JPH01190901A - Variable capacity type reciprocating piston device - Google Patents

Variable capacity type reciprocating piston device

Info

Publication number
JPH01190901A
JPH01190901A JP1211588A JP1211588A JPH01190901A JP H01190901 A JPH01190901 A JP H01190901A JP 1211588 A JP1211588 A JP 1211588A JP 1211588 A JP1211588 A JP 1211588A JP H01190901 A JPH01190901 A JP H01190901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main shaft
piston
revolution
rotation
center
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
JP1211588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Miyate
宮手 敬雄
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 Shatai Co Ltd
Original Assignee
Nissan Shatai 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 Shatai Co Ltd filed Critical Nissan Shatai Co Ltd
Priority to JP1211588A priority Critical patent/JPH01190901A/en
Publication of JPH01190901A publication Critical patent/JPH01190901A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • F02B41/04Engines with prolonged expansion in main cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the pumping loss and reduce fuel consumption drastically by setting the shift locus of the revolution center so that the inclination of the line connecting the revolution centers increases more as the reciprocation stroke reduces further. CONSTITUTION:When the first or second main shaft 12 or 18 is revolution-driven from outside, a piston 3 performs a rectilinear movement in reciprocation, accompanied with the revolution of the revolution center O3. The angle formed by the lines M3 and M2 for connecting the points O1 and O2' is set to phi. The shift locus A of the revolution center O2 is set so that the angle phi becomes larger as the reciprocation stroke S reduces. Therefore, the pumping loss can be reduced, and fuel consumption can be reduced drastically.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、往復動内燃機関あるいは往復動コンプレッ
サとして用いられる可変容量型往復ピストン装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a variable displacement reciprocating piston device used as a reciprocating internal combustion engine or a reciprocating compressor.

従来の技術 往復ピストン装置の代表的なものとして往復動内燃機関
がある。これは、燃焼圧力によって往復運動するピスト
ンの直線運動をコネクティングロッドを介してクランク
シャフトに伝達し、該クランクシャフトの回転運動に変
換させる構成となっている。
A typical example of a conventional reciprocating piston device is a reciprocating internal combustion engine. This is configured so that the linear motion of a piston that reciprocates due to combustion pressure is transmitted to the crankshaft via a connecting rod and converted into rotational motion of the crankshaft.

また、往復ピストン装置は、コンプレッサとしても用い
られる。この場合には、逆にクランクシャフトの回転運
動がコネクティングロッドを介してピストンの往復直線
運動に変換され、流体の吸入、圧縮を行うことになる。
Reciprocating piston devices are also used as compressors. In this case, conversely, the rotational motion of the crankshaft is converted into reciprocating linear motion of the piston via the connecting rod, thereby suctioning and compressing the fluid.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のようなピストンクランク機構を利
用した従来の往復ピストン装置にあっては、ピストンの
往復ストロークは、クランクシャフトにおけるクランク
ピンの偏心量のみで固定的に定まってしまい、この結果
、ピストン装置の容量つまり内燃機関としての排気量や
コンプレッサとしての吐出量は常に一定のものとなり、
変化させることができない。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional reciprocating piston device using the piston crank mechanism as described above, the reciprocating stroke of the piston is fixedly determined only by the amount of eccentricity of the crank pin in the crankshaft. As a result, the capacity of the piston device, that is, the displacement as an internal combustion engine and the discharge amount as a compressor, is always constant.
cannot be changed.

従って、例えばガソリン機関にあっては、低負荷運転時
に吸気通路中の絞弁を絞って出力調節を行う必要があり
、これに伴うボンピングロスによって燃費の悪化を来す
不具合がある。
Therefore, for example, in a gasoline engine, it is necessary to adjust the output by throttling a throttle valve in the intake passage during low-load operation, and there is a problem in that fuel consumption deteriorates due to the accompanying pumping loss.

また、コンプレッサとして用いる場合には、流体の流量
や圧力を調節するために、該コンプレッサをオン、オフ
制御したり、駆動回転数を可変制御したりする必要があ
った。
Furthermore, when used as a compressor, it was necessary to turn on and off the compressor and to variably control the driving rotation speed in order to adjust the flow rate and pressure of fluid.

そこで、この発明は、極めて簡単な構成でピストンの往
復ストロークひいては容量を可変制御でき、しかも容量
の変化に拘わらず、圧縮比は略−定に保ち得本可変容量
型往復ピストン装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a variable displacement reciprocating piston device that can variably control the reciprocating stroke of a piston and hence its displacement with an extremely simple configuration, and can maintain a compression ratio substantially constant regardless of changes in displacement. It is an object.

課題を解決するための手段 この発明に係る可変容量型往復ピストン装置は、往復運
動するピストンにコネクティングロッドを介して連結さ
れるピン部を存し、かつ両端面に、スライダもしくはガ
イド溝が互いに直交する方向に沿って形成された中間節
部材と、上記中間節部材の一方の端面に密接し、かつそ
の接合面に径方向にガイド溝もしくはスライダが形成さ
れるとともに、その回転中心O2が固定された第1主軸
と、上記中間節部材の他方の面に密接し、かつその接合
面にガイド溝もしくはスライダが形成された第2主軸と
、この第2主軸を回転可能に軸支するとともに、その回
転中心O1が上記第1主軸の回転中心O9に対し接近離
間可能なように所定の軌跡に沿って移動可能な可動軸受
部材とを備えて構成され、かつ両回転中心0+、Ot間
の距離の減少に伴って0..0.を結ぶ線の傾きが増加
するように、回転中心O1の移動軌跡が設定されている
ことを特徴としている。
Means for Solving the Problems A variable displacement reciprocating piston device according to the present invention includes a pin portion connected to a reciprocating piston via a connecting rod, and sliders or guide grooves are arranged orthogonally to each other on both end surfaces. an intermediate joint member formed along the direction of the intermediate joint member, and a guide groove or slider is formed in the radial direction on the joint surface that is in close contact with one end surface of the intermediate joint member, and the rotation center O2 is fixed. a first main shaft, which is in close contact with the other surface of the intermediate section member, and a second main shaft having a guide groove or a slider formed on the joint surface; A movable bearing member movable along a predetermined trajectory so that the rotation center O1 can approach and move away from the rotation center O9 of the first main shaft, and the distance between the two rotation centers 0+ and Ot is 0 as the decrease. .. 0. It is characterized in that the locus of movement of the rotation center O1 is set so that the slope of the line connecting them increases.

作用 上記構成においては、第1主軸と第2主軸と両者間の中
間節部材とによって、いわゆるオルダム継手が構成され
ることになり、ピストンはその中間節である中間節部材
に連結される。
Operation In the above configuration, the first main shaft, the second main shaft, and the intermediate joint member between them constitute a so-called Oldham joint, and the piston is connected to the intermediate joint member, which is the intermediate joint.

従って、ピストンの往復ストロークは、第1主軸の回転
中心01と第2主軸の回転中心0.との間の距離に略等
しいものとなる。つまり、可動軸受の移動により自回転
中心0+、Ot間の距離が大となれば容量は増大し、そ
の距離が逆に小となれば容量は減少する。
Therefore, the reciprocating stroke of the piston is between the rotation center 01 of the first main shaft and the rotation center 0.1 of the second main shaft. It is approximately equal to the distance between In other words, if the distance between the self-rotation center 0+ and Ot increases due to movement of the movable bearing, the capacity increases, and conversely, if the distance decreases, the capacity decreases.

一方、両回転中心Ot、Ot間の距離が最大となってい
るときには、01.Ofを結ぶ線の傾きは小さく、ピス
トン運動方向(つまりシリンダ軸心)に略沿っている。
On the other hand, when the distance between both rotation centers Ot and Ot is maximum, 01. The line connecting Of has a small slope and is substantially along the piston movement direction (that is, the cylinder axis).

そして、容量減少時つまり0+。And when the capacity decreases, that is 0+.

0、間の距離を小さくしたときには、0..0.を結ぶ
線の傾きは大となる。この結果、後者のときのピストン
上死点位置は前者のときの上死点位置よりも上方となる
。そのため、容量減少に伴う圧縮比の変動が小さくなる
0. When the distance between 0. .. 0. The slope of the line connecting them will be large. As a result, the top dead center position of the piston in the latter case is higher than the top dead center position in the former case. Therefore, fluctuations in the compression ratio due to capacity reduction are reduced.

実施例 第1図は、この発明に係る可変容量型往復ピストン装置
の一実施例を分解状態で示した斜視図である。
Embodiment FIG. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of a variable displacement reciprocating piston device according to the present invention.

図において、1は主軸ケースであり、この主軸ケース1
の上面にはシリンダブロック2が載置固定されている。
In the figure, 1 is the spindle case, and this spindle case 1
A cylinder block 2 is mounted and fixed on the upper surface of the cylinder block.

上記シリンダブロック2は、その内部にシリンダ(図示
せず)を有し、ここにピストン3が摺動可能に嵌装され
ている。このピストン3は、ピストンピン4を介してコ
ネクティングロッド5の小端部に連結されている。
The cylinder block 2 has a cylinder (not shown) therein, into which a piston 3 is slidably fitted. This piston 3 is connected to the small end of a connecting rod 5 via a piston pin 4.

6は、いわゆるオルダム継手における中間節に相当する
中間節部材であり、この中間節部材6は短円筒状のピン
部7と、このピン部7の両端面に形成された第1.第2
スライダ8.9とから構成されている。上記ピン部7は
、コネクティングロッド5大端部に、キャップボルト1
1にて締結されたキャップIOを介して回転可能に保持
されている。上記第1スライダ8.第2スライダ9は、
断面矩形の棒状をなし、かつ互いに直交する方向に沿っ
て形成されている。
Reference numeral 6 denotes an intermediate joint member corresponding to the intermediate joint in a so-called Oldham joint. Second
It consists of a slider 8.9. The pin portion 7 is attached to the large end of the connecting rod 5 with a cap bolt 1.
It is rotatably held via a cap IO fastened at 1. The first slider 8. The second slider 9 is
They are rod-shaped with a rectangular cross section and are formed along directions perpendicular to each other.

次に、12はオルダム継手の一方の節に相当する第1主
軸を示している。この第1主軸12は、上記ピン部7の
端面に密接する円盤部13と、この円盤部13の背面に
突出形成された軸部14とからなり、かつ上記円盤部1
3の表面に、径方向に沿ったガイド溝15が凹設されて
いる。このガイド溝15は、上記中間節部材6の第1ス
ライダ8と嵌合し、両者の相対運動の方向を一方向にの
み規制している。そして、上記軸部14は、主軸ケース
1にボルト17にて固定された固定軸受16によって、
回転可能に軸支されるようになっている。
Next, 12 indicates a first main axis corresponding to one node of the Oldham joint. This first main shaft 12 is composed of a disk portion 13 that is in close contact with the end surface of the pin portion 7, and a shaft portion 14 that is formed protrudingly from the back surface of the disk portion 13.
A guide groove 15 along the radial direction is recessed in the surface of 3. This guide groove 15 fits into the first slider 8 of the intermediate node member 6, and restricts the direction of relative movement between the two in only one direction. The shaft portion 14 is supported by a fixed bearing 16 fixed to the main shaft case 1 with a bolt 17.
It is rotatably supported.

またI8は、オルダム継手の他方の節に相当する第2主
軸を示している。この第2主軸18は、第1主軸12と
同様に、ピン部7の他方の端面に密接する円盤部19と
、その背面に形成された軸部20とからなり、かつ円盤
部19表面には径方向に沿ってガイド溝21が凹設され
ている。上記ガイド溝21は、中間節部材6の第2スラ
イダ9に嵌合し、やはり両者の相対運動の方向を一方向
にのみ規制している。そして、上記第2主軸18の軸部
20は、可動軸受部材である軸受レバー22の軸受部2
3に回転可動に軸支されている。この軸受レバー22は
、一端の支点部24が主軸ケースIの支持軸25に回動
可能に支持されているもので、他端の操作部に長孔状の
係合孔26が形成されている。すなわち、上記軸受部2
3が円弧状の軌跡を描いて移動するようになっており、
これに対応して主軸ケースlに円弧状の開口部27が設
けられている。なお、軸受レバー22を最も下方に押し
下げたときに第2主軸18の回転中心0、が第1主軸1
2の回転中心O0の略直下に位置し、ここから軸受レバ
ー22を上方へ回動すると両回転中心0+、Otが接近
する構成となっている。
Further, I8 indicates a second main shaft corresponding to the other node of the Oldham joint. The second main shaft 18, like the first main shaft 12, is composed of a disc part 19 that is in close contact with the other end surface of the pin part 7, and a shaft part 20 formed on the back surface of the disc part 19, and the surface of the disc part 19 is A guide groove 21 is recessed along the radial direction. The guide groove 21 fits into the second slider 9 of the intermediate node member 6, and also restricts the direction of relative movement between the two in only one direction. The shaft portion 20 of the second main shaft 18 is connected to the bearing portion 2 of a bearing lever 22 which is a movable bearing member.
3, it is rotatably supported by a shaft. This bearing lever 22 has a fulcrum part 24 at one end rotatably supported by a support shaft 25 of the main shaft case I, and an elongated engagement hole 26 is formed in the operating part at the other end. . That is, the bearing portion 2
3 moves in an arc-shaped trajectory,
Correspondingly, an arc-shaped opening 27 is provided in the spindle case l. Note that when the bearing lever 22 is pushed down to the lowest position, the rotation center 0 of the second main shaft 18 is the first main shaft 1.
2, and when the bearing lever 22 is rotated upward from here, both rotation centers 0+ and Ot approach each other.

また上記軸受レバー22を駆動する駆動機構として、こ
の実施例では複動型油圧シリンダ28が用いられている
。上記油圧シリンダ28は、主軸ケース1のフランジ部
29に取り付けられるシリンダケース30と、該シリン
ダケース30内に嵌合して上下に油圧室を隔成するピス
トン31と、このピストン31に一端が固定されるとと
もに他端が軸受レバー22の係合孔26に連結されたロ
ッド32とから構成されている。また33は、上記複動
型油圧シリンダ28の上下油圧室に対する油圧供給を制
御するスプール弁であり、このスプール弁33は、油圧
シリンダ28のシリンダケース30に直接装着されたバ
ルブケース34と、弁体35とから構成されている。そ
して、上記弁体35の下端に、コントロールレバー36
の先端が連繋しており、該コントロールレバー36を揺
動操作することによってスプール弁33の切り換えが行
われる構成となっている。なお、上記コントロールレバ
ー36を支点支持した支持プレート37は、上記主軸ケ
ースlに固定されている。
Further, as a drive mechanism for driving the bearing lever 22, a double-acting hydraulic cylinder 28 is used in this embodiment. The hydraulic cylinder 28 includes a cylinder case 30 attached to the flange portion 29 of the main shaft case 1, a piston 31 that fits into the cylinder case 30 and separates hydraulic chambers from above and below, and one end fixed to the piston 31. and a rod 32 whose other end is connected to the engagement hole 26 of the bearing lever 22. Further, 33 is a spool valve that controls hydraulic pressure supply to the upper and lower hydraulic chambers of the double-acting hydraulic cylinder 28. It is composed of a body 35. A control lever 36 is attached to the lower end of the valve body 35.
The tips of the spool valves 33 are connected to each other, and the spool valve 33 is switched by swinging the control lever 36. Note that a support plate 37 supporting the control lever 36 as a fulcrum is fixed to the main shaft case l.

さて上記構成においては、前述したように第1主軸12
と第2主軸18と中間節部材6とによって、いわゆるオ
ルダム継手が構成されることになり、このオルダム継手
の中間節に相当する中間節部材6にコネクティングロッ
ド5大端部が連繋している。
Now, in the above configuration, as described above, the first main shaft 12
The second main shaft 18 and the intermediate joint member 6 constitute a so-called Oldham joint, and the large end of the connecting rod 5 is connected to the intermediate joint member 6 corresponding to the intermediate joint of the Oldham joint.

第2図に示すように、第1主軸12の回転中心を01、
第2主軸18の回転中心をO2、中間節部材6(ピン部
7)の回転中心をO8とすれば、良く知られているよう
に、第1主軸12と第2主軸!8と中間節部材6の三者
が全く同位相で回転ずとともに、中間節部材6の回転中
心0.は、線分0.。
As shown in FIG. 2, the rotation center of the first main shaft 12 is 01,
If the rotation center of the second main shaft 18 is O2, and the rotation center of the intermediate node member 6 (pin part 7) is O8, then as is well known, the first main shaft 12 and the second main shaft! 8 and the intermediate node member 6 do not rotate in exactly the same phase, and the center of rotation of the intermediate node member 6 is 0. is the line segment 0. .

0、を直径とする円R上を公転する。It revolves around a circle R whose diameter is 0.

従って、例えばコンプレッサとして第1主軸12もしく
は第2主軸18を外部から回転駆動すれば、この回転中
心O1の公転に伴ってピストン3が往復直線運動するこ
とになる。また、逆に内燃機関としてピストン3が往復
直線運動すれば、第1主軸12や第2主軸18がピン部
7の公転に伴って回転運動することになる。
Therefore, for example, if the first main shaft 12 or the second main shaft 18 is rotationally driven from the outside as a compressor, the piston 3 will reciprocate linearly as the rotation center O1 revolves. Conversely, if the piston 3 moves linearly in a reciprocating manner as an internal combustion engine, the first main shaft 12 and the second main shaft 18 will rotate as the pin portion 7 revolves.

そして、上記ピストン3の往復直線運動の際の往復スト
ロークSは、第2図に明らかなように、円Rの直径つま
り第1.第2主軸12.18の回転中心O1,O2間の
距離りと略等しいものとなる。
As is clear from FIG. 2, the reciprocating stroke S during the reciprocating linear movement of the piston 3 is the diameter of the circle R, that is, the first. The distance is approximately equal to the distance between the rotation centers O1 and O2 of the second main shaft 12.18.

従って、軸受レバー22を第1図の上方に回動させて0
..0.間の距離りを小とすれば、往復ストローフSは
短くなり、また逆に軸受レバー22を下方に回動させて
Or、Or間の距離りを大とすれば、往復ストロークS
は長くなる。これにより、ピストン装置の容量つまり内
燃機関としての排気量やコンプレッサとしての吐出量が
変化することになる。
Therefore, by rotating the bearing lever 22 upward in FIG.
.. .. 0. If the distance between Or and Or is made small, the reciprocating stroke S becomes shorter, and conversely, if the bearing lever 22 is rotated downward to increase the distance between Or and Or, the reciprocating stroke S becomes shorter.
becomes longer. This changes the capacity of the piston device, that is, the displacement amount as an internal combustion engine and the discharge amount as a compressor.

第1図に示した実施例では、軸受レバー22の移動はス
プール弁33および油圧シリンダ28を用いた油圧制御
機構によって行われる。すなわち、スプール弁33中夫
の供給ボート38に図示せぬ油圧ポンプから所定の油圧
が導かれており、コントロールレバー36の操作により
スプール弁33を切り換えて複動型油圧シリンダ28を
上方もしくは下方に動作させることによって、容量の可
変制御がなされるのである。そして、この容量の可変制
御はピストン装置の運転を停止することなく任意のタイ
ミングで行うことができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, movement of the bearing lever 22 is effected by a hydraulic control mechanism using a spool valve 33 and a hydraulic cylinder 28. That is, a predetermined hydraulic pressure is guided from a hydraulic pump (not shown) to the supply boat 38 of the spool valve 33, and the spool valve 33 is switched by operating the control lever 36 to move the double-acting hydraulic cylinder 28 upward or downward. By operating the capacitance, variable control of the capacity is achieved. This variable control of the capacity can be performed at any timing without stopping the operation of the piston device.

従って、例えばこれをガソリン機関として用いた場合に
は、排気量の可変制御に上り絞弁を用いずに機関出力を
調節することが可能である。そのため、ボンピングロス
が低減し、特に低負荷運転時において燃費の大幅な向上
が図れる。
Therefore, for example, when this is used as a gasoline engine, it is possible to adjust the engine output without using an upstream throttle valve for variable displacement control. Therefore, the pumping loss is reduced, and fuel efficiency can be significantly improved, especially during low-load operation.

また、コンプレッサとして用いた場合には、装置のオン
、オフ制御や駆動軸の回転数制御を行うことなく流量や
圧力を制御することが可能となる。
Furthermore, when used as a compressor, it becomes possible to control the flow rate and pressure without controlling the device on/off or controlling the rotation speed of the drive shaft.

ところで、第2図において、仮に両回転中心O1,Ot
がシリンダ軸心M1上に位置するものと仮定すれば、円
Rの中心は常に上記シリンダ軸心M、上にあるので、ピ
ストン3の上死点位置はピン部7の回転中心O0が点O
1上に合致したときのピストン3位置となる。つまり、
ピストン3上死点位置が固定的に与えられることになる
が、このことは、装置全体の容量が変化しても上死点で
の残容量が変化しないことを意味し、圧縮比の変動を来
してしまう。そこで、この実施例では、同時に上死点位
置を変化させて、圧縮比の変動を抑制している。これを
、第3図の説明図を参照して更に説明する。
By the way, in FIG. 2, if both rotation centers O1 and Ot
Assuming that is located on the cylinder axis M1, the center of the circle R is always above the cylinder axis M, so the top dead center position of the piston 3 is located when the rotation center O0 of the pin portion 7 is the point O.
The piston will be in position 3 when it matches 1. In other words,
The top dead center position of the piston 3 will be fixed, which means that even if the overall capacity of the device changes, the remaining capacity at top dead center will not change, and fluctuations in the compression ratio will not be affected. It's coming. Therefore, in this embodiment, the top dead center position is changed at the same time to suppress fluctuations in the compression ratio. This will be further explained with reference to the explanatory diagram of FIG.

先ず、軸受レバー22が最も下方に押し下げられている
ときの各回転中心をOr、Oxとし、そのときの公転内
をR9、該公転内Rtの中心を04とする。この状態で
は、ピストン3の往復ストロークSは最大ストロークS
1となり、これは円R+の直径に略等しい。なお、この
実施例では所謂オフセットクランク形式とするために、
回転中心O1゜0、はシリンダ軸心M、から僅かに離れ
ており、0+、Osを結ぶ線M、は線M、に対しθの角
度を有するとともに、公転内R1の中心04付近で交わ
っている。勿論オフセットクランク形式としない場合に
は、上記θが0であっても良い。
First, let the respective rotation centers when the bearing lever 22 is pushed down to the lowest position be Or and Ox, the inside of the revolution at that time be R9, and the center of the inside of the revolution Rt be 04. In this state, the reciprocating stroke S of the piston 3 is the maximum stroke S
1, which is approximately equal to the diameter of circle R+. In addition, in this embodiment, in order to use a so-called offset crank type,
The rotation center O1゜0 is slightly away from the cylinder axis M, and the line M connecting 0+ and Os has an angle of θ with respect to the line M, and intersects near the center 04 of the revolution R1. There is. Of course, if the offset crank type is not used, θ may be 0.

上記の最大ストロークS、の場合に、ピストン3の上死
点位置は、ビン部7中心O2がシリンダ軸心M、上の点
T+に来たときに規定され、かつ下死点位置は、点03
が線M、上の点B、に来たときに規定される。図には、
この上死点、下死点におけるピストンピン4の中心をP
+、Pgとして示しである。
In the case of the above maximum stroke S, the top dead center position of the piston 3 is defined when the center O2 of the bottle part 7 comes to the cylinder axis M, the upper point T+, and the bottom dead center position is defined as the point 03
is defined when it reaches point B on line M. In the diagram,
The center of the piston pin 4 at this top dead center and bottom dead center is P
+, indicated as Pg.

一方、軸受レバー22を上方へ回動操作すると、第2主
軸18の回転中心O2は円弧状の軌跡Aに沿って移動す
る。図には、ある回動位置での回転中心をOt−とじて
示しであるが、このときの公転内R,は、点01と点O
t−とを結んだ線分を直径とする円として描かれるので
、図で明らかなように、当初の公転内R1よりも図上力
へはみ出た形となる。そして、この場合のピストン3の
上死点位置は、ピン部7中心O2が点T、に来たときに
規定され、かつ下死点位置は、点03が点B2に来たと
きに規定される。また、ピストン3の往復ストロークS
、は、公転内R2の直径に略等しい値となる。なお上死
点位置におけるピストンピン4中心をP1″として示し
である。
On the other hand, when the bearing lever 22 is rotated upward, the rotation center O2 of the second main shaft 18 moves along an arcuate trajectory A. In the figure, the rotation center at a certain rotation position is shown as Ot-, but the revolution inside R, at this time is point 01 and point O
Since it is drawn as a circle whose diameter is the line segment connecting t-, as is clear from the figure, the shape extends beyond the initial revolution R1 into the force on the figure. In this case, the top dead center position of the piston 3 is defined when the center O2 of the pin portion 7 comes to point T, and the bottom dead center position is defined when the point 03 comes to point B2. Ru. Also, the reciprocating stroke S of the piston 3
, has a value approximately equal to the diameter of R2 within the revolution. Note that the center of the piston pin 4 at the top dead center position is shown as P1''.

従って、上死点を規定する点T1と点T、との位置関係
から明らかなように、往復ストロークをS、としたとき
のピストン3上死点位置は、往復ストロークがSlであ
るときの上死点位置よりも上方に移動することになる。
Therefore, as is clear from the positional relationship between points T1 and T, which define the top dead center, when the reciprocating stroke is S, the top dead center position of the piston 3 is the top dead center position when the reciprocating stroke is Sl. It will move above the dead center position.

つまり、それだけ上死点での残容量が減少する。換言す
れば、全容量の減少に伴う圧縮比の低下が抑制される。
In other words, the remaining capacity at top dead center decreases accordingly. In other words, a decrease in compression ratio due to a decrease in total capacity is suppressed.

上記の上死点位置の移動量αは、点T、、T、のシリン
ダ軸心M1方向に沿った距離に近似するので、角θの影
響を無視すれば、点0+、Ot−を結ぶ線M、と線M、
とのなす角をφとして、α#5(1−cosφ)/2 として求めることができる。
The above movement amount α of the top dead center position approximates the distance of points T, , T, along the cylinder axis M1 direction, so if the influence of angle θ is ignored, the line connecting points 0+ and Ot- M, and line M,
It can be determined as α#5(1-cosφ)/2, where φ is the angle formed by .

要するに、往復ストロークS(つまり公厭円Rの直径)
が小さくなるに従って角φが大となるように回転中心O
2の移動軌跡Aを設定すれば、容量が小さくなる捏上死
点が上方に移動することになり、圧縮比の変動を小さな
範囲に抑制できるのである。
In short, the reciprocating stroke S (that is, the diameter of the public circle R)
The center of rotation O becomes larger as the angle φ becomes smaller.
By setting the movement trajectory A of No. 2, the top dead center, where the capacity becomes smaller, moves upward, making it possible to suppress fluctuations in the compression ratio within a small range.

尚、理想的な移動軌跡Aは、シリンダ上部の形状や圧縮
比をどの程度に設定するか等によって異なるものとなる
。従って、上記実施例では、円弧状の軌跡としであるが
、これに限定されないことは言うまでもない。
Note that the ideal movement trajectory A varies depending on the shape of the upper part of the cylinder, the compression ratio, etc. Therefore, in the above embodiment, the locus is arcuate, but it goes without saying that the locus is not limited to this.

また、上記実施例では中間節部材6側に第1゜第2スラ
イダ8.9を突設し、第1主軸12.第2主軸18側に
ガイド溝15.21を凹設しであるが、この関係は適宜
に変更することができる。
Further, in the above embodiment, a 1° second slider 8.9 is provided protruding from the intermediate node member 6 side, and the first main shaft 12. Although the guide grooves 15 and 21 are recessed on the second main shaft 18 side, this relationship can be changed as appropriate.

つまり、中間節部材6と第1.第2主軸12.18との
運動方向がそれぞれ一方向に規制できれば良い。
In other words, the intermediate section member 6 and the first section member 6. It is only necessary that the movement directions with respect to the second main shafts 12 and 18 can be restricted to one direction.

また、上記実施例では単気筒のピストン装置の実施例を
説明したが、これを複数気筒連結して用いることができ
るのは勿論である。
Further, in the above embodiment, an embodiment of a single cylinder piston device has been described, but it goes without saying that this can be used by connecting a plurality of cylinders.

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る可変容量
型往復ピストン装置によれば、運転を継続したままピス
トンの往復ストロークを変化させることができ、その容
量を任意のタイミングで可変制御することができる。従
って、例えば内燃機関に適用することにより、ボンピン
グロスの低減が図れ、特に低負荷運転時における燃費を
大幅に低減することができる。また、コンプレッサに適
用すれば、運転を滑らかに継続したまま流量や圧力を制
御することが可能となる。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, according to the variable displacement reciprocating piston device according to the present invention, the reciprocating stroke of the piston can be changed while the operation continues, and the displacement can be changed at any timing. can be controlled. Therefore, by applying the present invention to, for example, an internal combustion engine, it is possible to reduce the pumping loss, and in particular, it is possible to significantly reduce fuel consumption during low-load operation. Furthermore, if applied to a compressor, it becomes possible to control the flow rate and pressure while continuing smooth operation.

そして、ピストン往復ストロークが減少すると、これと
同時にピストン上死点位置が上方に変化するため、容量
変化に伴う圧縮比の変動を抑制することができる。
When the reciprocating stroke of the piston decreases, the top dead center position of the piston changes upward at the same time, so it is possible to suppress fluctuations in the compression ratio due to changes in displacement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る可変容量型往復ピストン装置の
一実施例を示す分解斜視図、第2図はその作動原理を説
明するための説明図、第3図は更に詳細に作動原理を説
明するための説明図である。 3・・・ピストン、5・・・コネクティングロッド、6
・・・中間節部材、7・・・ピン部、8・・・第1スラ
イダ、9・・・第2スライダ、12・・・第1主軸、1
5・・・ガイド溝、16・・・固定軸受、18・・・第
2主軸、21・・・ガイド溝、22・・・軸受レバー、
28・・・複動型油圧シリンダ。
Fig. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a variable displacement reciprocating piston device according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram for explaining its operating principle, and Fig. 3 is an explanation of the operating principle in further detail. FIG. 3...Piston, 5...Connecting rod, 6
... intermediate node member, 7 ... pin part, 8 ... first slider, 9 ... second slider, 12 ... first main shaft, 1
5... Guide groove, 16... Fixed bearing, 18... Second main shaft, 21... Guide groove, 22... Bearing lever,
28...Double-acting hydraulic cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)往復運動するピストンにコネクティングロッドを
介して連結されるピン部を有し、かつ両端面に、スライ
ダもしくはガイド溝が互いに直交する方向に沿って形成
された中間節部材と、上記中間節部材の一方の端面に密
接し、かつその接合面に径方向にガイド溝もしくはスラ
イダが形成されるとともに、その回転中心O_1が固定
された第1主軸と、上記中間節部材の他方の面に密接し
、かつその接合面にガイド溝もしくはスライダが形成さ
れた第2主軸と、この第2主軸を回転可能に軸支すると
ともに、その回転中心O_2が上記第1主軸の回転中心
O_1に対し接近離間可能なように所定の軌跡に沿って
移動可能な可動軸受部材とを備えて構成され、かつ両回
転中心O_1,O_2間の距離の減少に伴ってO_1,
O_2を結ぶ線の傾きが増加するように、回転中心O_
2の移動軌跡が設定されていることを特徴とする可変容
量型往復ピストン装置。
(1) An intermediate node member having a pin portion connected to a reciprocating piston via a connecting rod, and having sliders or guide grooves formed on both end faces along directions orthogonal to each other; A first main shaft that is in close contact with one end surface of the member, a guide groove or a slider is formed in the radial direction on the joint surface thereof, and whose rotation center O_1 is fixed, and a first main shaft that is in close contact with the other surface of the intermediate joint member. and a second main shaft having a guide groove or a slider formed on its joint surface, and the second main shaft is rotatably supported, and its rotation center O_2 approaches and moves away from the rotation center O_1 of the first main shaft. and a movable bearing member that is movable along a predetermined trajectory, and as the distance between the two rotation centers O_1, O_2 decreases, O_1,
Center of rotation O_ so that the slope of the line connecting O_2 increases
A variable displacement reciprocating piston device characterized in that two movement trajectories are set.
JP1211588A 1988-01-22 1988-01-22 Variable capacity type reciprocating piston device Pending JPH01190901A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1211588A JPH01190901A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Variable capacity type reciprocating piston device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1211588A JPH01190901A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Variable capacity type reciprocating piston device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01190901A true JPH01190901A (en) 1989-08-01

Family

ID=11796559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1211588A Pending JPH01190901A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Variable capacity type reciprocating piston device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01190901A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0539731A (en) * 1991-08-02 1993-02-19 Yonehara Giken Kk Oldham drive engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6137828U (en) * 1984-08-10 1986-03-08 三和紙工株式会社 Bags or bags with transparent membrane exterior

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6137828U (en) * 1984-08-10 1986-03-08 三和紙工株式会社 Bags or bags with transparent membrane exterior

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0539731A (en) * 1991-08-02 1993-02-19 Yonehara Giken Kk Oldham drive engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6752105B2 (en) Piston-in-piston variable compression ratio engine
JP2002115571A (en) Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine
US7011052B2 (en) Variable crankshaft
JP2002256891A (en) Fuel pump for internal combustion engine
US9574495B2 (en) Variable compression ratio device for internal combustion engine
JPS61190483U (en)
JPH01190901A (en) Variable capacity type reciprocating piston device
JPH04187807A (en) Valve system for engine
US4990063A (en) Control cylinder device in variable displacement compressor
US20030213452A1 (en) Rotary driven reciprocating mechanism and method
JPH0451667B2 (en)
JPH01240701A (en) Variable displacement-type reciprocating piston unit
JPS63150090U (en)
US4508080A (en) Injection quantity correcting device for distribution type fuel injection pump
RU2754378C2 (en) System of reversible conversion of reciprocating motion into rotational motion
SU1333846A1 (en) Screw compressor
JP2540585Y2 (en) Discharge rate control device for variable displacement swash plate type piston pump
JPH0219879U (en)
KR19980079899A (en) Piston pump device for transferring fluid
JPS6349553Y2 (en)
JPS5840666B2 (en) Reciprocating pump drive device
JPH01257775A (en) Device for driving plunger of plunger pump
JPS62162777A (en) Variable delivery control type compressor
JPH08246824A (en) Reciprocating contact sliding opening/closing and continuously variable valve timing device
JPH0224914Y2 (en)