JP2007162637A - 内燃機関及びそのクランク軸受構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 クランクシャフト4のクランクピン5とピストン1のピストンピン2とを複数のリンク3,4で連係するピストン−クランク機構によって、回転二次振動成分の低減化等を図るために、ピストン上死点近傍での上向きの慣性力を、ピストン下死点近傍での下向きの慣性力よりも小さく設定する。この関係で、4サイクル直列4気筒内燃機関では、第2,第4クランク軸受部11b,11dには、隣接する気筒からの慣性力の合力が下向きの力となり、この力が燃焼圧に起因する下向きの力に上乗せされる形となる。これらのクランク軸受部11b,11dを、他のクランク軸受部11a,11c,11eよりも剛性の高い高剛性軸受部とする。
【選択図】 図1
Description
ピストン1が昇降可能に嵌合する複数の#1〜#4気筒が気筒列方向に沿って形成されたシリンダブロック12と、複数の#1〜#4気筒の下方に気筒列方向に沿って配置されるクランクシャフト4と、を有し、このクランクシャフト4は、複数のクランク軸受部11a〜11eによってシリンダブロック12側へ回転可能に支持される複数のジャーナル部4Aと、隣り合うジャーナル部4Aの間に設けられる複数のクランクピン5と、を有し、かつ、上記クランクピン5とピストン1のピストンピン2とを連係するピストン−クランク機構を有する。
2…ピストンピン
3…アッパリンク
4…クランクシャフト
5…クランクピン
6…ロアリンク
7…コントロールシャフト
7A…制御カム
8…コントロールリンク
11a〜11e…クランク軸受部
11b,11d…高剛性軸受部
12…シリンダブロック
13…ラダーフレーム
14…第2ベアリングキャップ
24…ハウジング
25…凹部25
26…バルクヘッド
27…第1ベアリングキャップ部
31…可変圧縮比アクチュエータ
Claims (17)
- ピストンが昇降可能に嵌合する複数の気筒が気筒列方向に沿って形成されたシリンダブロックと、
上記複数の気筒の下方に気筒列方向に沿って配置されるクランクシャフトと、を有し、このクランクシャフトは、複数のクランク軸受部によってシリンダブロック側へ回転可能に支持される複数のジャーナル部と、隣り合うジャーナル部の間に設けられる複数のクランクピンと、を有し、
かつ、上記クランクピンとピストンのピストンピンとを連係するピストン−クランク機構を有する内燃機関のクランク軸受構造において、
一の気筒による最大燃焼圧による荷重よりも大きい荷重が作用するクランク軸受部を、他のクランク軸受部よりも剛性の高い高剛性軸受部としたことを特徴とする内燃機関のクランク軸受構造。 - ピストンが昇降可能に嵌合する複数の気筒が気筒列方向に沿って形成されたシリンダブロックと、
上記複数の気筒の下方に気筒列方向に沿って配置されるクランクシャフトと、を有し、このクランクシャフトは、複数のクランク軸受部によってシリンダブロック側へ回転可能に支持される複数のジャーナル部と、隣り合うジャーナル部の間に設けられる複数のクランクピンと、を有し、
かつ、上記クランクピンとピストンのピストンピンとを連係するピストン−クランク機構を有する内燃機関において、
上記ピストン−クランク機構によって、ピストン上死点近傍での上向きの慣性力がピストン下死点近傍での下向きの慣性力よりも小さく設定されており、
かつ、複数のクランク軸受部の中で、一方の気筒のピストンが上死点近傍にあるときに他方の気筒のピストンが下死点近傍に位置する関係にある隣り合う気筒の間に配置されるクランク軸受部を、他のクランク軸受部よりも剛性の高い高剛性軸受部としたことを特徴とする内燃機関。 - 上記ピストン−クランク機構によって、ピストンの下向きの加速度の最大値が、ピストンの上向きの加速度の最大値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関。
- 上記高剛性軸受部は、ピストン上下方向に関する剛性が局所的に高めら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内燃機関。
- 上記高剛性軸受部は、他のクランク軸受部に比してピストン上下方向の剛性が高められていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関。
- 機関前後方向に4つの気筒と5つのクランク軸受部が配列されており、
機関前側から2番目及び4番目のクランク軸受部を、機関前側から1番目,3番目及び5番目のクランク軸受部よりも剛性の高い高剛性軸受部としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関。 - 上記ピストン−クランク機構が、ピストンのピストンピンに連結されるアッパリンクと、このアッパ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、一端がシリンダブロック側に揺動支点を中心として揺動可能に支持され、他端がロアリンク又はアッパリンクに連結されるコントロールリンクと、を備える複リンク式ピストン−クランク機構であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関。
- 上記複リンク式ピストン−クランク機構は、ピストンピンとクランクピンとを一本のリンクにより連結した単リンク式ピストン−クランク機構に比して、ピストン上死点近傍での加速度が低く設定されていることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関。
- 上記揺動支点の位置を変化させることにより、ピストン上死点位置の変化を伴って機関圧縮比を変更する圧縮比変更手段を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の内燃機関。
- 上記圧縮比変更手段が、シリンダブロック側に回転可能に支持され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偏心して設けられ、上記コントロールリンクの一端が取り付けられる制御カムと、上記コントロールシャフトの回転角度を変更・保持する可変圧縮比アクチュエータと、を有することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。
- 上記高剛性軸受部の剛性を高めるように、この高剛性軸受部に上記可変圧縮比アクチュエータのハウジングを固定したことを特徴とする請求項10に記載の内燃機関。
- 上記シリンダブロックに一体的に形成される膜状の複数のバルクヘッドと、
このバルクヘッドの下面に固定されるラダーフレームと、を有し、
このラダーフレームには、バルクヘッドとともにクランクシャフトのジャーナル部を回転可能に支持する複数の第1ベアリングキャップ部が形成されており、
かつ、上記ラダーフレームの下面に固定され、このラダーフレームとともにコントロールシャフトを回転可能に支持する第2ベアリンクキャップを有し、
上記高剛性軸受部の下方に位置する第2ベアリングキャップに、上記可変圧縮比アクチュエータのハウジングを固定したことを特徴とする請求項10に記載の内燃機関。 - 上記シリンダブロックに一体的に形成される膜状の複数のバルクヘッドと、
このバルクヘッドの下面に固定されるラダーフレームと、を有し、
このラダーフレームには、バルクヘッドとともにクランクシャフトのジャーナル部を回転可能に支持する複数の第1ベアリングキャップ部が形成されており、
かつ、上記ラダーフレームの下面に固定され、このラダーフレームとともにクランクシャフトの斜め下方に配置されたコントロールシャフトを回転可能に支持する第2ベアリンクキャップを有し、
上記高剛性軸受部の下方に位置する第2ベアリングキャップを、他の第2ベアリングキャップよりも機関幅方向寸法が長い高剛性ベアリングキャップとしたことを特徴とする請求項10又は11に記載の内燃機関。 - 上記クランクシャフトのジャーナル部の機関両側に配置され、高剛性ベアリングキャップをラダーフレームとともにバルクヘッドに共締め固定する少なくとも2本の固定ボルトを有することを特徴とする請求項13に記載の内燃機関。
- 上記高剛性軸受部は、他のクランク軸受部よりも機関前後方向の寸法が大きく設定されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の内燃機関。
- 上記高剛性軸受部を除く他のクランク軸受部には、その剛性を低くするために、機関前後方向の側面に凹部又は貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項15に記載の内燃機関。
- ピストンが昇降可能に嵌合する複数の気筒が気筒列方向に沿って形成されたシリンダブロックと、
上記複数の気筒の下方に気筒列方向に沿って配置されるクランクシャフトと、を有し、このクランクシャフトは、複数のクランク軸受部によってシリンダブロック側へ回転可能に支持される複数のジャーナル部と、隣り合うジャーナル部の間に設けられる複数のクランクピンと、を有し、
かつ、上記クランクピンとピストンのピストンピンとを連係するピストン−クランク機構を有する内燃機関において、
一方の気筒の燃焼時に、この一方の気筒の上向きの慣性力よりも他方の気筒の下向きの慣性力が大きい関係にある隣り合う2つの気筒間に配置されるクランク軸受部を、他のクランク軸受部よりも剛性の高い高剛性軸受部としたことを特徴とする内燃機関。
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