JP2003172101A - Crank mechanism of internal combustion engine - Google Patents

Crank mechanism of internal combustion engine

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JP2003172101A
JP2003172101A JP2001371828A JP2001371828A JP2003172101A JP 2003172101 A JP2003172101 A JP 2003172101A JP 2001371828 A JP2001371828 A JP 2001371828A JP 2001371828 A JP2001371828 A JP 2001371828A JP 2003172101 A JP2003172101 A JP 2003172101A
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JP
Japan
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connecting rod
offset
crank mechanism
cylinder
internal combustion
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Application number
JP2001371828A
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Japanese (ja)
Inventor
Toyoki Iguchi
豊樹 井口
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002Cylinder arrangements
    • F02F7/0019Cylinders and crankshaft not in one plane (deaxation)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a significant offset required from a request for fuel economy in a crank mechanism of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: In an offset crank mechanism, an external shape of a connecting rod 10 is bent in an almost V shape. The external shape of the connecting rod 10 may be bent as a whole, and one side (a side surface faced to the offset side) may be only bent in a recessed shape by making a side surface shape different on the respective sides. Such a V-shaped rod 10 can also be applied to a V-type multicylinder engine. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は、クランク軸中心線
を気筒中心線に対してオフセットさせた内燃機関のクラ
ンク機構に関し、詳細には、このようなクランク機構に
おいて、燃費上の要求から必要とされる量のオフセット
を実現するためのコンロッド形状の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crank mechanism of an internal combustion engine in which the center line of a crankshaft is offset from the centerline of a cylinder. To improve the connecting rod shape to achieve a specified amount of offset.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関において、従来より、ピストン
とシリンダブロックとの間の摩擦抵抗を低減するため
に、クランク軸中心線を気筒中心線に対してオフセット
する方法が採用されている。すなわち、燃焼圧力が最大
となるタイミングでコンロッドが気筒中心線とほぼ平行
となるように(気筒中心線に対するコンロッドの傾斜角
を極力小さくするように)クランク軸中心線をオフセッ
トすることで、膨張行程においてピストンに対して横方
向に働く外力の発生を極力抑制するのである(特開20
01−207854号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, a method of offsetting a crankshaft center line from a cylinder center line has been adopted in order to reduce frictional resistance between a piston and a cylinder block. In other words, by offsetting the crankshaft centerline so that the connecting rod becomes almost parallel to the cylinder centerline at the timing when the combustion pressure becomes maximum (to minimize the inclination angle of the connecting rod with respect to the cylinder centerline), the expansion stroke In this case, the generation of an external force that acts laterally with respect to the piston is suppressed as much as possible (Japanese Patent Application Laid-Open No. 20-200200).
No. 01-207854).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示のオフ
セットクランク機構によれば、摩擦抵抗の低減により、
ピストンリングやシリンダブロックの摩耗を防止すると
ともに、シリンダブロック内面(場合により、ライナー
内面)への側圧が低減され、燃焼圧力が効率良くトルク
に変換されることとなるので、燃費を向上させることが
できる。
According to the offset crank mechanism disclosed in the above publication, the frictional resistance is reduced,
While preventing wear of the piston ring and cylinder block, the lateral pressure on the inner surface of the cylinder block (in some cases, the inner surface of the liner) is reduced, and the combustion pressure is efficiently converted to torque, which improves fuel efficiency. it can.

【0004】ところで、気筒中心線に対するクランク軸
中心線のオフセット量(換言すれば、クランク軸中心線
に対する気筒中心線のオフセット量)は、燃費上の要求
からは、ある程度大きく設定する必要があることが分か
っている。しかしながら、オフセット量を大きくすれ
ば、それだけコンロッドがシリンダに近づけられること
となる。このため、直線状のコンロッドによりピストン
ピンとクランクピンとが真っ直ぐに接続された従来のオ
フセットクランク機構では、コンロッドとシリンダとが
相互に干渉し合うようになり、コンロッドの運動が制限
されるという問題が生じる。従って、現状では、燃費上
の要求から必要とされる量のオフセットを完全には実現
できていない。
By the way, the offset amount of the crankshaft centerline with respect to the cylinder centerline (in other words, the offset amount of the cylinder centerline with respect to the crankshaft centerline) must be set to some extent large in view of fuel consumption requirements. I know. However, if the offset amount is increased, the connecting rod is brought closer to the cylinder. Therefore, in the conventional offset crank mechanism in which the piston pin and the crank pin are connected in a straight line by the straight connecting rod, the connecting rod and the cylinder interfere with each other and the movement of the connecting rod is restricted. . Therefore, at present, the amount of offset required from the viewpoint of fuel consumption has not been completely realized.

【0005】また、シリンダを新規に設計するとして
も、吸排気系統のレイアウト等の他の機関構成要素から
の要求により、シリンダ形状には一定の制約が課され
る。このため、オフセットに対応してシリンダ側にコン
ロッドとの衝突回避のための逃げを新たに設けてオフセ
ット量の拡大を図ることも困難である。また、特開昭5
0−125305号公報には、往復式圧縮機のピストン
を駆動するコンロッドとして、く字状に屈曲されたもの
が開示されている。
Further, even if the cylinder is newly designed, certain restrictions are imposed on the cylinder shape due to requirements from other engine components such as the layout of the intake and exhaust systems. Therefore, it is difficult to increase the offset amount by newly providing a relief on the cylinder side for avoiding a collision with the connecting rod in correspondence with the offset. In addition, JP-A-5
In Japanese Patent Laid-Open No. 0-125305, a connecting rod that drives a piston of a reciprocating compressor is bent in a dogleg shape.

【0006】しかしながら、上記公報に開示の屈曲構造
をオフセットクランク機構に適用すると、コンロッドを
屈曲させる方向が、一方のコンロッドについてはシリン
ダブロックとの衝突が回避される方向であるが、他方に
ついてはシリンダブロックとの干渉度合いが却って大き
くなる方向であるため、オフセット量を大きく設定する
ことができない。
However, if the bending structure disclosed in the above publication is applied to an offset crank mechanism, the direction in which the connecting rod is bent is the direction in which collision with the cylinder block is avoided for one connecting rod, but the cylinder for the other connecting rod. Since the degree of interference with the block is rather large, the offset amount cannot be set large.

【0007】本発明は、以上の実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、内燃機関のクランク機構におい
て、コンロッドを形状の面で改良して大幅なクランクオ
フセットを可能とする点にある。本発明は、特に、燃費
上の要求から必要とされる量のクランクオフセットを実
現することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve a connecting rod in a crank mechanism of an internal combustion engine in terms of a shape to enable a large crank offset. . The present invention particularly aims to realize the required amount of crank offset in view of fuel consumption requirements.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1に記
載の発明では、クランク軸中心線を気筒中心線に対して
オフセットさせた内燃機関のクランク機構において、コ
ンロッドの外形のうちオフセットさせた側に面する側面
を、そのコンロッドの小端部と大端部との間で、凹状に
屈曲させることとした。
For this reason, in the invention described in claim 1, in the crank mechanism of the internal combustion engine in which the crankshaft center line is offset with respect to the cylinder center line, the outer shape of the connecting rod is offset. The side surface facing the side is bent in a concave shape between the small end portion and the large end portion of the connecting rod.

【0009】既述の通り、従来のクランク機構では、オ
フセットによりコンロッドとシリンダブロックとが相互
に干渉し合い、オフセット量が小さく制限されていた。
そこで、本発明は、上記のようにコンロッドの特定側面
を断面凹状に屈曲させ、コンロッドがシリンダを避けて
運動するようにして、オフセットに対する制限が緩和
(解除される場合を含む。)されるようにした。
As described above, in the conventional crank mechanism, the connecting rod and the cylinder block interfere with each other due to the offset, and the offset amount is limited to a small value.
Therefore, according to the present invention, as described above, the specific side surface of the connecting rod is bent to have a concave cross section so that the connecting rod moves while avoiding the cylinder, so that the restriction on the offset is relaxed (including the case where it is released). I chose

【0010】請求項2に記載の発明では、コンロッドの
特定側面を断面凹状に屈曲させることに加えて、コンロ
ッド自体をオフセットの方向とは反対方向に凸となるよ
うに屈曲させることとした。請求項3に記載の発明で
は、クランク軸中心線を気筒中心線に対してオフセット
させた内燃機関のクランク機構において、コンロッドの
中心軸をオフセットの方向とは反対方向に凸となるよう
に屈曲させて、このコンロッドを概略く字状に成形する
こととした。
According to the second aspect of the present invention, in addition to bending the specific side surface of the connecting rod so as to have a concave cross section, the connecting rod itself is bent so as to be convex in a direction opposite to the offset direction. According to the invention of claim 3, in the crank mechanism of an internal combustion engine in which the center line of the crankshaft is offset from the centerline of the cylinder, the center axis of the connecting rod is bent so as to be convex in a direction opposite to the offset direction. Then, it was decided to form this connecting rod into a generally V shape.

【0011】既述の通り、従来のクランク機構では、コ
ンロッドとシリンダとの相互干渉のためにオフセット量
が小さく制限されていたが、本発明は、上記のようにコ
ンロッド自体の形状を概略く字状とし、コンロッドがシ
リンダを避けて運動するようにして、オフセットに対す
る制限が緩和(解除される場合を含む。)されるように
した。
As described above, in the conventional crank mechanism, the amount of offset is limited to a small amount due to mutual interference between the connecting rod and the cylinder. In this case, the connecting rod is moved so as to avoid the cylinder so that the restriction on the offset is relaxed (including the case where it is released).

【0012】請求項4に記載の発明では、オフセットの
方向を、クランクピン中心線が膨張行程期間中に気筒中
心線と交わる方向に設定することとした。請求項5に記
載の発明では、以上のクランク機構を、複数の気筒がV
字状に配列された多気筒機関に適用するとともに、クラ
ンク軸中心線を、各気筒中心線に対してオフセットさせ
ることとした。
According to the fourth aspect of the invention, the offset direction is set so that the crankpin center line intersects with the cylinder center line during the expansion stroke. According to a fifth aspect of the present invention, the above crank mechanism has a plurality of cylinders with V
The present invention is applied to a multi-cylinder engine arranged in a character shape, and the crankshaft center line is offset with respect to each cylinder center line.

【0013】[0013]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、コンロッ
ドの特定側面を断面凹状に屈曲させたことにより、クラ
ンクオフセットに対する制限が緩和されるので、オフセ
ット量をこれまでよりも大きくとることができる。そし
て、延いては、燃費上の要求から必要とされる大幅なオ
フセットを実現することも可能である。
According to the invention of claim 1, since the specific side surface of the connecting rod is bent to have a concave cross section, the restriction on the crank offset is relaxed, so that the offset amount can be made larger than ever. it can. And, by extension, it is possible to realize a large offset required from the viewpoint of fuel consumption.

【0014】また、(レイアウト上許容される場合に
は)シリンダ側に設けられるべきコンロッドの逃げのた
めのスペースを縮小したり、あるいはこのスペース自体
を設けずにオフセットさせることができる。従って、追
加加工が不要なため、製造コストを削減でき、また内燃
機関(特に、シリンダブロック)をコンパクトに構成で
きる。
Further, (when the layout permits), the space for the escape of the connecting rod to be provided on the cylinder side can be reduced, or it can be offset without providing this space itself. Therefore, since no additional processing is required, the manufacturing cost can be reduced, and the internal combustion engine (in particular, the cylinder block) can be made compact.

【0015】請求項2に係る発明によれば、コンロッド
全体を屈曲させて特定側面を屈曲させることで、コンロ
ッドの幅を一様に確保することが可能であるので、コン
ロッドの強度を確保できる。請求項3に係る発明によれ
ば、コンロッドを概略く字状としたことにより、オフセ
ット量をこれまでよりも大きくとることができ、また、
シリンダ側に設けられるべきコンロッドの逃げのための
スペースを縮小(省略する場合を含む。)して、省スペ
ース化を図れる。
According to the second aspect of the invention, by bending the entire connecting rod and bending the specific side surface, it is possible to ensure a uniform width of the connecting rod, so that the strength of the connecting rod can be ensured. According to the invention of claim 3, since the connecting rod is formed in a substantially V shape, the offset amount can be made larger than ever, and
The space for escape of the connecting rod that should be provided on the cylinder side can be reduced (including the case where it is omitted) to save space.

【0016】請求項4に係る発明によれば、燃焼圧力に
よりピストンに対して横方向に働く外力を極めて小さく
抑えることが可能となるので、燃費を一層向上するとと
もに、シリンダブロック等の摩耗を抑制できる。請求項
5に係る発明によれば、以上の効果をV型多気筒機関に
おいて得ることが可能となる。
According to the invention of claim 4, the external force acting laterally on the piston due to the combustion pressure can be suppressed to an extremely small value, so that the fuel consumption is further improved and the wear of the cylinder block and the like is suppressed. it can. According to the invention of claim 5, the above effect can be obtained in a V-type multi-cylinder engine.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実
施形態に係る内燃機関(以下、「エンジン」という。)
E1のクランク機構の構成を示す断面図である。エンジ
ンE1は、複数の気筒が一列に配置された火花点火機関
であり、ここでは、これらの気筒のうち1つのみを例示
している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the structure of the crank mechanism of E1. The engine E1 is a spark ignition engine in which a plurality of cylinders are arranged in a line, and only one of these cylinders is illustrated here.

【0018】エンジン本体1は、シリンダブロック2
と、その上に固定されたシリンダヘッド3とから構成さ
れる。ここで、軽量化のためにシリンダブロック2とし
てアルミ合金製のものが使用されているため、シリンダ
ブロック2にライナー4が嵌め込まれている。なお、本
実施形態では、耐摩耗性向上のために鋳鉄製のライナー
4が使用されている。しかしながら、ライナー4の代わ
りにシリンダブロック2内壁にクロムメッキを施した
り、あるいはシリンダブロック2自体を鋳鉄製としたも
のであっても、本発明に係るクランク機構と組み合わせ
て使用することが可能である。
The engine body 1 includes a cylinder block 2
And a cylinder head 3 fixed thereon. Here, since the cylinder block 2 is made of an aluminum alloy in order to reduce the weight, the liner 4 is fitted into the cylinder block 2. In this embodiment, the cast iron liner 4 is used to improve wear resistance. However, instead of the liner 4, even if the inner wall of the cylinder block 2 is plated with chrome, or the cylinder block 2 itself is made of cast iron, it can be used in combination with the crank mechanism according to the present invention. .

【0019】シリンダヘッド3には、気筒中心線L1を
基準として一側に吸気通路5が、また他側に排気通路6
が形成されており、各通路5,6のポート部5a,6a
には、吸気弁7及び排気弁8が介装されている。そし
て、シリンダブロック2にピストン9が挿入され、シリ
ンダヘッド3下面とピストン9冠面とにより燃焼室が形
成される。
The cylinder head 3 has an intake passage 5 on one side and an exhaust passage 6 on the other side with respect to the cylinder center line L1.
Are formed, and the port portions 5a and 6a of the passages 5 and 6 are formed.
An intake valve 7 and an exhaust valve 8 are interposed in the. Then, the piston 9 is inserted into the cylinder block 2, and the combustion chamber is formed by the lower surface of the cylinder head 3 and the crown surface of the piston 9.

【0020】膨張行程において、燃焼圧力は、ピストン
9から、クランク機構を構成するコンロッド(コネクテ
ィングロッド)10を介してクランク軸11(簡略し
て、軸の断面のみを示す。)に伝達され、回転動力とし
て取り出される。コンロッド10は、小端部(スモール
エンド)10aにピストンピン12が挿し込まれて、ピ
ストン9と連結されている。その一方で、大端部(ビッ
グエンド)10bは上下に分割して形成されており、ク
ランクアーム先端に形成されたクランクピン13を適宜
な軸受けを介して挟み込ませて、ボルトにより締結され
ている。
In the expansion stroke, the combustion pressure is transmitted from the piston 9 to the crankshaft 11 (for simplicity, only the cross section of the shaft is shown) via the connecting rod (connecting rod) 10 which constitutes the crank mechanism, and is rotated. It is taken out as power. The connecting rod 10 is connected to the piston 9 by inserting the piston pin 12 into the small end portion (small end) 10a. On the other hand, the large end (big end) 10b is formed by being divided into the upper and lower parts, and the crank pin 13 formed at the tip of the crank arm is sandwiched by an appropriate bearing and fastened with a bolt. .

【0021】ここで、コンロッド10は、従来より使用
されてきた典型的なコンロッドとは外形が相違してい
る。すなわち、後述するようにクランク軸中心線C1
(断面のため、点として示されている。)が気筒中心線
L1に対してオフセットされる方向とは反対方向に凸と
なるように、小端部10aと大端部10bとの間で屈曲
されている。図1では、クランク軸中心線C1が左方向
にオフセットされているので、その反対の右方向に凸と
なるように屈曲されている。このため、コンロッド10
は、全体として概略く字状に成形されている。
Here, the connecting rod 10 has a different external shape from the typical connecting rod that has been used conventionally. That is, as will be described later, the crankshaft center line C1
Bending between the small end portion 10a and the large end portion 10b so that (since the cross section is shown as a point) is convex in the direction opposite to the direction offset with respect to the cylinder center line L1. Has been done. In FIG. 1, since the crankshaft center line C1 is offset to the left, the crankshaft centerline C1 is bent so as to be convex to the opposite right. Therefore, the connecting rod 10
Is shaped like a dogleg as a whole.

【0022】図1には、参照のために、一点鎖線により
コンロッド10の中心線L2を示している。コンロッド
10が上記のように全体としてく字状とされたことで、
この中心線L2もく字状に屈曲している。なお、コンロ
ッド10の横断面は、剛性が向上されるように、一般的
なものと同じくI字状とされるとよい。クランク軸中心
線C1のオフセットは、気筒中心線L1に対して、クラ
ンク軸11の回転方向Dとは反対の方向に(図1では、
クランク軸11が右回りに回転するので、その反対の左
方向に)なされている。所望とする燃費を達成するオフ
セット量(オフセット幅w;例えば、18.5mm程
度)であるとよい。
For reference, FIG. 1 shows the center line L2 of the connecting rod 10 by a one-dot chain line. Since the connecting rod 10 is formed in a V shape as a whole as described above,
The center line L2 is also bent in a V shape. The cross section of the connecting rod 10 may be I-shaped like a general one so that the rigidity is improved. The offset of the crankshaft centerline C1 is in the direction opposite to the rotation direction D of the crankshaft 11 with respect to the cylinder centerline L1 (in FIG. 1,
Since the crankshaft 11 rotates clockwise, the opposite direction to the left) is performed. The offset amount (offset width w; for example, about 18.5 mm) that achieves the desired fuel consumption may be used.

【0023】なお、符号14は、電子制御される点火プ
ラグであり、符号15は、エンジン冷却水を流通させる
ためのウォータージャケットである。シリンダーブロッ
ク2のライナー4は、湿式及び乾式のいずれの形式のも
のを使用してもよい。また、ピストンピン12の中心を
符号C2で、またクランクピン13の中心を符号C3で
示している。二点鎖線Tは、クランク軸11の回転に伴
ってクランクピン中心C3が辿る軌跡を示している。
Reference numeral 14 is an electronically controlled spark plug, and reference numeral 15 is a water jacket for circulating engine cooling water. The liner 4 of the cylinder block 2 may be of a wet type or a dry type. Further, the center of the piston pin 12 is indicated by reference numeral C2, and the center of the crank pin 13 is indicated by reference numeral C3. The chain double-dashed line T indicates the locus traced by the crankpin center C3 as the crankshaft 11 rotates.

【0024】図2は、以上のように構成されるエンジン
1のクランク機構の動作を概念的に示したものであり、
(a)〜(e)により、この一連の動作を時系列順に示
している。圧縮行程のある時点において、クランクアー
ム11a及びコンロッド10の位置関係は(a)に示す
ようであり、そこからクランク軸11が回転すると、更
に移動してピストン9を上方に押し上げる。この過程
で、コンロッド10がく字状に屈曲していることによ
り、(b)に示すように、コンロッド10とシリンダブ
ロック2(ライナー4)との衝突が回避される。
FIG. 2 conceptually shows the operation of the crank mechanism of the engine 1 configured as described above.
(A) to (e) show this series of operations in chronological order. At a certain point in the compression stroke, the positional relationship between the crank arm 11a and the connecting rod 10 is as shown in (a), and when the crankshaft 11 rotates from there, it further moves and pushes the piston 9 upward. In this process, since the connecting rod 10 is bent in a V shape, a collision between the connecting rod 10 and the cylinder block 2 (liner 4) is avoided as shown in (b).

【0025】ここで、参照のために、典型的な直線状の
コンロッド10’による場合が点線で示されている。こ
の場合には、オフセット幅wが大きくされたためにコン
ロッド10’とシリンダブロック2とが近づき過ぎてし
まい、コンロッド10’がシリンダブロック2に衝突す
ることが分かる。その後、圧縮上死点での位置関係を示
す(c)では、上からピストンピン中心C2、クランク
ピン中心C3及びクランク軸中心線C1とが一列に並ん
でいる。ここから更に回転が進んで、圧縮上死点後の所
定の点火時期に至ると、点火プラグ14が作動して燃料
に点火される。
Here, for reference, the case of a typical straight connecting rod 10 'is shown in dotted lines. In this case, it is understood that the connecting rod 10 'and the cylinder block 2 are too close to each other because the offset width w is increased, and the connecting rod 10' collides with the cylinder block 2. Thereafter, in (c) showing the positional relationship at the compression top dead center, the piston pin center C2, the crank pin center C3, and the crank shaft center line C1 are lined up in a line from the top. When the rotation further proceeds from here and reaches a predetermined ignition timing after the compression top dead center, the spark plug 14 operates to ignite the fuel.

【0026】燃焼圧力が最大となるときには、各接続点
の位置関係は(d)に示すようである。ピストンピン中
心C2とクランクピン中心C3を結ぶ直線が、気筒中心
線L1とほぼ平行となっている(換言すれば、クランク
ピン中心C3が大方、気筒中心線L1上に位置してい
る)。最大燃焼圧力発生時における位置関係をこのよう
に設定することで、燃焼圧力に基づいてピストン9が横
方向に受ける外力(スラスト力)が極力抑制され、ライ
ナー4内面への側圧が低減される。従って、ピストンリ
ングやライナー4の摩耗を抑えるとともに、燃焼圧力が
効率良くクランク軸11に伝達され、大きな回転動力を
得ることが可能となる。
When the combustion pressure is maximum, the positional relationship between the connection points is as shown in (d). A straight line connecting the piston pin center C2 and the crank pin center C3 is substantially parallel to the cylinder center line L1 (in other words, the crank pin center C3 is located almost on the cylinder center line L1). By setting the positional relationship when the maximum combustion pressure is generated in this way, the external force (thrust force) that the piston 9 laterally receives based on the combustion pressure is suppressed as much as possible, and the lateral pressure to the inner surface of the liner 4 is reduced. Therefore, it is possible to suppress wear of the piston ring and the liner 4 and efficiently transmit the combustion pressure to the crankshaft 11 to obtain a large rotational power.

【0027】また、クランク軸中心線C1のオフセット
幅wが大きく設定されたことで、(d)に示すように、
最大燃焼圧力発生時にクランクピン中心C3とクランク
軸中心線C1との間の横方向距離(作用点距離;オフセ
ット幅wに等しい。)が長くなる。このため、等しい燃
焼圧力に対して得られるモーメントが増大されるので、
トルクを増大できる。
Since the offset width w of the crankshaft center line C1 is set to be large, as shown in (d),
When the maximum combustion pressure is generated, the lateral distance between the crankpin center C3 and the crankshaft centerline C1 (the operating point distance; equal to the offset width w) becomes long. This increases the moment obtained for equal combustion pressures,
The torque can be increased.

【0028】そして、膨張行程及び排気行程を経て次の
圧縮行程に至ると、(e)に示す圧縮下死点直後の状態
から回転が進み、再び(a)の状態に戻って以上と同様
な動作を繰り返すこととなる。図3は、本実施形態によ
り得られる効果を説明するものであり、オフセット幅w
(横軸)と、ピストン9及びライナー4の間の摩擦抵抗
F(縦軸)との関係を示している。
Then, when the next compression stroke is reached through the expansion stroke and the exhaust stroke, the rotation proceeds from the state immediately after the compression bottom dead center shown in (e), and returns to the state of (a) again. The operation will be repeated. FIG. 3 illustrates the effect obtained by the present embodiment, and the offset width w
The relationship between (horizontal axis) and the frictional resistance F (vertical axis) between the piston 9 and the liner 4 is shown.

【0029】摩擦抵抗Fを極力低減して所望の燃費を実
現するためには、w2(例えば、18.5mm)の幅で
オフセットする必要があるところ、典型的な直線状のコ
ンロッドでは、シリンダブロック2との間の干渉のため
に、オフセット幅wはw1(w1<w2であり、例え
ば、8mm)以下に制限されていた。従って、そのよう
なコンロッドでは、燃費上の要求を満たすだけのオフセ
ットを実現することはできない。
In order to reduce the frictional resistance F as much as possible to achieve a desired fuel consumption, it is necessary to offset the width by w2 (for example, 18.5 mm). In a typical straight connecting rod, a cylinder block is used. The offset width w was limited to w1 (w1 <w2, for example, 8 mm) or less due to interference between the two. Therefore, with such a connecting rod, it is not possible to realize an offset sufficient to satisfy the fuel consumption requirement.

【0030】これに対して、本実施形態に係るく字状コ
ンロッド10によれば、コンロッド10とシリンダブロ
ック2との衝突を起こさずに、オフセット幅wを大きく
設定することが可能である。このため、燃費上の要求か
ら必要とされる幅w2でオフセットして、燃費を向上で
きる。これに加えて、コンロッド10によれば、コンロ
ッド自体でシリンダブロック2との衝突が回避されるの
で、シリンダ側に衝突回避のための逃げを設ける必要も
ない。このため、エンジン1(シリンダブロック2)の
大型化を避け、コンパクトに仕上げることができる。
On the other hand, according to the doglegged connecting rod 10 of this embodiment, it is possible to set the offset width w large without causing a collision between the connecting rod 10 and the cylinder block 2. Therefore, it is possible to improve the fuel consumption by offsetting the width w2 that is required in view of the fuel consumption requirement. In addition to this, according to the connecting rod 10, since the connecting rod itself avoids a collision with the cylinder block 2, it is not necessary to provide a relief for avoiding a collision on the cylinder side. For this reason, the engine 1 (cylinder block 2) can be prevented from becoming large in size and can be finished compactly.

【0031】図4は、以上に述べたく字状コンロッド1
0をV型気筒エンジンE2のクランク機構に適用したも
のの構成を、概念的に示している。このように、本発明
に係るコンロッドは、複数の気筒がV字状に配置された
ものに適用することも可能であり、そのように構成され
たエンジンE2おいても同様に摩擦抵抗の低減、及び出
力の向上といった効果が得られる。このとき、クランク
軸中心線C1のオフセットの方向は、クランク軸中心線
C1が、その垂直平面において、それぞれの気筒中心線
L1に対して一方の側にのみ配置する方向とする。具体
的に図4について述べると、クランク軸中心線C1は、
全ての気筒中心線L1に対して左側に位置している。
FIG. 4 shows the V-shaped connecting rod 1 described above.
The structure of what 0 was applied to the crank mechanism of V type cylinder engine E2 is shown notionally. As described above, the connecting rod according to the present invention can be applied to the one in which a plurality of cylinders are arranged in a V shape, and similarly in the engine E2 having such a configuration, the friction resistance is reduced, Also, the effect of improving the output can be obtained. At this time, the direction of offset of the crankshaft centerline C1 is the direction in which the crankshaft centerline C1 is arranged only on one side with respect to each cylinder centerline L1 in its vertical plane. Specifically referring to FIG. 4, the crankshaft centerline C1 is
It is located on the left side with respect to all the cylinder center lines L1.

【0032】図5は、本発明に係るコンロッドの変更例
を幾つか示しており、(a)が典型的な直線状のコンロ
ッドを、また(b)〜(d)が本発明に係るコンロッド
を示している。図5(b)のものは、先に述べたく字状
コンロッド10であり、ここでの説明は省略する。
FIG. 5 shows some modifications of the connecting rod according to the present invention. (A) is a typical linear connecting rod, and (b) to (d) are connecting rods according to the present invention. Shows. FIG. 5B shows the V-shaped connecting rod 10 described above, and the description thereof is omitted here.

【0033】図5(c)のものは、(b)のものと同様
にコンロッドを一方に向かって凸に屈曲させたものでは
あるが、全体として円弧状に滑らかに屈曲させた点が異
なっている。このような円弧状コンロッド101によっ
ても、オフセットの方向とは反対の方向に凸となるよう
にすることで、オフセット幅wを大きく設定した場合
に、コンロッド101とシリンダブロック2(ライナー
4)との衝突を回避できる。
As shown in FIG. 5 (c), the connecting rod is bent in a convex shape toward one side as in the case of FIG. 5 (b), except that it is smoothly bent in an arc shape as a whole. There is. Even with such an arc-shaped connecting rod 101, the connecting rod 101 and the cylinder block 2 (liner 4) can be made to have a convex shape in a direction opposite to the offset direction so that the connecting rod 101 and the cylinder block 2 (liner 4) have a large offset width w. Avoid collisions.

【0034】図5(d)のものは、コンロッドが全体的
には屈曲されておらず、概略直線状であるが、側面形状
が各側で異なっている。すなわち、側面のうち一方が、
オフセットの方向に平行な縦断面(図の表面に平行な断
面)で凹状に屈曲されている。このように一部を切り欠
いたような外形を有するコンロッド102によっても、
コンロッド102とシリンダブロック2との衝突を回避
できる。このとき、コンロッド102は、切欠きNを含
む側面102cがオフセットされた側に面するように配
置される。
In FIG. 5 (d), the connecting rod is not bent as a whole and has a substantially linear shape, but the side shape is different on each side. That is, one of the sides
It is bent in a concave shape in a vertical section parallel to the offset direction (a section parallel to the surface of the figure). Even with the connecting rod 102 having such an external shape that is cut out,
A collision between the connecting rod 102 and the cylinder block 2 can be avoided. At this time, the connecting rod 102 is arranged so that the side surface 102c including the notch N faces the offset side.

【0035】以上に説明したように、本発明によれば、
内燃機関のクランク機構において、独特な形状のコンロ
ッド10,101又は102を使用することで、より大
幅なクランクオフセットが可能とされる。このため、ピ
ストン9への摩擦抵抗が低減されて、燃焼圧力が効率良
く回転動力に変換されるので、燃費を向上するととも
に、出力を増大できる。
As explained above, according to the present invention,
The use of a uniquely shaped connecting rod 10, 101 or 102 in a crank mechanism of an internal combustion engine allows for a greater crank offset. Therefore, the frictional resistance to the piston 9 is reduced and the combustion pressure is efficiently converted into rotational power, so that the fuel consumption can be improved and the output can be increased.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る内燃機関のクランク
機構の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a crank mechanism of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上クランク機構の動作の概念図FIG. 2 is a conceptual diagram of the operation of the above crank mechanism.

【図3】オフセット幅wと、ピストン9及びライナー4
の間に働く摩擦抵抗Fとの関係図
[Fig. 3] Offset width w and piston 9 and liner 4
Diagram of frictional resistance F acting between

【図4】上記クランク機構を備えるV型気筒エンジンE
2の概略的な構成図
FIG. 4 is a V-type cylinder engine E equipped with the above crank mechanism.
Schematic diagram of 2

【図5】本発明の他の幾つかの実施形態に係る内燃機関
のクランク機構を構成するコンロッドの正面図
FIG. 5 is a front view of a connecting rod that constitutes a crank mechanism of an internal combustion engine according to some other embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン本体 2…シリンダブロック 3…シリンダヘッド 4…ライナー 9…ピストン 10…コンロッド 11…クランク軸 12…ピストンピン 13…クランクピン L1…気筒中心線 L2…コンロッド中心線 C1…クランク軸中心線 C2…ピストンピン中心 C3…クランクピン中心 w…オフセット幅 1 ... Engine body 2 ... Cylinder block 3 ... Cylinder head 4 ... Liner 9 ... Piston 10 ... connecting rod 11 ... Crankshaft 12 ... Piston pin 13 ... Crank pin L1 ... Cylinder center line L2 ... connecting rod center line C1 ... Crankshaft centerline C2 ... Center of piston pin C3 ... Center of crankpin w ... offset width

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】クランク軸中心線を気筒中心線に対してオ
フセットさせた内燃機関のクランク機構において、 コンロッドの外形のうちオフセットさせた側に面する側
面を、該コンロッドの小端部と大端部との間で、凹状に
屈曲させたことを特徴とする内燃機関のクランク機構。
1. In a crank mechanism of an internal combustion engine in which a crankshaft center line is offset from a cylinder centerline, a side surface of the connecting rod facing the offset side has a small end portion and a large end portion of the connecting rod. A crank mechanism for an internal combustion engine, characterized in that the crank mechanism is bent in a concave shape between itself and the portion.
【請求項2】前記コンロッドをオフセットの方向とは反
対方向に凸となるように屈曲させた請求項1に記載の内
燃機関のクランク機構。
2. The crank mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the connecting rod is bent so as to be convex in a direction opposite to an offset direction.
【請求項3】クランク軸中心線を気筒中心線に対してオ
フセットさせた内燃機関のクランク機構において、 コンロッドの中心線をオフセットの方向とは反対方向に
凸となるように屈曲させて、該コンロッドを概略く字状
に成形したことを特徴とする内燃機関のクランク機構。
3. A crank mechanism for an internal combustion engine, wherein a center line of a crank shaft is offset from a center line of a cylinder, the center line of a connecting rod is bent so as to be convex in a direction opposite to an offset direction, and the connecting rod is bent. A crank mechanism for an internal combustion engine, characterized in that it is formed in a generally V shape.
【請求項4】オフセットの方向を、クランクピン中心線
が膨張行程期間中に気筒中心線と交わる方向に設定した
請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関のクラン
ク機構。
4. The crank mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the direction of offset is set so that the crankpin centerline intersects with the cylinder centerline during the expansion stroke.
【請求項5】複数の気筒がV字状に配列された多気筒機
関に適用され、クランク軸中心線を各気筒中心線に対し
てオフセットさせた請求項1〜4のいずれか1つに記載
の内燃機関のクランク機構。
5. The method according to claim 1, which is applied to a multi-cylinder engine in which a plurality of cylinders are arranged in a V shape, and a crankshaft center line is offset with respect to each cylinder center line. Crank mechanism of internal combustion engine.
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