CN105324559A - 内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造 - Google Patents

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Abstract

曲轴轴承部(11)具有一对主轴瓦(41)，从油沟通过气缸体内油通路(33)以及第1油孔(42)而将润滑油引导至内周的油槽(43)。润滑油的一部分通过第2油孔(44)以及盖内油通路(34)而被向控制轴轴承部(17)供给。从一对控制轴轴瓦(45)的第3油孔(46)向内周的油槽(47)对润滑油进行引导。曲轴轴承部(11)的油槽(43)作为用于向控制轴轴承部(17)供给润滑油的油路起作用，结构变得简单。

Description

内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造
技术领域
本发明涉及具有多连杆式活塞曲柄机构的内燃机，特别是涉及多连杆式活塞曲柄机构中的曲轴及控制轴的轴承构造。
背景技术
作为内燃机中的活塞曲柄机构，参照专利文献1，已知有如下多连杆式活塞曲柄机构，其具有：下连杆，其被曲轴的曲轴销支承；上连杆，其将上述下连杆的一端部和活塞销连结；以及控制连杆，其将下连杆的另一端部和控制轴的偏心轴部连结。
在这种多连杆式活塞曲柄机构中，需要将曲轴和控制轴分别能够旋转地支撑，专利文献1中公开了如下轴承构造，即，在气缸体的隔板(bulkhead)和主轴承盖之间对曲轴进行支撑，另一方面，将控制轴轴承盖安装于主轴承盖的下侧，在两者之间对控制轴进行支撑。
并且，上述控制轴轴承盖构成为利用沿内燃机前后方向延伸的梁部将多个轴承盖连结为梯子状的支撑梁构造，形成为从形成于梁部内的油沟(oilgallery)将润滑油分别供给至控制轴轴承部的结构。
专利文献2中公开有如下内容，即，其并非多连杆式活塞曲柄机构，经由对半分割状的主轴瓦对曲轴的主轴颈部进行支撑，并且在主轴瓦的内周面设置有沿着周向的油槽。
在如专利文献1所示通过梁部内对控制轴轴承部进行润滑油供给的结构中，必须将控制轴轴承盖设为支撑梁构造，设计的自由度低。另外，成为具有油沟的支撑梁构造，因此结构复杂化。
专利文献1：日本特开2004-116434号公报
专利文献2：日本特开2008-20028号公报
发明内容
内燃机的多连杆式活塞曲柄机构具有：下连杆，其被曲轴的曲轴销支撑；上连杆，其将该下连杆的一端部和活塞销连结；以及控制连杆，其将上述下连杆的另一端部和控制轴的偏心轴部连结，
本发明所涉及的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造为，
上述曲轴经由对半分割状的主轴瓦，可自由旋转地被由气缸体和主轴承盖构成的曲轴轴承部支撑，
上述控制轴经由对半分割状的控制轴轴瓦，可自由旋转地被由上述主轴承盖和控制轴轴承盖构成的控制轴轴承部支撑，
还具有：气缸体内油通路，其形成于上述气缸体内部，从该气缸体的油沟直至上述曲轴轴承部；
第1油孔，其以与上述气缸体内油通路的前端开口相对应的方式，在上述主轴瓦处开口形成；
油槽，其以与该第1油孔连通的方式，遍及整周地形成于上述主轴瓦的内周面处；
第2油孔，其在处于上述主轴承盖侧的范围内，以与上述油槽连通的方式，在上述主轴瓦处开口形成；
盖内油通路，其形成于上述主轴承盖内部，一端与上述第2油孔相对应，并且另一端直至上述控制轴轴承部；以及
第3油孔，其以与上述盖内油通路的前端开口相对应的方式，在上述控制轴轴瓦处开口形成。
在上述结构中，从气缸体的油沟经由曲轴轴承部将润滑油向控制轴轴承部供给。
具体而言，经由气缸体内油通路而从油沟将润滑油向曲轴轴承部供给，该润滑油通过第1油孔而被向主轴瓦内周侧引导。由此，对曲轴和主轴瓦的滑动面进行润滑。并且，润滑油通过主轴瓦内周面的油槽到达第2油孔，从该第2油孔经由盖内通路而向控制轴轴承部供给。并且，从盖内通路通过第3油孔被向控制轴轴瓦的内周侧引导，利用该润滑油对控制轴和控制轴轴瓦的滑动面进行润滑。
根据本发明，从气缸体的油沟经由曲轴轴承部的油槽而将润滑油向控制轴轴承部供给，因此未必需要将控制轴轴承盖设为梁构造，设计的自由度变高，并且油路的结构变得简单。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的多连杆式活塞曲柄机构的结构的说明图。
图2是与油通路一并示出上述实施例的轴承构造的剖面图。
图3是表示曲轴轴承部以及控制轴轴承部的油路的详情的剖面图。
图4是沿着图3中的A-A线示出主轴瓦的内周侧的剖面图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的一个实施例进行详细说明。
首先，基于图1对本实施例的多连杆式活塞曲柄机构的结构进行说明。如图所示，在形成于气缸体1上的气缸2内以能够滑动的方式配置有活塞3，上连杆4的一端经由活塞销5而以能够摆动的方式与该活塞3连结。上连杆4的另一端经由第1连结销6而以能够旋转的方式与下连杆7的一端部连结。下连杆7在中央部以能够摆动的方式而安装于曲轴8的曲轴销9上。曲轴8被由气缸体1和主轴承盖10构成的曲轴轴承部11可自由旋转地支撑。
控制连杆13的一端经由第2连结销14而以能够旋转的方式与上述下连杆7的另一端部连结。该控制连杆13的另一端以能够旋转的方式与控制轴14的偏心轴部15嵌合。控制轴14在曲轴8的下侧配置为与该曲轴8平行，被由主轴承盖10和控制轴轴承盖16构成的控制轴轴承部17可自由旋转地支撑。
如图2所示，在气缸体1的下缘、详细而言在各气缸间的隔板21的下缘，利用3根螺栓22、23、24对上述主轴承盖10进行安装。另外，上述控制轴轴承盖16安装于上述主轴承盖10的下缘处。详细而言，上述3根螺栓22～24中的2根螺栓23、24将主轴承盖10以及控制轴轴承盖16这二者贯通，以所谓的共同紧固的方式将主轴承盖10和控制轴轴承盖16固定于气缸体1上。如图2所示，2根螺栓23、24分别从成为圆形的开口部的曲轴轴承部11以及控制轴轴承部17的两侧通过。上述主轴承盖10和隔板21的接合面以及主轴承盖10和控制轴轴承盖16的接合面相互平行，均沿着相对于气缸2的中心轴线L正交的平面。
此外，作为上述螺栓22～24，可以是具有头部的通常的螺栓，或者也可以是与螺母组合而使用的双头螺栓。
下面，说明针对曲轴轴承部11及控制轴轴承部17的润滑油的供给***。
如图2所示，在气缸体1的内部(控制连杆13侧的裙(skirt)部上缘部附近)形成有沿气缸列方向以直线状延伸的油沟31。该油沟31经由供油通路32而与未图示的油泵的排出侧连通。并且，从气缸体1的隔板21的内部通过而形成有从上述油沟31到达曲轴轴承部11的气缸体内油通路33。该气缸体内油通路33是从气缸体1下表面侧进行钻孔加工而得到的直线状的油通路，以指向呈圆形的曲轴轴承部11的中心的方式形成为相对于气缸2的中心轴线L倾斜的形状。此外，气缸体内油通路33形成为曲轴轴承部11侧的直径略大的平缓的锥状。
另外，从呈圆形的曲轴轴承部11的最下部到达同样呈圆形的控制轴轴承部17的最上部的盖内油通路34，形成于主轴承盖10内部。对该盖内油通路34以直线状进行钻孔加工，使其从主轴承盖10的上缘处的构成曲轴轴承部11的半圆形切口部向下缘处的构成控制轴轴承部17的半圆形切口部贯通。这里，如图2所示，在使气缸2的中心轴线L竖立的姿态下，曲轴轴承部11的中心和控制轴轴承部17的中心在左右方向上略微偏移，具体而言，控制轴轴承部17的中心位于比曲轴轴承部11的中心略微偏向图中的右侧即控制连杆13侧的位置。因此，从曲轴轴承部11的最下部到达控制轴轴承部17的最上部的盖内油通路34相对于气缸2的中心轴线L略微倾斜。此外，根据图2等明确可知，控制轴14的直径(详细而言，为轴颈部的直径)比曲轴8的直径(详细而言，为轴颈部的直径)小。
图3示出两个轴承部11、17中的油路的详情。如图所示，在曲轴轴承部11中安装有对半分割状的一对主轴瓦41，经由该主轴瓦41而可自由旋转地支撑曲轴8。每个主轴瓦41呈半圆筒形，分别以不旋转的方式安装于隔板21侧的半圆形切口部以及主轴承盖10侧的半圆形切口部。此外，为了防止在曲轴轴承部11内的旋转而例如设置有呈爪状的卡合部等，但将图示省略。
还如图4所示，在上述主轴瓦41中，在与气缸体内油通路33的前端开口部33a相对应的位置处开口形成有第1油孔42，该第1油孔42呈沿周向延伸的长孔状。上述第1油孔42位于从半圆筒的周向上的中心位置(换言之，为90°的位置)偏离的倾斜方向上，在该实施例中，特别是为了无需主轴瓦41的组装时的方向性，在隔着90°的中心位置而对称的2个部位处分别开口形成有第1油孔42。另外，一对主轴瓦41作为部件而形成为完全相同的结构，因此，配置于主轴承盖10侧的主轴瓦41也同样具有一对第1油孔42。此外，作为主轴瓦41的轴向上的位置，这些第1油孔42处于主轴瓦41的轴向尺寸的中心，依然能够无论组装时的方向如何都在固定的位置获得第1油孔42。
在上述主轴瓦41的内周面，沿周向延伸的油槽43遍及整周地形成。该油槽43位于呈半圆筒形的主轴瓦41的轴向上的中心，如图4所示，具有与第1油孔42的短径相对应的槽宽。即，上述第1油孔42相对于上述油槽43开口。
另外，在半圆筒形的主轴瓦41的周向上的中心位置(即90°的位置)处开口形成有呈正圆形的第2油孔44。该第2油孔44在主轴瓦41的轴向上也配置于成为其中心的位置，如图4所示，在内周侧相对于油槽43开口。如前所述，一对主轴瓦41作为部件而形成为完全相同的结构，因此，在组装状态下，第2油孔44在曲轴轴承部11的最上部和最下部出现，位于最下部的第2油孔44配置为与盖内油通路34的上端开口部34a相对应。此外，如上所述，第2油孔44位于周向及轴向上的中心处，因此无论如何对2个主轴瓦41进行组装，下侧的第2油孔44都必然与盖内油通路34一致。
与上述的主轴瓦41相同地，在控制轴轴承部17也安装有对半分割状的一对控制轴轴瓦45，经由该控制轴轴瓦45而将控制轴14支撑为可自由旋转。每个控制轴轴瓦45呈半圆筒形，分别以不旋转的方式装配于主轴承盖10侧的半圆形切口部以及控制轴轴承盖16侧的半圆形切口部。此外，为了防止在控制轴轴承部17内的旋转，设置有依然未图示的卡合部等。
在呈半圆筒形的控制轴轴瓦45的周向上的中心位置(即，90°的位置)处开口形成有第3油孔46，该第3油孔46呈正圆形。该第3油孔46在控制轴轴瓦45的轴向上也配置于成为其中心的位置。与主轴瓦41相同地，一对控制轴轴瓦45作为部件而形成为完全相同的结构。因此，在组装状态下，第3油孔46在控制轴轴承部17的最上部和最下部出现，位于最上部的第3油孔46配置为与盖内油通路34的下端开口部34b相对应。此外，如上所述，第3油孔46位于周向及轴向上的中心处，因此无论如何对2个控制轴轴瓦45进行组装，上侧的第3油孔46都必然与盖内油通路34一致。
在上述控制轴轴瓦45的内周面，沿周向延伸的油槽47遍及整周地形成，上述第3油孔46在内周侧相对于该油槽47开口。该油槽47依然位于控制轴轴瓦45的轴向上的中心。
另外，作为各部分的尺寸关系，上述的曲轴轴承部11中的长孔即第1油孔42的开口面积比第2油孔44的开口面积大。另外，呈正圆形的第2油孔44的直径比相对的盖内油通路34的上端开口部34a的直径小。并且，与盖内油通路34的上端开口部34a相对应的第2油孔44的直径比与盖内油通路34的下端开口部34b相对应的第3油孔46的直径大。此外，可以将第1油孔42的形状设为圆形，将其直径设为比第2油孔44的直径大，由此使得第1油孔42的开口面积比第2油孔44的开口面积大。
此外，为了图示的方便，以使曲轴轴承部11和控制轴轴承部17靠近的方式对图3进行了绘制，因此，盖内油通路34的尺寸比原来的尺寸短。
在上述这样的结构中，经由气缸体内油通路33而将油沟31内的高压的润滑油向曲轴轴承部11供给。在曲轴轴承部11中，通过主轴瓦41的第1油孔42而将润滑油引导至内周侧的油槽43，经由油槽43而对曲轴8和主轴瓦41的滑动面遍及整周且可靠地进行润滑。
被供给至油槽43的润滑油的一部分通过曲轴轴承部11下部的第2油孔44而进入盖内油通路34，经由盖内油通路34而被向控制轴轴承部17供给。在控制轴轴承部17中，通过控制轴轴瓦45的第3油孔46而将润滑油引导至内周侧的油槽47，经由油槽47而对控制轴14和控制轴轴瓦45的滑动面遍及整周且可靠地进行润滑。
这样，在上述结构中，曲轴轴承部11的轴承面中的油槽43在为了润滑而将润滑油向整周分配的功能的基础上，还作为向下侧的控制轴轴承部17供给润滑油的油路起作用。因此，向控制轴轴承部17供给润滑油的结构变得简单。假设在曲轴轴承部11内周面和主轴瓦41之间形成有成为油路的槽这样的情况下，主轴瓦41外周面上的面压增大，并非为优选。在上述结构中，利用对曲轴8的润滑所需的油槽43向控制轴轴承部17供给润滑油，因此不存在伴随于油路形成的面压增加的问题。
这里，在曲轴轴承部11的油槽43中，如上所述，将处于润滑油的入口侧的第1油孔42的开口面积设定为比处于出口侧的第2油孔44的开口面积大，因此兼顾了曲轴8的可靠的润滑和向控制轴轴承部17侧的润滑油的供给。
并且，第3油孔46的开口面积比第2油孔44的开口面积小，因此盖内油通路34始终处于由润滑油充满的状态，向控制轴轴承部17侧的润滑油的供给始终稳定。即，抑制在处于从油沟31离得较远的位置的控制轴轴承部17中的润滑油过度不足的产生。
盖内油通路34的口径比第2油孔44、第3油孔46的直径大，通过第2油孔44及第3油孔46的直径对实质的流路面积进行调整。因此，每一个流路的面积的精度提高，并且盖内油通路34的加工变得容易。作为较长的通路而对盖内油通路34进行钻孔加工，因此难以精度良好地将小径的孔加工为直线状。在上述结构中，能够容易地将盖内油通路34作为直径较大的孔而进行加工。
另一方面，在燃烧压力在燃烧周期内最大时，控制轴14受到基本与控制连杆13的倾斜姿态相符的箭头F1(参照图3)方向的载荷。控制轴轴承部17中的第3油孔46配置于从这样的载荷方向F1偏离的周向位置，因此，不存在因第3油孔46而引起的滑动面的面压增加的问题。
另外，在上述实施例中，无论如何对一对主轴瓦41进行组装都不存在误组装的问题，对于一对控制轴轴瓦45也一样。

Claims (7)

1.一种内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，该内燃机的多连杆式活塞曲柄机构具有：下连杆，其被曲轴的曲轴销支撑；上连杆，其将该下连杆的一端部和活塞销连结；以及控制连杆，其将上述下连杆的另一端部和控制轴的偏心轴部连结，
该内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造为，
上述曲轴经由对半分割状的主轴瓦，可自由旋转地被由气缸体和主轴承盖构成的曲轴轴承部支撑，
上述控制轴经由对半分割状的控制轴轴瓦，可自由旋转地被由上述主轴承盖和控制轴轴承盖构成的控制轴轴承部支撑，
该轴承构造还具有：
气缸体内油通路，其形成于上述气缸体内部，从该气缸体的油沟直至上述曲轴轴承部；
第1油孔，其以与上述气缸体内油通路的前端开口相对应的方式，在上述主轴瓦处开口形成；
油槽，其以与该第1油孔连通的方式，遍及整周地形成于上述主轴瓦的内周面处；
第2油孔，其在处于上述主轴承盖侧的范围内，以与上述油槽连通的方式，在上述主轴瓦处开口形成；
盖内油通路，其形成于上述主轴承盖内部，一端与上述第2油孔相对应，并且另一端直至上述控制轴轴承部；以及
第3油孔，其以与上述盖内油通路的前端开口相对应的方式，在上述控制轴轴瓦处开口形成。
2.根据权利要求1所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
上述第2油孔的直径比上述盖内油通路的直径小。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
上述第1油孔的开口面积比上述第2油孔的开口面积大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
上述第2油孔的直径比上述第3油孔的直径大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
相对于燃烧压力最大时载荷从上述控制连杆作用于上述控制轴上的载荷方向，上述第3油孔配置于从上述载荷方向偏离的周向位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
上述第2油孔在呈半圆筒形的主轴瓦的成为周向上的中心且成为轴向上的中心的位置处开口。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的轴承构造，其中，
上述第3油孔在呈半圆筒形的控制轴轴瓦的成为周向上的中心且成为轴向上的中心的位置处开口。
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