JPH0443829A - Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine - Google Patents
Variable compression ratio mechanism for internal combustion engineInfo
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- JPH0443829A JPH0443829A JP15113790A JP15113790A JPH0443829A JP H0443829 A JPH0443829 A JP H0443829A JP 15113790 A JP15113790 A JP 15113790A JP 15113790 A JP15113790 A JP 15113790A JP H0443829 A JPH0443829 A JP H0443829A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、運転状態に応して圧縮比を変化させることが
できる、内燃エンジンの可変圧縮比機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine that can change the compression ratio depending on operating conditions.
(従来の技術)
従来、内燃エンジンのピストンを軸支するピストンピン
と、該ピストンピンをクランク軸に連結するコネクティ
ングロッド(以下単にコンロッドと記す)との間に偏心
スリーブを介在させ、当該偏心スリーブのコンロッドに
対する位相を変化させることによりピストンのストロー
ク方向に対する相対的な位置を変化させ、エンジンの圧
縮比を変えることのできる可変圧縮比機構が知られてい
る。(Prior Art) Conventionally, an eccentric sleeve is interposed between a piston pin that pivotally supports a piston of an internal combustion engine and a connecting rod (hereinafter simply referred to as a connecting rod) that connects the piston pin to a crankshaft. A variable compression ratio mechanism is known that can change the compression ratio of an engine by changing the relative position of the piston in the stroke direction by changing the phase with respect to the connecting rod.
この可変圧縮比機構は、フンロッド側から偏心スリーブ
の外周の所定位置に形成された複数個の係合部のうちの
一つに向けて出没される油圧式のロックピンを備えてい
る。偏心スリーブは、ピストンからの荷重とクランク軸
からの反力とが偏心することによって生じる回転力によ
り回動される。This variable compression ratio mechanism includes a hydraulic lock pin that is retracted from the hook rod side toward one of a plurality of engaging portions formed at predetermined positions on the outer periphery of the eccentric sleeve. The eccentric sleeve is rotated by rotational force generated by the eccentricity of the load from the piston and the reaction force from the crankshaft.
この偏心スリーブは、ロックピンを係合部に係合させた
場合にはコンロッドと相対回動不能とされ、ロックピン
と係合部との係合を解いた場合には回動可能とされる。The eccentric sleeve cannot rotate relative to the connecting rod when the lock pin is engaged with the engaging portion, and is rotatable when the lock pin is disengaged from the engaging portion.
ロックピンを出没させることによりこれが係合する係合
部を選択的に変え、偏心スリーブのコンロッドに対する
回動角度、即ち、位相を選択的に変化させることができ
る。従って、圧縮比は選択的に可変とされる。By moving the lock pin in and out, the engaging portion with which the lock pin engages can be selectively changed, and the rotation angle, that is, the phase, of the eccentric sleeve relative to the connecting rod can be selectively changed. Therefore, the compression ratio is selectively variable.
エンジンの低負荷領域及び低回転域においては圧縮比を
増加させる。これにより、熱効率が向上し、燃料消費率
が向上する。一方、エンジンの高負荷領域及び高回転域
においては、圧縮比を減少させる。これにより、圧縮時
の温度及び圧力が比較的大きいことに起因して発生する
ノッキングの防止を図ることができる。The compression ratio is increased in the low load range and low rotation range of the engine. This improves thermal efficiency and fuel consumption. On the other hand, the compression ratio is reduced in the high load region and high rotation region of the engine. Thereby, it is possible to prevent knocking that occurs due to relatively high temperatures and pressures during compression.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら上記従来の内燃エンジンの可変圧縮比機構
においては、ロックピンの係合する係合部を変える際、
ピストンからの荷重とクランク軸からの反力とが偏心す
ることにより生じる回転力で偏心スリーブを回動させて
いるため、偏心スリーブの摩擦力、ピストンの往復慣性
力、シリンダ内の圧力等が偏心スリーブの回動に大きく
影響し、圧縮比切換時の偏心スリーブの挙動(回動)が
安定しない。また、ロックピンを油圧により出没させて
いるために偏心スリーブの軸受面に作動オイルの油路と
して溝を形成する必要があり、偏心スリーブの軸受面圧
が増加すると共に、潤滑性が低下する。さらに、ロック
ピンを係合部に係合させて圧縮比を選択するために、予
め設定された圧縮比以外の圧縮比に変化させることがで
きず、エンジンの負荷、エンジンの回転数等に応じて、
圧縮比をきめこまかく制御することができない等の問題
がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine, when changing the engagement portion with which the lock pin engages,
Since the eccentric sleeve is rotated by the rotational force generated by the eccentricity of the load from the piston and the reaction force from the crankshaft, the frictional force of the eccentric sleeve, the reciprocating inertia of the piston, the pressure inside the cylinder, etc. This greatly affects the rotation of the sleeve, making the behavior (rotation) of the eccentric sleeve unstable when changing the compression ratio. Further, since the lock pin is moved in and out by hydraulic pressure, it is necessary to form a groove on the bearing surface of the eccentric sleeve as an oil passage for the working oil, which increases the bearing surface pressure of the eccentric sleeve and reduces lubricity. Furthermore, since the compression ratio is selected by engaging the lock pin with the engaging part, it is not possible to change the compression ratio to a value other than the preset compression ratio, and it depends on the engine load, engine speed, etc. hand,
There are problems such as the inability to precisely control the compression ratio.
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、圧縮比の切り換えを安定させことができると共に、圧
縮比を連続的に変化させることができ、さらに、作動オ
イルの油路を必要としない内燃エンジンの可変圧縮比機
構を提供することを目的とする。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to stabilize the switching of the compression ratio, change the compression ratio continuously, and furthermore, it does not require an oil passage for the hydraulic oil. The object of the present invention is to provide a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine that does not require a variable compression ratio mechanism.
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために本発明によれば、ピストンを
軸支するピストンピンと、該ピストンピンとクランク軸
とを連結するコネクティングロッドの小端部との間に、
これらピストンピンとコネクティングロッドに相対回転
可能な偏心スリーブを介在させ、該偏心スリーブの位相
を変化させることによりエンジンの圧縮比を変化させる
可変圧縮比機構において、前記偏心スリーブの端面と前
記ピストンの周壁との間に、前記コネクティングロッド
の小端部の軸孔の軸心と同心で且つ前記偏心スリーブと
一体的に回転する第1のスプロケットを配設し、また、
前記クランク軸の径方向外方に支軸手段を設け、当該支
軸手段は前記クランク軸の軸心と平行に配設され且つエ
ンジン本体側に回動可能に支持されたシャフト、該ンヤ
フトに形成された第2のスプロケット、前記シャフトを
回動させて当該シャフトの位相を制御する回動制御装置
を備えてなり、さらに、前記ピストンピンと支軸手段を
リンク手段により連結し、当該リンク手段は、一端が前
記ピストンピンに相対回転自在に接続された第1のリン
ク、一端か前記ノヤフトに相対回転自在に取り付けられ
た第2のリンク、これら第1及び第2のリンクの各他端
間に相対回動自在に軸支される回動体を備えてなり、こ
の回動体は、前記第1及び第2のスプロケットにそれぞ
れ連動して回動する構成としたものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the present invention, between the piston pin that pivotally supports the piston and the small end of the connecting rod that connects the piston pin and the crankshaft,
In a variable compression ratio mechanism in which an eccentric sleeve that is relatively rotatable is interposed between the piston pin and the connecting rod and the compression ratio of the engine is changed by changing the phase of the eccentric sleeve, the end face of the eccentric sleeve and the peripheral wall of the piston A first sprocket that is concentric with the axis of the shaft hole of the small end of the connecting rod and rotates integrally with the eccentric sleeve is disposed between the sprockets, and
A support shaft means is provided radially outward of the crankshaft, and the support shaft means is formed on a shaft arranged parallel to the axis of the crankshaft and rotatably supported on the engine body side, and on the shaft. a second sprocket, a rotation control device that rotates the shaft to control the phase of the shaft; and further, the piston pin and the support shaft means are connected by a link means, the link means: a first link having one end relatively rotatably connected to the piston pin; a second link having one end relatively rotatably attached to the shaft; a relative link between the other ends of the first and second links; The rotating body is rotatably supported, and the rotating body is configured to rotate in conjunction with the first and second sprockets, respectively.
(作用)
停止状態の回動制御装置は、支軸手段のシャフトを回動
不能とし、第2のスプロケットを回動不能とする。リン
ク手段の第1のリンク及び第2のリンクはピストンピン
及びシャフトにそれぞれ相対回転自在に接続されており
、また、回動体の部位で第1のリンクと第2のリンクと
が折れ曲がるように変位するので、リンク手段はピスト
ンの上下動(ストローク)を妨げることなく第1のスプ
ロケットと第2のスプロケット間で回動体を移動させる
。(Operation) The rotation control device in the stopped state makes the shaft of the support means unrotatable and the second sprocket unrotatable. The first link and the second link of the link means are connected to the piston pin and the shaft so as to be relatively rotatable, respectively, and the first link and the second link are displaced so as to be bent at the rotating body part. Therefore, the link means moves the rotating body between the first sprocket and the second sprocket without interfering with the vertical movement (stroke) of the piston.
第1のスプロケットは、この回動体を介して第2のスプ
ロケットに連動されるので、第1のスプロケットのピス
トンのストローク方向に対する回動角度、即ち位相は、
クランク軸の回転によるコンロッド及びピストンの変位
に係わらずシャフトの回動角度により決定される。この
ため、クランク軸が回転しコンロッド及びピストンが変
位しても、第1のスプロケットの位相は保持される。偏
心スリーブは、この第1のスプロケットと一体的に回転
するので、クランク軸の回転によるコンロッド及びピス
トンの変位に係わらずピストンのストロータ方向に対す
る位相を一定に保持され、従って、エンジンは所定の圧
縮比のままで運転される。Since the first sprocket is interlocked with the second sprocket via this rotating body, the rotation angle, that is, the phase, of the first sprocket with respect to the stroke direction of the piston is as follows:
It is determined by the rotation angle of the shaft, regardless of the displacement of the connecting rod and piston due to the rotation of the crankshaft. Therefore, even if the crankshaft rotates and the connecting rod and piston are displaced, the phase of the first sprocket is maintained. Since the eccentric sleeve rotates integrally with the first sprocket, the phase of the piston relative to the strobe is kept constant regardless of the displacement of the connecting rod and piston due to rotation of the crankshaft, and therefore the engine maintains a predetermined compression ratio. It is operated as it is.
この状態より、回動制御装置がシャフトを回動させた場
合には、二〇回動が第2のスプロケット→回動体→第1
のスプロケット→偏心スリーブの順で伝達され、偏心ス
リーブの位相、即ちエンジンの圧縮比が変化する。そし
て、偏心スリーブは、この変化した位相を保持され、エ
ンジンは変化した圧縮比のままで運転される。From this state, when the rotation control device rotates the shaft, the 20 rotations are from the second sprocket to the rotating body to the first sprocket.
It is transmitted in the order of sprocket → eccentric sleeve, and the phase of the eccentric sleeve, that is, the compression ratio of the engine changes. The eccentric sleeve is then maintained in this changed phase, and the engine is operated with the changed compression ratio.
回動制御装置は、シャフトを所望の回動角度だけ回動さ
せることができ、圧縮比を所望の値に連続的に設定でき
る。The rotation control device can rotate the shaft by a desired rotation angle, and can continuously set the compression ratio to a desired value.
(実施例) 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。(Example) An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図及び第2図は本発明を適用した内燃エンジンの可
変圧縮比機構の一実施例を示し、可変圧縮比機構lは、
偏心スリーブ2、第1のスプロケット3、支軸手段4及
びリンク手段5等より構成されている。偏心スリーブ2
は、内周面2aの軸心に対して外周面2bの軸心を偏心
させて形成された円筒形状の軸受部材で、ピストン22
を軸支するピストンピン23と、コンロッド7の小端部
7aとの間に、これらに相対回転可能に介在されている
。また、偏心スリーブ2の一端面には、ピストン22の
周壁22aとの間に第1のスプロケット3が一体形成さ
れている。第1のスプロケット3はピストンピン23に
回転自在に取り付けられ、その軸心は、コンロッド7の
小端部7aの軸孔の軸心と同心になるように配置されて
いる。FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine to which the present invention is applied, and the variable compression ratio mechanism l is
It is composed of an eccentric sleeve 2, a first sprocket 3, a support shaft means 4, a link means 5, and the like. Eccentric sleeve 2
is a cylindrical bearing member formed by eccentrically centering the axis of the outer circumferential surface 2b with respect to the axis of the inner circumferential surface 2a;
The connecting rod 7 is interposed between a piston pin 23 that pivotally supports the connecting rod 7 and the small end 7a of the connecting rod 7 so as to be able to rotate relative thereto. Further, a first sprocket 3 is integrally formed on one end surface of the eccentric sleeve 2 between it and the peripheral wall 22a of the piston 22. The first sprocket 3 is rotatably attached to the piston pin 23, and its axis is arranged to be concentric with the axis of the shaft hole of the small end 7a of the connecting rod 7.
支軸手段4は、シャフト9、第2のスプロケットlO及
び回動制御装置(図示せず)等より構成され、図示しな
いクランク軸の径方向外方に、クランク軸の回転に干渉
しないように配設されている。シャフト9はクランク軸
の軸心と平行に配設され、且つエンジン本体側、例えば
シリンダブロックに回動可能に支持され、後述する回動
制御装置により回動操作されてその位相を制御される。The support shaft means 4 is composed of a shaft 9, a second sprocket lO, a rotation control device (not shown), etc., and is arranged radially outward of the crankshaft (not shown) so as not to interfere with the rotation of the crankshaft. It is set up. The shaft 9 is disposed parallel to the axis of the crankshaft, is rotatably supported on the engine body side, for example, a cylinder block, and is rotated and its phase is controlled by a rotation control device, which will be described later.
第2のスプロケット10は、シャフト9の所定位置、詳
しくは前記第1のスプロケット3とクランク軸の軸方向
略同位置に形成され、シャフト9と一体に回動する。The second sprocket 10 is formed at a predetermined position on the shaft 9, specifically at approximately the same position in the axial direction of the crankshaft as the first sprocket 3, and rotates together with the shaft 9.
回動制御装置は、例えば、ステッピングモータ及びコン
トローラ(共に図示せず)等より構成され、エンジン本
体側、例えば、シリンダブロックに取り付けられている
。このコントローラは、エンジンの負荷、エンジン回転
数等に応してステッピングモータに制御信号を供給し、
当該ステッピングモータを介してシャフト9を正方向あ
るいは逆方向に所望の回動角度だけ回動させる。The rotation control device includes, for example, a stepping motor and a controller (both not shown), and is attached to the engine body, for example, a cylinder block. This controller supplies control signals to the stepping motor according to engine load, engine speed, etc.
The shaft 9 is rotated by a desired rotation angle in the forward or reverse direction via the stepping motor.
リンク手段5は、第1のリンク13、第2のリンク14
及び回動体15等より構成され、クランク軸及びコンロ
ッド7に干渉しないように配置されている。回動体15
は、一体形成された第3のスプロケット16と第4のス
プロケット17よりなり、これらのスプロケット16.
17は後述のリンク13.l 4の揺動端13b、14
b間に架は渡されたピン18に回転自在に軸支されてい
る。The link means 5 includes a first link 13 and a second link 14.
and a rotating body 15, etc., and are arranged so as not to interfere with the crankshaft and the connecting rod 7. Rotating body 15
consists of a third sprocket 16 and a fourth sprocket 17 that are integrally formed, and these sprockets 16.
17 is link 13. which will be described later. l4 swinging ends 13b, 14
The frame is rotatably supported by a pin 18 that is passed between b.
第3のスプロケット16は、第1のスプロケット3の歯
数及び直径と同じ歯数及び直径に設定されている。そし
て、この第3のスプロケット16は、チェーン20を介
して第1のスプロケット3を連動させる。また、第4の
スプロケット17は、第2のスプロケットlOの歯数及
び直径と同じ歯数及び直径に設定されている。そして、
この第4のスプロケット17は、チェーン21を介して
第2のスプロケット10に連動する。The third sprocket 16 is set to have the same number of teeth and diameter as the first sprocket 3. This third sprocket 16 interlocks the first sprocket 3 via a chain 20. Further, the fourth sprocket 17 is set to have the same number of teeth and diameter as the second sprocket IO. and,
This fourth sprocket 17 is interlocked with the second sprocket 10 via a chain 21.
なお、上述のチェーン20.21に代えてタイミングベ
ルト、ワイヤ等を使用しても良い。また、各リンク13
.14の途中に歯車を回転自在に配設し、当該歯車によ
り、第3のスプロケット16と第1のスプロケット3を
、第4のスプロケット17と第2のスプロケット10を
それぞれ連動させる構成としても良い。Note that a timing belt, wire, or the like may be used in place of the chains 20 and 21 described above. Also, each link 13
.. A gear may be rotatably disposed in the middle of the sprocket 14, and the third sprocket 16 and the first sprocket 3 and the fourth sprocket 17 and the second sprocket 10 may be linked by the gear, respectively.
第1のリンク13は、所謂Iアーム形状をなし、その両
端にそれぞれ軸受孔が穿設されている。リンク13の一
端13aは、ピストンピン23に相対回動自在に連結さ
れている。第2のリンク14は、第1図に示すように、
シャフト9の軸心方向に沿って二股に分岐して形成され
た2個の基端14 a。The first link 13 has a so-called I-arm shape, and bearing holes are formed at both ends thereof. One end 13a of the link 13 is connected to the piston pin 23 so as to be relatively rotatable. The second link 14, as shown in FIG.
Two proximal ends 14a are formed by bifurcating along the axial direction of the shaft 9.
14aを有しており、各基端14aはシャフト9に相対
回動自在に外嵌している。14a, and each base end 14a is externally fitted onto the shaft 9 so as to be relatively rotatable.
以下作用を説明する。The action will be explained below.
偏心スリーブ2は、その内周面2aと外周面2bが偏心
しているので、位相を変化させることによりコンロッド
7に対するピストンピン23、即ちピストン22の取り
付は位置を変化させることができ、ストローク方向に対
するピストンの相対的な位置、即ちピストンのストロー
ク量を変えることができる。詳しくは、第2図に示すよ
うに、偏心スリーブ2の厚内部分(図中三角形A)を下
側に位置させた場合には、コンロッド7の小端部7aに
対してピストンピン23が上方に偏倚する。このため、
ピストン22の上死点及び下死点におけるピストン22
のシリンダに対する位置が上方に偏倚し、ピストン22
の下死点におけるシリンダ容積の減少に伴い、ピストン
22の上死点における燃焼室の容積も減少し、圧縮比が
増加して値εHとなる。Since the inner peripheral surface 2a and outer peripheral surface 2b of the eccentric sleeve 2 are eccentric, the mounting position of the piston pin 23, that is, the piston 22 to the connecting rod 7 can be changed by changing the phase, and the position of the piston pin 23, that is, the piston 22 can be changed in the stroke direction. The relative position of the piston, that is, the stroke amount of the piston can be changed. Specifically, as shown in FIG. 2, when the thick inner portion of the eccentric sleeve 2 (triangle A in the figure) is positioned on the lower side, the piston pin 23 is positioned upward relative to the small end 7a of the connecting rod 7. bias towards For this reason,
Piston 22 at top dead center and bottom dead center of piston 22
The position of the piston 22 relative to the cylinder is biased upward, and the piston 22
As the cylinder volume at the bottom dead center of the piston 22 decreases, the combustion chamber volume at the top dead center of the piston 22 also decreases, and the compression ratio increases to a value εH.
一方、第6図に示すように、偏心スリーブ2の三角形A
を上側に位置させた場合には、コンロッド7の小端部7
aに対してクランクビン23が下方に偏倚する。このた
め、ピストン22の上死点及び下死点におけるピストン
22のシリンダに対する位置が下方に偏倚し、ピストン
22の下死点におけるシリンダ容積の増加に伴い、ピス
トン22の上死点における燃焼室の容積も増加し、圧縮
比が減少して値εL (ε1くε8)となる。On the other hand, as shown in FIG.
When the small end 7 of the connecting rod 7 is positioned on the upper side,
The crank bin 23 is biased downward with respect to a. Therefore, the position of the piston 22 relative to the cylinder at the top dead center and the bottom dead center of the piston 22 shifts downward, and as the cylinder volume at the bottom dead center of the piston 22 increases, the combustion chamber at the top dead center of the piston 22 increases. The volume also increases and the compression ratio decreases to the value εL (ε1 minus ε8).
リンク手段5の第1のリンク13はピストンピン23及
び回動体15に、第2のリンク14は回動体15及びシ
ャフト9にそれぞれ相対回動自在に接続されている。第
2図乃至第5図は、可変圧縮比機構1の回動状態をクラ
ンク角90度ごとに順に示しており、クランク軸が回転
しピストン22(これに代えてピストンピン23を図示
)がストロークした場合、コンロッド7の大端部7bが
連結するクランクビン6aはクランク軸の軸心(図中0
点)廻りに公転し、クランクビン6aの中心の軌跡は図
中B円となる。リンク手段5は、回動体15の部位で第
1のリンク13と第2のリンク14とが折れ曲がるよう
に変位し、クランク軸の回転及びピストン22のストロ
ークを妨げることなく、シャフト9の回動を第1のスプ
ロケット3に伝達させることができる。即ち、第1のス
プロケット3は、チェーン20を介して第3のスプロケ
ット16に、該第3のスプロケット13と一体回動する
第4のスプロケット17は、チェーン2】を介して第2
のスプロケット10にそれぞれ連動される。The first link 13 of the link means 5 is connected to the piston pin 23 and the rotating body 15, and the second link 14 is connected to the rotating body 15 and the shaft 9 so as to be relatively rotatable. FIGS. 2 to 5 sequentially show the rotational states of the variable compression ratio mechanism 1 at every 90 degrees of crank angle, in which the crankshaft rotates and the piston 22 (a piston pin 23 is shown instead) moves during the stroke. In this case, the crank pin 6a to which the large end 7b of the connecting rod 7 is connected is aligned with the axis of the crankshaft (0 in the figure).
point), and the locus of the center of the crank bin 6a becomes circle B in the figure. The link means 5 is displaced so that the first link 13 and the second link 14 are bent at the rotating body 15, and allows the rotation of the shaft 9 without interfering with the rotation of the crankshaft and the stroke of the piston 22. It can be transmitted to the first sprocket 3. That is, the first sprocket 3 connects to the third sprocket 16 via the chain 20, and the fourth sprocket 17, which rotates together with the third sprocket 13, connects to the second sprocket 16 via the chain 2.
The sprockets 10 are interlocked with each other.
このとき、第4のスプロケット17は、第2のスプロケ
ット10の歯数及び直径と同し歯数及び直径に設定され
ており、第2のスプロケット10の回動角度は、そのま
ま第4のスプロケット17の回動角度となる。また、第
3のスプロケット16は、第1のスプロケット3の歯数
及び直径と同じ歯数及び直径に設定されており、第3の
スプロケット16の回動角度は、そのまま第1のスプロ
ケット3の回動角度となる。従って、第1のスプロケッ
ト5のピストンのストローク方向に対する位相は、クラ
ンク軸の回転及びピストン22のストロークに係わらず
シャフト9の回動角度により決定される。ステッピング
モータが停止している場合には、支軸手段4のシャフト
9は回動不能とされる。このため、このシャフト9は、
第1のスプロケット3、即ち偏心スリーブ2の位相を一
定に保持し、エンジンは圧縮比εゆのままで運転される
。At this time, the fourth sprocket 17 is set to have the same number of teeth and diameter as the second sprocket 10, and the rotation angle of the second sprocket 10 remains the same as that of the fourth sprocket 17. The rotation angle is . Further, the third sprocket 16 is set to have the same number of teeth and diameter as the first sprocket 3, and the rotation angle of the third sprocket 16 remains the same as the rotation angle of the first sprocket 3. The angle of movement. Therefore, the phase of the first sprocket 5 with respect to the stroke direction of the piston is determined by the rotation angle of the shaft 9, regardless of the rotation of the crankshaft and the stroke of the piston 22. When the stepping motor is stopped, the shaft 9 of the support shaft means 4 cannot rotate. Therefore, this shaft 9
The phase of the first sprocket 3, that is, the eccentric sleeve 2, is held constant, and the engine is operated with the compression ratio ε unchanged.
この状態より、エンジンの圧縮比を変えるには、回動制
御装置のステッピングモータを操作する。In this state, to change the compression ratio of the engine, the stepping motor of the rotation control device is operated.
例えば、ステッピングモータが180度だけ回動した場
合、この回動がシャフト9→第2のスプロケット10→
チエーン21→第4及び第3のスプロケット17.16
(回動体15)→チェーン20→第1のスプロケット3
→偏心スリーブ2の順に伝達され、偏心スリーブ2の位
相が180度だけ変化する(第6図)。そして、偏心ス
リーブ2は、クランク軸の回転に伴うコンロッド7及び
ピストン22の変位に係わらず変化した位相を保持され
、エンジンは圧縮比ε、のままで運転される。For example, if the stepping motor rotates by 180 degrees, this rotation will move from shaft 9 to second sprocket 10 to
Chain 21 → 4th and 3rd sprocket 17.16
(Rotating body 15) → Chain 20 → First sprocket 3
→The signal is transmitted to the eccentric sleeve 2, and the phase of the eccentric sleeve 2 changes by 180 degrees (Fig. 6). The eccentric sleeve 2 maintains the changed phase regardless of the displacement of the connecting rod 7 and piston 22 due to rotation of the crankshaft, and the engine is operated at the compression ratio ε.
ステッピングモータは、シャフト9を所望の角度だけ回
動させることができるので、偏心スリーブ2の位相は連
続的に変化し、圧縮比εHとεLの間で所望の圧縮比を
得ることができる。Since the stepping motor can rotate the shaft 9 by a desired angle, the phase of the eccentric sleeve 2 changes continuously, and a desired compression ratio can be obtained between compression ratios εH and εL.
また、偏心スリーブ2は、リンク手段5を介して支軸手
段4により位相を変化されるので、従来の可変圧縮比機
構のように作動オイルを必要とせずに、偏心スリーブの
軸受面の作動オイルが通る油溝を省略することができる
。In addition, since the phase of the eccentric sleeve 2 is changed by the support shaft means 4 via the link means 5, there is no need for working oil as in conventional variable compression ratio mechanisms. The oil groove through which the oil passes can be omitted.
なお、本実施例においては、第1のスプロケット3の軸
心を、コンロッド7の小端部7aの軸孔の軸心と同心に
なるように設定したがこれに限るものではなく、ピスト
ンピンの軸心と同心になるように設定しても良い。この
場合、偏心スリーブの厚肉部分を上方に位置させたとき
には、エンジンの圧縮比は増加し、偏心スリーブの厚内
部分を下方に位置させたときには、エンジンの圧縮比は
減少する。In this embodiment, the axial center of the first sprocket 3 was set to be concentric with the axial center of the shaft hole of the small end 7a of the connecting rod 7, but the invention is not limited to this. It may also be set to be concentric with the axis. In this case, when the thick portion of the eccentric sleeve is positioned upward, the compression ratio of the engine increases, and when the inner thick portion of the eccentric sleeve is positioned downward, the compression ratio of the engine decreases.
また、複数の気筒に可変圧縮比機構を取り付けるには、
各気筒毎にリンク手段5を設け、この各リンク手段5を
それぞれ支軸手段4に連結すれば良い。In addition, to install a variable compression ratio mechanism on multiple cylinders,
A link means 5 may be provided for each cylinder, and each link means 5 may be connected to the support shaft means 4, respectively.
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、偏心スリーブの端
面とピストンの周壁との間に、コネクティングロッドの
小端部の軸孔の軸心と同心で且つ偏心スリーブと一体的
に回転する第1のスプロケットを配設し、また、クラン
ク軸の径方向外方に支軸手段を設け、当該支軸手段はク
ランク軸の軸心と平行に配設され且つエンジン本体側に
回動可能に支持されたシャフト、該シャフトに形成され
た第2のスプロケット、シャフトを回動させて当該シャ
フトの位相を制御する回動制御装置を備えてなり、さら
に、ピストンピンと支軸手段をリンク手段により連結し
、当該リンク手段は、一端がピストンピンに相対回転自
在に接続された第1のリンク、一端がシャフトに相対回
転自在に取り付けられた第2のリンク、これら第1及び
第2のリンクの各他端間に相対回動自在に軸支される回
動体を備えてなり、この回動体は、第1及び第2のスプ
ロケットにそれぞれ連動して回動するので、圧縮比の切
り換えを安定化させると共に、圧縮比を連続的に変化さ
せることができ、さらに、作動オイルの油路を省略でき
て偏心スリーブの軸受面圧を増加させ、且つ潤滑性能を
向上させることができる等の優れた効果がある。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, there is a space between the end face of the eccentric sleeve and the circumferential wall of the piston, which is concentric with the axis of the shaft hole of the small end of the connecting rod and integral with the eccentric sleeve. A first sprocket that rotates is disposed, and a spindle means is provided radially outward of the crankshaft, and the spindle means is disposed parallel to the axis of the crankshaft and rotates toward the engine body. A movably supported shaft, a second sprocket formed on the shaft, a rotation control device for rotating the shaft to control the phase of the shaft, and further linking the piston pin and the supporting shaft means. The link means includes a first link whose one end is relatively rotatably connected to the piston pin, a second link whose one end is relatively rotatably attached to the shaft, and the first and second links. A rotating body is rotatably supported between each other end of the link, and this rotating body rotates in conjunction with the first and second sprockets, so that switching of the compression ratio is possible. In addition to stabilization, the compression ratio can be changed continuously, and the oil passage for hydraulic oil can be omitted, increasing the bearing surface pressure of the eccentric sleeve and improving lubrication performance. It has a positive effect.
第1図は本発明を適用した内燃エンジンの可変圧縮比機
構の一実施例を示す断面図、第2図乃至第5図は第1図
の側方より視た高圧縮比状態におけるクランク角90度
ごとの回動状態を示す概略構成図、第6図は第1図の側
方より視た低圧縮比状態における概略構成図である。
l・・・可変圧縮比機構、2・・・偏心スリーブ、3・
・・第1のスプロケット、4・・・支軸手段、5・・・
リンク手段、7・・・コンロッド、7a・・・小端部、
9・・・シャフト、lO・・・第2のスプロケット、1
3・・・第1のリンク、14・・・第2のリンク、15
・・・回動体、22・・・ピストン、22a・・・周壁
、23・・・ピストンピン。
第2図
第
!
図
第4図
第5図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine to which the present invention is applied, and FIGS. 2 to 5 are crank angles of 90 in a high compression ratio state as seen from the side of FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing the rotation state at each degree, and FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration in a low compression ratio state as viewed from the side of FIG. 1. l... variable compression ratio mechanism, 2... eccentric sleeve, 3...
...First sprocket, 4... Support shaft means, 5...
Link means, 7... connecting rod, 7a... small end,
9...Shaft, lO...Second sprocket, 1
3...First link, 14...Second link, 15
... Rotating body, 22 ... Piston, 22a ... Peripheral wall, 23 ... Piston pin. Figure 2! Figure 4 Figure 5
Claims (1)
クランク軸とを連結するコネクティングロッドの小端部
との間に、これらピストンピンとコネクティングロッド
に相対回転可能な偏心スリーブを介在させ、該偏心スリ
ーブの位相を変化させることによりエンジンの圧縮比を
変化させる可変圧縮比機構において、前記偏心スリーブ
の端面と前記ピストンの周壁との間に、前記コネクティ
ングロッドの小端部の軸孔の軸心と同心で且つ前記偏心
スリーブと一体的に回転する第1のスプロケットを配設
し、また、前記クランク軸の径方向外方に支軸手段を設
け、当該支軸手段は前記クランク軸の軸心と平行に配設
され且つエンジン本体側に回動可能に支持されたシャフ
ト、該シャフトに形成された第2のスプロケット、前記
シャフトを回動させて当該シャフトの位相を制御する回
動制御装置を備えてなり、さらに、前記ピストンピンと
支軸手段をリンク手段により連結し、当該リンク手段は
、一端が前記ピストンピンに相対回転自在に接続された
第1のリンク、一端が前記シャフトに相対回転自在に取
り付けられた第2のリンク、これら第1及び第2のリン
クの各他端間に相対回動自在に軸支される回動体を備え
てなり、この回動体は、前記第1及び第2のスプロケッ
トにそれぞれ連動して回動することを特徴とする内燃エ
ンジンの可変圧縮比機構。An eccentric sleeve rotatable relative to the piston pin and the connecting rod is interposed between a piston pin that pivotally supports the piston and a small end of a connecting rod that connects the piston pin and the crankshaft, and the phase of the eccentric sleeve is adjusted. In the variable compression ratio mechanism that changes the compression ratio of the engine by changing the compression ratio of the engine, the compression ratio is located between the end surface of the eccentric sleeve and the circumferential wall of the piston, and is concentric with the axis of the shaft hole of the small end of the connecting rod. A first sprocket that rotates integrally with the eccentric sleeve is provided, and a supporting shaft means is provided radially outward of the crankshaft, and the supporting shaft means is arranged parallel to the axis of the crankshaft. and a shaft rotatably supported on the engine main body side, a second sprocket formed on the shaft, a rotation control device for rotating the shaft to control the phase of the shaft, and further comprising: , the piston pin and the support shaft means are connected by a link means, the link means including a first link having one end relatively rotatably connected to the piston pin, and a first link having one end relatively rotatably attached to the shaft. 2 links, and a rotating body that is rotatably supported between the other ends of the first and second links, and the rotating body is interlocked with the first and second sprockets, respectively. A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine, which is characterized by rotating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15113790A JPH0443829A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15113790A JPH0443829A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443829A true JPH0443829A (en) | 1992-02-13 |
Family
ID=15512180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15113790A Pending JPH0443829A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0443829A (en) |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP15113790A patent/JPH0443829A/en active Pending
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