CN111902619A - 可变压缩装置及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本申请的可变压缩装置具有：活塞杆(6)；第一流体室(R3)，通过向其供给升压后的工作流体，使活塞杆向提高压缩比的方向移动；限制构件(7c)，其限制活塞杆的向提高压缩比的方向的移动；第二流体室(R6)，其设置在活塞杆与限制构件之间，并且贮存工作流体；供给流路(R7)，其引导向第二流体室供给的工作流体；排出流路(R8)，其引导从第二流体室排出的工作流体；和，流量限制部(15b)，其设置于排出流路，并且在活塞杆接近限制构件时限制工作流体的流通。

Description

可变压缩装置及发动机系统

技术领域

本申请涉及可变压缩装置及发动机系统。

本申请基于2018年4月6日在日本提交的日本特愿2018-074126号申请、2018年4月6日在日本提交的日本特愿2018-074127号申请而主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了一种具有十字头的大型往复活塞燃烧发动机。专利文献1的大型往复活塞燃烧发动机是能够利用重油等液体燃料和天然气等气体燃料的双方来进行工作的双燃料发动机。专利文献1的大型往复活塞燃烧发动机为了应对适合于利用液体燃料的工作的压缩比和适合于利用气体燃料的工作的压缩比的双方，在十字头部分处设置了调整机构(可变压缩装置)，其借助液压而令活塞杆移动从而变更压缩比。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-20375号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

这样的结构的可变压缩装置具有限制活塞杆的向升高压缩比的方向的移动的限制构件。然而，在发动机启动时、发动机的紧急停止时等未施加燃烧压力的状态下，与活塞杆的往复所导致的向上惯性力相比，缸内压力导致的向下压下活塞的力变小，活塞杆不取决于下部油室的液压而以自身的惯性力上升。由此，如果活塞杆因惯性力而朝向接近限制构件的方向(提高压缩比的方向)移动，则限制构件与活塞杆发生碰撞。

此外，在以高压缩比运转时，活塞杆与限制构件抵接。然而，例如在发动机启动时等那样地在燃烧室内未产生燃烧压力的状态下活塞杆移动时，活塞杆与限制构件碰撞，从而有可能对限制构件施加大的力。

本申请鉴于前述问题点而进行，目的在于，在可变压缩装置中，防止限制构件与活塞杆的碰撞。

此外，本申请鉴于前述问题点而进行，目的在于，抑制由活塞杆对限制构件施加的碰撞能量。

用于解决问题的手段

本申请的一个方式的可变压缩装置是变更发动机的燃烧室中的压缩比的可变压缩装置，具有：活塞杆；第一流体室，向其供给升压后的工作流体，从而使前述活塞杆向提高压缩比的方向移动；限制构件，其限制前述活塞杆的向提高压缩比的方向的移动；第二流体室，其设置在前述活塞杆与前述限制构件之间，并且贮存工作流体；供给流路，其对向前述第二流体室供给的工作流体进行引导；排出流路，其对从前述第二流体室排出的工作流体进行引导；和流量限制部，其设置于前述排出流路，并且在前述活塞杆接近前述限制构件时，限制前述工作流体的流通。

前述一个方式的可变压缩装置中，也可以前述流量限制部具有：能够与前述活塞杆一起移动的配重构件、借助前述配重构件的移动而向闭阀方向移动的阀体。

前述一个方式的可变压缩装置中，也可以前述流量限制部具有：对前述配重构件向开阀方向施力的施力构件。

前述一个方式的可变压缩装置中，也可以向前述第二流体室供给向前述第一流体室供给的前述工作流体的一部分。

前述一个方式的可变压缩装置也可以还具有：流体室形成构件，其形成前述第一流体室的一部分；和吸收构件，其固定于前述限制构件或活塞杆，通过弹性形变而吸收前述限制构件与前述活塞杆的碰撞能量。

前述一个方式的可变压缩装置也可以还具有固定构件，其相对于前述流体室形成构件而固定前述限制构件；前述固定构件具有：被插入至前述限制构件和前述流体室形成构件的轴部、被固定于前述轴部且与前述限制构件分离地配置的头部；前述吸收构件设置在前述限制构件与前述头部之间。

前述一个方式的可变压缩装置中，也可以前述吸收构件设置在前述限制构件与前述活塞杆之间。

前述一个方式的可变压缩装置中，也可以前述限制构件具有供前述吸收构件嵌合的凹部。

本申请的一个方式的发动机系统具有前述可变压缩装置。

发明的效果

根据本申请，在活塞杆向接近限制构件的方向移动时，流量限制部能够封闭排出流路，并保持在第二流体室中贮存了工作油的状态。第二流体室内的工作流体作为阻尼器而发挥作用，由此能够防止活塞杆以大的力与限制构件碰撞。

此外，根据本申请，利用吸收构件的弹性形变，能够吸收活塞杆与限制构件碰撞时的碰撞能量。因此，能够减少限制构件从活塞杆受到的碰撞能量，能够减少对限制构件施加的冲击。

附图说明

图1是本申请的第一实施方式中的发动机系统的剖视图。

图2是示出本申请的第一实施方式中的发动机系统的一部分的示意剖视图。

图3是示出本申请的第一实施方式中的发动机系统所具备的流量限制部的变形例的剖视图。

图4是示出本申请的第二实施方式中的发动机系统的一部分的示意剖视图。

图5是示出本申请的第三实施方式中的发动机系统的一部分的示意剖视图。

附图标记说明

1 发动机

2 框架

3 缸部

3a 缸衬套

3b 缸头

3c 缸套

4 活塞

5 排气阀单元

5a 排气阀

5b 排气阀框

6 活塞杆

7、107 十字头

7a、107a 十字头销(流体室形成构件)

7b 导靴

7c、107c、207c 盖构件(限制构件)

107d 固定螺栓(固定构件)

107e、207e 螺旋弹簧(吸收构件)

8 液压部

8a 供给泵

8b 摆动管

8c 柱塞泵

8c1 柱塞

8c2 缸

8c3 柱塞驱动部

8d 第一单向阀

8e 第二单向阀

8f 释放阀

8f1 主体部

8f2 释放阀驱动部

9 连接杆

10 曲柄角传感器

11 曲轴

12 扫气积存处

13 排气积存处

14 空气冷却器

15 上部液压室液压机构

15a 单向阀

15b 节流阀装置(流量限制部)

15c 流路构件

15d 配重构件

15e 施力弹簧(施力构件)

16 节流阀(流量限制部)

16a 流路构件

16b 阀体

16c 施力弹簧

100 发动机系统

200 增压机

300 控制部

H 排气口

O 出口孔

R1 燃烧室

R2 扫气室

R3 液压室(第一流体室)

R4 供给流路

R5 释放流路

R6 上部液压室(第二流体室)

R7 供给流路

R8 排出流路

S 扫气口。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照图1~3，针对本申请中的发动机系统的第一实施方式进行说明。

本实施方式的发动机系统100搭载于例如大型油轮等船舶。如图1所示那样，发动机系统100具有发动机1、增压机200、控制部300。另外，本实施方式中，将增压机200当作辅助设备处理而作为与发动机1(主要设备)分体的部件进行说明。但是，也可以将增压机200构成为发动机1的一部分。

发动机1是多缸单流扫气柴油发动机。发动机1具有使天然气等气体燃料与重油等液体燃料一起燃烧的气体运转模式、使重油等液体燃料燃烧的柴油运转模式。另外，气体运转模式中，也可以仅使气体燃料燃烧。发动机1具有框架2、缸部3、活塞4、排气阀单元5、活塞杆6、十字头7、液压部8(升压机构)、连接杆9、曲柄角传感器10、曲轴11、扫气积存处12、排气积存处13、空气冷却器14、上部液压室液压机构15。此外，由缸部3、活塞4、排气阀单元5、活塞杆6而构成气缸。

框架2是支承发动机1的整体的强度构件，收纳有十字头7、液压部8和连接杆9。此外，在框架2的内部，十字头7的后述的十字头销7a能够往复移动。

缸部3具有圆筒状的缸衬套3a、缸头3b和缸套3c。缸衬套3a是圆筒状的构件。在缸衬套3a的内侧(内周面)，形成与活塞4的滑动面。由缸衬套3a的内周面和活塞4包围的空间作为燃烧室R1。此外，在缸衬套3a的下部，形成有多个扫气口S。扫气口S是沿着缸衬套3a的周面排列的开口，缸套3c内部的扫气室R2与缸衬套3a的内侧连通。缸头3b是设置于缸衬套3a的上端部的盖构件。在缸头3b的俯视中的中央部，形成有排气口H。排气口H与排气积存处13连接。此外，在缸头3b上，设置有未图示的燃料喷射阀。进一步，在缸头3b的燃料喷射阀的附近，设置有未图示的缸内压传感器。缸内压传感器检测燃烧室R1内的压力并向控制部300发送。缸套3c设置在框架2与缸衬套3a之间，是插入有缸衬套3a的下端部的圆筒状或箱状的构件。在缸套3c的内部形成扫气室R2。此外，缸套3c的扫气室R2与扫气积存处12连接。

活塞4为近似圆柱状，与后述活塞杆6连接，配置在缸衬套3a的内侧。此外，在活塞4的外周面上，设置有未图示的活塞环，通过活塞环将活塞4与缸衬套3a的间隙密封。活塞4根据燃烧室R1中的压力的变动，伴随活塞杆6而在缸衬套3a内滑动。

排气阀单元5具有排气阀5a、排气阀框5b、未图示的排气阀驱动部。排气阀5a设置在缸头3b的内侧，借助排气阀驱动部而将缸部3内的排气口H闭塞。排气阀框5b是收纳排气阀5a的端部的圆筒形的框体。排气阀驱动部是使排气阀5a在沿着活塞4的冲程方向的方向上移动的致动器。

活塞杆6是一端与活塞4连接且另一端与十字头销7a连结的长条状的构件。活塞杆6的端部被插入至十字头销7a，且以连接杆9能够旋转的方式连结。此外，活塞杆6在十字头销7a侧的端部的一部分处，具有直径较粗地形成的粗径部。

十字头7具有十字头销7a、导靴7b、盖构件7c(限制构件)。十字头销7a是将活塞杆6和连接杆9可移动地连结的圆柱状构件。在十字头销7a的插入有活塞杆6的端部的插入空间中，形成进行工作油(工作流体)的供给和排出的液压室R3(流体室、第一流体室)。在与十字头销7a的中心相比更靠下侧，形成沿着十字头销7a的轴向贯穿的出口孔O。出口孔O是将通过了活塞杆6的未图示的冷却流路的冷却油排出的开口。此外，在十字头销7a中，设置有将液压室R3与后述的柱塞泵8c连接的供给流路R4、将液压室R3与后述的释放阀8f连接的释放流路R5。

导靴7b以能够转动的方式支承十字头销7a。导靴7b伴随十字头销7a而沿着活塞4的冲程方向在未图示的导轨上移动。导靴7b沿着导轨移动，从而十字头销7a的转动运动、沿着活塞4的冲程方向的直线方向上的移动之外的移动受到限制。盖构件7c是被固定于十字头销7a的上部、且被插入有活塞杆6的端部的环状构件。此外，在盖构件7c的与活塞杆6的滑动面上设置有密封环。由此，在盖构件7c与活塞杆6的粗径部之间，形成上部液压室R6(限制构件侧流体室、第二流体室)。此外，在盖构件7c中，形成引导向上部液压室R6供给的工作油的供给流路R7的一部分、引导从上部液压室R6排出的工作油的排出流路R8的一部分。十字头7将活塞4的直线运动传递给连接杆9。

如图2所示那样，液压部8具有供给泵8a、摆动管8b、柱塞泵8c、柱塞泵8c所具有的第一单向阀8d和第二单向阀8e、以及释放阀8f。此外，活塞杆6、十字头7、液压部8、上部液压室液压机构15、控制部300作为本实施方式中的可变压缩装置而发挥功能。

供给泵8a基于来自控制部300的指示，将从未图示的工作油罐供给的工作油升压并向柱塞泵8c供给。供给泵8a被船舶的发电机的电力驱动，能够在向燃烧室R1供给液体燃料之前工作。摆动管8b连接供给泵8a和各气缸的柱塞泵8c。摆动管8b可以在伴随十字头销7a移动的柱塞泵8c与固定的供给泵8a之间摆动。

柱塞泵8c被固定于十字头销7a。柱塞泵8c具有杆状的柱塞8c1、可滑动地收纳柱塞8c1的筒状的缸8c2、柱塞驱动部8c3。柱塞泵8c为，柱塞8c1与未图示的驱动部连接从而在缸8c2内滑动，将工作油升压而向液压室R3供给。此外，在设置于缸8c2的端部的工作油的排出侧的开口处，设置有第一单向阀8d，在设置于缸8c2的侧周面的吸入侧的开口处，设置有第二单向阀8e。柱塞驱动部8c3与柱塞8c1连接，基于来自控制部300的指示，使柱塞8c1往复运动。

第一单向阀8d为阀体被朝向缸8c2的内侧施力从而闭阀的结构，防止供给至液压室R3的工作油向缸8c2逆流。此外，第一单向阀8d为，如果缸8c2内的工作油的压力达到第一单向阀8d的施力构件的作用力(开阀压力)以上，则阀体被工作油推压从而开阀。第二单向阀8e被朝向缸8c2的外侧施力，防止供给至缸8c2的工作油向供给泵8a逆流。此外，第二单向阀8e为，如果从供给泵8a供给的工作油的压力达到第二单向阀8e的施力构件的作用力(开阀压力)以上，则阀体被工作油推压从而开阀。另外，第一单向阀8d的开阀压力高于第二单向阀8e的开阀压力，在以预先设定的压缩比运转的正常运转时，第一单向阀8d不会由于从供给泵8a供给的工作油的压力而开阀。

释放阀8f设置于十字头销7a。释放阀8f具有主体部8f1、释放阀驱动部8f2。主体部8f1是与液压室R3和未图示的工作油罐连接的阀。释放阀驱动部8f2与主体部8f1的阀体连接，基于来自控制部300的指示而将主体部8f1开闭。释放阀8f通过释放阀驱动部8f2而开阀，从而将在液压室R3中贮存的工作油返回至工作油罐。

如图1所示那样，连接杆9是与十字头销7a连结且与曲轴11连结的长条状构件。在连接杆9的一端可旋转地连接着十字头销7a，连接杆9将传递至十字头销7a的活塞4的直线运动转化为旋转运动。曲柄角传感器10是用于测量曲轴11的曲柄角的传感器，向控制部300发送用于算出曲柄角的曲柄脉冲信号。

曲轴11是与设置于气缸的连接杆9连接的长条状的构件，借助由各个连接杆9传递来的旋转运动而旋转，从而将动力传递给例如螺杆等。扫气积存处12设置在缸套3c与增压机200之间，被增压机200加压后的空气流入。此外，在扫气积存处12的内部设置有空气冷却器14。排气积存处13是与各气缸的排气口H连接且与增压机200连接的管状构件。从排气口H排出的气体暂时性地贮存于排气积存处13，从而以抑制了脉动的状态向增压机200供给。空气冷却器14将扫气积存处12内部的空气冷却。

上部液压室液压机构15具有单向阀15a、节流阀装置15b(流量限制部)。单向阀15a设置于供给流路R7中，防止上部液压室R6中的工作油向供给泵8a侧逆流。节流阀装置15b具有流路构件15c、配重构件15d、施力弹簧15e(施力构件)、支承构件15f。

流路构件15c是借助未图示的轴承构件等而可旋转地固定于盖构件7c的圆柱状构件。流路构件15c在开阀状态下形成排出流路R8的一部分，并且通过旋转而限制排出流路R8的流通。配重构件15d由固定于盖构件7c的支承构件15f从下方支承，并且由固定于活塞杆6的施力弹簧15e以悬吊的状态支承。

配重构件15d与流路构件15c连接，借助惯性力而在铅直方向上移动。即，配重构件15d为，在伴随十字头销7a而盖构件7c朝向铅直方向向上的方向移动、从而朝向铅直方向上侧作用有惯性力时，朝向铅直方向上侧移动。施力弹簧15e的铅直方向上侧的一端被固定于支承构件15f。在施力弹簧15e上悬吊配重构件15d。支承构件15f被固定于盖构件7c，与盖构件7c一起上下运动。支承构件15f支承配重构件15d和施力弹簧15e。

增压机200借助利用从排气口H排出的气体而旋转的涡轮，对从未图示的吸气口吸入的空气加压，并供给至燃烧室R1。

控制部300是基于由船舶的操纵者进行的操作等而控制燃料的供给量等的计算机。控制部300具有接收未图示的位置检测部的通信部的无线通信的接收部。此外，控制部300通过控制液压部8而变更燃烧室R1中的压缩比。具体而言，控制部300基于来自位置检测部的信号而获取活塞杆6的位置信息，控制柱塞泵8c、供给泵8a和释放阀8f，调整液压室R3中的工作油的量，从而变更活塞杆6的位置而变更压缩比。

发动机系统100通过使由未图示的燃料喷射阀向燃烧室R1喷射的燃料点火、爆发，而使活塞4在缸衬套3a内滑动，使曲轴11旋转。详细而言，向燃烧室R1供给的燃料与从扫气口S流入的空气混合后，借助活塞4朝向上止点方向的移动而被压缩而温度上升并自燃。此外，在液体燃料的情况下，在燃烧室R1中温度上升，从而气化并自燃。

并且，燃烧室R1内的燃料通过自燃而急剧膨胀，对活塞4施加朝向下止点方向的压力。由此，活塞4向下止点方向移动，活塞杆6伴随活塞4而移动，经由连接杆9而曲轴11旋转。进一步，活塞4朝向下止点移动，从而从扫气口S向燃烧室R1流入加压空气。排气阀单元5驱动从而打开排气口H，燃烧室R1内的排出气体借助加压空气而被向排气积存处13推出。

在增大压缩比的情况下，利用控制部300而驱动供给泵8a，向柱塞泵8c供给工作油。并且，控制部300驱动柱塞泵8c而对工作油加压直至成为能够抬起活塞杆6的压力，向液压室R3供给工作油。借助液压室R3的工作油的压力，活塞杆6的端部抬起，与此相伴地，活塞4的上止点位置向上方(排气口H侧)移动。

在减少压缩比的情况下，利用控制部300而驱动释放阀8f，液压室R3与未图示的工作油罐成为连通状态。并且，活塞杆6的载荷施加于液压室R3的工作油，液压室R3内的工作油经由释放阀8f而被推出至工作油罐。由此，液压室R3的工作油减少，活塞杆6向下方(曲轴11侧)移动，与此相伴地，活塞4的上止点位置向下方移动。

此外，从供给泵8a经由供给流路R7，工作油的一部分流入上部液压室R6，上部液压室R6被工作油充满。在对活塞杆6施加的力为铅直方向向下的情况下，设置于排出流路R8的节流阀装置15b一直为开阀状态，从上部液压室R6溢出的工作油经由排出流路R8而被排出至外部。另外，从供给泵8a供给的工作油与经由柱塞泵8c供给的工作油相比，压力更低。因此，上部液压室R6内的工作油的压力被设定为小于液压室R3内的工作油的压力。

伴随十字头销7a的上下运动，经由连接杆9而曲轴11旋转。活塞4和活塞杆6在上下方向上为未固定于十字头销7a的状态，因此相对于十字头销7a的移动，惯性力作用于活塞4和活塞杆6。在因急速倒车等而使发动机1紧急停止的情况下和在发动机1的启动时，燃烧压力未施加至活塞4，借助缸内压力而向下压下活塞4的力变小。对活塞杆6，如果施加与通过缸内压力而向下压下活塞4的力相比更大的铅直方向向上的惯性力，则活塞杆6向接近盖构件7c的方向移动。此时，对于由施力弹簧15e可移动地支承的配重构件15d，作用铅直方向向上地施加的惯性力与施力弹簧15e的弹性力，铅直方向向上地被抬起，由此流路构件15c旋转。借助流路构件15c的旋转，排出流路R8封闭，上部液压室R6内的工作油变得无法从上部液压室R6排出。因此，即使活塞杆6因惯性力而被向铅直方向上方抬起，上部液压室R6内的工作油作为阻尼器而起作用，从而也能够防止活塞杆6对盖构件7c以大的力碰撞。

如果活塞杆6因反向运动等而沿铅直方向向下(从盖构件7c远离的方向)开始移动，则配重构件15d因自重而沿铅直方向向下移动，流路构件15c旋转，排出流路R8开放。

此外，在发动机1的转速变化时，惯性力也作用于配重构件15d，配重构件15d沿铅直方向向上被略微抬起。由此，流路构件15c略微旋转，缩窄流路构件15c的入口和出口，从而能够减少排出流路R8的流量。

根据这样的本实施方式，在活塞杆6向接近盖构件7c的方向移动时，节流阀装置15b动作，能够保持在上部液压室R6内贮存了工作油的状态。在上部液压室R6内贮存的工作油作为阻尼器而发挥作用，从而能够防止活塞杆6对盖构件7c以大的力发生碰撞。

此外，根据本实施方式，节流阀装置15b为，利用与活塞杆6一起移动的配重构件15d而令流路构件15c旋转，从而切换排出流路R8的开放、封闭。由此，能够机械地开闭节流阀装置15b，能够不进行复杂的感测等而防止活塞杆6对盖构件7c以大的力发生碰撞。

此外，根据本实施方式，配重构件15d借助施力弹簧15e沿铅直方向向上(开阀方向)地被施力。由此，在一度将节流阀装置15b闭阀后，能够与活塞杆6的移动一起顺畅地使流路构件15c旋转而开阀。

此外，根据本实施方式，向液压室R3供给的工作油的一部分经由供给流路R7而供给至上部液压室R6。由此，不需要设置用于设置上部液压室R6的新液压系统，能够使结构变得简单。

[第二实施方式]

接着，针对本申请中的发动机系统的第二实施方式，参照图4进行说明。另外，针对与第一实施方式共通的结构构件令标记相同而省略说明。

本实施方式的发动机系统100中，未设置上部液压室液压机构15、供给流路R7、排出流路R8。本实施方式的发动机系统100中，在十字头107上设置有固定螺栓107d、螺旋弹簧107e。

十字头107如图4所示那样，具有十字头销107a(流体室形成构件)、导靴7b、盖构件107c(限制构件)、多个固定螺栓107d(固定构件)、螺旋弹簧107e(吸收构件)。十字头销107a是将活塞杆6和连接杆9可移动地连结的圆柱状构件。利用十字头销107a中的供活塞杆6的端部插入的插入空间、活塞杆6的凸缘(粗径部)而形成进行工作油(工作流体)的供给和排出的液压室R3(流体室、第一流体室)。在与十字头销107a的中心相比更靠下侧，形成沿着十字头销107a的轴向贯穿的出口孔O。出口孔O是将通过了活塞杆6的未图示的冷却流路的冷却油排出的开口。此外，在十字头销107a上，设置有将液压室R3与后述的柱塞泵8c连接的供给流路R4、将液压室R3与后述的释放阀8f连接的释放流路R5。

导靴7b支承十字头销107a。导靴7b伴随十字头销107a沿着活塞4的冲程方向在未图示的导轨上移动。借助导靴7b沿着导轨的移动，十字头销107a的沿活塞4的冲程方向的直线方向上的移动之外的移动受到限制。盖构件107c是被固定在十字头销107a的上部且供活塞杆6的端部插入的环状构件。

固定螺栓107d具有头部107d1和轴部107d2。轴部107d2被插入到设置于盖构件107c的螺栓孔，从而固定螺栓107d相对于十字头销107a固定盖构件107c。此外，固定螺栓107d的头部107d1从盖构件107c分离，在头部107d1与盖构件107c之间插入有螺旋弹簧107e(吸收构件)。螺旋弹簧107e借助固定螺栓107d的头部107d1而被固定于盖构件107c中不与十字头销107a抵接的面(上表面)，向十字头销107a(向下方向)对盖构件107c施力。十字头107将活塞4的直线运动向连接杆9传递。

如图4所示那样，液压部8具有供给泵8a、摆动管8b、柱塞泵8c、柱塞泵8c所具有的第一单向阀8d和第二单向阀8e、以及释放阀8f。此外，活塞杆6、十字头107、液压部8、控制部300作为本实施方式中的可变压缩装置而发挥功能。

供给泵8a基于来自控制部300的指示，将从未图示的工作油罐供给的工作油升压并向柱塞泵8c供给。供给泵8a被船舶的发电机的电力驱动，能够在向燃烧室R1供给液体燃料之前工作。摆动管8b连接供给泵8a和各气缸的柱塞泵8c。摆动管8b可以在伴随十字头销107a而移动的柱塞泵8c与固定的供给泵8a之间摆动。

柱塞泵8c被固定于十字头销107a。柱塞泵8c具有杆状的柱塞8c1、可滑动地收纳柱塞8c1的筒状的缸8c2、柱塞驱动部8c3。柱塞泵8c为，柱塞8c1与未图示的驱动部连接，从而在缸8c2内滑动，将工作油升压而向液压室R3供给。此外，在设置于缸8c2的端部的工作油的排出侧的开口处，设置有第一单向阀8d，在设置于缸8c2的侧周面的吸入侧的开口处，设置有第二单向阀8e。柱塞驱动部8c3与柱塞8c1连接，基于来自控制部300的指示，使柱塞8c1往复运动。

第一单向阀8d为阀体朝向缸8c2的内侧被施力而闭阀的结构，防止供给至液压室R3的工作油向缸8c2逆流。此外，第一单向阀8d为，如果缸8c2内的工作油的压力变为第一单向阀8d的施力构件的作用力(开阀压力)以上，则阀体被工作油推压而开阀。第二单向阀8e被向缸8c2的外侧施力，防止供给至缸8c2的工作油向供给泵8a逆流。此外，第二单向阀8e为，如果从供给泵8a供给的工作油的压力达到第二单向阀8e的施力构件的作用力(开阀压力)以上，则阀体被工作油推压而开阀。另外，第一单向阀8d的开阀压力高于第二单向阀8e的开阀压力，在以预先设定的压缩比运转的正常运转时，第一单向阀8d不会由于从供给泵8a供给的工作油的压力而开阀。

释放阀8f设置于十字头销107a。释放阀8f具有主体部8f1、释放阀驱动部8f2。主体部8f1是与液压室R3和未图示的工作油罐连接的阀。释放阀驱动部8f2与主体部8f1的阀体连接，基于来自控制部300的指示而将主体部8f1开闭。释放阀8f借助释放阀驱动部8f2而开阀，从而在液压室R3中贮存的工作油返回至工作油罐。

如图1所示那样，连接杆9是与十字头销107a连结且与曲轴11连结的长条状构件。连接杆9将传递给十字头销107a的活塞4的直线运动转化为旋转运动。曲柄角传感器10是用于测量曲轴11的曲柄角的传感器，向控制部300发送用于算出曲柄角的曲柄脉冲信号。

曲轴11是与设置于气缸的连接杆9连接的长条状的构件，借助由各个连接杆9传递的旋转运动而旋转，由此将动力传递给例如螺杆等。扫气积存处12设置在缸套3c与增压机200之间，被增压机200加压后的空气流入。此外，在扫气积存处12的内部设置有空气冷却器14。排气积存处13是与各气缸的排气口H连接且与增压机200连接的管状构件。从排气口H排出的气体暂时性地贮存在排气积存处13中，从而以抑制脉动的状态被供给至增压机200。空气冷却器14将扫气积存处12内部的空气冷却。

增压机200借助利用从排气口H排出的气体而旋转的涡轮，对借助未图示的被驱动的鼓风机等而从机构外部吸入的空气加压，向扫气积存处12供给。

控制部300是基于由船舶的操纵者进行的操作等而控制燃料的供给量等的计算机。此外，控制部300通过控制液压部8而变更燃烧室R1中的压缩比。具体而言，控制部300基于来自缸内压传感器的信号而获取活塞杆6的位置信息，控制柱塞泵8c、供给泵8a和释放阀8f，调整液压室R3中的工作油的量，由此变更活塞杆6的位置而变更压缩比。进一步，控制部300基于活塞杆6的位置信息，变更注油量和注油时机。

发动机系统100通过使由未图示的燃料喷射阀向燃烧室R1喷射的燃料点火、爆发而使活塞4在缸衬套3a内滑动，使曲轴11旋转。详细而言，向燃烧室R1供给的气体燃料与从扫气口S流入的空气混合后，借助活塞4朝向上止点方向的移动而被压缩而温度上升，此时将液体燃料作为起火源而少量喷射从而燃烧。此外，在液体燃料的情况下，被向在燃烧室R1中被压缩的空气喷射从而燃烧。

并且，燃烧室R1内的燃料燃烧从而急剧膨胀，对活塞4施加朝向下止点方向的压力。由此，活塞4向下止点方向移动，伴随活塞4而活塞杆6移动，经由连接杆9而曲轴11旋转。进一步，活塞4朝向下止点移动，由此从扫气口S向燃烧室R1流入加压空气。排气阀单元5驱动从而打开排气口H，燃烧室R1内的排出气体通过加压空气被向排气积存处13推出。

在增大压缩比的情况下，借助控制部300而供给泵8a被驱动，向柱塞泵8c供给工作油。并且，控制部300驱动柱塞泵8c而对工作油加压直至变为能够抬起活塞杆6的压力，向液压室R3供给工作油。通过液压室R3的工作油的压力，活塞杆6的端部抬起，与此相伴地，活塞4的上止点位置向上方(排气口H侧)移动。

在减少压缩比的情况下，借助控制部300而释放阀8f被驱动，液压室R3与未图示的工作油罐成为连通状态。并且，活塞杆6的载荷施加于液压室R3的工作油，液压室R3内的工作油经由释放阀8f而被向工作油罐推出。由此，液压室R3的工作油减少，活塞杆6向下方(曲轴11侧)移动，与此相伴地，活塞4的上止点位置向下方移动。

在活塞杆6向高压缩比方向移动时，活塞杆6与盖构件107c抵接。此时，盖构件107c从十字头销107a略微抬起，但借助螺旋弹簧107e的作用力而向十字头销107a侧返回。由此，盖构件107c从活塞杆6受到的碰撞能量被螺旋弹簧107e吸收，能够防止对盖构件107c施加大的力。

此外，本实施方式中，由于活塞杆6与螺旋弹簧107e未抵接，因此在活塞杆6向高压缩比方向移动时，不会因螺旋弹簧107e而妨碍活塞杆6的移动。

[第三实施方式]

接着，以前述第二实施方式的变形例作为第三实施方式，参照图5来说明。另外，针对与第二实施方式相同的结构构件，令标记相同而省略说明。

在本实施方式中的发动机1中，未在固定螺栓107d中插入螺旋弹簧107e，在盖构件207c的与活塞杆6的凸缘(粗径部)抵接的面(下表面)上等间隔地设置的多个凹部207c1中，嵌合多个螺旋弹簧207e。即，螺旋弹簧207e设置在活塞杆6的凸缘(粗径部)与盖构件207c之间。另外，在螺旋弹簧207e被完全压缩的状态下，盖构件207c与凸缘(粗径部)不抵接。

根据这样的本实施方式，在向高压缩比方向移动活塞杆6时，活塞杆6在与盖构件207c抵接之前与螺旋弹簧207e抵接，螺旋弹簧207e弹性形变，从而吸收碰撞能量，移动速度降低。由此，能够防止活塞杆6相对于盖构件207c激烈碰撞。

进一步，本实施方式中，活塞杆6在与盖构件207c接触之前与螺旋弹簧207e接触，因此能够更有效地防止对盖构件207c的冲击。

此外，本实施方式中，在盖构件207c中的设置螺旋弹簧207e的位置处形成凹部207c1，螺旋弹簧207e嵌合于凹部207c1而被固定。由此，螺旋弹簧207e不会偏离规定的位置，螺旋弹簧207e与活塞杆6总是在一定的位置抵接，能够有效地吸收碰撞能量。

以上，参照附图对本申请的适宜的实施方式进行了说明，但本申请不限于前述实施方式。前述实施方式中示出的各结构构件的各种形状、组合等是一个例子，能够在不脱离本申请的主旨的范围中基于设计要求等而进行各种各样的变更。

前述第一实施方式中，作为流量限制部，使用节流阀装置15b，但本申请不限于此。例如，作为流量限制部，也可以使用图3所示的节流阀16。节流阀16具有流路构件16a、内设于流路构件16a的阀体16b、对阀体16b向开阀方向施力的施力弹簧16c。流路构件16a被固定于盖构件7c，并且形成排出流路R8的一部分。阀体16b在上下方向上可移动地设置于流路构件16a内部。在借助惯性力而活塞杆6向接近盖构件7c的方向移动时，阀体16b向闭阀方向移动。使用这样的节流阀16也能够与前述实施方式同样地，在活塞杆6向接近盖构件7c的方向移动时，通过封闭流路构件16a而保持上部液压室R6内的工作油，防止活塞杆6与盖构件7c的碰撞。

此外，前述第一实施方式中，使用节流阀装置15b，但也可以设置检测活塞杆6的位置的位置检测传感器，在排出流路R8中设置电磁阀，从而基于活塞杆6的位置，通过电子控制来切换电磁阀的开阀、闭阀。

此外，前述第一实施方式中，将向液压室R3供给的工作油的一部分向上部液压室R6供给，但本申请不限于此，也可以向上部液压室R6通过另外的系统供给工作油。

前述第二、第三实施方式中，作为吸收构件而设置螺旋弹簧107e、207e，但本申请不限于此。例如，作为吸收构件可以替代螺旋弹簧107e、207e而设置橡胶等。

前述第二实施方式中，将螺旋弹簧107e配设在固定螺栓107d的头部与盖构件107c之间，但本申请不限于此。螺旋弹簧107e也可以设置在与固定螺栓107d分别地设置的弹簧固定构件与盖构件107c之间。

此外，也可以不将螺旋弹簧107e、207e设置于盖构件107c、207c，而设置于活塞杆6的凸缘(粗径部)中与盖构件107c、207c抵接的面上。

此外，前述第二、第三实施方式中，螺旋弹簧107e、207e相对于盖构件107c、207c嵌合或通过固定螺栓107d而直接固定，但本申请不限于此。螺旋弹簧107e、207e也可以例如经由垫片等其他构件而间接地固定于盖构件107c、207c或活塞杆6。

此外，在第一实施方式的发动机系统100中也可以组合第二实施方式所述的螺旋弹簧107e(吸收构件)。在该情况下，例如可以将供给流路R7、排出流路R8、上部液压室液压机构15、固定螺栓107d和螺旋弹簧107e设置在盖构件7c的周向中的不同位置。此外，也可以将供给流路R7和排出流路R8形成为从十字头销7a的内壁向外部连通。

此外，在第一实施方式的发动机系统100中，也可以组合第三实施方式所述的螺旋弹簧207e(吸收构件)。

工业实用性

本申请能够应用于可变压缩装置和发动机系统。

Claims (9)

1.一种可变压缩装置，是变更发动机的燃烧室中的压缩比的可变压缩装置，具有：

活塞杆；

第一流体室，通过向其供给升压后的工作流体而使前述活塞杆向提高压缩比的方向移动；

限制构件，其限制前述活塞杆的向提高压缩比的方向的移动；

第二流体室，其设置在前述活塞杆与前述限制构件之间，并且贮存工作流体；

供给流路，其对向前述第二流体室供给的工作流体进行引导；

排出流路，其对从前述第二流体室排出的工作流体进行引导；和

流量限制部，其设置于前述排出流路，并且在前述活塞杆接近前述限制构件时限制前述工作流体的流通。

2.根据权利要求1所述的可变压缩装置，其特征在于，

前述流量限制部具有：能够与前述活塞杆一起移动的配重构件、借助前述配重构件的移动而向闭阀方向移动的阀体。

3.根据权利要求2所述的可变压缩装置，其特征在于，

前述流量限制部具有施力构件，其对前述配重构件向开阀方向施力。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的可变压缩装置，其特征在于，

向前述第二流体室供给向前述第一流体室供给的前述工作流体的一部分。

5.根据权利要求1所述的可变压缩装置，其特征在于，

还具有：

流体室形成构件，其形成前述第一流体室的一部分；和

吸收构件，其固定于前述限制构件或前述活塞杆，通过弹性形变而吸收前述限制构件与前述活塞杆的碰撞能量。

6.根据权利要求5所述的可变压缩装置，其特征在于，

还具有固定构件，其相对于前述流体室形成构件固定前述限制构件；

前述固定构件具有：被插入于前述限制构件和前述流体室形成构件的轴部、固定于前述轴部且与前述限制构件分离地配置的头部；

前述吸收构件设置在前述限制构件与前述头部之间。

7.根据权利要求5所述的可变压缩装置，其特征在于，

前述吸收构件设置在前述限制构件与前述活塞杆之间。

8.根据权利要求7所述的可变压缩装置，其特征在于，

前述限制构件具有供前述吸收构件嵌合的凹部。

9.一种发动机系统，具有权利要求1~8中任一项所述的可变压缩装置。

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