JP2009036143A - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009036143A JP2009036143A JP2007202515A JP2007202515A JP2009036143A JP 2009036143 A JP2009036143 A JP 2009036143A JP 2007202515 A JP2007202515 A JP 2007202515A JP 2007202515 A JP2007202515 A JP 2007202515A JP 2009036143 A JP2009036143 A JP 2009036143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- pin
- link
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
この発明は、ピストン−クランク機構によりピストンが往復動する内燃機関に関し、特に、ピストンの軽量化を図る技術に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine in which a piston reciprocates by a piston-crank mechanism, and more particularly to a technique for reducing the weight of the piston.
特許文献1は、本出願人が先に提案したものであり、複リンク式ピストン−クランク機構を用いた内燃機関の可変圧縮比機構を開示している。これは、一端がピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端がアッパ−ロア連結ピンを介して連結されるとともに、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、によって、ピストンとクランクピンとが連係されているとともに、上記ロアリンクの運動を拘束するように、ロアリンクにロア−コントロール連結ピンを介してコントロールリンクの一端が連結された構成となっており、コントロールリンクの他端が、例えばシリンダブロック下部に支持されている。そして、このコントロールリンクの他端の揺動中心をカム機構により変位させることで、ピストン上死点位置ひいては機関の圧縮比を変化させることができる。
このような複リンク式ピストン−クランク機構を内燃機関に適用することにより、単リンク式ピストン−クランク機構を用いる場合に比して、ピストンストローク特性を望ましい特性(例えば単振動)とすることにより、音振性能等を著しく向上でき、また、上述したように機関圧縮比を変更する機能を容易に実現できるといった多大な利点が得られる反面、部品点数の増加に伴う重量の増加が特に大きな課題となる。 By applying such a multi-link type piston-crank mechanism to an internal combustion engine, the piston stroke characteristics are set to desirable characteristics (for example, single vibration) as compared with the case of using a single-link type piston-crank mechanism. While the sound vibration performance and the like can be remarkably improved, and a great advantage that the function of changing the engine compression ratio can be easily realized as described above, an increase in weight accompanying an increase in the number of parts is a particularly big problem. Become.
そこで、本出願人はピストンの軽量化を図るために、ピストンの材料として良く用いられているアルミニウム(以下、「Al」とも記す)を主体とするAl合金製のものからマグネシウム(以下、「Mg」とも記す)を主体とするMg合金製に変更することを検討しているが、この場合、次のような問題がある。 Therefore, in order to reduce the weight of the piston, the applicant of the present invention uses magnesium (hereinafter, “Mg”) made of an Al alloy mainly composed of aluminum (hereinafter also referred to as “Al”), which is often used as a material for the piston. However, in this case, there are the following problems.
図13は、アルミニウム(Al)とマグネシウム(Mg)との材料の特性を示している。同図に示すように、マグネシウムはアルミニウムに比して比重が小さく、ピストン重量を約30%低減可能である反面、熱膨張率が大きいことから、ピストンのスカート部とシリンダ間の隙間を大きく確保する必要がある。ここで、一般的な単リンク式のピストン−クランク機構では、ピストンの往復移動に伴ってコネクティングロッドからピストンへ作用する荷重は、コネクティングロッドがピストンピンの中心を通ってシリンダ軸線に平行な基準軸線に対して左右へ振れる構造であるために、スラスト−反スラスト方向に繰り返し向きを変える交番荷重となる。このため、上記のようにピストン−シリンダ間の隙間を大きく確保した場合、熱膨張前の冷機時のようにピストンとシリンダ間の隙間が大きく残されている状態では、上記の交番荷重によりピストンスカート部繰り返しシリンダ壁面に強く衝突する、いわゆるピストンスラップ現象が頻繁に生じることとなり、好ましくない振動や騒音を招くとともに、高い耐久性が要求されるという問題があった。 FIG. 13 shows the characteristics of aluminum (Al) and magnesium (Mg) materials. As shown in the figure, magnesium has a smaller specific gravity than aluminum and can reduce the piston weight by about 30%, but has a large coefficient of thermal expansion, ensuring a large gap between the piston skirt and cylinder. There is a need to. Here, in a general single link type piston-crank mechanism, the load acting on the piston from the connecting rod as the piston reciprocates is such that the connecting rod passes through the center of the piston pin and is parallel to the cylinder axis. Therefore, the load is an alternating load that changes its direction repeatedly in the thrust-anti-thrust direction. For this reason, when a large clearance between the piston and the cylinder is ensured as described above, the piston skirt is caused by the above alternating load in a state in which a large clearance is left between the piston and the cylinder as in the cold machine before thermal expansion. A so-called piston slap phenomenon that strongly collides with the wall surface of the cylinder repeatedly occurs frequently, causing undesirable vibrations and noises, and requiring high durability.
図14を参照して、ピストンは、高温時には潤滑性能を確保できない潤滑NG領域、冷機時にはピストンスラップ現象が問題となるスラップ音NG領域とならないように設計される。なお、高温時には設計寸法を基準とすると上記の隙間がマイナスとなる条件も許容されているが、実際にはピストンスカート部の弾性変形によって摺動面の油膜厚さ分の隙間が確保される。同図に示すように、Al合金製のピストンでは、冷機時と高温時の双方でNG領域とならないように設計することが可能である。しかしながら、Alよりも熱膨張率が大幅に(約15%)高いMgを主体とするMg合金製のピストンでは、従来、潤滑側とスラップ側の双方でNG領域を避けることは困難であった。また、Mgは熱伝導率が低いため、ピストン内の熱が抜けにくい問題もあり、運転中のピストン温度がAlに比べ高くなるため、上記の問題がさらに悪化する傾向にあった。 Referring to FIG. 14, the piston is designed so as not to be in a lubrication NG region where lubrication performance cannot be ensured at high temperatures, and not in a slap sound NG region where piston slap phenomenon becomes a problem when cold. It should be noted that the condition that the above-mentioned gap becomes negative when the design dimension is used at a high temperature is allowed, but in reality, a gap corresponding to the oil film thickness of the sliding surface is secured by elastic deformation of the piston skirt portion. As shown in the figure, an Al alloy piston can be designed so as not to be in the NG region both in cold and high temperatures. However, with an Mg alloy piston mainly composed of Mg having a thermal expansion coefficient significantly higher than Al (about 15%), it has been difficult to avoid the NG region on both the lubrication side and the slap side. Further, since Mg has a low thermal conductivity, there is a problem that the heat in the piston is difficult to escape, and the piston temperature during operation becomes higher than that of Al, so that the above problem tends to be further deteriorated.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。つまり、本発明の内燃機関では、シリンダ内を往復動するピストンとクランクシャフトとを連結するピストン−クランク機構が、一端がピストンピンを介してピストンに連結されるアッパリンクと、このアッパリンクの他端がアッパ−ロア連結ピンを介して連結されるロアリンクと、を有する複リンク式のものである。このために、単リンク式のピストン−クランク機構に比して、ピストンストローク特性の設定の自由度が高く、例えば単振動に近い特性とすることで、ピストン加速度が平準化されて上死点付近の最大慣性力が低減し、ピストンピンおよびピンボス部の小型化の上で有利となる。しかも騒音振動特性の上で有利となり、例えば、直列4気筒機関のピストンストローク拡大に伴う、ピストンの慣性2次振動の悪化を回避できる。 The present invention has been made in view of such problems. That is, in the internal combustion engine of the present invention, the piston-crank mechanism that connects the piston that reciprocates in the cylinder and the crankshaft includes an upper link that has one end connected to the piston via the piston pin, and other than this upper link. And a lower link having an end connected via an upper-lower connecting pin. For this reason, the piston stroke characteristics are more flexible than the single link type piston-crank mechanism. For example, by making the characteristics close to simple vibration, the piston acceleration is leveled and the vicinity of the top dead center. The maximum inertia force is reduced, which is advantageous in reducing the size of the piston pin and the pin boss. Moreover, it is advantageous in terms of noise vibration characteristics, and for example, it is possible to avoid the deterioration of the inertial secondary vibration of the piston accompanying the expansion of the piston stroke of the in-line four-cylinder engine.
そして本発明では、ピストンがマグネシウムを主体とする合金から形成されている。これによって、アルミニウム合金製のピストンに比して、ピストンの大幅な軽量化(例えば30%の軽量化)が可能となるため、機関の高回転化など、大幅な出力性能向上効果とともに、振動低減効果が得られる。 In the present invention, the piston is made of an alloy mainly composed of magnesium. This makes it possible to significantly reduce the weight of the piston (for example, 30% lighter) compared to an aluminum alloy piston. An effect is obtained.
このようなピストンのマグネシウム化を可能とするために、本発明では、ピストンの往復移動に伴うアッパ−ロア連結ピンの移動範囲を、実質的にピストンピンの中心を通ってシリンダ軸方向に延びる基準軸線に対して一方の側に制限している。 In order to enable such magnesiumation of the piston, in the present invention, the range of movement of the upper-lower connecting pin that accompanies the reciprocating movement of the piston is substantially the reference that extends in the cylinder axial direction through the center of the piston pin. Restricted to one side with respect to the axis.
このように、アッパリンクが基準軸線に対して常に片側に振れるように設定することで、ピストンの挙動としては常にシリンダの片側に摺動することとなる。これによって、ピストンスラップと呼ばれるシリンダとの隙間内でのピストンのスラスト−反スラスト方向の首振り動作を著しく低減又は解消することができる。この結果、上述したように熱膨張率の大きいMgを主体とするMg合金製のピストンを採用可能とし、ピストンの軽量化を図ることができるものである。 Thus, by setting the upper link so that it always swings to one side with respect to the reference axis, the piston behavior always slides to one side of the cylinder. This can significantly reduce or eliminate the swinging motion of the piston in the thrust-anti-thrust direction within a gap with the cylinder called piston slap. As a result, as described above, a piston made of Mg alloy mainly composed of Mg having a high coefficient of thermal expansion can be adopted, and the weight of the piston can be reduced.
以上のように発明によれば、ピストンストローク特性の最適化や機関圧縮比の可変制御を容易に実現可能な複リンク式ピストン−クランク機構を採用した内燃機関において、ピストンとシリンダとの隙間に起因するピストンスラップ現象の発生を大幅に低減・解消することを可能とし、これによって、ピストンを比重の小さいマグネシウムを主体とするMg合金により形成することができる。このために、複リンク式ピストン−クランク機構を採用する上で特に重要な課題である内燃機関の重量増加を大幅に軽減・抑制することができる。 As described above, according to the invention, in the internal combustion engine employing the multi-link type piston-crank mechanism that can easily realize the optimization of the piston stroke characteristics and the variable control of the engine compression ratio, it is caused by the gap between the piston and the cylinder. It is possible to greatly reduce or eliminate the occurrence of the piston slap phenomenon, whereby the piston can be formed of an Mg alloy mainly composed of magnesium having a small specific gravity. For this reason, an increase in the weight of the internal combustion engine, which is a particularly important issue in adopting the multi-link type piston-crank mechanism, can be greatly reduced and suppressed.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明に係る内燃機関、例えば筒内直接噴射式ガソリン機関に用いられる可変圧縮比機構の構成を示す構成説明図である。この機構は、ロアリンク4とアッパリンク5とコントロールリンク10とを主体とした複リンク式ピストン−クランク機構から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a variable compression ratio mechanism used in an internal combustion engine according to the present invention, for example, a direct injection gasoline engine. This mechanism is composed of a multi-link type piston-crank mechanism mainly composed of a
クランクシャフト1は、複数のジャーナル部2とクランクピン3とを備えており、シリンダブロック18の主軸受に、ジャーナル部2が回転自在に支持されている。上記クランクピン3は、ジャーナル部2から所定量偏心しており、ここにロアリンク4が回転自在に連結されている。カウンタウェイト15は、ジャーナル部2とクランクピン3とを接続するクランクウェブ16からクランクピン3とは反対側へ延びている。このカウンタウェイト15は、クランクピン3を挟んで両側に互いに対向するように設けられており、その外周部は、ジャーナル部2を中心とした円弧形に形成されている。
The
上記ロアリンク4は、左右の2部材に分割可能に構成されているとともに、略中央の連結孔に上記クランクピン3が嵌合している。アッパリンク5は、下端側がアッパ−ロア連結ピン6によりロアリンク4の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン7によりピストン8に回動可能に連結されている。上記ピストン8は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック18のシリンダ19内を往復動する。ロアリンク4の運動を拘束するコントロールリンク10は、上端側がロア−コントロール連結ピン11によりロアリンク4の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸12を介して機関本体の一部となるシリンダブロック18の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸12は、回転可能に機関本体に支持されているとともに、その回転中心から偏心している偏心カム部12aを有し、この偏心カム部12aに上記コントロールリンク10下端部が回転可能に嵌合している。上記制御軸12は、図示せぬエンジンコントロールユニットからの制御信号に基づいて作動する図示せぬ圧縮比制御アクチュエータによって回動位置が制御される。
The
上記のような複リンク式ピストン−クランク機構を用いた可変圧縮比機構においては、上記制御軸12が圧縮比制御アクチュエータによって回動されると、偏心カム部12aの中心位置、特に、機関本体に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク10の下端の揺動支持位置が変化する。そして、上記コントロールリンク10の揺動支持位置が変化すると、ピストン8の行程が変化し、ピストン上死点(TDC)におけるピストン8の位置が高くなったり低くなったりする。これにより、機関圧縮比を変えることが可能となる。
In the variable compression ratio mechanism using the multi-link type piston-crank mechanism as described above, when the
図2は、上記の複リンク式ピストン−クランク機構の基本的な動作説明図であって、クランクシャフト1が1回転(360°CA)する間の各部の動作を、90°CA毎に示している。図の(b)がピストン上死点位置に相当し、この図(b)から明らかなように、コントロールリンク10の下端の位置が変化すれば、ピストン8が上下に変位して、圧縮比が変化することになる。
FIG. 2 is a basic operation explanatory view of the above-described multi-link type piston-crank mechanism, and shows the operation of each part during one rotation (360 ° CA) of the
ここで本実施形態では、ピストン8をマグネシウムを主体とするマグネシウム合金により形成している。上述したように、このようなマグネシウム合金製のピストンは、アルミニウム合金製のピストンに比して、ピストン8の大幅な軽量化が可能となる一方、熱膨張率が大きいことから、ピストン8とシリンダ19との隙間を大きく確保する必要があり、この隙間に起因するピストンスラップ現象の発生を如何に抑制するかが問題となる。
Here, in this embodiment, the
この問題を解決し得る複リンク式ピストン−クランク機構の実施例1と実施例2を図3及び図4に示している。なお、図4には比較例に係る単リンク式ピストン−クランク機構におけるピストンストローク特性を併せて示している。実施例1,2ともに、アッパリンク5の揺動角特性が、ピストンピン7の中心を通ってシリンダ軸方向に延びる基準軸線7Aに対して、実質的に片側(図3の右側)のみに振れるように設定されている。つまり、ピストン8の往復移動に伴うアッパ−ロア連結ピン6の移動範囲(移動軌跡)6Aを、基準軸線7Aに対して実質的に一方の側に制限している。特に、これらの実施例では、燃焼行程において、アッパリンク5の基準軸線7Aに対する傾きが燃焼行程において小さくなるように設定されている。従って、ピストン8をシリンダ19に対して常にスラスト−反スラスト方向で一方の側に摺動させることができる。これによって、単リンク式ピストン−クランク機構のようにピストンの往復移動に伴ってスラスト−反スラスト方向で繰り返し荷重の向きがかわることがなく、このような交番荷重に起因するピストンスラップと呼ばれるシリンダ19との隙間の中でのピストンの首振り動作を著しく低減又は解消することができる。このため、熱膨張率の大きいMgを主体とする合金でピストン8を造った場合でも、冷機時に隙間が大きくなることに起因するスラップ現象の発生を大幅に低減・解消できるのである。
Embodiments 1 and 2 of a multi-link type piston-crank mechanism that can solve this problem are shown in FIGS. FIG. 4 also shows the piston stroke characteristics of the single link type piston-crank mechanism according to the comparative example. In both the first and second embodiments, the swing angle characteristic of the
なお、実施例1では、クランクシャフトの回転中心2Aが基準軸線7A上に配置されている一方、実施例2では、基準軸線7Aを、クランクシャフトの回転中心2Aに対してスラスト−反スラスト方向で一方の側、より詳しくはアッパリンク5の移動範囲6Aが存在する側(図3の右側)へ所定量Δαだけオフセットさせている。このように実施例2では基準軸線7Aをオフセットさせることによって、アッパリンク5の傾斜方向を完全に一方の側に制限することができ、ピストン8は確実に一方のシリンダ壁に押し付けられた状態で往復動する。これに対して実施例1の場合、実施例2に比して、ピストン8をシリンダ19へ押し付ける角度を緩和しているため、膨張行程の半ばで若干反対側に傾斜する特性となっているが(符号6B参照)、その角度の絶対値はわずかであり、その期間も極短いので、ピストンを反対側に移動できるエネルギーは無視できるほどに小さい(中間行程で筒内圧も下がっており、慣性力もほぼ0の条件である)。従って、このような実施例1でも、ピストンを片側に押し付ける状態が圧倒的に多いことから、ピストンスラップの発生を十分に低減することができる。
In the first embodiment, the
また、上記の複リンク式可変圧縮比機構においては、リンクディメンジョンを適切に選定することにより、単振動に近いピストンストローク特性が得られる。特に、図12に示すように、一般的な単リンク式ピストン−クランク機構のピストンストローク特性に比べて、より単振動に近い特性とすることが可能である。そして、ピストン加速度が平準化され、ピストン上死点付近での最大慣性力が大幅に低減する。なお、上記の単振動に近いピストンストローク特性によれば、上死点付近でのピストン8の速度が、単リンク式ピストン−クランク機構のものに比べて、20%近く遅くなる。
Further, in the above-described multi-link variable compression ratio mechanism, a piston stroke characteristic close to simple vibration can be obtained by appropriately selecting a link dimension. In particular, as shown in FIG. 12, it is possible to obtain characteristics closer to simple vibrations than the piston stroke characteristics of a general single link type piston-crank mechanism. Then, the piston acceleration is leveled, and the maximum inertial force near the piston top dead center is greatly reduced. According to the piston stroke characteristics close to the simple vibration described above, the speed of the
次に、上記のピストン8およびアッパリンク5の構造について説明する。図5〜図8は、本発明の内燃機関に用いられるピストン8の構造を示している。このピストン8は、上述したようにマグネシウムを主体とするMg合金により一体に鋳造され、比較的厚肉な円盤状をなすピストン頭部21の外周面に、複数本、例えば3本のピストンリング溝22が形成されているとともに、ピストン8のスラスト−反スラスト方向となる周方向の一部に、上記外周面から円筒面に沿って延びるように、スカート部23が形成されている。このスカート部23は、図8に示すように、ピストンピン7と直交する方向から見た投影形状が略矩形状をなし、そのピストンピン軸方向に沿った幅は、ピストンピン7の全長と略等しいか、あるいはピストンピン7の全長よりも短いものとなっている。つまり、スカート部23は、周方向の非常に小さな範囲に設けられている。
Next, the structure of the
また、上記ピストン8の中心部つまり円盤状をなすピストン頭部21の裏面中心部に、一対のピンボス部24が形成されており、該ピンボス部24に、ピストンピン7の端部が回転自在に嵌合するピン孔25が貫通形成されている。上記ピン孔25の内周には、軸方向に沿った一対の油溝26が形成されている。
A pair of
一方、アッパリンク5は、鋼製のものであり、図9に示すように、ピストン8側の一端にピストンピン7が圧入されている。また、ロアリンク4と連結されるアッパリンク5の他端は、図10に示すように、二股状に分岐し、上記アッパ−ロア連結ピン6の両端部を支持している。
On the other hand, the
ここで、アッパリンク5における上方のピストンピン7の軸長と、下方のアッパ−ロア連結ピン6の軸長とは、互いに等しい。また、ピストンピン7が受ける荷重とアッパ−ロア連結ピン6が受ける荷重とは基本的に等しいので、ピストンピン7とアッパ−ロア連結ピン6とは、互いに等しい径とすることができる。
Here, the axial length of the
また、図9および図11に示すように、一対のピンボス部24およびピストンピン7からなるピストン連結構造のピストンピン軸方向の寸法は、ピストン8ないしはシリンダ19の直径に比べて、かなり小さなものとなっている。
Further, as shown in FIGS. 9 and 11, the dimension in the piston pin axial direction of the piston coupling structure including the pair of
そして、ピストン8が下死点近傍にあるときに、クランクシャフト1のカウンタウェイト15の最外径部が、図示するように、ピストンピン7を軸方向へ延長した延長線と交差するようになっている。換言すれば、ピストン8が下死点近傍にあるときに、ピストンピン7を保持したピンボス部24の側方を、カウンタウェイト15の最外径部が通過する。なお、図2の(d)は、単に動作を説明するためのものであるので、ピストンピン7とカウンタウェイト15とが上下に離れて描かれているが、上記のように構成することで、図2(d)の構成よりも、さらにピストン8をクランクシャフト1中心に近付けた構成とすることができる。
When the
図10は、対比のために、従来の一般的な単リンク式ピストン−クランク機構101とピストン102とを組み合わせた場合の上死点から下死点までのピストンストロークを示している。これと図11とを比較すれば明らかなように、本実施形態の構成では、上死点から下死点までのピストンストロークが大幅に拡大し、排気量の拡大が可能である。例えば、20%程度のピストンストロークの拡大が図れる。
FIG. 10 shows the piston stroke from the top dead center to the bottom dead center when the conventional general single link type piston-
また、図11から明らかなように、スカート部23も小型化されていることから、上記のようにカウンタウェイト15がピンボス部24の側方を通過する際に、スカート部23と干渉することはない。このようにスカート部23を小型化すると、その剛性を大きく確保することは困難であるが、上述したように、本実施形態ではアッパリンク5が基準軸線7Aに対して実質的に一方の側のみに振れるように設定しので、ピストン8を傾けようと作用するサイドスラスト荷重は、一般の単リンク式ピストン−クランク機構の場合に比して極めて小さなものとなるので、スカート部23は最小の大きさで済む。具体的には、ピストン8に最大燃焼圧が作用するのは、膨張行程の前半であり、図2の(c)の付近でピストン頭部21が最大荷重を受けることになるが、このとき、図示するように、アッパリンク5は、垂直に近い姿勢であり、シリンダ19の軸線に対する傾きが非常に小さい。特に、単リンク式ピストン−クランク機構の場合のコネクティングロッドの姿勢に比べて、シリンダ19の軸線に対する傾きを、より小さくすることが可能である。従って、サイドスラスト荷重が低減し、スカート部23の小型化が可能となる。
Further, as apparent from FIG. 11, since the
さらに、上記の複リンク式ピストン−クランク機構の利点として、単振動に近いピストン−ストローク特性とすることで、ピストン加速度が平準化され、ピストン上死点付近での最大慣性力が大幅に低減する。従って、上記のピストンスラップの防止効果と併せて、ピストンピン7を保持するピンボス部24の小型化が可能となる。
Furthermore, as an advantage of the above-mentioned double link type piston-crank mechanism, the piston acceleration is leveled by making the piston-stroke characteristic close to simple vibration, and the maximum inertial force near the top dead center of the piston is greatly reduced. . Accordingly, the
なお、図10に示した単リンク式ピストン−クランク機構101を用いた構成において、仮に、クランクピンのクランク半径を大きくしてピストンストロークをロングストローク化したとすると、ピストン102に作用するサイドスラスト荷重は一層大きくなり、スカート部の小型化が到底困難であるばかりか、実用機関としての成立が難しくなる。
In the configuration using the single link type piston-
また、本発明は、直列4気筒機関に好適である。一般に、直列4気筒機関の場合、ピストン8の慣性2次振動がピストンストローク拡大に伴い急増するため、ストロークの拡大で大排気量化を図ると、騒音振動特性が悪化し、品質を著しく損ねる問題があったが、本発明で用いる複リンク式ピストン−クランク機構では、単振動に近いピストンストローク特性となるため、このような騒音振動特性の悪化を回避できる。
The present invention is suitable for an in-line four-cylinder engine. In general, in the case of an in-line four-cylinder engine, the inertial secondary vibration of the
しかも、単振動に近いピストンストローク特性とすれば、上死点付近でのピストン8の速度が、単リンク式ピストン−クランク機構のものに比べて遅くなることから、同じ燃焼速度に対し十分に時間的な余裕が与えられることになり、気筒当たりの排気量が大きな燃焼室でも、良好な燃焼を確保できる。
Moreover, if the piston stroke characteristics are close to simple vibration, the speed of the
なお、図5〜図8に例示したピストン8は、ピストンリングとして圧縮リングが2本の形式であるのに対し、図9に例示したピストン8は、圧縮リングが1本の構成となっている。本発明のピンボス部24やピストンピン7を小型化したピストン8は、その下半分の重量が非常に軽くなるので、圧縮リングを1本とした構成は、ピストンピン7回りのピストン8の挙動安定の上で有利である。また、本発明のそもそもの目的であるピストンストローク拡大の上でも有利となる。
The
4…ロアリンク
5…アッパリンク
6…アッパ−ロア連結ピン
7…ピストンピン
7A…基準軸線
8…ピストン
10…コントロールリンク
15…カウンタウェイト
23…スカート部
24…ピンボス部
4 ...
Claims (7)
上記ピストン−クランク機構は、一端がピストンピンを介してピストンに連結されるアッパリンクと、このアッパリンクの他端がアッパ−ロア連結ピンを介して連結されるロアリンクと、を有する複リンク式のものであり、
上記ピストンは、マグネシウムを主体とする合金からなり、
かつ、上記ピストンの往復移動に伴うアッパ−ロア連結ピンの移動範囲を、実質的にピストンピンの中心を通ってシリンダ軸方向に延びる基準軸線に対して一方の側に制限したことを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine having a piston-crank mechanism that connects a piston that reciprocates in a cylinder and a crankshaft,
The piston-crank mechanism has a multi-link type having an upper link whose one end is connected to the piston via a piston pin, and a lower link whose other end is connected via an upper-lower connecting pin. And
The piston is made of an alloy mainly composed of magnesium,
In addition, the moving range of the upper-lower connecting pin accompanying the reciprocating movement of the piston is limited to one side with respect to a reference axis extending substantially in the cylinder axial direction through the center of the piston pin. Internal combustion engine.
かつ、上記ピストン−クランク機構が、上記ロアリンクにロア−コントロール連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に対して揺動可能に支持されるコントロールリンクを備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The lower link is rotatably attached to the crankpin of the crankshaft,
The piston-crank mechanism includes a control link having one end connected to the lower link via a lower-control connecting pin and the other end supported to be swingable with respect to the internal combustion engine body. The internal combustion engine according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007202515A JP2009036143A (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007202515A JP2009036143A (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009036143A true JP2009036143A (en) | 2009-02-19 |
Family
ID=40438270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007202515A Pending JP2009036143A (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009036143A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105506326A (en) * | 2016-01-22 | 2016-04-20 | 中北大学 | Preparation method of long-period-structure-reinforced magnesium-zirconium alloy ingot |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002021592A (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Variable compression ratio mechanism of reciprocating internal combustion engine |
JP2002054468A (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine |
JP2002061501A (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Dual link mechanism for internal combustion engine |
JP2003343297A (en) * | 2002-03-20 | 2003-12-03 | Honda Motor Co Ltd | Engine |
JP2005147068A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2006183479A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2006200375A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | Crank mechanism for 2-cycle internal combustion engine |
-
2007
- 2007-08-03 JP JP2007202515A patent/JP2009036143A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002021592A (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Variable compression ratio mechanism of reciprocating internal combustion engine |
JP2002054468A (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine |
JP2002061501A (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Dual link mechanism for internal combustion engine |
JP2003343297A (en) * | 2002-03-20 | 2003-12-03 | Honda Motor Co Ltd | Engine |
JP2005147068A (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2006183479A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2006200375A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | Crank mechanism for 2-cycle internal combustion engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105506326A (en) * | 2016-01-22 | 2016-04-20 | 中北大学 | Preparation method of long-period-structure-reinforced magnesium-zirconium alloy ingot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4387770B2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2467186C1 (en) | Multilink engine | |
US7392781B2 (en) | Crankshaft of piston crank mechanism | |
JP4466361B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP4967733B2 (en) | Crankshaft | |
JP2009030458A (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
JP2007232112A (en) | Bearing structure of double-link piston crank | |
JP4586747B2 (en) | Reciprocating engine | |
JP2009036143A (en) | Internal combustion engine | |
JP2008267301A (en) | Internal combustion engine | |
JP4816588B2 (en) | Double link type piston-crank mechanism for internal combustion engine | |
JP4822183B2 (en) | Variable stroke characteristics engine | |
JP4581675B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP4333247B2 (en) | Variable compression ratio mechanism of internal combustion engine | |
JP4816587B2 (en) | Double link type piston-crank mechanism for internal combustion engine | |
JP6384509B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2010133374A (en) | Control shaft for variable compression ratio engine | |
JP2008069679A (en) | Stroke characteristic variable engine | |
JP2005180302A (en) | Piston drive unit for internal combustion engine | |
JP2010185475A (en) | Double-link mechanism | |
JP5070689B2 (en) | Connecting pin | |
JP2010007533A (en) | Internal combustion engine | |
JP4888518B2 (en) | Reciprocating internal combustion engine | |
JP2002115570A (en) | Internal combustion engine with variable compression ratio mechanism | |
US20170298863A1 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100728 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20111004 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120403 |