JPWO2019225729A1 - 可変圧縮装置及びエンジンシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年5月25日に日本に出願された特願2018−101048号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1は、エンジンシステム100に設けられた後述する円筒状のシリンダライナ3aの中心軸に沿った縦断面図である。本実施形態では、シリンダライナ3aの中心軸線方向において、図1における後述する排気弁ユニット5が設けられている側を上側、後述するクランク軸11が設けられている側を下側と称する場合がある。シリンダライナ3aの中心軸に交差する方向を径方向と称する場合がある。シリンダライナ3aの中心軸方向から見た図を平面視と称する場合がある。
なお、上記の説明における上下方向は、鉛直方向に限定されるものではなく、クロスヘッドピン7aへの取付姿勢により変化する。
制御部300はコンピュータから構成可能であり、このコンピュータは、CPU(中央処理装置)、記憶装置、及び入出力装置等を備える。記憶装置は、RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリ、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、及びSSD(Solid State Drive)等のうちの1以上を含む。入出力装置は、有線または無線で、排気弁駆動部5c、油圧部8の第1バルブ8e、第2バルブ8f及び第3バルブ8g、並びにクランク角センサ10と信号やデータ等のやり取りを行う。コンピュータは、記憶装置に保存されたプログラム等に基づいて所定の機能を果たすことができる。
排出機構15は、油圧室R3から排出される作動油を案内するリリーフ流路R5と、リリーフ流路R5に設けられると共に作動油により駆動するスプール弁8dとを備え、可変圧縮装置Aは、スプール弁8dを駆動させる作動油を案内すると共に排出機構15と接続される排出機構用流路Rc(第2作動流体流路)をさらに備える。
供給用流路Rb及び排出機構用流路Rcは、クロスヘッドピン7aに接続されると共に揺動可能とされる揺動管8bに一体として設けられる。
可変圧縮装置Aは、クロスヘッドピン7aの内部に形成されると共に油圧室R3と供給用流路Rbとを連通する供給流路R4を備える。
本実施形態のエンジンシステム100は、可変圧縮装置Aを備える。
図4は、上記実施形態に係るエンジンシステム100の第1変形例を示す模式断面図であって、クロスヘッドピン7aの中心軸線に直交する方向における横断面図である。
この第1変形例においては、供給用流路Rb及び排出機構用流路Rcが、クロスヘッドピン7aに接続されると共に揺動可能とされる複数の揺動管8h及び8iにそれぞれ一体として設けられている。揺動管8h及び8iは、クロスヘッドピン7aの、シリンダライナ3a(図1参照)の中心軸線C1を挟んだ両側にそれぞれ接続されている。なお、揺動管8h及び8iは、クロスヘッドピン7aの互いに異なる位置に接続されていればよく、例えば、複数の揺動管8h及び8iがいずれも、クロスヘッドピン7aの一方の側に接続されてもよい。本変形例の可変圧縮装置Aは、複数の揺動管8h及び8iを備えている。
供給用流路Rbが、揺動管8hに一体に設けられている。言い換えれば、揺動管8hの内部領域が、供給用流路Rbの一部を構成している。排出機構用流路Rcが、揺動管8iに一体に設けられている。言い換えれば、揺動管8iの内部領域が、排出機構用流路Rcの一部を構成している。
なお、供給用流路Rb及び排出機構用流路Rcのいずれか一方が、クロスヘッドピン7aに接続されると共に揺動可能とされる一の揺動管に一体として設けられてもよい。
図5は、上記実施形態に係るエンジンシステム100の第2変形例を示す模式断面図であって、図1に示すエンジンシステム100のクロスヘッド7及びその周辺の拡大断面図である。
クロスヘッドピン7aは、シリンダライナ3a(図1参照)の中心軸線C1方向に沿って往復直線移動する。本変形例の可変圧縮装置Aは、クロスヘッドピン7aの往復直線移動と共に伸縮可能なテレスコ管16を備えている。テレスコ管16は、クロスヘッドピン7aの往復直線移動方向に延びると共にシリンダジャケット3cに固定された外筒16aと、外筒16aに挿入され且つ上記直線移動方向に外筒16aと相対移動可能な内筒16bとを有している。テレスコ管16は、その内部で外筒16aから内筒16bに向けて作動油を流動可能に構成されている。外筒16aと内筒16bとの間の隙間は、当該隙間を介した作動油の漏出が抑制される大きさに設定されている。なお、外筒16aと内筒16bとの隙間に、作動油の漏出を防止するためのシール部材(Oリング等)を配置してもよい。
本変形例では、供給用流路Rbが、テレスコ管16の内部に設けられている。言い換えれば、テレスコ管16の内部領域が、供給用流路Rbの一部を構成している。
なお 、供給用流路Rb及び排出機構用流路Rcのいずれか一方が、クロスヘッドピン7aの往復直線移動と共に伸縮可能なテレスコ管の内部に設けられてもよい。
図6は、上記実施形態に係るエンジンシステム100の第3変形例におけるクランク軸11の部分断面側面図である。図7は、上記実施形態に係るエンジンシステム100の第3変形例における連接棒9の斜視図である。
図6に示すように、本変形例のクランク軸11は、その中心軸線C2方向に延びるメインジャーナル11aと、メインジャーナル11aから中心軸線C2の径方向外側に変位し且つクランクアーム11bを介してメインジャーナル11aに連結された複数のクランクピン11cと、中心軸線C2を挟んでクランクピン11cと逆側に配置されたカウンターウェイト11dとを有している。メインジャーナル11a及びクランクピン11cはいずれも円柱状に形成され、クランクピン11cの中心軸線は上記中心軸線C2に平行している。
メインジャーナル11aは、架構2の図示しない軸受部材に回転可能に支持されている。クランクピン11cには、連接棒9が回転可能に連結されている。
本変形例の可変圧縮装置Aは、上記実施形態で示した構成要素に加え、クランク軸11と、当該クランク軸11及びクロスヘッドピン7aを互いに連結する連接棒9と、をさらに備えている。
第1給油孔11hは、第2バルブ8fを介して供給ポンプ8aに接続されている。
第2給油孔11jは、第3バルブ8gを介して供給ポンプ8aに接続されている。
連接棒9は、上記一方向に延びる長尺状のロッド本体9cと、ロッド本体9cの一端に図示しない締結部材等を用いて連結されてロッド本体9cとの間に第1挿通孔9aを形成する略円弧状の第1キャップ9dと、ロッド本体9cの他端に図示しない締結部材等を用いて連結されてロッド本体9cとの間に第2挿通孔9bを形成する略円弧状の第2キャップ9eと、を有している。
クランク軸11に設けられた第1クランクシャフト油孔11fを介してクランクピン11cの外周面と第1挿通孔9aの内周面との隙間に導入された作動油は、第1ロッド油孔9fに流入し、さらにクロスヘッドピン7a(図2参照)の外周面と第2挿通孔9bの内周面との隙間に導入されて、クロスヘッドピン7aの供給流路R4に流入する。
クランク軸11に設けられた第2クランクシャフト油孔11gを介してクランクピン11cの外周面と第1挿通孔9aの内周面との隙間に導入された作動油は、第2ロッド油孔9gに流入し、さらにクロスヘッドピン7aの外周面と第2挿通孔9bの内周面との隙間に導入されて、クロスヘッドピン7aのリリーフ流路R5に設けられたスプール弁8dにおける筒体8d1の上部空間へ流入する。
さらに、本変形例では、排出機構用流路Rcが、クランク軸11の内部及び連接棒9の内部に設けられる。言い換えれば、クランク軸11における第2給油孔11j、第2クランクシャフト油孔11g及び第2吐油孔11k、並びに連接棒9における第2ロッド油孔9gが、排出機構用流路Rcの一部を構成している。
なお 、供給用流路Rb及び排出機構用流路Rcのいずれか一方が、クランク軸11の内部及び連接棒9の内部に設けられてもよい。
2 架構
3 シリンダ部
3a シリンダライナ
3b シリンダヘッド
3c シリンダジャケット
4 ピストン
5 排気弁ユニット
5a 排気弁
5b 排気弁筐
5c 排気弁駆動部
6 ピストンロッド
7 クロスヘッド
7a クロスヘッドピン
7b ガイドシュー
7c 蓋部材
8 油圧部
8a 供給ポンプ(ポンプ)
8b 揺動管
8c 逆止弁
8d スプール弁
8d1 筒体
8d2 弁体
8e 第1バルブ
8f 第2バルブ
8g 第3バルブ
9 連接棒
10 クランク角センサ
11 クランク軸
12 掃気溜
13 排気溜
14 空気冷却器
15 排出機構
100 エンジンシステム
200 過給機
300 制御部
A 可変圧縮装置
H 排気ポート
S 掃気ポート
O 出口孔
R1 燃焼室
R2 掃気室
R3 油圧室
R4 供給流路
R5 リリーフ流路
R6 上部油室
Ra 冷却用流路
Rb 供給用流路(第1作動流体流路)
Rc 排出機構用流路(第2作動流体流路)
Claims (18)
- エンジンの圧縮比を変更可能な可変圧縮装置であって、
ピストンロッドと、
作動流体を昇圧するポンプと、
昇圧された前記作動流体が供給されることで前記ピストンロッドが圧縮比を高める方向に移動される流体室が内部に形成されると共に前記ピストンロッドと接続されるクロスヘッドピンと、
前記流体室から前記作動流体を排出する排出機構と、
前記流体室へと供給される前記作動流体を案内すると共に前記クロスヘッドピン及び前記ポンプと接続される第1作動流体流路と
を備える、可変圧縮装置。 - 前記排出機構は、前記流体室から排出される前記作動流体を案内するリリーフ流路と、前記リリーフ流路に設けられると共に前記作動流体により駆動するスプール弁とを備え、
前記スプール弁を駆動させる前記作動流体を案内すると共に前記排出機構と接続される第2作動流体流路をさらに備える、請求項1に記載の可変圧縮装置。 - 前記第1作動流体流路は、前記クロスヘッドピンに接続されると共に揺動可能とされる揺動管に一体として設けられる、請求項1に記載の可変圧縮装置。
- 前記第1作動流体流路は、前記クロスヘッドピンの往復直線移動と共に伸縮可能なテレスコ管の内部に設けられる、請求項1に記載の可変圧縮装置。
- 前記クロスヘッドピンの往復直線運動を回転運動に変換する、クランク軸と当該クランク軸及び前記クロスヘッドピンを互いに連結する連接棒とをさらに備え、
前記第1作動流体流路は、前記クランク軸の内部及び前記連接棒の内部に設けられる、請求項1に記載の可変圧縮装置。 - 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路はいずれも、前記クロスヘッドピンに接続されると共に揺動可能とされる一の揺動管に一体として設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。
- 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路は、前記クロスヘッドピンに接続されると共に揺動可能とされる複数の揺動管にそれぞれ一体として設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。
- 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか一方は、前記クロスヘッドピンに接続されると共に揺動可能とされる揺動管に一体として設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。
- 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか他方は、前記クロスヘッドピンの往復直線移動と共に伸縮可能なテレスコ管の内部に設けられる、請求項8に記載の可変圧縮装置。
- 前記クロスヘッドピンの往復直線運動を回転運動に変換する、クランク軸と当該クランク軸及び前記クロスヘッドピンを互いに連結する連接棒とをさらに備え、
前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか他方は、前記クランク軸の内部及び前記連接棒の内部に設けられる、請求項8に記載の可変圧縮装置。 - 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路は、前記クロスヘッドピンの往復直線移動と共に伸縮可能とされる複数のテレスコ管の内部にそれぞれ設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。
- 前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか一方は、前記クロスヘッドピンの往復直線移動と共に伸縮可能なテレスコ管の内部に設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。
- 前記クロスヘッドピンの往復直線運動を回転運動に変換する、クランク軸と当該クランク軸及び前記クロスヘッドピンを互いに連結する連接棒とをさらに備え、
前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか他方は、前記クランク軸の内部及び前記連接棒の内部に設けられる、請求項12に記載の可変圧縮装置。 - 前記クロスヘッドピンの往復直線運動を回転運動に変換する、クランク軸と当該クランク軸及び前記クロスヘッドピンを互いに連結する連接棒とをさらに備え、
前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路はいずれも、前記クランク軸の内部及び前記連接棒の内部に設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。 - 前記クロスヘッドピンの往復直線運動を回転運動に変換する、クランク軸と当該クランク軸及び前記クロスヘッドピンを互いに連結する連接棒とをさらに備え、
前記第1作動流体流路及び前記第2作動流体流路のいずれか一方は、前記クランク軸の内部及び前記連接棒の内部に設けられる、請求項2に記載の可変圧縮装置。 - 前記クロスヘッドピンの内部に形成されると共に前記流体室と前記第1作動流体流路とを連通する供給流路を備える、請求項1〜15のいずれか一項に記載の可変圧縮装置。
- 前記クロスヘッドピンの外周に設けられると共に前記流体室と前記第1作動流体流路とを連通する供給流路を備える、請求項1〜15のいずれか一項に記載の可変圧縮装置。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の可変圧縮装置を備える、エンジンシステム。
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