JP2002155769A - Variable compression ratio mechanism of reciprocation type internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio mechanism of reciprocation type internal combustion engine

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JP2002155769A
JP2002155769A JP2000356990A JP2000356990A JP2002155769A JP 2002155769 A JP2002155769 A JP 2002155769A JP 2000356990 A JP2000356990 A JP 2000356990A JP 2000356990 A JP2000356990 A JP 2000356990A JP 2002155769 A JP2002155769 A JP 2002155769A
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JP
Japan
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compression ratio
link
guide groove
combustion engine
internal combustion
Prior art date
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Application number
JP2000356990A
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Japanese (ja)
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Katsuya Mogi
克也 茂木
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid a vibration deterioration in a right and left direction caused by an existence of a control link for restricting a motion. SOLUTION: The combined link type variable compression ratio mechanism is provided with an upper link 3 of which one end is connected to a piston pin 2; and a lower link 7 connected to the other end of the upper link 3 through a connection pin and connected to a crank pin 6 of a crank shaft 5. The lower link 7 is extended at an opposite side to the connection pin 4 and a motion track is restricted by engaging a slide element 22 at a tip end thereof with a guide groove 13 of a rail member 11. When a pivotable position of the rail member 11 is varied by a cam mechanism 15, a compression ration is varied. By using the rail member 11 instead of a conventional control link, an inertia mass reciprocating in a right and left direction does not exist and a vibration is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、複リンク式のピ
ストン−クランク機構を利用してピストン上死点位置を
変化させるようにしたレシプロ式内燃機関の可変圧縮比
機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine in which a piston top dead center position is changed by using a double-link type piston-crank mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレシプロ式内燃機関の可変圧縮比
機構として、例えば、特開平9−228858号公報に
開示されているように、複リンク式のピストン−クラン
ク機構を利用したものが知られている。これは、ピスト
ンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリン
クと、このアッパリンクの他端に連結されるとともに、
クランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリン
クと、上記ロアリンクと内燃機関本体とを連結して、ロ
アリンクの運動を拘束するコントロールリンクと、を備
えており、上記コントロールリンクの基端の揺動支持位
置が偏心カムによって制御される構成となっている。こ
のものでは、ピストンの運動がアッパリンクを介してロ
アリンクに伝達されるが、瞬間的な運動としてはロアリ
ンクが上記コントロールリンクとの連結点を中心として
揺動運動しようとし、該ロアリンクを介してクランクピ
ンにピストンの運動が伝達される。クランクピンは、ク
ランクシャフトのメインジャーナルを中心に回転するの
で、その回転半径に関連して、上記ロアリンクと上記コ
ントロールリンクとの連結点が、往復運動しようとし、
つまりコントロールリンクが往復揺動する。そして、上
記偏心カムの回動位置によってコントロールリンク端部
の揺動支点位置が変化し、これに伴ってピストンの上死
点位置、ひいては圧縮比が変化する。
2. Description of the Related Art As a conventional variable compression ratio mechanism of a reciprocating internal combustion engine, a mechanism utilizing a double-link type piston-crank mechanism as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-228858 is known. ing. This is an upper link with one end connected to the piston via a piston pin, and connected to the other end of the upper link,
A lower link connected to a crankpin of the crankshaft; and a control link connecting the lower link to the internal combustion engine body to restrain movement of the lower link. The dynamic support position is controlled by the eccentric cam. In this device, the movement of the piston is transmitted to the lower link via the upper link, but as an instantaneous movement, the lower link attempts to swing around the connection point with the control link, and the lower link is moved. The movement of the piston is transmitted to the crank pin via the crank pin. Since the crankpin rotates about the main journal of the crankshaft, the connection point between the lower link and the control link tries to reciprocate in relation to the radius of rotation.
That is, the control link swings back and forth. The swing fulcrum position at the end of the control link changes according to the rotation position of the eccentric cam, and accordingly, the top dead center position of the piston and, consequently, the compression ratio change.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにロアリン
クの運動拘束手段としてコントロールリンクを用いた従
来の可変圧縮比機構においては、クランクシャフトの回
転に伴ってコントロールリンクが左右方向に揺動するた
め、このコントロールリンクの慣性荷重によって、内燃
機関に新たな振動成分が発生し、例えば図13に示すよ
うな水平方向の振動加振力が増加し、内燃機関の振動騒
音特性が悪化する。なお、コントロールリンクは、通
常、ピストン往復運動方向に略沿って配置されるので、
これが往復運動する結果、シリンダに略直交する方向に
沿った振動が悪化する。
As described above, in the conventional variable compression ratio mechanism using the control link as the movement restricting means of the lower link, the control link swings in the left-right direction with the rotation of the crankshaft. Therefore, due to the inertial load of the control link, a new vibration component is generated in the internal combustion engine, for example, the horizontal vibration excitation force as shown in FIG. 13 increases, and the vibration noise characteristics of the internal combustion engine deteriorate. Since the control link is usually arranged substantially along the direction of the piston reciprocating movement,
As a result of this reciprocating motion, vibration along a direction substantially perpendicular to the cylinder is deteriorated.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、往
復運動する質量の大きなコントロールリンクを用いるこ
となく、リンク部材の運動拘束手段を構成するようにし
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is to constitute a movement restricting means for a link member without using a control link having a large reciprocating mass.

【0005】すなわち、請求項1に係る発明は、ピスト
ンのピストンピンとクランクシャフトのクランクピンと
が、互いに回転可能に連結された複数のリンク部材から
なるリンク列によって連結されているとともに、このリ
ンク列の運動を限定するように、一つのリンク部材の運
動を拘束する運動拘束手段を備え、この運動拘束手段に
よる運動拘束の態様を変化させることにより圧縮比が変
化するように構成されたレシプロ式内燃機関の可変圧縮
比機構において、上記運動拘束手段が、上記リンク部材
の一点を往復動可能に案内する所定形状のガイド溝を有
するレール部材からなり、このレール部材の移動によっ
て圧縮比が変化することを特徴としている。
That is, according to the first aspect of the present invention, the piston pin of the piston and the crankpin of the crankshaft are connected by a link row comprising a plurality of link members rotatably connected to each other. A reciprocating internal combustion engine having a motion restricting means for restricting the motion of one link member so as to limit the motion, and wherein a compression ratio is changed by changing a mode of motion restriction by the motion restricting means. In the variable compression ratio mechanism of the above, the movement restricting means comprises a rail member having a guide groove of a predetermined shape for reciprocatingly guiding one point of the link member, and that the compression ratio changes due to the movement of the rail member. Features.

【0006】このものでは、クランクシャフトの回転に
伴って、リンク部材の一点がレール部材のガイド溝に沿
って往復運動する。換言すれば、リンク部材の一点がガ
イド溝に沿ってのみ動き得るように、リンク部材の運動
が拘束され、ピストンとクランクシャフトとの間のリン
ク列の運動が、ピストン−クランク機構として限定され
た運動となる。なお、リンク列が3つ以上のリンク部材
から構成される場合には、さらに他のリンク部材に対す
る付加的な運動拘束手段が設けられる。そして、レール
部材つまりガイド溝の内燃機関本体における位置を変化
させると、各リンク部材の初期の姿勢が変化し、ピスト
ン上死点位置ひいては圧縮比が変化する。
In this configuration, one point of the link member reciprocates along the guide groove of the rail member with the rotation of the crankshaft. In other words, the movement of the link member is restricted so that one point of the link member can move only along the guide groove, and the movement of the link row between the piston and the crankshaft is limited as a piston-crank mechanism. Exercise. When the link row is composed of three or more link members, additional motion restraining means for another link member is provided. Then, when the position of the rail member, that is, the guide groove in the internal combustion engine body is changed, the initial posture of each link member changes, and the piston top dead center position and thus the compression ratio change.

【0007】請求項1の発明をより具体化した請求項2
の発明では、上記ガイド溝は、一定曲率半径の円弧ない
しは直線状をなし、これと合致するように同一の曲率半
径を有する円弧面ないしは平面からなる摺動面を備えた
摺動子が、上記リンク部材に回転可能に取り付けられて
いる。
[0007] The second aspect of the present invention is a more specific example.
According to the invention, the guide groove is an arc or a straight line having a constant radius of curvature, and the slider provided with an arc surface or a flat sliding surface having the same radius of curvature so as to conform to the arc is linear. It is rotatably attached to the link member.

【0008】このものでは、摺動子は、ガイド溝に広く
面接触した状態となり、円滑に往復運動するとともに、
潤滑耐久性の上で有利となる。
In this device, the slider comes into wide surface contact with the guide groove and smoothly reciprocates.
This is advantageous in terms of lubrication durability.

【0009】また、請求項3の発明では、上記ガイド溝
が、曲率半径が一定でないかまたは複数の曲率半径の中
心がガイド溝を挟んで相互に反対側に位置する形状をな
し、該ガイド溝に係合する円筒形の摺動面を備えた摺動
子が上記リンク部材に取り付けられている。
According to the third aspect of the present invention, the guide groove has a shape in which the radius of curvature is not constant or the centers of a plurality of radii of curvature are located on opposite sides of the guide groove. A slider having a cylindrical sliding surface that engages with the slider is attached to the link member.

【0010】従来のコントロールリンクでは、リンク部
材との連結点は、単純な円弧形の軌跡に沿って往復運動
することになるが、本発明のガイド溝によるものでは、
このような円弧形に限定されることなく、リンク部材の
ある点の運動を、所望の軌跡に沿って案内することが可
能である。つまり、ガイド溝を、曲率半径が必ずしも一
定でない形状として、円筒形の摺動子と係合させること
により、設計の自由度が非常に大きなものとなる。
In the conventional control link, the connection point with the link member reciprocates along a simple arc-shaped trajectory, but with the guide groove of the present invention,
The movement of a certain point of the link member can be guided along a desired trajectory without being limited to such an arc shape. In other words, the guide groove is formed into a shape whose radius of curvature is not always constant, and is engaged with the cylindrical slider, so that the degree of freedom in design becomes very large.

【0011】請求項4に係る発明は、上記リンク部材に
取り付けられた摺動子が、該リンク部材の両側に突出し
ており、リンク部材の両側に配置された一対のガイド溝
にそれぞれ係合していることを特徴としている。このも
のでは、リンク部材が一対のガイド溝に沿って両側で案
内されることになり、大きな燃焼荷重に抗しつつ、円滑
な動きを確保できる。特に、クランクシャフトの回転に
伴って運動するリンク部材を大型化することなく、両側
からの支持が可能である。なお、一対のガイド溝は、一
対のレール部材にそれぞれ設けることができるほか、1
つのレール部材を例えば二股状に分岐させて、その内側
の対向面にそれぞれ設けることも可能である。
According to a fourth aspect of the present invention, the slider attached to the link member projects on both sides of the link member, and engages with a pair of guide grooves arranged on both sides of the link member. It is characterized by having. In this case, the link member is guided on both sides along the pair of guide grooves, so that a smooth movement can be secured while resisting a large combustion load. In particular, support from both sides is possible without increasing the size of the link member that moves with the rotation of the crankshaft. In addition, a pair of guide grooves can be provided in a pair of rail members, respectively.
It is also possible to branch the two rail members into, for example, a bifurcated shape and provide them on the inner facing surfaces.

【0012】また請求項5に係る発明は、上記ガイド溝
は、レール部材にスリット状に貫通して形成されてお
り、このガイド溝を貫通して配置された摺動子の両端部
が上記リンク部材に支持されていることを特徴としてい
る。このものでは、摺動子が両側から支持され、やはり
大きな燃焼荷重に抗しつつ、円滑な動きを確保できる。
According to a fifth aspect of the present invention, the guide groove is formed so as to penetrate the rail member in a slit shape, and both ends of a slider disposed through the guide groove are connected to the link. It is characterized by being supported by a member. In this device, the slider is supported from both sides, and a smooth movement can be ensured while also resisting a large combustion load.

【0013】さらに請求項6の発明では、上記レール部
材は、内燃機関本体に揺動可能に支持されており、圧縮
比変更のために該レール部材の揺動位置がカム機構によ
って制御されるようになっている。
Further, in the invention according to claim 6, the rail member is swingably supported by the internal combustion engine main body, and a swing position of the rail member is controlled by a cam mechanism for changing a compression ratio. It has become.

【0014】[0014]

【発明の効果】この発明に係るレシプロ式内燃機関の可
変圧縮比機構においては、往復揺動するコントロールリ
ンクを用いることなくリンク部材の運動拘束を行うこと
ができ、特に、コントロールリンクの代替となるレール
部材が実質的に運動しないものとなるので、従来のコン
トロールリンクの往復運動に伴う振動成分の発生を回避
でき、内燃機関の振動騒音特性が向上する。しかも、従
来のコントロールリンクの慣性荷重を受けないことか
ら、ピストン−クランク機構各部の軸受荷重の点でも有
利となる。また、従来のコントロールリンクの腕の長さ
や回転中心位置等による制約を受けることなく、ガイド
溝の形状を任意に設定することが可能となる。
In the variable compression ratio mechanism of the reciprocating internal combustion engine according to the present invention, the motion of the link member can be restricted without using the reciprocating swinging control link. Since the rail member does not substantially move, generation of a vibration component due to the conventional reciprocating movement of the control link can be avoided, and the vibration noise characteristics of the internal combustion engine are improved. Moreover, since the inertia load of the conventional control link is not received, it is advantageous in terms of the bearing load of each part of the piston-crank mechanism. Further, it is possible to arbitrarily set the shape of the guide groove without being restricted by the length of the arm or the center of rotation of the conventional control link.

【0015】特に、請求項2の発明によれば、ガイド溝
と摺動子とが広く面接触し、円滑な運動を確保できると
ともに、潤滑耐久性の上で有利となる。
In particular, according to the second aspect of the present invention, the guide groove and the slider come into wide surface contact with each other, so that smooth movement can be ensured and lubrication durability is advantageous.

【0016】また、請求項3の発明によれば、ガイド溝
の形状の設計自由度が高くなり、圧縮比変化やピストン
−クランク機構の特性などの上で、最適な特性を得るこ
とが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the degree of freedom in designing the shape of the guide groove is increased, and it is possible to obtain optimum characteristics in view of changes in the compression ratio and characteristics of the piston-crank mechanism. Become.

【0017】請求項4の発明によれば、リンク部材が一
対のガイド溝により両側で案内されるため、摺動子の傾
斜による片当たりなどを生じることなく円滑な動きを確
保できる。しかも、リンク部材の大型化や慣性質量の増
加を伴うことがない。
According to the fourth aspect of the present invention, since the link member is guided on both sides by the pair of guide grooves, a smooth movement can be ensured without any one-sided contact due to the inclination of the slider. Moreover, there is no increase in the size of the link member or increase in the inertial mass.

【0018】また、請求項5の発明によれば、両側から
支持された摺動子の中央部にガイド溝が係合するので、
請求項4と同様に、摺動子の傾斜による片当たりなどを
生じることなく円滑な動きを確保できる。しかも、この
場合、高精度な仕上げ加工が要求されるガイド溝は一つ
でよい利点がある。
According to the fifth aspect of the present invention, the guide groove engages with the center of the slider supported from both sides.
As in the case of the fourth aspect, a smooth movement can be ensured without causing any one-sided contact due to the inclination of the slider. Moreover, in this case, there is an advantage that only one guide groove requiring high-precision finishing is required.

【0019】また、請求項6の構成によれば、従来のコ
ントロールリンクと同様に、簡単なカム機構でもって圧
縮比の可変制御を行うことができる。
Further, according to the configuration of the sixth aspect, similarly to the conventional control link, the compression ratio can be variably controlled with a simple cam mechanism.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、この発明に係る可変圧縮比機構を
備えた内燃機関の断面図であり、特に、ピストン1が行
程の中間位置にある状態を示している。また、図2は、
その要部を図1の左方から見た図として示している。
FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine provided with a variable compression ratio mechanism according to the present invention, particularly showing a state where a piston 1 is at an intermediate position in a stroke. Also, FIG.
The main part is shown as a diagram viewed from the left side of FIG.

【0022】この可変圧縮比機構は、ピストン1にピス
トンピン2を介して一端が連結されたアッパリンク3
と、このアッパリンク3の他端に連結ピン4を介して揺
動可能に連結されるとともに、クランクシャフト5のク
ランクピン6に連結されたロアリンク7と、を備えてい
る。つまり、アッパリンク3とロアリンク7とからなる
リンク列によってピストン1とクランクシャフト5とが
連結されている。なお、クランクシャフト5は、シリン
ダブロック8のバルクヘッド9とメインベアリングキャ
ップ10との間に、回転自在に支持されている。
This variable compression ratio mechanism comprises an upper link 3 having one end connected to a piston 1 via a piston pin 2.
And a lower link 7 that is swingably connected to the other end of the upper link 3 via a connecting pin 4 and that is connected to a crank pin 6 of a crankshaft 5. That is, the piston 1 and the crankshaft 5 are connected by a link row including the upper link 3 and the lower link 7. The crankshaft 5 is rotatably supported between the bulkhead 9 of the cylinder block 8 and the main bearing cap 10.

【0023】上記ロアリンク7は、クランクピン6に対
する軸受部から連結ピン4と反対側に延長されており、
その先端部の運動軌跡が、レール部材11によって拘束
されている。具体的には、上記レール部材11は、プレ
ート状をなし、ロアリンク6の両側に沿って一対配置さ
れているとともに、シリンダ12の中心軸に直交する方
向にほぼ沿って、スリット状のガイド溝13が開口形成
されている。このガイド溝13は、一定幅に形成されて
おり、かつ、図1に示すように、一定曲率半径の緩い円
弧形をなしている。また、レール部材11は、クランク
シャフト5から離れた一端部において、軸14によって
回動可能に支持されているとともに、その揺動位置が、
カム機構15によって、位置決めされている。上記軸1
4は、図2に示すように、バルクヘッド9間に固定され
ている。上記カム機構15は、バルクヘッド9に回転可
能に支持されたカムシャフト16を用いたものであり、
該カムシャフト16が、ウォームギア等のギア列17を
介して図示せぬモータに連係しているとともに、レール
部材11に対応する位置に小径の偏心軸部16aを有
し、この偏心軸部16aが、一対のブロック18,18
を介して、レール部材11の凹部30に係合している。
従って、図示せぬモータによってカムシャフト16が回
動すると、一対のレール部材11は、一体となって上下
に揺動する。
The lower link 7 extends from a bearing portion for the crank pin 6 to a side opposite to the connecting pin 4.
The movement trajectory of the tip is restricted by the rail member 11. Specifically, the rail member 11 has a plate shape, and is arranged in a pair along both sides of the lower link 6. The rail member 11 has a slit-shaped guide groove substantially along a direction orthogonal to the center axis of the cylinder 12. An opening 13 is formed. The guide groove 13 is formed to have a constant width, and as shown in FIG. 1, has a loose arc shape having a constant radius of curvature. Further, the rail member 11 is rotatably supported by a shaft 14 at one end portion away from the crankshaft 5 and its swing position is
It is positioned by the cam mechanism 15. Shaft 1
4 is fixed between the bulkheads 9 as shown in FIG. The cam mechanism 15 uses a camshaft 16 rotatably supported by the bulkhead 9.
The camshaft 16 is linked to a motor (not shown) via a gear train 17 such as a worm gear, and has a small-diameter eccentric shaft portion 16a at a position corresponding to the rail member 11, and the eccentric shaft portion 16a , A pair of blocks 18, 18
Through the recess 30 of the rail member 11.
Therefore, when the camshaft 16 is rotated by a motor (not shown), the pair of rail members 11 swings up and down integrally.

【0024】一方、上記ロアリンク6の先端部には、円
筒状のボス部21が形成されており、ここに、略円柱状
の摺動子22が回転可能に取り付けられている。この摺
動子22は、図5に示すように、上記ボス部21に回転
可能に嵌合する円筒部22aを中間に有し、ガイド溝1
3に嵌合する両側の端部22bが二面幅状に加工されて
いるとともに、特に、その上下の摺動面22c、22c
が、ガイド溝13の曲率半径と同一の曲率半径の円弧面
に形成されている。この摺動子22は、上記レール部材
11に取り付けられた状態において、端部22bが両側
に突出し、それぞれガイド溝13に摺動可能に係合して
いる。
On the other hand, a cylindrical boss 21 is formed at the end of the lower link 6, and a substantially columnar slider 22 is rotatably attached thereto. As shown in FIG. 5, the slider 22 has a cylindrical portion 22a rotatably fitted to the boss portion 21 in the middle, and has a guide groove 1 as shown in FIG.
3 are processed into a two-sided width shape, and especially, upper and lower sliding surfaces 22c, 22c
Are formed on an arc surface having the same radius of curvature as the radius of curvature of the guide groove 13. When the slider 22 is attached to the rail member 11, the end 22b protrudes to both sides, and is slidably engaged with the guide groove 13.

【0025】上記の構成においては、ピストン1の上下
動に伴って、ロアリンク7は上記摺動子22側を揺動支
点として上下に揺動し、クランクピン6を回転させるこ
とになる。例えば、図3は、ピストン1がほぼ上死点位
置にある状態を示している。そして、クランクピン6の
クランク半径に対応して、摺動子22は、ガイド溝13
に沿って往復摺動する。また、図4は、図3の状態に比
較して、レール部材11がカム機構15によって上方に
揺動した状態を示しているが、このようにガイド溝13
の位置が変化すると、クランクピン6が同一位置にあっ
ても、ロアリンク7の姿勢が変化し、最終的にピストン
1の位置が変化するので、ピストン1の上死点位置ひい
ては圧縮比が変化することになる。
In the above arrangement, the lower link 7 swings up and down with the slider 22 as a swing fulcrum, and rotates the crank pin 6 as the piston 1 moves up and down. For example, FIG. 3 shows a state where the piston 1 is almost at the top dead center position. The slider 22 is provided in the guide groove 13 corresponding to the crank radius of the crank pin 6.
Slide back and forth along FIG. 4 shows a state where the rail member 11 is swung upward by the cam mechanism 15 as compared with the state shown in FIG.
Is changed, the posture of the lower link 7 changes even if the crank pin 6 is at the same position, and finally the position of the piston 1 changes, so that the top dead center position of the piston 1 and consequently the compression ratio changes. Will do.

【0026】この実施例の構成によれば、従来のコント
ロールリンクを用いたものに比較して、左右に揺動する
大きな慣性質量が存在しないことから、図12に示すよ
うに、特に水平方向における高次の振動成分が大幅に低
減し、全体として振動騒音レベルが低減する。また、同
時に、従来のコントロールリンクの慣性質量を除去でき
ることから、摺動部各部の軸受荷重も低減する。図14
は、本実施例の各部の軸受荷重を示し、図15は、従来
例の各部の軸受荷重を示している。なお、図14におけ
る「Lレール間」とは、ロアリンク7とレール部材11
との間の軸受荷重を意味し、図15における「LC間」
とは、ロアリンクとコントロールリンクとの間の軸受荷
重を意味している。
According to the structure of this embodiment, since there is no large inertial mass swinging right and left as compared with the structure using the conventional control link, as shown in FIG. Higher-order vibration components are greatly reduced, and the vibration noise level is reduced as a whole. At the same time, since the inertial mass of the conventional control link can be removed, the bearing load on each part of the sliding portion can be reduced. FIG.
Shows the bearing load of each part of the present embodiment, and FIG. 15 shows the bearing load of each part of the conventional example. The “between L rails” in FIG. 14 refers to the lower link 7 and the rail member 11.
15 means “bearing load”, and “between LC” in FIG.
Means a bearing load between the lower link and the control link.

【0027】また、上記構成によれば、ガイド溝13の
曲率半径と摺動子22の摺動面22cの曲率半径とが等
しいので、両者の摺動面積を十分に大きく確保すること
が可能であり、燃焼荷重による大きな反力に十分に抗す
ることができるとともに、潤滑耐久性の上で有利とな
る。さらに、一対のレール部材11によってロアリンク
7が両側から支持されるため、摺動子22とガイド溝1
3との摺動面に片当たりを生じるようなことがなく、ま
た、ロアリンク7の軸方向の位置決めを同時に行うこと
ができる。
Further, according to the above configuration, since the radius of curvature of the guide groove 13 and the radius of curvature of the sliding surface 22c of the slider 22 are equal, it is possible to secure a sufficiently large sliding area between them. Yes, it can sufficiently withstand a large reaction force due to the combustion load, and is advantageous in lubrication durability. Further, since the lower link 7 is supported from both sides by the pair of rail members 11, the slider 22 and the guide groove 1 are supported.
There is no one-side contact on the sliding surface with the lower link 3, and the lower link 7 can be positioned in the axial direction at the same time.

【0028】次に、図6〜図8は、この発明の第2実施
例を示している。この実施例においては、レール部材1
1に形成されたガイド溝13が、単純な円弧形ではな
く、図6のように、圧縮比変化やピストン−クランク機
構の特性などの種々の特性を考慮した複雑形状をなして
いる。ここで、上記の複雑形状とは、曲率半径が一定で
ない形状、または曲率半径の中心がガイド溝13を挟ん
で反対側に位置する形状であり、これらの2つの形状の
組み合わせからなる形状であってもよい。そして、この
ガイド溝13に案内される摺動子22は、図8に示すよ
うに、ガイド溝13に係合する端部22bが、ガイド溝
13の幅に略等しい直径の円柱状に形成されている。つ
まり、摺動面22cは、円筒面をなしている。なお、こ
の摺動子22は、ロアリンク7のボス部21に回転しな
いように固定してもよいが、局部的な摩耗を回避する上
では、上述した実施例と同様に回転可能に支持すること
が好ましい。
FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the rail member 1
The guide groove 13 formed in FIG. 1 is not a simple arc, but has a complicated shape in consideration of various characteristics such as a change in compression ratio and characteristics of a piston-crank mechanism as shown in FIG. Here, the above-mentioned complex shape is a shape in which the radius of curvature is not constant, or a shape in which the center of the radius of curvature is located on the opposite side across the guide groove 13, and is a shape formed by a combination of these two shapes. You may. As shown in FIG. 8, the slider 22 guided by the guide groove 13 has an end 22b engaged with the guide groove 13 formed in a cylindrical shape having a diameter substantially equal to the width of the guide groove 13. ing. That is, the sliding surface 22c has a cylindrical surface. The slider 22 may be fixed to the boss 21 of the lower link 7 so as not to rotate. However, in order to avoid local wear, the slider 22 is rotatably supported as in the above-described embodiment. Is preferred.

【0029】この実施例によれば、ガイド溝13の形状
の設計自由度が大きくなり、例えば、ピストン−クラン
ク機構の特性などを一層最適なものとすることができ
る。
According to this embodiment, the degree of freedom in designing the shape of the guide groove 13 is increased, and, for example, the characteristics of the piston-crank mechanism can be further optimized.

【0030】次に、図9〜図11は、この発明の第3実
施例を示している。この実施例においては、図10に示
すように、ロアリンク7のレール部材11寄りの先端部
が二股形状となっており、その中央の凹部に、レール部
材11が位置している。このレール部材11には、ガイ
ド溝13がスリット状に貫通して形成されており、かつ
このガイド溝13に、摺動子22が貫通している。つま
り、摺動子22は、両側でロアリンク7に支持されてお
り、中央部分がガイド溝13に係合している。図11
は、摺動子22の具体的な構成を示しており、同図
(b)のように、摺動子22は、両側の端部22d,2
2eが円柱状をなし、中間部に摺動面22fを有してい
る。上記円柱状の端部22d,22eは、それぞれレー
ル部材11先端部のボス部21に回転可能に支持され
る。この実施例では、第1実施例と同様に、ガイド溝1
3は一定曲率半径の円弧状をなしており、これに合致す
るように、上記摺動面22fが、同一曲率半径の円弧面
に形成されている。なお、第2実施例と同様にガイド溝
13を複雑形状とすることも可能であり、この場合に
は、中間部の摺動面を、やはり第2実施例と同様に小径
の円筒面とすればよい。また、この摺動子22は、ガイ
ド溝13に組み付けるために、同図(a)のように一方
の端部22eが予め別部材として構成されており、軸部
22gとの圧入あるいはネジを利用した螺合などによっ
て一体化されるようになっている。
Next, FIGS. 9 to 11 show a third embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the distal end of the lower link 7 near the rail member 11 has a forked shape, and the rail member 11 is located in the central concave portion. A guide groove 13 is formed in the rail member 11 so as to penetrate in a slit shape, and a slider 22 penetrates the guide groove 13. That is, the slider 22 is supported by the lower link 7 on both sides, and the center portion is engaged with the guide groove 13. FIG.
Shows a specific configuration of the slider 22. As shown in FIG. 3B, the slider 22 has two end portions 22d, 2d.
2e has a cylindrical shape, and has a sliding surface 22f in an intermediate portion. The cylindrical ends 22d and 22e are rotatably supported by the boss 21 at the tip of the rail member 11, respectively. In this embodiment, as in the first embodiment, the guide groove 1
Reference numeral 3 denotes an arc having a constant radius of curvature, and the sliding surface 22f is formed on an arc surface having the same radius of curvature so as to conform to this. It is also possible to make the guide groove 13 a complicated shape as in the second embodiment. In this case, the sliding surface of the intermediate portion is replaced with a small-diameter cylindrical surface as in the second embodiment. I just need. In order to assemble the slider 22 into the guide groove 13, one end 22e is formed in advance as a separate member as shown in FIG. It is designed to be integrated by screwing or the like.

【0031】この実施例の構成によれば、ガイド溝13
と係合する摺動子22がロアリンク7によって両側から
支持されるため、その支持剛性が向上するとともに、摺
動子22とガイド溝13との摺動面に片当たりを生じる
ようなことがない。そして、特に、高精度な仕上げ加工
が要求されるガイド溝13が1カ所となるので、加工が
容易となる利点がある。
According to the structure of this embodiment, the guide groove 13
Is supported from both sides by the lower link 7, so that the supporting rigidity is improved, and the sliding surface between the slider 22 and the guide groove 13 may be one-sided. Absent. In particular, since there is only one guide groove 13 requiring high-precision finishing, there is an advantage that the processing is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機
関の第1実施例の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an internal combustion engine provided with a variable compression ratio mechanism according to the present invention.

【図2】その要部を側方から示した断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part from the side.

【図3】ピストンが上死点付近にある状態を示す図1と
同様の断面図。
FIG. 3 is a sectional view similar to FIG. 1, showing a state where the piston is near top dead center;

【図4】レール部材が揺動した状態を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a rail member swings.

【図5】摺動子の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a slider.

【図6】この発明の第2実施例を示す内燃機関の断面
図。
FIG. 6 is a sectional view of an internal combustion engine showing a second embodiment of the present invention.

【図7】その要部を側方から示した断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main part from the side.

【図8】第2実施例における摺動子の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a slider according to a second embodiment.

【図9】この発明の第3実施例を示す内燃機関の断面
図。
FIG. 9 is a sectional view of an internal combustion engine showing a third embodiment of the present invention.

【図10】その要部を側方から示した断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the main part from the side.

【図11】第3実施例における摺動子の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a slider according to a third embodiment.

【図12】第1実施例の内燃機関の水平方向の振動を示
す特性図。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing horizontal vibration of the internal combustion engine of the first embodiment.

【図13】従来例の内燃機関の水平方向の振動を示す特
性図。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing horizontal vibration of a conventional internal combustion engine.

【図14】第1実施例の内燃機関における各摺動部の軸
受荷重を示す特性図。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a bearing load of each sliding portion in the internal combustion engine of the first embodiment.

【図15】従来例の内燃機関における各摺動部の軸受荷
重を示す特性図。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a bearing load of each sliding portion in a conventional internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ピストン 3…アッパリンク 5…クランクシャフト 6…クランクピン 7…ロアリンク 11…レール部材 13…ガイド溝 22…摺動子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 3 ... Upper link 5 ... Crank shaft 6 ... Crank pin 7 ... Lower link 11 ... Rail member 13 ... Guide groove 22 ... Slider

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンのピストンピンとクランクシャ
フトのクランクピンとが、互いに回転可能に連結された
複数のリンク部材からなるリンク列によって連結されて
いるとともに、このリンク列の運動を限定するように、
一つのリンク部材の運動を拘束する運動拘束手段を備
え、この運動拘束手段による運動拘束の態様を変化させ
ることにより圧縮比が変化するように構成されたレシプ
ロ式内燃機関の可変圧縮比機構において、 上記運動拘束手段が、上記リンク部材の一点を往復動可
能に案内する所定形状のガイド溝を有するレール部材か
らなり、このレール部材の移動によって圧縮比が変化す
ることを特徴とするレシプロ式内燃機関の可変圧縮比機
構。
1. A piston pin of a piston and a crankpin of a crankshaft are connected by a link row composed of a plurality of link members rotatably connected to each other, and the movement of the link row is limited.
In a variable compression ratio mechanism of a reciprocating internal combustion engine, comprising a motion restraining means for restraining the motion of one link member, and changing a compression ratio by changing a mode of motion restraint by the motion restraining means, The reciprocating internal combustion engine, wherein the movement restricting means comprises a rail member having a guide groove of a predetermined shape for guiding one point of the link member in a reciprocating manner, and a movement of the rail member changes a compression ratio. Variable compression ratio mechanism.
【請求項2】 上記ガイド溝は、一定曲率半径の円弧な
いしは直線状をなし、これと合致するように同一の曲率
半径を有する円弧面ないしは平面からなる摺動面を備え
た摺動子が、上記リンク部材に回転可能に取り付けられ
ていることを特徴とする請求項1記載のレシプロ式内燃
機関の可変圧縮比機構。
2. The slider according to claim 1, wherein the guide groove has an arc or a straight line having a constant radius of curvature, and a slider having an arc surface or a flat sliding surface having the same radius of curvature so as to coincide with the arc. 2. A variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine according to claim 1, wherein said variable compression ratio mechanism is rotatably attached to said link member.
【請求項3】 上記ガイド溝が、曲率半径が一定でない
かまたは複数の曲率半径の中心がガイド溝を挟んで相互
に反対側に位置する形状をなし、該ガイド溝に係合する
円筒形の摺動面を備えた摺動子が上記リンク部材に取り
付けられていることを特徴とする請求項1記載のレシプ
ロ式内燃機関の可変圧縮比機構。
3. The guide groove has a shape in which a radius of curvature is not constant or a center of a plurality of radii of curvature is located on opposite sides of the guide groove, and has a cylindrical shape engaged with the guide groove. 2. A variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine according to claim 1, wherein a slider having a sliding surface is attached to said link member.
【請求項4】 上記リンク部材に取り付けられた摺動子
が、該リンク部材の両側に突出しており、リンク部材の
両側に配置された一対のガイド溝にそれぞれ係合してい
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレ
シプロ式内燃機関の可変圧縮比機構。
4. A slider attached to the link member protrudes on both sides of the link member, and engages with a pair of guide grooves arranged on both sides of the link member. The variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine according to claim 1.
【請求項5】 上記ガイド溝は、レール部材にスリット
状に貫通して形成されており、このガイド溝を貫通して
配置された摺動子の両端部が上記リンク部材に支持され
ていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
のレシプロ式内燃機関の可変圧縮比機構。
5. The guide groove is formed so as to penetrate the rail member in a slit shape, and both ends of a slider disposed through the guide groove are supported by the link member. The variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項6】 上記レール部材は、内燃機関本体に揺動
可能に支持されており、圧縮比変更のために該レール部
材の揺動位置がカム機構によって制御されることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載のレシプロ式内燃
機関の可変圧縮比機構。
6. The rail member is swingably supported by an internal combustion engine main body, and a swing mechanism of the rail member is controlled by a cam mechanism to change a compression ratio. A variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
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