてその圧縮比を運転中に変更できる装置である。
即ち低負荷時は高圧縮比運転を行いＰｍａｘを上昇する
ことで図示熱効率を高め、そして定格負荷時には低圧縮
比状態とし機関の定格回転数での図示熱効率を最大限に
高く設定出来る。 従って同一出力を得る場合、従来よ
り機関を小型軽量化でき付属機器の小型化と併せて大幅
に経済性を高めることができる。さらに負荷変動の多い
機関において常にＰｍａｘを高く維持することはシリン
ダ内可燃混合気の完全燃焼を意味し排気ガスを発生時点
でクリーンにすることが出来る。
【図１】本考案の圧縮比改善装置（１）の断面図であ
る。
る。
【図２】本考案の圧縮比改善装置（１）の軸方向の断面
図である。
図である。
【図３】本装置が高圧縮比側に推移した状態を表わす概
略構成図。
略構成図。
【図４】本装置が低圧縮比側に推移した状態を表す概略
構成図。
構成図。
１ 圧縮比改善装置 ２ 上部裏金 ３ 下部裏金 Ａ 上部中間裏金 Ｂ 下部中間裏金 ４ 主軸受メタル ５ 主軸受メタル ６ 歯車 ７ ラック歯車軸 ８ プランジャー ９ 油圧シリンダー １０ クランクジャーナル １１ 歯車用溝 １２ ラック歯車室 １３ 締め付けボルト Ｐ ピストン Ｚ トップクリアランス Ｘ シリンダヘッド下部 ｃｒ 連接棒 ａ 上部・下部裏金２・３と上部・下部中間裏金Ａ・
Ｂの間隙 ｂ 主軸受メタル４・５とクランクジャーナル１０の
間隙 Ｚｈ 高圧縮比状態のピストン隙容積 Ｐｈ 高圧縮比状態のピストン高さ Ｃｈ 高圧縮比状態のクランク軸中心線 ＺＬ 低圧縮比状態のピストン隙容積 ＰＬ 低圧縮比状態のピストン高さ ＣＬ 低圧縮比状態のクランク軸中心線
Ｂの間隙 ｂ 主軸受メタル４・５とクランクジャーナル１０の
間隙 Ｚｈ 高圧縮比状態のピストン隙容積 Ｐｈ 高圧縮比状態のピストン高さ Ｃｈ 高圧縮比状態のクランク軸中心線 ＺＬ 低圧縮比状態のピストン隙容積 ＰＬ 低圧縮比状態のピストン高さ ＣＬ 低圧縮比状態のクランク軸中心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 27/02 Ｆ１６Ｃ 27/02 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の主軸受部において、上部裏金
（２）と下部裏金（３）の間に位置しかつ内側に主軸受
メタル（４）（５）を保持する断面が偏芯円で上下２分
割となる上部中間裏金（Ａ）と下部中間裏金（Ｂ），及
び下部裏金（３）に保持されて歯車（６）に噛み合うラ
ック歯車（７）と、該ラック歯車を駆動する油圧シリン
ダ（８）とプランジャ（９）からなる圧縮比可変装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342278A JP2000130201A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 内燃機関の圧縮比改善装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342278A JP2000130201A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 内燃機関の圧縮比改善装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130201A true JP2000130201A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=18352494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10342278A Pending JP2000130201A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 内燃機関の圧縮比改善装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000130201A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6843239B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-01-18 | Caterpillar Inc. | High speed exhaust gas recirculation valve |
| FR2864154A1 (fr) * | 2003-12-23 | 2005-06-24 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de variation du taux de compression d'un moteur a combustion interne et procede pour utiliser un tel dispositif |
| KR101234631B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2013-02-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진용 가변 압축비 장치 |
| WO2014188060A1 (en) | 2013-05-22 | 2014-11-27 | Wärtsilä Finland Oy | A connecting rod, a big end bearing and an arrangement for changing the effective length of a connecting rod for an internal combustion piston engine |
| CN108019287A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-11 | 东风汽车集团有限公司 | 一种可变压缩比发动机的缸体缸盖与顶盖组件 |
| WO2021201618A1 (ko) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 장순길 | 가변 압축비 엔진 |
| KR20210123228A (ko) * | 2020-04-02 | 2021-10-13 | 장순길 | 가변 압축비 엔진 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10342278A patent/JP2000130201A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2005071242A1 (fr) * | 2003-12-23 | 2005-08-04 | Institut Francais Du Petrole | Dispositif de variation du taux de compression d'un moteur à combustion interne et procédé pour utiliser un tel dispositif |
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| CN108019287A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-11 | 东风汽车集团有限公司 | 一种可变压缩比发动机的缸体缸盖与顶盖组件 |
| CN108019287B (zh) * | 2017-12-15 | 2020-07-03 | 东风汽车集团有限公司 | 一种可变压缩比发动机的缸体缸盖与顶盖组件 |
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| US11421588B2 (en) * | 2020-04-02 | 2022-08-23 | Soon Gil Jang | Variable compression ratio engine |
| KR102497778B1 (ko) * | 2020-04-02 | 2023-02-08 | 장순길 | 가변 압축비 엔진 |
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