[发明专利]火花点火式内燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种火花点火式内燃发动机。

背景技术

本领域公知一种火花点火式内燃发动机，其设置有能改变机械压缩 比的可变压缩比机构和能单独控制进气门的打开正时和关闭正时并使进 气门的关闭正时沿远离进气下止点的方向移位并在发动机负荷降低时提 升机械压缩比的可变气门正时机构(例如，见日本专利公开(A) No.2002-285876)。在该内燃发动机中，怠速运转时，在已显著地经过进 气上止点后使进气门打开并在短暂的打开时间后使进气门关闭。

进一步地，一般而言，在内燃发动机中，发动机负荷越低，则热效 率越差，因此要在车辆运转时提高热效率，亦即，要改善燃料消耗，需 要在发动机低负荷运转时提高热效率。然而，在内燃发动机中，膨胀比 越大，则在膨胀行程时下压活塞的力作用的时间段越长，因此膨胀比越 大，则热效率就提高得越多。另一方面，如果提高发动机压缩比，则膨 胀比变高。因此，为了在车辆运转时提高热效率，优选地在发动机低负 荷运转时尽可能多地提高机械压缩比以便在发动机低负荷运转时能获得 最大膨胀比。

然而，如果提高发动机压缩比，则燃烧室容积在进气上止点变小。 相应地，存在这样的问题：如果过早在进气上止点之前打开进气门，则 进气门将最终与活塞顶部相干涉。因此，当提高机械压缩比时，有必要 通过使进气门在不与活塞相干涉的非干涉区域打开来防止出现该问题。 这种情况下，当在进气上止点之后打开进气门时，进气门通常不会与活 塞相干涉。当进气门在进气上止点之前打开时进气门与活塞相干涉。因 此，要防止进气门与活塞相干涉，必须使进气门在进气上止点之前在上 述非干涉区域打开或者必须使进气门在进气上止点之后打开。

然而，这种情况下，如果使进气门在进气上止点之后打开，则燃烧 室内部变成真空压力直到进气门打开为止并相应地出现泵气损失。因此， 与上述公知内燃发动机一样，在怠速运转时，当使进气门显著地在进气 上止点之后打开时将出现相当大的泵气损失。

现在，如上所述，为了在车辆运转时提高热效率，优选地通过使机 械压缩比尽可能高以在发动机低负荷运转时获得最大膨胀比。然而，此 时，出现泵气损失并且热效率最终将下降，所以提高机械压缩比的意义 最终被减半。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种火花点火式内燃发动机，其可防止进 气门与活塞相干涉，可防止出现泵气损失，并可在通过提高机械压缩比 来提高发动机热效率时获得高的热效率。

根据本发明，提供一种火花点火式内燃发动机，包括能改变机械压 缩比的可变压缩比机构和能单独控制进气门的打开正时和关闭正时的可 变气门正时机构，通过随着发动机负荷降低而使进气门的关闭正时沿远 离进气下止点的方向移位来将与所需负荷对应的吸气量供给到燃烧室 内，使机械压缩比最大从而在发动机低负荷运转时获得最大膨胀比，并 且进气门的打开正时在非干涉区域中维持在大致为进气上止点的目标打 开正时，在非干涉区域中进气门至少在机械压缩比为最大的时段内不与 活塞相干涉。

附图说明

图1是火花点火式内燃发动机的概况图。

图2是可变压缩比机构的分解立体图。

图3是图示的内燃发动机的侧向剖视图。

图4是可变气门正时机构的视图。

图5是示出进气门和排气门的升程量的视图。

图6是用于解释发动机压缩比、实际压缩比和膨胀比的视图。

图7是示出理论热效率与膨胀比之间的关系的视图。

图8是用于解释普通循环和超高膨胀比循环的视图。

图9是示出机械压缩比等根据发动机负荷变化的视图。

图10是示出进气门和排气门的升程量的视图。

图11是示出进气门的打开正时IO和关闭正时IC以及机械压缩比 的变化的视图。

图12是示出进气门的打开正时IO和关闭正时IC以及机械压缩比 的变化的视图。

图13是示出进气门的打开正时IO和关闭正时IC以及机械压缩比 的变化的视图。

图14是进气门的打开正时IO的映射图。

图15是用于运转控制的流程图。

具体实施方式

图1示出火花点火式内燃发动机的侧向剖视图。