JP2009293475A - Bearing structure of multilink engine - Google Patents
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Description
本発明は複リンク式エンジンの軸受構造に関する。 The present invention relates to a bearing structure for a multi-link engine.
従来の複リンク式エンジンの軸受構造として、クランクシャフトとコントロールシャフトを支持するベアリングキャップを3本のキャップボルトでシリンダブロックに締結するものがある(例えば、特許文献1参照)。
複リンク式エンジンは、単リンク式エンジンと比較してクランクシャフト軸受部に作用するピストンの往復慣性力が増大する。そのため、前述した複リンク式エンジンの軸受構造では、キャップボルトによるベアリングキャップのシリンダヘッドへの締結力の余裕代が、クランクシャフト軸受部に作用する下向き荷重に対して十分ではないという問題点があった。 In the multi-link type engine, the reciprocating inertia force of the piston acting on the crankshaft bearing portion is increased as compared with the single-link type engine. For this reason, the bearing structure of the multi-link type engine described above has a problem that the margin of the fastening force of the bearing cap to the cylinder head by the cap bolt is not sufficient for the downward load acting on the crankshaft bearing portion. It was.
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、キャップボルトによるベアリングキャップのシリンダヘッドへの締結力を増大させることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object thereof is to increase the fastening force of the bearing cap to the cylinder head by the cap bolt.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、一端がピストンピン(15)を介してピストン(14)に連結されるアッパリンク(11)と、前記アッパリンク(11)の他端及びクランクシャフト(2)のクランクピン(2b)に連結されるロアリンク(12)と、前記クランクシャフト(2)と略平行に配置したコントロールシャフト(3)と、一端が前記コントロールシャフト(3)に揺動可能に連結されるとともに、他端が前記ロアリンク(12)に連結されるコントロールリンク(13)と、を備える複リンク式エンジン(1)の軸受構造であって、シリンダブロック(10)との間で前記クランクシャフト(2)の主軸部分(2a)を支持するクランクシャフト主軸受キャップ(20)と、前記クランクシャフト(2)の中心に対して前記コントロールシャフト(3)の反対側に配置されるとともに、先端がシリンダ下端と略同等の高さになるまで前記シリンダブロック(10)に螺合して、前記クランクシャフト主軸受キャップ(20)を前記シリンダブロック(10)に締結する締結ボルト(41)と、を備えることを特徴とする。 The present invention includes an upper link (11) having one end connected to a piston (14) via a piston pin (15), the other end of the upper link (11), and a crank pin (2b) of a crankshaft (2). A lower link (12) coupled to the crankshaft (2), a control shaft (3) disposed substantially parallel to the crankshaft (2), and one end pivotably coupled to the control shaft (3) and the other end And a control link (13) connected to the lower link (12), and a bearing structure of a multi-link engine (1), wherein the crankshaft (2) is connected to a cylinder block (10). A crankshaft main bearing cap (20) for supporting the main shaft portion (2a), and the control shaft (with respect to the center of the crankshaft (2)) ) And is screwed into the cylinder block (10) until the tip is substantially the same height as the cylinder lower end, and the crankshaft main bearing cap (20) is attached to the cylinder block (10). ) And a fastening bolt (41) to be fastened.
部材締結ボルトの先端をシリンダ下端まで延長したので、部材締結ボルトによるベアリングキャップのシリンダヘッドへの締結力が増大する。 Since the tip end of the member fastening bolt is extended to the cylinder lower end, the fastening force of the bearing fastening bolt to the cylinder head by the member fastening bolt increases.
以下、図面等を参照して本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず図1及び図2を参照して、複リンク式エンジン1の概略構成と、クランクシャフト2及びコントロールシャフト3の支持構造について説明する。
First, a schematic configuration of the multi-link engine 1 and a support structure for the
図1は、圧縮比を変更することができる複リンク式エンジン1の概略構成図である。図2は、クランクシャフト2及びコントロールシャフト3の支持構造の概略図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-link engine 1 in which the compression ratio can be changed. FIG. 2 is a schematic view of a support structure for the
図1に示すように、複リンク式エンジン1は、ピストン14とクランクシャフト2とを2つのリンク(アッパリンク11、ロアリンク12)で連結するとともに、コントロールリンク13でロアリンク12を制御して圧縮比を変更する。
As shown in FIG. 1, the multi-link engine 1 connects the
アッパリンク11は、その上端がピストンピン15を介してピストン14と連結し、その下端が連結ピンを介してロアリンク12の一端と連結する。ピストン14は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック10のシリンダ10aを往復動する。
The
ロアリンク12は、その一端が第1連結ピン16を介してアッパリンク11に連結し、その他端が第2連結ピン17を介してコントロールリンク13に連結する。ロアリンク12は、その略中央の連結孔12aに、クランクシャフト2のクランクピン2bが挿入され、クランクピン2bを中心軸として揺動する。
One end of the
クランクシャフト2は、複数のクランクジャーナル2aとクランクピン2bとカウンターウェイト2cとを備える。
The
図2に示すように、クランクジャーナル2aは、上半分がシリンダブロック10の下面に、下半分がクランクシャフト用キャップ20の上面に形成されたクランクシャフト軸受部21に回転自在に支持される。クランクシャフト用キャップ20は、第1キャップボルト41によって、下側からシリンダブロック10に締結される。この第1キャップボルト41は、クランクジャーナル2aの中心線Aに対してコントロールシャフト3が配置される側と反対側に配置されるボルトである。
As shown in FIG. 2, the
再び図1を参照して説明する。クランクピン2bは、クランクジャーナル2aから所定量偏心しており、ここにロアリンク12が揺動自在に連結する。
A description will be given with reference to FIG. 1 again. The
カウンターウェイト2cは、クランクジャーナル2aとクランクピン2bとをつなぐアーム部に設けられ、回転部分の重量アンバランスを取り除く。
The
コントロールリンク13は、その一端が第2連結ピン17を介してロアリンク12に連結し、その他端がコントロールシャフト3のコントロールピン3bに連結する。コントロールシャフト3のコントロールピン3bは、コントロールジャーナル3aから所定量偏心した位置に軸心がある。したがって、アクチュエータ32によってコントロールシャフト3を回転させると、コントロールピン3bの位置が移動する。
One end of the
図2に示すように、コントロールジャーナル3aは、上半分がクランクシャフト用キャップ20の下面に、下半分がコントロールシャフト用キャップ30の上面に形成されたコントロールシャフト軸受部31に回転自在に支持される。コントロールシャフト用キャップ30及び前述したクランクシャフト用キャップ20は、第2キャップボルト42及び第3キャップボルト43によって、下側からシリンダブロック10に締結される。
As shown in FIG. 2, the
図3は複リンク式エンジン1の圧縮比変更方法を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a compression ratio changing method of the multi-link engine 1.
複リンク式エンジン1は、コントロールシャフト3を回転させてコントロールピン3bの位置を変更させることで、圧縮比を変更する。
The multi-link engine 1 changes the compression ratio by rotating the
例えば、図3(A)及び図3(C)に示すようにコントロールピン3bを位置Pにすれば、上死点位置(TDC)が高くなり高圧縮比になる。
For example, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (C), when the
一方で、図3(B)及び図3(C)に示すようにコントロールピン3bを位置Qにすれば、コントロールリンク13が上方へ押し上げられ、第2連結ピン17の位置が上がる。これによりロアリンク12はクランクピン2bを中心として反時計方向に回転し、第1連結ピン16が下がり、ピストン上死点(TDC)におけるピストンピン15の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。
On the other hand, if the
また複リンク式エンジン1は、ピストンとクランクシャフトとを一本のリンク(コンロッド)で連結した従来の単リンク式エンジンに比べて、単振動に近いピストンストローク特性を得ることができる。以下、これについて図4を参照して説明する。 Further, the multi-link engine 1 can obtain a piston stroke characteristic close to a single vibration as compared with a conventional single link engine in which a piston and a crankshaft are connected by a single link (connecting rod). This will be described below with reference to FIG.
図4は、複リンク式エンジン1のピストンストローク特性(実線)と、単リンク式エンジンのピストンストローク特性(破線)とを示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing the piston stroke characteristics (solid line) of the multi-link engine 1 and the piston stroke characteristics (broken line) of the single link engine.
図4に破線で示すように、従来の単リンク式エンジンは、ピストンが上死点付近で早い動き(加速度大)になり、下死点付近では鈍い動き(加速度小)になっていた。 As shown by a broken line in FIG. 4, in the conventional single link type engine, the piston has a fast movement (high acceleration) near the top dead center and a slow movement (low acceleration) near the bottom dead center.
これに対し、図4に実線で示すように、複リンク式エンジン1は、リンク構成を適切に設定することにより、単振動に近いピストンストローク特性を得ることができる。そのため、ピストン加速度が平準化され、下死点付近でのピストン速度が従来に比して速くなる。 On the other hand, as shown by a solid line in FIG. 4, the multi-link engine 1 can obtain a piston stroke characteristic close to simple vibration by appropriately setting the link configuration. Therefore, the piston acceleration is leveled, and the piston speed near the bottom dead center becomes faster than the conventional one.
ここで、図5を参照してピストン加速度が平準化されたことによって新たに発生した問題点について説明する。 Here, with reference to FIG. 5, a problem newly generated due to the leveling of the piston acceleration will be described.
図5(A)は、単リンク式エンジンのクランクシャフト軸受部21に作用する下向き荷重を模式的に示した図である。図5(B)は、複リンク式エンジンのクランクシャフト軸受部21に作用する下向き荷重を模式的に示した図である。
FIG. 5A is a diagram schematically showing a downward load acting on the
図5(A)及び図5(B)に示すように、クランクシャフト軸受部21には、燃焼荷重の他に、ピストンの往復動によって発生する往復慣性力が作用する。このとき、図5(B)に示すように、下死点付近でのピストン速度が速い複リンク式エンジンの場合は、ピストンが下死点に達したときにクランクシャフト軸受部21に作用する往復慣性力が増加する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the crankshaft bearing 21 is subjected to a reciprocating inertia force generated by the reciprocating motion of the piston in addition to the combustion load. At this time, as shown in FIG. 5B, in the case of a multi-link engine having a fast piston speed near bottom dead center, the reciprocation acting on the
往復慣性力が増加すると、クランクシャフト軸受部21に下向き荷重が作用したときに、クランクシャフト用キャップ20が変形して、シリンダンブロック10との間に空隙が生じる、いわゆる口開きが発生するおそれがある。
When the reciprocating inertia force increases, when a downward load is applied to the
そこで、本実施形態ではこの口開きを防止するため、第1キャップボルト41の長さをシリンダ10aの下端位置まで延長した。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent this opening, the length of the
図6は、シリンダブロック10に螺合する第1キャップボルト41、第2キャップボルト42及び第3キャップボルト43を示した概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing the
図6に示すように、本実施形態では第1キャップボルト41の長さがシリンダ10aの下端位置まで延長される。これにより、シリンダブロック10とクランクシャフト用キャップとの締結力が増加するので、口開きを防止できる。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the length of the
また、シリンダ10aの下端部のシリンダブロック10には、第1キャップボルト41の先端よりも底が深くなるような切欠き10bが形成される。この切欠き10bについて図7を参照して説明する。
The
図7(A)は、シリンダブロック10の底面図であり、図7(B)は、図7(A)の点線部の拡大図である。
FIG. 7A is a bottom view of the
図7(A)に示すように、シリンダブロック10には、4つのシリンダ10aが形成されるとともに、第1キャップボルト41、第2キャップボルト42及び第3キャップボルト43が螺合するボルト孔41a,42a,43aが各シリンダ10aの両側に形成される。
As shown in FIG. 7A, the
図7(B)に示すように、本実施形態ではシリンダ10aの下端部のシリンダブロック10に4か所の切欠き10bを形成する。切欠き10bは、各シリンダ10aに対して、気筒列方向の上半分と下半分とにそれぞれ2か所ずつ上下対称となるように設けられる。図7において、気筒列方向下半分に設けられた2か所の切欠き10bは、それぞれボルト孔41aの近傍に設けられる。
As shown in FIG. 7B, in this embodiment, four
この切欠きによって、図7(B)に矢印に示す方向に作用する第1キャップボルト41の引張り荷重を低減することができる。したがって、第1キャップボルト41の引張り荷重によるシリンダ10aの変形量を小さくすることができる。これにより、シリンダ10aからピストンスカートに作用する面圧も小さくすることができるので、フリクションを低減することができる。
By this notch, the tensile load of the
図8は、切欠き10bをエンジン側面から見たときの図である。
FIG. 8 is a view of the
図8に示すように、シリンダ10aごとに設けられた4か所の切欠き10bは、カウンターウェイト2cの軌跡上に配置され、切欠き10bの幅は、カウンターウェイト2cの幅よりも大きい。これにより、切欠き10bにカウンターウェイト逃げの機能を追加することができる。これにより、カウンターウェイト2cの回転半径を大きくすることができるので、単リンク式エンジンよりも主運動機構の質量が増加する複リンク式エンジンの往復慣性力を低減できる。
As shown in FIG. 8, the four
以上説明した本実施形態によれば、第1キャップボルト41の長さをシリンダ10aの下端位置まで延長した。これにより、シリンダブロック10とクランクシャフト用キャップ20との締結力が増加するので、口開きを防止できる。
According to this embodiment described above, the length of the
また、シリンダ10aの下端部のシリンダブロック10に4か所の切欠き10bを形成した。この切欠き10bによって、第1キャップボルト41の引張り荷重を低減することができるので、シリンダボ10aの変形量を小さくすることができる。これにより、シリンダ10aからピストンスカートに作用する面圧を小さくすることができ、フリクションを低減することができる。
Further, four
さらに、切欠き10bの幅を、カウンターウェイト2cの幅よりも大きくした。これにより、カウンターウェイト2cの回転半径を大きくすることができるので、主運動機構の質量が増加する複リンク式エンジンの往復慣性力を低減できる。
Further, the width of the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、本実施形態では切欠き10bをシリンダ10aごとに4か所設けたが、第1キャップボルト41に対応するボルト孔41aの近傍に設けるだけでもよい。
For example, in this embodiment, the four
1 複リンク式エンジン
2 クランクシャフト
2a クランクジャーナル(主軸部分)
2b クランクピン
2c カウンターウェイト
3 コントロールシャフト
10 シリンダブロック
10a シリンダ
10b 切欠き
11 アッパリンク
12 ロアリンク
13 コントロールリンク
14 ピストン
15 ピストンピン
20 クランクシャフト用キャップ(クランクシャフト主軸受キャップ)
41 第1キャップボルト(締結ボルト)
1
41 First cap bolt (fastening bolt)
Claims (3)
前記アッパリンクの他端及びクランクシャフトのクランクピン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配置したコントロールシャフトと、
一端が前記コントロールシャフトに揺動可能に連結されるとともに、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、
を備える複リンク式エンジンの軸受構造であって、
シリンダブロックとの間で前記クランクシャフトの主軸部分を支持するクランクシャフト主軸受キャップと、
前記クランクシャフトの中心に対して前記コントロールシャフトの反対側に配置されるとともに、先端がシリンダ下端と略同等の高さになるまで前記シリンダブロックに螺合して、前記クランクシャフト主軸受キャップを前記シリンダブロックに締結する締結ボルトと、
を備えることを特徴とする複リンク式エンジンの軸受構造。 An upper link having one end connected to the piston via a piston pin;
A lower link connected to the other end of the upper link and a crank pin of the crankshaft;
A control shaft disposed substantially parallel to the crankshaft;
A control link having one end pivotably coupled to the control shaft and the other end coupled to the lower link;
A multi-link engine bearing structure comprising:
A crankshaft main bearing cap that supports the main shaft portion of the crankshaft with a cylinder block;
The crankshaft main bearing cap is disposed on the opposite side of the control shaft with respect to the center of the crankshaft and screwed into the cylinder block until the tip is substantially the same height as the lower end of the cylinder. A fastening bolt to be fastened to the cylinder block;
A bearing structure for a multi-link engine, comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の複リンク式エンジンの軸受構造。 2. The multi-link engine bearing structure according to claim 1, wherein the cylinder block includes a notch for reducing a tensile load from the fastening bolt around a lower end portion of the cylinder.
ことを特徴とする請求項2に記載の複リンク式エンジンの軸受構造。 The bearing structure for a multi-link engine according to claim 2, wherein the notch is provided on a locus of a counterweight of the crankshaft, and a width of the notch is larger than a width of the counterweight. .
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