JP2009524766A - 可変圧縮比エンジンのためのオイルスプレー潤滑・冷却装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、可変圧縮比エンジンの可動部品の少なくとも一つにオイルをスプレーするように、可変圧縮比エンジンのエンジンブロック（１００）に設けられた少なくとも一つの噴射器（７０１，７１２，７１３）を含む、可変圧縮比エンジンのためのオイルスプレー潤滑・冷却装置に関連する。上記可動部品は、輪転ガイド装置（４）と、（ｉ）クランクシャフト（９）に接続された接続ロッド（６）および（ｉｉ）伝達要素（３）の反対側の制御ラック（７）と協働する鋸歯ホイール（５）と協働する伝達要素（３）に固着接続された下部を持つ少なくとも一つのピストン（２）を含む。エンジンブロック（１００）に対する制御ラックの垂直位置は、制御装置（１２）によって制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明の主題は、可変圧縮比エンジンのピストンを冷却してギヤシステムを潤滑する装置である。

本出願人に属する国際特許ＷＯ９８／５１９１１，ＷＯ００／３１３７７，ＷＯ０３／００８７８３によれば、可変圧縮比エンジンのための様々な機械的装置が公知である。

本出願人の名による国際特許ＷＯ９８／５１９１１には、運転中に有効容積および／または圧縮比を調節することにより可変負荷および速度で使用される内燃ピストンエンジンの総性能を向上させるのに使用される装置が記載されていることに気付く。

本出願人の名による国際特許ＷＯ００／３１３７７とＷＯ０３／００８７８３によれば、可変圧縮比エンジンの機械的伝達装置は、一方では小型ラックにより輪転ガイド装置と協働するとともに、他方では別の大型ラックにより接続ロッドに固着接続された鋸歯ホイールと協働する伝達部材に固着接続された下部を持つ、ピストンが中で移動する少なくとも一つのシリンダを含み、こうしてピストンと接続ロッドの間の動作の伝達を可能にすることが分かる。

この、可変圧縮比エンジンの機械的伝達装置はまた、鋸歯ホイールと協働する少なくとも一つの制御ラックと、伝達部材にピストンを装着して予め締め付ける手段と、ラックの鋸歯を強化する接続手段と、鋸歯ホイールの構造を補強および軽量化する手段を含む。

可変圧縮比エンジンのピストンは、従来エンジンのピストンの形状と異なる特殊な形状を有することに気付く。

可変圧縮比エンジンは、その機械的原理に関係なく、多くの用途においてターボチャージャまたは他のスーパーチャージ手段によりブーストされるものであることは、当業者に公知である。

上記特許に記載された可変圧縮比エンジンは、スーパーチャージ装置に接続された時にも非常に好都合である。こうすると、高い定格トルクと動力を伝えるとともに容積のより大きな従来の自然吸気エンジンを置き換えることが可能になる。この戦略によって、性能を低下させずに車両の燃費を低下させることが可能になる。

スーパーチャージエンジンがもたらす問題の一つは、スーパーチャージ圧力が上昇するにつれて増大する熱量を受け取るピストンの温度を制御することである。この問題を解決するため、従来のスーパーチャージエンジンのピストンは、通常、ピストンのクラウンの下にオイルをスプレーするオイル噴射器によって冷却される。

可変圧縮比エンジンのピストンを冷却するための装置は、本出願人に属する特許のいずれにも開示されていないが、このような装置が存在しないと、エンジンのピストンが、その破損をもたらしうる過剰に高い動作温度に達する危険があることに気付く。

可変圧縮比エンジンは、従来のエンジンには存在しない動力を伝達および案内するためのギヤシステムを含むことも分かる。このギヤシステムは、大型ラックを含むとともに鋸歯ホイールと協働する、エンジンのピストンに固着接続された伝達部材で構成され、ホイールは制御ラックとも協働する。

ギヤシステムは、同期化ローラの端部の各々に配置された小型鋸歯ホイールと協働する小型ラックでも構成され、小型ラックと小型鋸歯ホイールと同期化ローラは、可変圧縮比エンジンの輪転ガイド装置の一部であることにも気付く。

ギヤシステムは主として、作動している時に可変圧縮比エンジンのエンジンブロックに存在するオイルスプレーによって潤滑され、このスプレーは特に、エンジンの流体ベアリングによりエンジンブロックに散布されるオイルによって生成されることが分かる。

しかし、可変圧縮比エンジンのエンジンブロックの幾何学的構成によれば、このオイルスプレーではギヤシステムに充分な潤滑を行うのには不充分であることが判明しており、その場合には、システムの鋸歯の表面が早く磨耗するか破損することがある。

一方で可変圧縮比エンジンのピストンの温度を制御してピストンの破損を防止するとともに、他方でエンジンのギヤシステムに適当な潤滑を行うため、本発明による可変圧縮比エンジンのためのオイルスプレー潤滑と冷却の装置は、以下の一つの特定の実施態様により、先行技術と区別される。
・可変圧縮比エンジンのピストンの温度が制御されて、それより上ではピストンの持続的動作がもはや保証されない閾値より下に常に維持される。
・所望するエンジンの寿命にしたがってシステムの様々な鋸歯の接触面の耐久性が保証されるように、可変圧縮比エンジンのギヤシステムの潤滑が改良される。

本発明による可変圧縮比エンジンのためのオイルスプレー潤滑・冷却装置は、エンジンの可動部品の少なくとも一つにオイルをスプレーするように、可変圧縮比エンジンのエンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含み、可動部品は、一方で輪転ガイド装置と、他方で鋸歯ホイールと協働する伝達部材に固着接続された下部を持つ少なくとも一つのピストンで構成され、鋸歯ホイールは、一方でクランクシャフトに接続された接続ロッドと、他方で伝達部材と反対の側においてエンジンブロックに対する垂直位置が制御装置によって制御される制御ラックと呼ばれる別のラックと協働する。

本発明による潤滑・冷却装置は、エンジンの圧縮潤滑回路から来たオイルをスプレーする、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、可変圧縮比エンジンに含まれる少なくとも一つのピストンを冷却するため、ピストンのクラウンの下にオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、ピストンのクラウンの上部に形成されたボウルを冷却するため、ボウルの下部外面にオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、その上死点付近でピストンが実施する加速および減速中に、オイルをピストンのクラウンの下側と接触状態に保持するため、少なくとも一つの凹部の縁部によって形成される少なくとも一つのオイルトラップを、クラウンの上部に形成されたボウルの下部外面が含むピストンを含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、エンジンのピストンの下に形成されたスクープにオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含み、スクープは、ピストンの中央部に形成された空洞にオイルを流入させる。

本発明による潤滑・冷却装置は、その上死点付近でピストンが実施する加速および減速中に、一部のオイルをピストンのクラウンの下側と接触状態に保持するため、ピストンの中央部に形成された空洞が上端部にカップを含むピストンを含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、ピストンの中央部に形成された空洞が、ピストンのクラウンの支持リブの間に現れる少なくとも一つの孔を含む分配室を上部に含むピストンを含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、ピストンの中実部に形成された少なくとも一つの通路の流入孔にオイルをスプレーする、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含み、通路はピストンの周縁部においてピストンのクラウンの下に設けられる。

本発明による潤滑・冷却装置は、一方で大型ラックを潤滑するため、他方でこのラックと協働する鋸歯ホイールの鋸歯を潤滑するため、可変圧縮比エンジンの各ピストンの下部に固着接続された少なくとも一つの伝達部材にオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、一方で大型ラックを潤滑するため、他方でこのラックと協働する鋸歯ホイールの鋸歯を潤滑するため、可変圧縮比エンジンの少なくとも一つの制御ラックにオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

本発明による潤滑・冷却装置は、輪転ガイド装置を潤滑するため、可変圧縮比エンジンに含まれる少なくとも一つの輪転ガイド装置にオイルをスプレーするように、エンジンブロックに取り付けられた少なくとも一つの噴射器を含む。

非限定的な例として挙げた添付図面を参照した以下の説明により、本発明とそれが示す特徴、そして得られる長所をより良く理解することができるだろう。

図１に示されているのは、一部がオイルを受け取るように設計された、可変圧縮比エンジンの可動部品の少なくとも一つにオイルをスプレーするように、エンジンのエンジンブロック１００に取り付けられた潤滑・冷却装置７００の少なくとも一つの噴射器７０１の配置および配向についての非限定的な実施態様である。

可変圧縮比エンジンは、エンジンブロック１００に形成された各シリンダ１１０について、一方で輪転ガイド装置４と、他方で鋸歯ホイール５と協働する伝達部材３に固着接続された下部を持つピストン２で構成される可動部品を含む機械的伝達装置１を含む。

ピストン２とクランクシャフト９の間で動作を伝達するため、鋸歯ホイール５はクランクシャフト９に接続された接続ロッド６と協働する。鋸歯ホイール５は、伝達部材３と反対の側において、エンジンブロック１００に対する垂直位置が制御アクチュエータ８を含む制御装置１２により制御される制御ラック７と協働し、アクチュエータピストン１３はエンジンブロック１００に形成されたアクチュエータシリンダ１１２内で案内される。アクチュエータシリンダ１１２の上部は、エンジンブロック１００にボルト固定されることができるアクチュエータシリンダヘッド１１３によって閉鎖されている。

ピストン２に固着接続された伝達部材３は、鋸歯ホイール５の鋸歯５１と協働する鋸歯３４を持つ第１大型ラック３５を面の一方に備える。

伝達部材３は、輪転ガイド装置４のローラ４０の鋸歯と協働する小さな鋸歯３８を持つ別のラック３７を、第１ラック３５と反対の側に含む。

エンジンブロック１００は、ローラ４０の動きをピストン２の動きと同期化させるラック４６を含む支持体４１に固着接続されている。

エンジンブロック１００に対する制御ラック７の垂直位置は、上部アクチュエータロッド１０と下部アクチュエータロッド１６とアクチュエータピストン１３と制御ロッド２０で構成される制御アクチュエータ８を含む制御装置１２により制御される。

制御ラック７は、鋸歯ホイール５の鋸歯５２と協働する鋸歯７４を含む。

潤滑・冷却装置７００は、エンジンブロック１００に取り付けられるとともに、可変圧縮比エンジンの圧縮潤滑回路から来たオイルをスプレーする少なくとも一つの噴射器７０１，７１２，７１３を含む。

可変圧縮比エンジンに含まれる少なくとも一つのピストン２を冷却するため、ピストンのクラウン７０２の下にオイルをスプレーするように、噴射器７０１はエンジンブロック１００に取り付けられている。

別の実施態様によれば、ピストン２のクラウン７０２の上部に形成されたボウル７０３を冷却するため、ボウルの下部外面にオイルをスプレーするように、噴射器がエンジンブロック１００に取り付けられることができる。

ピストン２のクラウン７０２の上部に形成されたボウル７０３の下部外面は、ピストン２がその上死点付近で実施する加速および減速中に、オイルをピストン２のクラウン７０２の下側と接触状態に保持するため、少なくとも一つの凹部７０５の縁部により形成される少なくとも一つのオイルトラップ７０４を含む。

エンジンのピストン２の下に形成された少なくとも一つのスクープ７０６にオイルをスプレーするように、エンジンブロック１００に噴射器７０１が取り付けられ、スクープは、ピストンの中央部に形成された空洞７０７にオイルを流入させる。

ピストン２がその上死点付近で実施する加速および減速中に、一部のオイルをピストンのクラウン７０２の下側と接触状態に保持するため、ピストン２の中央部に形成された空洞７０７は上端部にカップ７０８を含む。

ピストン２の中央部に形成された空洞７０７は、ピストンのクラウン７０２の支持リブ７１１の間に現れる少なくとも一つの孔７１０を含む分配室７０９を上部に含む。

図４に示された別の実施態様によれば、ピストン２の中実部に形成された少なくとも一つの通路７１５の流入孔７１４にオイルをスプレーするように、エンジンブロック１００に噴射器が取り付けられることができ、通路は、ピストンの周縁部においてピストンのクラウン７０２の下に設けられている。

ピストン２を冷却した後、噴射器７０１によってピストン２の下にスプレーされたオイルの一部は、重力によって再びエンジンの潤滑オイル溜めへ下降すると、機械的伝達装置１、より詳しくは伝達部材３と輪転ガイド装置４と鋸歯ホイール５で構成される可動部品を潤滑し始めることに気付く。特定の実施態様によれば、噴射器７０１のオイル出力は、エンジンの動作条件により制御されることができる。

別の実施態様によれば、一方で第１大型ラック３５の鋸歯３４を潤滑するため、そして他方でこのラックと協働する鋸歯ホイール５の鋸歯５１を潤滑するため、可変圧縮比エンジンの各ピストン２の下部に固着接続された少なくとも一つの伝達部材３にオイルをスプレーするように、噴射器７１３がエンジンブロック１００に取り付けられることができる。

別の実施態様によれば、一方で少なくとも一つの制御ラック７の鋸歯７４を潤滑するため、そして他方で制御ラック７と協働する鋸歯ホイール５の鋸歯５２を潤滑するため、エンジンブロック１００に取り付けられた噴射器７１２は、少なくとも一つの制御ラック７にオイルをスプレーするように設計されることができる。

少なくとも一つの輪転ガイド装置４にオイルをスプレーするように、オイル噴射器はまた、エンジンブロック１００に取り付けられることができる。

上記の説明は例として挙げられたものにすぎないことと、記載された構造の詳細が他の均等物によって置き換えられた場合にも逸脱することのない本発明の範囲をいかなる点でも制限しないことを、さらに理解すべきである。

本発明による潤滑・冷却装置の特定の実施態様を示す断面図である。 ピストンを冷却する少なくとも一つのオイル噴射器と協働するように設計された可変圧縮比エンジンのピストンを示す図である。 ピストンを冷却する少なくとも一つのオイル噴射器と協働するように設計された可変圧縮比エンジンのピストンを示す図である。 ピストンを冷却する少なくとも一つのオイル噴射器と協働するように設計された可変圧縮比エンジンのピストンを示す図である。

Claims (12)

1. 可変圧縮比エンジンのためのオイルスプレー潤滑・冷却装置において、可変圧縮比エンジンの可動部品の少なくとも一つにオイルをスプレーするように、エンジンのエンジンブロック（１００）に取り付けられた少なくとも一つのオイル噴射器（７０１，７１２，７１３）を含み、可動部品が、輪転ガイド装置（４）および鋸歯ホイール（５）と協働する伝達部材（３）に固着接続された下部を持つ少なくとも一つのピストン（２）で構成され、鋸歯ホイール（５）が、一方でクランクシャフト（９）に接続された接続ロッド（６）と、他方で伝達部材（３）と反対の側においてエンジンブロック（１００）に対する垂直位置が制御装置（１２）により制御される制御ラック（７）と協働することを特徴とする、潤滑・冷却装置。
2. エンジンブロック（１００）に取り付けられるとともに、エンジンの圧縮潤滑回路から来たオイルをスプレーする少なくとも一つのオイル噴射器（７０１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
3. 可変圧縮比エンジンに含まれる少なくとも一つのピストン（２）を冷却するため、ピストンのクラウン（７０２）の下にオイルをスプレーするように、オイル噴射器がエンジンブロック（１００）に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
4. ピストン（２）のクラウン（７０２）の上部に形成されたボウル（７０３）を冷却するため、ボウルの下部外面にオイルをスプレーするように、オイル噴射器がエンジンブロック（１００）に取り付けられることを特徴とする、請求項３に記載の潤滑・冷却装置。
5. ピストン（２）のクラウン（７０２）の上部に形成されたボウル（７０３）の下部外面が、ピストンが上死点付近で実施する加速および減速中に、一部のオイルをピストンのクラウン（７０２）の下側と接触状態に保持する少なくとも一つの凹部（７０５）の縁部により形成される少なくとも一つのオイルトラップ（７０４）を含むことを特徴とする、請求項１および４に記載の潤滑・冷却装置。
6. エンジンのピストン（２）の下に形成された少なくとも一つのスクープ（７０６）にオイルをスプレーするように、オイル噴射器（７０１）がエンジンブロック（１００）に取り付けられ、スクープが、ピストンの中央部に形成された空洞（７０７）にオイルを流入させることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
7. ピストン（２）が上死点付近で実施する加速および減速中に、一部のオイルをピストンのクラウン（７０２）の下側と接触状態に保持するため、ピストン（２）の中央部に形成された空洞（７０７）が上端部にカップ（７０８）を含むことを特徴とする、請求項６に記載の潤滑・冷却装置。
8. ピストン（２）の中央部に形成された空洞（７０７）が、ピストンのクラウン（７０２）の支持リブ（７１１）の間に現れる少なくとも一つの孔（７１０）を含む分配室（７０９）を上部に含むことを特徴とする、請求項６に記載の潤滑・冷却装置。
9. ピストン（２）の中実部に形成された少なくとも一つの通路（７１５）の流入孔（７１４）にオイルをスプレーするように、オイル噴射器がエンジンブロック（１００）に取り付けられ、通路が、ピストンの周縁部においてピストンのクラウン（７０２）の下に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
10. 一方で、可変圧縮比エンジンの各ピストン（２）の下部に固着接続された少なくとも一つの伝達部材（３）の大型ラック（３５）を潤滑するため、他方で、このラックと協働する鋸歯ホイール（５）の鋸歯（５１）を潤滑するため、オイル噴射器（７１３）が、伝達部材にオイルをスプレーするように、エンジンブロック（１００）に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
11. 一方で、可変圧縮比エンジンの少なくとも一つの制御ラック（７）の鋸歯（７４）を潤滑するため、他方で、このラックと協働する鋸歯ホイール（５）の鋸歯（５２）を潤滑するため、オイル噴射器（７１２）が、制御ラックにオイルをスプレーするように、エンジンブロック（１００）に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。
12. 少なくとも一つの輪転ガイド装置（４）にオイルをスプレーするように、オイル噴射器がエンジンブロック（１００）に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑・冷却装置。