JP4206219B2

JP4206219B2 - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP4206219B2
Application number: JP2002106859A
Authority: JP
Inventors: 良久保田; 宏幸田中; 一紀菊池; 智司飯嶌
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: JP2003083102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンをコネクティング手段を介してクランクシャフトに連接した内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダの軸線から僅かに偏心した位置にクランクシャフトの軸線を配置し、ピストンおよびクランクシャフトを連結するコネクティングロッドを、ピストン側の第１コネクティングロッドとクランクシャフト側の第２コネクティングロッドとに２分割して第１の連結ピンで枢支し、一端を第２コネクティングロッドに第２の連結ピンで枢支したリンクアームの他端を固定部に枢支した内燃機関が、特開２００１−２６３１１３号公報特開、２００１−２２７３６７公報により公知である。
【０００３】
ところで、シリンダの軸線上にクランクシャフトの軸線を配置してピストンピンとクランクピンとを１本のコネクティングロッドで連接した従来の内燃機関は、上死点の付近でのピストンの動きが下死点の付近でのピストンの動きよりも速くなる特性を有しているが、上記特開２００１−２６３１１３号公報に記載されたものは、クランク角に対するピストンの変位の特性をサインカーブに近づけ、ピストンの移動速度を上死点の付近と下死点の付近とで略等しくすることで、内燃機関の二次振動の低減を図るとともに、混合気の燃焼時の等容度を高めて熱効率を向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の吸気慣性効果が得られ難い低速回転領域においても高い体積効率を確保して出力トルクを増加させるには、吸気管の管長を延ばしたり、吸気管の管径を小さくしたり、過給機を設けたりする必要があるが、これらの手段を用いずに吸気慣性効果を得るには、吸気行程におけるピストンの下降速度を高めることが有効である。しかしながら上記特開２００１−２６３１１３号公報に記載されたものは、クランクシャフトの軸線をシリンダの軸線からオフセットしたとしても、吸気行程でのクランク角を小さくしてピストンの下降速度を高めることは難しかった。
【０００５】
また上記特開２００１−２２７３６７公報に記載されたものは、リンクアーム他端を固定部に枢支する位置をアクチュエータで移動させることで圧縮比を可変としているが、アクチュエータおよびその制御装置が必要になってコストおよび重量の増加を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、内燃機関の吸気慣性効果を高めて出力トルクを増加させるとともに、簡単な構造で圧縮比を可変にしてノッキングの防止を図りながら出力トルクを増加させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンをコネクティング手段を介してクランクシャフトに連接した内燃機関において、前記コネクティング手段は、一端がピストンピンに枢支されて他端に中間ピンを備えた第１コネクティングロッドと、一端が中間ピンに枢支されて他端がクランクピンに枢支された第２コネクティングロッドと、一端が中間ピンに枢支されて他端が固定部に枢支されたリンクアームとから構成され、ピストンが上死点にあるときに、第１コネクティングロッドはシリンダの軸線に沿うとともに、第２コネクティングロッドは、中間ピンの軸線を通ってシリンダの軸線に直交する直線に対して、クランクシャフトの軸線が上方に位置するように斜め上方に延び、かつリンクアームの他端を枢支する固定部はクランクシャフトの下方に位置し、クランクシャフトの回転方向は、ピストンが上死点から下死点に下降する間に、クランクピンが下降した後に上昇する方向に設定することで、ピストンの下降時間が上昇時間に比べてが短くなるように構成されたことを特徴とする内燃機関が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、ピストンをクランクシャフトに連接するコネクティング手段によりピストンの上昇時間に比べて下降時間が短くなるため、吸気行程においてピストンの下降速度を増加させて吸気の流速を高めることができ、特に低速回転領域においても吸気慣性効果を発揮させて吸気の体積効率を高め、低速回転領域での出力向上を図ることができる。
【０００９】
しかも第２コネクティングロッドがシリンダの軸線に対して概ね直交する方向に配置されるので、第１、第２コネクティングロッドの両方をシリンダの軸線に沿って配置した従来のものに比べて、前記軸線方向の内燃機関の寸法を小型化することができる。また第１コネクティングロッドはシリンダの軸線に対して片側にしか揺動しないため、ピストンのスラップ音の発生を低減することができる。
【００１０】
更にまた、ピストンの上死点において、クランクシャフトの軸線が、中間ピンの軸線を通ってシリンダの軸線に直交する直線に対して上方に位置するので、ピストンが上死点から下降する膨張行程の初期に第２コネクティングロッドに引張荷重が発生するようになり、第２コネクティングロッドが強度上有利になって小径化が可能になる。
【００１１】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、上死点において爆発荷重がピストンから第１コネクティングロッドを介して第２コネクティングロッドおよびリンクアームに伝達されたとき、中間ピンの下方への移動量をΔＬとし、第２コネクティングロッドおよびリンクアームの伸縮量をそれぞれΔＬ１，ΔＬ２としたとき、ΔＬ＞ΔＬ１＋ΔＬ２が成立することを特徴とする内燃機関が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、上死点において爆発荷重がピストンから第１コネクティングロッドを介して第２コネクティングロッドおよびリンクアームに伝達されたとき、中間ピンの下方への移動量ΔＬと、第２コネクティングロッドの伸縮量ΔＬ１と、リンクアームの伸縮量ΔＬ２との間に、ΔＬ＞ΔＬ１＋ΔＬ２の関係が成立するので、爆発荷重による中間ピンの位置（つまりピストンの位置）の下降量を、第２コネクティングロッドおよびリンクアームの伸縮量の和よりも大きくすることができる。これにより、特別のアクチュエータや制御装置を用いて内燃機関の圧縮比を変更することなく、爆発荷重の大きさに応じて、つまり内燃機関の負荷の大きさに応じて圧縮比を自動的に変更することが可能となり、簡単な構造で内燃機関の出力の安定化およびノッキングの防止を図ることができる。
【００１３】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、上死点において、クランクピンの軸線は中間ピンの軸線の上側に位置し、リンクアームの他端の軸線は中間ピンの軸線の下側に位置することを特徴とする内燃機関が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、上死点において爆発荷重が第１コネクティングロッドに作用するとき、クランクピンの軸線が中間ピンの軸線の上側に位置し、リンクアームの他端の軸線が中間ピンの軸線の下側に位置するので、前記爆発荷重によって第２コネクティングロッドを伸長させるとともにリンクアームを収縮させることで、中間ピンの位置を下降させて圧縮比を減少させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の参考例および実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図５は本発明の第１参考例を示すもので、図１は内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）、図２は内燃機関の縦断面図（ピストンが下死点にある状態）、図３はクランク角に対するピストンのストロークの関係を示すグラフ、図４はクランク角に対するピストンの速度の関係を示すグラフ、図６はエンジン回転数に対する体積効率の関係を示すグラフである。尚、本明細書において、内燃機関Ｅのピストン１４の上死点の方向および下死点の方向を、それぞれ上方および下方と定義する。
【００１７】
図１に示すように、４サイクルの内燃機関Ｅはシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２を備えており、シリンダブロック１１に設けたシリンダ１３にピストン１４が摺動自在に嵌合する。シリンダヘッド１２には、ピストン１４の上面に臨む燃焼室１５と、燃焼室１５に連なる吸気ポート１６と、燃焼室１５に連なる排気ポート１７と、吸気弁孔を開閉する吸気弁１８と、排気弁孔を開閉する排気弁１９とが設けられる。
【００１８】
クランクシャフト２０は、その軸線Ｌ１がシリンダ１３の軸線Ｌ２に対して一側方に偏倚するように配置される。一端がピストンピン２１に枢支されて下方に延びる第１コネクティングロッド２２の他端に中間ピン２３を介して第２コネクティングロッド２４の一端が枢支されており、中間ピン２３から一側方に延びる第２コネクティングロッド２４の他端がクランクピン２５に枢支される。中間ピン２３に一端を枢支されたリンクアーム２６は、その他端がクランクシャフト２０の下方に位置する固定部２７に支点ピン２８を介して枢支される。
【００１９】
ピストン１４が上死点にあるとき、第１コネクティングロッド２２の軸線Ｌ３（つまりピストンピン２１の軸線Ｌ４と中間ピン２３の軸線Ｌ５とを結ぶ線分）はシリンダ１３の軸線Ｌ２にほぼ一致しており、第２コネクティングロッド２４の軸線Ｌ６（つまり中間ピン２３の軸線Ｌ５とクランクピン２５の軸線Ｌ７とを結ぶ線分）は、第１コネクティングロッド２２の軸線Ｌ３にほぼ直交している。リンクアーム２６の軸線Ｌ８（つまり中間ピン２３の軸線Ｌ５と支点ピン２８の軸線Ｌ９とを結ぶ線分）は、第１コネクティングロッド２２の軸線Ｌ３に対して図中右下がりに傾斜している。
【００２０】
上記第１コネクティングロッド２２、第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６は、本発明のコネクティング手段２９を構成する。
【００２１】
クランクシャフト２０の回転方向は、ピストン１４が上死点から下死点に下降する間に、クランクピン２５が下降した後に上昇する方向に設定される。
【００２２】
図２にはピストン１４が下死点にあるときの状態が示される。ピストン１４が上死点および下死点間を移動するとき、第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３の軸線Ｌ５は、リンクアーム２６に拘束されて支点ピン２８の軸線Ｌ９を中心とする円弧Ａ上を移動する。その間、中間ピン２３の軸線Ｌ５はシリンダ１３の軸線Ｌ２よりも図中右側に出ることはない。
【００２３】
そしてピストン１４が下死点から上死点に移動する間にクランクシャフト２０は２１６°回転し、ピストン１４が上死点から下死点に移動する間にクランクシャフト２０は１４４°回転する。つまり、本参考例の内燃機関Ｅは、膨張行程および吸気行程の期間（クランク角）が、圧縮行程および排気行程の期間（クランク角）よりも短くなる。
【００２４】
図３はクランク角に対するピストンのストロークの関係を示すもので、そのうちの鎖線は、シリンダ軸線上にクランクシャフトの軸線を配置してピストンピンとクランクピンとを１本のコネクティングロッドで連接した従来の内燃機関の特性を示している。上記鎖線の特性はサインカーブと類似のもので、上死点を中心にして遅れ側（圧縮行程および排気行程）と進み側（膨張行程および吸気行程）とが対称である。それに対して実線で示す本参考例の特性は、上述したように膨張行程および吸気行程の期間が圧縮行程および排気行程の期間よりも短くなるため、上死点を中心にして遅れ側と進み側とが非対称になる。
【００２５】
上記特性により、本参考例の内燃機関Ｅは、従来の内燃機関に対して以下のような効果を発揮することができる。
【００２６】
(1) 一般に内燃機関の低速回転領域では吸気行程におけるピストンの下降速度が小さくなり、吸気速度が低下して吸気慣性効果が得られ難くなるために内燃機関の出力トルクが低下するが、吸気速度を増加させれば吸気慣性効果を高めて出力トルクを増加させることができる。図４および図５のグラフから明らかなように、本参考例の内燃機関Ｅは従来の内燃機関に比べて吸気行程の期間が短いため、吸気行程におけるピストン１４の下降速度が大きくなって吸気慣性効果が高められ、体積効率ηｖの向上により特に低速回転領域における出力トルクの増加に寄与することができる。
【００２７】
また本参考例の内燃機関Ｅは、そのコネクティング手段２９の構造により以下のような効果を発揮することができる。
【００２８】
(2) 第２コネクティングロッド２４がシリンダ１３の軸線Ｌ２に対して直交する方向に配置されるので、第１コネクティングロッド２２および第２コネクティングロッド２４を共にシリンダ１３の軸線Ｌ２に沿って配置する場合に比べて、シリンダ１３の軸線Ｌ２方向の内燃機関Ｅの寸法を小型化することができる。
【００２９】
(3) 第１コネクティングロッド２２はシリンダ１３の軸線Ｌ２に対して片側にしか揺動しないため、ピストン１４がシリンダ１３に衝突するスラップ音を低減することができる。
【００３０】
ところで、上記第１参考例では、ピストン１４が上死点にあるとき、第２コネクティングロッド２４がシリンダ１３の軸線Ｌ２に対して直交する方向に延びているが、図６に示す第１実施例では第２コネクティングロッド２４の軸線Ｌ６がシリンダ１３の軸線Ｌ２に直交する方向に対して僅かに斜め上方に延びており、また図７に示す第２参考例では第２コネクティングロッド２４の軸線Ｌ６がシリンダ１３の軸線Ｌ２に直交する方向に対して僅かに斜め下方に延びている。
【００３１】
より具体的には、図６の第１実施例ではピストン１４が上死点にあるとき、シリンダ１３の軸線Ｌ２上に在る中間ピン２３の軸線Ｌ５の位置をＱとし、クランクシャフト２０の軸線Ｌ１からシリンダ１３の軸線Ｌ２に下ろした垂線の足をＳとしたとき、ＳはＱの上側にある。一方、図７の第２参考例では、ＳはＱの下側にある。
【００３２】
図６の第１実施例および図７の第２参考例は、ピストン１４が上死点にあるときに第１コネクティングロッド２２および第２コネクティングロッド２４が殆ど直角に配置されているため、上記第１参考例の作用効果をそのまま達成することができる。しかしながら、厳密に言うとＳおよびＱの上下関係から、膨張行程でピストン１４が図示した上死点から下降するときに、図６に示す第１実施例では第２コネクティングロッド２４に引張荷重が作用するが、図７に示す第２参考例では第２コネクティングロッド２４に一瞬だけ圧縮荷重が作用する。従って、第２コネクティングロッド２４の強度上の観点からは、それに圧縮荷重が作用しない第１実施例（図６参照）の配置の方が有利であり、第２参考例の配置を採用することで第２コネクティングロッド２４を小径化して重量の軽減に寄与することができる。
【００３３】
次に、図８〜図１１に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３４】
第２実施例の構造は、図６で説明した第１実施例の構造に類似しているが、クランクシャフト２０の軸線Ｌ１および支点ピン２８の軸線Ｌ９が第１実施例よりも僅かに高くなっている。ピストン１４が上死点にあるとき、第２コネクティングロッド２４は中間ピン２３の軸線Ｌ５に対してクランクシャフト２０の軸線Ｌ１側が高くなり、またリンクアーム２６は中間ピン２３の軸線Ｌ５に対して支点ピン２８の軸線Ｌ９側が高くなっている。
【００３５】
この第２実施例によれば、前記第１参考例および第１実施例の効果に加えて、以下のような格別の効果を達成することができる。
【００３６】
即ち、ピストン１４が上死点にある膨張行程の初期に、燃焼室１５での混合気の爆発による荷重はピストン１４を介して第１コネクティングロッド２２に伝達され、第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３に下向きの爆発荷重Ｆが作用する。前記爆発荷重Ｆは、第２コネクティングロッド２４を左下方向に引っ張る引張荷重Ｆ１と、リンクアーム２６を右下方向に圧縮する圧縮荷重Ｆ２とに分解され、前記引張荷重Ｆ１により第２コネクティングロッド２４はΔＬ１だけ引き伸ばされ、また前記圧縮荷重Ｆ２によりリンクアーム２６はΔＬ２だけ押し縮められる。第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６が水平線と成す角度が小さいことにより、爆発荷重Ｆに対して第２コネクティングロッド２４の引張荷重Ｆ１およびリンクアーム２６の圧縮荷重Ｆ２は拡大される。
【００３７】
図１０において、第２コネクティングロッド２４がΔＬ１だけ引き伸ばされ、リンクアーム２６は長さが変化しないと仮定した場合、第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３の位置はΔＬ′だけ低くなる。実際には、図１１に示すように、第２コネクティングロッド２４がΔＬ１だけ引き伸ばされ、かつリンクアーム２６がΔＬ２だけ押し縮められるため、第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３の位置は、前記ΔＬ′よりも更に大きいΔＬだけ低くなる。
【００３８】
このようにして、膨張行程の初期に中間ピン２３の位置がΔＬだけ低くなるとピストン１４の位置もΔＬだけ低くなり、その分だけ燃焼室１５の容積が増加して圧縮比が減少する。ΔＬの大きさは爆発荷重Ｆが大きいほど大きくなるため、内燃機関Ｅの負荷が大きいほど圧縮比の減少率が大きくなり、その結果として、部分負荷時の広い運転領域で高圧縮比による熱効率の高い運転を可能にして燃料消費量を削減しながら、高負荷時に圧縮比を下げてノッキングを防止することができる。しかも、かかる可変圧縮比制御を、特別のアクチュエータや制御装置を必要とせずに、第１コネクティングロッド２２、第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６のレイアウトだけで実現することができるので、極めて低コストである。
【００３９】
尚、爆発荷重Ｆによって第１コネクティングロッド２２自体も圧縮されて長さが押し縮められ、その分だけピストン１４の位置が下がって圧縮比が減少するが、第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６の伸縮に伴う圧縮比が減少は、それよりも遥かに大きなものとなる。その理由は、上下方向に配置された第１コネクティングロッド２２の収縮に伴うピストン１４の下降距離は、前記収縮量そのものであるが、略水平方向に配置された第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６の伸縮に伴うピストン１４の下降距離ΔＬは、前記伸縮量ΔＬ１，ΔＬ２を拡大したものとなり、ΔＬ＞ΔＬ１＋ΔＬ２が成立するからである。
【００４０】
次に、図１２および図１３に基づいて本発明の第３参考例を説明する。
【００４１】
第２実施例では第２コネクティングロッド２４がリンクアーム２６の上側に配置されているが、第３参考例では第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６の位置関係が逆転しており、第２コネクティングロッド２４がリンクアーム２６の下側に配置されている。従って、ピストン１４が上死点にある膨張行程の初期に第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３に下向きの爆発荷重Ｆが作用すると、その発荷重Ｆはリンクアーム２６を左下方向に引っ張る引張荷重Ｆ１と、第２コネクティングロッド４を右下方向に圧縮する圧縮荷重Ｆ２とに分解され、前記引張荷重Ｆ１によりリンクアーム２６はΔＬ１だけ引き伸ばされ、また前記圧縮荷重Ｆ２により第２コネクティングロッド２４はΔＬ２だけ押し縮められる。そして第２コネクティングロッド２４およびリンクアーム２６が水平線と成す角度が小さいことにより、爆発荷重Ｆに対して第２コネクティングロッド２４の引張荷重Ｆ１およびリンクアーム２６の圧縮荷重Ｆ２は拡大され、リンクアーム２４がΔＬ１だけ引き伸ばされ、かつ第２コネクティングロッド２４がΔＬ２だけ押し縮められるため、第１コネクティングロッド２２の下端の中間ピン２３の位置は、前記伸縮量ΔＬ１，ΔＬ２の和よりも大きいΔＬ（＞ΔＬ１＋ΔＬ２）だけ下降する。
【００４２】
その結果、第２実施例と同様に、特別のアクチュエータや制御装置を必要とせずに、部分負荷時の広い運転領域で高圧縮比による熱効率の高い運転を可能にして燃料消費量を削減しながら、高負荷時に圧縮比を下げてノッキングを防止することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４４】
例えば、実施例では４サイクルの内燃機関Ｅを例示したが、本発明は２サイクルの内燃機関に対しても適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、ピストンをクランクシャフトに連接するコネクティング手段によりピストンの上昇時間に比べて下降時間が短くなるため、吸気行程においてピストンの下降速度を増加させて吸気の流速を高めることができ、特に低速回転領域においても吸気慣性効果を発揮させて吸気の体積効率を高め、低速回転領域での出力向上を図ることができる。
【００４６】
しかも第２コネクティングロッドがシリンダの軸線に対して概ね直交する方向に配置されるので、第１、第２コネクティングロッドの両方をシリンダの軸線に沿って配置した従来のものに比べて、前記軸線方向の内燃機関の寸法を小型化することができる。また第１コネクティングロッドはシリンダの軸線に対して片側にしか揺動しないため、ピストンのスラップ音の発生を低減することができる。
【００４７】
更にまた、ピストンの上死点において、クランクシャフトの軸線が、中間ピンの軸線を通ってシリンダの軸線に直交する直線に対して上方に位置するので、ピストンが上死点から下降する膨張行程の初期に第２コネクティングロッドに引張荷重が発生するようになり、第２コネクティングロッドが強度上有利になって小径化が可能になる。
【００４８】
また請求項２に記載された発明によれば、上死点において爆発荷重がピストンから第１コネクティングロッドを介して第２コネクティングロッドおよびリンクアームに伝達されたとき、中間ピンの下方への移動量ΔＬと、第２コネクティングロッドの伸縮量ΔＬ１と、リンクアームの伸縮量ΔＬ２との間に、ΔＬ＞ΔＬ１＋ΔＬ２の関係が成立するので、爆発荷重による中間ピンの位置（つまりピストンの位置）の下降量を、第２コネクティングロッドおよびリンクアームの伸縮量の和よりも大きくすることができる。これにより、特別のアクチュエータや制御装置を用いて内燃機関の圧縮比を変更することなく、爆発荷重の大きさに応じて、つまり内燃機関の負荷の大きさに応じて圧縮比を自動的に変更することが可能となり、簡単な構造で内燃機関の出力の安定化およびノッキングの防止を図ることができる。
【００４９】
また請求項３に記載された発明によれば、上死点において爆発荷重が第１コネクティングロッドに作用するとき、クランクピンの軸線が中間ピンの軸線の上側に位置し、リンクアームの他端の軸線が中間ピンの軸線の下側に位置するので、前記爆発荷重によって第２コネクティングロッドを伸長させるとともにリンクアームを収縮させることで、中間ピンの位置を下降させて圧縮比を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）
【図２】上記内燃機関の縦断面図（ピストンが下死点にある状態）
【図３】内燃機関のクランク角に対するピストンのストロークの関係を示すグラフ
【図４】内燃機関のクランク角に対するピストンの速度の関係を示すグラフ
【図５】エンジン回転数に対する体積効率の関係を示すグラフ
【図６】第１実施例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）
【図７】第２参考例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）
【図８】第２実施例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）
【図９】第２実施例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが下死点にある状態）
【図１０】上死点において第２コネクティングロッドが伸びた場合の中間ピンの位置変化を説明する図
【図１１】上死点において第２コネクティングロッドが伸びてリンクアームが縮んだ場合の中間ピンの位置変化を説明する図
【図１２】第３参考例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが上死点にある状態）
【図１３】第３参考例に係る内燃機関の縦断面図（ピストンが下死点にある状態）
【符号の説明】
１３シリンダ
１４ピストン
２０クランクシャフト
２１ピストンピン
２２第１コネクティングロッド
２３中間ピン
２４第２コネクティングロッド
２５クランクピン
２６リンクアーム
２７固定部
２９コネクティング手段
Ｌ２シリンダの軸線
Ｌ５中間ピンの軸線
Ｌ７クランクピンの軸線
Ｌ９リンクアームの他端の軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine in which a piston slidably fitted into a cylinder is connected to a crankshaft through connecting means.
[0002]
[Prior art]
The crankshaft axis is located slightly off-center from the cylinder axis, and the connecting rod that connects the piston and crankshaft is divided into two parts: a piston-side first connecting rod and a crankshaft-side second connecting rod. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-263113 discloses an internal combustion engine that is pivotally supported by a first connecting pin and one end of which is pivotally supported by a second connecting rod and the other end of a link arm pivotally supported by a fixed portion. This is known from JP 2001-227367 A.
[0003]
By the way, in the conventional internal combustion engine in which the axis of the crankshaft is disposed on the axis of the cylinder and the piston pin and the crankpin are connected by a single connecting rod, the movement of the piston near the top dead center is near the bottom dead center. However, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-263113 approximates the piston displacement characteristic with respect to the crank angle to a sine curve and moves the piston moving speed. Is made approximately equal to the vicinity of the top dead center and the vicinity of the bottom dead center, thereby reducing the secondary vibration of the internal combustion engine and improving the thermal efficiency by increasing the isovolume during combustion of the air-fuel mixture. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to ensure high volumetric efficiency and increase the output torque even in the low-speed rotation region where the intake inertia effect of the internal combustion engine is difficult to obtain, the pipe length of the intake pipe is extended, the pipe diameter of the intake pipe is reduced, Although it is necessary to provide a supercharger, it is effective to increase the lowering speed of the piston in the intake stroke in order to obtain the intake inertia effect without using these means. However, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-263113, even if the axis of the crankshaft is offset from the axis of the cylinder, it is difficult to reduce the crank angle in the intake stroke and increase the descending speed of the piston. .
[0005]
Moreover, although what was described in the said Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-227367 is changing the compression ratio by moving the position which pivotally supports the other end of a link arm to a fixed part with an actuator, an actuator and its control apparatus are required. As a result, there is a problem in that the cost and weight are increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and increases the output torque by increasing the intake inertia effect of the internal combustion engine, while increasing the output torque while preventing knocking by changing the compression ratio with a simple structure. The purpose is to let you.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, in the internal combustion engine in which the piston slidably fitted to the cylinder is connected to the crankshaft through the connecting means, the connecting means includes: A first connecting rod having one end pivotally supported by the piston pin and having an intermediate pin at the other end; a second connecting rod having one end pivotally supported by the intermediate pin and the other end pivotally supported by the crank pin; The link rod is pivotally supported by the intermediate pin and the other end is pivotally supported by the fixed portion. When the piston is at top dead center, the first connecting rod is along the axis of the cylinder and the second connecting rod Extends diagonally upward so that the axis of the crankshaft is positioned above the straight line passing through the axis of the intermediate pin and perpendicular to the axis of the cylinder. And the fixed part pivotally supporting the other end of the link arm is located below the crankshaft, and the direction of rotation of the crankshaft is after the crankpin is lowered while the piston is lowered from the top dead center to the bottom dead center. An internal combustion engine is proposed, which is configured so that the descending time of the piston becomes shorter than the ascending time by setting the ascending direction .
[0008]
According to the above configuration, the connecting means for connecting the piston to the crankshaft shortens the descent time compared to the piston rising time, so that the piston descent speed can be increased in the intake stroke to increase the flow velocity of the intake air, In particular, the intake inertia effect can be exerted even in the low speed rotation region to increase the volumetric efficiency of the intake air, and the output in the low speed rotation region can be improved.
[0009]
Moreover, since the second connecting rod is arranged in a direction substantially perpendicular to the axis of the cylinder, the axial direction of the first connecting rod is larger than that of the conventional one in which both the first and second connecting rods are arranged along the axis of the cylinder. The size of the internal combustion engine can be reduced. Further, since the first connecting rod swings only on one side with respect to the cylinder axis, the generation of piston slap noise can be reduced.
[0010]
Furthermore, at the top dead center of the piston, the axis of the crankshaft is located above the straight line passing through the axis of the intermediate pin and perpendicular to the axis of the cylinder. Initially, a tensile load is generated on the second connecting rod, the second connecting rod is advantageous in strength, and the diameter can be reduced.
[0011]
According to the invention described in claim 2 , in addition to the structure of claim 1 , when the explosion load is transmitted from the piston to the second connecting rod and the link arm at the top dead center. An internal combustion engine is proposed in which ΔL> ΔL1 + ΔL2 is established, where ΔL is the amount of downward movement of the intermediate pin and ΔL1 and ΔL2 are the expansion and contraction amounts of the second connecting rod and the link arm, respectively.
[0012]
According to the above configuration, when the explosion load is transmitted from the piston to the second connecting rod and the link arm at the top dead center, the downward movement amount ΔL of the intermediate pin and the second connecting rod Since the relationship ΔL> ΔL1 + ΔL2 is established between the expansion / contraction amount ΔL1 of the link arm and the expansion / contraction amount ΔL2 of the link arm, the lowering amount of the intermediate pin position (that is, the piston position) due to the explosion load is set to the second connecting rod and It can be made larger than the sum of the amount of expansion and contraction of the link arm. Thus, without changing the compression ratio of the internal combustion engine using a special actuator or control device, the compression ratio is automatically changed according to the magnitude of the explosion load, that is, according to the magnitude of the load of the internal combustion engine. Thus, the output of the internal combustion engine can be stabilized and knocking can be prevented with a simple structure.
[0013]
According to the invention described in claim 3 , in addition to the configuration of claim 2 , at the top dead center, the axis of the crank pin is located above the axis of the intermediate pin, and the axis of the other end of the link arm is An internal combustion engine is proposed which is located below the axis of the intermediate pin.
[0014]
According to the above configuration, when an explosion load is applied to the first connecting rod at the top dead center, the axis of the crank pin is positioned above the axis of the intermediate pin, and the axis of the other end of the link arm is the axis of the intermediate pin. Since it is located on the lower side, it is possible to lower the compression ratio by lowering the position of the intermediate pin by extending the second connecting rod by the explosion load and contracting the link arm .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on reference examples and examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0016]
1 to 5 show a first reference example of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine (the piston is at top dead center), and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine (the piston is 3 is a graph showing the relationship of the piston stroke to the crank angle, FIG. 4 is a graph showing the relationship of the piston speed to the crank angle, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the volume efficiency and the engine speed. It is a graph to show. In the present specification, the direction of the top dead center and the direction of the bottom dead center of the piston 14 of the internal combustion engine E are defined as upward and downward, respectively.
[0017]
As shown in FIG. 1, the four-cycle internal combustion engine E includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12, and a piston 14 is slidably fitted to a cylinder 13 provided in the cylinder block 11. The cylinder head 12 includes a combustion chamber 15 facing the upper surface of the piston 14, an intake port 16 connected to the combustion chamber 15, an exhaust port 17 connected to the combustion chamber 15, an intake valve 18 that opens and closes an intake valve hole, and an exhaust valve An exhaust valve 19 for opening and closing the hole is provided.
[0018]
The crankshaft 20 is arranged such that its axis L1 is biased to one side with respect to the axis L2 of the cylinder 13. One end of the second connecting rod 24 is pivotally supported via the intermediate pin 23 at the other end of the first connecting rod 22 that is pivotally supported by the piston pin 21 and extends downward. The other end of the extending second connecting rod 24 is pivotally supported by the crankpin 25. The link arm 26 whose one end is pivotally supported by the intermediate pin 23 is pivotally supported via a fulcrum pin 28 by a fixing portion 27 whose other end is positioned below the crankshaft 20.
[0019]
When the piston 14 is at top dead center, the axis L3 of the first connecting rod 22 (that is, the line segment connecting the axis L4 of the piston pin 21 and the axis L5 of the intermediate pin 23) substantially coincides with the axis L2 of the cylinder 13. The axis L6 of the second connecting rod 24 (that is, the line segment connecting the axis L5 of the intermediate pin 23 and the axis L7 of the crank pin 25) is substantially orthogonal to the axis L3 of the first connecting rod 22. The axis L8 of the link arm 26 (that is, the line segment connecting the axis L5 of the intermediate pin 23 and the axis L9 of the fulcrum pin 28) is inclined downward in the drawing with respect to the axis L3 of the first connecting rod 22.
[0020]
The first connecting rod 22, the second connecting rod 24 and the link arm 26 constitute the connecting means 29 of the present invention.
[0021]
The rotation direction of the crankshaft 20 is set to a direction in which the crank pin 25 moves up after being lowered while the piston 14 is lowered from the top dead center to the bottom dead center.
[0022]
FIG. 2 shows a state when the piston 14 is at the bottom dead center. When the piston 14 moves between the top dead center and the bottom dead center, the axis L5 of the intermediate pin 23 at the lower end of the first connecting rod 22 is constrained by the link arm 26 and is an arc centered on the axis L9 of the fulcrum pin 28. Move on A. In the meantime, the axis L5 of the intermediate pin 23 does not come out on the right side in the drawing with respect to the axis L2 of the cylinder 13.
[0023]
The crankshaft 20 rotates 216 ° while the piston 14 moves from the bottom dead center to the top dead center, and the crankshaft 20 rotates 144 ° while the piston 14 moves from the top dead center to the bottom dead center. That is, in the internal combustion engine E of the present reference example , the period of the expansion stroke and the intake stroke (crank angle) is shorter than the period of the compression stroke and the exhaust stroke (crank angle).
[0024]
FIG. 3 shows the relationship of the stroke of the piston with respect to the crank angle, in which the chain line is a conventional internal combustion engine in which the axis of the crankshaft is arranged on the cylinder axis and the piston pin and the crankpin are connected by a single connecting rod. The characteristics are shown. The characteristics of the chain line are similar to those of a sine curve, and the delay side (compression stroke and exhaust stroke) and the lead side (expansion stroke and intake stroke) are symmetrical with respect to the top dead center. On the other hand, the characteristic of this reference example indicated by the solid line is that the period of the expansion stroke and the intake stroke is shorter than the period of the compression stroke and the exhaust stroke as described above. Becomes asymmetric.
[0025]
Due to the above characteristics, the internal combustion engine E of the present reference example can exhibit the following effects over the conventional internal combustion engine.
[0026]
(1) Generally, in the low-speed rotation region of an internal combustion engine, the lowering speed of the piston in the intake stroke becomes smaller and the intake speed decreases, making it difficult to obtain the intake inertia effect. By increasing the value, the intake inertia effect can be enhanced and the output torque can be increased. As apparent from the graphs of FIGS. 4 and 5, the internal combustion engine E of the present reference example has a shorter intake stroke period than the conventional internal combustion engine, so that the lowering speed of the piston 14 in the intake stroke increases and the intake inertia is increased. The effect is enhanced, and the volumetric efficiency ηv can be improved, thereby contributing to an increase in output torque particularly in the low speed rotation region.
[0027]
Further, the internal combustion engine E of the present reference example can exhibit the following effects due to the structure of the connecting means 29.
[0028]
(2) Since the second connecting rod 24 is arranged in a direction perpendicular to the axis L2 of the cylinder 13, both the first connecting rod 22 and the second connecting rod 24 are arranged along the axis L2 of the cylinder 13. As compared with the above, the size of the internal combustion engine E in the direction of the axis L2 of the cylinder 13 can be reduced.
[0029]
(3) Since the first connecting rod 22 swings only on one side with respect to the axis L2 of the cylinder 13, the slap noise that the piston 14 collides with the cylinder 13 can be reduced.
[0030]
In the first reference example , when the piston 14 is at top dead center, the second connecting rod 24 extends in a direction perpendicular to the axis L2 of the cylinder 13, but the first embodiment shown in FIG. In FIG. 7, the axis L6 of the second connecting rod 24 extends slightly obliquely upward with respect to the direction perpendicular to the axis L2 of the cylinder 13, and in the second reference example shown in FIG. 7, the axis L6 of the second connecting rod 24 is It extends slightly obliquely downward with respect to the direction orthogonal to the axis L2 of the cylinder 13.
[0031]
More specifically, in the first embodiment of FIG. 6, when the piston 14 is at the top dead center, the position of the axis L5 of the intermediate pin 23 on the axis L2 of the cylinder 13 is Q, and the axis of the crankshaft 20 S is the upper side of Q, where S is the leg of a perpendicular line that extends from L1 to the axis L2 of the cylinder 13. On the other hand, in the second reference example of FIG. 7, S is below Q.
[0032]
In the first embodiment of FIG. 6 and the second reference example of FIG. 7, the first connecting rod 22 and the second connecting rod 24 are arranged almost at right angles when the piston 14 is at the top dead center . The effect of the 1 reference example can be achieved as it is. However, strictly speaking, due to the vertical relationship between S and Q, when the piston 14 descends from the top dead center illustrated in the expansion stroke, a tensile load acts on the second connecting rod 24 in the first embodiment shown in FIG. However, in the second reference example shown in FIG. 7, a compressive load acts on the second connecting rod 24 only for a moment. Therefore, from the viewpoint of strength of the second connecting rod 24, the arrangement of the first embodiment (see FIG. 6) in which a compressive load does not act on it is more advantageous, and the arrangement of the second reference example is adopted. The diameter of the second connecting rod 24 can be reduced to contribute to weight reduction.
[0033]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0034]
The structure of the second embodiment is similar to the structure of the first embodiment described with reference to FIG. 6, but the axis L1 of the crankshaft 20 and the axis L9 of the fulcrum pin 28 are slightly higher than those of the first embodiment. ing. When the piston 14 is at the top dead center, the second connecting rod 24 is higher on the axis L1 side of the crankshaft 20 than the axis L5 of the intermediate pin 23, and the link arm 26 is a fulcrum with respect to the axis L5 of the intermediate pin 23. The axis L9 side of the pin 28 is high.
[0035]
According to the second embodiment , in addition to the effects of the first reference example and the first embodiment , the following special effects can be achieved.
[0036]
That is, in the early stage of the expansion stroke when the piston 14 is at the top dead center, the load due to the explosion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 15 is transmitted to the first connecting rod 22 via the piston 14, and the lower end of the first connecting rod 22 is A downward explosion load F acts on the intermediate pin 23. The explosion load F is broken down into a tensile load F1 that pulls the second connecting rod 24 in the lower left direction and a compressive load F2 that compresses the link arm 26 in the lower right direction, and the second connecting rod 24 is broken by the tensile load F1. The link arm 26 is stretched by ΔL1, and the link arm 26 is compressed by ΔL2 by the compression load F2. Since the angle formed by the second connecting rod 24 and the link arm 26 with the horizontal line is small, the tensile load F1 of the second connecting rod 24 and the compressive load F2 of the link arm 26 are increased with respect to the explosion load F.
[0037]
In FIG. 10, when it is assumed that the second connecting rod 24 is extended by ΔL1 and the length of the link arm 26 does not change, the position of the intermediate pin 23 at the lower end of the first connecting rod 22 is lowered by ΔL ′. Actually, as shown in FIG. 11, since the second connecting rod 24 is extended by ΔL1 and the link arm 26 is compressed by ΔL2, the position of the intermediate pin 23 at the lower end of the first connecting rod 22 is It becomes lower by ΔL which is larger than ΔL ′.
[0038]
In this way, when the position of the intermediate pin 23 is lowered by ΔL at the beginning of the expansion stroke, the position of the piston 14 is also lowered by ΔL, and the volume of the combustion chamber 15 is increased correspondingly, and the compression ratio is decreased. Since the magnitude of ΔL increases as the explosion load F increases, the reduction rate of the compression ratio increases as the load of the internal combustion engine E increases. As a result, the thermal efficiency due to the high compression ratio in a wide operating range at the time of partial load increases. While enabling high operation and reducing fuel consumption, knocking can be prevented by lowering the compression ratio at high loads. In addition, such variable compression ratio control can be realized only by the layout of the first connecting rod 22, the second connecting rod 24, and the link arm 26 without requiring a special actuator or control device, so that the cost is extremely low. It is.
[0039]
The first connecting rod 22 itself is also compressed by the explosive load F, and the length is pushed and contracted, and the position of the piston 14 is lowered by that amount, and the compression ratio is reduced. However, the second connecting rod 24 and the link arm 26 The reduction in compression ratio accompanying expansion and contraction is much greater. The reason is that the descending distance of the piston 14 due to the contraction of the first connecting rod 22 disposed in the vertical direction is the contraction amount itself, but the second connecting rod 24 and the link arm 26 disposed substantially in the horizontal direction. This is because the descending distance ΔL of the piston 14 due to the expansion and contraction is an expansion of the expansion amounts ΔL1 and ΔL2, and ΔL> ΔL1 + ΔL2 is established.
[0040]
Next, a third reference example of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
In the second embodiment , the second connecting rod 24 is disposed on the upper side of the link arm 26. However, in the third reference example , the positional relationship between the second connecting rod 24 and the link arm 26 is reversed. 24 is arranged below the link arm 26. Accordingly, when a downward explosion load F acts on the intermediate pin 23 at the lower end of the first connecting rod 22 in the early stage of the expansion stroke when the piston 14 is at the top dead center, the generated load F is a tensile force that pulls the link arm 26 in the lower left direction. The load F1 is disassembled into a compression load F2 that compresses the second connecting rod 4 in the lower right direction, the link arm 26 is extended by ΔL1 by the tensile load F1, and the second connecting rod 24 is expanded by the compression load F2. It is compressed by ΔL2. Since the angle formed by the second connecting rod 24 and the link arm 26 with the horizontal line is small, the tensile load F1 of the second connecting rod 24 and the compressive load F2 of the link arm 26 are increased with respect to the explosion load F. Is extended by ΔL1 and the second connecting rod 24 is compressed by ΔL2, so that the position of the intermediate pin 23 at the lower end of the first connecting rod 22 is ΔL (> ΔL1 + ΔL2) which is larger than the sum of the expansion amounts ΔL1 and ΔL2. ).
[0042]
As a result, as in the second embodiment , without requiring a special actuator or control device, the fuel consumption can be reduced by enabling high-efficiency operation with a high compression ratio in a wide operation region at the time of partial load. When the load is high, the compression ratio can be lowered to prevent knocking.
[0043]
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change, without deviating from the summary.
[0044]
For example, in the embodiment, the 4-cycle internal combustion engine E is illustrated, but the present invention can also be applied to a 2-cycle internal combustion engine.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the connecting means for connecting the piston to the crankshaft shortens the lowering time as compared with the rising time of the piston, so that the lowering speed of the piston is increased in the intake stroke. Thus, the flow velocity of the intake air can be increased. In particular, the intake inertia effect can be exerted even in the low-speed rotation region to increase the volumetric efficiency of the intake air, and the output in the low-speed rotation region can be improved.
[0046]
Moreover, since the second connecting rod is arranged in a direction substantially perpendicular to the axis of the cylinder, the axial direction of the first connecting rod is larger than that of the conventional one in which both the first and second connecting rods are arranged along the axis of the cylinder. The size of the internal combustion engine can be reduced. Further, since the first connecting rod swings only on one side with respect to the cylinder axis, the generation of piston slap noise can be reduced.
[0047]
Furthermore, at the top dead center of the piston, the axis of the crankshaft is located above the straight line passing through the axis of the intermediate pin and perpendicular to the axis of the cylinder. Initially, a tensile load is generated on the second connecting rod, the second connecting rod is advantageous in strength, and the diameter can be reduced.
[0048]
According to the second aspect of the present invention, when the explosion load is transmitted from the piston to the second connecting rod and the link arm via the first connecting rod at the top dead center, the amount of downward movement of the intermediate pin Since ΔL> ΔL1 + ΔL2 is established between ΔL, the amount of expansion / contraction ΔL1 of the second connecting rod, and the amount of expansion / contraction ΔL2 of the link arm, the lowering amount of the intermediate pin position (that is, the piston position) due to the explosion load. Can be made larger than the sum of the expansion and contraction amounts of the second connecting rod and the link arm. Thus, without changing the compression ratio of the internal combustion engine using a special actuator or control device, the compression ratio is automatically changed according to the magnitude of the explosion load, that is, according to the magnitude of the load of the internal combustion engine. Thus, the output of the internal combustion engine can be stabilized and knocking can be prevented with a simple structure.
[0049]
According to the invention described in claim 3 , when the explosion load acts on the first connecting rod at the top dead center, the axis of the crank pin is located above the axis of the intermediate pin, and the other end of the link arm is Since the axis is positioned below the axis of the intermediate pin, the second connecting rod is extended by the explosion load and the link arm is contracted to lower the position of the intermediate pin and reduce the compression ratio. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a first reference example (with a piston at top dead center).
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine (with the piston at bottom dead center).
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the piston stroke and the crank angle of the internal combustion engine. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the piston speed and the crank angle of the internal combustion engine. Graph FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine according to the first embodiment (the piston is at top dead center).
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a second reference example (the piston is at the top dead center).
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine according to the second embodiment (the piston is at top dead center).
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the internal combustion engine according to the second embodiment (the piston is at the bottom dead center).
FIG. 10 is a diagram for explaining a change in the position of the intermediate pin when the second connecting rod is extended at the top dead center. FIG. 11 is an intermediate pin when the second connecting rod is extended at the top dead center and the link arm is contracted. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a third reference example (state where the piston is at top dead center).
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a third reference example (state where the piston is at bottom dead center).
[Explanation of symbols]
13 Cylinder 14 Piston 20 Crankshaft 21 Piston pin 22 First connecting rod 23 Intermediate pin 24 Second connecting rod 25 Crank pin 26 Link arm 27 Fixing portion 29 Connecting means L2 Cylinder axis L5 Intermediate pin axis L7 Crank pin axis L9 The axis of the other end of the link arm

Claims

シリンダ（１３）に摺動自在に嵌合するピストン（１４）をコネクティング手段（２９）を介してクランクシャフト（２０）に連接した内燃機関において、
前記コネクティング手段（２９）は、一端がピストンピン（２１）に枢支されて他端に中間ピン（２３）を備えた第１コネクティングロッド（２２）と、一端が中間ピン（２３）に枢支されて他端がクランクピン（２５）に枢支された第２コネクティングロッド（２４）と、一端が中間ピン（２３）に枢支されて他端が固定部（２７）に枢支されたリンクアーム（２６）とから構成され、
ピストン（１４）が上死点にあるときに、第１コネクティングロッド（２２）はシリンダ（１３）の軸線（Ｌ２）に沿うとともに、第２コネクティングロッド（２４）は、中間ピン（２３）の軸線（Ｌ５）を通ってシリンダ（１３）の軸線（Ｌ２）に直交する直線に対して、クランクシャフト（２０）の軸線（Ｌ１）が上方に位置するように斜め上方に延び、かつリンクアーム（２６）の他端を枢支する固定部（２７）はクランクシャフト（２０）の下方に位置し、
クランクシャフト（２０）の回転方向は、ピストン（１４）が上死点から下死点に下降する間に、クランクピン（２５）が下降した後に上昇する方向に設定することで、ピストン（１４）の下降時間が上昇時間に比べてが短くなるように構成されたことを特徴とする内燃機関。In an internal combustion engine in which a piston (14) slidably fitted to a cylinder (13) is connected to a crankshaft (20) through connecting means (29),
The connecting means (29) has one end pivotally supported by the piston pin (21) and the other end provided with an intermediate pin (23), and one end pivotally supported by the intermediate pin (23). A second connecting rod (24) whose other end is pivotally supported by the crank pin (25), and a link whose one end is pivotally supported by the intermediate pin (23) and the other end is pivotally supported by the fixing portion (27). Arm (26),
When the piston (14) is at top dead center, the first connecting rod (22) is along the axis (L2) of the cylinder (13), and the second connecting rod (24) is the axis of the intermediate pin (23). It extends obliquely upward so that the axis (L1) of the crankshaft (20) is located upward with respect to a straight line that passes through (L5) and is orthogonal to the axis (L2) of the cylinder (13), and the link arm (26 ) Is fixed to the lower end of the crankshaft (20).
The rotation direction of the crankshaft (20) is set to a direction in which the crankpin (25) rises after being lowered while the piston (14) is lowered from the top dead center to the bottom dead center. An internal combustion engine characterized in that the fall time of the engine is configured to be shorter than the rise time.

上死点において爆発荷重がピストン（１４）から第１コネクティングロッド（２２）を介して第２コネクティングロッド（２４）およびリンクアーム（２６）に伝達されたとき、中間ピン（２３）の下方への移動量をΔＬとし、第２コネクティングロッド（２４）およびリンクアーム（２６）の伸縮量をそれぞれΔＬ１，ΔＬ２としたとき、ΔＬ＞ΔＬ１＋ΔＬ２が成立することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。 When an explosion load is transmitted from the piston (14) to the second connecting rod (24) and the link arm (26) through the first connecting rod (22) at the top dead center, the downward load of the intermediate pin (23) is reduced. 2. The internal combustion engine according to claim 1 , wherein ΔL> ΔL1 + ΔL2 is established, where ΔL is a movement amount and ΔL1 and ΔL2 are the expansion and contraction amounts of the second connecting rod (24) and the link arm (26), respectively. organ.

上死点において、クランクピン（２５）の軸線（Ｌ７）は中間ピン（２３）の軸線（Ｌ５）の上側に位置し、リンクアーム（２６）の他端の軸線（Ｌ９）は中間ピン（２３）の軸線（Ｌ５）の下側に位置することを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関。 At the top dead center, the axis (L7) of the crank pin (25) is located above the axis (L5) of the intermediate pin (23), and the axis (L9) of the other end of the link arm (26) is the intermediate pin (23 The internal combustion engine according to claim 2 , wherein the internal combustion engine is located below the axis (L5) .