CN105579684B - 内燃机的多连杆式活塞曲柄机构 - Google Patents

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Abstract

销座油路(35)的一端侧开口(35a)在上连杆(3)的销座部(14)的内周面上开口，另一端侧开口(35b)在上连杆(3)的销座部(14)的外周面上开口。下连杆油路(36)具有：一端侧开口(36a)，其在与上连杆(3)的销座部(14)的外周面相对的下连杆(2)的销座相对面(33)上开口；以及另一端侧开口(36b)，其在曲柄销轴承面(37)上开口。下连杆油路(36)形成为在规定的曲柄角时，指向销座油路(35)的另一端侧开口(35b)的端缘中的、上连杆(3)一端侧的端缘。

Description

内燃机的多连杆式活塞曲柄机构
技术领域
本发明涉及内燃机的多连杆式活塞曲柄机构。
背景技术
当前，已知如下多连杆式活塞曲柄机构，其构成为具备：上连杆，其一端经由活塞销而与活塞连结；下连杆，其经由上销而与上述上连杆的另一端连结，且与曲轴的曲柄销连结；以及控制连杆，其一端在内燃机主体侧被支撑为能够摆动，且另一端经由控制销而与上述下连杆连结。
活塞所受到的较大的燃烧压力经由活塞销、上连杆、上销而被从上销轴承部向这种下连杆输入。与此同时，为了与该载荷取得平衡，在曲柄销轴承部、控制销轴承部也产生载荷。因此，这些轴承部的面压力与通常的单连杆式的往复式发动机相比更严重，为了防止磨损、烧伤，要求维持充分的润滑状态。
例如，专利文献1中公开有以如下方式构成的多连杆式的活塞曲柄机构，其具有：油路，其在曲轴内部形成；曲柄销油路，其在曲柄销的内部形成；下连杆油路，其在下连杆处形成；以及销座(pin boss)油路，其在以能够旋转的方式与上销嵌合的上连杆的销座部处形成，在曲轴轴向上观察时位于下连杆油路的延长线上，在规定曲柄角时，曲柄销油路和下连杆油路连通，从下连杆油路喷出的润滑油的一部分经由销座油路而向上销轴承部供给。
然而，如果下连杆油路相对于销座油路未被设定于适当的位置，则上销轴承部的耐烧伤性因润滑油的供给不足而降低。例如，在内燃机的运转区域为高速旋转区域时，因惯性力而使得润滑油难以朝向下连杆油路的开口的方向溅出，在曲轴轴向上观察时销座油路位于下连杆油路的延长线上的结构中，存在未必能够将充足的润滑油供给至销座油路的可能性。
专利文献1：日本特开2010-185329号公报
发明内容
本发明的多连杆式活塞曲柄机构在规定曲柄角时，曲柄销油路和下连杆油路连通，从该下连杆油路的一端侧开口喷出润滑油，所述多连杆式活塞曲柄机构的特征在于，下连杆油路的一端侧开口形成为在上述规定曲柄角时，在曲轴轴向上观察时指向销座油路的另一端侧开口的端缘中的、形成有该销座油路的销座部的行进方向侧的端缘。
由此，形成有销座油路的销座部在刚达到规定曲柄角之后的定时(timing)，移动至从下连杆油路的一端侧开口预先喷射有润滑油的喷雾区域。
根据本发明，即使内燃机处于高速旋转区域中，也能够在销座部通过从下连杆油路的一端侧开口预先喷射有润滑油的喷雾区域时，将喷雾区域内的润滑油从销座油路等导入并供给至销座部的轴承部分。因此，能够使向销座部的轴承部分供给的润滑油相对增加，能够提高销座部的耐烧伤性。
附图说明
图1是示意地表示本发明所涉及的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的说明图。
图2是放大表示本发明的要部的说明图。
图3是展开表示本发明所涉及的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的曲柄销轴承面的说明图。
图4是展开表示对比例的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的曲柄销轴承面的说明图。
图5是放大表示本发明的要部的说明图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的一个实施例进行详细说明。
图1是示意地表示应用了本发明的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构1的从曲轴轴向观察的概略结构的说明图。
该多连杆式活塞曲柄机构1以后述的3个连杆(下连杆2、上连杆3、控制连杆4)为主体，在本实施例中构成能够对活塞上止点位置进行变更的可变压缩比机构。
曲轴5具备多个轴颈部6和曲柄销7，在气缸体8的主轴承处将轴颈部6支撑为能够旋转。曲柄销7以规定量相对于轴颈部6偏心，这里，下连杆2安装为能够旋转。
下连杆2为了向曲柄销7组装而构成为能够分割成上下的2个部件。即，下连杆2大致由沿从曲柄销7中心通过的分割面9上下分割的一对下连杆分割部件10、11构成。
上连杆3的处于一端侧的上端通过活塞销12而能够旋转地安装于活塞13，处于另一端侧的下端的销座部14通过第1连结销15而能够转动地与下连杆2的一端侧销座部16连结。活塞13在气缸体8的气缸17内往返移动。
对下连杆2的运动进行限制的控制连杆4的处于一端侧的下端经由控制轴18而能够旋转地与成为内燃机主体的一部分的气缸体8的下部连结，处于另一端侧的上端的销座部19通过第2连结销20而能够旋转地与下连杆2的另一端侧销座部21连结。控制轴18在内燃机主体被支撑为能够旋转，并且具有相对于其旋转中心偏心的偏心凸轮部22。控制连杆4的处于一端侧的下端能够旋转地与偏心凸轮部22连结。利用基于来自发动机控制单元(未图示)的控制信号而进行动作的压缩比控制用的致动器(未图示)对控制轴18的转动位置进行控制。
在这种多连杆式活塞曲柄机构1中，如果利用压缩比控制用的致动器使得控制轴18转动，则偏心凸轮部22的中心位置、特别是相对于内燃机主体的相对位置发生变化。由此，控制连杆4的下端的摆动支撑位置发生变化。而且，如果控制连杆4的摆动支撑位置发生变化，则活塞13的行程发生变化，活塞上止点(TDC)处的活塞13的位置升高或降低。由此，能够改变内燃机压缩比。
另外，在曲柄销7中形成有曲柄销油路31。曲柄销油路31在曲轴轴向上观察时从曲柄销中心通过，并在曲柄销7内部以直线状沿径向延伸，在本实施例中，其两端分别在曲柄销7的外周面上开口。经由沿曲轴5的轴向延伸的轴向油路32而将利用未图示的油泵加压后的润滑油向该曲柄销油路31供给。
下连杆2的一端侧销座部16设置于下连杆分割部件10处，形成为两股状而将上连杆3的位于另一端侧的销座部14夹入，并与销座部14的一对外侧面相对。第1连结销15以能够旋转的方式将上连杆3的销座部14贯通，其两端通过压入的方式而被固定于形成为两股状的下连杆2的一端侧销座部16处。在该一端侧销座部16之间设置有与上连杆3的销座部14的外周面相对的细长的销座相对面33。该销座相对面33形成为曲面。
下连杆2的另一端侧销座部21设置于下连杆分割部件11处，形成为两股状而将控制连杆4的位于另一端侧的销座部19夹入，并与销座部19的一对外侧面相对。第2连结销20以能够旋转的方式将控制连杆4的销座部19贯通，其两端通过压入的方式而被固定于形成为两股状的下连杆2的另一端侧销座部21处。在该另一端侧销座部21之间设置有与控制连杆4的销座部19的外周面相对的细长的销座相对面34。该销座相对面34形成为曲面。
而且，在本实施例的多连杆式活塞曲柄机构1中，如图2所示，在上连杆3的位于另一端侧的销座部14处形成有销座油路35，在下连杆分割部件10上形成有下连杆油路36。
销座油路35是在销座部14的一个外侧面上形成的槽，一端侧开口35a在上连杆3的销座部14的内周面上开口，另一端侧开口35b在上连杆3的座部14的外周面上开口。此外，还能够使销座油路35形成为将销座部14贯通的贯通孔。
下连杆油路36是将下连杆分割部件10贯通的贯通孔，该下连杆油路36具有：一端侧开口36a，其在销座相对面33上开口；以及另一端侧开口36b，其在曲柄销轴承面37上开口。另外，下连杆油路36形成为在规定的曲柄角(例如下止点)时与曲柄销油路31连通而从其一端侧开口36a喷出润滑油。
并且，该下连杆油路36形成为在上述规定的曲柄角时指向在上连杆3的销座部14处所形成的销座油路35的另一端侧开口35b的端缘中的、销座部14的行进方向侧的端缘。换言之，下连杆油路36形成为在上述规定的曲柄角时指向在上连杆3的销座部14所形成的销座油路35的另一端侧开口35b的端缘中的、上连杆3一端侧的端缘。
形成有销座油路35的上连杆3的另一端侧的销座部14，随着活塞位置从上述规定曲柄角的位置趋向上止点，一边向图2中的箭头所示的方向进行旋转、移动而使得上连杆3和下连杆2的夹角增大，一边向从下连杆油路36的一端侧开口36a预先喷射的润滑油的喷雾区域S移动。因此，即使内燃机处于高速旋转区域内，也能够将处于喷雾区域S内的润滑油从销座油路35导入并供给至上连杆3的销座部14的轴承部分处。
即，即使内燃机的运转区域为高速旋转区域，与在销座油路35位于下连杆油路36的延长线上的定时从下连杆油路36喷射润滑油的情况相比，也能够更高效地将润滑油供给至上连杆3的销座部14的轴承部分处。
由此，能够使供给至上连杆3的位于另一端侧的销座部14的轴承部分的润滑油相对增加，能够提高上连杆3的销座部14的耐烧伤性。
另外，下连杆油路36是形成为相对于上述分割面9即一对下连杆分割部件10、11的接合面正交的贯通孔。因此，在本实施例中，在曲柄销轴承面37上开口的下连杆油路36的另一端侧开口36b如图3所示，沿曲柄销轴承面周向而形成为细长的长孔形状。这里，如果沿曲柄销轴承面37的径向而形成下连杆油路36，则如图4所示，在曲柄销轴承面37开口的下连杆油路36的另一端侧开口36b大致形成为正圆形状。此外，图3、图4是示意地展开表示下连杆2的曲柄销轴承面37的说明图，图3及图4中的左右方向相当于曲柄销轴承面37的周向。
在曲柄销轴承面37上，如图3、图4中箭头所示，在输入载荷时产生沿曲柄销轴承面周向的拉伸应力。因此，下连杆油路36的另一端侧开口36b被该拉伸应力沿曲柄销轴承面周向拉伸。然而，在本实施例中，下连杆油路36的另一端侧开口36b沿曲柄销轴承面周向形成为细长的长孔形状，因此由于沿曲柄销轴承面周向的拉伸应力而被拉伸的部分P1、P2的曲率相对变小。
因此，与下连杆油路36的另一端侧开口36b的形状大致形成为正圆形状的情况相比，使得朝向下连杆油路36的另一端侧开口36b的应力集中缓和，能够使在下连杆油路36的另一端侧开口36b处产生的应力降低，总体来说能够提高下连杆2的疲劳强度。
此外，对于下连杆油路36的一端侧开口36a，在本实施例中也形成为长孔形状。更具体而言，下连杆油路36的一端侧开口36a沿销座相对面33的长度方向而形成为细长的长孔形状。在销座相对面33上，在输入载荷时产生沿销座相对面长度方向的拉伸应力，因此下连杆油路36的一端侧开口36a由于该拉伸应力而沿销座相对面长度方向被拉伸。然而，下连杆油路36的一端侧开口36a沿销座相对面长度方向而形成为细长的长孔形状，因此与上述的另一端侧开口36b的情况相同，由于沿销座相对面长度方向的拉伸应力而被拉伸的部分的曲率相对变小。因此，使得朝向下连杆油路36的一端侧开口36a的应力集中缓和，能够使在下连杆油路36的一端侧开口36a处产生的应力降低，通常能够提高下连杆2的疲劳强度。
另外，下连杆油路36设定为与分割面9正交，因此能够以分割面9为要点(基准)而容易地进行下连杆油路36的机械加工，与沿曲柄销轴承面37的径向形成下连杆油路36的情况相比，能够降低加工成本。
而且，如图1所示，下连杆油路36设定为相对于在最大燃烧载荷作用于活塞时向下连杆2的输入载荷F1的输入位置偏置，因此能够提高下连杆2的疲劳强度。
并且，上连杆3的位于另一端侧的销座部14如图5所示，形成为越趋向其基端侧则厚度相对越薄，越趋向该销座部14基端侧则轴承部分的面积相对越小。因此，对于上连杆3的销座部14的轴承部分而言，在销座部14从喷雾区域S通过时，在销座油路35的基础上，还从上连杆3的销座部14基端侧将润滑油供给至轴承部分，能够实现上连杆3的销座部14的耐烧伤性的进一步的提高。
此外，在上述实施例中，形成为从曲柄销油路31将润滑油供给至下连杆2和上连杆3的连结部分的结构，但即使在从曲柄销油路31对下连杆2和控制连杆4的连结部分供给润滑油的结构中，也能够应用本申请发明。即，例如可以在控制连杆4的位于另一端侧的销座部19处形成销座油路，在下连杆2的另一端侧销座部21处形成下连杆油路，该下连杆油路的一端在另一端侧销座部21之间的销座相对面34上开口、且另一端在曲柄销轴承面37上开口。该情况下的下连杆油路形成为，在规定的曲柄角时与曲柄销油路31连通，并且指向在控制连杆4的销座部19所形成的销座油路的另一端侧开口的端缘中的、销座部19的行进方向侧的端缘。但是，对于向下连杆2的输入载荷，在与上连杆3的连结部分侧比在与控制连杆4的连结部分相对更大，因此对于因使得下连杆油路的开口形成为长孔形状而产生的下连杆油路开口的降低应力集中效果而言，在上连杆侧形成的下连杆油路中的该效果相对更大。
另外，本申请发明还能够应用于多连杆式活塞曲柄机构1未构成可变压缩比机构的结构中。

Claims (7)

1.一种内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其具有：
下连杆，其能够旋转地安装在曲轴的曲柄销处；
上连杆，其一端能够旋转地与活塞的活塞销连结，另一端的销座部经由第1连结销而能够旋转地与上述下连杆连结；以及
控制连杆，其一端支撑于内燃机主体侧，另一端的销座部经由第2连结销而能够旋转地与上述下连杆连结，
所述多连杆式活塞曲柄机构具有：
曲柄销油路，其在曲柄销的内部沿径向延伸，一端在曲柄销的外周面上开口；
销座油路，其在上述上连杆或者上述控制连杆的至少一者的销座部处形成，一端在该销座部的内周面上开口，另一端在该销座部的外周面上开口；以及
下连杆油路，其在上述下连杆处形成，一端在与上述销座部的外周面相对的销座相对面上开口，另一端在曲柄销轴承面上开口，
在规定曲柄角时，上述曲柄销油路和上述下连杆油路连通，并从该下连杆油路的一端侧开口喷出润滑油，
在所述多连杆式活塞曲柄机构中，
上述下连杆油路的一端侧开口形成为在上述规定曲柄角时，在曲轴轴向上观察时指向上述销座油路的另一端侧开口的端缘中的、形成有该销座油路的销座部的行进方向侧的端缘。
2.根据权利要求1所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述下连杆是由夹着上述曲柄销而被固定的一对下连杆分割部件构成的对半分割构造部件，
上述下连杆油路是形成为相对于上述下连杆分割部件的接合面正交的贯通孔。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述下连杆油路设定为相对于最大燃烧载荷作用于活塞时向下连杆的输入载荷的输入位置偏置。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述下连杆油路的一端侧开口沿上述销座相对面的长度方向形成为细长的长孔形状。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述下连杆油路的一端侧开口形成为在上述规定曲柄角时，在曲轴轴向上观察时指向在上述上连杆的销座部处形成的销座油路的另一端侧开口的端缘中的、上述上连杆的销座部的行进方向侧的端缘。
6.根据权利要求5所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述销座油路的另一端侧开口的端缘中的上述销座部的行进方向侧的端缘，是上述另一端侧开口的上连杆一端侧的端缘。
7.根据权利要求1、2或6中任一项所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构，其中，
上述销座部形成为越趋向其基端侧则厚度相对越薄，越趋向该销座部基端侧则轴承部分的面积越小。
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