CN104411958A - 可变压缩比内燃机的促动器安装结构 - Google Patents

可变压缩比内燃机的促动器安装结构 Download PDF

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Abstract

具有可变压缩比机构和促动器，其中，可变压缩比机构根据控制轴的旋转位置变更内燃机压缩比，促动器旋转驱动控制轴。在作为内燃机主体的油底壳上部(12)的进气侧的侧壁上设置有促动器安装部(40)，在该促动器安装部(40)上使用多个固定螺栓固定促动器。在多个固定螺栓中位于曲轴方向的两侧的两个固定螺栓的螺栓间距离(46)内，设置用于提高促动器安装部(40)的刚性的第一刚性提高部(41)和第二刚性提高部(42)。

Description

可变压缩比内燃机的促动器安装结构
技术领域
本发明涉及具备可变压缩比机构的内燃机，特别是涉及提高安装在内燃机主体的侧壁上的促动器壳体的刚性的技术。
背景技术
例如专利文献1所记载那样，驱动可变压缩比机构的控制轴的促动器使用多个固定螺栓安装在固定于气缸体下方的油底壳上部的侧壁上。作为这种将促动器安装在内燃机主体的侧壁上的安装结构的一例，在专利文献2中记载了横跨上气缸盖和下气缸盖两个部件固定可变气门装置的促动器的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2012－102713号公报
专利文献2：(日本)特开2011－220311号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在可变压缩比机构的促动器上，因为反复作用比作为主运动系统的活塞-曲轴机构侧大的燃烧负载、惯性负载，所以对设置在内燃机主体的侧壁上的促动器安装部要求非常高的刚性。但是，如所述专利文献2所记载那样，如果将促动器横跨固定在两个部件的侧壁上，则为了确保密封性，需要精确且齐面地加工两个部件的侧壁，该加工作业困难且不能避免成本增加。
本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提高可变压缩比机构的促动器安装在内燃机主体上的安装刚性。
用于解决课题的技术方案
具有：可变压缩比机构，其根据控制轴的旋转位置变更内燃机压缩比；促动器，其旋转驱动所述控制轴。促动器使用多个固定螺栓固定在设置于内燃机主体的侧壁的促动器安装部上。在这些多个固定螺栓中位于曲轴方向的两侧的两个固定螺栓的螺栓间距离内，设置用于提高所述促动器安装在促动器安装部上的安装刚性的刚性提高部。
作为刚性提高部的一例，例如在设置有促动器安装部的油底壳上部的下面侧，设置固定油底壳下部的油底壳上部下面侧凸缘部，该凸缘部的一部分位于所述螺栓间距离内而构成所述刚性提高部之一的第一刚性提高部。
另外，固定设置有促动器安装部的油底壳上部和气缸体的螺栓所插通的螺栓凸台部位于所述螺栓间距离内而构成所述刚性提高部之一的第二刚性提高部。
发明效果
根据本发明，在用于将促动器安装于促动器安装部的多个螺栓的气缸轴向的螺栓间距离内设置刚性提高部，从而能够提高可变压缩比机构的促动器安装在内燃机主体上的安装刚性，进而能够提高连杆部件的定位精度，并且提高压缩比控制精度。
附图说明
图1是简略地表示本发明一实施例的可变压缩比内燃机的结构图；
图2是表示本实施例的促动器安装结构的立体图；
图3是表示本实施例的促动器安装结构的立体图；
图4是表示从斜下方看到的应用了本实施例的促动器安装结构的油底壳上部的立体图；
图5是表示本实施例的促动器安装结构的侧视图；
图6是表示本实施例的促动器安装结构的局部剖开立体图。
具体实施方式
以下，根据图示实施例说明本发明。参照图1，在内燃机10的气缸体11的下方固定构成油底壳的上部的油底壳上部12，在该油底壳上部12的下方以如后述那样堵塞在油底壳上部12的下面侧开口形成的下面开口部的方式固定构成油底壳的下部的油底壳下部(省略图示)。在气缸体11的各气缸14中可往返移动地配置有活塞15，该活塞15和曲轴16通过利用了多连杆式活塞-曲轴机构的可变压缩比机构20来连结。需要说明的是，在图1中为了清楚地表示而仅示意性地描绘了构成可变压缩比机构20的各连杆部件的连杆中心线。
该可变压缩比机构20是如上述日本特开2012－102713号公报所记载那样的公知机构，简单说明如下：该该可变压缩比机构20具有：在曲轴16的曲柄销17上可旋转地安装的下连杆21、连结下连杆21和活塞15的上连杆22、连结下连杆21和控制轴24的控制连杆23。活塞15和上连杆22的上端利用活塞销25可相对旋转地连结，下连杆21和上连杆22的下端利用第一连结销26可相对旋转地连结，下连杆21和控制连杆23的上端利用第二连结销27可相对旋转地连结。控制轴24可旋转地支承于作为内燃机主体的油底壳上部12的内部，控制连杆23的下端可旋转地安装于偏离该控制轴24的旋转中心的偏心轴部28上。
由促动器30旋转驱动控制轴24。利用该促动器30变更控制轴24的旋转位置，由此，由控制连杆23进行的下连杆21运动的限制条件发生变化，从而包含活塞15的上止点位置和下止点位置的活塞行程特性发生变化，内燃机压缩比连续地发生变化。因此，通过根据内燃机运转状态控制促动器30的动作，可以连续地变更内燃机压缩比。
促动器30是在促动器壳体30A内收容电动机或液压机构等的促动器主体、减速机等并将其单元化的装置，其使用多个固定螺栓(省略图示)与一体地设置在油底壳上部12的进气侧的侧壁上的促动器安装部40紧固固定。在连结该控制轴24和促动器30的输出轴31的连结机构上设置杆32，该杆32插通贯通促动器安装部40而形成的狭缝35。该杆32的一端与从控制轴24的旋转中心沿径向延伸的第一臂部33的前端连结，杆32的另一端与从促动器30的输出轴31的旋转中心沿径向延伸的第二臂部34的前端连结。因此，促动器30构成为，当促动器30的输出轴31旋转时，随着杆32的平移运动，控制轴24旋转。
利用作为主运动系统的多连杆式活塞-曲轴机构的可变压缩比机构20对该促动器30反复作用较大的燃烧负载F1、惯性负载。对活塞15作用的燃烧负载F1经由上连杆22、下连杆21及控制连杆23转换为控制轴24的旋转扭矩F2，该旋转扭矩F2经由杆32等作为促动器30的输出轴31的旋转扭矩F3发挥作用。促动器30的输出轴31可旋转地支承于促动器30的外壳30A的轴承部分，因此，旋转扭矩F3以外的负载成分主要作为与促动器安装部40的安装面正交的方向的负载F4经由促动器壳体30A作用于油底壳上部12侧壁的促动器安装部40上。因此，对促动器安装部40要求抵抗负载F4的较高的刚性。
于是，在本实施例中，为了得到能够对抗该负载F4的输入的较高的刚性，对促动器安装部40设置两个刚性提高部41、42。参照图2～图6对这种促动器安装部40及刚性提高部41、42的具体结构进行详细说明。
促动器安装部40一体地形成于由铝合金等适当的金属材料通过铸造制成的油底壳上部12的进气侧的侧壁上，图2中也有图示，该促动器安装部40形成为从油底壳上部12的侧壁局部地突出的具有规定厚度的厚壁矩形板状。液密地固定促动器30的促动器安装部40的安装面40A通过加工而形成为平坦面。在该促动器安装部40的四角形成有用于紧固固定促动器30的固定螺栓所螺合的四个螺栓孔43。另外，在促动器安装部40的中央部贯通形成有上述杆32插通的狭缝35。虽图中未图示，但在促动器安装部40上贯通形成有用于供给排出润滑油的油孔，通过这些油孔和上述狭缝35，在油底壳内部和促动器30内部之间进行润滑油的供给排出。
在油底壳上部12的下面侧的开口周缘部，形成有安装油底壳下部以堵塞该开口周缘部的油底壳上部下面侧凸缘部44。图4中也有图示，该油底壳上部下面侧凸缘部44形成为规定厚度的带状，每隔适当间隔形成有供油底壳下部安装用螺栓插通的多个油底壳下部安装用螺栓孔45。
如图4所示，该油底壳上部下面侧凸缘部44的一部分，具体而言，油底壳上部下面侧凸缘部44的沿内燃机宽度方向延伸的边部44A配置成在曲轴方向L上与促动器安装部40重叠。即，在将促动器30固定于促动器安装部40的多个固定螺栓(螺栓孔43)中位于曲轴方向L的两端的两个螺栓(螺栓孔43)之间的螺栓间距离46的范围内，配置油底壳上部下面侧凸缘部44的一部分即边部44A。
另外，如图5所示，在内燃机上下方向(图5的上下方向)上，促动器安装部40的下端部分配置成与油底壳上部下面侧凸缘部44部分重叠，因此，图4中也有图示，实质上油底壳上部下面侧凸缘部44的边部44A与促动器安装部40相连而构成从该促动器安装部40沿内燃机宽度方向延伸的梁结构，构成提高促动器安装部40的、特别是下方部分的安装刚性的第一刚性提高部41。即，该第一刚性提高部41具有对促动器安装部40的下侧部分追加内燃机宽度方向(内燃机左右方向)的加强筋那样的作用，由此大幅提高促动器安装部40的内燃机宽度方向的刚性。
另外，如图6所示，在气缸体11的相邻的气缸14之间设置有板状的块壁47。而且，作为第一刚性提高部41发挥作用的油底壳上部下面侧凸缘部44的边部44A配置为曲轴方向L的位置与块壁47一致。由此，如图6的剖面所示，在与曲轴方向L正交的截面上，由气缸体11的块壁47、包含油底壳安装部40的油底壳上部12的侧壁和油底壳上部下面侧凸缘部44的一边部44A(第一刚性提高部41)形成闭截面的矩形梁形的结构，能够大幅提高促动器安装部40的刚性。
接着，对第二刚性提高部42进行说明。图4～图6中也有图示，在气缸体11的下面侧的开口周缘部一体地形成有向径向外方突出的具有规定厚度的气缸体下面侧凸缘部51，并且在油底壳上部12的上面侧的开口周缘部一体地形成有向径向外方突出的具有规定厚度的油底壳上部上面侧凸缘部52。在这些气缸体下面侧凸缘部51及油底壳上部上面侧凸缘部52上，每隔适当间隔设置有利用固定螺栓共同紧固固定的多个螺栓凸台部53。各螺栓凸台部53形成为从凸缘部51、52半圆弧状地突出的厚壁形状，以使刚性局部地比凸缘部51、52的一般部高。
如图4所示，在这多个螺栓凸台部53中邻接的两个螺栓凸台部53A在曲轴方向L上配置于上述促动器安装部40的螺栓间距离46内。另外，如图5所示，在内燃机上下方向上，促动器安装部40的上端部分配置于油底壳上部上面侧凸缘部52的附近。因此，配置于螺栓间距离46内的两个螺栓凸台部53A形成为实质上与促动器安装部40相连的形状，这些两个螺栓凸台部53A作为提高促动器安装部40的、特别是上侧部分的刚性的第二刚性提高部42发挥作用。
以下，对这种结构的本实施例的作用效果进行说明。如以上所述的现有技术那样，假设构成为将促动器安装部跨设在气缸体11和油底壳上部12的两个部件上，并在该促动器安装部上固定促动器的结构的情况下，虽然提高了安装刚性，但在促动器安装部上形成有狭缝35、油孔的情况下，确保其密封性是极其困难的。在本实施例中，仅在油底壳上部12的一个部件上设定促动器安装部40。由此，能够容易且高精度地将具有规定壁厚的促动器安装部40的安装面40A加工成平坦面，通过在该安装面40A上经由适当的密封部件(省略图示)安装促动器30，容易确保密封性。
但是，这样仅在油底壳上部12上设定促动器安装部40的情况下，促动器安装部40的刚性，特别是针对与安装面40A正交的方向的负载F4(参照图1)的刚性的确保成为较大的课题，但在本实施例中，通过设置上述两个刚性提高部41、42，能够确保促动器安装部40的刚性，并同时实现促动器安装部40中的密封性的确保和刚性的确保。这样通过提高促动器安装部40的刚性，提高了连杆部件的位置精度，提高了压缩比可变控制的精度，还提高了促动器安装部40的强度和耐久性。
特别是在本实施例中，对促动器安装部40的下侧部分，利用作为第一刚性提高部41的油底壳上部下面侧凸缘部44的边部44A提高了刚性，而对促动器安装部40的上侧部分，利用作为第二刚性提高部42的两个螺栓凸台部53A提高了刚性，由此能够在内燃机上下方向的整个长度上平衡良好地提高了刚性，并且是使用了已有的凸缘部和螺栓凸台部的结构，因此，不需要为了提高刚性而额外地设定厚壁部分等，从而能够实现形状的简化和轻量化。
另外，在该实施例中，为了进一步提高刚性，将位于该螺栓间距离46内的两个螺栓凸台部53A的间隔(间距)设定为比配置于该促动器安装部40以外的其它螺栓凸台部53的间隔(间距)更窄，以便在促动器安装部40的螺栓间距离46内配置邻接的多个(两个)螺栓凸台部53A。
如上所述，基于具体实施例说明了本发明，但本发明不限定于上述实施例，包含各种变形、变更。例如，在上述实施例中，避开成为高温的排气侧的侧壁，在进气侧的侧壁上设置了促动器安装部，但也可以设置在排气侧的侧壁上。另外，将作为第二刚性提高部42的多个螺栓凸台部53A配置于螺栓间距离46内，但也可以仅配置一个螺栓凸台部。

Claims (8)

1.一种可变压缩比内燃机的促动器安装结构，该可变压缩比内燃机具有：
可变压缩比机构，其根据控制轴的旋转位置变更内燃机压缩比；
促动器，其旋转驱动所述控制轴；
在该促动器安装结构中，
所述促动器使用多个固定螺栓固定在设置于内燃机主体的侧壁的促动器安装部上；
在所述多个固定螺栓中位于曲轴方向的两侧的两个固定螺栓的螺栓间距离内，设置有用于提高所述促动器安装在促动器安装部上的安装刚性的刚性提高部。
2.如权利要求1所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
所述促动器安装部设置在固定于气缸体下方的油底壳上部的侧壁上，
在形成于该油底壳上部的下面侧的油底壳上部下面侧凸缘部上固定有油底壳下部，
该油底壳上部下面侧凸缘部的一部分位于所述螺栓间距离内而构成所述刚性提高部之一的第一刚性提高部。
3.如权利要求2所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
在气缸体的相邻的气缸间设置有块壁，
所述第一刚性提高部配置成曲轴方向的位置与所述块壁一致。
4.如权利要求1～3中任一项所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
所述促动器安装部设置于固定在气缸体下方的油底壳上部的侧壁上，
固定所述油底壳上部和所述气缸体的螺栓所插通的螺栓凸台部位于所述螺栓间距离内而构成所述刚性提高部之一的第二刚性提高部。
5.如权利要求4所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
在所述螺栓间距离内设置有构成所述第二刚性提高部的多个螺栓凸台部。
6.如权利要求1～5中任一项所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
具有连结所述促动器和控制轴的连结机构，
该连结机构包含杆，该杆插通贯通所述促动器安装部而形成的狭缝。
7.如权利要求1～6中任一项所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
所述可变压缩比机构具有：能够旋转地安装在曲轴的曲柄销上的下连杆、连结该下连杆和活塞的上连杆、一端与所述下连杆连接的控制连杆，
该控制连杆的另一端能够旋转地安装在所述控制轴的偏心轴部。
8.如权利要求1～7中任一项所述的可变压缩比内燃机的促动器安装结构，其中，
所述促动器安装部设置在所述内燃机主体的进气侧侧壁上。
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