JP4062867B2 - 可変圧縮比機構を備えた内燃機関 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複リンク式の可変圧縮比機構を備えた内燃機関に関し、特に、可変圧縮比機構の機関搭載性の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の内燃機関の可変圧縮比機構として、例えば図42に示したものがある(論文:MTZ Motortechnische Zeitschrift 58(1997年発行)11,(独))。
【0003】
この可変圧縮比機構は、ピストン1のピストンピン1aに一端が連結されるアッパーリンク2と、このアッパーリンク2とクランクシャフト3のクランクピンとに連結されるロアーリンク4と、クランクシャフト3と略平行に延びる制御軸5と、この制御軸5の偏心カム5aに一端が揺動可能に連結されるとともに、他端がアッパーリンク2の下端部に連結される制御リンク6と、を有している。そして、制御軸5が回転すると、偏心カム5aを介して制御リンク6の揺動支点が変化し、これに伴ってピストンピン1aとクランクピンとの距離が変化して、圧縮比が変更されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の可変圧縮比機構にあっては、以下の問題があった。
【0005】
すなわち、制御リンク6がアッパーリンク2に連結されている等の関係で、制御軸5の設置位置が、クランクシャフト3の軸方向視で、クランクシャフト3の回転中心から機関横方向へ大きく張り出しているとともに、クランクシャフト3の回転中心よりも機関上方向へ大きくずれている。このため、機関内部で制御軸5を回転可能に支持する構成とした場合、制御軸5を設置するために、機関側壁を大きく横方向へ張り出させる必要があり、機関のコンパクト化を図る上で大きな弊害となってしまう。
【0006】
この発明は、このような課題に着目してなされたもので、可変圧縮比機構を備えた内燃機関のコンパクト化を図ることを一つの目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る可変圧縮比機構は、ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能である。
【0008】
そして、本発明は、上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴としている。
【0009】
言い換えると、制御軸の回転中心が、制御リンクとロアーリンクとの連結部分におけるロアーリンクあるいは制御リンクの最外端部の軌跡よりも基準線側に近接配置されている。これにより、制御軸及びその軸受部材が、制御リンクとロアーリンクとの連結部分よりも機関側方へ大きく張り出すようなことがない。更に、制御リンクがロアーリンクに連結している関係で、制御軸を比較的機関下方側に配置することができる。従って、制御軸及びその軸受部材を、スペース的に比較的余裕のあるクランクシャフトの斜め下方側へ配置することが可能で、これにより、可変圧縮比機構の機関搭載性が向上し、機関全体のコンパクト化を図ることができる。
【0010】
更に言えば、制御軸の軸受部材、つまり制御軸をシリンダブロック側へ回転可能に支持する軸受部材や、制御軸と制御リンクとが回転可能に連結する軸受部材は、制御リンクとロアーリンクとが回転可能に連結する軸受部分に比して、かなり大きくなる傾向にある。この理由は、制御リンクとロアーリンクとの軸受部分の大きさは、主に潤滑条件に依存するのに対して、制御軸側の軸受部材の大きさは、制御軸全体の構造上の剛性,強度に依存するためである。つまり、エンジン実働中には、制御軸に、燃焼圧力に起因する荷重や、運動部品の慣性力に起因する荷重が加わるために、これらに対応した剛性,強度を確保しようとすると、制御軸側の軸受部材を、制御リンクとロアーリンクとの軸受部分よりも十分に大きくする必要がある。
【0011】
したがって、上記従来例のように、制御軸が、スペース的に余裕のないクランクシャフトより上部の領域に配設されていると、この制御軸及びその軸受部材を機関内部へ収容するためには、機関側壁を大きく側方へ張り出させる必要があり、機関の大型化を免れない。
【0012】
これに対し、本発明によれば、制御軸の回転中心が、制御リンクとロアーリンクの連結部分よりもクランクシャフトの回転中心寄りで、かつ、このクランクシャフトよりも下方に配置しているため、制御軸及びその軸受部材等の機関側方への張出量を十分に抑制でき、上記従来例に比して機関を十分にコンパクト化することが可能となる。
【0013】
また、第1の発明は、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップと、このクランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【0014】
第2の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングを貫通形成したことを特徴としている。
【0015】
第3の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、
このベアリングビームとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【0016】
第4の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、を有し、
上記ベアリングプレート部に、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングが円孔状に貫通形成されていることを特徴としている。
【0017】
第5の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、上記シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームと、
上記クランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【0018】
第6の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、上記シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームを有し、
上記クランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングが貫通形成されていることを特徴としている。
【0019】
第9の発明は、上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、
このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結されていることを特徴としている。
【0020】
第10の発明は、上記モータの出力軸が、上記制御軸に対して略垂直方向に延びていることを特徴としている。
【0021】
第11の発明は、上記モータの出力軸が、上記機関側壁と略平行に延びていることを特徴としている。
【0022】
第12の発明は、上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴としている。
【0023】
第13の発明は、機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴としている。
【0024】
第14の発明は、上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴としている。
【0025】
第15の発明は、上記モータの出力軸が回転式であり、この出力軸と制御軸とがウォーム及びウォームホイールを介して連結されていることを特徴としている。
【0026】
第16の発明は、上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴としている。
【0027】
第7の発明は、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する複数の固定ボルトの中で、上記クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングよりも制御軸側に配置された固定ボルトの中心軸が、クランクシャフトの軸方向視で、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングよりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴としている。
【0028】
第8の発明は、上記制御軸用ベアリングに回転可能に支持される制御軸のメインジャーナルに、上記固定ボルトとの干渉を回避する切欠部が形成されていることを特徴としている。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、制御リンクをロアーリンクに連結する構成とし、かつ、上記クランクシャフトの軸方向視で、制御軸の回転中心を、クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、制御リンクとロアーリンクとの連結部分の最大離間位置よりも基準線寄りに配置したため、制御軸及びその軸受部材が機関側方へ張り出すことを抑制できる。このため、この可変圧縮比機構の機関搭載性が向上し、機関全体のコンパクト化を図ることができる。
【0030】
特に、第1,2,5,6に係る発明によれば、クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップが、制御軸を回転可能に支持する機能を兼ね備えることとなるため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【0031】
また、第3,4に係る発明によれば、ベアリングビームが、制御軸を回転可能に支持する機能を兼ね備えることとなるため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【0032】
第1,2,5,6に係る発明によれば、エンジン運転中にクランクシャフトからクランク用ベアリングキャップを変形する方向へ作用する荷重が、エンジン運転中に制御リンクから制御軸へ作用する荷重により、クランク用ベアリングキャップと制御軸との間で発生する摩擦力によって相殺される形となり、この制御軸が、複数のクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する一種の補強用ビームとして機能する。これにより、クランク用ベアリングキャップの振動レベルを低減でき、音振性能が向上する。
【0033】
特に、第5,6に係る発明によれば、ラダーフレームの側壁部が、複数のベアリングプレート部を一体的に連結する補強用ビームとして機能するため、クランク用ベアリングキャップの振動レベルがより一層低減され、音振性能が向上する。
【0034】
第3,4に係る発明によれば、エンジン運転中にクランクシャフトからクランク用ベアリングキャップを変形する方向へ作用する荷重が、エンジン運転中に制御リンクから制御軸へ作用する荷重により、ベアリングビームのベアリングプレート部と制御軸との間で発生する摩擦力によって相殺される形となり、この制御軸が、複数のベアリングプレート部及びクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する一種の補強用ビームとして機能する。これにより、クランク用ベアリングキャップの振動レベルを低減でき、音振性能が向上する。
【0035】
加えて、第3,4に係る発明によれば、ベアリングビームのビーム部が、複数のベアリングプレート部及びクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する補強用ビームとして機能するため、クランク用ベアリングキャップの振動レベルがより一層低減され、音振性能が向上する。また、元々ベアリングビームを備えた機関においては、構造を大幅に変更することなく制御軸を組み付けられる。
【0036】
第1,5に係る発明によれば、固定ボルトの少なくとも一つが、クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能とを兼ね備えているため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【0037】
第3に係る発明によれば、固定ボルトの少なくとも一つが、ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能とを兼ね備えているため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【0038】
また、第3に係る発明によれば、ベアリングビームと制御軸と制御軸用ベアリングキャップとを予め仮固定しておき、これをシリンダブロック側へまとめて組み付けることができるため、装着性に優れている。
【0039】
第2,4,6に係る発明によれば、制御軸を回転可能に支持するための制御軸用ベアリングキャップを省略することができるため、その分の部品点数が削減されるとともに、構造の簡素化,取付の簡素化を図ることができる。
【0040】
第5,6に係る発明によれば、機関側壁の一部をなすラダーフレームに、クランク用ベアリングキャップが一体に設けられており、別個に複数のクランク用ベアリングキャップを用意する必要がないので、構造の簡素化及び取付の簡素化を図ることができる。
【0041】
第9に係る発明によれば、モータが機関内部の熱から遮断され、モータの出力軸と制御軸との連結部分(例えばウォーム及びウォームホイールによるギア列や、ピンとスライド溝との摺動部分)が、エンジン内部の潤滑油によって潤滑されることになり、各々が理想的な環境状態に配置される。
【0042】
第10に係る発明によれば、モータの出力軸の先端と制御軸とを、(例えばウォーム及びウォームホイールによるギア列や、ピン及びフォーク部のみを介して)直接的に連結することができ、構造の簡素化及びコンパクト化を図ることができる。
【0043】
第11に係る発明によれば、モータを機関側壁に沿って取り付けることができ、モータが機関側壁から張り出すことを抑制できる。
【0044】
第12に係る発明によれば、モータがクランクシャフトと直交する方向、つまり機関側方へ張り出すことを抑制できる。
【0045】
第13に係る発明によれば、ガセット部近傍の、このガセット部より凹んでいる部分にモータを設置することができ、つまり既存のデッドスペースにモータが取付けられることになるため、レイアウト的に効率がよい。また、専用のブラケット等を設けることなく、既存のガセット部を利用してモータを固定することも可能で、構造が更に簡素化される。
【0046】
第14に係る発明によれば、制御軸と反対側の空間を有効に利用して、モータを機関側方へ張り出すことなく配置することができる。
【0047】
第6に係る発明によれば、固定ボルトの中心軸を、制御軸用ベアリングよりも基準線寄りに配置したため、この制御軸用ベアリングにおける軸受性能及び潤滑性能を十分に確保することができる。
【0048】
つまり、主にコンパクト化の目的で、制御軸用ベアリングを最も基準線寄り(機関中央寄り)へ配置した場合、制御軸用ベアリングの一部が固定ボルトに差し掛かることとなり、第7に係る発明のように、制御軸のメインジャーナルに固定ボルトとの干渉を回避する切欠部を形成する必要がある。このような場合であっても、固定ボルトの中心軸を制御軸用ベアリングよりも基準線寄りに配置しているため、切欠部の深さが最大でも固定ボルトの直径の略半分程度に抑制され、残された軸受領域で十分な軸受性能及び潤滑性能を得ることができる。
【0049】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、後述する各実施例では、共通する部分には同じ参照符号を付して重複する構成及び作用効果の説明を適宜省略している。
【0050】
図1〜4は、この発明の第1実施例に係る可変圧縮比機構を備えたレシプロ式内燃機関を示している。
【0051】
この可変圧縮比機構は、各気筒のピストン50のピストンピン51に一端が連結されるアッパーリンク60と、このアッパーリンク60の他端にアッパーリンクピン71を介して揺動可能に連結されるとともに、クランクシャフト100のクランクピン101に連結されるロアーリンク70と、クランクシャフト100と略平行に延びる制御軸90と、この制御軸90に一端が揺動可能に連結されるとともに、ロアーリンク70に他端が制御リンクピン73を介して揺動可能に連結される制御リンク80と、を有している。
【0052】
制御軸90には、制御リンク80の一端に形成されたベアリング82に回転可能に支持されるピンジャーナル92が、クランクシャフト100の軸方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル92の回転中心Pdは、制御軸90の回転中心Pcに対して所定量偏心しており、この回転中心Pdを揺動支点として、制御リンク80が制御軸90に対して揺動する。
【0053】
従って、制御軸90が回動すると、制御リンク80の揺動支点位置Pdが変化し、これに伴って、クランクピン101からピストンピン51までの距離が変化する。これにより、ピストン50の位置が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。なお、制御軸90は、ウォーム110及びウォームホイール109(図2)を介して接続するモータ等の駆動源(図示省略)により回転駆動され、この駆動源は、周知のエンジンコントロールユニット等により機関運転状態に応じて駆動制御される。
【0054】
制御軸90のメインジャーナル91を回転可能に支持する制御リンク80のベアリング82は、制御軸90へ後から組み付けれるように半割構造となっており、その半分がリンク本体に形成され、残り半分がボルト84によりリンク本体に固定されるキャップ83に形成されている。同様に、クランクピン101を回転可能に支持するロアーリンク70のベアリング75も、ボルト76により後から組み付けれるように半割構造となっている。
【0055】
そして、本実施例の一つの特徴として、図1,3に示すようなクランクシャフト100の軸方向視において、クランクシャフト100の回転中心Paを通ってシリンダ11の軸方向(図1の上下方向)へ延びる基準線Lに対し、1サイクル中に制御リンク80とロアーリンク70との連結部分(制御リンクピン73)の近傍が、制御軸90の回転中心Pcと同じ側(図1の右側)で最も離間する位置を最大離間位置Bとした場合、制御軸90の回転中心Pcが、回転するクランクシャフト100のカウンターウェイト103の最外端軌跡Aよりも更に外側に配置されるとともに、上記の最大離間位置Bよりも基準線L寄り(図1の左寄り)に配置されている。つまり、制御軸90の回転中心Pcが、上記最大離間位置Bを通ってシリンダ軸方向へ延びる最大離間線B’よりも基準線Lに近接して配置されている。
【0056】
言い換えると、制御軸90の回転中心Pcがクランクシャフト100の回転中心Paの斜め下方に配置されている。つまり、制御軸90及びその軸受部材を、回転体であるクランクシャフト100の斜め下方へ待避させており、かつ、固定体である機関側壁の直ぐ内側部分、つまり末広がり状をなすシリンダブロック10のスカート部12の下端近傍の、比較的余裕のあるスペースへ配置させている。
【0057】
これにより、制御軸90及びその軸受部材や制御リンク80等が、機関側方(図1の右方向)へ張り出すことを十分に抑制できる。このように、可変圧縮比機構をコンパクトに効率良く機関内部へ搭載することができるため、可変圧縮比機構を適用することに伴う機関の大型化を最小限に抑制することができ、機関全体のコンパクト化(小型化)を図ることができる。
【0058】
つまり本実施例では、制御リンク80をロアーリンク70に連結する構造としているために、制御軸90等を、クランクシャフト100の斜め下方の比較的余裕のあるスペースへ配置することができる。これに対し、上記従来例のように、制御リンクをアッパーリンクへ連結する構造では、制御軸等が、スペースに余裕のないクランクケースの上部側に配設されることとなるため、機関側壁を外側へ拡大する必要があり、機関全体の大型化を免れない。
【0059】
次に、クランクシャフト100及び制御軸90の軸受支持構造について詳細に説明する。
【0060】
クランクシャフト100のメインジャーナル102を回転可能に支持するクランク用ベアリング20は、メインジャーナル102に後から組み付けられるように半割構造となっており、その上半分がシリンダブロック10の下面に形成され、下半分がクランク用ベアリングキャップ21の上面に形成されている。このクランク用ベアリングキャップ21は、図2,4にも示すように、プレート状をなし、クランクシャフト100の軸方向に沿って気筒列両端及び気筒間に間欠的に配設されている。
【0061】
また、制御軸90のメインジャーナル91を回転可能に支持する制御軸用ベアリング23も、メインジャーナル91に後から組み付けれるように半割構造となっており、その上半分がクランク用ベアリングキャップ21から斜め下方へ一体的に張り出した延長部21aの下面に形成され、その下半分が制御軸用ベアリングキャップ24の上面に形成されている。
【0062】
各クランク用ベアリングキャップ21は、クランク用ベアリング20を挟んだ両側2箇所で、固定ボルト22,26によって下側よりシリンダブロック10へ締結固定されている。また、各制御軸用ベアリングキャップ24は、制御軸用ベアリング23を挟んだ両側2箇所で、固定ボルト26,25によって下側よりクランク用ベアリングキャップ21へ締結固定されている。
【0063】
つまり、固定ボルト26は、クランク用ベアリングキャップ21及び制御軸用ベアリングキャップ24の両者を挿通してシリンダブロック10へ締結されており、クランク用ベアリングキャップ21をシリンダブロック10へ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップ24をクランク用ベアリングキャップ21へ固定する機能とを兼ね備えている。これにより、例えば別々の固定ボルトを用いる場合に比して、部品点数が抑制され、構造が簡素化されるとともに、取付作業が簡素化される。
【0064】
この固定ボルト26及びそのボルト孔26aは、図1,3にも示すように、ほぼシリンダ軸方向(図1,3の上下方向)に沿うように延在しており、クランク用ベアリング20と制御軸用ベアリング23との間に配置されている。より詳しくは、図1,3に示すクランクシャフト100の軸方向視で、固定ボルト26の中心軸Cが、制御軸用ベアリング23を構成する円周(基準線L寄りの接線Pr)よりも基準線L寄りに配置されている。また、これら中心軸Cと接線Pr間の距離ΔD1が十分に短く設定されている。
【0065】
従って、機関左右方向(図1,3の左右方向)における両ベアリング20,23間の距離を十分に短くして、装置のコンパクト化を図ることができるとともに、固定ボルト26の中心軸Cが制御軸用ベアリング23よりも基準線L寄り(機関中央寄り)に配置されているため、この制御軸用ベアリング23による十分な軸受性能及び潤滑性能を確保することができる。
【0066】
この点について、上記の距離ΔD1を更に短いΔD2とした図5〜7の例を参照して詳細に説明する。この例では、制御軸用ベアリング23の接線Pr側(基準線L側)の一部が、固定ボルト26のボルト孔26a側へ入り込む形となっており、更なる装置のコンパクト化を図ることができる。
【0067】
このような場合、制御軸90のメインジャーナル91には、固定ボルト26との干渉を回避する切欠部93が形成される。この切欠部93は、メインジャーナル91と制御軸用ベアリング23との間の軸受性能及び潤滑性能の低下を抑制するために、最小限の範囲に形成される。具体的には、切欠部93は、固定ボルト26と干渉し得る幅方向中央部の範囲で、かつ、このメインジャーナル91の制御回転範囲に応じた周方向範囲にのみ形成されており、図5に示すように、軸方向視で略三日月形状に凹設されている。
【0068】
なお、上記の接線Prを固定ボルト26の中心軸Cとほぼ同一位置まで中央寄りに配置した場合、つまり固定ボルト26とメインジャーナル91との干渉領域が最も大きくなる場合でも、上記の切欠部93による削除領域は、固定ボルト26の直径の略半径程度に抑えられるため、残された軸受領域で十分な軸受性能及び潤滑性能を得ることが可能である。
【0069】
次に、制御軸90による音振性能向上メカニズムについて、図8,9の参考図及び図10,11を参照して説明する。
【0070】
図8に誇張して示すように、クランクシャフト100のメインジャーナル102は、燃焼圧力がクランクピン101に作用することによって傾斜するとともに、クランクシャフト100の軸線上で相反する向きに変形する傾向にある。これを支えるクランク用ベアリングキャップ21も、このクランクシャフト100の変形モードに習って変形し、結果としてクランク用ベアリングキャップ21がクランクシャフト100の軸線上で振動したり、この振動に起因した騒音を生じる虞がある。
【0071】
このようなクランク用ベアリングキャップ21の変形及びそれによる振動,騒音の発生を抑制するために、図9に示すように、複数のクランク用ベアリングキャップ21をベアリングビーム30’で一体的に連結する技術が従来より知られている。
【0072】
本実施例では、このようなベアリングビーム30’の機能を制御軸90に持たせることができる。この点について、図10,11を参照して詳述すると、エンジン運転中には、ピストン50に作用する燃焼圧力Fpによって制御軸用ベアリング23から制御軸90へ上向荷重Ftが発生し、両者23,90間の摩擦係数μが比較的大きくなる。このような変形,移動しようとする制御軸90への荷重に対抗するように、隣設するクランク用ベアリング20と制御軸90との接触部Dにはμ×Ftによる抵抗力が作用する。この抵抗力が、上記クランク用ベアリングキャップ21を変形,移動させる荷重を相殺する形となり、この制御軸90が、複数のクランク用ベアリングキャップ21を一体に連結する一種の補強ビームとして機能する。従って、クランク用ベアリングキャップ21の振動レベルが有効に低減され、音振性能が向上する。
【0073】
図12〜14は第2実施例を示している。この実施例では、クランク用ベアリングキャップ21Aに、制御軸90を回転可能に支持する制御軸用ベアリング23の全てが円孔状に一体形成されている。つまり、制御軸用ベアリング23が半割構造になっておらず、上記第1実施例の制御軸用ベアリングキャップ24や固定ボルト25が省略された構造となっている。このため、第1実施例と比較した場合、制御軸90に制御軸用ベアリング23を後から組み付けることはできないが、部品点数が低減され、構造が簡素化されるとともに、制御軸用ベアリングキャップ24の組付工程が省略されるため、組付作業も簡素化される。
【0074】
図15〜17は第3実施例を示している。この実施例では、シリンダブロック10とともにクランクピン101を回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップ21Bの下面側に、ベアリングビーム30が取り付けられている。このベアリングビーム30は、複数のクランク用ベアリングキャップ21Bの下面側に取り付けられるベアリングプレート部35と、これらベアリングプレート部35の制御軸90と反対側の端部を一体的に連結するようにクランクシャフト100に沿って延びるビーム部34と、を有している。
【0075】
制御軸用ベアリング31は、制御軸90に後から組み付けれるように半割構造となっており、その上半分がベアリングプレート部35の下面側に形成され、その下半分が制御軸用ベアリングキャップ32の上面側に形成されている。
【0076】
ベアリングビーム30及びクランク用ベアリングキャップ21Bは、クランク用ベアリング20の両側で一対の固定ボルト22,26によりシリンダブロック10の下面側に締結固定されている。また、制御軸用ベアリングキャップ32は、制御軸用ベアリング31の両側で一対の固定ボルト26,33によりベアリングプレート部35の下面側に締結固定されている。
【0077】
つまり、固定ボルト26は、ベアリングビーム30及びクランク用ベアリングキャップ21Bをシリンダブロック10へ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップ32をベアリングプレート部35へ固定する機能とを兼ね備えており、部品点数の低減化,構造及び取付作業の簡素化,コンパクト化が図られている。
【0078】
また、組付の際には、ベアリングビーム30,制御軸90及び制御軸用ベアリングキャップ32を予め仮固定しておき、これをクランク用ベアリングキャップ21Bへ固定すれば良いので、装着性にも優れている。
【0079】
更に、上記実施例と同様、制御軸90がクランク用ベアリングキャップ21Bの補強用ビームとして機能することに加え、クランク用ベアリング20を挟んで制御軸90の反対側に、ベアリングビーム30のビーム部34がクランク軸方向に延在しているため、クランク用ベアリングキャップ21Bの振動をより確実に抑制することができ、更に音振性能が向上する。また、制御軸90がビームとして機能する分、ベアリングビーム30のビーム部34の断面積を縮少して軽量化を図ることもできる。
【0080】
図18〜20に示す第4実施例では、第3実施例に対して主に制御軸90の固定構造が変更されている。つまり、この実施例では、制御軸90を回転可能に支持する制御軸用ベアリング31が半割構造となっておらず、その全てがベアリングビーム30Aに円孔状に貫通形成されている。つまり、第3実施例の制御軸用ベアリングキャップ32及び固定ボルト33が省略されており、その分、部品点数が削減され、構造及び取付作業が簡素化される。
【0081】
図21〜23は第5実施例を示している。この実施例では、クランク用ベアリングキャップ21Bの下面側にそれぞれ支持ステー35Bが取り付けられている。この支持ステー35Bは、第4実施例のベアリングプレート部35とほぼ同様の構造となっている。つまり、第4実施例のベアリングビーム30Aからビーム部34を省略した構成となっている。
【0082】
この場合、第4実施例に比して、ビーム部34が省略されている分、クランク用ベアリングキャップ21Bの振動低減機能が低下するものの、軽量化される点で有利である。
【0083】
図24〜26は第6実施例を示している。この実施例では、シリンダブロック10のスカート部12の下端と図外のオイルパンの上端との間に、スカート部12とともにクランクケースの一部を構成するラダーフレーム40が固定されている。
【0084】
このラダーフレーム40は、クランクシャフト100の軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロック10とともにクランクシャフト100のメインジャーナル102を回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップ42の両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部45により一体的に連結された構造となっている。
【0085】
また、クランクシャフト100のメインジャーナル102を回転可能に支持するクランク用ベアリング20が半割構造となっており、上半分がシリンダブロック10の下面側に形成され、下半分がクランク用ベアリングキャップ42の上面に形成されている。
【0086】
更に、制御軸90のメインジャーナル91を回転可能に支持する制御軸用ベアリング41も半割構造となっており、上半分がクランク用ベアリングキャップ42の下面に形成され、下半分が制御軸用ベアリングキャップ43の上面に形成されている。なお、クランク用ベアリングキャップ42には、制御軸用ベアリングキャップ43が適宜に嵌合する凹部42aが形成されている。
【0087】
このように、クランク用ベアリングキャップ42には、クランク用ベアリング20及び制御軸用ベアリング41の双方が形成されており、第1実施例のクランク用ベアリングキャップ21と同様、双方のベアリング機能を兼ね備えている。
【0088】
このクランク用ベアリングキャップ42は、クランク用ベアリング20の両側で、一対の固定ボルト22,26により下側よりシリンダブロック10へ締結固定されている。また、制御軸用ベアリングキャップ43は、制御軸用ベアリング41の両側で、一対の固定ボルト26,44によりクランク用ベアリングキャップ42へ固定されている。つまり固定ボルト26がクランク用ベアリングキャップ42の固定と制御軸用ベアリングキャップ43の固定とを兼ね備えている。
【0089】
このような構成によれば、ラダーフレーム40の側壁部45が、複数のクランク用ベアリングキャップ42を一体に連結する一種の補強ビームとして機能するため、上述したように制御軸90がビームとして機能することと併せて、確実にクランク用ベアリングキャップ42の振動を抑制することができるとともに、第3実施例のように別途ベアリングビームを設けるものに比して、レイアウト的にも格段に有利であり、更なる機関のコンパクト化を図ることができる。
【0090】
図27〜29に示す第7実施例では、第6実施例に対して主に制御軸90の支持構造が変更されている。つまり、制御軸90のメインジャーナル91を回転可能に支持する制御軸用ベアリング41が半割構造となっておらず、その全てがラダーフレーム40Aのクランク用ベアリングキャップ42に円孔状に貫通形成されている。
【0091】
この場合、第6実施例に比して、制御軸用ベアリングキャップ43や固定ボルト44が省略されているため、更に構成が簡素化されるとともに組付作業も簡素化される。
【0092】
図30,31は第8実施例を示しており、制御軸90の回転駆動部の取付構造の一例を示している。なお、基本的な構造は上記の第1実施例と同様である。
【0093】
シリンダブロック10のスカート部12の下端フランジ部には、オイルパン上部120の上端フランジ部が固定されており、このオイルパン上部120の下端フランジ部には、オイルパン下部130の上端フランジ部が固定されている。オイルパン上部120の側壁部120aの後部にはトランスミッション140が結合されており、この結合剛性を向上させるために、側壁部120aの後部には、側方へ張り出したガセット部121が設けられている。そして、このガセット部121の直ぐ近傍で、このガセット部121より凹んだ側壁部120aに、制御軸90を駆動するモータ111が取り付けられている。
【0094】
このモータ111の出力軸111aは、制御軸90とほぼ直交するように、側壁部120aを貫通してクランクケース内部へ延びており、その先端に、制御軸90の一端に固定されたウォームホイール109に噛合するウォーム110が設けられている。従って、図示せぬエンジンコントロールユニットによりモータ111を駆動制御することにより、ウォーム110及びウォームホイール109を介してモータ出力軸111aから制御軸90へ回転動力が伝達される。
【0095】
このように本実施例では、モータ111が機関側壁を構成するオイルパン上部120の側壁部120aに機関外側より取り付けられているために、このモータ111が機関内の熱から遮断されるとともに、ウォーム110及びウォームホイール109等が機関内の潤滑油によって潤滑されることになり、各々が理想的な環境状態に配置される。
【0096】
また、モータ111の出力回転軸111aが制御軸90に対して略垂直方向に延びているため、上記のウォーム110及びウォームホイール109のみで出力軸111aの駆動力を制御軸90に伝達することができ、つまり出力軸111aと制御軸90とを実質的に直結することができるため、更なる構造の簡素化を図ることができる。
【0097】
更に、ガセット部121近傍の、このガセット部121に対して機関内方へ凹んでいる側壁部120aにモータ111を設置したことで、既存のデッドスペースを利用して、モータ111を側方へあまり張り出させることなく取り付けることができ、レイアウト的にも効率が良い。また、専用のブラケット等を用いることなく、既存のガセット部121を利用してモータ111を取り付けることにより、構造の簡素化も図ることこができる。
【0098】
図32,33に示す第9実施例では、第8実施例に対して主にモータ111の固定位置を変更している。つまり、略円柱形をなすモータ111は、図32に示すように、シリンダブロック10のスカート部12の下端部に、斜め下方に傾斜した姿勢で取り付けられている。つまり、モータ111の出力軸111aが、機関側壁の一部を構成するオイルパン上部120の側壁部120aとほぼ平行に延びており、この側壁部120aの直ぐ内側に沿って配置されている。
【0099】
このように、モータ111を傾斜した姿勢で取り付けているため、モータ111の側方への張り出しが抑制されるとともに、モータ111の出力回転軸111aを側壁部120aに沿う狭い領域に配置することができるため、更なる機関のコンパクト化を図ることができる。
【0100】
図34,35に示す第10実施例では、第9実施例に対して主にモータの構造及び固定位置を変更している。つまり、略円柱形をなすモータ111がブラケット113を介してシリンダブロック10のスカート部12の下端部に取付られている。このモータ111及びその出力軸111aは、クランクシャフト100の回転軸心と略平行に延びている。
【0101】
出力軸111aの先端部と、補助出力軸115の一端とは、角度変換ギヤ112列を介して互いに噛合している。この補助出力軸115は、上記第9実施例の出力軸111aと同様、オイルパン上部120の側壁部120aに沿って近接配置されている。この補助出力軸115の他端に設けられたウォーム110が制御軸90のウォームホイール109に直接的に噛合している。
【0102】
この第10実施例では、上記第9実施例とほぼ同様の効果が得られることに加え、クランクシャフト100の回転軸と略平行にモータ111を配設したことにより、モータ111を機関長手方向(前後方向)に沿って取り付けることができ、モータ111の側方への張出量を更に抑制することができる。
【0103】
図36,37に示す第11実施例では、第8実施例に対して主にモータの固定位置を変更している。
【0104】
つまり、図36に示すクランク軸方向視で、モータ111が基準線Lを挟んで制御軸90と反対側(図36の左側)に配設されている。このモータ111は、オイルパン上部120に形成された取付凹部122内にほぼ完全に収容される形で取り付けられている。そして、オイルパン上部120の側壁部120aを貫通するモータ111の出力軸111aと制御軸90とがウォーム110及びウォームホイール109を介して連結されている。
【0105】
この第11実施例では、基準線Lに対して制御軸90の反対側のオープンスペースを利用して、上記のモータ111及び取付凹部122が設けられているため、モータ111が機関側方へ張り出すことをほぼ完全に解消することができ、更なるコンパクト化を図ることができる。
【0106】
図38〜40に示す第12実施例では、第9実施例に対して、主にモータ出力軸と制御軸との連結構造が変更されている。つまり、モータ153の出力軸としての往復ロッド152が進退駆動されるようになっており、この往復ロッド152の先端軸受部にはピン151が挿入されている。一方、制御軸90の一端には一対のフォーク部150が固定されており、両フォーク部150の軸方向間隙に往復ロッド152の先端部が摺動可能に介装される。これらのフォーク部150には径方向に延びるスライド溝154が形成されており、これらのスライド溝154に上記のピン151の両端部がスライド可能に係合している。従って、モータ153により往復ロッド152が進退駆動されると、ピン151及びフォーク部150を介して制御軸90が回動される。
【0107】
このような構成の第12実施例においても、上記第9実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【0108】
図41に示す第13実施例では、第12実施例に対して、主にモータ153の固定位置が変更されている。つまり、第11実施例と同じように、クランク軸方向視でモータ153が基準線Lを挟んで制御軸90と反対側(図41の左側)に配設されている。このモータ153は、オイルパン上部120に形成された取付凹部123内にほぼ完全に収容される形で取り付けられている。そして、オイルパン上部120の側壁部を貫通するモータ153の往復ロッド152と制御軸90とがピン151及びフォーク部150を介して連結されている。
【0109】
この第14実施例では、第13実施例と同様の効果が得られることに加え、基準線Lに対して制御軸90の反対側のオープンスペースを利用して、上記のモータ153及び取付凹部123が設けられているため、モータ153が機関側方へ張り出すことをほぼ完全に解消することができ、更なるコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関を示す断面図。
【図2】上記第1実施例の内燃機関を示す一部破断側面図。
【図3】上記第1実施例の内燃機関の要部を示す拡大図。
【図4】上記第1実施例の内燃機関の下面対応図。
【図5】上記第1実施例の変形例を示す要部拡大図。
【図6】図5のD−D断面対応図。
【図7】上記図5の変形例の下面対応図。
【図8】クランク用ベアリングキャップの変形態様を説明するための説明図。
【図9】同じくクランク用ベアリングキャップの変形態様を説明するための説明図。
【図10】上記第1実施例の作用説明図。
【図11】同じく上記第1実施例の作用説明図。
【図12】本発明の第2実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図13】上記第2実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図14】上記第2実施例の内燃機関の下面対応図。
【図15】本発明の第3実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図16】上記第3実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図17】上記第3実施例の内燃機関の下面対応図。
【図18】本発明の第4実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図19】上記第4実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図20】上記第4実施例の内燃機関の下面対応図。
【図21】本発明の第5実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図22】上記第5実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図23】上記第5実施例の内燃機関の下面対応図。
【図24】本発明の第6実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図25】上記第6実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図26】上記第6実施例の内燃機関の下面対応図。
【図27】本発明の第7実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図28】上記第7実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図29】上記第7実施例の内燃機関の下面対応図。
【図30】本発明の第8実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図31】上記第8実施例の内燃機関の側面対応図。
【図32】本発明の第9実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図33】上記第9実施例の内燃機関の側面対応図。
【図34】本発明の第10実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図35】上記第10実施例の内燃機関の側面対応図。
【図36】本発明の第11実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図37】上記第11実施例の内燃機関の側面対応図。
【図38】本発明の第12実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図39】上記第12実施例の内燃機関の側面対応図。
【図40】上記第12実施例の内燃機関の要部拡大斜視図。
【図41】本発明の第13実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図42】従来例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関を示す斜視図。
【符号の説明】
10…シリンダブロック
21…クランク用ベアリングキャップ
23…制御軸用ベアリング
24…制御軸用ベアリングキャップ
26…固定ボルト
50…ピストン
51…ピストンピン
60…アッパーリンク
70…ロアーリンク
80…制御リンク
90…制御軸
100…クランクシャフト
101…クランクピン
103…カウンターウェイト
Claims (20)
- ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップと、このクランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングを貫通形成したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、
このベアリングビームとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、を有し、
上記ベアリングプレート部に、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングが円孔状に貫通形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームと、
上記クランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームを有し、
上記クランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングが貫通形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する複数の固定ボルトの中で、上記クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングよりも制御軸側に配置された固定ボルトの中心軸が、クランクシャフトの軸方向視で、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングよりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - 上記制御軸用ベアリングに回転可能に支持される制御軸のメインジャーナルに、上記固定ボルトとの干渉を回避する切欠部が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、
このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - 上記モータの出力軸が、上記制御軸に対して略垂直方向に延びていることを特徴とする請求項9に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記モータの出力軸が、上記機関側壁と略平行に延びていることを特徴とする請求項9又は10に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴とする請求項9又は10に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記モータの出力軸が回転式であり、この出力軸と制御軸とがウォーム及びウォームホイールを介して連結されていることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- 上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
- ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。 - ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
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