JP7112905B2 - Multi-link piston crank mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のピストンクランク機構、特に、複リンク式ピストンクランク機構に関する。 The present invention relates to a piston crank mechanism for an internal combustion engine, and more particularly to a multi-link piston crank mechanism.

複リンク式ピストンクランク機構の一例として、特許文献1に記載のものが挙げられる。この複リンク式ピストンクランク機構は、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端にアッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクの自由度を規制するコントロールリンクと、を備えている。上記ロアリンクは、菱形に近い平行四辺形をなしており、ロアリンクの中央に設けられたクランクピン軸受部の両側に、アッパピン嵌合孔と、コントロールピン嵌合孔とが形成されている。このようなロアリンクは、該ロアリンクの重心がクランクピン軸受部内の中央に位置する構成となっている。 An example of the multi-link type piston crank mechanism is disclosed in Patent Document 1. This multi-link type piston crank mechanism includes an upper link, one end of which is connected to a piston via a piston pin, and a lower link, which is connected to the other end of the upper link via an upper pin and is connected to a crankpin of a crankshaft. It has a link and a control link that regulates the degree of freedom of this lower link. The lower link has a parallelogram shape that is similar to a rhombus, and an upper pin fitting hole and a control pin fitting hole are formed on both sides of a crank pin bearing provided in the center of the lower link. Such a lower link has a structure in which the center of gravity of the lower link is positioned at the center of the crankpin bearing portion.

上記複リンク式ピストンクランク機構では、ピストンからの燃焼圧力によって上下運動するアッパリンクからの力が、ロアリンクに入力され、このロアリンクは、コントロールピンを支点として揺動している。 In the multi-link piston crank mechanism, the force from the upper link that moves up and down due to the combustion pressure from the piston is input to the lower link, and the lower link swings about the control pin.

特開2017-53416号公報JP 2017-53416 A

特許文献1の複リンク式ピストンクランク機構では、ピストンおよびアッパリンクの上下運動に起因して上下方向の振動成分が生じる。この振動成分は、奇数気筒内燃機関、例えば3気筒内燃機関においては、相殺されずに依然として残存したままとなる。そして、上記振動成分により、内燃機関にヨー振動およびピッチ振動が生じ、内燃機関の音振性能が悪化する虞がある。 In the multi-link type piston crank mechanism of Patent Document 1, a vertical vibration component is generated due to the vertical movement of the piston and the upper link. In an odd-numbered cylinder internal combustion engine, such as a three-cylinder internal combustion engine, this vibration component is not canceled and still remains. The vibration component causes yaw vibration and pitch vibration in the internal combustion engine, which may deteriorate the sound vibration performance of the internal combustion engine.

さらに、燃費向上を目的とした複リンク式ピストンクランク機構のロングストローク化により、内燃機関の音振性能がさらに悪化する虞がある。 Furthermore, there is a risk that the noise and vibration performance of the internal combustion engine will further deteriorate due to the extension of the stroke of the multi-link type piston crank mechanism for the purpose of improving fuel efficiency.

本発明では、ロアリンクのアッパピン嵌合孔側の溝部の底部に設けられた孔部に、相対的に比重の小さい材料からなる軽量部が設けられている。 In the present invention, the light weight portion made of a material having a relatively small specific gravity is provided in the hole provided in the bottom portion of the groove on the upper pin fitting hole side of the lower link.

従って、量部を含むロアリンクの重心が、コントロールピン嵌合孔寄りに位置している。これにより、アッパリンクの上下運動に伴う振動成分の発生が抑制される。 Therefore, the center of gravity of the lower link including the light weight portion is located near the control pin fitting hole. This suppresses the generation of vibration components associated with the vertical motion of the upper link.

本発明によれば、内燃機関に生じるヨー振動およびピッチ振動が低減され、これにより、内燃機関の音振性能が向上する。 According to the present invention, yaw vibration and pitch vibration occurring in the internal combustion engine are reduced, thereby improving the noise and vibration performance of the internal combustion engine.

第1の実施例の複リンク式ピストンクランク機構の構成説明図である。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of the multi-link type piston crank mechanism of the first embodiment; 第1の実施例のロアリンクの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the lower link of the first embodiment; 第1の実施例のロアリンクの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the lower link of the first embodiment; 基本形状を有したロアリンクを用いた場合および第1の実施例のロアリンクを用いた場合における、ヨー振動の振幅の変化をそれぞれ示すグラフである。7A and 7B are graphs showing changes in the amplitude of yaw vibration when a lower link having a basic shape is used and when the lower link of the first embodiment is used; 基本形状を有したロアリンクを用いた場合、第1の実施例のロアリンクを用いた場合、および第2の実施例のロアリンクを用いた場合における、ヨー振動およびピッチ振動の大きさを示す説明図である。Shows the magnitude of yaw vibration and pitch vibration when using a lower link having a basic shape, when using the lower link of the first embodiment, and when using the lower link of the second embodiment. It is an explanatory diagram. 第2の実施例のロアリンクの平面図である。FIG. 11 is a plan view of the lower link of the second embodiment; 第3の実施例のロアリンクの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a lower link of the third embodiment; 第3の実施例のロアリンクアッパの斜視図である。It is a perspective view of the lower link upper of a 3rd Example. 第4の実施例のロアリンクの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a lower link of a fourth embodiment;

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、奇数気筒内燃機関、例えば直列3気筒内燃機関の各気筒に適用される第1の実施例の複リンク式ピストンクランク機構を示している。この複リンク式ピストンクランク機構は、ピストン1にピストンピン2を介して一端が連結されたアッパリンク3と、このアッパリンク3の他端にアッパピン(連結ピン)4を介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピン5に連結されたロアリンク6と、このロアリンク6の自由度を規制するコントロールリンク7と、を備えている。このコントロールリンク7は、一端が機関本体側の支持ピン8に揺動可能に支持され、他端がロアリンク6にコントロールピン(連結ピン)9を介して連結されている。なお、複リンク式ピストンクランク機構は、支持ピン8の位置を可変とすることで、可変圧縮比機構として構成することも可能である。 FIG. 1 shows a multi-link piston crank mechanism of a first embodiment applied to each cylinder of an odd-numbered cylinder internal combustion engine, for example, an in-line three-cylinder internal combustion engine. This multi-link type piston crank mechanism includes an upper link 3, one end of which is connected to a piston 1 via a piston pin 2, and the other end of the upper link 3, which is connected to the other end of the upper link 3 via an upper pin (connection pin) 4. A lower link 6 connected to a crankpin 5 of a shaft and a control link 7 for restricting the degree of freedom of the lower link 6 are provided. One end of the control link 7 is swingably supported by a support pin 8 on the engine body side, and the other end is connected to the lower link 6 via a control pin (connection pin) 9 . The multi-link piston crank mechanism can also be configured as a variable compression ratio mechanism by making the position of the support pin 8 variable.

ロアリンク6は、該ロアリンク6の単品として必要な剛性を確保するとともにロアリンク6の重量を最少とするように構成された基本形状に、この基本形状からクランクピン軸受部11の径方向外側に張り出した重り部10を付加した形状に形成されている。ロアリンク6は、金属材料、例えばSCR420Hによって形成されている。ここで、SCR420Hの比重は、7.8である。 The lower link 6 has a basic shape configured to ensure the required rigidity as a single piece of the lower link 6 and to minimize the weight of the lower link 6. It is formed in a shape in which a weight portion 10 projecting from the top is added. The lower link 6 is made of a metal material such as SCR420H. Here, the specific gravity of SCR420H is 7.8.

ロアリンク6の上記基本形状は、図2および図3に示すように、実線および破線で囲まれる菱形に近い平行四辺形をなしている。この基本形状は、図2および図3に示すように、中央のクランクピン軸受部11を挟んで互いに対向する2つの頂点12,13から平行に延びる一対の第1の直線部14,15と、該第1の直線部14,15との間に所定の傾斜角αを形成するように頂点12,13から平行に延びる一対の第2の直線部16,17と、頂点12,13とは反対側において、第1の直線部14および第2の直線部16同士並びに第1の直線部15および第2の直線部17同士を接続する2つの円弧部18,19と、によって構成されている。そして、第1の直線部14の一部、円弧部18および第2の直線部16の一部が、クランクピン5の軸方向両端側において、互いに対向する一対のアッパピン用ピンボス部20a,20aを構成している。一方、第1の直線部15の一部、円弧部19および第2の直線部17の一部が、クランクピン5の軸方向両端側において、互いに対向する一対のコントロールピン用ピンボス部21a,21a(図2には1つのみを図示)を構成している。アッパピン用ピンボス部20a,20aおよびコントロールピン用ピンボス部21a,21aは、ロアリンク6の中央に位置するクランクピン軸受部11を挟んで互いにほぼ180°反対側に位置している。 The basic shape of the lower link 6 is, as shown in FIGS. 2 and 3, a parallelogram that is close to a rhombus surrounded by solid and broken lines. As shown in FIGS. 2 and 3, this basic shape includes a pair of first linear portions 14 and 15 extending in parallel from two vertices 12 and 13 facing each other with a central crankpin bearing portion 11 interposed therebetween; A pair of second straight portions 16, 17 extending in parallel from the vertices 12, 13 so as to form a predetermined inclination angle α with the first straight portions 14, 15 and opposite to the vertices 12, 13 On the side, two arc portions 18 and 19 connecting the first straight portion 14 and the second straight portion 16 and the first straight portion 15 and the second straight portion 17 are formed. A portion of the first linear portion 14, a portion of the circular arc portion 18, and a portion of the second linear portion 16 form a pair of upper pin pin boss portions 20a, 20a facing each other on both axial end sides of the crankpin 5. Configure. On the other hand, a portion of the first linear portion 15, a portion of the circular arc portion 19 and a portion of the second linear portion 17 are arranged on both axial end sides of the crankpin 5 so as to form a pair of control pin pin boss portions 21a, 21a facing each other. (only one is shown in FIG. 2). The upper pin pin boss portions 20a, 20a and the control pin pin boss portions 21a, 21a are located on opposite sides of each other with the crank pin bearing portion 11 located in the center of the lower link 6 therebetween.

アッパピン用ピンボス部20aには、クランクピン軸受部11よりも小さい直径を有し、アッパピン4が嵌合する円形のアッパピン嵌合孔22が形成されている。ここで、円弧部18は、アッパピン嵌合孔22と同心となっている。 A circular upper pin fitting hole 22 having a diameter smaller than that of the crank pin bearing portion 11 and into which the upper pin 4 is fitted is formed in the upper pin pin boss portion 20a. Here, the arc portion 18 is concentric with the upper pin fitting hole 22 .

一方、コントロールピン用ピンボス部21aには、同じくクランクピン軸受部11よりも小さい直径を有し、コントロールピン9が嵌合する円形のコントロールピン嵌合孔23が形成されている。ここで、円弧部19は、コントロールピン嵌合孔23と同心となっている。 On the other hand, the control pin pin boss portion 21a is formed with a circular control pin fitting hole 23 having a diameter smaller than that of the crankpin bearing portion 11 and into which the control pin 9 is fitted. Here, the arc portion 19 is concentric with the control pin fitting hole 23 .

このように構成されたロアリンク6の基本形状の重心G1は、クランクピン軸受部11の中心C1付近に位置している。 The center of gravity G<b>1 of the basic shape of the lower link 6 configured in this way is positioned near the center C<b>1 of the crankpin bearing portion 11 .

また、ロアリンク6は、図2および図3に示すように、クランクピン軸受部11の中心C1を通る分割面24において、アッパピン用ピンボス部20a,20aを含むロアリンクアッパ6Aと、コントロールピン用ピンボス部21a,21aを含むロアリンクロア6Bと、の2部品に分割して形成されている。 2 and 3, the lower link 6 includes a lower link upper 6A including upper pin pin boss portions 20a, 20a and a control pin pin boss portion 20a on a dividing plane 24 passing through the center C1 of the crankpin bearing portion 11. A lower link lower 6B including pin boss portions 21a, 21a is formed by being divided into two parts.

ロアリンクアッパ6Aおよびロアリンクロア6Bは、クランクピン軸受部11をクランクピン5に嵌め込んだ上で、2本のボルト25(図3参照)によって互いに締結されている。このようにロアリンクアッパ6Aとロアリンクロア6Bとが互いに締結された状態では、ロアリンク6は、アッパピン4やコントロールピン9と直交する平面に沿った2つの端面27,27(図2および図3には1つのみを図示)を備えている。 The lower link upper 6A and the lower link lower 6B are fastened together by two bolts 25 (see FIG. 3) after the crankpin bearing portion 11 is fitted onto the crankpin 5. As shown in FIG. When the lower link upper 6A and the lower link lower 6B are fastened to each other in this manner, the lower link 6 has two end faces 27, 27 (see FIGS. 2 and 3) along a plane orthogonal to the upper pin 4 and the control pin 9. (only one shown).

各端面27のうち第1の直線部14とクランクピン軸受部11との間のロアリンクアッパ6Aの部位には、軽量化のために、クランクピン5の軸方向に窪んだ溝部28が形成されている。溝部28は、クランクピン5の軸方向から見たときの形状が概ね長方形をなしており、アッパピン嵌合孔22付近から頂点12付近まで連続している。 A groove portion 28 recessed in the axial direction of the crankpin 5 is formed at a portion of the lower link upper 6A between the first straight portion 14 and the crankpin bearing portion 11 of each end surface 27 for weight reduction. ing. The groove portion 28 has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction of the crankpin 5 and is continuous from the vicinity of the upper pin fitting hole 22 to the vicinity of the vertex 12 .

同様に、各端面27のうちクランクピン軸受部11を挟んで溝部28と反対側のロアリンクロア6Bの部位には、軽量化のために、クランクピン5の軸方向に窪んだ溝部29が形成されている。溝部29は、クランクピン5の軸方向から見たときの形状が概ね長方形をなしており、コントロールピン嵌合孔23付近から頂点13付近まで連続している。 Similarly, a groove portion 29 recessed in the axial direction of the crankpin 5 is formed at a portion of the lower link lower portion 6B on the opposite side of the groove portion 28 with respect to the crankpin bearing portion 11 in each end face 27 for weight reduction. there is The groove portion 29 has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction of the crankpin 5 and continues from the vicinity of the control pin fitting hole 23 to the vicinity of the vertex 13 .

また、各端面27のうち第2の直線部16とクランクピン軸受部11との間のロアリンクアッパ6Aの部位には、軽量化のために、クランクピン5の軸方向に窪んだ溝部30が形成されている。溝部30は、クランクピン5の軸方向から見たときの形状が概ね正方形をなしている。 A groove portion 30 recessed in the axial direction of the crankpin 5 is formed in the portion of the lower link upper 6A between the second straight portion 16 and the crankpin bearing portion 11 of each end surface 27 for weight reduction. formed. The groove 30 has a substantially square shape when viewed from the axial direction of the crankpin 5 .

同様に、各端面27のうちクランクピン軸受部11を挟んで溝部30と反対側のロアリンクロア6Bの部位には、軽量化のために、クランクピン5の軸方向に窪んだ溝部31が形成されている。溝部31は、クランクピン5の軸方向から見たときの形状が概ね正方形をなしている。 Similarly, a groove portion 31 recessed in the axial direction of the crankpin 5 is formed at a portion of the lower link lower portion 6B on the opposite side of the groove portion 30 with respect to the crankpin bearing portion 11 in each end face 27 for weight reduction. there is The groove 31 has a substantially square shape when viewed from the axial direction of the crankpin 5 .

重り部10は、ロアリンクロア6Bのコントロールピン嵌合孔23側にロアリンクロア6Bと一体に形成されており、クランクピン軸受部11の中心C1付近に位置する上記基本形状の重心G1に対しロアリンク6の重心をコントロールピン嵌合孔23側にずらすことで、アッパリンク3の上下運動に伴う振動成分や、この振動成分に起因する内燃機関のヨー振動およびピッチ振動を抑制するものである。重り部10は、ロアリンクロア6Bにおいて、コントロールピン用ピンボス部21a,21aからクランクピン軸受部11の径方向外側に概ね扇形にそれぞれ張り出している。つまり、重り部10は、第1の直線部15の一部、円弧部19および第2の直線部17の一部から構成される概ねV字形状からクランクピン軸受部11の径方向外側に向かって、ロアリンク6の端面27に沿って張り出しており、クランクピン軸受部11の中心C1とコントロールピン嵌合孔23の中心C2とアッパピン嵌合孔22の中心C3とを通る線Eの両側に概ね均等に分布している。このように構成された重り部10の形状は、ロアリンク6が回転したときに、重り部10が図示せぬシリンダブロックに干渉しないようになっている。 The weight portion 10 is formed integrally with the lower link lower 6B on the side of the control pin fitting hole 23 of the lower link lower 6B, and is positioned near the center C1 of the crankpin bearing portion 11 of the lower link 6 with respect to the center of gravity G1 of the basic shape. By shifting the center of gravity toward the control pin fitting hole 23, vibration components associated with the vertical motion of the upper link 3 and yaw and pitch vibrations of the internal combustion engine caused by these vibration components are suppressed. The weight portions 10 extend radially outward of the crank pin bearing portion 11 from the control pin pin boss portions 21a, 21a in the lower link lower portion 6B in a generally fan shape. In other words, the weight portion 10 extends radially outward of the crankpin bearing portion 11 from a substantially V-shape formed by a portion of the first straight portion 15, a portion of the arc portion 19, and a portion of the second straight portion 17. , extending along the end surface 27 of the lower link 6, on both sides of a line E passing through the center C1 of the crankpin bearing portion 11, the center C2 of the control pin fitting hole 23, and the center C3 of the upper pin fitting hole 22. It is roughly evenly distributed. The shape of the weight portion 10 configured in this manner prevents the weight portion 10 from interfering with the cylinder block (not shown) when the lower link 6 rotates.

重り部10を含むロアリンク6の重心G2は、クランクピン軸受部11の中心C1よりもコントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。さらに、重心G2は、線分C1-C2上において、ロアリンク6の基本形状の重心G1よりもコントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。 The center of gravity G2 of the lower link 6 including the weight portion 10 is located at a position shifted from the center C1 of the crankpin bearing portion 11 toward the control pin fitting hole 23 side. Furthermore, the center of gravity G2 is located on the line segment C1-C2 at a position shifted toward the control pin fitting hole 23 from the center of gravity G1 of the basic shape of the lower link 6. As shown in FIG.

かかる複リンク式ピストンクランク機構において、ロアリンク6は、ピストン1が受けた燃焼圧力をアッパリンク3を介してアッパピン4により受け取り、コントロールピン9を支点とする揺動動作によりクランクピン5に力を伝達する。 In such a multi-link type piston crank mechanism, the lower link 6 receives the combustion pressure received by the piston 1 via the upper link 3 by means of the upper pin 4, and exerts force on the crank pin 5 by swinging with the control pin 9 as a fulcrum. introduce.

図4は、概ね平行四辺形の基本形状を有したロアリンクつまり重り部なしのロアリンクを用いた場合および第1の実施例のロアリンク6を用いた場合における、直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動の振幅の変化をそれぞれ示している。図4において、横軸は、時間を示し、一方、縦軸は、ヨー振動の大きさを示している。破線は、重り部なしのロアリンクを用いた場合のヨー振動の振幅の変化を示しており、一方、実線は、第1の実施例のロアリンク6を用いた場合のヨー振動の振幅の変化を示している。 FIG. 4 shows the results of a straight three-cylinder internal combustion engine when a lower link having a substantially parallelogram basic shape, ie, a lower link without a weight, is used and when the lower link 6 of the first embodiment is used. Each shows a change in the amplitude of the yaw oscillation. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time, while the vertical axis indicates the magnitude of yaw oscillation. The dashed line shows the change in yaw vibration amplitude when the lower link without weight is used, while the solid line shows the change in yaw vibration amplitude when the lower link 6 of the first embodiment is used. is shown.

図4に示すように、第1の実施例のロアリンク6を用いた場合のヨー振動の振幅は、重り部なしのロアリンクを用いた場合のヨー振動の振幅よりも小さくなっている。従って、ロアリンクロア6Bに重り部10を付加することにより、直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動が低減したことが分かる。 As shown in FIG. 4, the amplitude of yaw vibration when using the lower link 6 of the first embodiment is smaller than the amplitude of yaw vibration when using a lower link without a weight. Therefore, it can be seen that adding the weight portion 10 to the lower link lower 6B reduces the yaw vibration generated in the in-line three-cylinder internal combustion engine.

上記のように、第1の実施例では、重り部10は、第1の直線部15の一部、円弧部19および第2の直線部17の一部から構成される概ねV字形状からクランクピン軸受部11の径方向外側に張り出している。従って、重り部10を含むロアリンク6の重心G2は、ロアリンク6の最低限の剛性を確保するために設定された概ね平行四辺形の基本形状の重心G1に対して、コントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。これにより、アッパリンク3の上下運動に伴う振動成分の発生が抑制され、さらに、この振動成分に伴って直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動およびピッチ振動が減少する。つまり、図5に示すように、第1の実施例のロアリンク6(点B)を用いた場合におけるヨー振動およびピッチ振動の大きさは、概ね平行四辺形の基本形状を有したロアリンクつまり重り部なしのロアリンク(点A)を用いた場合におけるヨー振動およびピッチ振動の大きさよりも小さくなっている。従って、ヨー振動およびピッチ振動に起因する直列3気筒内燃機関の音振性能が向上する。 As described above, in the first embodiment, the weight portion 10 is configured from a substantially V-shaped portion composed of a portion of the first straight portion 15, a portion of the arc portion 19 and a portion of the second straight portion 17 to a crank angle. It protrudes radially outward of the pin bearing portion 11 . Therefore, the center of gravity G2 of the lower link 6 including the weight portion 10 is set to the center of gravity G1 of the substantially parallelogram basic shape set to ensure the minimum rigidity of the lower link 6. It is in a position shifted to the 23 side. As a result, the generation of vibration components associated with the vertical motion of the upper link 3 is suppressed, and yaw vibration and pitch vibration generated in the in-line three-cylinder internal combustion engine accompanying these vibration components are reduced. That is, as shown in FIG. 5, when the lower link 6 (point B) of the first embodiment is used, the magnitudes of yaw vibration and pitch vibration are similar to those of the lower link having a substantially parallelogram basic shape, that is, The magnitude of the yaw vibration and the pitch vibration is smaller than when a lower link without a weight (point A) is used. Therefore, the noise and vibration performance of the in-line three-cylinder internal combustion engine due to yaw vibration and pitch vibration is improved.

なお、図5では、横軸のピッチ振動の大きさは、図5の右側へ向かうほどピッチ振動が大きくなっていることを示し、一方、縦軸のヨー振動の大きさは、図5の上側に向かうほどヨー振動が大きくなっていることを示している。 In FIG. 5, the magnitude of pitch vibration on the horizontal axis indicates that pitch vibration increases toward the right side of FIG. 5, while the magnitude of yaw vibration on the vertical axis indicates the magnitude of It shows that the yaw oscillation increases toward

また、燃費の向上を目的として、複リンク式ピストンクランク機構がロングストローク化する場合には、直列3気筒内燃機関の音振性能がさらに悪化する虞があるが、第1の実施例のロアリンク6は、上記のようなロングストローク化した複リンク式ピストンクランク機構に対しても音振性能を向上させることができる。 Further, when the multi-link type piston crank mechanism has a long stroke for the purpose of improving fuel efficiency, the noise and vibration performance of the in-line three-cylinder internal combustion engine may be further deteriorated. 6 can improve the noise and vibration performance even for the long-stroke multi-link piston crank mechanism as described above.

図6は、第2の実施例のロアリンク6を示している。 FIG. 6 shows the lower link 6 of the second embodiment.

第2の実施例では、図5に示すように、ロアリンクロア6Bの重り部26は、中心C1と中心C2と中心C3とを通る線Eよりも上側に多く分布している。 In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the weight portions 26 of the lower link lower 6B are distributed above the line E passing through the centers C1, C2, and C3.

これに伴い、重り部26を含むロアリンク6の重心G3は、線Eよりも上側に位置している。 Accordingly, the center of gravity G3 of the lower link 6 including the weight portion 26 is positioned above the line E.

第2の実施例のような線Eよりも上側にずれた重心G3を有したロアリンク6により、アッパリンク3の上下運動に伴う振動成分の発生がさらに抑制され、直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動がさらに低減する。つまり、図5に示すように、第2の実施例のロアリンク6(点C)を用いた場合におけるヨー振動の大きさは、第1の実施例のロアリンク6(点B)を用いた場合におけるヨー振動の大きさよりも小さくなっている。これにより、直列3気筒内燃機関の音振性能がさらに向上する。 The lower link 6 having the center of gravity G3 deviated above the line E as in the second embodiment further suppresses the generation of the vibration component associated with the vertical motion of the upper link 3, which occurs in the in-line three-cylinder internal combustion engine. Yaw vibration is further reduced. That is, as shown in FIG. 5, the magnitude of the yaw vibration when the lower link 6 (point C) of the second embodiment is used is is smaller than the magnitude of the yaw oscillation in the case. This further improves the noise and vibration performance of the in-line three-cylinder internal combustion engine.

図7は、第3の実施例のロアリンク6を示している。 FIG. 7 shows the lower link 6 of the third embodiment.

第3の実施例では、ロアリンク6は、該ロアリンク6の単品として必要な剛性を確保するとともにロアリンク6の重量を最少とするように構成された上述の平行四辺形の基本形状に形成されている。ロアリンク6では、中心C1、中心C2および中心C3を通る線Eと直交する線Fよりもアッパピン嵌合孔22側に、比重が7.8であるSCR420Hからなるコントロールピン嵌合孔23側よりも比重の小さい材料からなる軽量部32が設けられている。この軽量部32は、図7および図8にドットで示す第1~第3小軽量部32a,32b,32cを有し、合成樹脂材料、例えばコウベライトKM-9000によって構成されている。ここで、コウベライトKM-9000の比重は、1.32である。 In the third embodiment, the lower link 6 is formed in the above-described basic shape of the parallelogram so as to secure the required rigidity as a single piece of the lower link 6 and to minimize the weight of the lower link 6. It is In the lower link 6, the upper pin fitting hole 22 side of the line F perpendicular to the line E passing through the centers C1, C2 and C3, and the control pin fitting hole 23 side of the SCR420H having a specific gravity of 7.8. A light weight portion 32 made of a material having a low specific gravity is provided. The lightweight portion 32 has first to third small and lightweight portions 32a, 32b, and 32c indicated by dots in FIGS. 7 and 8, and is made of a synthetic resin material such as Kobelite KM-9000. Here, the specific gravity of Koberite KM-9000 is 1.32.

溝部28の底部28aのうちアッパピン嵌合孔22およびクランクピン軸受部11に近い部位は、図8に示すようにアッパピン用ピンボス部20aの厚さよりも小さい部位となっており、この部位に、クランクピン5の軸方向に貫通した概ね円形の第1孔部33が貫通形成されている。この第1孔部33には、図7および図8に示すように、コウベライトKM-9000からなる第1小軽量部32aが充填されている。 A portion of the bottom portion 28a of the groove portion 28 that is close to the upper pin fitting hole 22 and the crankpin bearing portion 11 is a portion that is smaller in thickness than the upper pin pin boss portion 20a as shown in FIG. A substantially circular first hole portion 33 is formed through the pin 5 in the axial direction thereof. As shown in FIGS. 7 and 8, the first hole portion 33 is filled with a first small and light portion 32a made of Koberite KM-9000.

また、第1の直線部14に沿った方向において溝部28の底部28aの中央の部位は、図8の手前側の溝部28の底部28aから図8の奥側の図示せぬ溝部の底部まで連続した比較的肉厚の部位となっており、この部位に、クランクピン5の軸方向に貫通した概ね円形の第2孔部34が貫通形成されている。この第2孔部34には、コウベライトKM-9000からなる第2小軽量部32bが充填されている。 Further, the central portion of the bottom portion 28a of the groove portion 28 in the direction along the first straight portion 14 is continuous from the bottom portion 28a of the groove portion 28 on the front side in FIG. A substantially circular second hole portion 34 is formed through this portion so as to extend therethrough in the axial direction of the crankpin 5 . The second hole 34 is filled with a second light weight portion 32b made of Kobelite KM-9000.

さらに、溝部30の底部30aのうち第2の直線部16側のほぼ半分の部位は、図8に示すようにアッパピン用ピンボス部20aの厚さよりも小さい部位となっており、この部位に、クランクピン5の軸方向に貫通した第3孔部35が貫通形成されており、この第3孔部35に、コウベライトKM-9000からなる第3小軽量部32cが充填されている。 Approximately half of the bottom portion 30a of the groove portion 30 on the side of the second straight portion 16 is smaller than the thickness of the upper pin pin boss portion 20a as shown in FIG. A third hole portion 35 is formed through the pin 5 in the axial direction thereof, and the third hole portion 35 is filled with a third light weight portion 32c made of Kobelite KM-9000.

第1小軽量部32aの外周面と第1孔部33の内周面との間の結合、第2小軽量部32bの外周面と第2孔部34の内周面との間の結合、ならびに第3小軽量部32cの外周面と第3孔部35の内周面との間の結合は、周知の異種材料結合方法によって行われる。 The connection between the outer peripheral surface of the first small and light portion 32a and the inner peripheral surface of the first hole 33, the connection between the outer peripheral surface of the second small and light portion 32b and the inner peripheral surface of the second hole 34, In addition, the bonding between the outer peripheral surface of the third small and light portion 32c and the inner peripheral surface of the third hole portion 35 is performed by a known dissimilar material bonding method.

なお、第1~第3孔部33,34,35からの第1~第3小軽量部32a,32b,32cの脱落を抑制するために、第1~第3孔部33,34,35の内周面に凹凸を設けるようにしても良い。 In order to prevent the first to third small and light portions 32a, 32b, 32c from falling out of the first to third holes 33, 34, 35, the first to third holes 33, 34, 35 are You may make it provide unevenness|corrugation in an internal peripheral surface.

また、第3の実施例では、第1の直線部14の一部、円弧部18および第2の直線部16の一部から構成されるロアリンクアッパ6Aの概ねV字形状の部位や、この部位と連続するアッパピン嵌合孔22の周囲の円弧状の部位(アッパピン嵌合孔22と第1、第3小軽量部32a,32cとの間の部位)には、小軽量部を設けておらず、SCR420Hからなる金属部分が連続している。上記概ねV字形状の部位や円弧状の部位にはピストンおよびアッパリンクの上下運動に起因した荷重が作用しやすいので、この荷重に耐える剛性を確保するため、このように金属部分を残すようにしてある。 Further, in the third embodiment, the substantially V-shaped portion of the lower link upper 6A, which is composed of a portion of the first straight portion 14, a portion of the arc portion 18, and a portion of the second straight portion 16, A small and lightweight portion is provided in an arcuate portion (a portion between the upper pin fitting hole 22 and the first and third small and light portions 32a, 32c) surrounding the upper pin fitting hole 22 which is continuous with the portion. Instead, the metal portion made of SCR420H is continuous. The V-shaped portion and the arc-shaped portion are likely to be subjected to loads caused by the vertical movement of the piston and upper link. There is.

第1~第3小軽量部32a,32b,32cを含むロアリンク6の重心G4は、クランクピン軸受部11の中心C1よりもコントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。さらに、重心G4は、線分C1-C2上において、ロアリンク6の基本形状の重心G1よりもコントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。 The center of gravity G4 of the lower link 6 including the first to third small and light portions 32a, 32b, 32c is located at a position shifted from the center C1 of the crankpin bearing portion 11 toward the control pin fitting hole 23 side. Further, the center of gravity G4 is located on the line segment C1-C2 at a position shifted toward the control pin fitting hole 23 from the center of gravity G1 of the basic shape of the lower link 6. As shown in FIG.

上記のように、第3の実施例では、ロアリンク6の線Fよりもアッパピン嵌合孔22側に、コントロールピン嵌合孔23側よりも比重の小さい材料からなる第1~第3小軽量部32a,32b,32cが設けられている。従って、第1~第3小軽量部32a,32b,32cを含むロアリンク6の重心G4は、ロアリンク6の最低限の剛性を確保するために設定された概ね平行四辺形の基本形状の重心G1に対して、コントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。これにより、アッパリンク3の上下運動に伴う振動成分の発生が抑制され、さらに、この振動成分に伴って直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動およびピッチ振動が減少する。 As described above, in the third embodiment, on the upper pin fitting hole 22 side of the line F of the lower link 6, the first to third small and lightweight materials made of a material having a smaller specific gravity than the control pin fitting hole 23 side are provided. Portions 32a, 32b and 32c are provided. Therefore, the center of gravity G4 of the lower link 6 including the first to third small and light weight portions 32a, 32b, 32c is the center of gravity of the basic shape of a substantially parallelogram set to ensure the minimum rigidity of the lower link 6. It is at a position shifted toward the control pin fitting hole 23 with respect to G1. As a result, the generation of vibration components associated with the vertical motion of the upper link 3 is suppressed, and yaw vibration and pitch vibration generated in the in-line three-cylinder internal combustion engine accompanying these vibration components are reduced.

図9は、第4の実施例のロアリンク6を示している。 FIG. 9 shows the lower link 6 of the fourth embodiment.

第4の実施例のロアリンク6は、第3の実施例のロアリンク6のロアリンクロア6Bのコントロールピン嵌合孔23側に、第1の実施例の重り部10よりも外形が小さい重り部36を付加したものである。従って、第1~第3小軽量部32a,32b,32cおよび重り部36を含むロアリンク6の重心G5は、線分C1-C2上において、第3の実施例の重心G4よりもコントロールピン嵌合孔23側にずれた位置にある。 The lower link 6 of the fourth embodiment has a weight portion 36 having a smaller outer shape than the weight portion 10 of the first embodiment on the control pin fitting hole 23 side of the lower link lower 6B of the lower link 6 of the third embodiment. is added. Therefore, the center of gravity G5 of the lower link 6, including the first to third light weight portions 32a, 32b, 32c and the weight portion 36, is greater than the center of gravity G4 of the third embodiment on the line segment C1-C2. It is in a position shifted to the joint hole 23 side.

第4の実施例のように、第1~第3小軽量部32a,32b,32cおよび小型の重り部36を含むロアリンク6によっても、コントロールピン嵌合孔23側に重心G5がずれた構成が得られる。従って、小型の重り部36により、重り部36とシリンダブロックとの干渉を効果的に抑制しながら、直列3気筒内燃機関に生じるヨー振動およびピッチ振動を減少させることができる。 As in the fourth embodiment, the lower link 6 including the first to third light weight portions 32a, 32b, 32c and the small weight portion 36 also shifts the center of gravity G5 toward the control pin fitting hole 23 side. is obtained. Therefore, the small weight portion 36 can effectively suppress interference between the weight portion 36 and the cylinder block, and reduce yaw vibration and pitch vibration occurring in the in-line three-cylinder internal combustion engine.

1・・・ピストン
3・・・アッパリンク
6・・・ロアリンク
6A・・・ロアリンクアッパ
6B・・・ロアリンクロア
7・・・コントロールリンク
10・・・重り部
11・・・クランクピン軸受部
14,15・・・第1の直線部
16,17・・・第2の直線部
18,19・・・円弧部
23・・・コントロールピン嵌合孔
26・・・重り部
C1,C2,C3・・・中心
G1,G2,G3,G4,G5・・・重心
32・・・軽量部
32a,32b,32c・・・第1~第3小軽量部
33,34,35・・・第1~第3孔部
36・・・重り部
Reference Signs List 1 Piston 3 Upper link 6 Lower link 6A Lower link upper 6B Lower link lower 7 Control link 10 Weight portion 11 Crankpin bearing portion 14 , 15... First straight parts 16, 17... Second straight parts 18, 19... Arc part 23... Control pin fitting hole 26... Weight parts C1, C2, C3. Center G1, G2, G3, G4, G5 Center of gravity 32 Lightweight portions 32a, 32b, 32c First to third small and light portions 33, 34, 35 First to third 3 holes 36: weight

Claims (5)

ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端にアッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が内燃機関本体に揺動可能に連結され、かつ他端が前記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと、を備えた複リンク式ピストンクランク機構において、
前記ロアリンクは、前記クランクピンが嵌合するクランクピン軸受部を挟んで両側に、前記アッパピンが嵌合するアッパピン嵌合孔と、前記コントロールピンが嵌合するコントロールピン嵌合孔とが設けられており、
前記ロアリンクは、前記クランクピン軸受部を挟んで互いに対向する一対の第1の直線部と、前記一対の第1の直線部に対して所定の角度を有し、互いに対向する一対の第2の直線部と、前記アッパピン嵌合孔側および前記コントロールピン嵌合孔側で各第1の直線部と各第2の直線部とを接続する2つの円弧部と、によって概ね四角形の基本形状に形成されるとともに、前記アッパピンと直交する平面に沿った端面を有し、
前記端面のうち前記アッパピン嵌合孔側の第1直線部または第2直線部と前記クランクピン軸受部との間に、前記クランクピンの軸方向に窪んだ溝部が設けられており、
前記溝部の底部に設けられた孔部に、相対的に比重の小さい材料からなる軽量部が設けられていることを特徴とする複リンク式ピストンクランク機構。
An upper link having one end connected to a piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin and to a crankpin of a crankshaft, and one end connected to an internal combustion engine body. a control link pivotably connected and the other end connected to the lower link via a control pin,
The lower link is provided with an upper pin fitting hole into which the upper pin is fitted and a control pin fitting hole into which the control pin is fitted on both sides of the crank pin bearing portion into which the crank pin is fitted. and
The lower link has a pair of first linear portions facing each other with the crankpin bearing portion interposed therebetween, and a pair of second straight portions having a predetermined angle with respect to the pair of first linear portions and facing each other. and two arcuate portions connecting the first straight portions and the second straight portions on the upper pin fitting hole side and the control pin fitting hole side to form a substantially rectangular basic shape. is formed and has an end face along a plane orthogonal to the upper pin;
A groove recessed in the axial direction of the crankpin is provided between the crankpin bearing portion and a first straight portion or a second straight portion on the upper pin fitting hole side of the end face,
A multi-link piston crank mechanism, wherein a light-weight portion made of a material having a relatively small specific gravity is provided in a hole provided in the bottom of the groove .
前記軽量部は、合成樹脂材料によって形成されており、前記軽量部以外の前記ロアリンクの部位は、金属材料によって形成されていることを特徴とする請求項に記載の複リンク式ピストンクランク機構。 2. The multi-link type piston crank mechanism according to claim 1 , wherein the light weight portion is made of a synthetic resin material, and the portion of the lower link other than the light weight portion is made of a metal material. . 前記軽量部を含む前記ロアリンクの重心は、前記クランクピン軸受部の中心よりも前記コントロールピン嵌合孔側に位置していることを特徴とする請求項またはに記載の複リンク式ピストンクランク機構。 3. The multi-link piston according to claim 1 , wherein the center of gravity of the lower link including the light weight portion is positioned closer to the control pin fitting hole than the center of the crankpin bearing portion. crank mechanism. 記アッパピン嵌合孔側の第1の直線部の一部、円弧部および第2の直線部の一部から構成される前記ロアリンクの概ねV字形状の部位および前記V字形状の部位と連続した前記アッパピン嵌合孔の周囲の円弧状の部位は、金属によって形成されていることを特徴とする請求項のいずれかに記載の複リンク式ピストンクランク機構。 a substantially V-shaped portion and the V-shaped portion of the lower link, which are composed of a portion of the first straight portion, an arc portion, and a portion of the second straight portion on the upper pin fitting hole side; A multi-link piston crank mechanism according to any one of claims 1 to 3 , wherein the arcuate portion surrounding said continuous upper pin fitting hole is made of metal. 前記ロアリンクは、奇数気筒内燃機関に用いられることを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の複リンク式ピストンクランク機構。 The multi-link piston crank mechanism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the lower link is used in an odd-numbered cylinder internal combustion engine.
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