JP2008303890A - Variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストンの移動に伴って変化する燃焼室の容積の最小値に対する最大値の比である圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。 The present invention relates to a variable compression ratio internal combustion engine capable of changing a compression ratio that is a ratio of a maximum value to a minimum value of a volume of a combustion chamber that changes with movement of a piston.
従来から、クランクケースに対してシリンダブロックをシリンダボアの軸線(中心軸)方向(以下、単に「上下方向」ともいう。)に移動させることにより、圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関が提案されている。例えば、そのような可変圧縮比内燃機関の一つは、図15及び図16に示したように、シリンダブロック910と、シリンダブロック910の下方にてシリンダブロック910に対して上下方向に相対移動可能に配置されたクランクケース920と、可変圧縮比機構930と、を備えている。
Conventionally, there has been proposed a variable compression ratio internal combustion engine that changes a compression ratio by moving a cylinder block in an axis line (center axis) direction of a cylinder bore (hereinafter also simply referred to as “vertical direction”) with respect to a crankcase. ing. For example, as shown in FIGS. 15 and 16, one of such variable compression ratio internal combustion engines can move in the vertical direction relative to the
シリンダブロック910には、直線状に配置された4つのシリンダボア911が形成されている。各シリンダボア911には、図17の(A)及び(B)に示したように、ピストン912が収容されている。ピストン912は、図15に示したクランク軸921に連結されている。クランク軸921は、クランクケース920により回転可能に支持されている。更に、この可変圧縮比内燃機関は、図17に示したように、シリンダヘッド940を備えている。シリンダヘッド940は、シリンダブロック910の上に固定されている。
The
可変圧縮比機構930は、ブロック側軸受形成部931と、ケース側軸受形成部932(932a,932b)と、軸状駆動部933と、を含んでいる。ブロック側軸受形成部931は、ブロック側受力部とも称呼される。ケース側軸受形成部932は、ケース側受力部とも称呼される。
The variable
ブロック側軸受形成部931は、シリンダブロック910の外壁面(側壁面)913のクランクケース920側の端部(シリンダブロック910の下端部)を含む領域にて外壁面913から外方に延出するように、外壁面913に固定されるようになっている。
The block-side bearing forming
ケース側軸受形成部932aは、クランクケース920の上部に形成されている。ケース側軸受形成部932bは、ケース側軸受形成部932aに固定されるようになっている。ケース側軸受形成部932a及びケース側軸受形成部932bは、図17の(B)に示したように、ケース側軸受形成部932を構成するようになっている。
The case side bearing forming
軸状駆動部933は、複数の偏心カム部を備えていて、ブロック側軸受形成部931に形成された円柱状の軸受孔と、ケース側軸受形成部932a及びケース側軸受形成部932bからなるケース側軸受形成部932に形成された円柱状の軸受孔と、を通るように配設されている。そして、軸状駆動部933は、図17の(A)及び(B)に示したように、図示しない駆動装置により所定の軸回りに回転させられる。このとき、軸状駆動部933は、ブロック側軸受形成部931及びケース側軸受形成部932に形成された円柱状の軸受孔を形成する面に当接(係合)しながら回転し、ブロック側軸受形成部931の位置とケース側軸受形成部932の位置と、の間のシリンダボア911の中心軸(軸線)方向(上下方向)BCにおける距離Dを変更するようになっている。この距離Dが長くなるほど、シリンダブロック910とクランクケース920との間の距離が長くなるので、ピストン912が上死点にあるときの燃焼室の容積(燃焼室の容積の最小値)が大きくなる。従って、圧縮比は低くなる。このように、上記内燃機関によれば、圧縮比を変更することができる(例えば、特許文献1を参照。)。
ところで、図18に示したように、シリンダボア911を形成する壁面とシリンダヘッド940の下面941とピストン912の頂面とにより形成される燃焼室にて混合ガスが燃焼すると、燃焼室内のガスの圧力は極めて高くなる。この圧力により、シリンダヘッド940の下面941は力F0aにて上方向に押され、ピストンの頂面は力F0bにて下方向に押される。これにより、シリンダヘッド940が固定されたシリンダブロック910には上方向に向かう力F1aが加えられ、一方、ピストン912に連結されたクランク軸921を支持するクランクケース920には下方向に向かう力F1bが加えられる。その結果、ブロック側軸受形成部931の軸受孔を形成する面のうちのクランクケース920側の部分は、軸状駆動部933による力F2を受けて下方向に押される。
As shown in FIG. 18, when the mixed gas burns in the combustion chamber formed by the wall surface forming the
上述したように、シリンダブロック910のシリンダヘッド940側の端部は、シリンダヘッド940に固定されているので剛性が高くなっている。一方、シリンダブロック910のクランクケース920側の端部は、クランクケース920に固定されていないので剛性が相対的に低くなっている。更に、上記力F2は、ブロック側軸受形成部931が固定されている外壁面913から外方に離れた位置にて作用しているので、シリンダブロック910の下端部を内方に曲げようとする力(曲げモーメント)としてシリンダブロック910に作用する。
As described above, since the end of the
換言すると、シリンダブロック910の外壁面913のうちのブロック側軸受形成部931が固定されている領域のクランクケース920側の端(ブロック外壁面下端)には、シリンダブロック910の内方へ向かう向き(押圧方向)の押圧力F3が加えられる。この押圧力F3により、シリンダボア911を形成する壁面が点線DFに示したようにシリンダボア911の内方に変形する。その結果、シリンダボア911を形成する壁面とピストン912との間の摩擦力が増大して燃費が悪化し、或いは、燃焼室内に流入する潤滑油の量が増大して潤滑油が無駄に消費されてしまうという恐れがあった。
In other words, of the
本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的は、シリンダボアを形成する壁面が変形することを防止することが可能な可変圧縮比内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable compression ratio internal combustion engine capable of preventing the wall surface forming the cylinder bore from being deformed.
かかる目的を達成するため本発明による可変圧縮比内燃機関は、
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが形成されるとともに同シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関である。
In order to achieve such an object, a variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention provides:
A cylinder bore that is a cylindrical hole penetrating in a predetermined bore central axis direction is formed, and a cylinder block that houses a piston in the cylinder bore, and is fixed to the cylinder block so as to cover one of the opening portions of the cylinder bore. The cylinder head is disposed on the opposite side of the cylinder head with respect to the cylinder block, and is movable relative to the cylinder block in the bore central axis direction, and the crankshaft connected to the piston is rotatable. And a crankcase that is supported by a bore wall surface that forms the cylinder bore, a head lower surface that is a surface of the cylinder head on the cylinder block side, and a piston top surface that is a surface of the piston on the lower surface side of the head Equipped with a variable compression ratio mechanism that changes the volume of the combustion chamber formed A variable compression ratio internal combustion engine.
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロックの外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接しながら同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含む。 The variable compression ratio mechanism includes a block-side force receiving portion extending outward from an outer wall surface of the cylinder block, and the block-side force receiving portion while contacting the block-side force receiving portion and the crankcase. A connecting portion that changes a distance in the bore central axis direction between the crankcase and the crankcase.
更に、前記シリンダブロックは、前記ボア壁面の前記クランクケース側の端であるボア壁面下端の位置が、前記ブロック側受力部が延出する前記シリンダブロックの外壁面の同クランクケース側の端であるブロック外壁面下端の位置と同じ位置、又は、同ブロック外壁面下端の位置よりも前記シリンダヘッド側の位置、となるように構成される。 Further, the cylinder block has a lower end of the bore wall surface, which is an end of the bore wall surface on the crankcase side, at an end on the crankcase side of the outer wall surface of the cylinder block from which the block side force receiving portion extends. It is configured to be the same position as the position of the lower end of the outer wall surface of the block or the position on the cylinder head side relative to the position of the lower end of the outer wall surface of the block.
これによれば、ボア壁面のクランクケース側の端(ボア壁面下端)の位置は、ブロック側受力部が延出するシリンダブロックの外壁面のクランクケース側の端(ブロック外壁面下端)の位置と同じ位置、又は、ブロック外壁面下端の位置よりもシリンダヘッド側の位置、となる。従って、上記押圧力により、シリンダブロックのクランクケース側の端部(ブロック下端部)のうちのボア壁面を含む部分がシリンダブロックの内方に曲げられたとき、ボア壁面下端がシリンダボアの内方に移動させられる距離を、ボア壁面下端がブロック外壁面下端よりもクランクケース側に位置している場合よりも短くすることができる。この結果、上記押圧力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。 According to this, the position of the end on the crankcase side of the bore wall surface (the lower end of the bore wall surface) is the position of the end on the crankcase side of the outer wall surface of the cylinder block from which the block side force receiving portion extends (the lower end of the block outer wall surface). Or the position closer to the cylinder head than the position of the lower end of the outer wall surface of the block. Therefore, when the portion including the bore wall surface of the crankcase side end portion (block lower end portion) of the cylinder block is bent inward of the cylinder block by the pressing force, the lower end of the bore wall surface is inward of the cylinder bore. The distance that can be moved can be made shorter than when the lower end of the bore wall surface is located closer to the crankcase than the lower end of the outer wall surface of the block. As a result, the degree to which the bore wall surface is deformed by the pressing force can be reduced.
本発明による他の可変圧縮比内燃機関は、
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが同ボア中心軸方向と直交するシリンダ配列方向にて直線状に配置されるように複数形成されるとともに同各シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関である。
Another variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention is:
A plurality of cylinder bores, which are cylindrical holes penetrating in a predetermined bore center axis direction, are formed in a straight line in a cylinder arrangement direction orthogonal to the bore center axis direction, and a piston is placed in each cylinder bore. A cylinder block to be accommodated, a cylinder head fixed to the cylinder block so as to cover one of the opening portions of the cylinder bore, and disposed opposite to the cylinder head with respect to the cylinder block and to the cylinder block A crankcase that is relatively movable in the bore central axis direction and rotatably supports a crankshaft connected to the piston, and a bore wall surface that forms the cylinder bore and the cylinder block side of the cylinder head The lower surface of the head and the surface of the piston on the lower surface side of the head A variable compression ratio internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism for changing the volume of the combustion chamber formed by the that the piston top surface.
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダ配列方向と直交する平面であって前記シリンダボアの中心軸を通る平面と前記シリンダブロックの外壁面との交線の一部を含む領域にて同外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含む。 The variable compression ratio mechanism is configured to be external to the outer wall surface in a region including a part of the intersection line between a plane perpendicular to the cylinder arrangement direction and passing through the central axis of the cylinder bore and the outer wall surface of the cylinder block. The block side force receiving portion extending in the direction of the block, and the distance between the block side force receiving portion and the crankcase in the bore central axis direction between the block side force receiving portion and the crankcase. A connecting portion to be changed.
前記シリンダブロックは、前記シリンダ配列方向と直交する平面にて前記シリンダブロックを切断した断面における同シリンダ配列方向及び前記ボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面と前記シリンダブロックの外壁面との間の距離が、同シリンダ配列方向と直交する平面であって前記ブロック側受力部を通る平面にて同シリンダブロックを切断した断面における同ボア中心軸配列平面と同ブロック側受力部が延出している位置における同外壁面との間の距離よりも短くなっている部分を含むように構成される。 The cylinder block is formed between a bore central axis arrangement plane including the cylinder arrangement direction and the bore central axis direction in a cross section obtained by cutting the cylinder block along a plane orthogonal to the cylinder arrangement direction, and an outer wall surface of the cylinder block. The bore center axis arrangement plane and the block side force receiving portion in a cross section obtained by cutting the cylinder block in a plane perpendicular to the cylinder arrangement direction and passing through the block side force receiving portion extend. It is comprised so that the part shorter than the distance between the same outer wall surface in the position which is may be included.
即ち、このシリンダブロックは、ブロック側受力部が延出している部分を含む肉厚部とその他の部分からなる肉薄部とを有している。その結果、ブロック側受力部が延出している位置の剛性が他の位置の剛性よりも高くなっている。従って、上記押圧力が加えられても、シリンダブロックは変形しにくい。即ち、シリンダブロックの重量が増加することを抑制しつつ上記押圧力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。 That is, this cylinder block has a thick part including a part where the block-side force receiving part extends and a thin part composed of other parts. As a result, the rigidity at the position where the block side force receiving portion extends is higher than the rigidity at other positions. Therefore, the cylinder block is not easily deformed even when the pressing force is applied. That is, it is possible to reduce the degree to which the bore wall surface is deformed by the pressing force while suppressing an increase in the weight of the cylinder block.
更に、本発明に係る他の可変圧縮比内燃機関は、
前記ブロック側受力部が前記連結部により前記シリンダブロックから前記クランクケースへ向かう方向の力を受けることによって同ブロック側受力部が所定の押圧位置にて所定の押圧方向に前記外壁面を押圧することにより、同押圧位置を通る直線であって同押圧方向に平行な直線である押圧直線が前記ボア壁面と交わる位置にて同ボア壁面に発生する応力であるボア壁面応力を、同押圧位置にて同外壁面に発生する応力である外壁面応力よりも小さくする応力低減手段を備えてもよい。
Furthermore, another variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention is:
The block-side force receiving portion receives a force in the direction from the cylinder block toward the crankcase by the connecting portion, so that the block-side force receiving portion presses the outer wall surface in a predetermined pressing direction at a predetermined pressing position. Therefore, the bore wall stress, which is a stress generated on the bore wall surface at a position where a straight line passing through the same push position and parallel to the push direction intersects the bore wall surface, Stress reducing means for making the outer wall stress smaller than the outer wall stress, which is the stress generated in the outer wall surface, may be provided.
即ち、このような内燃機関においては、燃焼室にて混合ガスが燃焼することによりシリンダヘッドに対してシリンダブロックからシリンダヘッドへ向かう方向(上方向)の力が加えられるとともにピストンに対してピストンからクランク軸へ向かう方向(下方向)の力が加えられ、その結果、ブロック側受力部はクランクケースにより連結部を介して下方向に引っ張られる。その結果、ブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面内の所定の押圧位置にて所定の押圧方向に外壁面を押圧する(上述した力F3を参照。)。これにより、シリンダブロック内に応力が発生する。この応力のうちの押圧位置を通る直線であって押圧方向に平行な直線がボア壁面と交わる位置にてボア壁面に発生する応力(ボア壁面応力)は、応力低減手段によって、押圧位置にて外壁面に発生する応力(外壁面応力)よりも小さくされる。 That is, in such an internal combustion engine, when the mixed gas burns in the combustion chamber, a force in the direction from the cylinder block to the cylinder head (upward) is applied to the cylinder head, and the piston moves from the piston to the piston. A force in the direction toward the crankshaft (downward) is applied, and as a result, the block side force receiving portion is pulled downward by the crankcase via the connecting portion. As a result, the block-side force receiving portion presses the outer wall surface in a predetermined pressing direction at a predetermined pressing position in the outer wall surface of the cylinder block (see force F3 described above). As a result, stress is generated in the cylinder block. Of these stresses, the stress (bore wall stress) generated on the bore wall surface at a position where a straight line passing through the pushing position and parallel to the pushing direction intersects the bore wall surface is removed at the pushing position by the stress reducing means. It is made smaller than the stress (outer wall surface stress) generated on the wall surface.
従って、応力低減手段を備えない場合と比較して、上記応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。この結果、ボア壁面とピストンとの間の摩擦力が過大にならないので燃費が悪化することを防止することができるとともに、燃焼室内に流入する潤滑油の量が過大とならないので潤滑油が無駄に消費されることを防止することができる。 Therefore, the degree of deformation of the bore wall surface due to the stress can be reduced as compared with the case where no stress reducing means is provided. As a result, since the frictional force between the bore wall surface and the piston does not become excessive, fuel consumption can be prevented from deteriorating, and the amount of lubricating oil flowing into the combustion chamber does not become excessive, so that the lubricating oil is wasted. It is possible to prevent consumption.
この場合、前記応力低減手段は、前記シリンダブロックの前記クランクケース側の面内の位置であって同面を前記ボア中心軸方向から見た場合における前記ブロック側受力部と前記ボア壁面との間の位置に開口するように同シリンダブロックに形成されたスリット状の溝部からなることが好適である。 In this case, the stress reducing means is a position within the surface on the crankcase side of the cylinder block, and when the same surface is viewed from the bore central axis direction, the block side force receiving portion and the bore wall surface It is preferable to be formed of slit-shaped grooves formed in the cylinder block so as to open at a position therebetween.
これによれば、上述したようにブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面を押圧すると、シリンダブロックのうちの溝部よりも外壁面側の部分(外壁面側部分)にて外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生し、この外壁面側部分が変形する。これにより、外壁面側部分は、ブロック側受力部が外壁面を押圧する力(押圧力)に抗する力を発生する。その結果、溝部よりもボア壁面側の部分(ボア壁面側部分)に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、上記溝部が形成されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。 According to this, when the block-side force receiving portion presses the outer wall surface of the cylinder block as described above, the outer wall surface stress is substantially equal to the outer wall surface side portion (outer wall surface side portion) with respect to the groove portion of the cylinder block. The same magnitude of stress is generated, and this outer wall surface portion is deformed. Thereby, an outer wall surface side part generate | occur | produces the force resisting the force (pressing force) which a block side receiving part presses an outer wall surface. As a result, the stress transmitted to the portion on the bore wall surface side (bore wall surface side portion) with respect to the groove portion is smaller than the outer wall surface stress. Thereby, the said bore wall surface stress becomes small compared with the case where the said groove part is not formed. As a result, the degree of deformation of the bore wall surface due to the bore wall stress can be reduced.
一方、前記シリンダブロックが、前記ボア壁面を構成する内壁面を有する中空円筒状のシリンダライナを含む場合、
前記応力低減手段は、前記シリンダブロックのうちの前記シリンダライナを除く部分よりも高い剛性を有するとともに、前記押圧直線上の位置であって前記ブロック側受力部と前記シリンダライナとの間の位置を通るように且つ同シリンダライナの周囲を前記ボア中心軸回りに取り囲むように同シリンダブロックに配設された補強部材により構成されていてもよい。
On the other hand, when the cylinder block includes a hollow cylindrical cylinder liner having an inner wall surface constituting the bore wall surface,
The stress reducing means has higher rigidity than a portion of the cylinder block excluding the cylinder liner, and a position on the pressing straight line between the block side force receiving portion and the cylinder liner. It may be constituted by a reinforcing member arranged in the cylinder block so as to pass through and surround the cylinder liner around the bore central axis.
これによれば、上述したようにブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面を押圧すると、シリンダブロックのうちの補強部材よりも外壁面側の部分(外壁面側部分)にて外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生する。このとき、補強部材の剛性がシリンダブロックの剛性よりも高いので、この補強部材の剛性により、補強部材よりもボア壁面側の部分(ボア壁面側部分)に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、上記補強部材が配設されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面(シリンダライナ)が変形する程度を小さくすることができる。 According to this, when the block-side force receiving portion presses the outer wall surface of the cylinder block as described above, the outer wall surface stress and the portion on the outer wall surface side (outer wall surface side portion) with respect to the reinforcing member of the cylinder block are reduced. Stresses of approximately the same magnitude are generated. At this time, since the rigidity of the reinforcing member is higher than the rigidity of the cylinder block, due to the rigidity of the reinforcing member, the stress transmitted to the bore wall surface side portion (bore wall surface side portion) is smaller than the outer wall surface stress. . Thereby, the said bore wall surface stress becomes small compared with the case where the said reinforcement member is not arrange | positioned. As a result, the degree of deformation of the bore wall surface (cylinder liner) due to the bore wall surface stress can be reduced.
<第1実施形態>
以下、本発明による可変圧縮比内燃機関の各実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示したように、この可変圧縮比内燃機関10は、シリンダブロック20と、クランクケース30と、を備えている。
<First Embodiment>
Embodiments of a variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the variable compression ratio
<<シリンダブロック>>
シリンダブロック20は、アルミニウムからなる。シリンダブロック20は、図1乃至図3に示したように、短辺及び長辺を有する略長方形状の上面20a及び下面20bと長辺方向に平行な側面(本明細書においては、「外壁面」とも称呼される。)20cとを有する略直方体状である。以下、本明細書においては、シリンダブロック20の上面20aから下面20bへ向かう方向を下方向と称呼し、シリンダブロック20の下面20bから上面20aへ向かう方向を上方向と称呼する。
<< Cylinder block >>
The
シリンダブロック20には、上面20a及び下面20bと直交する方向(即ち、上下方向、なお、ボア中心軸方向とも呼ぶ。)に貫通した円柱状の貫通穴が4つ形成されている。これらの貫通穴は、シリンダブロック20の長辺方向(シリンダ配列方向)にて直線状に配置されている。各貫通穴には、貫通穴と同径の外径を有する中空円筒状のシリンダライナ20dが同軸に配設されている(圧入されている又は鋳込まれている)。
The
シリンダライナ20dは、鋳鉄からなる。シリンダライナ20dの内壁面が形成する円柱状の空間は、シリンダボア21と称呼される。シリンダライナ20dの下端(クランクケース30側の端)は、シリンダブロック20の下面20bを含む平面に含まれている。即ち、シリンダライナ20dの内壁面(シリンダボア21を形成する壁面、即ち、ボア壁面)の下端(ボア壁面下端)の上下方向における位置は、シリンダブロック20の外壁面20cの下端(ブロック外壁面下端)の上下方向における位置と同じ位置となっている。
The
ボア壁面には、クランクケース30の下部に取り付けられた図示しないオイルパン内の潤滑油が供給されるようになっている。
図1に示したシリンダボア21の中心軸(ボア中心軸)BCを通る4−4線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にて可変圧縮比内燃機関10を切断した断面図である図4に示したように、各シリンダボア21内には、円柱状のピストン22が1つずつ収容されている。各ピストン22の側面には、ボア壁面の余分な潤滑油を掻き落とすためのピストンリングが配設されている。
Lubricating oil in an oil pan (not shown) attached to the lower part of the
FIG. 4 is a cross-sectional view of the variable compression ratio
シリンダブロック20には、冷却水を流すための冷却水用通路23が形成されている。冷却水用通路23は、シリンダライナ20dの周囲に配置された溝であって、シリンダブロック20の上面20aに開口している。
The
<<クランクケース>>
図1に示したように、クランクケース30は、クランク軸31を回転可能に支持するとともにクランク軸31を収容している。クランクケース30は、クランク軸31の軸線方向がシリンダ配列方向と一致するようにシリンダブロック20の下方に配置されている。クランク軸31には、図4に示したコンロッド32を介して各ピストン22が連結されている。このような構成により、各ピストン22の往復動がクランク軸31の回転運動に変換される。
<< Crankcase >>
As shown in FIG. 1, the
<<シリンダヘッド>>
更に、可変圧縮比内燃機関10は、図4及び図1に示したシリンダボア21とシリンダボア21との間を通る5−5線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にて可変圧縮比内燃機関10を切断した断面図である図5に示したように、シリンダヘッド40を備えている。シリンダヘッド40は、シリンダブロック20に対して移動しないようにシリンダブロック20の上面20a(即ち、シリンダブロック20に対してクランクケース30と反対側)に固定されている。
<< Cylinder head >>
Further, the variable compression ratio
図4に示したように、シリンダヘッド40には、シリンダヘッド40のシリンダブロック20側の面(ヘッド下面)40aに開口するとともにシリンダボア21のそれぞれに1つずつ対応する複数の凹部40a1が形成されている。各凹部40a1は、シリンダヘッド40がシリンダブロック20に固定された状態において、同各凹部40a1に対応する1つのシリンダボア21を形成する壁面(ボア壁面)に連接するようになっている。即ち、シリンダヘッド40は、シリンダボア21の開口部分の一方(上側)を覆うようにシリンダブロック20に固定される。ヘッド下面40aの凹部40a1と、ボア壁面と、ピストン22のシリンダヘッド40側の面(ピストン頂面)と、はシリンダボア21毎(気筒毎)に燃焼室41を形成している。
As shown in FIG. 4, the
シリンダヘッド40には、図4に示したように、燃焼室41に連通する吸気ポート42と、燃焼室41に連通する排気ポート43と、が気筒毎に形成されている。シリンダヘッド40には、吸気ポート42を開閉する吸気弁42aと、排気ポート43を開閉する排気弁43aと、燃焼室41にて火花を発生する点火プラグ44と、が気筒毎に配設されている。
As shown in FIG. 4, the
加えて、可変圧縮比内燃機関10は、図示しない燃料噴射手段を備えていて、燃料噴射手段により燃料を噴射させることにより、燃料と空気とが含まれる混合ガスを吸気ポート42を経由して燃焼室41に供給するようになっている。
In addition, the variable compression ratio
<<可変圧縮比機構>>
更に、可変圧縮比内燃機関10は、図1乃至図5に示したように、可変圧縮比機構50を備える。可変圧縮比機構50は、シリンダブロック20の両側面(外壁面)20cのそれぞれの近傍に1つずつ設けられた機構である。一方の側面(外壁面)20cの可変圧縮比機構50と、他方の側面20cの可変圧縮比機構50と、はすべての気筒のボア中心軸BCを含むボア中心軸配列平面に関して対称となっている。従って、一方の側面20cの可変圧縮比機構50についてのみ説明する。
<< Variable compression ratio mechanism >>
Further, the variable compression ratio
可変圧縮比機構50は、図1に示したように、ケース側軸受形成部51と、ブロック側軸受形成部52と、軸状駆動部53と、を含む。なお、ケース側軸受形成部51は、ケース側受力部とも称呼される。また、ブロック側軸受形成部52は、ブロック側受力部とも称呼される。更に、軸状駆動部53は、連結部を構成している。
As shown in FIG. 1, the variable
<ケース側軸受形成部>
ケース側軸受形成部51は、平板状の縦壁部51aと、複数のキャップ部51bと、からなる。
縦壁部51aは、クランクケース30の上部側壁を構成している。縦壁部51aは、シリンダブロック20がクランクケース30の上に配設された状態において、シリンダブロック20の側面(外壁面)20cと対向して外壁面20cの一部を覆うようになっている。
<Case side bearing formation part>
The case side bearing forming
The
縦壁部51aには、厚さ方向に貫通するとともに、シリンダブロック20がクランクケース30の上に配設された状態においてシリンダボア21のそれぞれに1つずつ対応する複数(本例では、4つ)の貫通孔51a1が形成されている。各貫通孔51a1は、対応する1つのシリンダボア21の中心軸(ボア中心軸)BCを含む平面であってシリンダ配列方向と直交する平面と、縦壁部51aと、が交わる位置を含む領域に配置されている。縦壁部51aに形成された貫通孔51a1と貫通孔51a1との間の位置には、外方に向けて開口した凹部であってシリンダ配列方向に直交する平面により縦壁部51aを切断した断面において半円形状を有する凹部51a2が形成されている。各凹部51a2の半円形の中心は、同軸に配置されている。
A plurality of (four in this example) corresponding to each of the cylinder bores 21 in a state where the
キャップ部51bは、縦壁部51aの凹部51a2のそれぞれに1つずつ対応している。各キャップ部51bは、縦壁部51aの対応する1つの凹部51a2を覆うように縦壁部51aに固定されるようになっている。各キャップ部51bには、同キャップ部51bが縦壁部51aに固定された状態において、縦壁部51aに向けて開口した凹部であってシリンダ配列方向に直交する平面により同キャップ部51bを切断した断面において半円形状を有する凹部51b1が形成されている。凹部51b1の半円形の径は、凹部51a2の半円形の径と同径である。
One
このような構成により、ケース側軸受形成部51は、キャップ部51bが縦壁部51aに固定された状態において、縦壁部51aの凹部51a2とキャップ部51bの凹部51b1とにより、シリンダ配列方向に貫通するとともに同軸に配列された複数の円柱状の軸受孔51cを形成している。
With this configuration, the case-side
<ブロック側軸受形成部>
ブロック側軸受形成部52は、縦壁部51aの貫通孔51a1のそれぞれに1つずつ対応する複数(本例では、4つ)の部材からなる。各ブロック側軸受形成部52は、縦壁部51aの貫通孔51a1に挿入された状態にてシリンダブロック20の外壁面20cの下端部に固定されている。即ち、各ブロック側軸受形成部52は、シリンダブロック20の外壁面20cから外方に延出するとともに、対応する1つのシリンダボア21の中心軸を含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面とシリンダブロック20の外壁面20cとの交線の一部を含む領域に配置されている。
<Block side bearing forming part>
The block-side
ブロック側軸受形成部52の上下方向の長さは、縦壁部51aの貫通孔51a1の上下方向の長さよりも短い。このような構成により、ブロック側軸受形成部52は、縦壁部51aの貫通孔51a1内を上下方向に移動可能になっている。即ち、クランクケース30は、シリンダブロック20に対して上下方向(ボア中心軸方向)に相対移動可能になっている。
The vertical length of the block-side
各ブロック側軸受形成部52には、シリンダ配列方向に貫通した円柱状の軸受孔52aが形成されている。各軸受孔52aは、同軸に配置されている。各軸受孔52aの径は、軸受孔51cの径よりも大きい径である。
Each block-side
<軸状駆動部>
軸状駆動部53は、図1、図4及び図5に示したように、棒状の偏心軸部53aと、ケース側軸受形成部51の軸受孔51cのそれぞれに1つずつ対応する複数の固定カム部53bと、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aのそれぞれに1つずつ対応する複数の可動カム部53cと、ウォームギヤ53dと、を備える。
<Axial drive unit>
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the shaft-
各固定カム部53bは、ケース側軸受形成部51の軸受孔51cと略同径の円柱状の部材である。各固定カム部53bの軸線方向の長さは、ケース側軸受形成部51の対応する1つの軸受孔51cの軸線方向の長さと略同じ長さである。各固定カム部53bには、その中心軸から偏った(偏心した)位置にて軸線方向に貫通した貫通孔であって偏心軸部53aと略同径の円柱状の貫通孔が形成されている。
Each fixed
各可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aと略同径の円柱状の部材である。各可動カム部53cの軸線方向の長さは、ブロック側軸受形成部52の対応する1つの軸受孔52aの軸線方向の長さと略同じ長さである。各可動カム部53cには、偏心した位置にて軸線方向に貫通した貫通孔であって偏心軸部53aと略同径の円柱状の貫通孔が形成されている。
Each
固定カム部53b及び可動カム部53cは、固定カム部53bと可動カム部53cとを一つずつ交互に配置するとともに固定カム部53bの貫通孔と可動カム部53cの貫通孔とを同軸に配置し、且つ、それぞれの貫通孔に偏心軸部53aを通した状態にて、偏心軸部53aに取り付けられている。固定カム部53b及び偏心軸部53aには、図示しないネジ孔が形成されている。固定カム部53b及び偏心軸部53aは、各固定カム部53bが偏心軸部53aに対して回転しないように、且つ、すべての固定カム部53bが同軸に配置されるように、前述のネジ孔を挿通する図示しないネジにより固定されている。一方、可動カム部53cは、偏心軸部53aに対して回転可能になっている。
The fixed
ウォームギヤ53dは、偏心軸部53aに対して回転しないように、且つ、固定カム部53bと同軸となるように、固定カム部53bに固定されている。ウォームギヤ53dは、図示しないモータの出力部と噛み合うことにより、回転駆動されるようになっている。
The
軸状駆動部53は、各固定カム部53bがケース側軸受形成部51の対応する1つの軸受孔51cに収容されるとともに同軸受孔51cを形成する壁面と当接しながら同軸受孔51c内にて回転可能となるように、且つ、各可動カム部53cがブロック側軸受形成部52の対応する1つの軸受孔52aに収容されるとともに同軸受孔52aを形成する壁面と当接しながら同軸受孔52a内にて回転可能となるように、ケース側軸受形成部51及びブロック側軸受形成部52により支持されている。
In the shaft-
<可変圧縮比機構の作動原理>
ここで、ウォームギヤ53dの回転に伴う圧縮比の変化について図6を参照しながら説明を加える。
<Operating principle of variable compression ratio mechanism>
Here, a change in the compression ratio accompanying the rotation of the
図6の(A)に示したように、偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FCの真下の位置にある場合、即ち、偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FCに対して最も下方に位置している場合、偏心軸部53aの中心軸、固定カム部53bの中心軸FC及び可動カム部53cの中心軸MCがこの順に同一直線上に並び、固定カム部53bの中心軸FCと可動カム部53cの中心軸MCとの間の上下方向における距離は最短となっている。従って、クランクケース30とシリンダブロック20との間の上下方向における距離も最短となるので、圧縮比は最高となる。
As shown in FIG. 6A, when the central axis of the
この状態において、図6の(A)における右側のウォームギヤ53dが反時計方向(矢印Aの方向)に、且つ、左側のウォームギヤ53dが時計方向(矢印Bの方向)に回転駆動されると、右側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに反時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに時計方向に移動する。このとき、シリンダブロック20の剛性によりすべての可動カム部53cは、左右方向に移動できない。
In this state, when the
従って、右側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し上げる。更に、左側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し上げる。そして、ウォームギヤ53dの回転駆動が継続されることにより、可変圧縮比機構50の状態は、図6の(B)に示したように、偏心軸部53aの中心軸と固定カム部53bの中心軸FCとが左右方向に並んだ状態に至る。
Accordingly, the right
図6の(B)に示した状態においては、固定カム部53bの中心軸FCと可動カム部53cの中心軸MCとの間の上下方向における距離は、(A)に示した場合よりも長くなる。従って、圧縮比は(A)に示した場合よりも低くなる。
In the state shown in FIG. 6B, the distance in the vertical direction between the central axis FC of the fixed
更に、ウォームギヤ53dの回転駆動を継続することにより、右側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに反時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに時計方向に移動する。これにより、右側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し上げる。更に、左側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し上げる。そして、可変圧縮比機構50の状態は、図6の(C)に示した状態に至る。
Further, by continuing the rotational drive of the
図6の(C)に示した状態においては、固定カム部53bの中心軸FC、偏心軸部53aの中心軸及び可動カム部53cの中心軸MCがこの順に同一直線上に並び、固定カム部53bの中心軸FCと可動カム部53cの中心軸MCとの間の上下方向における距離は、最長となる(即ち、図6の(A)に示した状態及び図6の(B)に示した状態よりも長くなる。)。従って、クランクケース30とシリンダブロック20との間の上下方向における距離も最長となるので、圧縮比は最低となる。
In the state shown in FIG. 6C, the central axis FC of the fixed
このように、右側のウォームギヤ53dが反時計方向に回転するとともに左側のウォームギヤ53dが時計方向に回転するにつれて(可変圧縮比機構50の状態が(A)に示した状態から(C)に示した状態へ向かうにつれて)、圧縮比は低くなる。
Thus, as the
一方、ウォームギヤ53dの回転方向を上述した場合と逆方向にすると、上述した場合と逆に、ウォームギヤ53dの回転に伴って圧縮比は増大する。即ち、(C)に示した状態において、右側のウォームギヤ53dが時計方向に、且つ、左側のウォームギヤ53dが反時計方向に回転駆動されると、右側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部53aの中心軸が固定カム部53bの中心軸FC回りに反時計方向に移動する。
On the other hand, if the rotation direction of the
従って、右側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し下げる。更に、左側の可動カム部53cは、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面に当接しながら軸受孔52a内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部52を押し下げる。
Therefore, the right
従って、ウォームギヤ53dの回転駆動を継続することにより、可変圧縮比機構50の状態は、(B)に示した状態に至り、更に継続すると、(A)に示した状態に至る。
このように、右側のウォームギヤ53dが時計方向に回転するとともに左側のウォームギヤ53dが反時計方向に回転するにつれて(可変圧縮比機構50の状態が(C)に示した状態から(A)に示した状態へ向かうにつれて)、クランクケース30とシリンダブロック20との間の上下方向における距離が短くなるので、圧縮比は高くなる。
Therefore, by continuing the rotational drive of the
Thus, as the
このようにして、ウォームギヤ53dを回転駆動することにより上下方向(ボア中心軸方向)におけるクランクケース30とシリンダブロック20との間の距離が変更されることによって、可変圧縮比内燃機関10の圧縮比が変更される。
Thus, the compression ratio of the variable compression ratio
<スリット状溝部>
更に、図3及び図4に示したように、シリンダブロック20には、応力低減手段としてのスリット状の応力低減用溝部24がブロック側軸受形成部52のそれぞれに1つずつ対応するように複数形成されている。各応力低減用溝部24は、シリンダブロック20の下面20b内の位置であって、下面20bをボア中心軸方向から見た場合における、同各応力低減用溝部24に対応する1つのブロック側軸受形成部52と、そのブロック側軸受形成部52と最も近い位置に配置されたシリンダボア21を形成するボア壁面と、の間の位置(領域)にて開口している。各応力低減用溝部24の開口部の形状は、ブロック側軸受形成部52のシリンダ配列方向における長さよりも僅かに長い長辺とその長辺に直交する極めて短い短辺とを有する細長い長方形状である。
<Slit groove>
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
各応力低減用溝部24の深さは、図4に示したように、ブロック側軸受形成部52の上下方向における長さの半分よりも僅かに長い深さである。
The depth of each
<作用>
上記のように構成された第1実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10においては、燃焼室41内に形成された混合ガスが燃焼すると、燃焼室41内のガスの圧力は極めて高くなる。この圧力により、図7に示したように、ヘッド下面40aは力F0aにて上方向に押され、ピストン22の頂面は力F0bにて下方向に押される。これにより、シリンダヘッド40が固定されたシリンダブロック20には上方向に向かう力F1aが加えられ、一方、ピストン22に連結されたクランク軸31を支持するクランクケース30には下方向に向かう力F1bが加えられる。その結果、ブロック側軸受形成部52の軸受孔52aを形成する壁面のうちのクランクケース30側の部分は、軸状駆動部53による力F2を受けて下方向に押される。
<Action>
In the variable compression ratio
この力F2は、ブロック側軸受形成部52が固定されている外壁面20cから外方に離れた位置にて作用しているので、シリンダブロック20の下端部をシリンダブロック20の内方に曲げようとする力(曲げモーメント)としてシリンダブロック20に作用する。換言すると、シリンダブロック20の外壁面20cのうちのブロック側軸受形成部52が固定されている領域のクランクケース30側の端(ブロック外壁面下端、押圧位置)には、シリンダブロック20の内方へ向かう向き(押圧方向)の押圧力F3が加えられる。即ち、ブロック側軸受形成部(ブロック側受力部)52がシリンダブロック20の外壁面20c内の下端部にて押圧方向に外壁面20cを押圧する。
Since this force F2 acts at a position away from the
これにより、上記押圧位置にて外壁面20cに発生する応力(外壁面応力)と略同じ大きさの応力がシリンダブロック20のうちの応力低減用溝部24よりも外壁面20c側の部分(外壁面側部分)にて発生し、この外壁面側部分は、点線DFにて示したように、変形する。これにより、外壁面側部分は、ブロック側軸受形成部52が外壁面20cを押圧する力(押圧力)F3に抗する力を発生する。
As a result, the stress (outer wall surface stress) generated in the
その結果、応力低減用溝部24よりもボア壁面側の部分(ボア壁面側部分)に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記押圧力F3によってシリンダブロック20内に発生する応力のうちの押圧位置を通る直線であって押圧方向に平行な直線である押圧直線がボア壁面と交わる位置にてボア壁面に発生する応力(ボア壁面応力)は、応力低減用溝部24が形成されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。
As a result, the stress transmitted to the portion closer to the bore wall surface (bore wall surface side portion) than the
この結果、ボア壁面とピストン22との間の摩擦力が過大にならないので燃費が悪化することを防止することができるとともに、ピストンリングにより余分な潤滑油を確実に掻き落とすことができるので燃焼室41内に流入する潤滑油の量が過大となることを防止でき潤滑油が無駄に消費されることを防止することができる。
As a result, since the frictional force between the bore wall surface and the
また、第1実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10によれば、ボア壁面のクランクケース30側の端(ボア壁面下端)の上下方向における位置が、ブロック側軸受形成部52が延出するシリンダブロック20の外壁面20cのクランクケース30側の端(ブロック外壁面下端)の上下方向における位置と同じ位置となっている。従って、上記押圧力F3が極めて大きい場合において、シリンダブロック20のクランクケース30側の端部(ブロック下端部)のうちのボア壁面側部分がシリンダブロック20の内方に曲げられたとしても、ボア壁面下端がシリンダブロック20の内方に移動させられる距離を、ボア壁面下端がブロック外壁面下端よりもクランクケース30側に位置している場合よりも短くすることができる。この結果、上記押圧力F3によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。
Further, according to the variable compression ratio
<第1実施形態の変形例>
上記第1実施形態においては、応力低減用溝部は、シリンダブロック20のうちのシリンダライナ20dから離れた位置に形成されていたが、シリンダライナ20dに隣接するように形成されていてもよい。
<Modification of First Embodiment>
In the first embodiment, the stress reducing groove is formed at a position away from the
この場合、例えば、シリンダブロック20の下面20bの正面視である図8及び図8の9−9線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック20を切断した断面図である図9に示したように、シリンダブロック20の貫通穴を形成する壁面の下端部には、すべての気筒のボア中心軸BCを含むボア中心軸配列平面P1から同壁面までのボア中心軸配列平面P1と直交する方向における距離L1が同壁面の上端部における同距離L2よりも長くされた幅広部分61が形成されている。
In this case, for example, FIG. 9 is a cross-sectional view of the
この幅広部分61は、上記第1実施形態に係るシリンダブロック20に形成された円柱状の貫通穴と同じ貫通穴がシリンダブロック20に形成された状態において、ボア中心軸BCからボア中心軸配列平面P1と直交する方向に所定の距離だけ離れた直線であってボア中心軸BCに平行な直線BC1,BC1を中心軸とする円柱状の穴を形成するようにその貫通穴を形成する壁面を削ることによって、容易に形成することができる。
この幅広部分61とシリンダライナ20dの外壁面とにより、応力低減用溝部24−1が形成される。即ち、このような構成によれば、応力低減用溝部24−1を容易に形成することができる。
The
A stress reducing groove 24-1 is formed by the
また、応力低減用溝部は、シリンダライナ20dを取り囲むように設けられていてもよい。この場合、例えば、シリンダブロック20の下面20bの正面視である図10に示したように、シリンダブロック20の貫通穴を形成する壁面の下端部は、同壁面の上端部の径よりも大きい径を有する大径部分62を構成している。
Further, the stress reducing groove may be provided so as to surround the
この大径部分62は、上記第1実施形態に係るシリンダブロック20に形成された円柱状の貫通穴と同じ貫通穴がシリンダブロック20に形成された状態において、ボア中心軸BCと同軸であり且つその貫通穴の径よりも大径の円柱状の穴を形成するようにその貫通穴を形成する壁面を削ることによって、容易に形成することができる。
この大径部分62とシリンダライナ20dの外壁面とにより、応力低減用溝部24−2が形成される。即ち、このような構成によれば、応力低減用溝部24−2を容易に形成することができる。
The large-
The
また、上記第1実施形態及びその変形例における応力低減用溝部には、ゴム等の弾性体を充填してもよい。 In addition, the stress reducing groove in the first embodiment and its modification may be filled with an elastic body such as rubber.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第2実施形態に係る可変圧縮比内燃機関は、応力低減用溝部24に代わる応力低減手段としての補強部材を備える点のみにおいて上記第1実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
Second Embodiment
Next, a variable compression ratio internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described. The variable compression ratio internal combustion engine according to the second embodiment is different from the variable compression ratio
この可変圧縮比内燃機関10のシリンダブロック20は、シリンダブロック20の下面20bの正面視である図11及び図11の12−12線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック20を切断した断面図である図12に示したように、シリンダブロック20に形成された複数の貫通穴のそれぞれを形成する壁面の下端部に、同壁面の上端部の径よりも大きい径を有する大径部分63を有している。
The
大径部分63の上下方向(ボア中心軸方向)における長さは、ブロック側軸受形成部52の上下方向における長さの略1/3の長さである。なお、大径部分63の上下方向における長さは、ブロック側軸受形成部52の上下方向における長さの1/4程度の長さからブロック側軸受形成部52の上下方向における長さの全長までの長さであってもよく、更に、同全長よりも長くてもよい。
The length of the large-
大径部分63とシリンダライナ20dの外壁面とにより形成される空間には、この空間と同じ形状を有する補強部材64が圧入されている。即ち、補強部材64は、上記押圧直線上の位置であってブロック側軸受形成部52とシリンダライナ20dとの間の位置を通るように且つシリンダライナ20dの周囲をボア中心軸BC回りに取り囲むようにシリンダブロック20に配設されている。加えて、補強部材64は、シリンダブロック20のうちのシリンダライナ20dを除く部分(本例では、アルミニウムからなる部分)の剛性よりも高い剛性を有する材料(本例では、鋼鉄であって、鋳鉄等であってもよい)からなる。
A reinforcing
上記のように構成された第2実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10によれば、上述したようにブロック側軸受形成部52がシリンダブロック20の外壁面20cを押圧すると、シリンダブロック20のうちの補強部材64よりも外壁面20c側の部分(外壁面側部分)にて上記外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生する。このとき、補強部材64の剛性がシリンダブロック20の剛性よりも高いので、この補強部材64の剛性により、補強部材64よりもボア壁面側の部分(ボア壁面側部分、即ち、シリンダライナ20d)に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、補強部材64が配設されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。
According to the variable compression ratio
なお、上記第2実施形態は、更に、上述した第1実施形態が備える応力低減用溝部24を備えていてもよい。
In addition, the said 2nd Embodiment may be further equipped with the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第3実施形態に係る可変圧縮比内燃機関は、応力低減用溝部24が形成されていない点及びシリンダブロックが肉厚部と肉薄部とを有している点のみにおいて上記第1実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
<Third Embodiment>
Next, a variable compression ratio internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention will be described. The variable compression ratio internal combustion engine according to the third embodiment is related to the first embodiment only in that the
この可変圧縮比内燃機関10のシリンダブロック20の外壁面20cには、シリンダブロック20の下面20bの正面視である図13及び図13の14−14線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック20を切断した断面図である図14に示したように、シリンダボア21のそれぞれに対応する複数の凸部65が形成されている。
The
各凸部65の頂面は、外壁面20cのうちの凸部65が形成されていない部分と平行な平面である。各凸部65は、同各凸部65に対応する1つのシリンダボア21の中心軸BCを含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面の一部と同各凸部65の頂面が交わるように且つ外壁面20cの下端部に位置している。各凸部65の頂面には、ブロック側軸受形成部52が固定されるようになっている。
The top surface of each
即ち、各ブロック側軸受形成部52は、シリンダブロック20の外壁面20c(の凸部65の頂面)から外方に延出するとともに、同各ブロック側軸受形成部52に対応する1つのシリンダボア21の中心軸BCを含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面とシリンダブロック20の外壁面20cとの交線CLの一部を含む領域に配置されている。
That is, each block-side
このような構成により、図13に示したように、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面20cのうちの凸部65が形成されていない部分を通る平面にてシリンダブロック20を切断した断面におけるシリンダ配列方向及びボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面P2とシリンダブロック20の外壁面20cとの間の距離D1は、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面20cのうちの凸部65が形成されている部分を通る平面にてシリンダブロック20を切断した断面におけるボア中心軸配列平面P2とシリンダブロック20の外壁面20cとの間の距離D2よりも短くなっている。
With such a configuration, as shown in FIG. 13, the
更に、図14に示したように、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面20cのうちの凸部65が形成されている部分を通る平面にてシリンダブロック20を切断した断面におけるボア中心軸配列平面P2とシリンダブロック20の外壁面20cのうちの凸部65が形成されていない部分との間の距離D1は、同断面におけるボア中心軸配列平面P2とシリンダブロック20の外壁面20cのうちの凸部65が形成されている部分との間の距離D2よりも短くなっている。
Furthermore, as shown in FIG. 14, the bore center in a cross section obtained by cutting the
即ち、上記構成によれば、シリンダブロック20は、シリンダ配列方向と直交する平面にてシリンダブロック20を切断した断面におけるボア中心軸配列平面P2とシリンダブロック20の外壁面20cとの間の距離が、シリンダ配列方向と直交する平面であってブロック側軸受形成部52を通る平面にてシリンダブロック20を切断した断面におけるボア中心軸配列平面P2とブロック側軸受形成部52が延出している位置における外壁面20c(即ち、凸部65の頂面)との間の距離D2よりも短くなっている部分を含んでいる。
That is, according to the above configuration, the
上記のように構成された第3実施形態に係る可変圧縮比内燃機関10によれば、シリンダブロック20は、ブロック側軸受形成部52が延出している位置にて他の位置よりも剛性が高くなっている。従って、上記押圧力F3が加えられても、シリンダブロック20は変形しにくい。即ち、シリンダブロック20の重量が増加することを抑制しつつ上記押圧力F3によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。
According to the variable compression ratio
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、ブロック側軸受形成部52は、シリンダブロック20と一体に形成されていてもよい。また、ブロック側軸受形成部52は、外壁面20cのクランクケース30側の端(下端)よりも上方に配置されていてもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, the block side
10…可変圧縮比内燃機関、20…シリンダブロック、20b…下面、20c…外壁面、20d…シリンダライナ、21…シリンダボア、22…ピストン、24…応力低減用溝部、30…クランクケース、31…クランク軸、40…シリンダヘッド、41…燃焼室、50…可変圧縮比機構、51…ケース側軸受形成部、51c…軸受孔、52…ブロック側軸受形成部、52a…軸受孔、53…軸状駆動部、53a…偏心軸部、53b…固定カム部、53c…可動カム部、53d…ウォームギヤ、61…幅広部分、62…大径部分、63…大径部分、64…補強部材、65…凸部、BC…ボア中心軸、F3…押圧力、FC…固定カム部の中心軸、MC…可動カム部の中心軸。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロックの外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含み、
前記シリンダブロックは、前記ボア壁面の前記クランクケース側の端であるボア壁面下端の位置が、前記ブロック側受力部が延出する前記シリンダブロックの外壁面の同クランクケース側の端であるブロック外壁面下端の位置と同じ位置、又は、同ブロック外壁面下端の位置よりも前記シリンダヘッド側の位置、となるように構成された可変圧縮比内燃機関。 A cylinder bore that is a cylindrical hole penetrating in a predetermined bore central axis direction is formed, and a cylinder block that houses a piston in the cylinder bore, and is fixed to the cylinder block so as to cover one of the opening portions of the cylinder bore. The cylinder head is disposed on the opposite side of the cylinder head with respect to the cylinder block, and is movable relative to the cylinder block in the bore central axis direction, and the crankshaft connected to the piston is rotatable. And a crankcase that is supported by a bore wall surface that forms the cylinder bore, a head lower surface that is a surface of the cylinder head on the cylinder block side, and a piston top surface that is a surface of the piston on the lower surface side of the head Equipped with a variable compression ratio mechanism that changes the volume of the combustion chamber formed A variable compression ratio internal combustion engine,
The variable compression ratio mechanism includes a block-side force receiving portion extending outward from an outer wall surface of the cylinder block, a block-side force receiving portion and the crankcase, and the block-side force receiving portion. A connecting portion for changing a distance in the bore central axis direction between the crankcase and the crankcase,
The cylinder block is a block in which a position of a lower end of the bore wall surface which is an end of the bore wall surface on the crankcase side is an end on the crankcase side of an outer wall surface of the cylinder block from which the block side force receiving portion extends. A variable compression ratio internal combustion engine configured to be the same position as a lower end of the outer wall surface or a position closer to the cylinder head than a position of the lower end of the outer wall surface of the block.
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダ配列方向と直交する平面であって前記シリンダボアの中心軸を通る平面と前記シリンダブロックの外壁面との交線の一部を含む領域にて同外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含み、
前記シリンダブロックは、前記シリンダ配列方向と直交する平面にて前記シリンダブロックを切断した断面における同シリンダ配列方向及び前記ボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面と前記シリンダブロックの外壁面との間の距離が、同シリンダ配列方向と直交する平面であって前記ブロック側受力部を通る平面にて同シリンダブロックを切断した断面における同ボア中心軸配列平面と同ブロック側受力部が延出している位置における同外壁面との間の距離よりも短くなっている部分を含むように構成された可変圧縮比内燃機関。 A plurality of cylinder bores, which are cylindrical holes penetrating in a predetermined bore center axis direction, are formed in a straight line in a cylinder arrangement direction orthogonal to the bore center axis direction, and a piston is placed in each cylinder bore. A cylinder block to be accommodated, a cylinder head fixed to the cylinder block so as to cover one of the opening portions of the cylinder bore, and disposed opposite to the cylinder head with respect to the cylinder block and to the cylinder block A crankcase that is relatively movable in the bore central axis direction and rotatably supports a crankshaft connected to the piston, and a bore wall surface that forms the cylinder bore and the cylinder block side of the cylinder head The lower surface of the head and the surface of the piston on the lower surface side of the head A variable compression ratio internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism for changing the volume of the combustion chamber formed by the that the piston top surface,
The variable compression ratio mechanism is configured to be external to the outer wall surface in a region including a part of the intersection line between a plane perpendicular to the cylinder arrangement direction and passing through the central axis of the cylinder bore and the outer wall surface of the cylinder block. The block side force receiving portion extending in the direction of the block, and the distance between the block side force receiving portion and the crankcase in the bore central axis direction between the block side force receiving portion and the crankcase. A connecting part to be changed,
The cylinder block is formed between a bore central axis arrangement plane including the cylinder arrangement direction and the bore central axis direction in a cross section obtained by cutting the cylinder block along a plane orthogonal to the cylinder arrangement direction, and an outer wall surface of the cylinder block. The bore center axis arrangement plane and the block side force receiving portion in a cross section obtained by cutting the cylinder block in a plane perpendicular to the cylinder arrangement direction and passing through the block side force receiving portion extend. A variable compression ratio internal combustion engine configured to include a portion that is shorter than a distance from the outer wall surface at a certain position.
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JP2010248992A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | Variable compression ratio internal combustion engine |
JP2014152652A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP5831636B2 (en) * | 2012-07-09 | 2015-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1018854A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Yoichi Yamazaki | Trunk piston type engine |
JP2003206771A (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2004339984A (en) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine and compression ratio controlling method capable of changing compression ratio |
-
2008
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1018854A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Yoichi Yamazaki | Trunk piston type engine |
JP2003206771A (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2004339984A (en) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine and compression ratio controlling method capable of changing compression ratio |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009047004A1 (en) | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Toyoda Gosei Co., Ltd., Kiyosu-shi | Device for opening and closing a fuel tank |
JP2010248992A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | Variable compression ratio internal combustion engine |
JP5831636B2 (en) * | 2012-07-09 | 2015-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JPWO2014010018A1 (en) * | 2012-07-09 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JP2014152652A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
Also Published As
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