CN104919157A - 可变压缩比内燃机 - Google Patents

Abstract

具有根据第1控制轴(14)的旋转位置变更内燃机压缩比的可变压缩比机构(10)。将第1控制轴(14)和与电动机连接的第2控制轴利用连结机构(20)的控制杆(24)进行连结。将第1控制轴(14)的第1臂部(25)和控制杆(24)的一端利用第1连结销(26)可旋转地连结。从该第1连结销(26)的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，将第1连结销(26)配置在从轴承盖(30)离开的位置处，该轴承盖(30)用于可旋转地支撑第1控制轴(14)。

Description

可变压缩比内燃机

技术领域

本发明涉及一种可变压缩比内燃机，其具备能够变更内燃机压缩比的可变压缩比机构。

背景技术

以往，本申请人提出了一种可变压缩比机构，该可变压缩比机构能够利用多连杆式的活塞－曲柄机构对内燃机压缩比进行变更(例如，参照专利文献1)。这种可变压缩比机构能够通过利用电动机等致动器对第1控制轴的旋转位置进行变更，从而根据内燃机运转状态对内燃机压缩比进行变更/控制。

专利文献1：日本特开2004－257254号公报

发明内容

在为了保护其不受油或排气热等的影响而将上述可变压缩比机构的致动器配置在内燃机主体外部的构造的情况下，例如，通过连结机构将致动器和第1控制轴连结，该连结机构具备贯穿内燃机主体的侧壁的控制杆。控制杆的一端经由第1连结销与第1控制轴连结。使用固定在内燃机主体上的轴承盖，以可旋转的方式将第1控制轴的轴颈部支撑在内燃机主体侧。

在这种构造的可变压缩比内燃机中，从第1连结销的轴向观察，如果上述轴承盖的外形和第1连结销(换言之，插入该第1连结的销孔)重叠，则在组装第1连结销时，为了确保插入第1连结销的空间，需要暂时卸下轴承盖，组装作业性变差。

因此，本发明的目的在于提供一种能够提高组装作业性的新的可变压缩比内燃机。

本发明所涉及的可变压缩比机构具有：可变压缩比机构，其对应于第1控制轴的旋转位置而变更内燃机压缩比；致动器，其变更以及保持所述第1控制轴的旋转位置；以及连结机构，其将所述致动器和第1控制轴连结。该连结机构具有：第2控制轴，其与所述第1控制轴平行地配置；控制杆，其将所述第1控制轴和第2控制轴连结；第1连结销，其将从所述第1控制轴的中心向径向外侧延伸的第1臂部的前端和所述控制杆的一端可旋转地连结；以及第2连结销，其将从所述第2控制轴的中心向径向外侧延伸的第2臂部的前端和所述控制杆的另一端可旋转地连结。另外，所述可变压缩比内燃机具有轴承盖，该轴承盖固定在内燃机主体上，并可旋转地支撑所述第1控制轴的轴颈部。并且，从所述第1连结销的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，所述第1连结销配置在从所述轴承盖离开的位置。

发明的效果

根据本发明，至少在规定的压缩比姿态下，将第1连结销配置在从轴承盖离开的位置，因此能够不卸下轴承盖而在第1连结销侧利用第1连结销对控制杆和第1控制轴进行组装，组装作业性大幅提高。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例所涉及的具备可变压缩比机构的可变压缩比内燃机的剖面对应图。

图2是表示上述可变压缩比内燃机的剖面对应图。

图3是表示上述可变压缩比内燃机的与图2相反方向的剖面对应图。

图4是表示上述可变压缩比内燃机的横剖面对应图。

图5是表示上述可变压缩比内燃机的剖面对应图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。此外，图2～图5对图1进行简化描绘，图1～图5全部是表示相同实施例的剖面对应图。首先，对利用多连杆式活塞－曲柄机构的可变压缩比机构10进行说明。此外，该机构10在上述日本特开2004－257254号公报等中也进行了记载，为公知的，因此仅进行简单的说明。

在构成内燃机的主体的一部分的气缸体1中，各气缸的活塞3以可滑动的方式嵌合在气缸2内，并且可旋转地支撑有曲柄轴4。可变压缩比机构10具有：下连杆11，其可旋转地安装在曲柄轴4的曲柄销5上；上连杆12，其连结该下连杆11和活塞3；第1控制轴14，其可旋转地支撑在气缸体1等内燃机主体侧；偏心轴部15，其偏心地设置在该第1控制轴14上；以及控制连杆13，其连结该偏心轴部15和下连杆11。活塞3和上连杆12的上端经由活塞销16以可相对旋转的方式连结，上连杆12的下端和下连杆11经由上连杆侧连结销17以可相对旋转的方式连结，控制连杆13的上端和下连杆11经由控制连杆侧连结销18以可相对旋转的方式连结，控制连杆13的下端可旋转地安装在上述偏心轴部15上。

在第1控制轴14上经由具备减速器21的连结机构20，连结有电动机19，该电动机19作为该可变压缩比机构10的致动器。通过利用该电动机19变更第1控制轴14的旋转位置(角度)，从而伴随着下连杆11的姿态的变化，包含活塞上止点位置、活塞下止点位置在内的活塞行程特性发生变化，内燃机压缩比发生变化。因此，通过利用未图示的控制部对电动机19进行驱动控制，从而能够根据内燃机运转状态控制内燃机压缩比。此外，作为致动器，可以不限定于电动式的电动机19，也可以是油压驱动式的致动器。

第1控制轴14可旋转地支撑在内燃机主体的内部，内燃机主体由气缸体1、固定在该气缸体1下侧的油盘上部6等构成。另一方面，电动机19配置在内燃机主体的外部，更详细地说，安装在外壳22的内燃机后侧，该外壳22安装在油盘上部6的、进气侧的侧壁(下面称为“油盘侧壁”)7上，该油盘上部6构成内燃机主体的一部分。

减速器21将电动机19的输出轴的旋转减速并向第1控制轴14传递，例如使用具有利用波动齿轮机构的构造的减速器。此外，作为减速器，不限定于这种利用波动齿轮机构的构造，还能够使用摆线减速器等其他形式的减速器。

连结机构20中设置有与减速器21的输出轴一体构成的第2控制轴23。此外，也可以采用如下结构，即，使减速器21的输出轴和第2控制轴23独立，将两者以联动旋转的方式连结。

该第2控制轴23以可旋转的方式收容配置在设置于油盘侧壁7旁边的外壳22内，沿着油盘侧壁7在内燃机前后方向(即，与第1控制轴14平行的方向)上延伸。在润滑用的油飞散的内燃机主体内部配置的第1控制轴14和在内燃机主体的外部设置的第2控制轴23通过贯穿油盘侧壁7的控制杆24进行机械连结，14、23这两者联动旋转。此外，在油盘侧壁7以及外壳22中，贯穿形成有控制杆24所插入的狭缝24A，以堵塞该狭缝24A的周围的方式将外壳22液密地安装在油盘侧壁7上。

控制杆24的一端和第1臂部25的前端经由第1连结销26以可相对旋转的方式连结，该第1臂部25从第1控制轴14的中心向径向外侧延伸。控制杆24的另一端和第2臂部27的前端经由第2连结销28以可相对旋转的方式连结，该第2臂部27从第2控制轴23的中心向径向外侧延伸。

通过这种连杆构造，如果第1控制轴14旋转，则内燃机压缩比变化，同时第1臂部25、第2臂部27以及控制杆24的姿态发生变化，因此从电动机19到第1控制轴14的旋转动力传递路径的减速比也会变化。

曲柄轴4的主轴颈部4A和第1控制轴14的轴颈部14A通过轴承盖30可旋转地支撑在内燃机主体侧，该轴承盖30固定在作为内燃机主体的气缸体1上。轴承盖30由主轴承盖30A和副轴承盖30B构成，两者使用共同的盖安装螺栓33固定在气缸体1的分隔壁(省略图示)的下表面侧。第1控制轴14可旋转地支撑在主轴承盖30A和分隔壁之间，第2控制轴23可旋转地支撑在主轴承盖30A和副轴承盖30B之间。

还如图4所示，在第1控制轴14上，针对各个气缸设置有偏心轴部15，并且与该偏心轴部15交替地设置有轴颈部14A。并且，第1连结销26所插入的双叉形状的第1臂部25配置在气缸列方向上的中央部的轴承盖30和控制连杆13的间隙中，该第1臂部25的两个侧面和轴承盖30/控制连杆13的侧面之间的间隙设为微小的间隙(例如，2～3mm)。

接下来，在下文中列举该实施例的特征性结构以及作用效果。

[1]如图2所示，在从第1连结销26的轴向观察的曲柄轴方向视图中，至少在规定的压缩比姿态下，具体地说，在第1臂部25指向最下侧的压缩比姿态下，将第1连结销26配置在从轴承盖30向下方离开的位置。即，将第1连结销26的销孔设定为不与轴承盖30的存在范围重叠。

利用这种结构，得到如下的作用效果。第1，能够在将轴承盖30组装在气缸体1侧的状态下，利用第1连结销26组装控制杆24和第1控制轴14，无须卸下轴承盖30，因此组装作业性提高。

第2，如上所述，能够不卸下轴承盖30而容易地组装控制杆24和第1控制轴14，因此能够将控制杆24经由第2连结销28预先安装在第2控制轴23侧，即以将控制杆24预先安装在外壳22侧的状态预先进行单元化，进行该单元化的外壳的状态下的输送/交付，因此组装时的作业效率提高，并且在将外壳22组装到内燃机主体时不需要对外壳22侧进行分割，因此能够抑制/避免异物向收容有减速器21等的外壳22内的混入，质量提高。

第3，通过增大第1臂部25的尺寸以将第1连结销26配置在从轴承盖30离开的位置，从而能够相对降低作用于控制杆24的负载，降低经由控制杆24从可变压缩比机构10侧向外壳22内的第2控制轴23、电动机19侧作用的输入负载。另外，在电动机19的输出轴上安装有角度传感器的情况下，降低该角度传感器的振动，因此能够实现检测精度的提高。

第4，通过如上所述降低针对第2控制轴23的输入负载，从而能够降低第2控制轴23的轴承负载，抑制该轴承部分的磨损。

第5，通过如上所述降低针对第2控制轴23的输入负载，从而能够降低第2连结销28的轴承压力。由此，能够降低该第2连结销28所插入的、第2控制轴23的第2臂部28前端的销孔直径以及销轴衬部的壁厚。其结果，虽然如上所述增大了第1臂部25的尺寸，但是能够使第2控制轴23紧凑化，进而抑制外壳22侧的尺寸增大。

第6，通过增大上述第1臂部25的尺寸，从而能够抑制针对第1连结销26的输入负载，抑制其轴承部分的磨损。另外，随着第1臂部25的尺寸增大，成为第1控制轴14和控制杆24不易干涉的构造，不需要用于避免两者的干涉的缺口等，因此能够在充分确保第1控制轴14的油孔周围的壁厚的同时，将油孔形成得较大，以实现润滑性能的提高。

第7，通过如上所述降低针对外壳22侧的输入负载，从而能够抑制针对用于安装该外壳22的油盘上部6的输入负载，抑制油盘上部6的变形。其结果，能够抑制与油盘上部6的变形相伴随的压缩比的变动，进而抑制与共振、过度的高压缩比化相伴随的燃烧压的过度增大，避免针对致动器的异常负载输入，并且能够在确保油盘的强度/刚性的同时实现小型化/轻量化。

第8，通过如上所述降低针对控制杆24的输入负载，作用于第1控制轴14的轴承部分上的负载也降低。其结果，能够抑制分隔壁、轴承盖30的向坍塌方向的变形，抑制/避免由主运动系统的反常动作造成的针对电动机19侧的异常负载输入。

[2]更具体地说，如图2所示，将第1连结销26与第1控制轴14的中心之间的最短距离(从第1连结销26的中心至第1控制轴14的中心的距离中减去第1连结销26的半径后的距离)L1设定得大于轴承盖30的下端与第1控制轴的中心之间的最短距离L2。利用这种设定，如上所述在规定的压缩比姿态下，第1连结销26配置在从轴承盖30离开的位置。

[3]从第1连结销26的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，将第1连结销26配置在也从控制连杆13离开的位置。

由此，还如图4所示，虽然第1连结销26所插入的第1臂部25隔着2～3mm左右的微小间隙配置在控制连杆13和轴承盖30之间，但是利用上述结构，在组装第1连结销26时，也能够抑制/避免与控制连杆13的干扰，能够不卸下控制连杆13而利用第1连结销26组装控制杆24和第1控制轴14。其结果，在从控制连杆13侧插入第1连结销26的情况下，也能够取得与上述的[1]中的从轴承盖30侧插入第1连结销26的情况相同的作用效果。

[4]具体地说，还如图3所示，将第1连结销26和第1控制轴14的中心之间的最短距离L3设定得大于控制连杆13的下端和第1控制轴14的中心之间的最短距离L4。由此，如上述[3]所记载的那样，形成为如下结构，即，从第1连结销26的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，将第1连结销26配置在也从控制连杆13离开的位置。

[5]更具体地说，如图2及图3所示，在第1臂部25的前端相对于第1控制轴14的中心指向下方的姿态时，成为上述规定的压缩比姿态，将第1连结销26配置在从轴承盖30和控制连杆13这两者离开的位置。

[6]在油盘上部6的下表面侧开口形成有开口部6A，以闭塞该开口部6A的方式安装浅盘状的油盘下部8。通过该油盘上部6和油盘下部8，构成贮存机油的油盘。并且，设定为油盘上部6的开口部6A位于第1连结销26的下方。即，构成为第1连结销26配置在油盘上部6的开口部6A的上方。

由此，能够在将第1控制轴14、油盘上部6组装在内燃机主体侧的状态下，从油盘上部6的开口部6A穿过并利用第1连结销26组装控制杆24和第1控制轴14。因此，如上所述，能够在将控制杆24预先组装在外壳22侧而单元化的状态下，将该控制杆24经由第1连结销26组装到第1控制轴14上，该第1控制轴14组装于内燃机主体上，作业性明显提高，并且能够在将电动机19、减速器21组装在外壳22上的状态下，即在进行了质量保证的状态下进行组装，能够实现质量的提高。

[7]另外，如图5所示，在规定的压缩比姿态即第1臂部25的前端指向下方(沿气缸轴方向与燃烧室相反的侧、即曲柄箱侧的方向)的姿态时，第1臂部25的前端位于从油盘上部6的下端向下方规定距离L5的位置，该第1臂部25的前端从油盘上部6的开口部6A向下方伸出。

通过如上述所示使第1连结销26的前端从开口部6A向下方伸出，从而在组装第1连结销26时，能够对组装该第1连结销26的第1臂部25的下端部进行目视，能够进一步提高组装时的作业性。

[8]进一步而言，在最高压缩比或者最低压缩比的姿态时，即在第1控制轴14朝一侧扭转最多的旋转位置时，成为上述规定的压缩比姿态，将第1连结销26配置在从轴承盖30和控制连杆13这两者离开的位置。

[9]如图2、图3以及图5所示，设定为相对于从第1控制轴14的中心和第2控制轴23的中心通过的直线，第1臂部25的凸出方向和第2臂部27的凸出方向成为彼此相反的方向。

通过如上述所示使凸出方向为相反朝向，与设定为同向的情况相比，第1，能够缩短控制杆24的长度，提高控制杆24的刚性。其结果，能够抑制共振，降低电动机19、安装在该电动机19上的角度传感器的振动。

第2，能够使控制杆24和控制连杆13所夹的角的角度较窄，降低作用于第1控制轴14的轴承部分上的负载。其结果，能够抑制分隔壁、轴承盖30的坍塌变形。

第3，通过使凸出方向为相反朝向，从而能够将控制杆24所贯穿的油盘侧壁7的狭缝24A配置在外壳22的侧壁的范围内，该外壳22的侧壁固定在油盘上部6的油盘侧壁7上。因此，狭缝24A不会横跨气缸体1或油盘下部8而形成，能够抑制/避免与狭缝24A的形成相伴随的刚性的降低、密封性的降低。

[10]并且，如图5所示，将第2连结销28与第2控制轴23的中心之间的最短距离L6设定得大于第2控制轴23的轴颈部23A的半径L7，该第2控制轴23可旋转地支撑在外壳22上。

由此，第2臂部28形成为从轴颈部23A向径向外侧伸出的形状，第2连结销28所插入的、第2控制轴23的销孔不会与轴颈部23A重叠，能够容易地加工该销孔。另外，如上述所示，对应于第1臂部25的长度的增大，第2臂部27的长度也增大，由此，能够将连结机构20的减速比特性设定为适当的特性。

如上所述，基于具体的实施例说明了本发明，但本发明并不限定于上述实施例，而是包含各种变形/变更。例如，在上述可变压缩比机构中，将控制连杆与下连杆连结，但也能够采用将控制连杆与上连杆连结的构造。

Claims (11)

1.一种可变压缩比内燃机，其具有：

可变压缩比机构，其对应于第1控制轴的旋转位置而变更内燃机压缩比；

致动器，其变更以及保持所述第1控制轴的旋转位置；以及

连结机构，其将所述致动器和第1控制轴连结，

该连结机构具有：

第2控制轴，其与所述第1控制轴平行地配置；

控制杆，其将所述第1控制轴和第2控制轴连结；

第1连结销，其将从所述第1控制轴的中心向径向外侧延伸的第1臂部的前端，和所述控制杆的一端可旋转地连结；以及

第2连结销，其将从所述第2控制轴的中心向径向外侧延伸的第2臂部的前端，和所述控制杆的另一端可旋转地连结，

并且，所述可变压缩比内燃机具有轴承盖，该轴承盖固定在内燃机主体上，并且可旋转地支撑所述第1控制轴的轴颈部，

从所述第1连结销的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，所述第1连结销配置在从所述轴承盖离开的位置。

2.根据权利要求1所述的可变压缩比内燃机，其中，

将所述第1连结销与第1控制轴的中心之间的最短距离设定为，大于所述轴承盖的下端与所述第1控制轴的中心之间的最短距离。

3.根据权利要求1或2所述的可变压缩比内燃机，其中，

所述可变压缩比机构具有：下连杆，其可旋转地安装在曲柄轴的曲柄销上；上连杆，其将该下连杆和活塞连结；以及控制连杆，其将所述下连杆或者上连杆和偏心地设置在所述第1控制轴上的偏心轴部连结，

从所述第1连结销的轴向观察，至少在规定的压缩比姿态下，所述第1连结销配置在从所述控制连杆离开的位置。

4.根据权利要求3所述的可变压缩比内燃机，其中，

将所述第1连结销与第1控制轴的中心之间的最短距离设定为，大于所述控制连杆的下端与所述第1控制轴的中心之间的最短距离。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可变压缩比内燃机，其中，

构成为在所述规定的压缩比姿态时，所述第1臂部的前端相对于所述第1控制轴的中心而指向下方。

6.根据权利要求5所述的可变压缩比内燃机，其中，

贮存机油的油盘由油盘上部和浅盘状的油盘下部构成，所述油盘上部在下表面形成有开口部，所述油盘下部安装在所述油盘上部的开口部处，

所述油盘上部的开口部位于所述第1连结销的下方。

7.根据权利要求6所述的可变压缩比内燃机，其中，

在所述规定的压缩比姿态下，所述第1臂部的前端从所述油盘上部的开口部向下方伸出。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的可变压缩比内燃机，其中，

所述规定的压缩比姿态是最高压缩比或者最低压缩比的姿态。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可变压缩比内燃机，其中，

设定为相对于穿过所述第1控制轴的中心和第2控制轴的中心的直线，所述第1臂部的凸出方向和第2臂部的凸出方向成为彼此相反的方向。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可变压缩比内燃机，其中，

所述第2连结销与第2控制轴的中心之间的最短距离设定为，大于第2控制轴的轴颈部的半径，所述第2控制轴可旋转地支撑在外壳上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的可变压缩比内燃机，其中，

所述第1控制轴配置在内燃机主体的内部，

另一方面，所述第2控制轴收容配置在外壳内，所述外壳安装在内燃机主体的侧壁上，

并且，所述控制杆贯穿在内燃机主体的侧壁上形成的狭缝。