本發(fā)明涉及一種具備能夠與第1控制軸的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地變更內(nèi)燃機壓縮比的可變壓縮比機構(gòu)的可變壓縮比內(nèi)燃機。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中公開了一種具備能夠與第1控制軸的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地變更內(nèi)燃機壓縮比的可變壓縮比機構(gòu)的內(nèi)燃機(下面，稱為“可變壓縮比內(nèi)燃機”)。在對第1控制軸進行驅(qū)動的電動機等致動器與第1控制軸之間設(shè)置連結(jié)機構(gòu)，在該連結(jié)機構(gòu)設(shè)置經(jīng)由桿而與第1控制軸連結(jié)的第2控制軸。第2控制軸例如被支撐為能夠在固定于內(nèi)燃機主體的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-253512號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在這樣的可變壓縮比內(nèi)燃機中，在與由于燃燒載荷而發(fā)生彎曲·扭轉(zhuǎn)振動的第1控制軸的第1臂部連結(jié)的第1連結(jié)銷的軸承部分處，作用有向軸傾斜方向的大的載荷，因此具有在軸承部分的一個端部處強烈地接觸的所謂局部接觸的載荷變大的傾向。另一方面，在第2連結(jié)銷側(cè)，由于與第1控制軸之間隔著第1連結(jié)銷、桿，因此通過這些第1連結(jié)銷與桿之間的軸承部分的間隙等而降低載荷，因此與第1連結(jié)銷相比向軸承部分的軸傾斜方向的載荷被抑制得較低，作用于軸承部分的局部性面壓低。

因此存在下述課題，即，如果在第1連結(jié)銷和第2連結(jié)銷作用同等的載荷，則第1連結(jié)銷一方的局部性面壓增大而磨損容易發(fā)展。

本發(fā)明就是鑒于這種情況而提出的。即，本發(fā)明涉及的可變壓縮比內(nèi)燃機具有：可變壓縮比機構(gòu)，其與第1控制軸的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地變更內(nèi)燃機壓縮比；致動器，其對所述第1控制軸的旋轉(zhuǎn)位置進行變更及保持；以及連結(jié)機構(gòu)，其將所述致動器和所述第1控制軸連結(jié)。

該連結(jié)機構(gòu)包含：第2控制軸，其與所述第1控制軸平行地配置；以及桿，其將所述第1控制軸和第2控制軸連結(jié)，作用于所述第1控制軸的燃燒載荷經(jīng)由所述桿傳遞至所述第2控制軸，還具有：第1臂部，其從所述第1控制軸向徑向外側(cè)延伸；第1連結(jié)銷，其將所述第1臂部的前端和所述桿的一端插入，將兩者連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)；第2臂部，其從所述第2控制軸向徑向外側(cè)延伸；以及第2連結(jié)銷，其將所述第2臂部的前端和所述桿的另一端插入，將兩者連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)。

并且，特征在于，所述第1連結(jié)銷的直徑比所述第2連結(jié)銷的直徑大。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，第1連結(jié)銷和第2連結(jié)銷之中，在與燃燒載荷所作用的活塞靠近的第1連結(jié)銷的軸承部分處，由于來自活塞側(cè)的燃燒載荷而作用有軸傾斜方向的大的載荷，但是由于將第1連結(jié)銷的直徑設(shè)定得相對較大，因此能夠抑制磨損的發(fā)展。另一方面，通過將遠(yuǎn)離活塞側(cè)的第2連結(jié)銷的直徑設(shè)得相對較小，從而使由該連結(jié)銷連結(jié)的銷連結(jié)部分的運動軌跡變小，能夠提高內(nèi)燃機搭載性。

附圖說明

圖1是簡略地表示本發(fā)明的一個實施例所涉及的具備可變壓縮比機構(gòu)的可變壓縮比內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示連結(jié)機構(gòu)附近的剖視圖。

圖3是表示桿、第1臂部以及第2臂部的連結(jié)部分的說明圖。

圖4是夸張地表示第1連結(jié)銷(A)及第2連結(jié)銷(B)的傾倒變形的說明圖。

圖5表示第1連結(jié)銷及第2連結(jié)銷的連結(jié)構(gòu)造的剖視圖。

具體實施方式

下面，利用圖示實施例對本發(fā)明進行說明。圖1是示意地表示本發(fā)明的一個實施例所涉及的具備可變壓縮比機構(gòu)10的可變壓縮比內(nèi)燃機1的結(jié)構(gòu)圖。在該可變壓縮比內(nèi)燃機1的氣缸體2中，曲軸3被支撐為可旋轉(zhuǎn)。

可變壓縮比機構(gòu)10具有：下連桿11，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于曲軸3的曲柄銷4；上連桿12，其將該下連桿11和活塞5連結(jié)；第1控制軸13，其可旋轉(zhuǎn)地支撐于氣缸體2；以及控制連桿14，其將該第1控制軸13和下連桿11連結(jié)。上連桿12的上端和活塞5由活塞銷15連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)，上連桿12和下連桿11由上銷16連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)，下連桿11和控制連桿14的上端由控制銷17連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)。下連桿11的下端部可旋轉(zhuǎn)地安裝于控制偏心軸部18，該控制偏心軸部18相對于成為第1控制軸13的旋轉(zhuǎn)中心的軸頸部偏心地設(shè)置。

如圖1及圖2所示，在對第1控制軸13進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機等致動器20的輸出軸和第1控制軸13的動力傳遞路徑中，安裝有使電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)動力減速并向第1控制軸13傳遞的連結(jié)機構(gòu)22。該連結(jié)機構(gòu)22具備波動齒輪裝置等能夠?qū)崿F(xiàn)大幅減速的減速器，該連結(jié)機構(gòu)22具有：第2控制軸24，其與該減速器的輸出軸一體地旋轉(zhuǎn)；以及桿25，其將該第2控制軸24和第1控制軸13(參照圖1)連結(jié)。第2控制軸24收容配置于在氣缸體2橫置固定的殼體26內(nèi)，以與第1控制軸13平行的姿態(tài)可旋轉(zhuǎn)地支撐于殼體26。桿25將氣缸體2及殼體26的狹縫23貫通而延伸。

桿25的一端與從第1控制軸13的軸頸部13A，沿徑向延伸的第1臂部27的前端，經(jīng)由第1連結(jié)銷28而連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)。桿25的另一端與從成為第2控制軸24的旋轉(zhuǎn)中心的軸頸部24A沿徑向延伸的第2臂部29的前端經(jīng)由第2連結(jié)銷30而連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)。

為了使第2控制軸24的旋轉(zhuǎn)減速并向第1控制軸13傳遞，第1臂部27設(shè)定得比第2臂部29長。

對于這種可變壓縮比機構(gòu)10，如果利用電動機經(jīng)由連結(jié)機構(gòu)22對第1控制軸13的旋轉(zhuǎn)位置進行變更，則經(jīng)由控制連桿14而下連桿11的姿態(tài)發(fā)生變化，包含活塞上止點位置及活塞下止點位置在內(nèi)的活塞5的行程特性發(fā)生變化，內(nèi)燃機壓縮比連續(xù)地變化。

下面，對這樣的本實施例中成為特征的結(jié)構(gòu)、其作用效果進行記述。

[1]具有：可變壓縮比機構(gòu)10，其與第1控制軸13的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地變更內(nèi)燃機壓縮比；致動器20，其對所述第1控制軸13的旋轉(zhuǎn)位置進行變更及保持；以及連結(jié)機構(gòu)22，其將所述致動器20和所述第1控制軸13連結(jié)。

該連結(jié)機構(gòu)22包含：第2控制軸24，其與所述第1控制軸13平行地配置；以及桿25，其將所述第1控制軸13和第2控制軸24連結(jié)，作用于所述第1控制軸13的燃燒載荷經(jīng)由所述桿25傳遞至所述第2控制軸24。

還具有：第1臂部27，其從所述第1控制軸13向徑向外側(cè)延伸；第1連結(jié)銷28，其將所述第1臂部27的前端和所述桿25的一端插入，將兩者連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)；第2臂部29，其從所述第2控制軸24向徑向外側(cè)延伸；以及第2連結(jié)銷30，其將所述第2臂部29的前端和所述桿25的另一端插入，將兩者連結(jié)為能夠相對旋轉(zhuǎn)。并且，所述第1連結(jié)銷28的直徑D1比所述第2連結(jié)銷30的直徑D2大。

第1控制軸13由于從內(nèi)燃機的活塞5側(cè)作用的燃燒載荷、慣性載荷而受到相對于軸向傾斜的軸傾斜方向的載荷，因此容易發(fā)生彎曲·扭轉(zhuǎn)振動。因此，對于第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30之中與第1控制軸13直接連結(jié)的第1連結(jié)銷28，由于所述的軸傾斜方向的載荷，其軸承部分的面壓并不固定，軸向兩端部的面壓局部性增大，具有容易發(fā)生所謂局部接觸的傾向。

另一方面，關(guān)于第2連結(jié)銷30，作用于第1控制軸13的燃燒載荷、慣性載荷經(jīng)由第1連結(jié)銷28、桿25而間接地傳遞至第2連結(jié)銷30，通過在該第1連結(jié)銷28和桿25的連結(jié)部分·軸承部分設(shè)置的間隙等，降低軸傾斜方向的載荷的傳遞，因此與第1連結(jié)銷28側(cè)相比軸向兩端部的面壓的局部性增大得到抑制·緩和。因此，假設(shè)在同等的載荷作用于第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30的情況下，第1連結(jié)銷28一方具有局部性面壓增大而磨損容易發(fā)展的傾向。

因此，在第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30之中，將第1連結(jié)銷28的直徑D1設(shè)得相對較大，由此能夠抑制第1連結(jié)銷28的局部性面壓的增大·局部接觸，抑制磨損的發(fā)展。另一方面，通過將第2連結(jié)銷30的直徑D2設(shè)得相對較小，由此包含第2連結(jié)銷30在內(nèi)的連結(jié)部分的運動軌跡縮小，因此內(nèi)燃機搭載性提高，具體地說，能夠?qū)崿F(xiàn)對該第2連結(jié)銷30進行收容的殼體26的小型化、輕量化。

進一步地說，對于第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30這兩者，由于壓縮比變更時的相對于銷軸承部分的相對的連結(jié)銷的滑動速度都小，因此具有難以在軸承部分形成油膜的傾向。因此，為了良好地形成油膜，優(yōu)選增大銷滑動速度。在這里，如圖3所示，在從第2控制軸24向第1控制軸13將旋轉(zhuǎn)減速而進行傳遞的結(jié)構(gòu)中，第2控制軸24的動作角θ2(連結(jié)銷相對于銷軸承部分的相對旋轉(zhuǎn)角)比第1控制軸13的動作角θ1(連結(jié)銷相對于銷軸承部分的相對旋轉(zhuǎn)角)大。因此，對于每規(guī)定的壓縮比變更量的、連結(jié)銷相對于銷軸承的周向旋轉(zhuǎn)速度而言，在假設(shè)第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30的直徑相同的情況下，與第1連結(jié)銷28相比第2連結(jié)銷30一方的周向旋轉(zhuǎn)速度較大。因此，通過將相對地難以在軸承部分形成油膜的第1連結(jié)銷28的直徑D1設(shè)得相對于第2連結(jié)銷30的直徑D2而相對較大，從而能夠在第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30這兩者都形成良好的油膜，提高潤滑性能，抑制磨損·燒焦的發(fā)生。

并且，如圖4所示，通過將第1連結(jié)銷28的直徑D1設(shè)得相對較大，從而在第1連結(jié)銷28和第2連結(jié)銷30的軸向長度相同的情況下，第1連結(jié)銷28的長度/直徑之比與第2連結(jié)銷30的長度/直徑的徑之比相比較小。由此，在軸承部分的間隙31相同的情況下，與由于來自活塞側(cè)的燃燒載荷等而軸傾斜方向的彎曲·扭轉(zhuǎn)振動大的第1控制軸13(的第1臂部27)連結(jié)的第1連結(jié)銷28的軸承間隙31內(nèi)的傾倒角的自由度增大，因此能夠通過第1連結(jié)銷28的軸承部分的間隙31和其軸承面的油膜而吸收第1控制軸13的振動·傾倒，抑制振動·傾倒傳遞至桿25側(cè)。其結(jié)果，能夠抑制由桿25的振動引起的聲振性能變差，并且能夠避免第2連結(jié)銷30、第2控制軸24的軸承部分的異常磨損。

[2]所述第1連結(jié)銷28的滑動面積(第1連結(jié)銷28與第1臂部27及桿25相對旋轉(zhuǎn)的軸承部分的面積)設(shè)定得比所述第2連結(jié)銷30的滑動面積(第2連結(jié)銷30與第2臂部29及桿25相對旋轉(zhuǎn)的軸承部分的面積)大。這樣，通過將第1連結(jié)銷28的滑動面積設(shè)得相對較大，從而能夠抑制第1連結(jié)銷28的局部的面壓上升·局部接觸。另一方面，在第2連結(jié)銷30側(cè)，通過第1連結(jié)銷28與桿25之間的軸承間隙31，降低偏心軸振動向第2連結(jié)銷30的傳遞，因此其面壓比第1連結(jié)銷28側(cè)低。因此，能夠縮小第2連結(jié)銷30的滑動面積，而不會導(dǎo)致過度的面壓上升。

[3]所述第1連結(jié)銷28的平均面壓設(shè)定得比所述第2連結(jié)銷30的平均面壓小。

第1連結(jié)銷28因經(jīng)由第1控制軸13而來自活塞5側(cè)的載荷，容易發(fā)生振動、扭轉(zhuǎn)以及彎曲變形，因此滑動條件嚴(yán)酷。因此，通過將第1連結(jié)銷28大直徑化，抑制其平均面壓，從而能夠抑制磨損容易發(fā)展的第1連結(jié)銷28的磨損。另一方面，第2連結(jié)銷30經(jīng)由桿25而與第1控制軸13側(cè)連結(jié)，因此活塞5側(cè)的大的振動、扭轉(zhuǎn)以及彎曲變形得到緩和，與第1連結(jié)銷28側(cè)相比載荷得到降低。因此，在第2連結(jié)銷30側(cè)即使平均面壓相對較大也能夠抑制磨損的發(fā)展。

[4]所述第1連結(jié)銷28的表面粗糙度設(shè)定得比所述第2連結(jié)銷30的表面粗糙度小。這樣，通過將局部性面壓大且磨損容易發(fā)展的第1連結(jié)銷28的表面粗糙度設(shè)得小，從而能夠抑制磨損。另一方面，在相對而言磨損不易發(fā)展的第2連結(jié)銷30側(cè)，通過將表面粗糙度設(shè)得相對較大，從而能夠簡化表面處理。

[5]所述第1連結(jié)銷28的表面硬度設(shè)定得比所述第2連結(jié)銷30的表面硬度高。這樣，通過將局部面壓大且磨損容易發(fā)展的第1連結(jié)銷28的表面硬度設(shè)定得高，從而能夠抑制其磨損。

[6]所述第1連結(jié)銷28的有效軸承長度設(shè)定得比所述第2連結(jié)銷30的有效軸承長度短。

即，如上所述，由于將第1連結(jié)銷28的直徑設(shè)得比第2連結(jié)銷30的直徑大，因此能夠縮短第1連結(jié)銷28的有效軸承長度，而不會導(dǎo)致面壓的變差。由此，抑制第1連結(jié)銷28的整體長度，特別是能夠提高多氣缸內(nèi)燃機中的內(nèi)燃機搭載性。

[7]如圖5所示，第1連結(jié)銷28能夠相對于第1臂部27和桿25這兩者進行相對旋轉(zhuǎn)，在其兩端固定有作為銷防脫機構(gòu)的止動環(huán)32。另一方面，第2連結(jié)銷30在第2臂部29和桿25中的至少一者(在本例中為第2臂部29)固定為不能相對旋轉(zhuǎn)。

這樣，通過將相對地振動較大的第1連結(jié)銷28全浮動化，能夠降低向第2連結(jié)銷30側(cè)傳遞的振動輸入，因此即使設(shè)為通過壓入等將第2連結(jié)銷30以不能相對旋轉(zhuǎn)方式固定于第2臂部29和桿25中的至少一者的構(gòu)造，也能夠抑制向致動器側(cè)的振動輸入的變差。

另外，這樣設(shè)為通過壓入等將第2連結(jié)銷30固定于第2臂部29和桿25中的一者的構(gòu)造，從而能夠?qū)喝雮?cè)(在本例中為第2臂部29)的軸承寬度縮短，因此能夠?qū)⑽垂潭ǖ牧硪环絺?cè)(在本例中為桿25)的軸承寬度擴大。其結(jié)果，能夠抑制面壓的變差，而與將第2連結(jié)銷30的直徑設(shè)得相對較小無關(guān)。

[8]更具體地說，如圖5所示，設(shè)為下述構(gòu)造，即，通過壓入將第2連結(jié)銷30固定于第2臂部29，且由桿25的對應(yīng)所述第2連結(jié)銷30的一對軸承部分34從兩側(cè)夾著第2臂部29的對應(yīng)所述第2連結(jié)銷30的軸承部分33的構(gòu)造。

通過設(shè)為這樣的構(gòu)造，從而能夠抑制桿25的軸傾斜方向的傾倒變形，并且能夠減少軸承部分的間隙。并且，由于通過壓入將第2連結(jié)銷30固定于第2臂部29，因此實現(xiàn)了第2連結(jié)銷30的防脫，無需用于第2連結(jié)銷30的防脫的止動環(huán)等。另外，由于在軸向中央部的一處將第2連結(jié)銷30和第2臂部29進行壓入固定，因此與在軸向兩側(cè)的2處進行壓入固定的情況相比，能夠在壓入作業(yè)之際的壓入拔出時降低扭矩波動。

[9]第2連結(jié)銷30與桿25的一對軸承部分34的合計軸向?qū)挾缺鹊?連結(jié)銷30與第2臂部29的軸承部分33的軸向?qū)挾却蟆?/p>

這樣，通過確保相對旋轉(zhuǎn)的第2連結(jié)銷30與桿25的一對軸承部分34的軸向?qū)挾却?，從而能夠降低滑動部分的面壓?/p>