JP2009138637A - Method for assembling dual link type multiple cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複リンク式内燃機関の組立て方法に関し、特に、各気筒間の圧縮比のバラツキを低減するための組立て方法に関する。 The present invention relates to a method of assembling a multi-link internal combustion engine, and more particularly to an assembly method for reducing variation in compression ratio between cylinders.
内燃機関のピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する主運動システムとして、例えば、ピストンとピストンピンを介して揺動可能に連結されたアッパリンクと、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に支持され、一端がアッパリンクの下端と連結されたロアリンクと、上端がロアリンクの他端と連結ピンを介して連結されたコントロールリンクと、シリンダブロックにクランクシャフトと略平行に支持され、コントロールリンクの下端が連結されたコントロールシャフトと、を備える複リンク機構が知られている。 As a main motion system that converts the reciprocating motion of a piston of an internal combustion engine into the rotational motion of a crankshaft, for example, an upper link that is swingably connected via a piston and a piston pin, and a crankpin of the crankshaft that is rotatable A lower link supported at one end and connected to the lower end of the upper link, a control link connected at the upper end to the other end of the lower link via a connecting pin, and supported by the cylinder block substantially parallel to the crankshaft. There is known a multi-link mechanism including a control shaft to which a lower end of a link is connected.
上記のような複リンク機構では、部品点数が多く、構造が複雑であるため、各リンクの寸法が製造公差内に収まっていても、組立て後に気筒間で機関圧縮比がばらつくおそれがある。多気筒内燃機関において、気筒間でこのようなバラツキがあると、燃焼圧力が不均一になりスムーズな運転ができなくなる。また、機関ごとに性能のばらつきが生じて、品質の安定が損なわれる。 In the multi-link mechanism as described above, since the number of parts is large and the structure is complicated, even if the dimensions of each link are within manufacturing tolerances, the engine compression ratio may vary between cylinders after assembly. In a multi-cylinder internal combustion engine, if there is such variation between cylinders, the combustion pressure becomes non-uniform and smooth operation cannot be performed. In addition, performance variations occur between engines, and quality stability is impaired.
そこで、リンクの一部に軸間距離の調整機構を設けて、組立て後に気筒間の機関圧縮比のばらつきを抑制するよう調整可能にした構成が特許文献１に開示されている。
しかしながら、特許文献１のように調整機構を設けると、各リンクを組立ててからピストン上死点位置を測定し、測定結果に応じて調整機構を操作するという工程が必要となり、また、リンク機構の構成部品が複雑化するという問題がある。 However, when an adjustment mechanism is provided as in Patent Document 1, a process of measuring the piston top dead center position after assembling each link and operating the adjustment mechanism according to the measurement result is required. There is a problem that the components are complicated.
そこで、本発明では、組立ての工数の増加や構成部品の複雑化を招かずに、気筒間の圧縮比のバラツキを低減することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce variations in the compression ratio between cylinders without increasing the number of assembling steps and complication of components.
本発明の複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法は、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を連結するロアリンクと、一端が機関本体側へ揺動可能に支持され、他端が前記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、クランクシャフトと平行に配置されコントロールリンクを内燃機関本体に揺動可能に支持するコントロールシャフトと、を備える複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法において、各気筒ごとに使用する前記アッパリンク及び前記ロアリンクの組み合わせを気筒数分だけ選別する第１工程と、予め機関本体側の支持部中心から前記ロアリンクとの連結部中心までの軸間距離に応じて複数の等級に選別しておいた前記コントロールリンクの中から、全気筒の機関圧縮比が略同一となるように、前記選別されたアッパリンク及びロアリンクと組み合わせる前記コントロールリンクを各気筒ごとに決定する第２工程と、を有する。 An assembly method for a multi-link type multi-cylinder internal combustion engine of the present invention includes an upper link connected to a piston pin of a piston, a lower link connecting the upper link and a crank pin of a crankshaft, and one end swinging toward the engine body side. A multi-link type multi-link system comprising: a control link that is movably supported and has the other end connected to the lower link; and a control shaft that is disposed in parallel with the crankshaft and that swingably supports the control link on the internal combustion engine body. In a method for assembling a cylinder internal combustion engine, a first step of selecting a combination of the upper link and the lower link to be used for each cylinder by the number of cylinders, and connecting the lower link from the center of the support portion on the engine body side in advance. From the control links selected in multiple grades according to the distance between the axes to the center, As engine compression ratio of the cylinder is substantially the same, having, a second step of determining the control link combined with the sorted upper link and lower link for each cylinder.
本発明によれば、使用するコントロールリンクの長さによって圧縮比のバラツキを低減するので、アッパリンク、ロアリンク、コントロールリンクのそれぞれの寸法を揃えたり、調整機構を設ける場合に比べて、容易に、かつ調整のための工程を設けることなく、気筒間の圧縮比のバラツキを低減することができる。また、調整機構を必要としないので、構成部品が複雑化することもない。 According to the present invention, since the variation in the compression ratio is reduced depending on the length of the control link to be used, it is easier than aligning the dimensions of the upper link, the lower link, and the control link or providing an adjustment mechanism. In addition, variations in the compression ratio between the cylinders can be reduced without providing a step for adjustment. In addition, since an adjustment mechanism is not required, the components are not complicated.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は第１実施形態による複リンク式内燃機関の一例を示す図である（シリンダヘッド部分は省略している）。 FIG. 1 is a view showing an example of a multi-link internal combustion engine according to the first embodiment (a cylinder head portion is omitted).
１はシリンダブロック、２はピストン、３はアッパリンク、４はロアリンク、５はコントロールリンク、６はクランクシャフト、７はコントロールシャフト、９、１０、１２は連結ピン、１１はクランクピンである。 1 is a cylinder block, 2 is a piston, 3 is an upper link, 4 is a lower link, 5 is a control link, 6 is a crankshaft, 7 is a control shaft, 9, 10 and 12 are connecting pins, and 11 is a crankpin.
ピストン２は、アッパリンク３およびロアリンク４を介してクランクシャフト６に連結される。アッパリンク３はピストン２のピストンピン２ａに一端が連結され、他端はアッパピン９を介してロアリンク４と連結されている。ロアリンク４は、中央をクランクシャフト６のクランクピン１１に回転可能に締結され、クランクシャフト６とともに回転する。また、ロアリンク４のクランクピン１１に対してアッパリンク３と反対側には、コントロールリンク５が連結ピン１０を介して回転可能に締結され、コントロールリンク５は下方端部（大端部）でコントロールシャフト７に揺動自由に連結される。コントロールシャフト７の中心軸８とコントロールリンク５の大端部の中心とは偏心しており、コントロールシャフト７が回転することにより、大端部の中心が移動し、ロアリンク４の傾きが変わることによりアッパリンク３およびピストン２の上死点位置が変わる。コントロールシャフト７は、図示しないモータ付きアクチュエータにより回転させられる。 The piston 2 is connected to the crankshaft 6 via the upper link 3 and the lower link 4. One end of the upper link 3 is connected to the piston pin 2 a of the piston 2, and the other end is connected to the lower link 4 via the upper pin 9. The lower link 4 is rotatably fastened at the center to the crankpin 11 of the crankshaft 6 and rotates together with the crankshaft 6. Further, the control link 5 is fastened to the crank pin 11 of the lower link 4 on the opposite side of the upper link 3 via a connecting pin 10, and the control link 5 has a lower end (large end). It is connected to the control shaft 7 so as to swing freely. The center axis 8 of the control shaft 7 and the center of the large end portion of the control link 5 are eccentric, and the rotation of the control shaft 7 causes the center of the large end portion to move and the inclination of the lower link 4 to change. The top dead center positions of the upper link 3 and the piston 2 are changed. The control shaft 7 is rotated by an actuator with a motor (not shown).
コントロールシャフト７を回転させることにより、コントロールリンク５の大端部中心がコントロールシャフト７の中心軸８に対して相対的に低くなる方向に移動すると、連結ピン１０の位置も下がり、ロアリンク４はクランクピン１１を中心としてアッパピン９の位置が相対的に上昇する方向に傾き、ピストン２が上昇して圧縮比が高まる。 When the center of the large end portion of the control link 5 is moved in a direction relatively lower than the center axis 8 of the control shaft 7 by rotating the control shaft 7, the position of the connecting pin 10 is also lowered, and the lower link 4 is The position of the upper pin 9 is inclined relative to the crankpin 11 so as to relatively rise, and the piston 2 rises to increase the compression ratio.
逆に、コントロールリンク５の大端部中心がコントロールシャフト７の中心軸８に対して相対的に高くなる方向に移動すると、連結ピン１０の位置も上がり、ロアリンク４はクランクピン１１を中心としてアッパピン９の位置が相対的に低くなる方向に傾き、ピストン２が下降して機関圧縮比が低くなる。 Conversely, when the center of the large end of the control link 5 moves in a direction that is relatively higher than the central axis 8 of the control shaft 7, the position of the connecting pin 10 is also raised, and the lower link 4 is centered on the crankpin 11. The position of the upper pin 9 is inclined in a relatively lower direction, the piston 2 is lowered, and the engine compression ratio is lowered.
上記のような構成の複リンク式内燃機関において、例えばエンジンが高負荷運転領域では、エンジン回転数によらずノッキング防止のために低圧縮比状態に設定し、ノッキング発生のおそれが低い低中負荷運転領域では、出力の向上を図るために高圧縮比状態に設定することとすれば、機関運転状態に応じて圧縮比を可変に制御し得る可変圧縮比機構となる。 In the multi-link internal combustion engine having the above-described configuration, for example, when the engine is in a high load operation region, the low compression ratio state is set so as to prevent knocking regardless of the engine speed, and the possibility of knocking is low. In the operating region, if a high compression ratio state is set in order to improve output, a variable compression ratio mechanism that can variably control the compression ratio according to the engine operating state is obtained.
次に、上記のような構成の複リンク機構の組立て工程について説明する。図２は、複リンク機構を模式的に示した図であり、Ｌ１はクランクシャフト６の回転軸（メインジャーナルの中心）からクランクピン軸受部２２の中心２２ａまでの距離（いわゆるクランクスロー）、Ｌ２はロアリンク４のクランクピン軸受部２２の中心２２ａとコントロールピン軸受部２３の中心２３ａとの軸間距離、Ｌ３はコントロールリンク５のコントロールピン軸受部２３の中心２３ａと大端部２４の中心２４ａとの距離（コントロールリンク５の軸間距離）、Ｌ４はロアリンク４のクランクピン軸受部２２の中心２２ａとアッパピン軸受部２１の中心２１ａとの軸間距離、Ｌ５はロアリンク４のアッパピン軸受部２１の中心２１ａとコントロールピン軸受部２３の中心２３ａとの軸間距離、Ｌ６はアッパリンク３のピストンピン軸受部２０の中心２０ａとアッパピン軸受部２１の中心２１ａとの距離（アッパリンク３の軸間距離）である。また、クランクシャフト６のメインジャーナルの中心を基準として、クランクピン軸受部２２の中心２２ａの座標を(ｘ1、ｙ1)、コントロールピン軸受部２３の中心２３ａの座標を（ｘ2、ｙ2）、アッパピン軸受部２１の中心２１ａの座標を（ｘ3、ｙ3）、ピストンピン軸受部２０の中心２０ａの座標を（ｘ4、ｙ4）、コントロールリンク５の大端部２４の中心２４ａの座標を（ｘc、ｙc）、コントロールシャフト７のメインジャーナル中心２５ａの座標を（ｘcs、ｙcs）とする。 Next, the assembly process of the multi-link mechanism having the above configuration will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing the multi-link mechanism, where L1 is a distance (so-called crank throw) from the rotation axis of the crankshaft 6 (the center of the main journal) to the center 22a of the crankpin bearing 22; Is the center distance between the center 22a of the crank pin bearing 22 of the lower link 4 and the center 23a of the control pin bearing 23, and L3 is the center 23a of the control pin bearing 23 of the control link 5 and the center 24a of the large end 24. L4 is the distance between the center 22a of the crank pin bearing portion 22 of the lower link 4 and the center 21a of the upper pin bearing portion 21, and L5 is the upper pin bearing portion of the lower link 4. The distance between the centers 21a and 21a of the control pin bearing 23 and L6 is the piston pin shaft of the upper link 3. Is the distance between the center 21a of the center 20a and the upper pin bearing portion 21 of section 20 (distance between the axes of the upper link 3). Further, with the center of the main journal of the crankshaft 6 as a reference, the coordinates of the center 22a of the crankpin bearing portion 22 are (x 1 , y 1 ), and the coordinates of the center 23a of the control pin bearing portion 23 are (x 2 , y 2). ), The coordinates of the center 21 a of the upper pin bearing portion 21 are (x 3 , y 3 ), the coordinates of the center 20 a of the piston pin bearing portion 20 are (x 4 , y 4 ), and the center 24 a of the large end portion 24 of the control link 5. (X c , y c ) and the coordinates of the main journal center 25a of the control shaft 7 are (x cs , y cs ).
コントロールリンク５は、コントロールピン軸受部２３及び大端部２４の加工等の製造工程が終了したら、軸間距離Ｌ３を計測して、この計測値に応じて複数のグレードに選別し、グレード毎に管理しておく。グレードは、例えば基準寸法をＬｓとしたときに、Ｌｓ±０．２５ｍｍの範囲内のものはＡグレード、Ｌｓ＋０．５ｍｍ±０．２５ｍｍの範囲内のものはＢグレード・・・というように、５段階程度に分ける。 When the manufacturing process such as the processing of the control pin bearing portion 23 and the large end portion 24 is completed, the control link 5 measures the inter-axis distance L3 and selects a plurality of grades according to the measured value. Keep it in control. For example, when the standard dimension is Ls, the grade within the range of Ls ± 0.25 mm is A grade, the grade within the range of Ls + 0.5 mm ± 0.25 mm is B grade, and so on. Divide into stages.
組立てを開始する際には、まずエンジン一基に使用するシリンダブロック１、クランクシャフト６、コントロールシャフト７を決定する。ここでは、各部品の生産工程から完成品として出荷されてきたものを、特別な検査や選別をすることなく組み合わせて１セットとする。 When starting the assembly, first, the cylinder block 1, the crankshaft 6 and the control shaft 7 to be used for one engine are determined. Here, the products shipped as finished products from the production process of each part are combined into one set without any special inspection or sorting.
また、特別な検査や選別をすることなくアッパリンク３とロアリンク４とを選んで１セットとし、当該セットをいずれのエンジンのいずれの気筒に使用するかを決定する（第１工程）。 Further, the upper link 3 and the lower link 4 are selected as one set without performing any special inspection or sorting, and it is determined which cylinder of which engine is to be used (first step).
すなわち、第１工程が終了した段階では、当該エンジン個体に使用するシリンダブロック１、クランクシャフト６、コントロールシャフト７及び各気筒に使用するアッパリンク３とロアリンク４のセットが決まっている。 That is, at the stage where the first process is completed, the cylinder block 1, the crankshaft 6, the control shaft 7, and the upper link 3 and lower link 4 used for each cylinder are determined.
そして、これらのセットを決定したら、上記Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、（ｘc、ｙc）及び座標（ｘ4、ｙ4）のｘ4を計測する。 Then, when determining these sets, the L1, L2, L4, L5, L6, measuring the x 4 in (x c, y c) and the coordinates (x 4, y 4).
次に、各気筒のアッパリンク３とロアリンク４のセットに組み合わせるコントロールリンク５を、以下の手順に従って各気筒ごとに決定する（第２工程）。 Next, the control link 5 to be combined with the set of the upper link 3 and the lower link 4 of each cylinder is determined for each cylinder according to the following procedure (second step).
（第１段階）ピストン２が上死点に位置するときのクランク角度は設計段階で既知であるため、計測した軸間距離Ｌ１から座標（ｘ1、ｙ1）を算出する。 (First stage) Since the crank angle when the piston 2 is located at the top dead center is known at the design stage, coordinates (x 1 , y 1 ) are calculated from the measured inter-axis distance L1.
（第２段階）コントロールリンク５の軸間距離Ｌ３をいずれかのグレードの中心値に仮定する。そして、算出した座標（ｘ1、ｙ1）、計測した座標（ｘc、ｙc）、軸間距離Ｌ２、及び仮定した軸間距離Ｌ３から、座標（ｘ2、ｙ2）を算出する。具体的には、座標（ｘc、ｙc）を中心とする半径Ｌ３の円と座標（ｘ1、ｙ1）を中心とする半径Ｌ２の円との交点を求めることができる。 (Second stage) The inter-axis distance L3 of the control link 5 is assumed to be the center value of any grade. Then, the coordinates (x 2 , y 2 ) are calculated from the calculated coordinates (x 1 , y 1 ), the measured coordinates (x c , y c ), the inter-axis distance L 2, and the assumed inter-axis distance L 3. Specifically, the intersection of a circle with a radius L3 centered on coordinates (x c , y c ) and a circle with a radius L2 centered on coordinates (x 1 , y 1 ) can be obtained.
（第３段階）算出された座標（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）と、計測した軸間距離Ｌ４、Ｌ５から、座標（ｘ3、ｙ3）を算出する。具体的には、座標（ｘ2、ｙ2）を中心とする半径Ｌ５の円と、座標（ｘ1、ｙ1）を中心とする半径Ｌ４の円との交点として求めることができる。 (Third stage) Coordinates (x 3 , y 3 ) are calculated from the calculated coordinates (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ) and the measured inter-axis distances L 4 and L 5. Specifically, it can be obtained as an intersection of a circle with a radius L5 centered on coordinates (x 2 , y 2 ) and a circle with a radius L4 centered on coordinates (x 1 , y 1 ).
（第４段階）算出された座標（ｘ3、ｙ3）と、計測したｘ4、軸間距離Ｌ６から、座標（ｘ4、ｙ4）のｙ4、つまり上死点時のピストンピン２ａの高さを算出する。具体的には、座標（ｘ3、ｙ3）を中心とする半径Ｌ６の円と直線ｘ＝ｘ4との交点として求めることができる。 (Fourth step) calculated coordinate (x 3, y 3), the measured x 4, the axial distance L6, the coordinates (x 4, y 4) y 4, i.e. the piston pin 2a at the top dead center of the Calculate the height of. Specifically, it can be obtained as the intersection of a circle with a radius L6 centered on coordinates (x 3 , y 3 ) and a straight line x = x 4 .
上記（第１段階）〜（第４段階）を、予め設定したコントロールリンク５のグレードの数だけ繰り返し行うことにより、グレードごとの上死点時におけるピストンピン２ａの高さが求まる。 By repeating the above (first stage) to (fourth stage) as many times as the number of grades of the control link 5 set in advance, the height of the piston pin 2a at the top dead center for each grade is obtained.
（第５段階）第４段階での算出結果に基づいて、各気筒ごとに上死点時におけるピストンピン２ａの高さｙ4を設計値に最も近づけるのに必要なコントロールリンク５の長さを算出し、これに該当するグレードを求める。そして、当該グレードに選別されているコントロールリンク５の一群の中から、一本のコントロールリンク５を抜き出して、当該エンジン個体の当該気筒用のコントロールリンク５として決定する。 Based on the (fifth step) calculation results of the fourth stage, the length of the control link 5 required for the most approximate of piston pin 2a at the top dead center height y 4 to the design value for each cylinder Calculate and find the grade corresponding to this. Then, one control link 5 is extracted from the group of control links 5 selected for the grade, and determined as the control link 5 for the cylinder of the engine individual.
このようにして各セットに使用するコントロールリンク５を決定したら、以後の工程ではコントロールリンク５を含めて１セットとして管理し、組立てを行う。 When the control link 5 to be used for each set is determined in this way, in the subsequent processes, the control link 5 is managed as one set and assembled.
このようにして各気筒ごとに使用するコントロールリンク５を決定することにより、各気筒のピストンピン２ａの上死点位置のバラツキが低減されので、結果として各気筒の機関圧縮比のバラツキを低減することができる。 By determining the control link 5 to be used for each cylinder in this manner, the variation in the top dead center position of the piston pin 2a of each cylinder is reduced. As a result, the variation in the engine compression ratio of each cylinder is reduced. be able to.
このように、使用するコントロールリンク５の寸法を適切に決定することにより気筒間の圧縮比のバラツキを低減する方法によれば、圧縮比のバラツキを低減するためにアッパリンク３、ロアリンク４、コントロールリンク５のそれぞれの寸法を揃える方法に比べて、容易に気筒間の圧縮比のバラツキを低減することができ、また、部品管理も容易になる。 Thus, according to the method of reducing the variation in the compression ratio between the cylinders by appropriately determining the dimensions of the control link 5 to be used, the upper link 3, the lower link 4, Compared with the method in which the dimensions of the control links 5 are made uniform, the variation in the compression ratio between the cylinders can be easily reduced, and the parts management becomes easy.
また、複リンク機構は、その構成上、ロアリンク４の３つの軸間距離Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５及びアッパリンク３の軸間距離Ｌ６のバラツキが、コントロールリンク５の軸間距離Ｌ３のバラツキに比べて、機関圧縮比のバラツキに大きく寄与する。換言すると、コントロールリンク５の軸間距離Ｌ３を変化させた場合、軸間距離Ｌ３の変化量に対して機関圧縮比の変化量は小さくなる。したがって、気筒間の高さｙ４のバラツキが小さい場合でも、各気筒に使用すべきコントロールリンク５の長さのバラツキは大きくなる。そのため、使用するコントロールリンク５の決定が容易になる。 In addition, due to the structure of the multi-link mechanism, the variations in the three inter-axis distances L2, L4, and L5 of the lower link 4 and the inter-axis distance L6 of the upper link 3 are compared with the variations in the inter-axis distance L3 of the control link 5. This greatly contributes to variations in the engine compression ratio. In other words, when the inter-shaft distance L3 of the control link 5 is changed, the change amount of the engine compression ratio becomes smaller than the change amount of the inter-axis distance L3. Therefore, even when the variation in the height y4 between the cylinders is small, the variation in the length of the control link 5 to be used for each cylinder becomes large. Therefore, it becomes easy to determine the control link 5 to be used.
特に、図２に示すように軸間距離Ｌ２と軸間距離Ｌ４がＬ２＞Ｌ４という関係にある場合には、Ｌ２≦Ｌ４の場合と比べて、ピストン上死点位置の変化量の、軸間距離Ｌ３の変化量に対する感度がより低くなるので、使用するコントロールリンク５の決定がより容易になる。 In particular, as shown in FIG. 2, when the inter-axis distance L2 and the inter-axis distance L4 are in a relationship of L2> L4, the amount of change in the piston top dead center position between the axes is larger than in the case of L2 ≦ L4. Since the sensitivity to the change amount of the distance L3 is lower, it is easier to determine the control link 5 to be used.
ところで、（第５段階）で使用する上死点時におけるピストンピン２ａの高さの設計値を、ピストン２の寸法に応じて補正することで、より精密に気筒間の圧縮比のバラツキを低減することができる。例えば、各気筒ごとのアッパリンク３及びロアリンク４のセットにピストン２も含めることとし、ピストン２のコンプレッションハイト及び冠面容積を測定する。そして、ピストン２の設計基準値に対してコンプレッションハイトが長い場合や冠面容積が大きい場合、つまりピストン２の寸法が圧縮比が高くなる方向にずれている場合には、上死点時におけるピストンピン２ａの高さの設計値を低くするように補正する。 By the way, by correcting the design value of the height of the piston pin 2a at the top dead center used in the (fifth stage) according to the dimensions of the piston 2, the variation in the compression ratio between the cylinders can be reduced more precisely. can do. For example, the piston 2 is also included in the set of the upper link 3 and the lower link 4 for each cylinder, and the compression height and the crown surface volume of the piston 2 are measured. When the compression height is long with respect to the design reference value of the piston 2 or when the crown surface volume is large, that is, when the dimension of the piston 2 is shifted in the direction in which the compression ratio increases, the piston at the top dead center Correction is made so that the design value of the height of the pin 2a is lowered.
これにより、軸間距離Ｌ３が長いコントロールリンク５が選ばれることとなり、上死点時におけるピストンピン２ａの位置は低くなるが、結果として圧縮比は設計値に近づく。 As a result, the control link 5 having a long inter-axis distance L3 is selected, and the position of the piston pin 2a at the top dead center is lowered. As a result, the compression ratio approaches the design value.
また、圧縮比が設計値からずれる要因としては、コンプレッションハイトや冠面容積の他に、シリンダヘッド側の燃焼室形状・容積誤差、使用するヘッドガスケットの厚さの誤差、吸排気バルブの形状・容積誤差、点火プラグの突き出し量・容積誤差等がある。そこで、使用するコントロールリンク５を決定する際に、これらの誤差に応じて上記と同様に補正を行ってもよい。なお、コンプレッションハイトとは、ピストンピン２ａの中心からピストン冠面の所定の基準平面までの高さのことをいう。また、冠面容積とは、ピストン冠面に設けた基準平面に対してへこんでいる部分の容積と突出している部分の容積との差のことをいう。 In addition to the compression height and crown volume, factors that cause the compression ratio to deviate from the design value include the combustion chamber shape / volume error on the cylinder head side, the thickness error of the head gasket used, the shape of the intake / exhaust valve, There are volume error, spark plug protrusion amount, volume error, etc. Therefore, when determining the control link 5 to be used, correction may be performed in the same manner as described above according to these errors. The compression height refers to the height from the center of the piston pin 2a to a predetermined reference plane of the piston crown surface. Further, the crown surface volume refers to a difference between the volume of the portion recessed with respect to the reference plane provided on the piston crown surface and the volume of the protruding portion.
以上により本実施形態では、次のような効果を得ることができる。
（１）複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法において、各気筒ごとに使用するアッパリンク３及びロアリンク４の組み合わせを気筒数分だけ選別する工程と、予め大端部２４の中心からコントロールピン軸受部２３の中心までの軸間距離Ｌ３に応じて複数の等級に選別しておいたコントロールリンク５の中から、全気筒の機関圧縮比が略同一となるように、先に選別されたアッパリンク３及びロアリンク４と組み合わせるコントロールリンク５を各気筒ごとに決定する工程、を有するので、アッパリンク３及びロアリンク４等の各部品の寸法を管理するよりも、容易に気筒間の圧縮比のバラツキを低減することができる。
（２）ロアリンク４のクランクピン軸受部２２からコントロールピン軸受部２３までの軸間距離Ｌ２、クランクピン軸受部２２からアッパピン軸受部２１までの軸間距離Ｌ４及びコントロールピン軸受部２３からアッパピン軸受部２１までの軸間距離Ｌ５と、アッパリンク３のアッパピン軸受部２１からピストンピン軸受部２０までの軸間距離Ｌ６と、を計測し、これらの距離に基づいて、全気筒の機関圧縮比またはピストン上死点位置を略同一にするためのコントロールリンク５の長さを演算し、使用するコントロールリンク５を決定するので、機関に組み込む前に各気筒ごとの部品の選別が完了する。そのため、機関に各リンク３、４、５を組み込んだ後に上死点時におけるピストン位置を計測し、計測結果に応じて部品交換等により調整を行う、という工程を設ける場合に比べて、工数が減少し、生産性が向上する。
（３）各気筒ごとに使用するピストン２のコンプレッションハイト及び冠面容積を計測し、この計測結果に基づいて、使用するコントロールリンク５の長さを補正するので、ピストン２の製造誤差に起因する圧縮比のバラツキも低減することができる。
（４）軸間距離Ｌ２と軸間距離Ｌ４との間に、Ｌ２＞Ｌ４という関係が成立するので、気筒間の圧縮比のバラツキに対してコントロールリンク５の軸間距離Ｌ３のバラツキがおおきくなり、その結果、使用するコントロールリンク５の決定が容易になる。
As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the method of assembling a multi-link type multi-cylinder internal combustion engine, a step of selecting the combination of the upper link 3 and the lower link 4 used for each cylinder by the number of cylinders, and a control pin from the center of the large end portion 24 in advance From the control links 5 that have been selected into a plurality of grades according to the inter-axis distance L3 to the center of the bearing portion 23, the upper that has been selected in advance so that the engine compression ratios of all the cylinders are substantially the same. And determining the control link 5 to be combined with the link 3 and the lower link 4 for each cylinder. Therefore, it is easier to control the compression ratio between the cylinders than managing the dimensions of the parts such as the upper link 3 and the lower link 4. Can be reduced.
(2) The inter-shaft distance L2 from the crank pin bearing portion 22 of the lower link 4 to the control pin bearing portion 23, the inter-shaft distance L4 from the crank pin bearing portion 22 to the upper pin bearing portion 21, and the control pin bearing portion 23 to the upper pin bearing. The inter-axis distance L5 to the portion 21 and the inter-axis distance L6 from the upper pin bearing portion 21 of the upper link 3 to the piston pin bearing portion 20 are measured, and based on these distances, the engine compression ratio or Since the length of the control link 5 for making the piston top dead center positions substantially the same is calculated and the control link 5 to be used is determined, the selection of parts for each cylinder is completed before being incorporated into the engine. Therefore, compared with the case of providing a process of measuring the piston position at the top dead center after incorporating each link 3, 4, 5 in the engine, and adjusting by changing parts according to the measurement result Reduces productivity.
(3) The compression height and the crown surface volume of the piston 2 used for each cylinder are measured, and the length of the control link 5 to be used is corrected based on the measurement result. Variations in the compression ratio can also be reduced.
(4) Since the relationship of L2> L4 is established between the inter-axis distance L2 and the inter-axis distance L4, the inter-cylinder distance L3 of the control link 5 varies greatly with respect to the variation in the compression ratio between the cylinders. As a result, the control link 5 to be used can be easily determined.
第２実施形態について説明する。 A second embodiment will be described.
本実施形態を適用する複リンク機構は第１実施形態と同様であるが、コントロールリンク５の決定方法が異なる。 The multi-link mechanism to which this embodiment is applied is the same as that of the first embodiment, but the method for determining the control link 5 is different.
図３は本実施形態で使用する検査治具３０の概略図である。検査治具３０は、定盤３１と、この定盤３１から突出する２本のロケートピン３２、３３からなる。ロケートピン３２は、アッパリンク３のピストンピン軸受部２０の内径と略同一径であり、ロケートピン３３は、ロアリンク４のクランクピン軸受部２２の内径と略同一径である。そして、ロケートピン３２とロケートピン３３の位置関係は、ピストンピン２ａとクランクピン１１の、設計上の上死点時における位置関係と略同一である。 FIG. 3 is a schematic view of an inspection jig 30 used in the present embodiment. The inspection jig 30 includes a surface plate 31 and two locate pins 32 and 33 protruding from the surface plate 31. The locate pin 32 is substantially the same diameter as the inner diameter of the piston pin bearing portion 20 of the upper link 3, and the locate pin 33 is substantially the same diameter as the inner diameter of the crank pin bearing portion 22 of the lower link 4. The positional relationship between the locate pin 32 and the locate pin 33 is substantially the same as the positional relationship between the piston pin 2a and the crank pin 11 at the design top dead center.
第１実施形態と同様に、気筒毎のセットとして決定したアッパリンク３とロアリンク４を、アッパピン９を介して連結し、ロケートピン３２がピストンピン軸受部２０に、ロケートピン３３がクランクピン軸受部２２に、それぞれ挿入されるようにして検査治具３０にセットする。これで、アッパリンク３とロアリンク４の連結体の姿勢は、内燃機関の上死点時における姿勢と一致した状態で固定される。 Similarly to the first embodiment, the upper link 3 and the lower link 4 determined as a set for each cylinder are connected via the upper pin 9, the locate pin 32 is connected to the piston pin bearing portion 20, and the locate pin 33 is connected to the crank pin bearing portion 22. Then, the test jig 30 is set so as to be inserted. Thus, the posture of the connected body of the upper link 3 and the lower link 4 is fixed in a state that matches the posture at the top dead center of the internal combustion engine.
この状態で、ロアリンク４のコントロールピン軸受部２３の中心２３ａと仮想点２６との距離Ｌｉを計測する。具体的には、連結体を検査治具３０にセットした状態で、大端部２４の中心位置２４ａを計測し、この中心位置２４ａと仮想点２６との距離を算出する。なお、仮想点２６は、各部品が設計基準値であると仮定した場合の、上死点時におけるコントロールリンク５の揺動軸中心、つまり大端部２４の中心位置である。 In this state, the distance Li between the center 23a of the control pin bearing portion 23 of the lower link 4 and the virtual point 26 is measured. Specifically, the center position 24a of the large end portion 24 is measured in a state where the connecting body is set on the inspection jig 30, and the distance between the center position 24a and the virtual point 26 is calculated. Note that the virtual point 26 is the center of the swing axis of the control link 5 at the top dead center, that is, the center position of the large end portion 24 when it is assumed that each component has a design reference value.
このように計測または算出した距離Ｌｉに近い長さに該当するグレードを求め、予めグレード別に選別しておいたコントロールリンク５の一群の中から１本のコントロールリンク５を抜き出して、検査治具３０にセットしたアッパリンク３とロアリンク４の連結体と１セットとする。このアッパリンク３、ロアリンク４、コントロールリンク５の１セットを、そのまま内燃機関の同一気筒に組み込む。なお、後に内燃機関を分解整備することがあっても、この１セットはそのまま維持する必要があるので、コントロールリンク５を決定した時点で、同一セットであることがわかるようにマーキングを施しておく。 A grade corresponding to the length close to the distance Li thus measured or calculated is obtained, and one control link 5 is extracted from a group of control links 5 that have been sorted in advance, and the inspection jig 30 is extracted. The upper link 3 and lower link 4 connected to each other are set as one set. One set of the upper link 3, the lower link 4, and the control link 5 is incorporated in the same cylinder of the internal combustion engine as it is. Even if the internal combustion engine is disassembled and maintained later, it is necessary to maintain this one set as it is. Therefore, when the control link 5 is determined, marking is performed so that the same set can be seen. .
各気筒のアッパリンク３とロアリンク４のセットについて、上記の方法によりコントロールリンク５を決定する。 The control link 5 is determined by the above method for the set of the upper link 3 and the lower link 4 of each cylinder.
ところで、上述した組立て方法では、クランクシャフト６のメインジャーナル中心とクランクピン１１の中心軸との軸間距離を計測せずに、各気筒毎のアッパリンク３及びロアリンク４のセットを決定しているが、より精密に気筒間の圧縮比のバラツキを低減する場合には、当該軸間距離に応じた補正を行うようにしてもよい。例えば、予め当該軸間距離を計測しておき、設計基準値に対して軸間距離が長い場合には、計測した距離Ｌｉを長くするように補正したり、大端部２４の中心位置２４ａを補正した上で仮想点２６との距離Ｌｉを算出する等の方法がある。また、当該軸間距離を計測した上で、その気筒に使用するアッパリンク３とロアリンク４のセットを決定するように管理することによっても、気筒間の圧縮比のバラツキを低減することができる。 By the way, in the assembly method described above, the set of the upper link 3 and the lower link 4 for each cylinder is determined without measuring the distance between the center of the main journal of the crankshaft 6 and the center axis of the crankpin 11. However, in order to reduce the variation in the compression ratio between the cylinders more precisely, correction according to the inter-axis distance may be performed. For example, the inter-axis distance is measured in advance, and when the inter-axis distance is long with respect to the design reference value, the measured distance Li is corrected to be increased, or the center position 24a of the large end portion 24 is determined. There is a method of calculating the distance Li from the virtual point 26 after correction. In addition, by measuring the distance between the axes, and managing so as to determine the set of the upper link 3 and the lower link 4 used for the cylinder, the variation in the compression ratio between the cylinders can be reduced. .
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
（１）ロアリンク４とアッパリンク３とをアッパピン９を介して連結し、このアッパリンク３とロアリンク４との連結体をピストンピン２ａとクランクピン１１の位置を規制する検査治具３０に仮組みし、この状態でコントロールピン軸受部中心２３ａと、設計値に基づくコントロールシャフト７の揺動軸中心２４ａとの距離を計測し、この距離と略同一の長さを有するコントロールリンク５を使用するので、計測する軸間距離はＬ３のみとなり、計測のための工数を低減することができる。
（２）各気筒ごとにクランクシャフト６のメインジャーナル中心２６ａからクランクピン中心２２ａまでの距離を計測し、この計測結果に基づいて、使用するコントロールリンク５の長さを補正するので、クランクシャフト６の製造誤差に起因する圧縮比のバラツキも低減することができる。
（３）各気筒ごとにコントロールシャフト７のメインジャーナル中心２５ａからコントロールリンク５の揺動軸中心２４ａまでの距離を計測し、この計測結果に基づいて、使用するコントロールリンク５の長さを補正するので、コントロールシャフト７の製造誤差に起因する圧縮比のバラツキも低減することができる。
As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The lower link 4 and the upper link 3 are connected via the upper pin 9, and the connecting body of the upper link 3 and the lower link 4 is connected to the inspection jig 30 that regulates the positions of the piston pin 2 a and the crankpin 11. Temporarily assembled, in this state, the distance between the control pin bearing center 23a and the swing shaft center 24a of the control shaft 7 based on the design value is measured, and the control link 5 having a length substantially the same as this distance is used. Therefore, the distance between the axes to be measured is only L3, and the man-hour for measurement can be reduced.
(2) The distance from the main journal center 26a of the crankshaft 6 to the crankpin center 22a is measured for each cylinder, and the length of the control link 5 to be used is corrected based on this measurement result. The variation in the compression ratio due to the manufacturing error can be reduced.
(3) The distance from the main journal center 25a of the control shaft 7 to the swing shaft center 24a of the control link 5 is measured for each cylinder, and the length of the control link 5 to be used is corrected based on this measurement result. Therefore, variations in the compression ratio due to manufacturing errors of the control shaft 7 can also be reduced.
第３実施形態について説明する。 A third embodiment will be described.
本実施形態は、複リンク機構の構成及び組立て方法は第１実施形態または第２実施形態と同様であるが、アッパリンク３、ロアリンク４及びコントロールリンク５の加工精度について規定する点が異なる。 This embodiment is the same as the first embodiment or the second embodiment in the configuration and assembly method of the multi-link mechanism, but differs in that the processing accuracy of the upper link 3, the lower link 4, and the control link 5 is specified.
前述したように、複リンク機構では、その構成上、ロアリンク４の３つの軸間距離Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５及びアッパリンク３の軸間距離Ｌ６のバラツキが、コントロールリンク５の軸間距離Ｌ３のバラツキに比べて、機関圧縮比のバラツキに大きく寄与する。 As described above, in the multi-link mechanism, due to its configuration, variations in the three inter-axis distances L2, L4, L5 of the lower link 4 and the inter-axis distance L6 of the upper link 3 are the same as the inter-axis distance L3 of the control link 5. Compared to variations, this greatly contributes to variations in engine compression ratio.
そこで、アッパリンク３の軸間距離Ｌ６、ロアリンク４の軸間距離Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５のバラツキの分散と、コントロールリンク５の軸間距離Ｌ３のバラツキの分散を比較したときに、軸間距離Ｌ３のバラツキの分散の方が大きくなるようにアッパリンク３、ロアリンク４、及びコントロールリンク５を生産する。例えば、アッパリンク３及びロアリンク４の軸受部２０〜２３の穴あけ加工は、より高精度な工法や工作機械により行うことで加工精度を高め、コントロールリンク５の軸受部２３及び大端部２４の穴あけ加工は、それよりも精度の低い工法、工作機械により行う。 Therefore, when comparing the dispersion of the dispersion of the inter-axis distance L6 of the upper link 3, the inter-axis distances L2, L4, and L5 of the lower link 4 with the dispersion of the dispersion of the inter-axis distance L3 of the control link 5, The upper link 3, the lower link 4, and the control link 5 are produced so that the dispersion of the variation in L3 becomes larger. For example, the drilling of the bearing portions 20 to 23 of the upper link 3 and the lower link 4 is performed by a highly accurate construction method or a machine tool to improve the processing accuracy, and the bearing portion 23 and the large end portion 24 of the control link 5 are improved. Drilling is performed by a less accurate method and machine tool.
アッパリンク３及びロアリンク４の加工精度を高めても、それぞれ公差範囲内のずれがある。そして、第１または第２実施形態と同様の組立て方法では、無作為に選ばれたアッパリンク３及びロアリンク４をセットにするので、各リンク３、４それぞれのずれが無作為に組み合わされることとなる。そのため、気筒間の圧縮比のバラツキを低減するためには、第１または第２実施形態と同様にコントロールリンク５のグレードを数種類用意する必要がある。 Even if the processing accuracy of the upper link 3 and the lower link 4 is increased, there is a deviation within the tolerance range. In the same assembling method as in the first or second embodiment, since the randomly selected upper link 3 and lower link 4 are set, the deviations of the links 3 and 4 are randomly combined. It becomes. Therefore, in order to reduce the variation in the compression ratio between the cylinders, it is necessary to prepare several types of grades of the control link 5 as in the first or second embodiment.
したがって、コントロールリンク５の加工精度をアッパリンク３及びロアリンク４のそれよりも低くし、軸間距離Ｌ３のバラツキが大きくなってもかまわない。また、加工精度を低くすることでコントロールリンク５の加工費を低減することができる。 Therefore, the processing accuracy of the control link 5 may be made lower than that of the upper link 3 and the lower link 4, and the variation in the inter-axis distance L3 may be increased. Moreover, the processing cost of the control link 5 can be reduced by lowering the processing accuracy.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
１ シリンダブロック
２ ピストン
３ アッパリンク
４ ロアリンク
５ コントロールリンク
６ クランクシャフト
７ コントロールシャフト
２０ ピストンピン軸受部
２１ アッパピン軸受部
２２ クランクピン軸受部
２３ コントロールピン軸受部
２４ 大端部
３０ 検査治具
３１ 定盤
３２ ロケートピン
３３ ロケートピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Piston 3 Upper link 4 Lower link 5 Control link 6 Crankshaft 7 Control shaft 20 Piston pin bearing part 21 Upper pin bearing part 22 Crankpin bearing part 23 Control pin bearing part 24 Large end part 30 Inspection jig 31 Surface plate 32 Locating pin 33 Locating pin
Claims (11)
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を連結するロアリンクと、
一端が機関本体側へ揺動可能に支持され、他端が前記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、
クランクシャフトと平行に配置されコントロールリンクを内燃機関本体に揺動可能に支持するコントロールシャフトと、を備える複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法において、
各気筒ごとに使用する前記アッパリンク及び前記ロアリンクの組み合わせを気筒数分だけ選別する第１工程と、
予め機関本体側の支持部中心から前記ロアリンクとの連結部中心までの軸間距離に応じて複数の等級に選別しておいた前記コントロールリンクの中から、全気筒の機関圧縮比が略同一となるように、前記選別されたアッパリンク及びロアリンクと組み合わせる前記コントロールリンクを各気筒ごとに決定する第２工程と、を有することを特徴とする複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法。 An upper link connected to the piston pin of the piston;
A lower link connecting the upper link and the crank pin of the crankshaft;
A control link in which one end is swingably supported to the engine body side and the other end is connected to the lower link;
In a method for assembling a multi-link type multi-cylinder internal combustion engine, comprising a control shaft arranged in parallel with the crankshaft and swingably supporting the control link on the internal combustion engine body,
A first step of selecting a combination of the upper link and the lower link to be used for each cylinder by the number of cylinders;
The engine compression ratios of all cylinders are substantially the same among the control links selected in advance according to the distance between the shafts from the center of the support part on the engine body side to the center of the connecting part with the lower link. And a second step of determining, for each cylinder, the control link to be combined with the selected upper link and lower link, and a method for assembling the multi-link type multi-cylinder internal combustion engine.
前記ロアリンクのクランクピン軸受からコントロールピン軸受までの距離、クランクピン軸受からアッパピン軸受までの距離及びコントロールピン軸受からアッパピン軸受までの距離と、
前記アッパリンクのアッパピン軸受からピストンピン軸受までの距離と、
を計測し、
これらの距離に基づいて、全気筒の機関圧縮比またはピストン上死点位置を略同一にするための前記コントロールリンクの長さを演算し、使用する前記コントロールリンクを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法。 In the second step,
A distance from the crank pin bearing to the control pin bearing of the lower link, a distance from the crank pin bearing to the upper pin bearing, and a distance from the control pin bearing to the upper pin bearing;
The distance from the upper pin bearing of the upper link to the piston pin bearing;
Measure
The control link to be used is determined by calculating the length of the control link for making the engine compression ratios or piston top dead center positions of all cylinders substantially the same based on these distances. Item 3. The method for assembling the multi-link multi-cylinder internal combustion engine according to Item 1 or 2.
前記ロアリンクと前記アッパリンクとをアッパピンを介して連結し、
このアッパリンクとロアリンクとの連結体をピストンピンとクランクピンの位置を規制する治具に仮組みし、
前記治具に仮組みした状態で前記ロアリンクのコントロールピン軸受部中心の位置を計測し、
計測した前記コントロールピン軸受部中心の位置に応じて、使用する前記コントロールリンクを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法。 In the second step,
Connecting the lower link and the upper link via an upper pin;
Temporarily assemble the connecting body of this upper link and lower link to a jig that regulates the position of the piston pin and crank pin,
Measure the position of the control pin bearing part center of the lower link in a state temporarily assembled to the jig,
The method for assembling a multi-link multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control link to be used is determined according to the measured center position of the control pin bearing portion.
この距離と略同一の長さを有する前記コントロールリンクを使用することを特徴とする請求項４に記載の複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法。 Measure the distance between the center of the control pin bearing part of the combined body temporarily assembled to the jig and the center of the swing axis of the control shaft based on the design value,
5. The method for assembling a multi-link multi-cylinder internal combustion engine according to claim 4, wherein the control link having a length substantially equal to the distance is used.
前記アッパリンクのピストンピン軸受部とアッパピン軸受部との軸間距離、前記ロアリンクのアッパピン軸受部とコントロールピン軸受部との軸間距離、前記ロアリンクのクランクピン軸受部とコントロールピン軸受部との軸間距離、及び前記ロアリンクのクランクピン軸受部とアッパピン軸受部との軸間距離のバラツキの分散と比較して、前記コントロールリンクのコントロールピン軸受部と前記コントロールシャフト側の軸受部との軸間距離のバラツキの分散の方が大きくなるように生産したものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の複リンク式多気筒内燃機関の組立て方法。 The upper link, the lower link and the control link are:
The inter-axis distance between the piston pin bearing portion and the upper pin bearing portion of the upper link, the inter-axis distance between the upper pin bearing portion and the control pin bearing portion of the lower link, the crank pin bearing portion and the control pin bearing portion of the lower link, Compared to the dispersion of the variation in the inter-axis distance and the inter-axis distance between the crank pin bearing part and the upper pin bearing part of the lower link, the control pin bearing part of the control link and the bearing part on the control shaft side. 9. The method for assembling a multi-link multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein the production is performed so that the dispersion of the variation in the inter-shaft distance is larger.
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