CN105899781B - 十字头型发动机 - Google Patents

Abstract

十字头型发动机具备：气缸；活塞，在气缸内滑动；活塞杆(112a)，一端固定于活塞；十字头(十字头销(114a))，联接至活塞杆的另一端侧，与活塞一体地往复移动；联接棒，一端由十字头支撑；曲柄轴，联接至联接棒，与活塞和十字头的往复移动连动而旋转；以及可变机构，通过变更活塞杆与十字头的活塞的冲程方向的相对位置，从而使活塞的上止点和下止点的位置可变。可变机构具备：液压室(168a)，设置于十字头，活塞杆的端部进入该液压室；和液压调整机构，将工作油供给至液压室，或者将工作油从液压室排出，调整活塞杆的端部相对于液压室的冲程方向的进入位置。

Description

十字头型发动机

技术领域

本发明涉及在活塞杆固定有十字头的十字头型发动机。

本申请基于2014年1月20日在日本申请的日本特愿2014-008102号而主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

在船舶用发动机大多采用的十字头型发动机中，在活塞的活塞杆的端部设置有十字头。联接棒(连接杆)联接十字头与曲柄轴，将十字头的往复运动变换成曲柄轴的旋转运动。

专利文献1的发动机是这样的十字头型的发动机，是通过多个连杆来联接活塞杆与曲柄轴的构成。而且，通过变更连杆的姿态，从而使活塞的上止点的位置变化而使压缩比可变。

专利文献1：日本特开2007-247415号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在使发动机的压缩比可变的情况下，在上述的专利文献1所记载的发动机中，基于多个连杆的联接构造等构造变得复杂。另外，考虑单纯地使垫板介于活塞杆与将十字头主体固定于活塞杆的十字头销之间的构成。在这样的构成中，在改变发动机的压缩比的情况下，设想更换成厚度不同的垫板，但在该情况下，每次改变发动机的压缩比，都必须停止发动机。

本发明鉴于这样的课题，其目的在于，提供可以通过简易的构造在仍使发动机工作时变更压缩比的十字头型发动机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的十字头型发动机具备：气缸；活塞，在气缸内滑动；活塞杆，一端固定于活塞；十字头，联接至活塞杆的另一端侧，与活塞一体地往复移动；联接棒，一端由十字头支撑；曲柄轴，联接至联接棒，与活塞和十字头的往复移动连动而旋转；以及可变机构，通过变更活塞杆与十字头的活塞的冲程方向的相对位置，从而使活塞的上止点和下止点的位置可变。

另外，可变机构具备：液压室，设置于十字头，活塞杆的端部进入该液压室；和液压调整机构，将工作油供给至液压室，或者将工作油从液压室排出，调整活塞杆的端部相对于液压室的冲程方向的进入位置。

也可以是，液压调整机构还具备柱塞泵，其具有：泵气缸，将工作油引导至内部；和柱塞，在泵气缸内沿冲程方向移动，并且一端从泵气缸突出，柱塞被压入泵气缸内，从而将泵气缸内的工作油供给至液压室，柱塞泵与十字头一起沿冲程方向移动，受到与十字头的往复移动的力相对的反力而柱塞被压入泵气缸内。

也可以是，液压调整机构还具备：第一凸轮板，伴随着柱塞泵的冲程方向的移动而与柱塞接触；以及第一促动器，使第一凸轮板移动，使第一凸轮板的姿态或者相对于柱塞的相对位置变化，柱塞相应于第一凸轮板的姿态或者相对位置，与第一凸轮板的冲程方向上的接触位置变化，并且根据接触位置而设定相对于泵气缸的最大压入量。

也可以是，第一凸轮板具有与柱塞的一端接触的倾斜面，第一促动器使第一凸轮板沿与冲程方向交叉的方向移动。

也可以是，液压调整机构还具备溢流阀，其具有：主体，形成有内部流路，从液压室排出的工作油流通于该内部流路；阀体，在内部流路沿冲程方向移动，位移至将内部流路闭塞的关闭位置和能进行内部流路中的工作油的流通的打开位置；以及杆，一端与阀体沿冲程方向相对，并且另一端从主体突出，杆被压入主体内，从而阀体由杆按压而位移至打开位置，溢流阀与十字头一起沿冲程方向移动，受到与十字头的往复移动的力相对的反力而杆被压入主体内。

也可以是，液压调整机构还具备：第二凸轮板，伴随着溢流阀的冲程方向的移动而与杆接触；以及第二促动器，使第二凸轮板移动，使第二凸轮板的姿态或者相对于杆的相对位置变化，杆相应于第二凸轮板的姿态或者相对位置，与第二凸轮板的冲程方向上的接触位置变化，并且根据接触位置而设定相对于溢流阀的最大压入量。

也可以是，第二凸轮板具有与杆的一端接触的倾斜面，第二促动器使第二凸轮板沿与冲程方向交叉的方向移动。

发明的效果

依据本发明的十字头型发动机，可以通过简易的构造在仍使发动机工作时变更压缩比。

附图说明

图1是示出直流扫气式二冲程发动机的整体构成的图。

图2A是用于说明活塞杆与十字头销的联接部分的、被图1的一点划线包围的部分的放大图。

图2B是沿着图2A的II(b)-II(b)线的截面图。

图3A是用于说明活塞杆与十字头销的相对位置的变化的图。

图3B是用于说明活塞杆与十字头销的相对位置的变化的图。

图4是用于说明柱塞泵和溢流阀的配置的图。

图5是用于说明液压调整机构的构成的图。

图6A是用于说明柱塞泵的构成的图。

图6B是用于说明柱塞泵的构成的图。

图7A是用于说明溢流阀的构成的图。

图7B是用于说明溢流阀的构成的图。

图8A是用于说明可变机构的动作的图。

图8B是用于说明可变机构的动作的图。

图8C是用于说明可变机构的动作的图。

图8D是用于说明可变机构的动作的图。

图9是用于说明曲柄角与柱塞泵以及溢流阀的动作时机的图。

具体实施方式

以下，参照附图，同时对本发明的合适实施方式详细地进行说明。在所涉及的实施方式中示出的尺寸、材料、其他具体数值等只不过是用于使发明的理解变容易的举例说明，除了特别阐明的情况以外，都不限定本发明。此外，在本说明书和附图中，对实质上具有同一功能、构成的要素标记同一符号，由此省略重复说明，另外，与本发明无直接关系的要素省略图示。

在以下的实施方式中，对所谓的双燃料型发动机进行说明，双燃料型发动机能够选择性地实行主要使作为气体燃料的燃料气体燃烧的气体运转模式和使作为液体燃料的燃料油燃烧的柴油运转模式中的任一个运转模式。另外，对作为一个周期是二冲程(两个循环)且气体在气缸内部沿一个方向流动的直流扫气式的情况进行说明。可是，适用本发明的发动机的种类不限于双燃料型、二冲程型、直流扫气式，只要是十字头型的发动机即可。

图1是示出直流扫气式二冲程发动机100(十字头型发动机)的整体构成的图。本实施方式的直流扫气式二冲程发动机100用于例如船舶等。具体而言，直流扫气式二冲程发动机100包含气缸110、活塞112、十字头114、联接棒116、曲柄轴118、排气口120、排气阀122、扫气口124、扫气积存部126、冷却器128、扫气室130以及燃烧室132而构成。

在直流扫气式二冲程发动机100中，在活塞112的上升行程和下降行程的两个行程期间，进行排气、吸气、压缩、燃烧、膨胀，活塞112在气缸110内往复移动。活塞杆112a的一端固定于活塞112。另外，在活塞杆112a的另一端，联接有十字头114中的十字头销114a，十字头114与活塞112一起往复移动。十字头114被十字头滑块114b限制与活塞112的冲程方向垂直的方向(图1中，左右方向)的移动。

十字头销114a插入贯通于在联接棒116的一端设置的孔，支撑联接棒116的一端。另外，联接棒116的另一端与曲柄轴118联接，成为曲柄轴118相对于联接棒116旋转的构造。结果，如果伴随着活塞112的往复移动而十字头114往复移动，则曲柄轴118与其往复移动连动而旋转。

排气口120是在比活塞112的上止点更靠上方的气缸头110a设置的开口部，为了将在气缸110内产生的燃烧后的废气排出而开闭。排气阀122通过未图示的排气阀驱动装置而在规定的时机上下滑动，开闭排气口120。这样经由排气口120排出的废气在经由排气管120a供给至增压器C的涡轮侧之后，排出至外部。

扫气口124是从气缸110的下端侧的内周面(气缸衬套110b的内周面)贯通至外周面的孔，遍及气缸110的整个周边而设置多个。而且，根据活塞112的滑动动作，将活性气体从扫气口124吸入气缸110内。所涉及的活性气体包含氧气、臭氧等氧化剂或其混合气(例如空气)。

在扫气积存部126中封入由增压器C的压缩机加压后的活性气体(例如空气)，由冷却器128冷却活性气体。冷却后的活性气体被压入在气缸套管110c内形成的扫气室130。然后，通过扫气室130与气缸110内的压差而将活性气体从扫气口124吸入气缸110内。

另外，在气缸头110a，设置有未图示的先导喷射阀。在气体运转模式下，在发动机循环中的期望的时刻，从先导喷射阀喷射适量的燃料油。所涉及的燃料油由于被气缸头110a、气缸衬套110b以及活塞112包围的燃烧室132的热而气化，成为燃料气体，并且自然着火，在很短的时间内燃烧，使燃烧室132的温度极高。结果，能够在期望的时机可靠地燃烧流入气缸110的燃料气体。活塞112主要通过燃料气体的燃烧导致的膨胀压力而往复移动。

在此，燃料气体是例如将LNG(液化天然气)气化而生成的。另外，燃料气体不限于LNG，例如，还能够适用将LPG(液化石油气)、轻油、重油等气化后的物体。

另一方面，在柴油运转模式下，从先导喷射阀喷射比气体运转模式下的燃料油的喷射量更多的量的燃料油。活塞112不是通过燃料气体，而是通过燃料油的燃烧导致的膨胀压力而往复移动。

这样，直流扫气式二冲程发动机100选择性地实行气体运转模式和柴油运转模式中的任一个运转模式。而且，为了根据各个选择模式而使活塞112的压缩比可变，在直流扫气式二冲程发动机100中，设置可变机构。以下，对可变机构进行详细阐述。

图2A和2B是用于说明活塞杆112a与十字头销114a的联接部分的图，在图2A中，示出被图1的一点划线包围的部分的放大图，在图2B中，示出沿着图2A的II(b)-II(b)线的截面。

如图2A和2B所示，活塞杆112a的另一端插入十字头销114a。具体而言，在十字头销114a，形成有与十字头销114a的轴方向(图2B中，左右方向)垂直地延伸的联接孔160。该联接孔160成为液压室，活塞杆112a的另一端(端部)插入(进入)该液压室。这样，活塞杆112a的另一端插入联接孔160，由此，十字头销114a与活塞杆112a联接。

更详细而言，在活塞杆112a，形成有活塞杆112a的外径比一端侧更大的大径部162a和比大径部162a更位于另一端侧且外径比大径部162a更小的小径部162b。

而且，联接孔160具有大径孔部164a和小径孔部164b，大径孔部164a位于活塞112侧，小径孔部164b相对于大径孔部164a而在联接棒116侧，与大径孔部164a连续地形成，内径比大径孔部164a更小。

成为如下的尺寸：活塞杆112a的小径部162b可以插入联接孔160的小径孔部164b，活塞杆112a的大径部162a可以插入联接孔160的大径孔部164a。在小径孔部164b的内周面，配置有由O形环构成的第一密封部件O₁。

在比活塞杆112a的大径部162a更靠近活塞杆112a的一端侧，固定有外径比联接孔160更大的固定盖166。固定盖166是环状部件，活塞杆112a从活塞杆112a的一端侧插入贯通。在活塞杆112a所插入贯通的固定盖166的内周面，配置有由O形环构成的第二密封部件O₂。

在十字头销114a的朝向活塞112侧的外周面，形成有沿十字头销114a的径方向凹陷的凹陷部114c，固定盖166抵接于该凹陷部114c。

另外，在十字头销114a的内部之中活塞杆112a与十字头销114a的联接部分，形成有第一液压室168a(液压室)和第二液压室168b。

第一液压室168a是被由大径部162a与小径部162b的外径差导致的阶梯面、大径孔部164a的内周面以及由大径孔部164a与小径孔部164b的内径差导致的阶梯面包围的空间。

第二液压室168b是大径部162a中的、被活塞杆112a的一端侧的端面、大径孔部164a的内周面以及固定盖166包围的空间。即，由活塞杆112a的大径部162a将大径孔部164a划分成活塞杆112a的一端侧和另一端侧。而且，由在比活塞杆112a的大径部162a更靠另一端侧划分的大径孔部164a形成第一液压室168a，由在比活塞杆112a的大径部162a更靠一端侧划分的大径孔部164a形成第二液压室168b。

供给油路170a和排油路170b与第一液压室168a连通。供给油路170a，一端开口于大径孔部164a的内周面(由大径孔部164a与小径孔部164b的内径差导致的阶梯面)，另一端与后述的柱塞泵连通。排油路170b，一端开口于由大径孔部164a与小径孔部164b的内径差导致的阶梯面，另一端与后述的溢流阀连通。

在固定盖166的内壁面开口的辅助油路170c与第二液压室168b连通。辅助油路170c经由固定盖166与十字头销114a的抵接部分而通过十字头销114a的内部，与液压泵连通。

图3A和3B是用于说明活塞杆112a与十字头销114a的相对位置的变化的图，在图3A中，示出活塞杆112a较浅地进入联接孔160的状态，在图3B中，示出活塞杆112a较深地进入联接孔160的状态。

关于第一液压室168a，活塞112的冲程方向的长度可变，如果在将非压缩性的工作油供给至第一液压室168a的状态下，将第一液压室168a密闭，则由于工作油是非压缩性的，因而可以维持图3A的状态。

而且，如果溢流阀开口，则通过由活塞112的往复移动导致的来自活塞杆112a和十字头销114a的压缩负荷，工作油从第一液压室168a通过排油路170b而排出至溢流阀侧。结果，如图3B所示，第一液压室168a的活塞112的冲程方向的长度变短。另一方面，关于第二液压室168b，活塞112的冲程方向的长度变长。

第一液压室168a和第二液压室168b的活塞112的冲程方向的长度变更，相应地，活塞杆112a进入十字头销114a的联接孔160(液压室)的进入位置(进入深度)变化。这样，使活塞杆112a与十字头销114a的相对位置变化，从而使活塞112的上止点和下止点的位置可变。

可是，当在图3B所示的状态下活塞112到达上止点时，十字头销114a的、活塞112的冲程方向的位置由联接棒116固定。另一方面，活塞杆112a虽然与十字头销114a联接，但是只以第二液压室168b的程度沿其冲程方向产生游隙。

因此，取决于直流扫气式二冲程发动机100的转速，有可能活塞杆112a的惯性力变大，活塞杆112a过度向活塞112侧移动。经由辅助油路170c而使来自液压泵的液压作用于第二液压室168b，抑制沿着冲程方向的活塞杆112a的移动，从而不像这样产生上止点位置的偏离。

另外，由于直流扫气式二冲程发动机100以比较低速的转速使用，因而活塞杆112a的惯性力较小。因此，即使供给至第二液压室168b的液压较低，也能够抑制上止点位置的偏离。

另外，在活塞杆112a，设置有从活塞杆112a(大径部162a)的外周面朝向径方向内侧的流路孔172。另外，在十字头销114a，设置有从十字头销114a的外周面侧贯通至联接孔160(大径孔部164a)的贯通孔174。贯通孔174与液压泵连通。

另外，流路孔172和贯通孔174在活塞杆112a的径方向上相对，流路孔172与贯通孔174连通。流路孔172的外周面侧的端部与流路孔172的其他部位相比，活塞112的冲程方向(图3A和3B中，上下方向)的流路宽度更宽地形成，如图3A和3B所示，即使活塞杆112a与十字头销114a的相对位置改变，也维持流路孔172与贯通孔174的连通状态。

在活塞杆112a(大径部162a)的外周面，以沿活塞杆112a的轴方向夹着流路孔172的外周面侧的端部的方式，配置有由O形环构成的第三密封部件O₃、第四密封部件O₄。

关于大径部162a，与大径孔部164a的内周面相对的面积以流路孔172的程度变小，容易相对于大径孔部164a而倾斜。与此相对，小径部162b被小径孔部164b引导，从而活塞杆112a的相对于冲程方向的倾斜被抑制。

而且，在活塞杆112a的内部，形成有冷却油路176，其沿活塞112的冲程方向延伸，将活塞112和活塞杆112a冷却的冷却油流通于该冷却油路176。冷却油路176由配置于其内部的沿活塞112的冲程方向延伸的冷却管178分成活塞杆112a的径方向外侧的去路176a和内侧的归路176b。流路孔172开口于冷却油路176之中的去路176a。

从液压泵供给的冷却油经由贯通孔174、流路孔172而流入冷却油路176的去路176a。去路176a与归路176b在活塞112的内部连通，如果流动于去路176a的冷却油到达活塞112的内壁，则通过归路176b返回至小径部162b侧。冷却油与冷却油路176的内壁和活塞112的内壁接触，从而冷却活塞112。

另外，在十字头销114a，形成有沿十字头销114a的轴方向延伸的出口孔180，小径孔部164b与出口孔180连通。在将活塞112冷却之后，从冷却油路176流入小径孔部164b的冷却油通过出口孔180排出至十字头销114a外，回流至罐。

供给至第一液压室168a和第二液压室168b的工作油和供给至冷却油路176的冷却油全都回流至同一罐且由同一液压泵升压。因此，能够由一个液压泵执行使液压起作用的工作油的供给和冷却用的冷却油的供给，可以降低成本。

在使活塞112的压缩比可变的可变机构，除了上述的第一液压室168a之外，还包含调整第一液压室168a的液压的液压调整机构而构成。接着，对液压调整机构进行详细阐述。

图4是用于说明柱塞泵182和溢流阀184的配置的图，示出直流扫气式二冲程发动机100之中的十字头114附近的外观和部分截面。柱塞泵182和溢流阀184分别固定于在图4中由交叉影线表示的十字头销114a。

在柱塞泵182和溢流阀184各自的下方，配置有支撑两个引导板186a的机器架桥186b，其两端固定于引导十字头114的往复移动的两个引导板186a。在机器架桥186b，承载有第一凸轮板188和第二凸轮板190，第一凸轮板188和第二凸轮板190分别可以通过第一促动器192和第二促动器194在机器架桥186b上沿图4中的左右方向移动。

柱塞泵182和溢流阀184沿活塞112的冲程方向与十字头销114a一体地往复移动。另一方面，第一凸轮板188和第二凸轮板190位于机器架桥186b上，不会相对于机器架桥186b而沿活塞112的冲程方向移动。

图5是用于说明液压调整机构196的构成的图。如图5所示，液压调整机构196包含柱塞泵182、溢流阀184、第一凸轮板188、第二凸轮板190、第一促动器192、第二促动器194、第一切换阀198、第二切换阀200、位置传感器202以及液压控制部204而构成。

柱塞泵182包含泵气缸182a和柱塞182b而构成。经由与液压泵P连通的油路而将工作油引导至泵气缸182a的内部。柱塞182b在泵气缸182a内沿冲程方向移动，并且其一端从泵气缸182a突出。

第一凸轮板188具有相对于活塞112的冲程方向而倾斜的倾斜面188a，配置于柱塞泵182的冲程方向的下方。而且，如果柱塞泵182与十字头销114a一起沿冲程方向移动，则在接近下止点的曲柄角中，从泵气缸182a突出的柱塞182b的一端与第一凸轮板188的倾斜面188a接触。

而且，柱塞182b从第一凸轮板188的倾斜面188a受到与十字头114的往复移动的力相对的反力，被压入泵气缸182a内。柱塞泵182中，柱塞182b被压入泵气缸182a内，从而将泵气缸182a内的工作油供给(压入)至第一液压室168a。

第一促动器192例如通过经由第一切换阀198供给的工作油的液压而工作，使第一凸轮板188沿与冲程方向交叉的方向(在此，与冲程方向垂直的方向)移动。即，第一促动器192通过第一凸轮板188的移动而使第一凸轮板188相对于柱塞182b的相对位置变化。

这样，如果第一凸轮板188沿与冲程方向垂直的方向移动，则柱塞182b与第一凸轮板188的冲程方向上的接触位置相对变化。例如，如果第一凸轮板188移动至图5中的左侧，则接触位置向冲程方向的上方位移，如果第一凸轮板188移动至图5中的右侧，则接触位置向冲程方向的下方位移。而且，根据该接触位置而设定相对于泵气缸182a的最大压入量。

溢流阀184包含主体184a、阀体184b以及杆184c而构成。在溢流阀184的主体184a的内部，形成有内部流路，从第一液压室168a排出的工作油流通于该内部流路。阀体184b配置于主体184a内的内部流路。杆184c的一端与主体184a内的阀体184b相对，并且另一端从主体184a突出。

第二凸轮板190具有相对于冲程方向倾斜的倾斜面190a，配置于杆184c的冲程方向的下方。而且，如果溢流阀184与十字头销114a一起沿冲程方向移动，则在接近下止点的曲柄角中，从溢流阀184的主体184a突出的杆184c的一端与第二凸轮板190的倾斜面190a接触。

而且，杆184c从第二凸轮板190的倾斜面190a受到与十字头114的往复移动的力相对的反力，被压入主体184a内。溢流阀184中，杆184c被压入主体184a内达规定量以上，从而阀体184b移动，工作油可以流通于溢流阀184的内部流路，从第一液压室168a朝向罐T排出工作油。

第二促动器194例如通过经由第二切换阀200供给的工作油的液压而工作，使第二凸轮板190沿与冲程方向交叉的方向(在此，与冲程方向垂直的方向)移动。即，第二促动器194通过第二凸轮板190的移动而使第二凸轮板190相对于杆184c的相对位置变化。

相应于第二凸轮板190的相对位置，杆184c与第二凸轮板190的冲程方向上的接触位置变化。例如，如果第二凸轮板190移动至图5中的左侧，则接触位置向冲程方向的上方位移，如果第二凸轮板190移动至图5中的右侧，则接触位置向冲程方向的下方位移。而且，根据该接触位置而设定相对于溢流阀184的最大压入量。

位置传感器202探测活塞杆112a的冲程方向的位置，输出表示冲程方向的位置的信号。

液压控制部204取得来自位置传感器202的信号，特别规定活塞杆112a与十字头销114a的相对位置。然后，使第一促动器192和第二促动器194被驱动，调整第一液压室168a内的液压(工作油的油量)，使得活塞杆112a与十字头销114a的相对位置成为设定位置。

这样，液压调整机构196将工作油供给至第一液压室168a，或者将工作油从第一液压室168a排出。接着，对柱塞泵182和溢流阀184的具体构成进行详细阐述。

图6A和6B是用于说明柱塞泵182的构成的图，示出基于包含柱塞182b的中心轴的面的截面。如图6A所示，在泵气缸182a，设置有从液压泵P供给的工作油所流入的流入口182c和将工作油从泵气缸182a朝向第一液压室168a排出的排出口182d。

从流入口182c流入的工作油存积于泵气缸182a内的储油室182e。而且如图6B所示，如果柱塞182b被压入泵气缸182a，则储油室182e的工作油被柱塞182b按压，从排出口182d供给至第一液压室168a。

施力部182f例如由螺旋弹簧构成，一端固定于泵气缸182a，并且另一端固定于柱塞182b。而且，如果柱塞182b被压入泵气缸182a，则使将柱塞182b推回的作用力作用于柱塞182b。

因此，在图6B所示的状态下，如果伴随着十字头销114a的移动，柱塞182b沿离开第一凸轮板188的方向移动，则柱塞182b随着施力部182f的作用力而返回至图6A所示的位置。防脱落部件182g限制柱塞182b向从泵气缸182a突出的方向的移动，使得柱塞182b不从泵气缸182a脱落。在这样的柱塞182b的移动过程中，工作油从流入口182c流入储油室182e。接着，在柱塞182b被压入泵气缸182a时，流入储油室182e的工作油从排出口182d朝向第一液压室168a供给。

止回阀182h设置于将流入口182c与储油室182e连通的油路，成为工作油不从储油室182e朝向流入口182c逆流的构造。

另外，止回阀182i设置于将储油室182e与排出口182d连通的油路，成为工作油不从排出口182d朝向储油室182e逆流的构造。

通过两个止回阀182h、182i，工作油从流入口182c朝向排出口182d沿一个方向流动。

图7A和7B是示出溢流阀184的构成的图，示出基于包含杆184c的中心轴的面的截面。如图7A所示，在溢流阀184的主体184a，设置有从第一液压室168a排出的工作油所流入的流入口184d和工作油从溢流阀184的主体184a内朝向罐T排出的排出口184e。

从流入口184d流入的工作油流通于主体184a内的内部流路184f。阀体184b配置于内部流路184f，可以在内部流路184f沿冲程方向移动。

而且，阀体184b沿冲程方向移动，从而位移至如图7A所示将内部流路184f闭塞的关闭位置、和如图7B所示可以进行内部流路184f中的工作油的流通的打开位置。

杆184c的一端与阀体184b沿冲程方向相对，杆184c被压入主体184a内，从而阀体184b由杆184c按压，位移至图7B所示的打开位置。

施力部184g例如由螺旋弹簧构成，一端固定于溢流阀184的主体184a，并且另一端固定于阀体184b。施力部184g始终使作用力沿阀体184b将内部流路184f闭塞的方向起作用。而且，杆184c如果被压入溢流阀184的主体184a，则抵抗施力部184g的作用力而按压阀体184b。此时，施力部184g使将阀体184b推回的作用力作用于阀体184b。

因此，在如图7B所示阀体184b位于打开位置时，如果伴随十字头销114a的移动，杆184c离开第二凸轮板190，则阀体184b随着施力部184g的作用力而返回至图7A所示的关闭位置。此时，防脱落部件184h限制杆184c向从主体184a突出的方向的移动，使得杆184c不从溢流阀184的主体184a脱落。

图8A至8D是用于说明可变机构的动作的图。在图8A中，调整第二凸轮板190的相对位置，使得杆184c与第二凸轮板190的接触位置成为比较高的位置。因此，在接近下止点的曲柄角中，杆184c被压入溢流阀184的主体184a直到较深，溢流阀184打开，工作油从第一液压室168a排出。此时，由于液压泵P的液压作用于第二液压室168b，因而稳定地保持活塞杆112a与十字头销114a的相对位置。

在该状态下，活塞112的上止点变低(变得接近十字头销114a侧)。即，直流扫气式二冲程发动机100的压缩比变小。

而且，如果液压控制部204从ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)等上级的控制部接收增大直流扫气式二冲程发动机100的压缩比的指示，则如图8B所示，使第二凸轮板190移动至图8B中的右侧。结果，杆184c与第二凸轮板190的接触位置变低，即使在接近下止点的曲柄角中，杆184c也不被压入主体184a内，不论活塞112的冲程位置如何，溢流阀184都被维持在关闭的状态。即，第一液压室168a内的工作油不被排出。

然后，液压控制部204如图8C所示，使第一凸轮板188移动至图8C中的左侧。结果，柱塞182b与第一凸轮板188的接触位置变高。而且，在接近下止点的曲柄角中，如果柱塞182b通过来自第一凸轮板188的反力而被压入泵气缸182a内，则泵气缸182a内的工作油被压入第一液压室168a。

结果，通过液压而将活塞杆112a上推，如图8C所示，活塞杆112a与十字头销114a的相对位置位移，活塞112的上止点变高(变得远离十字头销114a侧)。即，直流扫气式二冲程发动机100的压缩比变大。

在活塞112的每一个冲程中，柱塞泵182将蓄积于柱塞泵182的储油室182e的工作油压入第一液压室168a。在该实施方式中，第一液压室168a的最大容积相对于储油室182e的最大容积而为多倍。因此，柱塞泵182与活塞112的冲程次数相应地进行动作，从而可以调整压入第一液压室168a的工作油的量，调整活塞杆112a的上推量。

如果活塞杆112a与十字头销114a的相对位置成为期望的位置，则液压控制部204使第一凸轮板188移动至图8D中的右侧，降低柱塞182b与第一凸轮板188的接触位置。这样，即使在接近下止点的曲柄角中，柱塞182b也不被压入泵气缸182a内，柱塞泵182不工作。即，工作油向第一液压室168a的压入停止。

这样，液压调整机构196调整相对于第一液压室168a的冲程方向的活塞杆112a的进入位置。可变机构通过液压调整机构196而调整第一液压室168a的液压，变更活塞杆112a与十字头114的冲程方向的相对位置，从而使活塞112的上止点和下止点的位置可变。

图9是用于说明曲柄角与柱塞泵182以及溢流阀184的动作时机的图。在图9中，为了方便说明，将与第一凸轮板188的倾斜面188a的接触位置不同的两个柱塞泵182一并示出，但实际上，柱塞泵182是一个，第一凸轮板188移动，从而与柱塞泵182的接触位置位移。另外，溢流阀184和第二凸轮板190省略图示。

如图9所示，将从下止点跟前直至下止点的曲柄角的范围设为角a，将从下止点起与角a相同大小的相位角程度的曲柄角的范围设为角b。另外，将从上止点跟前直至上止点的曲柄角的范围设为角c，将从上止点起与角c相同大小的相位角程度的曲柄角的范围设为角d。

在柱塞泵182与第一凸轮板188的相对位置为由图9中的右侧所示的柱塞泵182示出的状态时，柱塞泵182的柱塞182b在曲柄角为角a的开始位置开始与第一凸轮板188的倾斜面188a接触，超过下止点而在角b的结束位置解除接触。在图9中，由幅度s表示柱塞泵182的冲程幅度。

另外，在柱塞泵182与第一凸轮板188的相对位置为由图9中的左侧所示的柱塞泵182示出的状态时，柱塞泵182的柱塞182b在曲柄角成为下止点的位置与倾斜面188a接触，但是柱塞182b不被压入泵气缸182a，而是立即解除接触。

这样，在曲柄角处于角a的范围时，柱塞泵182动作。具体而言，在曲柄角处于角a的范围时，柱塞泵182将工作油压入第一液压室168a。

另外，在曲柄角处于角b的范围时，溢流阀184动作。具体而言，在曲柄角处于角b的范围时，溢流阀184将工作油从第一液压室168a排出。

在此，对如下情况进行说明：在曲柄角处于角a的范围时，柱塞泵182动作，在曲柄角处于角b的范围时，溢流阀184动作。可是，也可以是在曲柄角处于角c的范围时，柱塞泵182动作，在曲柄角处于角d的范围时，溢流阀184动作。在该情况下，在曲柄角处于角c的范围时，柱塞泵182将工作油压入第一液压室168a。另外，在曲柄角处于角d的范围时，溢流阀184将工作油从第一液压室168a排出。

在使柱塞泵182或溢流阀184在除了上止点或下止点以外的冲程范围内动作的情况下，必须使第一凸轮板188、第二凸轮板190、第一促动器192、第二促动器194等与柱塞泵182或溢流阀184的往复移动同步地移动。可是，像本实施方式那样，通过在上止点或下止点附近使柱塞泵182或溢流阀184动作，从而也可不设置这样的同步机构，可以降低成本。

但是，柱塞泵182和溢流阀184在曲柄角夹着下止点的角度范围(角a、角b)内执行动作的情况一方，由于气缸110内的压力低，因而可以将工作油从柱塞泵182容易地压入第一液压室168a。另外，从溢流阀184排出的工作油的液压也低，可以抑制空穴现象的产生，将使溢流阀184工作的负荷抑制得较低。而且，可以避免由于工作油的压力高而活塞112的位置变得不稳定的事态。

如上所述，直流扫气式二冲程发动机100具备将活塞杆112a和十字头114的活塞112的冲程方向的相对位置变更的可变机构，可以通过简易的构造在仍运转时变更压缩比。

另外，由于采用通过液压来调整活塞杆112a相对于联接孔160的进入位置的构成，因而对高温的耐久性优异，而且也可以执行压缩比的微调整。

另外，由于是柱塞泵182利用十字头114的往复移动的力来将工作油压入第一液压室168a的构成，因而不需要使高压产生的液压泵，可以降低成本。

另外，由于可以由第一凸轮板188和第一促动器192调整柱塞182b相对于泵气缸182a的最大压入量，因而可以调整工作油的压入量，容易进行压缩比的微调整。例如，可以通过一个冲程将储油室182e的最大容积分量的工作油压入第一液压室168a，也可以调整第一凸轮板188的相对位置，通过一个冲程将储油室182e的最大容积的一半分量的工作油压入第一液压室168a。这样，可以在储油室182e的最大容积的范围内任意地设定通过一个冲程而压入第一液压室168a的工作油的量。

例如，在工作油从第一液压室168a泄漏的情况下，为了能够补充其泄漏量的程度，也可以设定通过一个冲程而压入第一液压室168a的工作油的量，从而始终将工作油从柱塞泵182压入第一液压室168a。

另外，由于在第一凸轮板188设置有倾斜面188a，因而第一促动器192只要使第一凸轮板188沿水平方向移动，就能够容易地设定通过一个冲程而压入第一液压室168a的工作油的量。

另外，由于是利用十字头114的往复移动的力来将溢流阀184开闭的构成，因而不需要为了打开溢流阀184而使高压产生的液压泵，可以降低成本。

另外，由于可以由第二凸轮板190和第二促动器194调整杆184c相对于溢流阀184的主体184a的最大压入量，因而可以调整每一个冲程的工作油的排出量，容易进行压缩比的微调整。

另外，由于在第二凸轮板190设置有倾斜面190a，因而第二促动器194只要使第二凸轮板190沿水平方向移动，就能够容易地设定通过一个冲程而从第一液压室168a排出的工作油的量。

在上述的实施方式中，对第一促动器192和第二促动器194使第一凸轮板188和第二凸轮板190相对于柱塞182b和杆184c的相对位置变化的情况进行了说明。可是，第一促动器192和第二促动器194也可以通过改变第一凸轮板188和第二凸轮板190的姿态而改变与第一凸轮板188和第二凸轮板190的接触位置。

另外，在上述的实施方式中，对作为液压调整机构196而具备柱塞泵182和溢流阀184两者的情况进行了说明，但也可以仅具备柱塞泵182和溢流阀184的任一方，也可以都不配备柱塞泵182和溢流阀184。总之，只要液压调整机构196能够将工作油供给至第一液压室168a，或者将工作油从第一液压室168a排出，并调整活塞杆112a的端部相对于第一液压室168a的冲程方向的进入位置，就不限定于用于此的具体构成。

以上，参照附图同时对本发明的合适实施方式进行了说明，但本发明当然不限定于所涉及的实施方式。只要是本领域技术人员，就显然能够在权利要求书所记载的范畴内，想到各种变更示例或者修正示例，关于那些示例也了解到当然属于本发明的技术范围。

产业上的可利用性

本发明能够利用于在活塞杆固定有十字头的十字头型发动机。

符号说明

100　 直流扫气式二冲程发动机(十字头型发动机)

110　 气缸

112　 活塞

112a　活塞杆

114　 十字头

114a　十字头销

116　 联接棒

118　 曲柄轴

160　 联接孔(液压室)

168a　第一液压室(液压室)

176　 冷却油路

182　 柱塞泵

182a　泵气缸

182b　柱塞

184　 溢流阀

184a　主体

184b　阀体

184c　杆

184f　内部流路

188　 第一凸轮板

188a　倾斜面

190　 第二凸轮板

190a　倾斜面

192　 第一促动器

194　 第二促动器

196　 液压调整机构。

Claims (7)

1.一种十字头型发动机，具备：

气缸；

活塞，在所述气缸内滑动；

活塞杆，一端固定于所述活塞；

十字头，联接至所述活塞杆的另一端侧，与所述活塞一体地往复移动；

联接棒，一端由所述十字头支撑；

曲柄轴，联接至所述联接棒，与所述活塞和所述十字头的往复移动连动而旋转；以及

可变机构，通过变更所述活塞杆与所述十字头的所述活塞的冲程方向的相对位置，从而使所述活塞的上止点和下止点的位置可变，

所述可变机构具备：液压室，设置于所述十字头，所述活塞杆的端部进入该液压室；和液压调整机构，将工作油供给至所述液压室，或者将工作油从所述液压室排出，调整所述活塞杆的端部相对于所述液压室的所述冲程方向的进入位置。

2.根据权利要求1所述的十字头型发动机，其特征在于，

所述液压调整机构还具备柱塞泵，所述柱塞泵具有：泵气缸，将工作油引导至内部；和柱塞，在所述泵气缸内沿所述冲程方向移动，并且一端从所述泵气缸突出，所述柱塞被压入所述泵气缸内，从而将所述泵气缸内的工作油供给至所述液压室，

所述柱塞泵与所述十字头一起沿所述冲程方向移动，受到与所述十字头的往复移动的力相对的反力而所述柱塞被压入所述泵气缸内。

3.根据权利要求2所述的十字头型发动机，其特征在于，

所述液压调整机构还具备：第一凸轮板，伴随着所述柱塞泵的所述冲程方向的移动而与所述柱塞接触；以及第一促动器，使所述第一凸轮板移动，使所述第一凸轮板的姿态或者相对于所述柱塞的相对位置变化，

所述柱塞相应于所述第一凸轮板的姿态或者相对位置，与所述第一凸轮板的所述冲程方向上的接触位置变化，并且根据所述接触位置而设定相对于所述泵气缸的最大压入量。

4.根据权利要求3所述的十字头型发动机，其特征在于，所述第一凸轮板具有与所述柱塞的一端接触的倾斜面，所述第一促动器使所述第一凸轮板沿与所述冲程方向交叉的方向移动。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的十字头型发动机，其特征在于，

所述液压调整机构还具备溢流阀，所述溢流阀具有：主体，形成有内部流路，从所述液压室排出的工作油流通于该内部流路；阀体，在所述内部流路沿所述冲程方向移动，位移至将所述内部流路闭塞的关闭位置和能进行所述内部流路中的工作油的流通的打开位置；以及杆，一端与所述阀体沿所述冲程方向相对，并且另一端从所述主体突出，所述杆被压入所述主体内，从而所述阀体由所述杆按压而位移至打开位置，

所述溢流阀与所述十字头一起沿所述冲程方向移动，受到与所述十字头的往复移动的力相对的反力而所述杆被压入所述主体内。

6.根据权利要求5所述的十字头型发动机，其特征在于，

所述液压调整机构还具备：第二凸轮板，伴随着所述溢流阀的所述冲程方向的移动而与所述杆接触；以及第二促动器，使所述第二凸轮板移动，使所述第二凸轮板的姿态或者相对于所述杆的相对位置变化，

所述杆相应于所述第二凸轮板的姿态或者相对位置，与所述第二凸轮板的所述冲程方向上的接触位置变化，并且根据所述接触位置而设定相对于所述溢流阀的最大压入量。

7.根据权利要求6所述的十字头型发动机，其特征在于，

所述第二凸轮板具有与所述杆的一端接触的倾斜面，

所述第二促动器使所述第二凸轮板沿与所述冲程方向交叉的方向移动。