JP2004092448A - Reciprocating variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents

Reciprocating variable compression ratio internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an increase in friction of a bearing part of a crankshaft. <P>SOLUTION: A reciprocating variable compression ratio internal combustion engine has a plurality of bearing caps 16 for a crankshaft rotatably supporting the crankshaft 4 together with a cylinder block 10, a bearing cap 21 for a control shaft rotatably supporting the control shaft 7 together with the plurality of bearing caps 16 for the crankshaft 4 intermittently provided in the axial direction of the crankshaft 4. A beam 26 for the control shaft 7 extending substantially in parallel to a control shaft near a straight line L connecting a rotation center P of the crankshaft 4 and a rotation center Q of the control shaft 7 viewed in the axial direction of the crankshaft 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロ式可変圧縮比内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特開2002−47955号公報には、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップと、このクランクシャフト用ベアリングキャップとともにコントロールシャフトを回転可能に支持するコントロールシャフト用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられたレシプロ式可変圧縮比内燃機関が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のレシプロ式可変圧縮比内燃機関にあっては、コントロールシャフトを回転可能に支持する各コントロールシャフト用ベアリングキャップが互いに一体となるよう連結されていないため、燃焼荷重あるいはピストン・リンク部品慣性荷重が作用すると、クランクシャフト荷重と逆方向のコントロールシャフト荷重によって起こるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピンへの燃焼荷重または慣性荷重によって変形するクランクシャフトの変形に逆らうような方向になるため、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部のフリクションが悪化するという問題点があった。
【0004】
さらに、コントロールシャフト自体がクランクシャフト用ベアリングキャップの変形を抑制する構造体の一部として働くため、コントロールシャフトの回転に渋りが生じ、コントロールシャフトの回転位置を制御するアクチュータ出力を大きくする必要があるという問題点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、クランクシャフトの軸方向視でクランクシャフトの中心とコントロールシャフトの中心とを通る直線近傍に、コントロールシャフトと略平行に延びるコントロールシャフト用ビームが設けられている。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、コントロールシャフト荷重によるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に従うようになり、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部の片当たりを小さくすることができ、クランクメインジャーナル軸受部のフリクションを低減することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、後述する各実施例では、共通する構成には同一の符号を付し、重複する構成及び作用効果の説明を適宜省略する。
【0008】
図1及び図2は、本発明の第1実施例(請求項1〜4に対応)に係るレシプロ式可変圧縮比内燃機関を示している。このレシプロ式可変圧縮比内燃機関は、ピストン1とピストンピン2を介して連結されるアッパーリンク3と、このアッパーリンク3とクランクシャフト4のクランクピン5とに連結されるロアリンク6と、クランクシャフト4と略平行に延びるコントロールシャフト7と、このコントロールシャフト7に一端が揺動可能に連結されると共に、ロアリンク6に他端が連結されるコントロールリンク8と、有している。
【0009】
また、クランクシャフト4の回転中心P(後述するクランクシャフト4のメインジャーナル4aの回転中心と同義)に対して、コントロールシャフト7の回転中心Q(後述するコントロールシャフト7のメインジャーナル7aの回転中心と同義)が図1における斜め下方に位置するようクランクシャフト4とコントロールシャフト7は配設されている。すなわち、クランクケース内において、コントロールシャフト7がクランクシャフト4の斜め下方向に位置している。
【0010】
コントロールシャフト7には、コントロールリンク8の一端に形成されたベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナル9が、クランクシャフト4の軸方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル9の回転中心Rは、コントロールシャフト7のメインジャーナル7aの回転中心Qに対して所定量偏心しており、この回転中心Rを揺動支点(揺動中心)として、コントロールリンク8がコントロールシャフト7に対して揺動する。
【0011】
従って、コントロールシャフト7のメインジャーナル7aが回動すると、コントロールリンク8の揺動支点位置Rが変化し、これに伴ってクランクピン5からピストンピン2までの距離が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。 尚、コントロールシャフト7のメインジャーナル7aは、ウォーム(図示せず)及びウォームホイール(図示せず)を介して接続されたモータ等の駆動源(図示せず)により回転駆動され、この駆動源は、周知のエンジンコントロールユニット等により機関運転状態に応じて駆動制御される。ここで、図1中の10はシリンダブロック、11はカウンタウエイトである。
【0012】
次にクランクシャフト4及びコントロールシャフト7の支持構造について説明する。クランクシャフト4のメインジャーナル4aを回転可能に支持するクランクメインジャーナル軸受部15は、その上半分がシリンダブロック10下面に形成され、下半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ16上面に形成された構造となっている。このクランクシャフト用ベアリングキャップ16は、クランクシャフト4の軸方向に沿って気筒列両端及び気筒間に間欠的に配設されている。
【0013】
コントロールシャフト7のメインジャーナル7aを回転可能の支持するコントロールメインジャーナル軸受部17は、その上半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ16の基底面18から斜め下方へ一体的に張り出した延長部19の下面20に形成され、下半分がコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の上面に形成されている。すなわち、クランクシャフト用ベアリングキャップ16は、略L字形状のプレート状をなしている。そして、クランクシャフト用ベアリングキャップ16の基底面18と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面22とは、互いに平行で、かつ互いに不連続な2つの平面上にそれぞれ位置している。
【0014】
クランクシャフト用ベアリングキャップ16は、クランクメインジャーナル軸受部15を挟んだ2箇所で、ボルト23,24によって下側よりシリンダブロック10へ締結されている。また、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21は、コントロールメインジャーナル軸受部17を挟んだ2箇所で、ボルト24,25によって下側よりクランクシャフト用ベアリングキャップ16及びシリンダブロック10に締結されている。つまり、ボルト24は、クランクシャフト4の軸方向視(図1)でボルト23とボルト25の間に位置し、かつクランクメインジャーナル軸受部15とコントロールメインジャーナル軸受部17との間に位置している。そして、ボルト24はクランクシャフト用ベアリングキャップ16及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の両者を貫通してシリンダブロック10に締結されている。
【0015】
クランクシャフト4の軸方向視(図1)でクランクシャフト4のメインジャーナル4aの回転中心(クランクシャフト4の回転中心)Pと、コントロールシャフト7のメインジャーナル7aの回転中心(コントロールシャフト7の回転中心)Qとを結んだ直線L近傍には、コントロールシャフト7と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム26が設けられている。詳述すれば、この第1実施例おいては、クランクシャフト4の軸方向視でクランクシャフト4のメインジャーナル4aとコントロールシャフト7のメインジャーナル7aとの間、すなわちコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面22の図1における左側に、コントロールシャフト用ビーム26が配設されている。
【0016】
そして、このコントロールシャフト用ビーム26は、上述したボルト24によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ21、クランクシャフト用ベアリングキャップ16及びシリンダブロック10に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ビーム26は、クランクシャフト4の軸方向視でクランクシャフト4とコントロールシャフト7との間を貫通するボルト24によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21、クランクシャフト用ベアリングキャップ16及びシリンダブロック10に締結されている。換言すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21を固定する2本のボルト24,25のうちクランクシャフト4から近い側に位置するボルト24でコントロールシャフト用ビーム26がコントロールシャフト用ベアリングキャップ21に締結されている。
【0017】
そして、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,…,21のうちの隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,21同士は、図2に示すように、コントロールシャフト用ビーム26によって連結されている。
【0018】
レシプロ式内燃機関(上述した第1実施例におけるコントロールシャフト7及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ21等に相当する構成を具備しない内燃機関)においては、クランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップに作用する荷重は、クランクシャフトから入力される荷重のみであったため、クランクピンにリンク部品の慣性荷重や燃焼荷重が入力されると、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトのメインジャーナルの変形に従うようにクランクメインジャーナル軸受部が左右に倒れるように変形する。そのため、エンジン回転速度が小さい時の軸受変形状態を考えると、クランクメインジャーナル軸受部がクランクシャフトのメインジャーナルの変形に追従するためクランクメインジャーナル軸受部に対するクランクシャフトのメインジャーナルの片当たりは大きくならない。
【0019】
一方、上述した従来例のようにクランクシャフト用ベアリングキャップにコントロールシャフト用ベアリングキャップが一体に結合されているレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、図3に示すように、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトからだけではなくコントロールシャフトからの荷重によっても変形が引き起こされる。ここで、図3及び図4は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフト用ビーム有無による、クランクシャフト荷重、コントロールシャフト荷重の両方が作用する時の変形モードを示している。
【0020】
そのため、各コントロールシャフト用ベアリングキャップ同士を連結する本願のコントロールシャフト用ビーム26に相当する構成が無い場合、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に逆らうようにクランクシャフト用ベアリングキャップのクランクメインジャーナル軸受部がコントロールシャフト荷重によって図5のように変形するため、クランクシャフトのメインジャーナルとクランクメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し軸受部の潤滑状態が悪化してしまう。また、コントロールシャフトのピンジャーナル入力荷重によるコントロールシャフト変形に逆らうように、コントロールシャフト用ベアリングキャップのコントロールメインジャーナル軸受部がクランクシャフト荷重によって図6のように変形するため、コントロールシャフトのメインジャーナルとコントロールメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し、コントロールシャフトを回転させるために必要なトルクが増大し、コントロールシャフトを回転するアクチュエータ出力を大きくする必要が出てしまう。
【0021】
そこで、上述した本発明の第1実施例のように、クランクシャフト4の軸方向視でクランクシャフト4のメインジャーナル4aの回転中心Pとコントロールシャフト7のメインジャーナル7aの回転中心Qとを結んだ直線L近傍、すなわちコントロールシャフト7側に、コントロールシャフト7と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム26を設け、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21にコントロールシャフト用ビーム26を取付けることにより、コントロールシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ21及びクランクシャフト用ベアリングキャップ16の変形モードを図7のようにすることができるため、コントロールシャフト荷重よるクランクシャフト用ベアリングキャップ16の変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフト4の変形に従うようになり、クランクメインジャーナル軸受部15の片当たりを小さくすることができ潤滑状態悪化を回避することができる。その結果、クランクメインジャーナル軸受部15のフリクションを低減することができる。
【0022】
また、クランクシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ21及びクランクシャフト用ベアリングキャップ16の変形モードを図8のようにすることができるため、クランクシャフト荷重よるコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の変形が、コントロールシャフト7のピンジャーナル9に荷重が入力されることによるコントロールシャフト7の変形に従うようになり、コントロールメインジャーナル軸受部17の片当たりを小さくすることができる。その結果コントロールシャフト7の回転に必要なトルクが小さくなり、圧縮比制御のためにコントロールシャフト7の回転位置を可変にするアクチュエータの出力を小さくすることができる。
【0023】
尚、図7及び図8は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ16,16と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,21と、に着目したモデルを模式的に示した説明図である。
【0024】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ16の下側をベアリングビームで固定するよりも、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下側をベアリングビームで固定する方がクランクシャフト4のメインジャーナル4a位置からより遠い位置で固定できるため、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下側をコントロールシャフト用ビームで固定することにより、コントロールシャフト用ビーム26にかかるモーメントがより小さくなり、コントロールシャフト用ビーム26の応力が軽減され、軽量コンパクトなベアリングビーム形状とすることができる。
【0025】
また、従来はクランクシャフト用ベアリングキャップ直下をビームで結合していたため、クランクシャフトのカウンタウェイトとの干渉を避ける形状にする必要があり、クランクシャフト用ベアリングキャップの剛性向上のためのベアリングビーム重量増加または、カウンタウェイトとの干渉を避けるためのクランクシャフト用ベアリングキャップ高さ延長による重量増加は避けられない。
【0026】
しかし、この第1実施例においては、コントロールシャフト7がクランクケース内のクランクシャフト4斜め下方向に位置しており、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下側にコントロールシャフト用ビーム26を取付ける場合、クランクシャフト4のカウンタウェイト11との干渉が起こらないため、コントロールシャフト用ビーム26は、重量増加を招く事無く十分な剛性を持つビーム形状を取ることができる。
【0027】
ここで、コントロールシャフト用ビーム26の配設位置による、クランクメインジャーナル軸受部15及びコントロールメインジャーナル軸受部17への面圧の違いついて説明する。
【0028】
図9は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ16,16と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,21と、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、図9中のA及びBはそれぞれクランクメインジャーナル軸受部15を示し、図9中のC及びDはそれぞれコントロールメインジャーナル軸受部17を示している。
【0029】
図9中のNの位置にコントロールシャフト用ビーム26があり(コントロールシャフト用ビーム26がコントロールシャフト7側にあり)、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Aにおける面圧は105(MPa)、Bにおける面圧は97,9(MPa)、Cにおける面圧は117(MPa)、Dにおける面圧は109(MPa)となる。一方、図9中のMの位置にコントロールシャフト用ビーム26があり(コントロールシャフト用ビーム26がクランクシャフト4側にあり)、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Aにおける面圧は115(MPa)、Bにおける面圧は103(MPa)、Cにおける面圧は117(MPa)、Dにおける面圧は111(MPa)となる。ちなみに、コントロールシャフト用ビーム26がなく、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合には、Aにおける面圧は171(MPa)、Bにおける面圧は153(MPa)、Cにおける面圧は172(MPa)、Dにおける面圧は170(MPa)となる。
【0030】
このことからも、コントロールシャフト用ビーム26を、この第1実施例のよに、コントロールシャフト7側に設けることが望ましいことがわかる。
【0031】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ16とコントロールシャフト用ベアリングキャップ21とコントロールシャフト用ビーム26を共通のボルト24で共締めする構成となっているので、エンジンのコンパクト化、軽量化、組付性向上させることができる。ただし、一部を別々のボルトで結合した場合にもコントロールシャフト用ビーム26の取り付けによる同様な効果は得られる。
【0032】
また、エンジンのコンパクト化、軽量化のためにはコントロールシャフト用ビーム26によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ21結合部分ができるだけ少ない方が良い。つまり、コントロールシャフト用ビーム26の効果を最少の結合個所で最大の軸受フリクション低減効果が得るためには、コントロールシャフト7とクランクシャフト4の両方からの荷重が強く作用するコントロールシャフト7とクランクシャフト4の間の部位でコントロールシャフト用ベアリングキャップ21を結合する必要がある。
【0033】
つまり、この第1実施例のように、コントロールメインジャーナルト軸受部17とクランクメインジャーナル軸受部15の間を貫通するボルト24によって、コントロールシャフト用ビーム26をシリンダブロック10に一体に締結する構成をとることが望ましい。
【0034】
尚、この第1実施例においては、コントロールシャフト7の軸方向に沿って連続する1つのコントロールシャフト用ビーム26によって、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ16,…,16が連結されているが、コントロールシャフト7に略平行ではあるが、コントロールシャフト7の軸方向に沿って不連続となる複数のコントロールシャフト用ビームによって、少なくとも隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,21同士が連結されるようにしてもよい。
【0035】
図10及び図11は第2実施例を示している(請求項1〜3に対応)。この第2実施例は、コントロールシャフト用ベアリングビーム26がクランクシャフト4の軸方向視(図10)でクランクシャフト4のメインジャーナル4aの回転中心(クランクシャフトの回転中心)Pと、コントロールシャフト7のメインジャーナル7aの回転中心(コントロールシャフトの回転中心)Qとを結んだ直線L近傍に設けられているものの、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面22の図11における右側に、コントロールシャフト用ビーム26が配設されている。
【0036】
そして、このコントロールシャフト用ビーム26は、ボルト25によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ21、クランクシャフト用ベアリングキャップ16及びシリンダブロック10に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21を固定する2本のボルト24,25のうちクランクシャフト4から遠い側に位置するボルト25でコントロールシャフト用ビーム26がコントロールシャフト用ベアリングキャップ21に締結されている。
【0037】
図12及び図13は第3実施例を示している(請求項1〜4に対応)。この第3実施例では、コントロールシャフト用ビーム31が、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面22と略同一の幅を有している。そして、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21をクランクシャフト用ベアリングキャップに締結するボルト24,25によって、コントロールシャフト用ビーム31がコントロールシャフト用ベアリングキャップ21に締結されている。
【0038】
図14及び図15は第4実施例を示している(請求項1〜4に対応)。この第4実施例では、クランクシャフト用ベアリングキャップ40が略矩形のプレート状をなしている。コントロールシャフト用ベアリングキャップ41はクランクシャフト用ベアリングキャップ40と略同一幅で、クランクシャフト用ベアリングキャップ40の基底面に取り付けられている。そして、クランクメインジャーナル軸受部15を挟んだボルト23,24によって、コントロールシャフト用ビーム31がコントロールシャフト用ベアリングキャップ41に締結されている。
【0039】
図16及び図17は第5実施例を示している(請求項1〜4に対応)。この第5実施例では、ボルト23,24,25によって、コントロールシャフト用ビーム50がコントロールシャフト用ベアリングキャップ41に締結されている。
【0040】
また、図18及び図19は示す第6及び第7実施例のように、コントロールシャフト用ベアリングキャップとコントロールシャフト用ビームとを一体に成形し、ラダーフレーム60としてもよい(請求項1〜4に対応)。
【0041】
尚、上述した第1〜7実施例においては、ボルト25によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21,41もしくはラダーフレーム60がクランクシャフト用ベアリングキャップ16,40及びシリンダブロック10に対して締結されているが、図20〜図26に示すように、ボルト25の長さを短く設定し、ボルト25は、コントロールシャフト用ビーム26,31,50をコントロールシャフト用ベアリングキャップ21,41のみに締結するようにしてもよい。また、上述した第1〜第7実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ16,40をラダーフレームとしてもよい。
【0042】
また、図1,図10,図12及び図20〜図22のように、クランクシャフト用ベアリングキャップ16,40下に空間的な余裕がある場合には、クランクシャフト用ベアリングキャップ16,40下にもビームを取付けることで剛性をより高めることができる。
【0043】
次に本発明の第8実施例について説明する(請求項5に対応)。
【0044】
図27〜図30に示す第8実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ16下に空間的な余裕があり、クランクシャフト用ベアリングキャップ16の基底面18からコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面22にかけて、ビーム部材70が配設されている。
【0045】
このビーム部材70は、クランクシャフト用ベアリングキャップ16の基底面18に取り付けられるクランク側ビーム部71(クランクシャフト用ビーム)と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の下面に取り付けられるコントロール側ビーム部72(コントロールシャフト用ビーム)と、断面略矩形のリブ73と、を有し、コントロールシャフト用ベアリングキャップ21の側面に沿ったこのリブによってクランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72とが一体に連結されている。
【0046】
クランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72は、互いに平行で、かつ互いに不連続な2つの平面上にそれぞれ位置している。
【0047】
そして、リブ73は、その断面形状が、クランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72のオフセット方向に沿って細長い矩形となるよう形成されている。換言すれば、リブ73は、図28に示すように、クランクケースの幅方向の長さtに比べ、クランクケースの上下方向の長さhが大きくなるよう形成されている。
【0048】
このような第8実施例においては、クランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72との中間位置に、クランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72のオフセット方向に沿って細長い断面略矩形のリブ73があるため、クランクシャフト用ベアリングキャップ16とコントロールシャフト用ベアリングキャップ21の倒れ変形方向の剛性が向上し、クランク側ビーム部71とコントロール側ビーム部72を薄肉化することが可能となり、ビーム部材70の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す説明図。
【図2】本発明の第1実施例を示す説明図。
【図3】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図4】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図5】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図6】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図7】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図8】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図9】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図。
【図10】本発明の第2実施例を示す説明図。
【図11】本発明の第2実施例を示す説明図。
【図12】本発明の第3実施例を示す説明図。
【図13】本発明の第3実施例を示す説明図。
【図14】本発明の第4実施例を示す説明図。
【図15】本発明の第4実施例を示す説明図。
【図16】本発明の第5実施例を示す説明図。
【図17】本発明の第5実施例を示す説明図。
【図18】本発明の第6実施例を示す説明図。
【図19】本発明の第7実施例を示す説明図。
【図20】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図21】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図22】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図23】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図24】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図25】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図26】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図27】本発明の第8実施例を示す説明図。
【図28】本発明の第8実施例を示す説明図であって、ビーム部材を示す斜視図。
【図29】ビーム部材の平面図。
【図30】ビーム部材の斜視図。
【符号の説明】
4…クランクシャフト
7…コントロールシャフト
15…クランクメインジャーナル軸受部
16…クランクシャフト用ベアリングキャップ
17…コントロールメインジャーナル軸受部
21…コントロールシャフト用ベアリングキャップ
26…コントロールシャフト用ビーム
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reciprocating variable compression ratio internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
For example, JP-A-2002-47955 discloses a bearing cap for a crankshaft that rotatably supports a crankshaft together with a cylinder block, and a bearing cap for a control shaft that rotatably supports a control shaft together with the bearing cap for a crankshaft. A reciprocating type variable compression ratio internal combustion engine in which is provided intermittently in the axial direction of a crankshaft is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional reciprocating variable compression ratio internal combustion engine, since the control cap bearing caps for rotatably supporting the control shaft are not connected to be integral with each other, the combustion load or the piston / When the inertia load of the link part acts, the deformation of the bearing cap for the crankshaft caused by the control shaft load in the opposite direction to the crankshaft load opposes the deformation of the crankshaft deformed by the combustion load on the crankpin or the inertia load. Therefore, there is a problem that the friction of the crank main journal bearing portion formed by the cylinder block and the crankshaft bearing cap deteriorates.
[0004]
Furthermore, since the control shaft itself acts as a part of the structure that suppresses the deformation of the bearing cap for the crankshaft, the rotation of the control shaft causes reluctance, and it is necessary to increase the output of the actuator that controls the rotational position of the control shaft. There was a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the reciprocating variable compression ratio internal combustion engine of the present invention, near the straight line passing through the center of the crankshaft and the center of the control shaft when viewed in the axial direction of the crankshaft, a control shaft beam extending substantially parallel to the control shaft is provided. Is provided.
[0006]
【The invention's effect】
According to the present invention, the deformation of the crankshaft bearing cap due to the control shaft load follows the deformation of the crankshaft due to the crankpin input load, and the crank main journal bearing constituted by the cylinder block and the crankshaft bearing cap It is possible to reduce the one-side contact of the portion, and to reduce the friction of the crank main journal bearing portion.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments described below, common components are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the configuration and the function and effect will be omitted as appropriate.
[0008]
FIGS. 1 and 2 show a reciprocating variable compression ratio internal combustion engine according to a first embodiment (corresponding to claims 1 to 4) of the present invention. The reciprocating variable compression ratio internal combustion engine includes an upper link 3 connected to a piston 1 via a piston pin 2, a lower link 6 connected to the upper link 3 and a crankpin 5 of a crankshaft 4, and a crank. It has a control shaft 7 extending substantially parallel to the shaft 4, and a control link 8 having one end swingably connected to the control shaft 7 and the other end connected to the lower link 6.
[0009]
The rotation center Q of the control shaft 7 (which is the same as the rotation center of the main journal 4a of the crankshaft 4 to be described later) (the rotation center of the main journal 7a of the control shaft 7 to be described later) corresponds to the rotation center P of the crankshaft 4. The crankshaft 4 and the control shaft 7 are disposed so that the same definition) is located diagonally below in FIG. That is, the control shaft 7 is located obliquely below the crankshaft 4 in the crankcase.
[0010]
The control shaft 7 is provided with a pin journal 9 rotatably supported by a bearing formed at one end of the control link 8, which is formed intermittently in the axial direction of the crankshaft 4. The rotation center R of the pin journal 9 is eccentric with respect to the rotation center Q of the main journal 7a of the control shaft 7 by a predetermined amount, and the control link 8 is controlled by using the rotation center R as a swing fulcrum (swing center). It swings with respect to the shaft 7.
[0011]
Therefore, when the main journal 7a of the control shaft 7 rotates, the swinging fulcrum position R of the control link 8 changes, and the distance from the crank pin 5 to the piston pin 2 changes accordingly, and the engine compression ratio decreases. It has a changing configuration. The main journal 7a of the control shaft 7 is rotationally driven by a drive source (not shown) such as a motor connected via a worm (not shown) and a worm wheel (not shown). The drive is controlled by a well-known engine control unit or the like according to the engine operating state. Here, 10 in FIG. 1 is a cylinder block, and 11 is a counterweight.
[0012]
Next, a support structure of the crankshaft 4 and the control shaft 7 will be described. The crank main journal bearing portion 15 rotatably supporting the main journal 4a of the crankshaft 4 has a structure in which an upper half is formed on a lower surface of the cylinder block 10 and a lower half is formed on an upper surface of a bearing cap 16 for a crankshaft. ing. The crankshaft bearing caps 16 are intermittently arranged along the axial direction of the crankshaft 4 at both ends of the cylinder row and between the cylinders.
[0013]
The control main journal bearing portion 17 that rotatably supports the main journal 7a of the control shaft 7 has a lower surface 20 of an extension portion 19 whose upper half projects obliquely downward from a base surface 18 of the crankshaft bearing cap 16 integrally. And the lower half is formed on the upper surface of the control shaft bearing cap 21. That is, the crankshaft bearing cap 16 has a substantially L-shaped plate shape. The base surface 18 of the bearing cap 16 for the crankshaft and the lower surface 22 of the bearing cap 21 for the control shaft are located on two planes which are parallel to each other and discontinuous with each other.
[0014]
The crankshaft bearing cap 16 is fastened to the cylinder block 10 from below by bolts 23 and 24 at two places with the crank main journal bearing portion 15 therebetween. The control shaft bearing cap 21 is fastened to the crankshaft bearing cap 16 and the cylinder block 10 from below by bolts 24 and 25 at two locations with the control main journal bearing portion 17 therebetween. That is, the bolt 24 is located between the bolt 23 and the bolt 25 when viewed in the axial direction of the crankshaft 4 (FIG. 1), and is located between the crank main journal bearing 15 and the control main journal bearing 17. I have. The bolt 24 is fastened to the cylinder block 10 through both the crankshaft bearing cap 16 and the control shaft bearing cap 21.
[0015]
When viewed in the axial direction of the crankshaft 4 (FIG. 1), the center of rotation P of the main journal 4a of the crankshaft 4 (center of rotation of the crankshaft 4) and the center of rotation of the main journal 7a of the control shaft 7 (center of rotation of the control shaft 7). A control shaft beam 26 extending substantially parallel to the control shaft 7 is provided in the vicinity of a straight line L connecting Q). More specifically, in the first embodiment, between the main journal 4a of the crankshaft 4 and the main journal 7a of the control shaft 7 when viewed in the axial direction of the crankshaft 4, that is, the lower surface of the control shaft bearing cap 21. On the left side of FIG. 1 in FIG. 1, a control shaft beam 26 is provided.
[0016]
The control shaft beam 26 is fastened to the control shaft bearing cap 21, the crankshaft bearing cap 16 and the cylinder block 10 by the bolts 24 described above. More specifically, the control shaft beam 26 is fixed to the control shaft bearing cap 21 and the crankshaft bearing cap 16 by bolts 24 penetrating between the crankshaft 4 and the control shaft 7 in the axial direction of the crankshaft 4. And the cylinder block 10. In other words, the control shaft beam 26 is fastened to the control shaft bearing cap 21 by the bolt 24 located closer to the crankshaft 4 among the two bolts 24 and 25 for fixing the control shaft bearing cap 21. I have.
[0017]
The adjacent control shaft bearing caps 21, 21 among the plurality of control shaft bearing caps 21,..., 21 are connected by a control shaft beam 26, as shown in FIG.
[0018]
In a reciprocating internal combustion engine (an internal combustion engine not having a configuration corresponding to the control shaft 7 and the control shaft bearing cap 21 in the first embodiment described above), the crankshaft bearing cap that rotatably supports the crankshaft is used. Since only the load applied from the crankshaft was applied, if the inertia load or the combustion load of the link component was input to the crankpin, the crankshaft bearing cap would follow the deformation of the main journal of the crankshaft. The crank main journal bearing is deformed so as to fall right and left. Therefore, considering the bearing deformation state when the engine rotation speed is low, the crank main journal bearing follows the deformation of the main journal of the crankshaft, so that the contact of the main journal of the crankshaft with respect to the crank main journal bearing does not increase. .
[0019]
On the other hand, in a reciprocating variable compression ratio internal combustion engine in which a control shaft bearing cap is integrally connected to a crankshaft bearing cap as in the above-described conventional example, as shown in FIG. The deformation is caused not only by the crankshaft but also by the load from the control shaft. Here, FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory diagrams schematically showing models focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps. 4 shows a deformation mode when both a crankshaft load and a control shaft load are applied, depending on the presence or absence of a working beam.
[0020]
Therefore, when there is no configuration corresponding to the control shaft beam 26 of the present application that connects the control shaft bearing caps to each other, the crank main journal bearing of the crankshaft bearing cap is designed to oppose the deformation of the crankshaft due to the crankpin input load. Since the portion is deformed as shown in FIG. 5 by the load of the control shaft, a partial contact occurs between the main journal of the crankshaft and the crank main journal bearing portion, and the lubrication state of the bearing portion is deteriorated. The control journal of the control cap bearing cap is deformed by the crankshaft load as shown in Fig. 6 so as to counter the control shaft deformation due to the pin journal input load of the control shaft. One-sided contact occurs between the main journal bearings, the torque required to rotate the control shaft increases, and it becomes necessary to increase the output of the actuator that rotates the control shaft.
[0021]
Thus, as in the first embodiment of the present invention described above, the rotation center P of the main journal 4a of the crankshaft 4 and the rotation center Q of the main journal 7a of the control shaft 7 are connected when viewed in the axial direction of the crankshaft 4. A control shaft beam 26 extending substantially parallel to the control shaft 7 is provided in the vicinity of the straight line L, that is, on the control shaft 7 side, and the control shaft beam 26 is attached to the control shaft bearing cap 21 to thereby control the control shaft by the control shaft load. The deformation mode of the bearing cap 21 for the crankshaft and the bearing cap 16 for the crankshaft can be changed as shown in FIG. Will follow the deformation of the crank shaft 4 by Nkupin input load, it is possible to avoid can be lubricated condition deterioration to reduce the partial contact of the crank main journal bearing 15. As a result, the friction of the crank main journal bearing 15 can be reduced.
[0022]
Further, since the deformation mode of the bearing cap 21 for the control shaft and the bearing cap 16 for the crankshaft due to the crankshaft load can be changed as shown in FIG. 8, the deformation of the bearing cap 21 for the control shaft due to the crankshaft load is reduced. 7 follows the deformation of the control shaft 7 due to the input of a load to the pin journal 9 of the control member 7, and the contact of the control main journal bearing 17 with one side can be reduced. As a result, the torque required for the rotation of the control shaft 7 is reduced, and the output of the actuator for varying the rotation position of the control shaft 7 for controlling the compression ratio can be reduced.
[0023]
FIGS. 7 and 8 are explanatory views schematically showing models focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps 16 and 16 and a pair of adjacent control shaft bearing caps 21 and 21. is there.
[0024]
Also, fixing the lower side of the control shaft bearing cap 21 with the bearing beam is more distant from the main journal 4a position of the crankshaft 4 than fixing the lower side of the crankshaft bearing cap 16 with the bearing beam. Since the lower part can be fixed, by fixing the lower side of the control shaft bearing cap 21 with the control shaft beam, the moment applied to the control shaft beam 26 becomes smaller, the stress of the control shaft beam 26 is reduced, and the weight is reduced. Bearing beam shape.
[0025]
In the past, since the beam was directly connected directly below the bearing cap for the crankshaft, it was necessary to make the shape so as to avoid interference with the counterweight of the crankshaft. Alternatively, an increase in weight due to extension of the height of the crankshaft bearing cap for avoiding interference with the counterweight cannot be avoided.
[0026]
However, in the first embodiment, when the control shaft 7 is positioned diagonally below the crankshaft 4 in the crankcase, and the control shaft beam 26 is mounted below the control shaft bearing cap 21, Since interference with the counterweight 11 of the shaft 4 does not occur, the control shaft beam 26 can have a beam shape having sufficient rigidity without increasing the weight.
[0027]
Here, the difference in the surface pressure between the crank main journal bearing 15 and the control main journal bearing 17 depending on the position of the control shaft beam 26 will be described.
[0028]
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps 16 and 16 and a pair of adjacent control shaft bearing caps 21 and 21. A and B in FIG. 9 indicate the crank main journal bearing 15, respectively, and C and D in FIG. 9 indicate the control main journal bearing 17, respectively.
[0029]
When the control shaft beam 26 is located at the position N in FIG. 9 (the control shaft beam 26 is on the control shaft 7 side), and when a load is input from both the crankshaft and the control shaft, the surface pressure at A is The surface pressure at 105 (MPa), B is 97, 9 (MPa), the surface pressure at C is 117 (MPa), and the surface pressure at D is 109 (MPa). On the other hand, the control shaft beam 26 is located at the position M in FIG. 9 (the control shaft beam 26 is on the crankshaft 4 side), and when a load is input from both the crankshaft and the control shaft, the surface at A The pressure is 115 (MPa), the surface pressure at B is 103 (MPa), the surface pressure at C is 117 (MPa), and the surface pressure at D is 111 (MPa). Incidentally, when there is no control shaft beam 26 and there is a load input from both the crankshaft and the control shaft, the surface pressure at A is 171 (MPa), the surface pressure at B is 153 (MPa), and the surface pressure at C is The pressure is 172 (MPa), and the surface pressure at D is 170 (MPa).
[0030]
This also indicates that it is desirable to provide the control shaft beam 26 on the control shaft 7 side as in the first embodiment.
[0031]
In addition, since the bearing cap 16 for the crankshaft, the bearing cap 21 for the control shaft, and the beam 26 for the control shaft are jointly fastened with the common bolt 24, the engine can be made compact, lightweight, and easy to assemble. be able to. However, a similar effect can be obtained by attaching the control shaft beam 26 even when a part of the control shaft beam 26 is connected by separate bolts.
[0032]
In order to reduce the size and weight of the engine, it is preferable that the control shaft beam cap 26 is connected to the control shaft bearing cap 21 as little as possible. In other words, in order for the effect of the control shaft beam 26 to obtain the maximum bearing friction reducing effect at the minimum coupling point, the control shaft 7 and the crankshaft 4 on which loads from both the control shaft 7 and the crankshaft 4 strongly act. It is necessary to connect the control shaft bearing cap 21 at a portion between the two.
[0033]
That is, as in the first embodiment, the control shaft beam 26 is integrally fastened to the cylinder block 10 by the bolt 24 penetrating between the control main journal bearing portion 17 and the crank main journal bearing portion 15. It is desirable to take.
[0034]
In the first embodiment, a plurality of control shaft bearing caps 16,..., 16 are connected by a single control shaft beam 26 extending along the axial direction of the control shaft 7. At least the adjacent control shaft bearing caps 21 and 21 may be connected by a plurality of control shaft beams that are substantially parallel to the shaft 7 but are discontinuous along the axial direction of the control shaft 7. Good.
[0035]
10 and 11 show a second embodiment (corresponding to claims 1 to 3). In the second embodiment, when the control shaft bearing beam 26 is viewed from the axial direction of the crankshaft 4 (FIG. 10), the rotation center P of the main journal 4a of the crankshaft 4 (the rotation center of the crankshaft) and the control shaft 7 Although provided near the straight line L connecting the rotation center (rotation center of the control shaft) Q of the main journal 7a, the control shaft beam 26 is located on the right side of the lower surface 22 of the control shaft bearing cap 21 in FIG. It is arranged.
[0036]
The control shaft beam 26 is fastened to the control shaft bearing cap 21, the crankshaft bearing cap 16 and the cylinder block 10 by bolts 25. More specifically, the control shaft beam 26 is fastened to the control shaft bearing cap 21 by the bolt 25 located on the side farther from the crankshaft 4 among the two bolts 24 and 25 fixing the control shaft bearing cap 21. ing.
[0037]
12 and 13 show a third embodiment (corresponding to claims 1 to 4). In the third embodiment, the control shaft beam 31 has substantially the same width as the lower surface 22 of the control shaft bearing cap 21. The control shaft beam 31 is fastened to the control shaft bearing cap 21 by bolts 24 and 25 for fastening the control shaft bearing cap 21 to the crankshaft bearing cap.
[0038]
14 and 15 show a fourth embodiment (corresponding to claims 1 to 4). In the fourth embodiment, the crankshaft bearing cap 40 has a substantially rectangular plate shape. The control shaft bearing cap 41 has substantially the same width as the crankshaft bearing cap 40 and is attached to the base surface of the crankshaft bearing cap 40. The control shaft beam 31 is fastened to the control shaft bearing cap 41 by bolts 23 and 24 sandwiching the crank main journal bearing 15.
[0039]
16 and 17 show a fifth embodiment (corresponding to claims 1 to 4). In the fifth embodiment, the control shaft beam 50 is fastened to the control shaft bearing cap 41 by bolts 23, 24, and 25.
[0040]
18 and 19, as in the sixth and seventh embodiments shown, the bearing cap for the control shaft and the beam for the control shaft may be integrally formed to form a ladder frame 60. Correspondence).
[0041]
In the first to seventh embodiments, the control shaft bearing caps 21 and 41 or the ladder frame 60 are fastened to the crankshaft bearing caps 16 and 40 and the cylinder block 10 by the bolt 25. As shown in FIGS. 20 to 26, the length of the bolt 25 is set short, and the bolt 25 is configured to fasten the control shaft beams 26, 31, 50 only to the control shaft bearing caps 21, 41. Is also good. In the first to seventh embodiments described above, the crankshaft bearing caps 16, 40 may be ladder frames.
[0042]
As shown in FIGS. 1, 10, 12, and 20 to 22, when there is a space below the crankshaft bearing caps 16, 40, the crankshaft bearing caps 16, 40 are provided with a space. The rigidity can be further increased by attaching the beam.
[0043]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described (corresponding to claim 5).
[0044]
In the eighth embodiment shown in FIGS. 27 to 30, there is a space below the bearing cap 16 for the crankshaft, and from the base surface 18 of the bearing cap 16 for the crankshaft to the lower surface 22 of the bearing cap 21 for the control shaft. , A beam member 70 are provided.
[0045]
The beam member 70 includes a crank-side beam portion 71 (crankshaft beam) attached to the base surface 18 of the crankshaft bearing cap 16 and a control-side beam portion 72 (control beam portion) attached to the lower surface of the control shaft bearing cap 21. A beam 73 for the shaft) and a rib 73 having a substantially rectangular cross section. The ribs along the side surface of the bearing cap 21 for the control shaft integrally connect the crank-side beam 71 and the control-side beam 72. I have.
[0046]
The crank side beam part 71 and the control side beam part 72 are respectively located on two planes which are parallel to each other and discontinuous to each other.
[0047]
The rib 73 is formed so that its cross-sectional shape is an elongated rectangle along the offset direction of the crank side beam part 71 and the control side beam part 72. In other words, as shown in FIG. 28, the rib 73 is formed such that the length h in the up-down direction of the crankcase is larger than the length t in the width direction of the crankcase.
[0048]
In such an eighth embodiment, a rib having a substantially rectangular cross section elongated along the offset direction of the crank side beam portion 71 and the control side beam portion 72 is provided at an intermediate position between the crank side beam portion 71 and the control side beam portion 72. 73, the rigidity of the bearing cap 16 for the crankshaft and the bearing cap 21 for the control shaft in the falling deformation direction is improved, and the thickness of the crank side beam portion 71 and the control side beam portion 72 can be reduced. 70 can be reduced in weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps, in a case where a load is applied to the control shaft. FIG.
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a model focusing on a pair of adjacent bearing caps for a crankshaft and a pair of adjacent bearing caps for a control shaft, when a load is applied to the crankshaft; FIG.
FIG. 7 is an explanatory view according to the present invention schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps. Explanatory drawing which shows the behavior at the time of application.
FIG. 8 is an explanatory view according to the present invention schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps. Explanatory drawing which shows the behavior at the time of application.
FIG. 9 is an explanatory view according to the present invention schematically showing a model focusing on a pair of adjacent crankshaft bearing caps and a pair of adjacent control shaft bearing caps.
FIG. 10 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory view showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory view showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory view showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory view showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory view showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory view showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 24 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 26 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 27 is an explanatory view showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is an explanatory view showing an eighth embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a beam member.
FIG. 29 is a plan view of a beam member.
FIG. 30 is a perspective view of a beam member.
[Explanation of symbols]
4 ... Crankshaft
7 ... Control shaft
15 ... Crank main journal bearing
16 ... Bearing cap for crankshaft
17 ... Control main journal bearing
21 ... Bearing cap for control shaft
26 ... Control shaft beam

Claims (5)

ピストンとピストンピンを介して連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアリンクと、前記クランクシャフトと略平行に延びるコントロールシャフトと、このコントロールシャフトに一端が揺動可能に連結されると共に、前記ロアリンクに他端が連結されるコントロールリンクと、有し、
前記コントロールシャフトに対する前記コントロールリンクの揺動中心が前記コントロールシャフトの回転中心から偏心しており、機関運転条件に応じて前記コントロールシャフトの回転させ、前記クランクピンから前記ピストンピンまでの距離を調整して機関圧縮比を可変制御するレシプロ式可変圧縮比内燃機関であって、
シリンダブロックとともに前記クランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランクシャフト用ベアリングキャップと、前記複数のクランクシャフト用ベアリングキャップとともに前記コントロールシャフトを回転可能に支持するコントロールシャフト用ベアリングキャップと、が前記クランクシャフトの軸方向に沿って間欠的に設けられたレシプロ式可変圧縮比内燃機関において、
前記クランクシャフトの軸方向視で前記クランクシャフトの回転中心と前記コントロールシャフトの回転中心とを結んだ直線近傍に、前記コントロールシャフトと略平行に延びるコントロールシャフト用ビームが設けられていることを特徴とするレシプロ式可変圧縮比内燃機関。
An upper link connected to the piston via a piston pin; a lower link connected to the upper link and a crankpin of a crankshaft; a control shaft extending substantially parallel to the crankshaft; Having a control link movably connected and the other end connected to the lower link,
The swing center of the control link with respect to the control shaft is eccentric from the rotation center of the control shaft, and the control shaft is rotated according to engine operating conditions to adjust the distance from the crank pin to the piston pin. A reciprocating variable compression ratio internal combustion engine that variably controls an engine compression ratio,
A plurality of crankshaft bearing caps rotatably supporting the crankshaft together with a cylinder block; and a control shaft bearing cap rotatably supporting the control shaft together with the plurality of crankshaft bearing caps. Reciprocating variable compression ratio internal combustion engine provided intermittently along the axial direction of
A control shaft beam extending substantially parallel to the control shaft is provided near a straight line connecting the rotation center of the crankshaft and the rotation center of the control shaft when viewed in the axial direction of the crankshaft. Reciprocating variable compression ratio internal combustion engine.
前記コントロールシャフト用ビームによって、前記複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップが連結されていることを特徴とする請求項1に記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。The reciprocating variable compression ratio internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of control shaft bearing caps are connected by the control shaft beam. 前記コントロールシャフト用ビームは、前記各コントロールシャフト用ベアリングキャップに対して、少なくとも1本のボルトで締結され、かつそのうちの少なくとも1本のボルトは前記クランクシャフト用ベアリングキャップと前記シリンダブロックとを締結するボルトとして共用されていることを特徴とする請求項2に記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。The control shaft beam is fastened to each of the control shaft bearing caps with at least one bolt, and at least one of the bolts fastens the crankshaft bearing cap and the cylinder block. The reciprocating variable compression ratio internal combustion engine according to claim 2, wherein the internal combustion engine is commonly used as a bolt. 前記コントロールシャフト用ビームは、前記クランクシャフトの軸方向視で前記クランクシャフトと前記コントロールシャフトとの間を貫通するボルトによって、前記コントロールシャフト用ベアリングキャップと前記クランクシャフト用ベアリングキャップとに対して締結されていることを特徴とする請求項2または3に記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。The control shaft beam is fastened to the control shaft bearing cap and the crankshaft bearing cap by a bolt penetrating between the crankshaft and the control shaft as viewed in the axial direction of the crankshaft. The reciprocating variable compression ratio internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein: 前記複数のクランクシャフト用ベアリングキャップは、前記クランクシャフトと略平行に延びるクランクシャフト用ビームによって連結され、前記クランクシャフト用ビームと前記コントロールシャフト用ビームとは、互いに平行で、かつ互いに不連続な2つの平面上にそれぞれ位置していると共に、前記コントロールシャフトの軸方向に沿った前記コントロールシャフト用ベアリングキャップの側面に沿ったリブを介して連結され、
上記リブは、その断面形状が、クランクシャフト用ビームとコントロールシャフト用ビームのオフセット方向に沿って細長い矩形となるよう形成されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。
The plurality of crankshaft bearing caps are connected by a crankshaft beam extending substantially parallel to the crankshaft, and the crankshaft beam and the control shaft beam are parallel and discontinuous to each other. And are connected via ribs along the side surfaces of the bearing cap for the control shaft along the axial direction of the control shaft.
The reciprocating device according to any one of claims 2 to 4, wherein the rib has a cross-sectional shape that is elongated in a rectangular shape along the offset direction between the crankshaft beam and the control shaft beam. -Type variable compression ratio internal combustion engine.
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