JPS6343397Y2 - - Google Patents
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- JPS6343397Y2 JPS6343397Y2 JP1982133958U JP13395882U JPS6343397Y2 JP S6343397 Y2 JPS6343397 Y2 JP S6343397Y2 JP 1982133958 U JP1982133958 U JP 1982133958U JP 13395882 U JP13395882 U JP 13395882U JP S6343397 Y2 JPS6343397 Y2 JP S6343397Y2
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- eccentric bearing
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は往復動型内燃機関のピストンピンとコ
ネクテイングロツドの小端部との間に偏心ベアリ
ングを介装した内燃機関の可変圧縮比機構に関す
るものである。[Detailed description of the invention] [Field of industrial application] The present invention is a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine in which an eccentric bearing is interposed between the piston pin of a reciprocating internal combustion engine and the small end of a connecting rod. It is related to.
従来、偏心ベアリングの偏心量だけピストンを
コネクテイングロツドに対して相対変位させるこ
とにより、内燃機関の圧縮比を可変とした可変圧
縮比機構が存在する。この可変圧縮比機構におい
ては、主として、ピストンの往復動に伴なう慣性
力と偏心ベアリングがピストンピンに対して有す
る偏心量とによつて回転モーメントを生じさせ、
この回転モーメントによつて偏心ベアリングを回
転させるとともに、このようにして回転させた偏
心ベアリングを目的とする圧縮比の位置でロツク
ピン等によつて固定するのである。斯る可変圧縮
比機構によつて内燃機関の圧縮比が可変となる理
由は、偏心ベアリングの回転によつてコネクテイ
ングロツドに対するピストンの相対位置が変化す
るから、偏心ベアリングのピストンピンに対する
偏心量に相当する分だけ圧縮比が変化することに
なるからである。
Conventionally, there is a variable compression ratio mechanism that changes the compression ratio of an internal combustion engine by displacing a piston relative to a connecting rod by the amount of eccentricity of an eccentric bearing. In this variable compression ratio mechanism, a rotational moment is mainly generated by the inertia force accompanying the reciprocating movement of the piston and the eccentricity of the eccentric bearing with respect to the piston pin.
This rotational moment causes the eccentric bearing to rotate, and the thus rotated eccentric bearing is fixed by a lock pin or the like at a position where the desired compression ratio is achieved. The reason why the compression ratio of an internal combustion engine is made variable by such a variable compression ratio mechanism is that the relative position of the piston to the connecting rod changes as the eccentric bearing rotates, so the amount of eccentricity of the eccentric bearing to the piston pin changes. This is because the compression ratio will change by an amount corresponding to .
しかしながら、上記した従来の可変圧縮比機構
においては、ピストンの往復動に伴つて偏心ベア
リングに作用する慣性力と、偏心ベアリングがピ
ストンピンに対して有する偏心量とによつて偏心
ベアリングに回転モーメントを生じさせるもので
あるから、圧縮比の可変幅を小さく設定するため
に偏心ベアリングの偏心量を小さくした場合や、
内燃機関の低回転域等の偏心ベアリングに作用す
る慣性力が小さい場合には、偏心ベアリングに作
用する回転モーメントが必然的に小さくなり、圧
縮比の切換えの円滑な作動を得ることが難しくな
る。
However, in the conventional variable compression ratio mechanism described above, rotational moment is applied to the eccentric bearing due to the inertia force acting on the eccentric bearing as the piston reciprocates and the eccentricity of the eccentric bearing with respect to the piston pin. Therefore, if the amount of eccentricity of the eccentric bearing is reduced in order to set the variable width of the compression ratio small,
When the inertial force acting on the eccentric bearing is small, such as in the low rotation range of an internal combustion engine, the rotational moment acting on the eccentric bearing inevitably becomes small, making it difficult to achieve smooth compression ratio switching.
また、ロツクピンを油圧によつて作動させるこ
とにより、目的とする圧縮比の位置に偏心ベアリ
ングを固定させるようにした可変圧縮比機構の場
合には、潤滑油の粘度の高い低温始動時にロツク
ピンが作動不良を起し、圧縮比の切換え作動がで
きない場合も生ずる。 In addition, in the case of a variable compression ratio mechanism in which the eccentric bearing is fixed at the desired compression ratio position by hydraulically actuating the lock pin, the lock pin is actuated during low-temperature starting when the lubricating oil has high viscosity. There may also be cases where a malfunction occurs and the compression ratio cannot be switched.
なお、特開昭55−40256号公報には偏心ピスト
ンピンを用い、これを偏心ピストンピンとコネク
テイングロツドとの間の回転摺動部に組み込んだ
油圧作動式のアクチユエータによつて強制変位回
転、保持させるものが開示されている。しかし、
特開昭55−40256号公報のものは、偏心ベアリン
グを用いていないので偏心ベアリングを用いたも
のに適用することが不可能である他、回転摺動部
の構造が複雑になること、偏心ピストンピン組付
け上ピストンの設計変更が必要になること、偏心
ピストンピンの偏心大径部と偏心ピストンピンの
間に回転摺動部がなくなるのでピストンのシリン
ダボアへの追従性が悪くなること、アクチユエー
タへの油圧、油量の制御に高精度が必要で制御が
極めて難しいこと、等の種々の問題である。した
がつて、本考案は、偏心ピストンピン直接油圧作
動方式の採用は対象から外すこととし、本考案は
あく迄も偏心ベアリングを用い、偏心ベアリング
を回転変位させるものを対象とすることにする。
また、特開昭55−64131号公報、米国特許明細書
3633552号明細書、米国特許第2060221号明細書に
は偏心ベアリング直接駆動方式の可変圧縮比機構
が開示されているが、これらは何れも偏心ベアリ
ングがピストンピンとコネクテイングロツド間に
介装されたものでないため、本考案が対象とする
ような偏心ベアリングがピストンピンとコネクテ
イングロツドの間に介装されたものへの転用が設
計上難しいこと、また低圧縮比位置または高圧縮
比位置への位置決めが自動位置決めでないため、
位置決め制御が難しいという問題があるので、こ
れらも本考案の対象から外すものとする。さら
に、特許第121274号には偏心軸を利用して圧縮比
を可変としたものが開示されているが、偏心軸が
ピストンピンに固定嵌合のため切替時の偏心軸の
回転がスムーズでないこと、およびその駆動が流
体駆動でなく機械的駆動伝達手段を用いているの
で、駆動手段が大型、大重量、かつ複雑機構とな
つてとても現代の内燃機関に適用できるものでは
なかつた。 In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-40256, an eccentric piston pin is used, and a hydraulically actuated actuator that incorporates the eccentric piston pin into a rotating sliding part between the eccentric piston pin and the connecting rod allows forced displacement and rotation. What is retained is disclosed. but,
The device disclosed in JP-A No. 55-40256 does not use an eccentric bearing, so it cannot be applied to a device that uses an eccentric bearing. In addition, the structure of the rotating sliding part becomes complicated, and the eccentric piston It is necessary to change the design of the piston when assembling the pin, and since there is no rotating and sliding part between the eccentric large diameter part of the eccentric piston pin and the eccentric piston pin, the ability of the piston to follow the cylinder bore becomes worse. There are various problems such as the need for high precision in controlling the oil pressure and oil amount, making control extremely difficult. Therefore, the present invention excludes the adoption of the eccentric piston pin direct hydraulic actuation method, and the present invention is intended only for systems that use eccentric bearings and rotate and displace the eccentric bearings.
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-64131, US Patent Specification
No. 3,633,552 and U.S. Pat. No. 2,060,221 disclose eccentric bearing direct drive type variable compression ratio mechanisms, but in both of these, an eccentric bearing is interposed between a piston pin and a connecting rod. Therefore, it is difficult to apply the eccentric bearing to the piston pin and the connecting rod, which is the object of this invention, due to the design. Because positioning is not automatic positioning,
Since there is a problem that positioning control is difficult, these are also excluded from the scope of the present invention. Furthermore, Patent No. 121274 discloses a system in which the compression ratio is made variable using an eccentric shaft, but since the eccentric shaft is fixedly fitted to the piston pin, the rotation of the eccentric shaft during switching is not smooth. , and because its drive uses a mechanical drive transmission means rather than a fluid drive, the drive means is large, heavy, and has a complicated mechanism, making it difficult to apply to modern internal combustion engines.
本考案の目的は、ピストンピンとコネクテイン
グロツド間に偏心ベアリングが介装された可変圧
縮比機構において、圧縮比の可変幅が小さい可変
圧縮比機構や慣性力の小さい低回転域、および潤
滑油の粘度が高い低温始動時等においても偏心ベ
アリングを確実に回転させることを可能とし、こ
れによつてより広範な運転域において円滑にかつ
確実に機能し得る内燃機関の可変圧縮比機構を提
供することにある。 The purpose of this invention is to improve the variable compression ratio mechanism in which an eccentric bearing is inserted between the piston pin and the connecting rod. To provide a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine that enables an eccentric bearing to rotate reliably even during low-temperature startup when the viscosity of the engine is high, and thereby functions smoothly and reliably over a wider operating range. There is a particular thing.
この目的に沿う本考案の内燃機関の可変圧縮比
機構は、次のものから成る。すなわち、
ピストンピンとコネクテイングロツドとの間
に、円筒状外周面と該円筒状外周面に対して偏心
された円筒状内周面とを有する偏心ベアリング
を、偏心ベアリングの内周面がピストンピンの外
周面に回転方向に摺動自在となるようにかつ偏心
ベアリングの外周面がコネクテイングロツドの小
端穴の内周面に回転方向に摺動自在となるように
介装し、該偏心ベアリングの一部にピニオン歯車
を形成するとともに、前記コネクテイングロツド
の小端部の壁内に穴を該穴の側部の一部が小端穴
に開口するように形成して該コネクテイングロツ
ド内に形成した穴にラツクを摺動自在に内装し、
該ラツクと前記偏心ベアリングのピニオンを噛合
させ、前記コネクテイングロツド内に、前記コネ
クテイングロツド内に形成した穴の一端に接続さ
せてラツク駆動用の流体通路を形成して前記ラツ
クの一側に圧力をオンオフ状に付与するようにす
るとともに、前記コネクテイングロツド内に形成
した穴にばねを挿入して前記ラツクを前記流体通
路方向に常時弾発付勢し、前記偏心ベアリングを
流体通路の圧力のオンオフにより低圧縮比位置と
高圧縮比位置との２位置間に強制回転変位させて
切替可能としたことを特徴とする内燃機関の可変
圧縮比機構。
The variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine of the present invention that meets this purpose is comprised of the following. That is, an eccentric bearing having a cylindrical outer circumferential surface and a cylindrical inner circumferential surface that is eccentric with respect to the cylindrical outer circumferential surface is provided between the piston pin and the connecting rod, and the inner circumferential surface of the eccentric bearing is disposed on the piston pin. The eccentric bearing is interposed so that it can slide freely in the rotational direction on the outer peripheral surface of the connecting rod, and the outer peripheral surface of the eccentric bearing is slidably slidable in the rotational direction on the inner peripheral surface of the small end hole of the connecting rod. A pinion gear is formed in a part of the bearing, and a hole is formed in the wall of the small end of the connecting rod so that a part of the side of the hole opens into the small end hole. A rack is slidably installed inside the hole formed in the rod,
The rack and the pinion of the eccentric bearing are engaged with each other, and the rack is connected to one end of a hole formed in the connecting rod to form a fluid passage for driving the rack. At the same time, a spring is inserted into a hole formed in the connecting rod to constantly elastically bias the rack in the direction of the fluid passage, so that the eccentric bearing is A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine, characterized in that it can be switched between two positions, a low compression ratio position and a high compression ratio position, by forced rotational displacement by turning on and off pressure in a passage.
圧縮比を変更しようとするときに油圧をオンさ
せることによつてラツクを駆動すれば、このラツ
クは偏心ベアリングに形成されたピニオン歯車と
噛み合つているから、偏心ベアリングはラツクに
従動して回転変位する。また、ラツクは圧縮コイ
ルスプリング等によつて逆方向に弾発付勢されて
いるから、ラツクを駆動するための流体圧をオフ
にして低下させればこの弾発力によつてラツクは
原位置（流体圧作用前の位置）まで復帰し、ラツ
クに従動回転変位する偏心ベアリングも圧縮比変
更前の位置まで回転変位する。要するに、所謂、
ラツクアンドピニオン機構によつて偏心ベアリン
グを強制的に低圧縮比位置と高圧縮比位置の２位
置を何れかの位置に回転変位させ、これによつ
て、如何なる運転域においても、また圧縮比の可
変幅が如何に小さく設定されていても、確実に作
動する可変圧縮比機構を提供することが可能とな
る。また、この強制駆動においては、油圧駆動が
採用され、その油圧はコネクテイングロツド内の
通路を通して導かれるので、装置は小型化、軽量
化が維持される。
If you turn on the hydraulic pressure to drive the rack when you want to change the compression ratio, the rack meshes with the pinion gear formed on the eccentric bearing, so the eccentric bearing rotates following the rack. Displace. Also, since the rack is elastically biased in the opposite direction by a compression coil spring, etc., if the fluid pressure for driving the rack is turned off and lowered, this elastic force will cause the rack to return to its original position. (the position before the fluid pressure was applied), and the eccentric bearing, which is easily rotated and displaced, is also rotationally displaced to the position before the compression ratio change. In short, the so-called
The rack-and-pinion mechanism forcibly rotates the eccentric bearing to either of the two positions, the low compression ratio position and the high compression ratio position. It is possible to provide a variable compression ratio mechanism that operates reliably no matter how small the variable width is set. Further, in this forced drive, hydraulic drive is employed, and the hydraulic pressure is guided through a passage in the connecting rod, so that the device can be kept small and lightweight.
以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
ピストン１はピストンピン２を介してコネクテ
イングロツド３の小端部３ａに回転自在に取付け
られ、ピストンピン２とコネクテイングロツド３
との間には円筒状内外周面を互いに偏心させた偏
心ベアリング４が接触面で回転方向に摺接するよ
うに回転自在に介装されている。偏心ベアリング
４の一部にはピニオン歯車４ａが形成され、ピニ
オン歯車４ａはラツク５と噛み合つている。ラツ
ク５はコネクテイングロツド３の小端部３ａに形
成されたラツク収容室３ｂ内に摺動自在に配設さ
れ、ラツク５はラツク収容室３ｂ内に装着した圧
縮コイルスプリング６によつて常時A′方向へ弾
発付勢されている。なお、第２図中、Ｅはピスト
ンピン２の軸心O1と偏心ベアリング４の回転中
心O2との偏心量を表わす。 The piston 1 is rotatably attached to the small end 3a of the connecting rod 3 via the piston pin 2, and the piston pin 2 and the connecting rod 3
An eccentric bearing 4 having cylindrical inner and outer circumferential surfaces eccentric to each other is rotatably interposed between the two and so on so as to be in sliding contact in the rotational direction at the contact surface. A pinion gear 4a is formed in a part of the eccentric bearing 4, and the pinion gear 4a meshes with a rack 5. The rack 5 is slidably disposed in a rack accommodation chamber 3b formed in the small end 3a of the connecting rod 3, and the rack 5 is always maintained by a compression coil spring 6 installed in the rack accommodation chamber 3b. It is elastically biased in the A′ direction. In FIG. 2, E represents the amount of eccentricity between the axis O 1 of the piston pin 2 and the rotation center O 2 of the eccentric bearing 4.
一方、コネクテイングロツド３の内部には流体
通路３ｃが形成され、流体通路３ｃの上端部はラ
ツク収容室３ｂと連通している。また、流体通路
３ｃの下端部はコネクテイングロツド３の大端部
３ｄに形成された円弧状の溝３ｅと連通し、コネ
クテイングロツド３の大端部３ｄはクランク軸７
のクランクピン部７ａと回転自在に嵌合してい
る。クランク軸７のクランクジヤーナル部７ｂは
エンジンブロツク８のジヤーナル部８ａ回転自在
に支承され、このジヤーナル部８ａにはクランク
ジヤーナル部７ｂを囲繞するようにして２つの円
弧状の溝８ｂ，８ｃが形成されている。そして、
クランク軸７の内部にはクランクピン部７ａとク
ランクジヤーナル部７ｂとにそれぞれ開口する流
体通路７ｃが形成され、クランク軸７の回転によ
り溝３ｅと溝８ｃとは互いに連通可能となつてい
る。なお、第５図、第６図中のＸ−Ｘ線はクラン
ク軸７の回転軸を示し、またO3は流体通路７ｃ
の回転中心を表わす。 On the other hand, a fluid passage 3c is formed inside the connecting rod 3, and the upper end of the fluid passage 3c communicates with the rack housing chamber 3b. Further, the lower end of the fluid passage 3c communicates with an arcuate groove 3e formed in the large end 3d of the connecting rod 3, and the large end 3d of the connecting rod 3 communicates with the crankshaft 7.
It is rotatably fitted to the crank pin portion 7a of. A crank journal portion 7b of the crankshaft 7 is rotatably supported by a journal portion 8a of an engine block 8, and two arcuate grooves 8b and 8c are formed in this journal portion 8a so as to surround the crank journal portion 7b. ing. and,
A fluid passage 7c is formed inside the crankshaft 7 and opens to the crank pin portion 7a and the crank journal portion 7b, respectively, and the rotation of the crankshaft 7 allows the grooves 3e and 8c to communicate with each other. Note that the line X-X in FIGS. 5 and 6 indicates the rotation axis of the crankshaft 7, and O 3 indicates the fluid passage 7c.
represents the center of rotation of
エンジンブロツク８には切換弁９が取付けら
れ、切換弁９の一方の流出口と溝８ｃとは高圧縮
比側通路１０ａ、高圧縮比側メイン通路１０ｂを
介して互いに連通している。また、切換弁９の他
方の流出口と溝８ｂとは低圧縮比側通路１１ａ、
低圧縮比側メイン通路１１ｂを介して互いに連通
している。一方、切換弁９の流入口は通路１２，
１３，１４を介してポンプ１５に連結され、ポン
プ１５は吸込管１６と環流管１７とを有する。そ
して、１８はオイルパンを、また、１９はオイル
を示している。 A switching valve 9 is attached to the engine block 8, and one outlet of the switching valve 9 and the groove 8c communicate with each other via a high compression ratio side passage 10a and a high compression ratio side main passage 10b. Further, the other outlet of the switching valve 9 and the groove 8b are connected to the low compression ratio side passage 11a,
They communicate with each other via the low compression ratio side main passage 11b. On the other hand, the inlet of the switching valve 9 is the passage 12,
It is connected to a pump 15 via 13 and 14, and the pump 15 has a suction pipe 16 and a reflux pipe 17. 18 indicates an oil pan, and 19 indicates oil.
切換弁９の切換え動作は吸気管２０に装着され
た吸気負圧スイツチ２１の発する信号によつて行
なわれる。なお、２２はシリンダヘツド、２３は
シリンダブロツク、２４は吸気弁、２５は排気
弁、２６はイグニシヨンスイツチ、２７はリレ
ー、２８はバツテリをそれぞれ示す。 The switching operation of the switching valve 9 is performed by a signal generated by an intake negative pressure switch 21 mounted on the intake pipe 20. 22 is a cylinder head, 23 is a cylinder block, 24 is an intake valve, 25 is an exhaust valve, 26 is an ignition switch, 27 is a relay, and 28 is a battery.
以下、作用を説明する。 The action will be explained below.
イグニシヨンスイツチ２６をオン状態とする
と、エンジンが始動してオイルポンプ１５が作動
するとともに、切換弁９は作動状態となる。ここ
で、吸気負圧スイツチ２１が吸気管２０内の吸気
負圧を検知して、切換弁９に低圧縮比への切換信
号を発すると、切換弁９はオイルパン１８内から
オイルポンプ１５によつて吸上げられたオイルを
低圧縮比側通路１１ａ、低圧縮比側メイン通路１
１ｂを介して溝８ｂ内にのみ供給する。しかし、
溝８ｂはクランク軸７が回転してもクランク軸７
内の流体通路７ｃによつて溝３ｅに連通されるこ
とはないから、ラツク５は圧縮コイルスプリング
６の弾発力によつて、第２図示の状態に保持さ
れ、内燃機関の圧縮比は低圧縮比側に維持され
る。なお、このとき溝８ｂ内に供給されたオイル
はクランクジヤーナル部７ｂおよびクランクピン
部７ａの潤滑用に供される。 When the ignition switch 26 is turned on, the engine is started, the oil pump 15 is activated, and the switching valve 9 is activated. Here, when the intake negative pressure switch 21 detects the intake negative pressure in the intake pipe 20 and issues a switching signal to the switching valve 9 to switch to a low compression ratio, the switching valve 9 connects the oil pump 15 from inside the oil pan 18. The oil thus sucked up is transferred to the low compression ratio side passage 11a and the low compression ratio side main passage 1.
It is supplied only into the groove 8b via 1b. but,
The groove 8b prevents the crankshaft 7 from rotating even when the crankshaft 7 rotates.
Since the rack 5 is not communicated with the groove 3e by the fluid passage 7c inside, the rack 5 is held in the state shown in the second figure by the elastic force of the compression coil spring 6, and the compression ratio of the internal combustion engine is low. The compression ratio is maintained on the side. Note that the oil supplied into the groove 8b at this time is used for lubrication of the crank journal portion 7b and the crank pin portion 7a.
つぎに、吸気負圧スイツチ２１が切換弁９に高
圧縮比側への切換信号を発すると、切換弁９はオ
イルパン１８内からオイルポンプ１５によつて吸
上げられたオイルを高圧縮比側通路１０ａ、高圧
縮比側メイン通路１０ｂを介して溝８ｃ内へのみ
供給することとなる。溝８ｃと溝３ｅとは、クラ
ンク軸７の回転に伴つてクランク軸７内の流体通
路７ｃにより互いに連通されるから、溝８ｃ内に
供給されたオイルはコネクテイングロツド３内の
流体通路３ｃ内に流入し、さらにラツク収容室３
ｂ内に流入して、圧縮コイルスプリング６の弾発
力に抗してラツク５を方向へ変位させる。ラツク
５がＡ方向へ変位すれば、ラツク５と噛み合う偏
心ベアリング４はラツク５の移動ストロークに相
当する角度だけ回転する。今、偏心ベアリング４
の回転角度をθとすると、ピストンピン２の軸心
O1と偏心ベアリング４の回転中心O2とは偏心量
Ｅを有するから、第３図示のように、コネクテイ
ングロツド３とピストン１とはＥ（１−cosθ）だ
け相対変位することとなる。これによつて、内燃
機関は高圧縮比側へ切換えられたことになる。 Next, when the intake negative pressure switch 21 issues a switching signal to the switching valve 9 to the high compression ratio side, the switching valve 9 switches the oil sucked up by the oil pump 15 from the oil pan 18 to the high compression ratio side. It is supplied only into the groove 8c via the passage 10a and the high compression ratio side main passage 10b. Since the groove 8c and the groove 3e are communicated with each other by the fluid passage 7c in the crankshaft 7 as the crankshaft 7 rotates, the oil supplied into the groove 8c flows through the fluid passage 3c in the connecting rod 3. Flows into the interior and further enters the rack containment chamber 3.
b, and displaces the rack 5 in the direction against the elastic force of the compression coil spring 6. When the rack 5 is displaced in the direction A, the eccentric bearing 4 meshing with the rack 5 rotates by an angle corresponding to the movement stroke of the rack 5. Now eccentric bearing 4
If the rotation angle of is θ, then the axis of piston pin 2 is
Since O 1 and the center of rotation O 2 of the eccentric bearing 4 have an eccentricity E, the connecting rod 3 and the piston 1 are displaced by E (1 - cos θ) relative to each other, as shown in the third diagram. . This means that the internal combustion engine has been switched to the higher compression ratio side.
さらに、第３図示の状態から、吸気負圧スイツ
チ２１が切換弁９へ低圧縮比側への切換信号を発
すると、切換弁９が切換わつて溝８ｂ内へのみオ
イルを供給し、溝８ｃ内へはオイルを供給しない
こととなる。すると、クランク軸７の回転に伴つ
て流体通路７ｃが溝３ｅと溝８ｃを連通させる度
に、ラツク５は圧縮コイルスプリング６の弾発力
によつてA′方向へ移動し、流体通路３ｃ内のオ
イルを高圧縮比側メイン通路１０ｂ方向へ逆流さ
せる。そして、クランク軸７が数回転する間には
ラツク５は第２図示の位置まで変位し、偏心ベア
リング４を回転させて内燃機関を低圧縮比側へ切
換えることになる。 Further, when the intake negative pressure switch 21 issues a switching signal to the switching valve 9 to the low compression ratio side from the state shown in FIG. 3, the switching valve 9 switches to supply oil only into the groove 8b, and No oil will be supplied inside. Then, each time the fluid passage 7c communicates the groove 3e with the groove 8c as the crankshaft 7 rotates, the rack 5 moves in the direction A' due to the elastic force of the compression coil spring 6, and moves inside the fluid passage 3c. The oil is caused to flow back toward the high compression ratio side main passage 10b. Then, while the crankshaft 7 rotates several times, the rack 5 is displaced to the position shown in the second figure, causing the eccentric bearing 4 to rotate and switching the internal combustion engine to the low compression ratio side.
なお、以上の説明はガソリン機関についてのみ
述べたが、デイーゼル機関の場合も同様である。
デイーゼル機関の場合には、第８図示のように、
燃料噴射ポンプのポンプ室２９に取付けた圧力ス
イツチ３０によつて機関の運転条件を検知するの
である。そして、検知した圧力が所定圧力（たと
えば３Kg／cm2）以上になると切換弁９が作動して
オイルを低圧縮比側メイン通路１１ｂ方向へ流
し、機関を低圧縮比側に切換える。また、検知し
た圧力が所定圧力以下になると、切換弁９はオイ
ルを高圧縮比側メイン通路１０ｂ方向へ流し、機
関を高圧縮比側へ切換えるのである。 Note that although the above explanation has been made only for gasoline engines, the same applies to diesel engines.
In the case of a diesel engine, as shown in Figure 8,
The operating conditions of the engine are detected by a pressure switch 30 attached to the pump chamber 29 of the fuel injection pump. When the detected pressure exceeds a predetermined pressure (for example, 3 kg/cm 2 ), the switching valve 9 is activated to flow oil toward the low compression ratio side main passage 11b, thereby switching the engine to the low compression ratio side. Furthermore, when the detected pressure becomes equal to or lower than a predetermined pressure, the switching valve 9 causes oil to flow toward the high compression ratio side main passage 10b, thereby switching the engine to the high compression ratio side.
以上説明したように、本考案の内燃機関の可変
圧縮比機構によれば、油圧等によつて駆動される
ラツクによりピニオン歯車を形成した偏心ベアリ
ングを強制的に回転させることができるから、偏
心ベアリングに小さな慣性力しか与えられない機
関低回転域においても、また圧縮比の可変幅が小
さい可変圧縮比機構においても、確実な圧縮比の
切換えが可能になるという効果を得る。
As explained above, according to the variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine of the present invention, the eccentric bearing forming the pinion gear can be forcibly rotated by the rack driven by hydraulic pressure or the like. Even in a low engine speed range where only a small inertial force is applied to the engine, and also in a variable compression ratio mechanism where the compression ratio variable range is small, the effect is that the compression ratio can be switched reliably.
また、ラツクアンドピニオン機構によつて偏心
ベアリングを回転駆動するものであるから、偏心
ベアリングを偏心回転モーメントだけの力で回転
させ油圧によつて駆動されるロツクピンにより偏
心ベアリングを固定するものに比較して、低温始
動時等の油の粘度が高い場合にも作動不良を起さ
ず、確実な圧縮比の切換えが可能であるととも
に、ロツクピン等の固定機構が不用であるから構
成が簡単になるという効果を得る。 In addition, since the eccentric bearing is rotationally driven by a rack-and-pinion mechanism, it is compared to a system in which the eccentric bearing is rotated by the force of only the eccentric rotation moment and fixed by a lock pin driven by hydraulic pressure. This means that even when the oil viscosity is high, such as when starting at low temperatures, there will be no malfunction, and the compression ratio can be switched reliably, and the configuration is simple because no fixing mechanism such as a lock pin is required. Get the effect.
そして、本考案の内燃機関の可変圧縮比機構に
よれば、如何なる機関運転状況においても確実な
圧縮比の切換えが可能であるから、より広範な運
転域に適用することができるという効果を得る。 According to the variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to reliably switch the compression ratio under any engine operating conditions, so that it can be applied to a wider operating range.
さらに、前記特開昭55−40256号公報の機構に
比べて、ピストンに設計変更を加えることなく組
付けが可能なこと、偏心ベアリングとピストンピ
ンとの間に回転摺動部が存在するので、ピストン
がコネクテイングロツドに対し首振り自在となつ
てピストンのシリンダボアへの追従性が良くなる
こと、強制回転駆動が油圧のオンオフとばねとで
得られるから低圧縮比位置と高圧縮比位置の位置
決めが自動的かつ容易となること、油圧の圧力制
御等がラフでよく制御構成が単純であること、等
の効果を得る。 Furthermore, compared to the mechanism disclosed in JP-A-55-40256, it can be assembled without making any design changes to the piston, and since there is a rotating sliding part between the eccentric bearing and the piston pin, the piston The piston can swing freely relative to the connecting rod, which improves the piston's ability to follow the cylinder bore, and the forced rotational drive is achieved by hydraulic on/off and a spring, making it possible to position the low compression ratio position and the high compression ratio position. Effects such as automatic and easy hydraulic pressure control, etc., are easy, and the control configuration is simple.
また、前記特開昭55−64131号公報、米国特許
第3633552号明細書、米国特許第2060221明細書開
示の機構に比べて、高圧縮比位置、低圧縮比位置
への切換、位置決めが自動化されかつ容易化され
るという効果を得る。 Furthermore, compared to the mechanisms disclosed in JP-A-55-64131, US Pat. No. 3,633,552, and US Pat. No. 2,060,221, switching to the high compression ratio position and low compression ratio position and positioning are automated. And it has the effect of being made easier.
さらに、前記特許第121274号明細書に開示の機
構に比べて、切替時の偏心ベアリングの回転がス
ムースであること、偏心ベアリング回転駆動機構
が小型、軽量、構造単純という効果が得られる。 Furthermore, compared to the mechanism disclosed in the specification of the Patent No. 121274, the rotation of the eccentric bearing during switching is smooth, and the eccentric bearing rotation drive mechanism is small, lightweight, and has a simple structure.
第１図は本考案の可変圧縮比機構の取付状態を
表わす断面図、第２図は低圧縮比側の状態におけ
る要部断面図、第３図は高圧縮比側の状態におけ
る要部断面図、第４図はラツクの駆動機構部の断
面図、第５図はクランク軸の要部斜視図、第６図
は本考案の概略構成を示す斜視図、である。
１……ピストン、２……ピストンピン、３……
コネクテイングロツド、３ａ……小端部、３ｂ…
…ラツク収容室、３ｃ……流体通路、３ｄ……大
端部、４……偏心ベアリング、４ａ……ピニオン
歯車、５……ラツク、６……圧縮コイルスプリン
グ。
Fig. 1 is a sectional view showing the installed state of the variable compression ratio mechanism of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the main part in the low compression ratio state, and Fig. 3 is a sectional view of the main part in the high compression ratio state. , FIG. 4 is a sectional view of the drive mechanism of the rack, FIG. 5 is a perspective view of the main part of the crankshaft, and FIG. 6 is a perspective view showing the schematic structure of the present invention. 1... Piston, 2... Piston pin, 3...
Connecting rod, 3a...small end, 3b...
...Rack accommodation chamber, 3c...Fluid passage, 3d...Big end, 4...Eccentric bearing, 4a...Pinion gear, 5...Rack, 6...Compression coil spring.
Claims (1)
に、円筒状外周面と該円筒状外周面に対して偏心
された円筒状内周面とを有する偏心ベアリング
を、偏心ベアリングの内周面がピストンピンの外
周面に回転方向に摺動自在となるようにかつ偏心
ベアリングの外周面がコネクテイングロツドの小
端穴の内周面に回転方向に摺動自在となるように
介装し、該偏心ベアリングの一部にピニオン歯車
を形成するとともに、前記コネクテイングロツド
の小端部の壁内に穴を該穴の側部の一部が小端穴
に開口するように形成して該コネクテイングロツ
ド内に形成した穴にラツクを摺動自在に内装し、
該ラツクと前記偏心ベアリングのピニオンを噛合
させ、前記コネクテイングロツド内に、前記コネ
クテイングロツド内に形成した穴の一端に接続さ
せてラツク駆動用の流体通路を形成して前記ラツ
クの一側に圧力をオンオフ状に付与するようにす
るとともに、前記コネクテイングロツド内に形成
した穴にばねを挿入して前記ラツクを前記流体通
路方向に常時弾発付勢し、前記偏心ベアリングを
流体通路の圧力のオンオフにより低圧縮比位置と
高圧縮比位置との２位置間に強制回転変位させて
切替可能としたことを特徴とする内燃機関の可変
圧縮比機構。 An eccentric bearing having a cylindrical outer circumferential surface and a cylindrical inner circumferential surface that is eccentric with respect to the cylindrical outer circumferential surface is installed between the piston pin and the connecting rod, and the inner circumferential surface of the eccentric bearing is arranged on the outer circumference of the piston pin. The outer peripheral surface of the eccentric bearing is inserted into the inner peripheral surface of the small end hole of the connecting rod so that it can freely slide in the rotational direction on the surface, and the eccentric bearing is A pinion gear is formed in a part of the connecting rod, and a hole is formed in the wall of the small end of the connecting rod so that a part of the side of the hole opens into the small end hole. A rack is slidably inserted into the hole formed inside,
The rack and the pinion of the eccentric bearing are engaged with each other, and the rack is connected to one end of a hole formed in the connecting rod to form a fluid passage for driving the rack. At the same time, a spring is inserted into a hole formed in the connecting rod to constantly elastically bias the rack in the direction of the fluid passage, and the eccentric bearing is A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine, characterized in that it can be switched between two positions, a low compression ratio position and a high compression ratio position, by forced rotational displacement by turning on and off pressure in a passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13395882U JPS5940537U (en) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13395882U JPS5940537U (en) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940537U JPS5940537U (en) | 1984-03-15 |
| JPS6343397Y2 true JPS6343397Y2 (en) | 1988-11-11 |
Family
ID=30301995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13395882U Granted JPS5940537U (en) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engines |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5940537U (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426670Y2 (en) * | 1985-05-17 | 1992-06-26 | ||
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| DE102014013382A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh | Device for changing the dead center positions of a piston connected to a crankshaft via a connecting rod within a cylinder |
| CN107110018B (en) | 2014-12-22 | 2019-06-07 | 丰田自动车株式会社 | Variable length link and internal combustion engine with changeable compression ratio |
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| DE102016124750B4 (en) * | 2016-12-19 | 2019-03-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for changing the effective length of a connecting rod during the operation of a reciprocating internal combustion engine |
| JP6579137B2 (en) * | 2017-03-16 | 2019-09-25 | トヨタ自動車株式会社 | Variable compression ratio mechanism |
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| JPS5564131A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-14 | Toyota Motor Corp | Compression ratio varied type internal combustion engine |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP13395882U patent/JPS5940537U/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5940537U (en) | 1984-03-15 |
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