CN107429612B - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

在限动构件与主体高压缩比侧限动部(35)抵接之际，在控制轴轴向观察时，主体高压缩比侧限动面(42)与控制轴高压缩比侧限动面(40)之间的距离设定成，越是靠控制轴旋转中心侧，相对地越长。同样地，在限动构件与主体低压缩比侧限动部抵接之际，在控制轴轴向观察时，主体低压缩比侧限动面与控制轴低压缩比侧限动面之间的距离设定成，越是靠控制轴旋转中心侧，相对地越长。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及具有能根据控制轴的旋转位置使压缩比变化的可变压缩比机构的内燃机。
背景技术
在专利文献1中公开有如下结构：在根据控制轴的旋转位置变更内燃机的燃烧室容积而使压缩比可变的压缩比可变装置中，由于固定到控制轴的控制轴侧限动构件与固定到缸体的主体侧限动构件抵接，控制轴的旋转被限制。
在通过使例如上述主体侧限动构件的限动面与上述控制轴侧限动构件的限动面抵接、来限制控制轴的旋转那样的结构中，由于控制轴侧限动构件和主体侧限动构件的形状等的偏差，控制轴侧限动构件的与主体侧限动构件抵接的位置变化。
在此，只要控制轴的旋转扭矩恒定，在控制轴轴向观察时，则越在距控制轴的旋转中心的距离较近的位置处抵接，在控制轴侧限动构件与主体侧限动构件抵接了之际在两者产生的载荷越大。
也就是说，由于主体侧限动构件和控制轴侧限动构件的形状等的偏差，有可能存在以下情况：在控制轴轴向观察时，在距控制轴的旋转中心的距离相对地较近的位置处控制轴侧限动构件与主体侧限动构件进行一端接触，在主体侧限动构件和控制轴侧限动构件这两者产生的载荷相对地变大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-226133号公报
发明内容
本发明的内燃机具有：可变压缩比机构，其能够根据控制轴的旋转位置使内燃机的压缩比连续地变化；主体侧限动件，其限制上述控制轴的旋转，上述控制轴具备与上述主体侧限动件抵接的控制轴侧限动件，上述控制轴侧限动件具有与上述主体侧限动件抵接的控制轴侧限动面，上述主体侧限动件具有与上述控制轴侧限动件抵接的主体侧限动面，在上述控制轴侧限动件与上述主体侧限动件抵接之际，上述主体侧限动面与上述控制轴侧限动面之间的距离设定成，在控制轴轴向观察时，控制轴旋转中心侧变长。
根据本发明，即使是在主体侧限动面和控制侧限动面这两者存在形状等的偏差，也能够避免如下情况：在控制轴侧限动面与主体侧限动面抵接之际，在控制轴轴向观察时，在距控制轴旋转中心的距离相对地较近的位置处控制轴侧限动面就与主体侧限动面进行一端接触。因此，能够抑制在控制轴侧限动部与主体侧限动部抵接了之际在主体侧限动部和控制轴侧限动部这两者产生的载荷就相对地变大。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的内燃机所具备的可变压缩比机构的概略结构的说明图。
图2是示意性地表示曲轴和控制轴的轴承部分的概略的说明图。
图3是油盘和控制轴的轴承部分的立体图。
图4是设有主体侧限动件的主轴承盖的主视图。
图5是控制轴的主视图。
图6是示意性地表示主体侧限动件与控制轴侧限动件的抵接方式的说明图，(a)表示在靠近控制轴旋转中心的位置处进行一端接触的情况，(b)表示进行面接触的情况，(c)表示在远离控制轴旋转中心的位置处进行一端接触的情况。
图7是示意性地表示主体侧限动面和控制轴侧限动面的设定的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的一实施例。
图1是示意性地表示本发明的内燃机所具备的可变压缩比机构1的概略结构的说明图。
可变压缩比机构1是多连杆式活塞曲轴机构，用于通过变更活塞2的上止点位置，来变更内燃机压缩比。
该可变压缩比机构1具有：下连杆4，其可旋转地安装于曲轴销3；上连杆5，其将该下连杆4和活塞2连结；控制轴6，其设有偏心轴部7；控制连杆8，其将偏心轴部7和下连杆4连结。
曲轴9具备多个轴颈部10和曲轴销3。曲轴销3相对于轴颈部10偏心预定量，在曲轴销3可旋转地安装有下连杆4。
上连杆5的一端借助活塞销11可旋转地与活塞2连结，上连杆5的另一端借助第1连结销12可旋转地与下连杆4的一端部连结。
控制连杆8的一端借助第2连结销13可旋转地与下连杆4的另一端部连结，控制连杆8的另一端可旋转地与偏心轴部7连结。
此外，图1中的附图标记14是缸体，图1中的附图标记15是供活塞2往复运动的缸。
图2是示意性地表示曲轴9和控制轴6的轴承部分的概略的说明图。此外，在该图2中，省略了缸体14的上部。
可变压缩比机构1收容于由缸体14的裙部20和图3所示的油盘31构成的曲轴箱内。
缸体14的下部被位于气缸间以及气缸列方向的两端的隔板21分隔开。例如内燃机只要是4气缸的，缸体14就具有5个隔板21。
并且，曲轴9的轴颈部10被由该隔板21和主轴承盖22构成的曲轴轴承部支承成可旋转。也就是说，曲轴9被隔板21和主轴承盖22可旋转支承于各气缸的曲轴销3的气缸列方向两侧。
如图2～图4所示，在主轴承盖22中的、与随后叙述的限动构件37相邻的主轴承盖22的限动构件37所位于的那一侧的侧面突出形成有作为主体侧限动件的主体高压缩比侧限动部35和主体低压缩比侧限动部36。主体高压缩比侧限动部35和主体低压缩比侧限动部36形成为在控制轴轴向观察时彼此分开地位于控制轴6的两侧。
在主轴承盖22的下部，利用螺栓(未图示)固定有副轴承盖24。
控制轴6可旋转地支承于由主轴承盖22和副轴承盖24构成的控制轴轴承部25。
控制轴6在轴向的预定位置具有向控制轴径向的外侧突出的一对臂部27、27。另外，如图5所示，在控制轴6的轴向预定位置固定有作为控制轴侧限动件的限动构件37。
细长的连杆构件28的一端借助连结销29可旋转地连结于臂部27、27。
连杆构件28与位于油盘31的外侧的未图示的致动器连结，沿着曲轴轴直角方向往复运动。连杆构件28的往复运动经由臂部27、27向控制轴6传递，从而控制轴6旋转。此外，上述致动器既可以是例如电动马达，也可以是液压驱动式的致动器。
限动构件37用于通过与在主轴承盖22形成的主体高压缩比侧限动部35或主体低压缩比侧限动部36抵接，来限制控制轴6的旋转。
限动构件37呈大致扇形状，具有：控制轴高压缩比侧限动部38，其能够与主体高压缩比侧限动部35抵接，来限制控制轴6向高压缩比侧的旋转；控制轴低压缩比侧限动部39，其能够与主体低压缩比侧限动部36抵接，来限制控制轴6向低压缩比侧的旋转。控制轴高压缩比侧限动部38和控制轴低压缩比侧限动部39形成于在控制轴周向彼此分开的位置。
在控制轴高压缩比侧限动部38形成有作为能够与主体高压缩比侧限动部35抵接的控制轴侧限动面的控制轴高压缩比侧限动面40。
另外，控制轴高压缩比侧限动部38以与主体高压缩比侧限动部35抵接的部分的沿着控制轴径向的壁厚相对地变厚的方式形成，在控制轴轴向观察时整体呈大致三角形状突出。
在控制轴低压缩比侧限动部39形成有作为能够与主体低压缩比侧限动部36抵接的控制轴侧限动面的控制轴低压缩比侧限动面41。
另外，控制轴低压缩比侧限动部39以与主体低压缩比侧限动部36抵接的部分的沿着控制轴径向的壁厚相对地变厚的方式形成，在控制轴轴向观察时整体呈大致三角形状突出。
主体高压缩比侧限动部35和主体低压缩比侧限动部36彼此分开地形成于控制轴6的两侧。
主体高压缩比侧限动部35具有作为限动构件37的控制轴高压缩比侧限动面40能够抵接的主体侧限动面的主体高压缩比侧限动面42。
另外，主体高压缩比侧限动部35以在控制轴轴向观察时、控制轴高压缩比侧限动部38所抵接的部分的壁厚相对地变厚的方式形成。换言之，主体高压缩比侧限动部35以在控制轴轴向观察时距控制轴旋转中心C的距离越远、壁厚相对地越厚的方式形成。
主体低压缩比侧限动部36具有作为限动构件37的控制轴低压缩比侧限动面41能够抵接的主体侧限动面的主体低压缩比侧限动面43。
在该可变压缩比机构1中，若控制轴6旋转，则偏心轴部7的中心位置变化，控制连杆8的另一端的摆动支承位置变化。并且，若控制连杆8的摆动支承位置变化，则缸15内的活塞2的行程变化，活塞上止点(TDC)处的活塞2的位置变高或变低。由此，能够改变内燃机压缩比。
另外，通过使限动构件37的控制轴高压缩比侧限动部38与主体高压缩比侧限动部35抵接，能够学习控制轴6的高压缩比侧的基准位置。而且，通过使限动构件37的控制轴低压缩比侧限动部39与主体低压缩比侧限动部36抵接，能够学习控制轴6的低压缩比侧的基准位置。
通过使限动构件37的控制轴高压缩比侧限动面40与在主体高压缩比侧限动部35形成的主体高压缩比侧限动面42抵接、或使限动构件37的控制轴低压缩比侧限动面41与在主体低压缩比侧限动部36形成的主体低压缩比侧限动面43抵接，来限制控制轴6的旋转，在这样的结构中，由于各限动面40、41、42、43的形状等的偏差，控制轴侧限动面40、41所抵接的主体侧限动面42、43的位置变化。
在控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42抵接了之际，只要控制轴6的旋转扭矩恒定，则在距控制轴旋转中心C的距离越近的位置处抵接，在主体高压缩比侧限动部35和限动构件37这两者产生的载荷越大。
另外，在控制轴低压缩比侧限动面41与主体低压缩比侧限动面43抵接了之际，只要控制轴6的旋转扭矩恒定，则在距控制轴旋转中心C的距离越近的位置处抵接，在主体低压缩比侧限动部36和限动构件37这两者产生的载荷越大。
例如，如图6所示，在控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42抵接之际，在控制轴轴向观察时，在距控制轴旋转中心C的距离相对地较近的位置处控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42进行一端接触那样的情况(图6a)，相比于下述情况：主体高压缩比侧限动面42与控制轴高压缩比侧限动面40不进行一端接触而进行面接触的情况(图6b)、在距控制轴旋转中心C的距离相对地较远的位置处控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42进行一端接触那样的情况(图6c)，扭矩的臂的长度变短，因此，只要控制轴6的旋转扭矩恒定，则在抵接了之际在主体高压缩比侧限动部35和限动构件37这两者产生的载荷相对地变大。
此外，在主体高压缩比侧限动面42与控制轴高压缩比侧限动面40不进行一端接触而进行面接触的情况下，在控制轴轴向观察时，从控制轴旋转中心C到两者的接触位置的距离可以视为与这样的情况相比相对地较长：在距控制轴旋转中心C的距离相对地较近的位置处控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42进行一端接触，可以视为与这样的情况相比相对地较短：在距控制轴旋转中心C的距离相对地较远的位置处控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42进行一端接触。
因此，在本实施例中，如图7所示，在控制轴高压缩比侧限动部38与主体高压缩比侧限动部35抵接之际，在控制轴轴向观察时，彼此相对的主体高压缩比侧限动面42与控制轴高压缩比侧限动面40之间的距离设定成，越是靠控制轴旋转中心C侧，相对地越长。同样地，在控制轴低压缩比侧限动部39与主体低压缩比侧限动部36抵接之际，在控制轴轴向观察时，彼此相对的主体低压缩比侧限动面43与控制轴低压缩比侧限动面41之间的距离设定成，越是靠控制轴旋转中心C侧，相对地越长。
换言之，设定成：在限动构件37与主体高压缩比侧限动部35抵接之际，在控制轴轴向观察时，控制轴高压缩比侧限动面40相对于主体高压缩比侧限动面42在距控制轴旋转中心C的距离较远的一侧进行一端接触。另外，设定成：在限动构件37与主体低压缩比侧限动部36抵接之际，在控制轴轴向观察时，控制轴低压缩比侧限动面41相对于主体低压缩比侧限动面43在距控制轴旋转中心C的距离较远的一侧进行一端接触。
由此，即使主体高压缩比侧限动面42和控制轴高压缩比侧限动面40这两者存在形状等的偏差，也能够避免如下情况：在控制轴轴向观察时，在距控制轴旋转中心C的距离相对地较近的位置处控制轴高压缩比侧限动面40与主体高压缩比侧限动面42进行一端接触，能够抑制在主体高压缩比侧限动部35和限动构件37的两者产生的载荷就相对地变大。另外，即使在主体低压缩比侧限动面43和控制轴低压缩比侧限动面41这两者存在形状等的偏差，也能够避免如下情况：在控制轴轴向观察时，在距控制轴旋转中心C的距离相对地较近的位置处控制轴低压缩比侧限动面41与主体低压缩比侧限动面43进行一端接触，能够抑制在主体低压缩比侧限动部36和限动构件37这两者产生的载荷相对地变大。
控制轴高压缩比侧限动部38与控制轴低压缩比侧限动部39在控制轴周向彼此分开地形成，因此，能够将所需最小限度的大小的控制轴高压缩比侧限动部38和控制轴低压缩比侧限动部39设定于需要的位置。即、与将控制轴高压缩比侧限动部38和控制轴低压缩比侧限动部39突出形成为1个限动部的结构相比，能够使限动构件37小型化，能够使限动构件37的整体轻量化。
控制轴高压缩比侧限动部38以与主体高压缩比侧限动部35抵接的部分的沿着控制轴径向的壁厚相对地变厚的方式形成。因此，控制轴高压缩比侧限动部38能够将沿着控制轴径向的壁厚设定成所需最低限度的厚度而确保所要求的强度。
控制轴低压缩比侧限动部39以与主体低压缩比侧限动部36抵接的部分的沿着控制轴径向的壁厚相对地变厚的方式形成。因此，控制轴低压缩比侧限动部39能够将沿着控制轴径向的壁厚设定成所需最低限度的厚度而确保所要求的强度。
主体高压缩比侧限动部35以在控制轴轴向观察时、与控制轴高压缩比侧限动部38抵接之际所接触的部分的壁厚相对地变厚的方式形成。因此，能够使主体高压缩比侧限动部35与控制轴高压缩比侧限动部38抵接了之际的强度提高。
此外，也可以是，对于主体低压缩比侧限动部36，也以在控制轴轴向观察时、控制轴低压缩比侧限动部39所抵接的部分的壁厚相对地变厚的方式形成。即、也可以是，对于主体低压缩比侧限动部36，也以在控制轴轴向观察时、距控制轴旋转中心C的距离越远、壁厚相对地越厚的方式形成。
另外，在上述的实施例中，在高压缩比侧和低压缩比侧这两侧设定成，抵接之际的限动面之间的距离越是靠控制轴旋转中心C侧、相对地越长，但也可以是，仅在任一侧设定成，抵接之际的限动面间的距离越是靠控制轴旋转中心C侧、相对地越长。
也可以是，例如，仅将控制轴6的基准位置学习的频度较高的一侧、仅将在使控制轴6旋转的上述致动器发生故障而压缩比无法维持情况下承受缸内压载荷的低压缩比侧设定成，在控制轴轴向观察时，抵接之际的限动面之间的距离越是靠控制轴旋转中心C侧，相对地越长。
在上述的实施例中，成为在控制轴6固定有别的构件的限动构件37的结构，但也可以针对锻造成的控制轴6对控制轴侧限动件进行机械加工。

Claims (5)

1.一种内燃机，其具有：可变压缩比机构，其能够根据控制轴的旋转位置使内燃机的压缩比连续地变化；主体侧限动件，其限制上述控制轴的旋转，其中，
上述控制轴具备与上述主体侧限动件抵接的控制轴侧限动件，
上述控制轴侧限动件具有与上述主体侧限动件抵接的控制轴侧限动面，
上述主体侧限动件具有与上述控制轴侧限动件抵接的主体侧限动面，
在上述控制轴侧限动件与上述主体侧限动件抵接之际，上述主体侧限动面与上述控制轴侧限动面之间的距离设定成，在控制轴轴向观察时，越是靠控制轴旋转中心侧，相对地越长。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，
上述控制轴侧限动件具有：控制轴高压缩比侧限动部，其限制上述控制轴的向高压缩比侧的移位；控制轴低压缩比侧限动部，其限制上述控制轴的向低压缩比侧的移位，
上述控制轴高压缩比侧限动部和上述控制轴低压缩比侧限动部在上述控制轴的周向彼此分开地形成。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，
上述控制轴侧限动件以与上述主体侧限动件抵接的部分的沿着控制轴径向的壁厚相对地变厚的方式形成。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，
上述主体侧限动件以距上述控制轴旋转中心的距离越远、壁厚相对地越厚的方式形成。
5.根据权利要求3所述的内燃机，其中，
上述主体侧限动件以距上述控制轴旋转中心的距离越远、壁厚相对地越厚的方式形成。
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