CN106715865A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

在气缸体(5)的下部，在各气缸上配置有喷油器(45)。喷油器(45)具有：第1喷射喷嘴(46)，如果压力控制阀(51A)打开，则第1喷射喷嘴(46)朝向活塞(2)的里侧喷射润滑油；以及第2喷射喷嘴(47)，如果压力控制阀(51B)打开，则第2喷射喷嘴(47)从成为与曲轴轴向成直角的方向的控制连杆(9)的侧方朝向下连杆(7)和控制连杆(9)的连结部分喷射润滑油。由此，能够向下连杆(7)和控制连杆(9)的连结部分连续地供给润滑油。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及具有多连杆式的活塞曲柄机构的内燃机。
背景技术
专利文献1中公开有如下可变活塞行程型内燃机，该可变活塞行程型内燃机具有：连接杆，其上端与活塞连结；中间臂，其一端与曲轴连结，另一端与连接杆的下端连结；以及控制杆，其一端与上述中间臂连结，并且另一端成为摆动中心而能够移动地与移动机构连结，对中间臂的动作进行限制而控制活塞的行程量。
在该专利文献1中，喷油器配置于气缸下端部，利用喷油器能够对活塞、气缸、控制杆的另一端摆动中心以及移动机构进行冷却及润滑，其中，该喷油器具有：第1喷出口，通过该第1喷出口对活塞以及气缸喷射发动机油；以及第2喷出口，通过该第2喷出口对控制杆的另一端摆动中心喷射发动机油。
这里，在专利文献1所公开的所谓多连杆式的活塞曲柄机构中，对于载荷较大的滑动部分而言，为了防止磨损、烧伤而要求维持充分的润滑状态。
然而，作为多连杆式的活塞曲柄机构，考虑了多种结构，另外，关于上述每种结构的滑动部分的润滑，不能说进行了充分的研究，关于多连杆式的活塞曲柄机构的滑动部分的润滑存在改善的余地。
专利文献1：日本特开2003-129817号公报
发明内容
本发明的内燃机具有：下连杆，其可旋转地安装于曲轴的曲柄销；上连杆，其一端可旋转地与活塞的活塞销连结，另一端经由第1连结销而可旋转地与下连杆的一端侧连结；控制连杆，其一端支撑于气缸体，另一端经由第2连结销而可旋转地与上述下连杆的另一端侧连结；以及喷油器，其配置于上述气缸体的下部，向上述活塞的里侧喷射润滑油，上述喷油器具有：第1喷射喷嘴，其朝向上述活塞的里侧喷射润滑油；以及第2喷射喷嘴，其向上述下连杆和上述控制连杆的连结部分喷射润滑油。
根据本发明，能够从喷油器连续地供给润滑油，因此能够增加向第2连结销和控制连杆的滑动部分供给的润滑油，能够提高第2连结销和控制连杆的滑动部分的耐烧伤性。另外，能够从喷油器连续地供给润滑油，因此与从曲柄销通过下连杆内间歇地供给润滑油的情况相比，能够抑制第2连结销和控制连杆的滑动部分的发热。
附图说明
图1是示意地表示本发明所涉及的内燃机的剖面图。
图2是下连杆的斜视图。
图3是从与曲轴轴向成直角的方向观察下连杆和控制连杆的说明图。
图4是控制连杆的正面图。
图5是示意地表示压力控制阀的一个例子的说明图。
图6是示意地表示内燃机转速和供给油压的关联的说明图。
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。
图1是示意地表示本发明所涉及的内燃机1的一个例子的说明图，且是与从曲轴轴向上观察的内燃机1的剖面相当的说明图。
内燃机1具有利用多个连杆将活塞2和曲轴3连接的多连杆式活塞曲柄机构4。本实施例中的多连杆式活塞曲柄机构4成为能够通过对在气缸体5的气缸(未图示)内往返移动的活塞2的上止点位置进行变更而变更内燃机压缩比的可变压缩比机构。
多连杆式活塞曲柄机构4具有：下连杆7，其可旋转地安装于曲轴3的曲柄销6；上连杆8，其将活塞2和下连杆7连接；以及控制连杆9，其一端可旋转地支撑于气缸体5，另一端可旋转地与下连杆7连结。
如图1所示，曲轴3配置于活塞2的下方。这里，“活塞2的下方”中的“下方”是指沿着内燃机上下方向的方向上的下方。“内燃机上下方向”在直列式内燃机中是指沿着气缸中心轴线L(参照图1)的方向，在V型内燃机中是指沿着将倾斜角2等分的倾斜中心线的方向。沿着气缸中心轴线L的方向是指活塞往返运动方向。
曲轴3具有曲柄销6和多个轴颈部10，轴颈部10可旋转地支撑于气缸体5的主轴承(未图示)。曲柄销6从轴颈部10以规定量偏心，下连杆7可旋转地安装于该曲柄销6。
下连杆7位于活塞2的下方，并且如图1～图3所示，在曲柄销轴承部11的两侧具有：一端侧凸出片部12，上连杆8的另一端侧可旋转地与该一端侧凸出片部12连结；以及另一端侧凸出片部13，控制连杆9的另一端侧可旋转地与该另一端侧凸出片部13连结。
一端侧凸出片部12形成为从两侧将上连杆8的另一端侧夹入的两岔状。该一端侧凸出片部12具有彼此相对的一对一端侧凸出片14、14。在各一端侧凸出片14、14分别形成有供近似圆柱形状的第1连结销15压入固定的下连杆一端侧销孔16。
另一端侧凸出片部13形成为从两侧将控制连杆9的另一端侧夹入的两岔状。该另一端侧凸出片部13具有彼此相对的一对另一端侧凸出片17、17。在各另一端侧凸出片17、17分别形成有供近似圆柱形状的第2连结销18压入固定的下连杆另一端侧销孔19。
对于上连杆8而言，利用活塞销22将成为一端的上端的上连杆一端销毂部21可旋转地安装于活塞2，利用第1连结销15将成为另一端的下端的上连杆另一端销毂部23可旋转地与下连杆7的一端侧凸出片部12连结。即，活塞销22可旋转地***至形成于上连杆一端销毂部21的上连杆一端侧销孔24，第1连结销15可旋转地***至形成于上连杆另一端销毂部23的上连杆另一端侧销孔25。
控制连杆9对下连杆7的运动进行限制，配置为沿着活塞往返运动方向。对于该控制连杆9而言，成为一端的下端的控制连杆一端销毂部31可旋转地与控制轴41的偏心轴部42连结，利用第2连结销18将成为另一端的上端的控制连杆另一端销毂部32可旋转地与下连杆7的另一端侧凸出片部13连结。即，控制轴41的偏心轴部42可旋转地***至形成于控制连杆一端销毂部31的控制连杆一端侧销孔33，第2连结销18可旋转地***至形成于控制连杆另一端销毂部32的控制连杆另一端侧销孔34。
在与下连杆7的另一端侧凸出片部13相对的控制连杆另一端销毂部32的两面，形成有在控制连杆另一端销毂部32的半径方向上连续的多个(在本实施例中，在单面分别为2个)槽部35。
如图1、图3以及图4所示，从曲轴轴向以及与曲轴轴向成直角的方向这二者观察，上述槽部35整体以对称的方式形成。
控制轴41位于曲轴3的下方，配置为与曲轴3平行，可旋转地支撑于成为内燃机主体的一部分的气缸体5。设置于控制轴41的偏心轴部42相对于控制轴41的旋转中心偏心。即，可旋转地与偏心轴部42连结的控制连杆9的一端实质上支撑于气缸体5。
例如利用基于来自发动机控制单元(未图示)的控制信号而工作的压缩比控制用的致动器(未图示)对控制轴41的旋转位置进行控制。
此外，在本实施例中，在如图1所示那样使气缸中心轴线L直立的姿态下，曲轴3和控制轴41在左右方向上偏置。具体而言，控制轴41位于比曲轴3偏向图1中的右侧的位置。
而且，在气缸体5的下部，在各气缸配置有喷油器45。喷油器45对经由压力控制阀51而供给的润滑油进行喷射。
本实施例中的喷油器45具有：第1喷射喷嘴46，如果压力控制阀51A打开，则利用该第1喷射喷嘴46朝向活塞2的里侧喷射润滑油；以及第2喷射喷嘴47，如果压力控制阀51B打开，则利用该第2喷射喷嘴47从处于与曲轴轴向成直角的方向的控制连杆9的侧方朝向下连杆7和控制连杆9的连结部分喷射润滑油。
这里，“控制连杆9的侧方”中的“侧方”是指包含气缸中心轴线L、且与相对于曲轴3的中心轴线平行的平面正交的方向。此外，控制连杆另一端销毂部32夹入于下连杆7的两岔状的另一端侧凸出片部13，因此如图1及图3所示，通过将第2喷射喷嘴47配置于控制连杆9的侧方，能够将润滑油供给至下连杆7和控制连杆9的连结部分。
第2喷射喷嘴47例如是以规定的喷射角度θ喷射润滑油的充圆锥的喷射喷嘴，其喷孔48在活塞往返运动方向上位于第2连结销18的摆动范围内。换言之，第2喷射喷嘴47的喷孔48的沿着气缸中心轴线L的位置位于第2连结销18的摆动范围内。
此外，随着控制连杆9的摆动，第2连结销18描画近似圆弧状的轨迹而大致在水平方向上摆动。另外，由于随着控制轴41的旋转的偏心轴部42的位置变化，第2连结销18的近似圆弧状的摆动轨迹整体沿着气缸中心轴线L方向移位。这样的第2连结销18的可摆动范围的沿着气缸中心轴线L方向的宽度R较小，通过使第2喷射喷嘴47的喷射角度的大小、配置位置最佳化，能够对该可摆动范围内的第2连结销18连续地供给润滑油。在将第2喷射喷嘴47在活塞往返运动方向上配置于第2连结销18的摆动范围内时，如图1所示，优选配置为使得喷孔48位于活塞往返运动方向上的第2连结销18的摆动范围的中心位置。
另外，第2喷射喷嘴47设定为其喷孔48在曲轴轴向上位于控制连杆9的沿着曲轴轴向的宽度的中央。换言之，第2喷射喷嘴47设定为其喷孔48在曲轴轴向上位于控制连杆9的中心线M(参照图3)上。
例如如图5所示，压力控制阀51具有：阀体52；以及弹簧部件53，其由对上述阀体52进行预紧的螺旋弹簧等构成。
图6是示意地表示内燃机转速、与向喷油器45供给的润滑油的油压的关联的说明图。
从形成于气缸体5内的油沟(未图示)将润滑油供给至喷油器45。例如利用由内燃机1驱动的油泵(未图示)而升压的润滑油在油沟流动，如图6中特性线T所示，内燃机转速越高，供给至喷油器45的润滑油的油压越高。
喷油器45构成为在供给的润滑油的油压相对变高之后开始从第2喷射喷嘴47喷射润滑油。
即，从第1喷射喷嘴46，从负荷较高且内燃机转速升高至某种程度的定时、即润滑油的油压达到预先设定的第1规定油压P1的定时开始喷射润滑油。
而且，从第2喷射喷嘴47，从负荷较高且内燃机转速进一步升高而使得第2连结销18与控制连杆9的连结部分处的热负荷升高且有可能烧伤的定时、即润滑油的油压达到比第1规定油压P1高的预先设定的第2规定油压P2的定时开始喷射润滑油。
即，将对阀体52进行预紧的弹簧部件53的弹簧常数设定为，如果润滑油的压力达到第1规定油压P1，则将压力控制阀51A打开，如果润滑油的压力达到第2规定油压P2，则将另一者的压力控制阀51B打开。由此，如果润滑油的压力达到第1规定油压P1，则能够从第1喷射喷嘴46开始喷射润滑油，如果润滑油的压力达到比第1规定油压P1高的第2规定油压P2，则能够从第2喷射喷嘴47开始喷射润滑油。
此外，可以形成为将2个压力控制阀51串联连接的结构。在该情况下，以使得从在第1规定油压P1下打开的压力控制阀51流出的润滑油流入至在第2规定油压P2下打开的压力控制阀51的方式，将2个压力控制阀51连接，只要将第1喷射喷嘴46连接于将2个压力控制阀51连接的润滑油通路(未图示)、将第2喷射喷嘴47连接于供从在第2规定油压P2下打开的压力控制阀51流出的润滑油流动的润滑油通路(未图示)即可。
在上述结构的多连杆式活塞曲柄机构4中，下连杆7和控制连杆9的连结部分在作用有较高的燃烧压力的曲轴转角下的滑动速度变快，因此PV值(压力P和滑动速度V之积)较高而在该部分容易烧伤。另一方面，下连杆7和上连杆8的连结部分在作用有较高的燃烧压力的曲轴转角下大致静止，因此PV值(压力P和滑动速度V之积)较低而在该部位难以烧伤。
另外，在曲轴3内形成有沿曲轴轴向延伸的轴向油路，在曲柄销6形成有与该轴向油路连通的径向油路，如果在下连杆7形成一端在下连杆7另一端侧的曲柄销轴承部11的内周面开口、且另一端在下连杆7另一端侧的曲柄销轴承部11的外周面开口的下连杆另一端侧油路，则能够从曲柄销6通过下连杆7将润滑油供给至第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分。但是，在这样的润滑油的供给路径中，在曲柄销6的径向油路的开口部和下连杆7的下连杆另一端侧油路的开口部重叠的定时，从下连杆另一端侧油路朝向第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分喷射润滑油。即，向第2连结销18与控制连杆另一端销毂部32的滑动部分间歇地供给润滑油。
因此，在本实施例的内燃机1中，特别是为了防止下连杆7和控制连杆9的连结部分处的烧伤，利用在活塞2的冷却中所使用的喷油器45，对下连杆7和控制连杆9的连结部分即第2连结销18与控制连杆另一端销毂部32的滑动部分连续地供给润滑油。
由此，与从曲柄销6通过下连杆7内间歇地供给的情况相比，能够使向第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分供给的润滑油的油量增加，能够提高第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的耐烧伤性。
而且，能够利用喷油器45向第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分连续地供给润滑油，因此与从曲柄销6通过下连杆7内间歇地供给润滑油的情况相比，能够高效地对第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分进行冷却，能够抑制该部分的发热。
另外，控制连杆9在其控制连杆另一端销毂部32的两面形成有槽部35，因此能够高效地向第2连结销18和控制连杆另一端侧销孔34的滑动部分供给从喷油器45的第2喷射喷嘴47喷射的润滑油。即，通过槽部35能够进一步提高第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的耐烧伤性。
在上述实施例的多连杆式活塞曲柄机构4中，第2连结销18的中心C如图1中箭头S所示摆动。即，第2连结销18沿着活塞往返运动方向的摆动范围较小，第2连结销18的摆动轨迹在曲轴轴向上观察时与正交于气缸中心轴线L的半直线大致一致。另外，由伴随着控制轴41的旋转的偏心轴部42的位置变化引起的第2连结销18沿着气缸中心轴线L方向的摆动范围的变化的宽度R较小。
因此，如上所述，将第2喷射喷嘴47配置为使得其喷孔48在活塞往返运动方向上处于第2连结销18的摆动范围内，由此能够将从第2喷射喷嘴47喷射的润滑油连续且高效地供给至第2连结销18和控制连杆9的滑动部分，能够进一步提高第2连结销18和控制连杆9的滑动部分的耐烧伤性和冷却性。
另外，第2喷射喷嘴47设定为使得其喷孔48在曲轴轴向上位于控制连杆9的中心线M上，基于这一点，也能够将从第2喷射喷嘴47喷射的润滑油连续且高效地供给至第2连结销18和控制连杆9的滑动部分。
而且，在使得第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分不存在烧伤的问题的润滑油的供给油压比第2规定油压P2小的运转区域中，不从第2喷射喷嘴47喷射润滑油，仅在使得第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分存在烧伤的问题的润滑油的供给油压大于或等于第2规定油压P2的运转区域中(内燃机转速高、且负荷高的运转区域)，从第2喷射喷嘴47喷射润滑油，由此能够降低向喷油器45供给润滑油的油泵的驱动摩擦力。
此外，在图3及图4中虚线所示，可以取代槽部35而在控制连杆另一端销毂部32设置一端在控制连杆另一端销毂部32的外周面开口、且另一端在控制连杆另一端侧销孔34的内周面开口的贯通孔61，将从喷油器45的第2喷射喷嘴47喷射的润滑油导入至第2连结销18和控制连杆另一端销毂部32的滑动部分。在该情况下，贯通孔61例如设定为，位于控制连杆另一端销毂部32的活塞往返运动方向上的大致中央部分，并且在曲轴轴方向上位于控制连杆9的中心线M(参照图3)上。
另外，在上述实施例中，多连杆式活塞曲柄机构4为可变压缩比机构，但还能够应用于并非可变压缩比机构的多连杆式活塞曲柄机构。该情况下的多连杆式活塞曲柄机构例如形成为与上述实施例的多连杆式活塞曲柄机构4大致相同的结构，在上述实施例的多连杆式活塞曲柄机构4中，形成为如下结构，即，控制轴41不具有偏心轴部42，控制连杆9的一端可旋转地与控制轴41连结。
针对第2连结销18和控制连杆9的另一端的连结部分，可以在从喷油器的润滑油的供给的基础上从曲柄销6通过下连杆7内而供给润滑油。在该情况下，只要以下述方式形成即可，即，在曲轴3内形成沿曲轴轴向延伸的轴向油路，在曲柄销6形成与该轴向油路连通的径向油路，在下连杆7形成下连杆油路，该下连杆油路一端在下连杆7的曲柄销轴承部11的内周面开口，另一端在下连杆7的曲柄销轴承部11的外周面开口。
在上述实施例中，形成为如下结构，即，下连杆7的另一端侧为两岔状的另一端侧凸出片部13，由该两岔状的另一端侧凸出片部13从两侧将控制连杆另一端销毂部32夹入，但还能够以如下方式构成，即，取代使下连杆7的另一端侧形成为两岔状的方式而使控制连杆9的另一端侧形成为两岔状，利用该两岔状的控制连杆另一端销毂部从两侧将下连杆7的另一端侧夹入。

Claims (5)

1.一种内燃机，其具有：
下连杆，其可旋转地安装于曲轴的曲柄销；
上连杆，其一端可旋转地与活塞的活塞销连结，另一端经由第1连结销而可旋转地与下连杆的一端侧连结；
控制连杆，其一端支撑于气缸体，另一端经由第2连结销而可旋转地与上述下连杆的另一端侧连结；以及
喷油器，其配置于上述气缸体的下部，向上述活塞的里侧喷射润滑油，其中，
上述喷油器具有：第1喷射喷嘴，其朝向上述活塞的里侧喷射润滑油；以及第2喷射喷嘴，其向上述下连杆和上述控制连杆的连结部分喷射润滑油。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，
利用上述第2喷射喷嘴，从成为与曲轴轴向成直角的方向的上述控制连杆的侧方将润滑油供给至上述下连杆和上述控制连杆的连结部分。
3.根据权利要求2所述的内燃机，其中，
上述下连杆位于上述活塞的下方，
上述控制连杆配置为沿着上述活塞的往返运动方向，其另一端在比上述下连杆靠下方的位置支撑于上述气缸体，
上述第2喷射喷嘴的喷口设定为，在上述活塞的往返运动方向上位于上述第2连结销的摆动范围内，并且位于上述控制连杆的沿着曲轴轴向的宽度的中央。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中，
上述下连杆具有凸出片部，该凸出片部形成为从两侧将上述控制连杆的另一端夹入的两岔状，
上述控制连杆在与上述下连杆的凸出片部相对的另一端的两面分别形成有槽部，该槽部将从上述第2喷射喷嘴喷射的润滑油引导至上述第2连结销和上述控制连杆的滑动部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机，其中，
上述喷油器根据供给的润滑油的油压而从上述第1喷射喷嘴以及上述第2喷射喷嘴喷射润滑油，在变为比从上述第1喷射喷嘴开始喷射润滑油的油压高的油压之后，从上述第2喷射喷嘴开始喷射润滑油。
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