JP2010248954A - Variable compression ratio device for internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2010248954A
JP2010248954A JP2009097553A JP2009097553A JP2010248954A JP 2010248954 A JP2010248954 A JP 2010248954A JP 2009097553 A JP2009097553 A JP 2009097553A JP 2009097553 A JP2009097553 A JP 2009097553A JP 2010248954 A JP2010248954 A JP 2010248954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compression ratio
control shaft
cylindrical member
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009097553A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Tanaka
儀明 田中
Ryosuke Hiyoshi
亮介 日吉
Toru Fukami
徹 深見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2009097553A priority Critical patent/JP2010248954A/en
Publication of JP2010248954A publication Critical patent/JP2010248954A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct variation in compression ratio of respective cylinders in a variable compression ratio mechanism. <P>SOLUTION: A variable compression ratio device includes the double link type variable compression ratio mechanism, in which a compression ratio is determined by the rotation position of a control shaft 18 equipped with an eccentric shaft. The control shaft 18 comprises separate members of a control shaft body 21 of a linearly-continuing-bar shape and a cylindrical member 22 attached to the control shaft body 21 and forming the eccentric shaft. The cylindrical member 22 includes a first part 22A supporting a control ling 15 and a second part 22B having mounting and adjusting functions with respect to the control shaft body 21, and is fixed to the control shaft body 21 by fastening a movable part 30 cut out by slits 28, 29 with a bolt 31 and a nut 32. The central part of the bolt 31 is exposed inside a mounting hole 27 and is meshed with a female screw 25 of a recessed groove shape on the outer peripheral surface of the control shaft body 21, and therefore the mounting position of the cylindrical member 22 can be adjusted through rotational manipulation of the bolt 31. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した内燃機関の可変圧縮比装置に関し、特に、その制御軸の改良に関する。   The present invention relates to a variable compression ratio device for an internal combustion engine using a multi-link type piston-crank mechanism, and more particularly to improvement of a control shaft thereof.

内燃機関の圧縮比を可変制御するために、特許文献1に例示されているように、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した複リンク式可変圧縮比装置が知られている。これは、内燃機関のピストンとクランクシャフトとが複数のリンク部材を介して連結されているとともに、これらのリンク部材の自由度を制限するコントロールリンクを備え、このコントロールリンクの基端の位置(揺動支点位置)を変更することで、ピストン位置を相対的に上下に変位させ、圧縮比を変更する構成となっている。上記コントロールリンクの揺動支点位置の変更には、コントロールリンク基端が連結される偏心軸を備えた制御軸が用いられ、この制御軸の回転位置を電動モータや油圧機構等からなるアクチュエータによって変化させる構成となっている。   In order to variably control the compression ratio of an internal combustion engine, a multi-link variable compression ratio device using a multi-link piston-crank mechanism is known, as exemplified in Patent Document 1. The piston and crankshaft of the internal combustion engine are connected via a plurality of link members, and are provided with a control link that restricts the degree of freedom of these link members. By changing the dynamic fulcrum position), the piston position is relatively displaced up and down to change the compression ratio. To change the control link swing fulcrum position, a control shaft having an eccentric shaft to which the control link base end is connected is used, and the rotational position of the control shaft is changed by an actuator such as an electric motor or a hydraulic mechanism. It is the composition which makes it.

また、特許文献2は、同様の複リンク式ピストン−クランク機構を固定圧縮比機関に適用し、上記制御軸に相当する補助シャフトを気筒毎に分割するとともに、各々の支持位置をシムによって微調整できるようにして、各気筒の圧縮比のばらつきを小さくするようにした技術を開示している。   Further, Patent Document 2 applies a similar multi-link piston-crank mechanism to a fixed compression ratio engine, divides an auxiliary shaft corresponding to the control shaft for each cylinder, and finely adjusts each support position by a shim. A technique is disclosed in which the variation in the compression ratio of each cylinder is made small as possible.

特開2002−21592号公報JP 2002-215902 A 特開2007−231751号公報JP 2007-231751 A

上記のような複リンク式の可変圧縮比装置においては、気筒毎の圧縮比のばらつきが生じやすく、これに対しては、各々高さの異なるピストンに組み替えることによって対応せざるを得ない。   In the multi-link variable compression ratio apparatus as described above, the compression ratio varies easily from cylinder to cylinder, and this must be dealt with by recombining the pistons with different heights.

また、上記特許文献2の技術は、固定圧縮比機関を前提としたものであり、圧縮比を可変制御する可変圧縮比装置には当然のことながら適用することができない。仮に、これを可変圧縮比装置として構成する場合には、各気筒毎にアクチュエータが必要となってしまう。   Further, the technique of Patent Document 2 is premised on a fixed compression ratio engine, and naturally cannot be applied to a variable compression ratio device that variably controls the compression ratio. If this is configured as a variable compression ratio device, an actuator is required for each cylinder.

この発明は、内燃機関のピストンとクランクシャフトとが複数のリンク部材を介して連結されているとともに、これらのリンク部材の自由度を制限するコントロールリンクを有し、このコントロールリンクの基端が制御軸の偏心軸に揺動可能に連結され、アクチュエータによる上記制御軸の回転位置に応じた上記偏心軸の位置によって圧縮比が変化する内燃機関の可変圧縮比装置を前提としている。そして、上記制御軸は、直線状に連続した制御軸本体と、この制御軸本体に挿通されて上記偏心軸を構成する円筒部材と、から構成されており、上記円筒部材は、外周縁に対し偏心した位置に取付孔を有するとともに、少なくとも軸方向の一部分が、軸方向に延びるスリットによりC字状に切り離されて弾性変形可能となっており、上記スリットを横切るように配置されたボルトの締付により上記制御軸本体に固定されるようになっている。   The present invention has a control link in which a piston and a crankshaft of an internal combustion engine are connected via a plurality of link members and limits the degree of freedom of these link members, and the base end of the control link is controlled A variable compression ratio device for an internal combustion engine is premised on that it is slidably connected to an eccentric shaft of the shaft and the compression ratio changes depending on the position of the eccentric shaft according to the rotational position of the control shaft by an actuator. The control shaft includes a linearly continuous control shaft main body, and a cylindrical member that is inserted through the control shaft main body to form the eccentric shaft. A mounting hole is provided at an eccentric position, and at least a part in the axial direction is cut into a C shape by a slit extending in the axial direction so as to be elastically deformable, and a bolt arranged so as to cross the slit is tightened As a result, it is fixed to the control shaft body.

つまり、制御軸は、制御軸本体と円筒部材とが別部品として構成されており、制御軸本体に対し、その偏心方向を調整した上で円筒部材が固定される。従って、特定の制御位置、例えば最高圧縮比位置あるいは最低圧縮比位置等における実際の圧縮比の誤差を相殺するように、コントロールリンクの揺動支持位置を微調整できる。   That is, the control shaft has a control shaft main body and a cylindrical member that are configured as separate parts, and the cylindrical member is fixed to the control shaft main body after adjusting the eccentric direction thereof. Therefore, the swing support position of the control link can be finely adjusted so as to cancel out an error in the actual compression ratio at a specific control position, for example, the highest compression ratio position or the lowest compression ratio position.

この発明によれば、複リンク式のピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比装置において、その圧縮比の微調整を簡単に行うことができる。   According to the present invention, in a variable compression ratio device using a multi-link type piston-crank mechanism, fine adjustment of the compression ratio can be easily performed.

複リンク式可変圧縮比装置の全体的な構成の一例を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows an example of the whole structure of a multilink type variable compression ratio apparatus. 制御軸の分解斜視図。The exploded perspective view of a control axis. 円筒部材をコントロールリンク端部とともに示す斜視図。The perspective view which shows a cylindrical member with a control link edge part. 図3とは異なる方向から見た同様の斜視図。The same perspective view seen from the direction different from FIG. ボルトに沿った断面図。Sectional drawing along a volt | bolt. 制御軸に作用する荷重の方向の説明図。Explanatory drawing of the direction of the load which acts on a control shaft.

図1は、本発明が適用される複リンク式可変圧縮比装置の基本的な構成の一例を示しており、図示するように、シリンダブロック5に形成されたシリンダ6内に、ピストン1が摺動可能に配設されており、このピストン1に、アッパリンク11の一端がピストンピン2を介して揺動可能に連結されている。このアッパリンク11の他端は、第1連結ピン12を介してロアリンク13の一端部に回転可能に連結されている。このロアリンク13は、その中央部においてクランクシャフト3のクランクピン4に揺動可能に取り付けられている。なお、ピストン1は、その上方に画成される燃焼室から燃焼圧力を受ける。また、クランクシャフト3は、クランク軸受ブラケット7によってシリンダブロック5に回転可能に支持されている。     FIG. 1 shows an example of a basic configuration of a multi-link variable compression ratio device to which the present invention is applied. As shown in the figure, the piston 1 slides in a cylinder 6 formed in a cylinder block 5. The piston 1 is connected to one end of an upper link 11 through a piston pin 2 so as to be swingable. The other end of the upper link 11 is rotatably connected to one end portion of the lower link 13 via a first connecting pin 12. The lower link 13 is swingably attached to the crankpin 4 of the crankshaft 3 at the center thereof. The piston 1 receives combustion pressure from a combustion chamber defined above. The crankshaft 3 is rotatably supported on the cylinder block 5 by a crank bearing bracket 7.

上記ロアリンク13の他端部には、コントロールリンク15の一端が第2連結ピン14を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク15の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点16の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト3と平行に延びた制御軸18を備え、この制御軸18に偏心して設けられた偏心軸19に上記コントロールリンク15の他端が回転可能に嵌合している。上記制御軸18は、上記のクランク軸受ブラケット7と制御軸受ブラケット8との間に回転可能に支持されている。   One end of a control link 15 is rotatably connected to the other end of the lower link 13 via a second connecting pin 14. The other end of the control link 15 is swingably supported by a part of the internal combustion engine body, and the position of the swing fulcrum 16 is displaced with respect to the internal combustion engine body in order to change the compression ratio. It is possible. Specifically, a control shaft 18 extending in parallel with the crankshaft 3 is provided, and the other end of the control link 15 is rotatably fitted to an eccentric shaft 19 provided eccentric to the control shaft 18. The control shaft 18 is rotatably supported between the crank bearing bracket 7 and the control bearing bracket 8.

従って、圧縮比の変更のために、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより制御軸18を回転駆動すると、コントロールリンク15の揺動支点16となる偏心軸19の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク15によるロアリンク13の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン1の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。   Therefore, when the control shaft 18 is rotationally driven by an actuator such as an electric motor (not shown) to change the compression ratio, the center position of the eccentric shaft 19 serving as the swing fulcrum 16 of the control link 15 moves relative to the engine body. . As a result, the motion restraint condition of the lower link 13 by the control link 15 changes, the stroke position of the piston 1 with respect to the crank angle changes, and consequently the engine compression ratio changes.

なお、本発明は、図示したような特定の形式の複リンク式可変圧縮比装置に限定されるものではなく、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した種々の形式の可変圧縮比装置に適用することが可能である。   The present invention is not limited to the specific type of multi-link variable compression ratio device as shown in the figure, but can be applied to various types of variable compression ratio devices using a multi-link type piston-crank mechanism. It is possible.

図2は、この発明の要部である制御軸18の分解斜視図である。図示するように、制御軸18は、直線状に連続した棒状の制御軸本体21と、この制御軸本体21に取り付けられて上記偏心軸19を構成する気筒数に応じた数(図には1個のみ示す)の円筒部材22と、から構成されている。図は、制御軸本体21の長さの一部を省略して示しているが、例えば直列4気筒内燃機関用の制御軸18であれば、上述したようにクランク軸受ブラケット7と制御軸受ブラケット8との間に軸支されるジャーナル部23が5箇所に設けられているとともに、これらのジャーナル部21の間に、各々円筒部材22が取り付けられる。ここで、上記制御軸本体21外周面の各円筒部材22に対応する位置には、後述する位置調整用の雌ねじ部25が周方向に沿った凹溝状に形成されている。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the control shaft 18 which is a main part of the present invention. As shown in the figure, the control shaft 18 has a rod-like control shaft main body 21 that is linearly continuous, and a number corresponding to the number of cylinders that are attached to the control shaft main body 21 and constitute the eccentric shaft 19 (1 in the figure). (Only one is shown) and the cylindrical member 22. In the figure, a part of the length of the control shaft main body 21 is omitted. For example, in the case of the control shaft 18 for an in-line four-cylinder internal combustion engine, the crank bearing bracket 7 and the control bearing bracket 8 are used as described above. Are provided at five locations, and cylindrical members 22 are attached between the journal portions 21, respectively. Here, at positions corresponding to the respective cylindrical members 22 on the outer peripheral surface of the control shaft main body 21, female screw portions 25 for position adjustment described later are formed in a concave groove shape along the circumferential direction.

上記円筒部材22は、外周面22aが真円の円筒面をなし、図3、図4に示すように、コントロールリンク15の他端部が回転可能に嵌合する。そして、この外周面22aの中心に対し偏心した位置に、真円形の取付孔27が貫通形成されている。この取付孔27の径は、上記制御軸本体21に摺動可能に挿通可能でかつ隙間が可及的に小さくなるように設定されている。また円筒部材22の軸方向の寸法は、コントロールリンク15端部の軸方向寸法に比較して大きく、コントロールリンク15と組み合わされた状態で円筒部材22の長さの半分程度の部分がコントロールリンク15端面から突出する。つまり、この円筒部材22は、軸方向に第1の部分22Aと第2の部分22Bとに2分して見ることができ、主に第1の部分22Aが上記の偏心軸19としてコントロールリンク15端部の支持を担っており、主に第2の部分22Bが制御軸本体21に対する取付・調整機能を担っている。   The cylindrical member 22 has an outer peripheral surface 22a having a perfect circular cylindrical surface, and the other end of the control link 15 is rotatably fitted as shown in FIGS. A perfect circular mounting hole 27 is formed at a position eccentric to the center of the outer peripheral surface 22a. The diameter of the mounting hole 27 is set so that it can be slidably inserted into the control shaft body 21 and the gap becomes as small as possible. In addition, the axial dimension of the cylindrical member 22 is larger than the axial dimension of the end portion of the control link 15, and when combined with the control link 15, the half of the length of the cylindrical member 22 is the control link 15. Projects from the end face. That is, the cylindrical member 22 can be seen in the axial direction by being divided into two parts, ie, the first portion 22A and the second portion 22B, and the first portion 22A is mainly used as the eccentric shaft 19 as the control link 15. The end portion is supported, and the second portion 22 </ b> B mainly has an attachment / adjustment function for the control shaft main body 21.

第2の部分22Bとなる円筒部材22の一方の端部には、円筒部材22の端面から軸方向に延びた軸方向スリット28が取付孔27の半径方向に沿って形成されている。つまり、円筒部材22を軸方向に見たときに、軸方向スリット28により、略C字形に切り離された形となる。この軸方向スリット28は、円筒部材22の軸方向中間部に達しており、その先端に、さらに周方向スリット29が連続している。この周方向スリット29は、取付孔27の軸直交面に沿ったものであり、適宜な角度範囲(例えば90°〜180°程度)に亘って円筒部材22の周方向に延びている。一例としては、上記周方向スリット29は、180°の角度範囲に延びており、その起点となる上記軸方向スリット28は、取付孔27の偏心により最も厚肉となっている周方向位置(つまり偏心方向と180°異なる方向の位置)にある。従って、周方向スリット29の先端29a(図3参照)は、逆に、取付孔27の偏心により最も薄肉となっている周方向位置に達している。   An axial slit 28 extending in the axial direction from the end surface of the cylindrical member 22 is formed along the radial direction of the mounting hole 27 at one end of the cylindrical member 22 serving as the second portion 22B. That is, when the cylindrical member 22 is viewed in the axial direction, the cylindrical member 22 is cut into a substantially C shape by the axial slit 28. The axial slit 28 reaches an intermediate portion in the axial direction of the cylindrical member 22, and a circumferential slit 29 is further continuous at the tip thereof. The circumferential slit 29 extends along the axis orthogonal plane of the mounting hole 27 and extends in the circumferential direction of the cylindrical member 22 over an appropriate angle range (for example, about 90 ° to 180 °). As an example, the circumferential slit 29 extends in an angular range of 180 °, and the axial slit 28 that is the starting point of the circumferential slit 29 is the thickest circumferential position due to the eccentricity of the mounting hole 27 (that is, The position is 180 degrees different from the eccentric direction. Accordingly, the tip 29 a (see FIG. 3) of the circumferential slit 29 reaches the circumferential position where it is the thinnest due to the eccentricity of the mounting hole 27.

このように軸方向スリット28および周方向スリット29を備えることにより、第2の部分22Bにおける約180°の部分が、可動部30として、第1の部分22Aを含む残りの部分から切り離され、径方向に弾性変形可能となっている。上記円筒部材22は、適宜な鋼から製造され、強度ならびに剛性確保のための必要な熱処理が施されるが、周方向スリット29の先端29aが円筒部材22の最も薄肉な部位に達しており、可動部30はこの薄肉部を揺動支点として変位しようとするので、比較容易に可動部30が弾性変形し得る。なお、容易に理解できるように、上記周方向スリット29のスリット幅は可及的に小さいものであってもよいが、軸方向スリット28には、可動部30の必要な変位を許容し得るだけのスリット幅が必要である。   By providing the axial slit 28 and the circumferential slit 29 in this way, a portion of about 180 ° in the second portion 22B is separated from the remaining portion including the first portion 22A as the movable portion 30 and has a diameter. Elastically deformable in the direction. The cylindrical member 22 is manufactured from a suitable steel and subjected to heat treatment necessary for ensuring strength and rigidity, but the tip 29a of the circumferential slit 29 reaches the thinnest part of the cylindrical member 22, Since the movable portion 30 tends to be displaced with this thin portion as a swing fulcrum, the movable portion 30 can be elastically deformed easily. As can be easily understood, the slit width of the circumferential slit 29 may be as small as possible, but the axial slit 28 can only allow the necessary displacement of the movable portion 30. The slit width is required.

上記可動部30を径方向に締め付けるために、円筒部材22の厚肉部側に、上記軸方向スリット28と直交するボルト31およびナット32が設けられている。上記ボルト31は、上記軸方向スリット28を横切るように取付孔27の接線方向に沿って形成されたボルト貫通孔34(図5参照)に挿入されており、六角孔35aを有する頭部35が座金36を介して取付孔27一端の座面37に当接し、ナット32が取付孔27他端の座面39に当接する。また、このボルト31は、先端部に径の小さな第1のねじ部31Aを有し、中間部に径の大きな第2のねじ部31Bを有している。上記ナット32は、先端側の第1のねじ部31Aに螺合している。そして、ナット32から突出するボルト31の先端には、該ボルト31を回転操作するための異形部38が設けられている。この異形部38としては、例えば角柱状の突起や矩形の凹部など適宜な形状のものを用いることができるが、図示例では、適宜な工具で摘むことができる偏平な角柱状の突起が用いられている。   In order to tighten the movable part 30 in the radial direction, a bolt 31 and a nut 32 that are orthogonal to the axial slit 28 are provided on the thick part side of the cylindrical member 22. The bolt 31 is inserted into a bolt through hole 34 (see FIG. 5) formed along the tangential direction of the mounting hole 27 so as to cross the axial slit 28, and a head 35 having a hexagonal hole 35a is formed. The nut 32 abuts against the seating surface 39 at the other end of the mounting hole 27 via the washer 36 and the nut 32 abuts against the seating surface 39 at the other end of the mounting hole 27. Further, the bolt 31 has a first screw portion 31A having a small diameter at a tip portion and a second screw portion 31B having a large diameter at an intermediate portion. The nut 32 is screwed into the first screw portion 31A on the distal end side. A deformed portion 38 for rotating the bolt 31 is provided at the tip of the bolt 31 protruding from the nut 32. As the deformed portion 38, for example, a prismatic protrusion or a rectangular recess having an appropriate shape can be used. However, in the illustrated example, a flat prismatic protrusion that can be picked with an appropriate tool is used. ing.

上記ボルト31,ナット32により上記可動部30を内径方向へ締め付けることにより、第2の部分22Bにおける取付孔27内周面が制御軸本体21の外周面に圧接し、その摩擦力によって円筒部材22を所望の姿勢に固定することができる。なお、適宜な摩擦力増強剤(例えば中程度の強度の嫌気性ねじロック剤などの分解が可能なものが好ましい)を取付孔27内周面と制御軸本体21の外周面との間に塗布するようにしてもよい。   By tightening the movable portion 30 in the inner diameter direction with the bolt 31 and the nut 32, the inner peripheral surface of the mounting hole 27 in the second portion 22B comes into pressure contact with the outer peripheral surface of the control shaft main body 21, and the cylindrical member 22 is caused by the frictional force thereof. Can be fixed in a desired posture. An appropriate frictional force enhancer (for example, a medium strength anaerobic screw locking agent is preferable) is applied between the inner peripheral surface of the mounting hole 27 and the outer peripheral surface of the control shaft main body 21. You may make it do.

ところで、この実施例においては、上記ボルト31のボルト貫通孔34が、取付孔27の径と僅かに干渉する位置に設けられており、従って、図4および図5に示すように、ボルト貫通孔34側面と取付孔27との間に、両者を連通する細長い開口部41が生じ、この開口部41を介して上記ボルト31の第2のねじ部31Bが取付孔27内に張り出した形となる。前述した制御軸本体21の外周面の雌ねじ部25は、この開口部41から露出するボルト31に対応して形成されており、周方向に沿った凹溝状をなすとともに、その内表面に、第2のねじ部31Bに対応した螺条が刻設されている。そして、図5に示すように、雌ねじ部25は、制御軸本体21の断面において円弧形に延び、その内表面の上記の螺条に上記ボルト31の第2のねじ部31Bが噛み合っている。従って、ボルト31を回転操作すると、制御軸本体21の接線方向に沿っているボルト31が雌ねじ部25に対し直線移動しようとする結果、円筒部材22が制御軸本体21に対し周方向に移動する。これにより、円筒部材22の周方向の取付位置を調整することが可能である。   By the way, in this embodiment, the bolt through hole 34 of the bolt 31 is provided at a position slightly interfering with the diameter of the mounting hole 27. Therefore, as shown in FIGS. An elongated opening 41 is formed between the side surface 34 and the mounting hole 27, and the second threaded portion 31 </ b> B of the bolt 31 projects into the mounting hole 27 through the opening 41. . The female screw portion 25 on the outer peripheral surface of the control shaft main body 21 described above is formed corresponding to the bolt 31 exposed from the opening 41, and has a concave groove shape along the circumferential direction. A thread corresponding to the second screw portion 31B is engraved. As shown in FIG. 5, the female screw portion 25 extends in an arc shape in the cross section of the control shaft main body 21, and the second screw portion 31 </ b> B of the bolt 31 is engaged with the screw thread on the inner surface thereof. . Therefore, when the bolt 31 is rotated, the bolt 31 along the tangential direction of the control shaft main body 21 tries to move linearly with respect to the female screw portion 25, so that the cylindrical member 22 moves in the circumferential direction with respect to the control shaft main body 21. . Thereby, it is possible to adjust the circumferential mounting position of the cylindrical member 22.

すなわち、例えば直列4気筒内燃機関であれば、4個の円筒部材22を具備しているが、制御軸本体21に対する組み付け時に、個々の位相を基準位置から微調整しつつ組み付けることができる。このように位相を変えて組み付けると、図1に示したような可変圧縮比機構において、制御軸18がある回転角度位置にあるときのコントロールリンク15の揺動支点16の位置つまり制御軸18中心からの偏心量が基準位置とは異なるものとなり、結果的に圧縮比が僅かに変化する。従って、これを用いて、各気筒の圧縮比のばらつきが小さくなるように圧縮比の微調整が可能である。   That is, for example, in the case of an in-line four-cylinder internal combustion engine, four cylindrical members 22 are provided, but when assembling with respect to the control shaft main body 21, the individual phases can be assembled while being finely adjusted from the reference position. When assembled with the phase changed in this way, in the variable compression ratio mechanism as shown in FIG. 1, the position of the swing fulcrum 16 of the control link 15 when the control shaft 18 is at a certain rotational angle position, that is, the center of the control shaft 18 The amount of eccentricity differs from the reference position, and as a result, the compression ratio slightly changes. Therefore, by using this, the compression ratio can be finely adjusted so that the variation in the compression ratio of each cylinder becomes small.

ここで、上記のボルト31は、コントロールリンク15と同じく概ね内燃機関の上下方向に沿って配設されているが、特に、ボルト31の頭部35が機関の上方に向かい、ナット32を備える先端が機関の下方に向かうように配置されている。   Here, the bolt 31 is arranged generally along the vertical direction of the internal combustion engine, like the control link 15. In particular, the head 35 of the bolt 31 faces the upper side of the engine and includes a nut 32. Is arranged so as to face down the engine.

内燃機関のピストン1や上述した可変圧縮比装置のシリンダブロック5に対する組立は、例えば機関(シリンダブロック5)を倒立させた姿勢とし、クランクケース側から行われる。制御軸18は、制御軸本体21に各円筒部材22を挿入しかつコントロールリンク15を組み付けた状態として、シリンダブロック5に組み込まれる。そして、各気筒の圧縮比の微調整のために、ボルト31を先端の異形部38を利用して回転操作し、各気筒の円筒部材22の制御軸本体21に対する取付位置を調整する。各々の円筒部材22の位置が確定したら、ナット32を回転操作して締め付けることにより、円筒部材22を制御軸本体21に堅固に固定する。ナット32および異形部38がシリンダブロック5の下面側へ向かって位置することから、クランクケース側から容易に作業することができる。なお、上記のボルト31を利用して、事後的な圧縮比の調整を行うことも可能であり、この場合にも、コントロールリンク15を取り外すことなく圧縮比を調整できる。   The assembly of the piston 1 of the internal combustion engine and the cylinder block 5 of the above-described variable compression ratio device is performed from the crankcase side, for example, with the engine (cylinder block 5) in an inverted position. The control shaft 18 is incorporated in the cylinder block 5 in a state in which each cylindrical member 22 is inserted into the control shaft main body 21 and the control link 15 is assembled. Then, in order to finely adjust the compression ratio of each cylinder, the bolt 31 is rotated using the deformed portion 38 at the tip, and the mounting position of the cylindrical member 22 of each cylinder with respect to the control shaft main body 21 is adjusted. When the position of each cylindrical member 22 is determined, the cylindrical member 22 is firmly fixed to the control shaft main body 21 by rotating and tightening the nut 32. Since the nut 32 and the deformed portion 38 are located toward the lower surface side of the cylinder block 5, the work can be easily performed from the crankcase side. It is also possible to adjust the compression ratio using the bolt 31 described above, and in this case, the compression ratio can be adjusted without removing the control link 15.

圧縮比調整の具体的な作業手順の一例としては、各々の円筒部材22を一旦基準位置で組み付けた制御軸18が、上述した可変圧縮比装置として、シリンダヘッドならびにシリンダブロックとともに仮組立される。そして、各気筒毎に圧縮比が検査され、そのばらつきが測定されるとともに、基準の圧縮比、例えば最高圧縮比、最低圧縮比あるいは最も使用頻度の高い常用の圧縮比等、となる制御軸18の位置において、各気筒の圧縮比が実質的に同一の圧縮比となるように、必要な円筒部材22の位相差が演算される。これに基づいて、各気筒の円筒部材22の取付位置がボルト31の回転操作により修正され、最終的な組立後に再度各気筒の圧縮比のばらつきが検査される。   As an example of a specific work procedure for adjusting the compression ratio, the control shaft 18 in which each cylindrical member 22 is once assembled at the reference position is temporarily assembled together with the cylinder head and the cylinder block as the above-described variable compression ratio device. Then, the compression ratio is inspected for each cylinder, the variation is measured, and the control shaft 18 becomes a standard compression ratio, for example, the highest compression ratio, the lowest compression ratio, or the most frequently used common compression ratio. At this position, the necessary phase difference of the cylindrical member 22 is calculated so that the compression ratio of each cylinder becomes substantially the same compression ratio. Based on this, the mounting position of the cylindrical member 22 of each cylinder is corrected by the rotation operation of the bolt 31, and after the final assembly, the variation in the compression ratio of each cylinder is inspected again.

なお、最終的な圧縮比調整が完了した後は、上記のボルト31の再調整を必要とする頻度は低いので、上述したように、摩擦力増強剤を塗布しても支障はない。   In addition, after the final compression ratio adjustment is completed, since the frequency of needing readjustment of the bolt 31 is low, there is no problem even if the frictional force enhancer is applied as described above.

図6は、図1の複リンク式ピストン−クランク機構をいわゆるスケルトン図として示したものであって、この図から容易に理解できるように、機関のピストン1に作用する燃焼荷重は、コントロールリンク15に矢印Fで示すように偏心軸19を引き上げる方向に作用する。ここで、スケルトン図の実線は、最高圧縮比位置に対応し、スケルトン図の破線は、最低圧縮比位置に対応しており、図示するように、最高圧縮比位置から最低圧縮比位置の間で、制御軸18は90°強程度しか回動しないので、円筒部材22の周方向位置を多少変更しても偏心量が単調増加する傾向に変わりはなく、従って、ある特定の圧縮比位置で各気筒の実圧縮比が均一となるように円筒部材22の位相を調整すれば、最高圧縮比から最低圧縮比の全範囲で圧縮比のばらつきが小さくなる。   FIG. 6 shows the multi-link type piston-crank mechanism of FIG. 1 as a so-called skeleton diagram. As can be easily understood from this figure, the combustion load acting on the piston 1 of the engine is controlled by the control link 15. As shown by the arrow F in FIG. Here, the solid line in the skeleton diagram corresponds to the highest compression ratio position, and the broken line in the skeleton diagram corresponds to the lowest compression ratio position, as shown, between the highest compression ratio position and the lowest compression ratio position. Since the control shaft 18 rotates only about 90 ° or more, even if the circumferential position of the cylindrical member 22 is slightly changed, there is no change in the tendency of the amount of eccentricity to increase monotonously. If the phase of the cylindrical member 22 is adjusted so that the actual compression ratio of the cylinder is uniform, the variation in the compression ratio is reduced over the entire range from the highest compression ratio to the lowest compression ratio.

また上記の燃焼荷重Fは、偏心軸19つまり円筒部材22に回転方向に作用するが、上記構成では、ボルト31により径方向に締め付けられる円筒部材22の内周面と制御軸本体21の外周面との間の摩擦力によって上記の燃焼荷重Fによるトルクが支承される。つまり、ボルト31と雌ねじ部25との噛合は、円筒部材22の位置調整に用いられるものであり、そのバックラッシュによる円筒部材22のがたつき等の問題はない。   The combustion load F acts on the eccentric shaft 19, that is, the cylindrical member 22 in the rotational direction. In the above configuration, the inner peripheral surface of the cylindrical member 22 and the outer peripheral surface of the control shaft main body 21 that are tightened in the radial direction by the bolts 31. The torque due to the combustion load F is supported by the frictional force between them. That is, the engagement between the bolt 31 and the female screw portion 25 is used for adjusting the position of the cylindrical member 22, and there is no problem such as rattling of the cylindrical member 22 due to the backlash.

なお、上記のように制御軸本体21と円筒部材22とを別部材とした構成では、制御軸本体21が単純な棒状となるので、偏心軸19を一体に備えた従来の構成に比べて、例えば焼き入れ処理を行った際の変形(曲がり)が生じず、その修正工程が不要となる利点もある。   Note that, in the configuration in which the control shaft main body 21 and the cylindrical member 22 are separate members as described above, the control shaft main body 21 has a simple rod shape, so that compared to the conventional configuration in which the eccentric shaft 19 is integrally provided, For example, there is an advantage that deformation (bending) does not occur when the quenching process is performed, and the correction process is unnecessary.

以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、ボルト31の第1のねじ部31Aと第2のねじ部31Bとが異なる径の異なるねじとなっているが、両者を、実質的に連続した同じねじとして構成することも可能である。また、周方向スリット29を省略したり、あるいは、より短いものとしてもよい。また、上記円筒部材22では、加工を容易とするために、偏心軸19としてコントロールリンク15端部を支持する第1の部分22Aと、制御軸本体21に対する取付・調整機能を担っている第2の部分22Bとが、同じ外周面および内周面(取付孔27)を備えているが、本発明はこれに限定されず、両者が異なる形状であってもよく、また第2の部分22Bでは、内周面(取付孔27)に対し外周面が同心円をなしていてもよい。   As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various change is possible. For example, in the said Example, although the 1st thread part 31A and the 2nd thread part 31B of the volt | bolt 31 are the screws from which a diameter differs, both are comprised as the substantially continuous same screw. Is also possible. Further, the circumferential slit 29 may be omitted or shorter. The cylindrical member 22 has a first portion 22A that supports the end portion of the control link 15 as the eccentric shaft 19 and a second function of attaching and adjusting the control shaft main body 21 in order to facilitate processing. The portion 22B includes the same outer peripheral surface and inner peripheral surface (mounting hole 27). However, the present invention is not limited to this, and both may have different shapes. In the second portion 22B, The outer peripheral surface may be concentric with the inner peripheral surface (mounting hole 27).

1…ピストン
3…クランクシャフト
11…アッパリンク
13…ロアリンク
15…コントロールシャフト
18…制御軸
19…偏心軸
21…制御軸本体
22…円筒部材
25…雌ねじ部
27…取付孔
28…軸方向スリット
29…周方向スリット
31…ボルト
32…ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 3 ... Crankshaft 11 ... Upper link 13 ... Lower link 15 ... Control shaft 18 ... Control shaft 19 ... Eccentric shaft 21 ... Control shaft main body 22 ... Cylindrical member 25 ... Female thread part 27 ... Mounting hole 28 ... Axial slit 29 ... Slit in the circumferential direction 31 ... Bolt 32 ... Nut

Claims (7)

内燃機関のピストンとクランクシャフトとが複数のリンク部材を介して連結されているとともに、これらのリンク部材の自由度を制限するコントロールリンクを有し、このコントロールリンクの基端が制御軸の偏心軸に揺動可能に連結され、アクチュエータによる上記制御軸の回転位置に応じた上記偏心軸の位置によって圧縮比が変化する内燃機関の可変圧縮比装置において、
上記制御軸は、直線状に連続した制御軸本体と、この制御軸本体に挿通されて上記偏心軸を構成する円筒部材と、から構成されており、
上記円筒部材は、外周縁に対し偏心した位置に取付孔を有するとともに、少なくとも軸方向の一部分が、軸方向に延びるスリットによりC字状に切り離されて弾性変形可能となっており、上記スリットを横切るように配置されたボルトの締付により上記制御軸本体に固定されることを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。
A piston and a crankshaft of an internal combustion engine are connected via a plurality of link members, and have a control link that limits the degree of freedom of these link members, and the base end of the control link is an eccentric shaft of the control shaft A variable compression ratio device for an internal combustion engine, wherein the compression ratio changes depending on the position of the eccentric shaft according to the rotational position of the control shaft by an actuator.
The control shaft is composed of a linearly continuous control shaft main body and a cylindrical member that is inserted through the control shaft main body and constitutes the eccentric shaft,
The cylindrical member has a mounting hole at a position eccentric with respect to the outer peripheral edge, and at least a part in the axial direction is cut into a C shape by a slit extending in the axial direction and can be elastically deformed. A variable compression ratio device for an internal combustion engine, wherein the variable compression ratio device is fixed to the control shaft body by tightening bolts arranged to cross.
上記の軸方向のスリットは、円筒部材の一端から該円筒部材の軸方向の中間部にまで軸方向に延び、かつこれに連続して周方向に延びるスリットが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。   The axial slit is provided with a slit extending in the axial direction from one end of the cylindrical member to an intermediate portion in the axial direction of the cylindrical member, and continuously extending in the circumferential direction. The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1. 上記取付孔の内周面と上記制御軸本体の外周面との間に摩擦力増強剤を塗布したことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。   The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a friction force enhancing agent is applied between an inner peripheral surface of the mounting hole and an outer peripheral surface of the control shaft main body. 上記ボルトは、先端側の第1のねじ部とこれよりも基端側の第2のねじ部とを備えるとともに、上記取付孔の接線方向に沿ったボルト貫通孔に挿入されており、上記第1のねじ部に螺合するナットによって上記円筒部材の締付固定が行われ、
さらに、上記ボルト貫通孔の側面の開口部から上記取付孔内に上記第2のねじ部が張り出しており、上記制御軸本体に周方向の凹溝状に形成した雌ねじ部に該第2のねじ部が噛み合っていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
The bolt includes a first threaded portion on the distal end side and a second threaded portion on the proximal end side than the first threaded portion, and is inserted into a bolt through hole along a tangential direction of the mounting hole. The cylindrical member is fastened and fixed by a nut that is screwed into the threaded portion of 1.
Further, the second threaded portion projects from the opening on the side surface of the bolt through hole into the mounting hole, and the second threaded portion is formed on the female threaded portion formed in the circumferential groove shape on the control shaft body. The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the portions are engaged with each other.
上記ボルトを円筒部材に対し回転することで上記第2のねじ部と上記雌ねじ部とにより上記制御軸本体における上記円筒部材の取付位置が周方向に調整されることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。   5. The mounting position of the cylindrical member in the control shaft main body is adjusted in the circumferential direction by the second screw portion and the female screw portion by rotating the bolt with respect to the cylindrical member. A variable compression ratio device for an internal combustion engine as described. 上記ナットが螺着するボルトの先端に、該ボルトを回転操作するための異形部が設けられており、内燃機関の組立状態において、このボルト先端が内燃機関の下方へ向かうことを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。   The front end of the bolt to which the nut is screwed is provided with a deformed portion for rotating the bolt, and the front end of the bolt is directed downward of the internal combustion engine when the internal combustion engine is assembled. Item 6. The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to Item 4 or 5. 上記の軸方向のスリットは、円筒部材の外周縁に対する取付孔の偏心により相対的に厚肉となっている周方向位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮比装置。   The axial slit is disposed at a circumferential position that is relatively thick due to the eccentricity of the mounting hole with respect to the outer peripheral edge of the cylindrical member. A variable compression ratio device for an internal combustion engine as described.
JP2009097553A 2009-04-14 2009-04-14 Variable compression ratio device for internal combustion engine Pending JP2010248954A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009097553A JP2010248954A (en) 2009-04-14 2009-04-14 Variable compression ratio device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009097553A JP2010248954A (en) 2009-04-14 2009-04-14 Variable compression ratio device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010248954A true JP2010248954A (en) 2010-11-04

Family

ID=43311561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009097553A Pending JP2010248954A (en) 2009-04-14 2009-04-14 Variable compression ratio device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010248954A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012007603A (en) * 2010-05-28 2012-01-12 Nissan Motor Co Ltd Double-link type piston crank mechanism of internal combustion engine, control shaft of double-link type piston crank mechanism, or manufacturing method of control shaft of double-link type piston crank mechanism
JP2013011207A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Nissan Motor Co Ltd Multiple linkage type piston to crank mechanism of internal combustion engine
JP2013011206A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Nissan Motor Co Ltd Multiple linkage type piston-crank mechanism of internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012007603A (en) * 2010-05-28 2012-01-12 Nissan Motor Co Ltd Double-link type piston crank mechanism of internal combustion engine, control shaft of double-link type piston crank mechanism, or manufacturing method of control shaft of double-link type piston crank mechanism
JP2013011207A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Nissan Motor Co Ltd Multiple linkage type piston to crank mechanism of internal combustion engine
JP2013011206A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Nissan Motor Co Ltd Multiple linkage type piston-crank mechanism of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8087390B2 (en) Multi-link variable compression ratio engine
US20110107998A1 (en) Engine With Variable Compression Ratio
US20080053387A1 (en) Valve Mechanism Lift Adjustment Device and Method
JP2002364393A (en) Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine
CN1769650A (en) Camshaft adjustment device and mounting tool
JP2010248954A (en) Variable compression ratio device for internal combustion engine
US10184395B2 (en) Multi-joint crank drive of an internal combustion engine, and corresponding internal combustion engine
JP5625986B2 (en) Multi-link piston-crank mechanism for internal combustion engine, control shaft for multi-link piston-crank mechanism, or method for manufacturing control shaft for multi-link piston-crank mechanism
US7401581B2 (en) Variable valve apparatus for internal combustion engine
US7819102B2 (en) Valve driving device for internal combustion engine
JP2010180806A (en) Variable compression ratio device of internal combustion engine
JP4714609B2 (en) Variable compression ratio mechanism of internal combustion engine
US9074495B2 (en) Mechanically controllable valve-train assembly
JP4269810B2 (en) Link mechanism pin connection structure
JP4506340B2 (en) Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine
JP3341515B2 (en) Auto tensioner
JP2013011207A (en) Multiple linkage type piston to crank mechanism of internal combustion engine
JP4952705B2 (en) Compression ratio controller
JP2005256653A (en) Variable valve mechanism
JP2009108731A (en) Variable compression ratio engine
JP5109955B2 (en) Variable compression ratio internal combustion engine
JP2007247528A (en) Variable compression ratio mechanism of internal combustion engine
JP2017106428A (en) Two-piece connecting rod l-shaped yoke type stroke volume continuous variable device
JPS6137827Y2 (en)
JP4143332B2 (en) Valve rocker arm