CN106414951B - 发动机 - Google Patents

Abstract

发动机具备第一部件(活塞杆(112a))以及第二部件(十字头销(114a))、在第一部件以及第二部件的两个相向部之间形成的第一油压室(168a)、以及油压调整机构(196)，油压调整机构具备柱塞泵(182)，柱塞泵(182)具有泵缸(182a)、以及柱塞(182b)，通过柱塞被推入泵缸内而将泵缸内的工作油供给到第一油压室，柱塞泵与活塞以及动力传递部一同沿冲程方向移动，柱塞受到与活塞以及动力传递部的往复移动的力相向的反力而被推入泵缸内。

Description

发动机

技术领域

本发明涉及通过油压来调整上死点的位置以使压缩比可变的发动机。

本申请基于在日本于2014年1月20日申请的日本特愿2014-008103号而要求优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在较多地用于船舶用发动机的发动机中，在活塞的活塞杆的端部设有十字头。连结棒(连接杆)将十字头和曲柄轴连结，以将十字头的往复运动转换为曲柄轴的旋转运动。

专利文献1的发动机为此种十字头型的发动机，在活塞头内设置两个油压室。若油压作用于一个油压室，则活塞头和活塞杆的连结部分伸长。若油压作用于另一个油压室则连接部分缩短。而且，通过使利用油压泵升压的工作油作用于两个油压室中的哪一个来使活塞的长度可变。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公昭63-52221号公报。

发明内容

发明要解决的问题

由于燃烧室中的燃烧压力等，压缩载荷作用于活塞头和活塞杆。因此，在通过油压使发动机的压缩比可变的情况下，在上述专利文献1所记载的发动机中，为了能够抵抗压缩载荷而压入工作油，所要求的油压泵的输出变得过大。

本发明鉴于此种问题，其目的在于提供即使不需要高输出的油压泵，也能够使工作油升压以变更压缩比的发动机。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的发动机具备：缸；活塞，其在缸内往复移动；曲柄轴，其与活塞的往复移动连动地旋转；动力传递部，其将活塞的往复动力传递至曲柄轴；第一部件以及第二部件，其构成活塞或动力传递部，沿活塞的冲程方向使彼此的相向部相向，并且与这些相向部之间的冲程方向的距离对应地，使活塞或动力传递部的冲程方向的全长可变；油压室，其在第一部件以及第二部件的两个相向部之间形成；以及油压调整机构，其通过对油压室供给工作油，或者从油压室排出工作油来变更第一部件以及第二部件的两个相向部之间的距离，油压调整机构具备柱塞泵，该柱塞泵具有工作油被引导到内部的泵缸、以及在泵缸内沿冲程方向移动并且一端从泵缸突出的柱塞，通过柱塞被推入泵缸内，将泵缸内的工作油供给到油压室，柱塞泵与活塞以及动力传递部一同沿冲程方向移动，柱塞受到与活塞以及动力传递部的往复移动的力相向的反力而被推入泵缸内。

油压调整机构还具备：第一凸轮板，其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，其使第一凸轮板移动，以使第一凸轮板的姿势或相对于柱塞的相对位置变化，在柱塞中，与第一凸轮板的姿势或相对位置对应地，与第一凸轮板的在冲程方向上的接触位置变化，并且通过接触位置来设定相对于泵缸的最大推入量也可。

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。

油压调整机构还具备溢流阀(spill valve)，该溢流阀具有：本体，其形成有供从油压室排出的工作油流通的内部流路；阀体，其在内部流路中沿冲程方向移动，以位移至使内部流路闭塞的闭位置和使内部流路中的工作油的流通成为可能的开位置；以及杆，其一端与阀体沿冲程方向相向，并且另一端从本体突出，通过杆被推入本体内，阀体被杆推压而位移至开位置，溢流阀与活塞以及动力传递部一同沿冲程方向移动，杆受到与活塞以及动力传递部的往复移动的力相向的反力而被推入本体内也可。

油压调整机构还具备：第二凸轮板，其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，其使第二凸轮板移动，以使第二凸轮板的姿势或相对于杆的相对位置变化，在杆中，与第二凸轮板的姿势或相对位置对应地，与第二凸轮板的在冲程方向上的接触位置变化，并且通过接触位置来设定相对于溢流阀的最大推入量也可。

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也可。

发明效果

根据本发明的发动机，即使不需要高输出的油压泵，也能够使工作油升压以变更压缩比。

附图说明

图1是示出单流扫气式双循环发动机的整体构成的图；

图2A是用于说明活塞杆和十字头销的连结部分的，图1的由单点划线包围的部分的放大图；

图2B是沿着图2A的Ⅱ-Ⅱ线的截面图；

图3A是用于说明活塞杆和十字头销的相对位置变化的图；

图3B是用于说明活塞杆和十字头销的相对位置变化的图；

图4是用于说明柱塞泵以及溢流阀的配置的图；

图5是用于说明油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是用于说明曲柄角和柱塞泵以及溢流阀的动作定时的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。此种实施方式所示的尺寸、材料、其他具体数值等只不过是用于使本发明的理解容易的例示，除特别事先声明的情况以外，不限定本发明。此外，在本说明书以及附图中，对于实际上具有相同的功能、构成的要素，通过附以相同的符号来省略重复说明，另外对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，说明能够选择性地执行主要使为气体燃料的燃料气体燃烧的气体运转模式、以及使为液体燃料的燃料油燃烧的柴油运转模式中的任一种运转模式的，所谓双燃料型的发动机。另外，说明一个周期为双循环(双冲程)，且气体在缸内部沿一个方向流动的单流扫气式的情况。然而，适用本发明的发动机的种类不限于双燃料型、双循环型、单流扫气式、十字头型，为往复式发动机即可。

图1是示出单流扫气式双循环发动机100(十字头型发动机)的整体构成的图。本实施方式的单流扫气式双循环发动机100例如用于船舶等。具体而言，单流扫气式双循环发动机100包含以下部件而构成：缸110、活塞112、十字头114、连结棒116、曲柄轴118、排气端口120、排气阀122、扫气端口124、扫气积存部126、冷却器128、扫气室130、以及燃烧室132。

在单流扫气式双循环发动机100中，在活塞112的上升行程以及下降行程这两个行程之间，进行排气、吸气、压缩、燃烧、膨胀，活塞112在缸110内往复移动。活塞杆112a的一端固定于活塞112。另外，十字头114中的十字头销114a连结于活塞杆112a的另一端，十字头114与活塞112一同往复移动。十字头114通过十字头滑块(crosshead shoe)114b而被限制与活塞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贯穿插入在连结棒116的一端设置的孔，以支撑连结棒116的一端。另外，连结棒116的另一端连结于曲柄轴118，为曲柄轴118相对于连结棒116旋转的构造。其结果，若随着活塞112的往复移动，十字头114往复移动，则与该往复移动连动，曲柄轴118旋转。

在此，活塞杆112a、十字头114(十字头销114a)、连结棒116作为将活塞112的往复动力传递至曲柄轴118的动力传递部起作用。

排气端口120是在活塞112的上死点上方的缸头110a设置的开口部，其开闭以用于对在缸110内产生的燃烧后的排气气体进行排气。排气阀122通过未图示的排气阀驱动装置而以既定的定时上下地滑动，以使排气端口120开闭。如此经由排气端口120而排气的排气气体在被经由排气管120a供给到增压机C的涡轮侧之后，被排气到外部。

扫气端口124是从缸110下端侧的内周面(缸套(cylinder liner)110b的内周面)贯穿到外周面的孔，且遍及缸110的整个周围设有多个。而且，从扫气端口124，与活塞112的滑动动作对应地将活性气体吸入缸110内。此种活性气体包含氧、臭氧等氧化剂，及其混合气体(例如空气)。

在扫气积存部126，封入有通过增压机C的压缩机而被加压的活性气体(例如空气)，且通过冷却器128来冷却活性气体。冷却的活性气体被压入在缸衬套(cylinderjacket)110c内形成的扫气室130。然后，通过扫气室130与缸110内的差压来将活性气体从扫气端口124吸入缸110内。

另外，在缸头110a，设有未图示的引燃喷射阀。在气体运转模式中，在发动机循环的期望时间点从引燃喷射阀喷射适量燃料油。此种燃料油通过由缸头110a、缸套110b、以及活塞112包围的燃烧室132的热而气化以变为燃料气体，而且自然着火，在极少的时间内燃烧，并使燃烧室132的温度极高。其结果，能够以期望的定时可靠地燃烧流入缸110的燃料气体。活塞112主要通过因燃料气体的燃烧引起的膨胀压力而往复移动。

在此，燃料气体例如使LNG(液化天然气)气化而生成。另外，燃料气体不限于LNG，例如，还能够适用使LPG(液化石油气)、轻油、重油等气化的气体。

另一方面，在柴油运转模式中，从引燃喷射阀喷射比气体运转模式中的燃料油喷射量的量多的燃料油。活塞112通过因燃料油而非燃料气体的燃烧引起的膨胀压力来往复移动。

如此，单流扫气式双循环发动机100选择性地执行气体运转模式和柴油运转模式中的任一种运转模式。而且，为了与各个选择模式对应地使活塞112的压缩比可变，在单流扫气式双循环发动机100，设有可变机构。以下，详细说明可变机构。

图2A以及B是用于说明活塞杆112a和十字头销114a的连结部分的图，在图2A中，示出将图1的单点划线部分抽出的放大图，在图2B中，示出沿图2A的Ⅱ(b)-Ⅱ(b)线的截面。

如图2A以及B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的轴向方向(图2B中，左右方向)垂直地延伸的连结洞160。该连结洞160为油压室，活塞杆112a的另一端(端部)插入(进入)该油压室。此时，通过活塞杆112a的另一端插入连结洞160来连结十字头销114a和活塞杆112a。

更详细而言，在活塞杆112a，形成有活塞杆112a的外径比一端侧大的大径部162a、以及与大径部162a相比位于另一端侧，且外径比大径部162a小的小径部162b。

而且，连结洞160具有位于活塞112侧的大径洞部164a、和相对于大径洞部164a在连结棒116侧，与大径洞部164a连续地形成，且内径比大径洞部164a小的小径洞部164b。

活塞杆112a的小径部162b能够插入连结洞160的小径洞部164b，活塞杆112a的大径部162a为能够插入连结洞160的大径洞部164a的尺寸。在小径洞部164b的内周面，配置有由O形圈构成的第一密封部件O₁。

在与活塞杆112a的大径部162a相比活塞杆112a的一端侧，固定有外径比连结洞160大的固定盖166。固定盖166为环状部件，供活塞杆112a从活塞杆112a的一端侧贯穿插入。在供活塞杆112a贯穿插入的固定盖166的内周面，配置由O形圈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的径向方向凹陷的凹陷114c，固定盖166抵接于该凹陷114c。

另外，在十字头销114a的内部之中，在活塞杆112a和十字头销114a的连结部，形成有第一油压室168a(油压室)以及第二油压室168b。

第一油压室168a是通过由大径部162a和小径部162b的外径差形成的阶梯差面、大径洞部164a的内周面、以及由大径洞部164a和小径洞部164b的内径差形成的阶梯差面包围的空间。

在此，活塞杆112a以及十字头销114a构成动力传递部，是沿活塞112的冲程方向使彼此的相向部相向的第一部件和第二部件。具体而言，活塞杆112a的相向部是由大径部162a和小径部162b的外径差形成的阶梯差面。另外，十字头销114a的相向部是由大径洞部164a和小径洞部164b的内径差形成的阶梯差面。

第二油压室168b是由在大径部162a之中，活塞杆112a的一端侧的端面、大径洞部164a的内周面、以及固定盖166包围的空间。即，通过活塞杆112a的大径部162a，大径洞部164a被区划到活塞杆112a的一端侧和另一端侧。而且，通过与活塞杆112a的大径部162a相比被区划到另一端侧的大径洞部164a，形成第一油压室168a，且通过与活塞杆112a的大径部162a相比被区划到一端侧的大径洞部164a，形成第二油压室168b。

供给油路170a以及排油路170b连通于第一油压室168a。供给油路170a的一端在大径洞部164a的内周面(由大径洞部164a和小径洞部164b的内径差形成的阶梯差面)开口，另一端连通于后述柱塞泵。排油路170b的一端在由大径洞部164a和小径洞部164b的内径差形成的阶梯差面开口，另一端连通于后述溢流阀。

在固定盖166的内壁面开口的辅助油路170c连通于第二油压室168b。辅助油路170c经由固定盖166和十字头销114a的抵接部分通过十字头销114a的内部，并连通于油压泵。

图3A以及B是用于说明活塞杆112a和十字头销114a的相对位置变化的图，在图3A中，示出活塞杆112a较浅地进入连结洞160的状态，在图3B中，示出活塞杆112a较深地进入连结洞160的状态。

第一油压室168a的活塞112冲程方向的长度是可变的，若在对第一油压室168a供给非压缩性的工作油的状态下密闭第一油压室168a，则因为工作油是非压缩性的，所以能够维持图3A的状态。

然后，若溢流阀开口，则通过因活塞112的往复移动引起的来自活塞杆112a以及十字头销114a的压缩载荷，工作油从第一油压室168a通过排油路170b而被排出到溢流阀侧。其结果，如图3B所示，第一油压室168a的活塞112冲程方向的长度变短。另一方面，第二油压室168b的活塞112冲程方向的长度变长。

如此，活塞杆112a以及十字头销114a与上述相向部(由大径部162a和小径部162b的外径差形成的阶梯差面、以及由大径洞部164a和小径洞部164b的内径差形成的阶梯差面)的冲程方向距离对应地，使包含活塞杆112a以及十字头销114a的活塞112或动力传递部的冲程方向的全长可变。

活塞杆112a进入十字头销114a的连结洞160(油压室)的进入位置(进入深度)变化第一油压室168a以及第二油压室168b的活塞112冲程方向的长度变化的量。如此，通过使活塞杆112a和十字头销114a的相对位置变化来使活塞112的上死点以及下死点的位置可变。

另外，当在图3B所示的状态下活塞112到达上死点时，十字头销114a的活塞112冲程方向的位置通过连结棒116而得到固定。另一方面，虽然活塞杆112a连结于十字头销114a，但在其冲程方向上产生第二油压室168b的量的游隙。

因此，根据单流扫气式双循环发动机100的旋转数，存在活塞杆112a的惯性力变大，且活塞杆112a过于向活塞112侧移动的可能性。如此，为了使得不产生上死点位置的偏移，在第二油压室168b，经由辅助油路170c作用来自油压泵的油压，以抑制活塞杆112a的沿冲程方向的移动。

另外，由于单流扫气式双循环发动机100在比较低速的旋转数下使用，故活塞杆112a的惯性力小。从而，即使对第二油压室168b供给的油压低，也能够抑制上死点位置的偏移。

另外，在活塞杆112a，设有从活塞杆112a(大径部162a)的外周面去往径向方向内侧的流路洞172。另外，在十字头销114a，设有贯穿孔174，该贯穿孔174从十字头销114a的外周面侧贯穿到连结洞160(大径洞部164a)。贯穿孔174与油压泵连通。

另外，流路洞172和贯穿孔174在活塞杆112a的径向方向上相向，流路洞172与贯穿孔174连通。流路洞172的外周面侧的端部与流路洞172的其他部位相比，活塞112的冲程方向(图3A以及B中上下方向)的流路宽度较宽地形成，如图3A以及B所示，即使活塞杆112a和十字头销114a的相对位置变化，也维持流路洞172和贯穿孔174的连通状态。

在活塞杆112a(大径部162a)的外周部，以沿活塞杆112a的轴向方向隔着流路洞172外周面侧端部的方式，配置由O形圈构成的第三密封部件O₃、第四密封部件O₄。

大径部162a的与大径洞部164a的内周面相向的面积变小流路洞172的量，变得容易相对于大径洞部164a倾斜。与此相对，通过小径部162b被小径洞部164b引导，来抑制活塞杆112a的相对于冲程方向的倾斜。

而且，在活塞杆112a的内部，形成有冷却流路176，冷却流路176沿活塞112的冲程方向延伸，且供对活塞112以及活塞杆112a进行冷却的冷却油流通。冷却油路176通过在其内部配置的，沿活塞112的冲程方向延伸的冷却管178而被分成活塞杆112a的径向方向外侧的往路176a和内侧的复路176b。流路洞172在冷却油路176中的往路176a开口。

从油压泵供给的冷却油经由贯穿孔174、流路洞172而流入冷却油路176的往路176a。往路176a和复路176b在活塞112的内部连通，流过往路176a的冷却油若到达活塞112的内壁则通过复路176b，且返回小径部162b。通过冷却油接触冷却油路176的内壁以及活塞112的内壁来冷却活塞112。

另外，在十字头销114a，形成有沿十字头销114a的轴向方向延伸的出口孔180，且小径洞部164b连通于出口孔180。在冷却活塞112之后，从冷却油路176流入小径洞部164b的冷却油通过出口孔180，并被排出到十字头销114a外，且回流到贮槽。

对第一油压室168a以及第二油压室168b供给的工作油以及对冷却油路176供给的冷却油都回流到相同的贮槽且通过相同的油压泵而被升压。因此，能够通过一个油压泵来执行使油压作用的工作油的供给、以及冷却用的冷却油的供给，能够降低成本。

在使活塞112的压缩比可变的可变机构，除了上述第一油压室168a之外，还包含对第一油压室168a的油压进行调整的油压调整机构而构成。接着，详细说明油压调整机构。

图4是用于说明柱塞泵182以及溢流阀184的配置的图，示出了单流扫气式双循环发动机100之中十字头114附近的外观以及部分截面。柱塞泵182以及溢流阀184分别固定于图4中用交叉阴影线示出的十字头销114a。

在柱塞泵182以及溢流阀184各自的下方，配置有设备架桥(機関架橋)186b，该设备架桥186b的两端固定于对十字头114的往复移动进行引导的2个引导板186a，以支撑两个引导板186a。在设备架桥186a，载置有第一凸轮板188以及第二凸轮板190，第一凸轮板188以及第二凸轮板190分别能够通过第一促动器192以及第二促动器194而在设备架桥186b上沿图4中的左右方向移动。

柱塞泵182以及溢流阀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以及第二凸轮板处于设备架桥186b上，相对于设备架桥186b不沿活塞112的冲程方向移动。

图5是用于说明油压调整机构196的构成的图。如图5所示，油压调整机构196包含以下部分而构成：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、以及油压控制部204。

柱塞泵182包含泵缸182a、柱塞182b而构成。在泵缸182a的内部，经由与油压泵P连通的油路来引导工作油。柱塞泵182b在泵缸182a内沿冲程方向移动，并且其一端从泵缸182a突出。

第一凸轮板188具有相对于活塞112冲程方向倾斜的倾斜面188a，且配置在柱塞泵182的冲程方向下方。而且，若柱塞泵182与十字头销114a一同沿冲程方向移动，则在接近下死点的曲柄角处，从泵缸182a突出的柱塞182b的一端与第一凸轮板188的倾斜面188a接触。

然后，柱塞182b从第一凸轮板188的倾斜面188a受到与十字头114的往复移动的力相向的反力，且被推入泵缸182a内。柱塞泵182通过柱塞182b被推入泵缸182a内而将泵缸182a内的工作油供给(压入)到第一油压室168a。

第一促动器192例如通过经由第一切换阀198供给的工作油的油压而工作，以使第一凸轮板188沿与冲程方向交叉的方向(在此为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。

如此，若第一凸轮板188沿与冲程方向垂直的方向移动，则柱塞182b和第一凸轮板188在冲程方向上的接触位置相对变化。例如，若第一凸轮板188向图5中的左侧移动，则接触位置向冲程方向的上方位移，若第一凸轮板188向图5中的右侧移动，则接触位置向冲程方向的下方位移。而且，通过该接触位置来设定相对于泵缸182a的最大推入量。

溢流阀184包含本体184a、阀体184b、以及杆184c而构成。在溢流阀184的本体184a的内部，形成有供从第一油压室168a排出的工作油流通的内部流路。阀体184b配置于本体184a内的内部流路。杆184c的一端与本体184a内的阀体184b相向，且另一端从本体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，且配置在杆184c的冲程方向的下方。而且，若溢流阀184与十字头销114a一同沿冲程方向移动，则在接近下死点的曲柄角处，从溢流阀184的本体184a突出的杆184c的一端与第二凸轮板190的倾斜面190a接触。

然后，杆184c从第二凸轮板190的倾斜面190a受到与十字头114的往复移动的力相向的反力，且被推入本体184a内。在溢流阀184中，阀体184b通过杆184c被推入本体184a内既定量以上而移动，工作油变得能够在溢流阀184的内部流路中流通，并从第一油压室168a朝贮槽T排出工作油。

第二促动器194例如通过经由第二切换阀200供给的工作油的油压而工作，使第二凸轮板190沿与冲程方向交叉的方向(在此为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。

与第二凸轮板190的相对位置对应，杆184c和第二凸轮板190在行程方向上的接触位置变化。例如，若第二凸轮板190向图5中的左侧移动，则接触位置向冲程方向的上方位移，若第二凸轮板190向图5中的右侧移动，则接触位置向冲程方向的下方位移。而且，通过该接触位置来设定相对于溢流阀184的最大推入量。

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

油压控制部204取得来自位置传感器202的信号，以确定活塞杆112a和十字头销114a的相对位置。而且，以活塞杆112a和十字头销114a的相对位置变为设定位置的方式使第一促动器192以及第二促动器194进行驱动，以调整第一油压室168a内的油压(工作油的油压)。

如此，油压调整机构196对第一油压室168a供给工作油，或者，从第一油压室168a排出工作油。接着，详细说明柱塞泵182以及溢流阀184的具体构成。

图6A以及B是用于说明柱塞泵182的构成的图，示出基于包含柱塞182b中心轴的面的截面。如图6A所示，在泵缸182a，设有供从油压泵P供给的工作油流入的流入口182c、以及从泵缸182a朝第一油压室168a排出工作油的排出口182d。

从流入口182c流入的工作油被积存于泵缸182a内的储油室182e。然后，如图6B所示，若柱塞182b被推入泵缸182a，则储油室182e的工作油被柱塞182b推压，且从排出口182d供给到第一油压室168a。

赋能部182f例如由盘簧构成，一端固定于泵缸182a，且另一端固定于柱塞182b。而且，若柱塞182b被推入泵缸182a，则使推回柱塞182b的作用力作用于柱塞182b。

因此，在图6B所示的状态下，若随着十字头销114a的移动，柱塞182b沿从第一凸轮板188离开的方向移动，则柱塞182b顺从赋能部182f的作用力而返回图6A所示的位置。防脱部件182g以柱塞182b不从泵缸182a脱落的方式限制柱塞182b的向从泵缸182a突出的方向的移动。在此种柱塞182b的移动过程中，工作油从流入口182c流入储油室182e。流入储油室182e的工作油接着在柱塞182b被推入泵缸182a时被从排出口182d朝第一油压室168a供给。

在将流入口182c和储油室182e连通的油路，设有止逆阀182h，为工作油不从储油室182e朝流入口182c逆流的构造。

另外，在将储油室182e和排出口182d连通的油路，设有止逆阀182i，为工作油不从排出口182d朝储油室182e逆流的构造。

通过两个止逆阀182h、182i，工作油从流入口182c朝排出口182d沿单方向流动。

图7A以及B为示出溢流阀184的构成的图，示出基于包含杆184c中心轴的面的截面。如图7A所示，在溢流阀184的本体184a，设有供从第一油压室168a排出的工作油流入的流入口184d、以及供工作油从溢流阀184的本体184a内朝贮槽T排出的排出口184e。

从流入口184d流入的工作油在本体184a内的内部流路184f中流通。阀体184b配置于内部流路184f，能够在内部流路184f中沿冲程方向移动。

而且，阀体184b通过沿冲程方向移动而位移至如图7A所示地使内部流路184f闭塞的闭位置、以及如图7B所示地使内部流路184f中的工作油的流通成为可能的开位置。

杆184c的一端与阀体184b沿冲程方向相向，通过杆184c被推入本体184a，阀体184b被杆184c推压而位移至图7B所示的开位置。

赋能部184f例如由盘簧构成，一端固定于溢流阀184的本体184a，且另一端固定于阀体184b。赋能部184g始终使赋能力沿阀体184b使内部流路184f闭塞的方向作用。而且，杆184c若被推入溢流阀184的本体184a，则抵抗赋能部184g的赋能力来推压阀体184b。此时，赋能部184g使推回阀体184b的赋能力作用于阀体184b。

因此，在图7B所示地阀体184b处于开位置时，若随着十字头销114a的移动，杆184c从第二凸轮板190离开，则阀体184b顺从赋能部184g的赋能力而返回图7A所示的闭位置。此时，防脱部件184h以杆184c不从溢流阀184的本体184a脱落的方式限制杆184c的向从本体184a突出的方向的移动。

图8A～D是用于说明可变机构的动作的图。在图8A中，以杆184c和第二凸轮板190的接触位置为比较高的位置的方式，调整第二凸轮板190的相对位置。因此，在接近下死点的曲柄角处，杆184c被推入溢流阀184的本体184a的深处，溢流阀184打开，从第一油压室168a排出工作油。此时，由于油压泵P的油压作用于第二油压室168b，故稳定地保持活塞杆112a和十字头销114a的相对位置。

在该状态下，活塞112的上死点变低(接近十字头销114a侧)。即，单流扫气式双循环发动机100的压缩比变小。

而且，油压控制部204若从ECU(Engine Control Unit)等上位的控制部接收使单流扫气式双循环发动机100的压缩比变大的指示，则如图8B所示，使第二凸轮板190向图8B中右侧移动。其结果，杆184c和第二凸轮板190的接触位置变低，即使在接近下死点的曲柄角处，杆184c也不会被推入本体184a内，与活塞112的冲程位置无关，溢流阀184被维持在关闭的状态。即，第一油压室168a内的工作油变得不被排出。

然后，如图8C所示，油压控制部204使第一凸轮板188向图8C中左侧移动。其结果，柱塞182b和第一凸轮板188的接触位置变高。然后，在接近下死点的曲柄角处，若柱塞182b由于来自第一凸轮板188的反力而被推入泵缸182a内，则泵缸182a内的工作油被压入第一油压室168a。

其结果，活塞杆112a被通过油压而上推，如图8C所示，活塞杆112a和十字头销114a的相对位置位移，活塞112的上死点变高(变得离十字头销114a侧远)。即，单流扫气式双循环发动机100的压缩比变大。

柱塞泵182在活塞112的每一个冲程中将储存于柱塞泵182储油室182e的工作油压入第一油压室168a。在该实施方式中，相对于储油室182e的最大容积，第一油压室168a的最大容积为数倍。因此，能够根据柱塞泵182在活塞112的几次冲程的量进行动作来调整压入第一油压室168a的工作油的量，以调整活塞杆112a的上推量。

若活塞杆112a和十字头销114a的相对位置变为期望的位置，则油压控制部204使第一凸轮板188向图8B中右侧移动，以使柱塞182b和第一凸轮板188的接触位置变低。如此，即使在接近下死点的曲柄角处，柱塞182b也不会被推入泵缸182a内，柱塞泵182变得不工作。即，停止向第一油压室168a压入工作油。

如此，油压调整机构196调整活塞杆112a的相对于第一油压室168a的冲程方向的进入位置。可变机构通过油压调整机构196来调整第一油压室168a的油压，以变更活塞杆112a以及十字头114的冲程方向的相对位置，从而使活塞112的上死点以及下死点的位置可变。

图9是用于说明曲柄角和柱塞泵182以及溢流阀184的动作定时的图。在图9中，为了方便说明，并列示出与第一凸轮板188的倾斜面188a的接触位置不同的两个柱塞泵182，但实际上，柱塞泵182为一个，通过第一凸轮板188移动，与柱塞泵182的接触位置位移。另外，溢流阀184以及第二凸轮板190省略图示。

如图9所示，设从下死点近前到下死点的曲柄角的范围为角a，使从下死点开始与角a相同大小的相位角量的曲柄角的范围为角b。另外，设从上死点近前到上死点的曲柄角的范围为角c，使从上死点开始与角c相同大小的相位角量的曲柄角的范围为角d。

当柱塞泵182和第一凸轮板188的相对位置为通过图9中右侧示出的柱塞泵182示出的状态时，柱塞泵182的柱塞182b与第一凸轮板188的倾斜面188a在曲柄角为角a的开始位置处开始接触，且超过下死点在角b的结束位置处解除接触。在图9中，以幅度s示出柱塞泵182的冲程幅度。

另外，当柱塞泵182和第一凸轮板188的相对位置为通过图9中左侧示出的柱塞泵182示出的状态时，虽然柱塞泵182的柱塞182b在曲柄角变为下死点的位置处与倾斜面188a接触，但柱塞182b不会被推入泵缸182a，而是立刻解除接触。

如此，柱塞泵182当曲柄角处于角a的范围时动作。具体而言，当曲柄角处于角a的范围时，柱塞泵182将工作油压入第一油压室168a。

另外，溢流阀184在曲柄角处于角b的范围时动作。具体而言，当曲柄角处于角b的范围时，溢流阀184将工作油从第一油压室168a排出。

在此，对柱塞泵182在曲柄角处于角a的范围时动作，溢流阀184在曲柄角处于角b的范围时动作的情况进行了说明。但是，还可以是柱塞泵182在曲柄角处于角c的范围时动作，溢流阀184在曲柄角处于角d的范围时动作。在该情况下，当曲柄角处于角c的范围时，柱塞泵182将工作油压入第一油压室168a。另外，当曲柄角处于角d的范围时，溢流阀184将工作油从第一油压室168a排出。

当在上死点、下死点以外的冲程范围中使柱塞泵182、溢流阀184动作时，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、溢流阀184的往复移动同步地移动。然而，如本实施方式这样，通过在上死点、下死点附近处，使柱塞泵182、溢流阀184动作，还可以不设置此种同步机构，能够降低成本。

但是，在各曲柄角夹着下死点的角度范围(角a、角b)中柱塞泵182以及溢流阀184动作的情况下，因为缸110内的压力低，所以能够从柱塞泵182将工作油容易地压入第一油压室168a。另外，从溢流阀182排出的工作油的油压也较低，能够抑制气穴(cavitation)的发生，能够较低地抑制使溢流阀184工作的载荷。而且，由于工作油的压力高，故能够避免活塞112的位置变得不稳定等事态。

如上所述，单流扫气式双循环发动机100为柱塞泵182利用十字头114的往复移动的力将工作油压入第一油压室168a，从而改变压缩比的构成，从而不需要产生高压的油压泵，能够降低成本。

另外，通过第一凸轮板188和第一促动器192，能够调整柱塞182b的相对于泵缸182a的最大推入量，因而能够调整工作油的压入量，以容易地进行压缩比的微调整。例如，可以在一个冲程中将储油室182e的最大容积量的工作油压入第一油压室168a，也可以调整第一凸轮板188的相对位置，在一个冲程中将储油室182e的最大容积的一半的量的工作油压入第一油压室168a。如此，能够在储油室182e的最大容积的范围内任意地设定在一个冲程中压入第一油压室168a的工作油的量。

例如，在工作油从第一油压室168a泄漏的情况下，为了能够补充该泄漏量，还可以以始终从柱塞泵182将工作油压入第一油压室168a的方式设定在一个冲程中压入第一油压室168a的工作油的量。

另外，由于在第一凸轮板188设有倾斜面188a，故第一促动器192仅通过使第一凸轮板188沿水平方向移动，就能够容易地设定在一个冲程中压入第一油压室168a的工作油的量。

另外，由于为利用十字头114的往复移动的力使溢流阀184开闭的构成，故不需要产生高压的油压泵以打开溢流阀184，能够降低成本。

另外，通过第二凸轮板190和第二促动器194，能够调整杆184c的相对于溢流阀184本体184a的最大推入量，因而能够调整每一个冲程的工作油的排出量，容易地进行压缩比的微调整。

另外，由于在第二凸轮板190设有倾斜面190a，故第二促动器194仅通过使第二凸轮板190沿水平方向移动，就能够容易地设定在一个冲程中从第一油压室168a排出的工作油的量。

在上述实施方式中，对第一促动器192以及第二促动器194使第一凸轮板188以及第二凸轮板190的相对于柱塞182b以及杆184c的相对位置变化的情况进行了说明。但是，第一促动器192以及第二促动器194还可以通过改变第一凸轮板188以及第二凸轮板190的姿势来改变第一凸轮板188以及第二凸轮板190的接触位置。

另外，虽然在上述实施方式中，对作为油压调整机构196，具备柱塞泵182以及溢流阀184双方的情况进行了说明，但至少具备柱塞泵182即可。

在上述实施方式中，对使第一部件为活塞杆112a，使第二部件为十字头销114a的情况进行了说明。但是，第一部件和第二部件还可以是构成活塞112以及动力传递部件的任何部件。例如，还可以将活塞112一分为二以作为第一部件和第二部件。在该情况下，在活塞112的内部形成油压室。同样，还可以将活塞杆112a一分为二以作为第一部件和第二部件。在该情况下，在活塞杆112a的内部形成油压室。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但无需赘言，本发明不限于此种实施方式。显然，本领域技术人员能够在专利权利要求所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，认为它们也当然属于本发明的技术范围内。

产业上的利用可能性

本发明能够用于通过油压来调整上死点的位置以使压缩比可变的发动机。

符号说明

100 单流扫气式双循环发动机(发动机)

110 缸

112 活塞

112a 活塞杆(动力传递部、第一部件)

114 十字头(动力传递部)

114a 十字头销(动力传递部、第二部件)

116 连结棒(动力传递部)

118 曲柄轴

160 连结洞(油压室)

168a 第一油压室(油压室)

176 冷却油路

182 柱塞泵

182a 泵缸

182b 柱塞

184 溢流阀

184a 本体

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 油压调整机构

Claims (6)

1.一种发动机，具备：

缸；

活塞，其在所述缸内往复移动；

曲柄轴，其与所述活塞的往复移动连动地旋转；

动力传递部，其将所述活塞的往复动力传递至所述曲柄轴；

第一部件以及第二部件，其构成所述活塞或所述动力传递部，沿所述活塞的冲程方向使彼此的相向部相向，并且与这些相向部之间的所述冲程方向的距离对应地，使所述活塞或所述动力传递部的所述冲程方向的全长可变；

油压室，其在所述第一部件以及所述第二部件的两个相向部之间形成；以及

油压调整机构，其通过对所述油压室供给工作油，或者从所述油压室排出工作油来变更所述第一部件以及所述第二部件的两个相向部之间的距离，

所述油压调整机构具备柱塞泵，所述柱塞泵具有工作油被引导到内部的泵缸、以及在所述泵缸内沿所述冲程方向移动并且一端从所述泵缸突出的柱塞，通过所述柱塞被推入所述泵缸内，将所述泵缸内的工作油供给到所述油压室，

所述柱塞泵与所述活塞以及所述动力传递部一同沿所述冲程方向移动，所述柱塞受到与所述活塞以及所述动力传递部的往复移动的力相向的反力而被推入所述泵缸内。

2.根据权利要求1所述的发动机，

所述油压调整机构还具备：第一凸轮板，其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，其使所述第一凸轮板移动，以使所述第一凸轮板的姿势或相对于所述柱塞的相对位置变化，

在所述柱塞中，与所述第一凸轮板的姿势或相对位置对应地，与所述第一凸轮板的在所述冲程方向上的接触位置变化，并且通过所述接触位置来设定相对于所述泵缸的最大推入量。

3.根据权利要求2所述的发动机，

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。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的发动机，

所述油压调整机构还具备溢流阀，所述溢流阀具有：本体，其形成有供从所述油压室排出的工作油流通的内部流路；阀体，其在所述内部流路中沿所述冲程方向移动，以位移至使所述内部流路闭塞的闭位置和使所述内部流路中的所述工作油的流通成为可能的开位置；以及杆，其一端与所述阀体沿所述冲程方向相向，并且另一端从所述本体突出，通过所述杆被推入所述本体内，所述阀体被所述杆推压而位移至所述开位置，

所述溢流阀与所述活塞以及所述动力传递部一同沿所述冲程方向移动，所述杆受到与所述活塞以及所述动力传递部的往复移动的力相向的反力而被推入所述本体内。

5.根据权利要求4所述的发动机，

所述油压调整机构还具备：第二凸轮板，其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，其使所述第二凸轮板移动，以使第二凸轮板的姿势或相对于所述杆的相对位置变化，

在所述杆中，与所述第二凸轮板的姿势或相对位置对应地，与第二凸轮板的在所述冲程方向上的接触位置变化，并且通过接触位置来设定相对于所述溢流阀的最大推入量。

6.根据权利要求5所述的发动机，

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。