JPS5828447B2 - 往復動ピストン機構を備えた内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピストンとピストンピンと連接棒とクランク
軸とから成る往復動ピストン機構を備えた内燃機関、特
にディーゼル［関する。

増々きびしくなる排気ガス規制法のなかで、上記形式の
内燃機関においてはいわゆるピストン隙間、つ１り上死
点にあるピストンのシリンダヘッド底部からの距離の所
定の値を正確に維持することが増々重要に成っている。

このことは高圧縮のオツド機関並びに特にディーゼル機
関に対して言える。

この場合、所望のピストン隙間自体を維持することだけ
が困難なのではなく、制作技術上の理由から内燃機関の
個々のシリンダ間における前記値の許容公差を維持する
ことも困難である。

あ１りに大きなピストン隙間は排気ガス放出の値に特に
燃焼されない炭化水素の値にネガティブな影響を与え、
ディーゼル機関において特に外気温度が低い場合にしば
しば始動困難を惹起する。

なぜならば、あ１りに大きなピストン隙間を有するシリ
ンダにおいては吸い込１れた空気が噴射された燃料の自
己発火に必要な圧縮最終温度に達しないからである。

逆にピストン隙間が小さ過ぎると、弁とピストンとが接
触してし１つという危険が生じ、ひいては内燃機関損傷
のおそれが生じる。

オツド機関においてはあ１りに小さなピストン隙間を有
するシリンダは高い圧縮のためにノッキングをおこす傾
向がある。

ゆえに、正しいピストン隙間を有するシリンダが燃料消
費に関して好都合な早めの点火時期を許しているにもか
かわらず、内燃機関の点火時期は上記のことに関連して
極めて不都合なシリンダに従って調節されねばならない
。

上述の欠侭を回避するために、幾つかの等級に分けられ
た種々異なった圧縮高さくピストンピン軸線のピストン
底部からの距離）を有するピストンを用いることが公知
である。

しかしながらこの場合在庫品を管理しておくのに大きな
費用がががり、かつ組立て並びに修理が難しいという欠
点がある。

さらに、常に取違いの危険が生じる。また、ピストン隙
間の正確な調節がすべてのシリンダにおいて同時に行な
われ得ないという欠点もある。

さらに、補償のために異なった厚さのシリンダヘッドパ
ツキンを使用するという別の可能性もあるが、この場合
この解決策は一体のシリンダヘッドを有する多シリンダ
内燃機関においてはたた妥協による解決でしかない。

また上記解決策は、シリンダとシリンダヘッドとが共に
鋳造されている内燃機関においては使用不可能である。

ピストンピンをピストン内で偏心的に支承すること並び
にこれによって得られた偏心率をピストンの往復運動の
間に変化させることも既に公知である。

この公知の形式においては偏心体の回転は往復運動の間
に補助駆動装置を用いて機械的な方法で強制的に行なわ
れるか（ドイツ連邦共和国特許第８６５６８５号明細書
、アメリカ合衆国特許第２０２９１６９号明細書）、又
は偏心体が、方では負荷変化サイクル時に他方では作業
サイクル時にピストンに作用する異なった力作用によっ
て自動的に回動するように構成されているか（フランス
特許第１０８７９９１号明細書、アメリカ合衆国特許第
１９３１７０５号明細書）である。

これらすべての明細書においては、可能な限り僅かな残
溜ガス量しか残らないようにするため、燃焼ガスの押出
し時にピストンが可能な限りシリンダヘッド近くに案内
されるということが共通である。

これに対して圧縮行程の間はこの時に上に位置している
偏心体によってピストンは、ノッキングをおこす燃焼の
原因となる認容できないほど高い圧縮比を得るほどには
シリンダヘッドに接近されない。

しかしながらこの公知の形式においては、所定のピスト
ン間隙を維持することが問題なのではなくて、変化する
ピストン行程ないしは変化する圧縮比を有する往復動ピ
ストン−内燃機関を得ることが問題なのである。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の内燃機関を改良し
てピストン間隙の値を充分な正確さを伴なって容易に維
持することができかつ、内燃機関の作動中にピストン行
程の変化を生ぜしめることのない内燃機関を提供するこ
とである。

この課題を解決するために本発明の構成では、連接棒に
設けられた２つの軸受は孔のうちの少なくとも１つが、
基本孔に対して偏心している軸受はブシュを又は基本孔
と軸受はブシュとの間に配置された偏心リングを有して
おり、偏心している軸受はブシュないしは偏心リングが
異なった回動位置で固定され得るようになっている。

偏心している軸受はブシュ又は偏心リングが回動せしめ
られ固定されると、連接棒になにも手を加える必要なし
にピストン間隙の値が変化せしめられるかないしは正し
い値に調節される。

偏心している軸受はブシュないしは偏心リングが恣意の
回動位置で基本孔内に嵌め込されると、特に有利である
。

なぜならばこのように構成しておくと、所望のピストン
間隙の値をそれぞれのシリンダのために個々にかつ無段
階的に得ることができるからである。

本発明の別の実施態様によれば、偏心している軸受はブ
シュないしは偏心リングがその周囲に沿って有利にはそ
の端面側において、偏心率に対して所定の関係にあるマ
ークを有し、これらのマークが連接棒の基本孔に配置さ
れた対応マークが合致させられるようになっている。

このように構成すると、所望の正確な調節が行なわれ得
る。

なぜならば、軸受はブシュないしは偏心リングに設けら
れたそれぞれのマークが偏心率の所定の値に相当するか
らである。

連接棒の大端側の軸受は孔に偏心性が与えられる場合に
２つの部分から成る偏心リングが配置され得る。

このように偏心リングを用いると、連接棒の軸受けとし
て市販の半軸受けを使用するととが可能になる。

本発明の多くの場合に適用する特に簡単な別の実施態様
によれば、特に一体に鋳造されたシリンダブロック−シ
リンダヘッドユニットを有スる内燃機関において連接棒
の大端側の軸受は孔に偏心性が与えられている場合に２
つの軸受はブシュ半部から成る軸受はブシュが偏心的に
構成されており、軸受はブシュ半部の当接面が連接棒の
軸受は孔の当接面と整合し、軸受はブシュ半部が選択的
に１８００たけ周方向で回動せしめられて嵌め込１れる
よ５になっている。

つ１す、大きな壁厚を有する半軸受けを基本孔の連接棒
側部分か又はカバー側部分かに選択的に位置させること
ができる。

これによって得られる移動調節は多くの場合、ピストン
間隙を所定の許容節用内に保つのに充分である。

ちなみに、偏心している軸受はブシュの代わりに均等な
壁厚を有する通常のブシュを使用すると、ピストン間隙
の中間の値を得ることもできる。

本発明による内燃機関、特に一体に鋳造されたシリンダ
ブロック−シリンダヘッドユニットを備えた内燃機関は
往復動ピストン機構を組み立てる方法は次のように行な
われるとよい。

連接棒の大端側の軸受は孔に偏心性が与えられる場合、
偏心している軸受はブシュないしは偏心リングを、この
軸受はブシュないしは偏心リングの中心点が連接棒の基
本孔のカバー側半部に位置するように連接棒の基本孔の
なかに嵌め込み、クランク軸をシリンダブロックに固定
し、連接棒を固有の連接棒カバーとねし締結した後に各
シリンダのクランクピンを次々と上死点の位置にもたら
し、クランクピンの偏心している軸受はブシュないしは
偏心リングを、ピストンがシリンダヘッド底部に接触す
る１で回動せしめ、次いで偏心している軸受はブシュな
いしは偏心リングを所定のピストン間隙に相当する値た
けもどしその位置で固定する。

これによって、個々のシリンダを所望のピストン間隙に
正確に調節することができ、かつ組立ての著しい簡略化
並びに組立て費用の節約が達成される。

また１、本発明による内燃機関においてピストン間隙を
測定する方法としては以下に述べる方法が有利である。

連接棒軸受は及び連接棒軸受はカバーを有していない組
立てられた連接棒を備えたピストンをシリンダヘッド頭
部に当接するオでシリンダのなかに押し込み、次いで個
々のシリンダのクランクピンを上死点の位置にもたらし
、クランクピン中心点を通る連接棒軸線内に位置しクラ
ンクピンと連接棒基本孔との間にある間隙を、有利には
連接棒をクランクピンに当接する１で持ち上げることに
よって測定し、測定された間隙の値と所望のピストン間
隙の値との差力串」明した後にこのために必要な偏心率
を連接棒の基本孔内に定める。

この方法は、シリンダブロック−シリンダヘッドユニッ
トが一体に鋳造されている場合に噴射ノズル孔又は点火
プラグ孔を通してピストン隙間を測定しなければならな
い公知の方法とは反対に比較的簡単にかつ迅速に実施さ
れ得る。

さらに、公知の方法で得られる値は著しく不正確である
。

次に図面につき本発明の実施例を説鴫する。

第１図では連接棒２のピストン側の軸受は孔１のなかに
偏心的な軸受はブシュ３が嵌め込１れている。

この軸受はブシュ３を回動することによって、ピストン
間隙の値が変化され得る。

第２図では偏心的な軸受はブシュ３ａは大端側の軸受は
孔１ａのなかに配置されている。

第３図及び第４図においては、軸受はブシュは２つの軸
受はブシュ半部３ｂ、３ｂ’から成り、これら軸受はブ
シュ半部３ｂ、３ｂ’の当接面は軸受は孔１ｂの当接面
と整合している。

両軸受はブシュ半部３ｂ、３ｂ’は、それぞれ１８００
だけ回動されて取り付けられ得る（第３図並びに第４図
参照）。

つ１す、大きな壁厚を有する軸受はブシュ半部３ｂを選
択的に連接棒側に置くこと（第４図）も基本孔のカバー
側部分内に据えること（第３図）もできる。

ピストン間隙の値を測定することは第５図によれば以下
のように行なわれる；捷ず、連接棒軸受は並びに連接棒
軸受はカバーなしに組付けられた連接棒２を有するピス
トン４を、シリンダのなかでシリンダヘッド底部６に当
接する１で押し込む。

次いでクランク軸をシリンダブロックに固定し、さらに
シリンダ５のクランクピン７を上死点の位置にもたらす
。

次に、クランクピン７の中心点を通って延びる連接棒軸
線内に位置している、クランクピンＩと連接棒基本孔と
の間の間隙を、連接棒２をクランクピン７に当接する１
で持ち上げることによって計器８を介して測定し、これ
によつて測定された間隙の値と所望のピストン間隙の値
との差がわかる。

この差からその都度所望のピストン間隙の値が生ぜしめ
られる。

ピストンカバーの箇所には例えば磁性の彎曲部材９が使
用される。

しかしながらまた、錠止装置を介して連接棒２ないしは
連接棒側の軸受は孔１ｂに固定されるカバーが設けられ
てもよい。

計器８の箇所においては容量測定が行なわれても又は誘
導測定が行なわれてもよい。

さた、超音波を用いた測定も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏心している軸受はブシュを備えたピストン側
の連接棒軸受は孔を示す図、第２図は偏心している軸受
はブシュを備えた大端側の連接棒軸受は孔を示す図、第
３図並びに第４図は２つの軸受はブシュ半部から成る２
つの位置に配置された軸受はブシュを備えた大端側の軸
受は孔を示す図、第５図はピストン間隙を測定するため
の配置形式を示す図である。 Ｌ １ａ、１ｂ・・・軸受は孔、２・・・連接棒、３゜
３ａ・・・軸受はブシュ、３ｂ、３ｂ′・・・軸受はブ
シュ半部、４・・・ピストン、５・・・シリンダ、６・
・・シリンダヘッド底部、７・・・クランクピン、８・
・・計器、９・・彎曲部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストンとピストンピンと連接棒とクランク軸とか
   ら成る往復動ピストン機構を備えた内燃機関において、
   連接棒に設けられた２つの軸受は孔のうちの少なくとも
   １つが、基本孔に対して偏心している軸受はブシュ３，
   ３ａ ：３ｂ、３ｂ’を又は基本孔と軸受はブシュとの
   間に配置された偏心リングを有しており、偏心している
   軸受はブシュ３＝ ３ａ ；３ｂ、３ｂ’ないしは偏心
   リングが異なった回動装置で固定され得るようになって
   いることを特徴とする、往復動ピストン機構を備えた内
   燃機関。 ２ 偏心している軸受はブシュ３，３ａないしは偏心リ
   ングが恣意の回動位置で基本孔内に嵌め込捷れる特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関。 ３ 偏心している軸受はブシュないしは偏心リングがそ
   の周囲に沿って、偏心率に対して所定の関係にあるマー
   クを有し、これらのマークが連接棒の基本孔に配置され
   た対応マークと合致させられるようになっている特許請
   求の範囲第２項記載の内燃機関。 ４ 連接棒の大端側の軸受は孔に偏心性が与えられてい
   る場合に２つの部分から成る偏心リングが配置されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関。 ５ 連接棒の大端側の軸受は孔１ｂに偏心性が与えられ
   ている場合に２つの軸受はブシュ半部３ｂ。 ３ｂ’から成る軸受はブシュが偏心的に構成されており
   、軸受はブシュ半部３ｂ、３ｂ’の当接面が連接棒の軸
   受は孔１ｂの当接面と整合し、軸受はブシュ半部３ｂ、
   ３ｂ’が選択的に１８０°だけ周方向で回動せしめられ
   て嵌め込捷れるようになっている特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関。