專利名稱：內(nèi)燃機(jī)及其曲柄軸承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多個(gè)氣缸沿氣缸列方向配置的多列式內(nèi)燃機(jī)，特別是涉及適用于具有多連桿式的活塞曲柄機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸的軸承結(jié)構(gòu)的改良。
背景技術(shù)：
特開2002-61501號(hào)公報(bào)中公開了多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)。
這樣的多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)本發(fā)明者預(yù)見到了這樣的新課題，即由于活塞行程特性的改變，從曲柄旋轉(zhuǎn)系向曲柄軸承部分作用的慣性力導(dǎo)致對(duì)特定的曲柄軸承部作用過大的負(fù)載，難以確保軸承強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的自己獨(dú)自發(fā)現(xiàn)的新課題而研發(fā)的。
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有氣缸體，該氣缸體的內(nèi)部形成多個(gè)氣缸，該多個(gè)氣缸的活塞以可升降的方式滑動(dòng)；曲柄軸，該曲柄軸沿氣缸列方向配置在所述多個(gè)氣缸的下方，并以可旋轉(zhuǎn)的方式由設(shè)于所述氣缸體上的多個(gè)曲柄軸承部支承，所述曲柄軸具有多個(gè)軸頸部，該多個(gè)軸頸部以可旋轉(zhuǎn)的方式被支承在所述氣缸體的所述多個(gè)曲柄軸承部上；多個(gè)曲柄銷，該多個(gè)曲柄銷設(shè)于相鄰的所述軸頸部之間，所述內(nèi)燃機(jī)還具有聯(lián)接所述曲柄銷和所述活塞的活塞銷的活塞曲柄機(jī)構(gòu)。通過所述活塞曲柄機(jī)構(gòu)使活塞上止點(diǎn)附近的朝上的慣性力比活塞下止點(diǎn)附近的朝下的慣性力小，并且，在多個(gè)所述曲柄軸承部中、配置在具有相鄰的所述氣缸間作為其一的氣缸的活塞位于所述活塞上止點(diǎn)附近時(shí)另一個(gè)氣缸的活塞位于所述活塞下止點(diǎn)附近的關(guān)系的氣缸間的曲柄軸承部為比其他曲柄軸承部剛性高的軸承部。
根據(jù)本發(fā)明，提過使軸承部中規(guī)定的軸承部的剛性比其他曲柄軸承部高，從而能夠使得各曲柄軸承部上作用的負(fù)載分擔(dān)合適化。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的直列4氣缸多連桿式內(nèi)燃機(jī)的橫斷面圖。
圖2是作用于第一實(shí)施例的1號(hào)、2號(hào)氣缸的曲柄軸上的力的作用說明圖。
圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸承結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸承結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸承結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
圖6是本發(fā)明的比較例的多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)的一例的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是圖6的A-A線斷面圖。
圖8是作用于單連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)的直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)的各曲柄軸承部的力的說明圖。
圖9是作用于比較例的多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)的直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)的各曲柄軸承部上的力的說明圖。
圖10是作用于圖8的單連桿內(nèi)燃機(jī)的1號(hào)、2號(hào)氣缸的曲柄軸上的力的說明圖。
圖11是作用于圖9的多連桿內(nèi)燃機(jī)的1號(hào)、2號(hào)氣缸的曲柄軸上的力的說明圖。
圖12是對(duì)單連桿內(nèi)燃機(jī)和多連桿內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)氣缸的曲柄角的慣性力的變化的特性圖。
圖13是內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸承的縱斷面圖。
附圖標(biāo)記的說明1活塞2活塞銷3上連桿4曲柄軸5曲柄銷6下連桿7控制軸7A控制凸輪8控制連桿
11a～11e曲柄軸承部11b～11d高慣性軸承部12氣缸體13階梯架14第二軸承蓋24機(jī)殼25凹部26改變27第一軸承蓋部31可變壓縮比致動(dòng)器具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，本說明書中基本“上”是指活塞朝向上止點(diǎn)的方向，“下”是指活塞朝向下止點(diǎn)的方向，“前后”是指內(nèi)燃機(jī)前后方向、氣缸列方向。
一般地，乘用車的氣缸體通過一體鑄造制得，大致由在內(nèi)燃機(jī)前后方向即氣缸列方向并列多個(gè)氣缸(氣缸鏜)而形成的氣缸部分、和覆蓋在該氣缸部的下方沿氣缸列方向配置的曲柄軸以及與其曲柄銷連接的連接桿的曲軸箱部分構(gòu)成。將曲柄軸的軸頸部以可向氣缸體側(cè)旋轉(zhuǎn)的方式支承曲柄軸承部由在相鄰的氣缸鏜間從氣缸部的下端向曲軸箱內(nèi)部垂下的隔壁狀、膜狀的隔板和隔著曲柄軸的軸頸部而固定在隔板的下面的軸承蓋構(gòu)成。隔板的下面和軸承蓋的上面形成有用于以可旋轉(zhuǎn)的方式支承曲柄軸的軸頸部的半圓形的槽。隔板一般與氣缸體一體形成，其兩側(cè)緣與曲軸箱部的內(nèi)壁一體連接。
直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)中，沿內(nèi)燃機(jī)前后方向從內(nèi)燃機(jī)前側(cè)順次排列1號(hào)～4號(hào)氣缸，曲柄軸承部(隔板和軸承蓋)設(shè)置在上述各氣缸間的三個(gè)位置以及內(nèi)燃機(jī)最前的1號(hào)氣缸的前側(cè)和內(nèi)燃機(jī)最后的4號(hào)氣缸的后側(cè)共計(jì)5處位置。這5處的曲柄軸承部從內(nèi)燃機(jī)前方順次稱為1號(hào)～5號(hào)曲柄軸承部。作為該1號(hào)～5號(hào)曲柄軸承部的厚度即內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸，內(nèi)燃機(jī)前端或后端的1號(hào)、5號(hào)曲柄軸承部比其他中間的2～4號(hào)曲柄軸承部薄的例子是存在的，但是其他3處即相鄰的氣缸間配置的2～4號(hào)這三個(gè)曲柄軸承部通常是相同的尺寸。
圖6是本發(fā)明的比較例的多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)的一例的結(jié)構(gòu)圖。圖7是圖6的A-A線斷面圖。圖7中左側(cè)是內(nèi)燃機(jī)前側(cè)，各氣缸自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)順次稱為1號(hào)～4號(hào)(#1～#4)氣缸。該多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)(以下也簡(jiǎn)單稱為多連桿機(jī)構(gòu))的基本結(jié)構(gòu)也在上述的特開2002-61501號(hào)公報(bào)等中公開，其具有與活塞1的活塞銷2連接的上連桿3、與該上連桿3和曲柄軸4的曲柄銷5連接的下連桿6、一端以可擺動(dòng)的方式支承在氣缸體12側(cè)的擺動(dòng)支點(diǎn)上且另一端與下連桿6連接來束縛下連桿6的運(yùn)動(dòng)的控制連桿8。
該機(jī)構(gòu)通過多個(gè)連桿將活塞的活塞銷和曲柄軸的曲柄銷聯(lián)接，通過改變?cè)撨B桿的一個(gè)束縛條件而能夠使內(nèi)燃機(jī)壓縮比隨著活塞上止點(diǎn)位置的變化而改變，所以能夠通過根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件控制為最合適的壓縮比從而使對(duì)內(nèi)燃機(jī)的高效率化、高輸出化和低輻射化做出貢獻(xiàn)。另外，可通過適當(dāng)設(shè)定連桿系列的尺寸、布局，從而能夠設(shè)定成在由一根連桿(連接桿)將活塞銷和曲柄銷連接的單連桿式的結(jié)構(gòu)中不可能實(shí)現(xiàn)的合適的活塞行程特性，具體地，與單連桿式機(jī)構(gòu)相比，通過減小活塞上止點(diǎn)附近的活塞加速度，而能夠得到旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)的降低化等效果。
另外，還設(shè)有壓縮比變更機(jī)構(gòu)，其通過改變控制連桿8的擺動(dòng)支點(diǎn)的位置，來改變下連桿6的運(yùn)動(dòng)束縛條件，而使內(nèi)燃機(jī)壓縮比能夠隨著活塞1的上止點(diǎn)位置的變化而變更。該壓縮比變更機(jī)構(gòu)在曲柄軸4的斜下方平行配置，并具有以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在氣缸體12側(cè)的控制軸7、對(duì)應(yīng)于各氣缸而設(shè)于控制軸7上的多個(gè)(本實(shí)施方式中是4個(gè))的控制凸輪7A、以及變更和/或保持控制軸7的旋轉(zhuǎn)角度的可變壓縮比致動(dòng)器31(參照?qǐng)D3)，控制凸輪7A的圓形的外周面上以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝著下連桿8的下端。
作為控制連桿8的擺動(dòng)支點(diǎn)的控制凸輪7A的中心相對(duì)于控制軸7的旋轉(zhuǎn)中心偏心。因此，控制連桿8相對(duì)氣缸體12側(cè)的擺動(dòng)支點(diǎn)的位置根據(jù)控制軸7的旋轉(zhuǎn)位置而相應(yīng)變化，從曲柄銷5到活塞銷2的距離也相應(yīng)地變化。上連桿3和下連桿6由上銷9連接，控制連桿8和下連桿6由控制銷10連接。
另外，若多連桿機(jī)構(gòu)不具有壓縮比變更功能的情況下，可將控制軸7形成沒有相對(duì)于控制軸7的旋轉(zhuǎn)中心偏心的控制凸輪7A的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，只要使控制連桿8以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在該控制軸7上即可。
另外，曲柄軸4具有由五個(gè)曲柄軸承部11a～11e以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在氣缸體12側(cè)的共計(jì)5個(gè)(主)軸頸部4A；以及、設(shè)置在相鄰的軸頸部4A間的共計(jì)4個(gè)曲柄銷5。并且，軸頸部4A和曲柄銷5之間分別設(shè)有平衡塊4B。
如圖13所示，各曲柄軸承部11由設(shè)于氣缸體12上的隔板26、以及由螺栓21～23共同聯(lián)結(jié)固定在該隔板26的下面的階梯架13的第一軸承蓋部27構(gòu)成。在隔板26的下面和第一軸承蓋部27的上面分別形成構(gòu)成以可旋轉(zhuǎn)的方式支承曲柄軸4的軸承面19的半圓筒狀的軸承槽。
氣缸體12由一體鑄造制得，多個(gè)氣缸即氣缸鏜28在內(nèi)燃機(jī)前后方向即氣缸列方向并列形成。隔板26與氣缸體12一體形成，相鄰的氣缸鏜28之間形成從氣缸鏜28的下端部向下方垂下的隔壁狀、膜狀，其兩側(cè)緣與氣缸體12的內(nèi)壁一體連接。
階梯架13形成一體連接多個(gè)第一軸承蓋部27的格子狀、梯子狀的強(qiáng)度優(yōu)良的骨骼形狀，其兩側(cè)壁13A固定在氣缸體12的兩側(cè)壁的下面。即，階梯架13與氣缸體12一起構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)的外部輪廓形狀的一部分，因此，氣缸體12也稱為體上部、階梯架13也稱為體下部。該階梯架13的下端隔著控制軸7而由螺栓22、23聯(lián)結(jié)固定著第二軸承蓋14。在階梯架13的下面和第二軸承蓋14的上面分別形成構(gòu)成以可旋轉(zhuǎn)的方式支承控制軸7的控制軸軸承面20的半圓筒狀的槽。
除了后述的高剛性軸承蓋14a以外，由距控制軸7遠(yuǎn)的一根螺栓21聯(lián)結(jié)階梯架13和氣缸體12，由緊臨控制軸7的兩側(cè)的兩根螺栓22、23共同將階梯架13和第二軸承蓋14兩者聯(lián)結(jié)固定在氣缸體12上。
圖8和圖9表示當(dāng)以高速高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)時(shí)，根據(jù)曲柄角，5處的1號(hào)～5號(hào)曲柄軸承部11a～11e(隔板)上分別作用的支承負(fù)載(Bearing Force)即活塞上下方向(垂直方向)的負(fù)載的變化。圖8是適用將活塞和曲柄銷由作為一根連桿的連接桿連接的單連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)(以下也簡(jiǎn)單稱為單連桿機(jī)構(gòu))的內(nèi)燃機(jī)(以下也簡(jiǎn)單稱為單連桿內(nèi)燃機(jī))；圖9表示適用多連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)(以下也簡(jiǎn)單稱為多連桿內(nèi)燃機(jī))的特性。另外，單連桿內(nèi)燃機(jī)和多連桿內(nèi)燃機(jī)都以相同的排氣量和運(yùn)轉(zhuǎn)條件等都按照曲柄角度以180°間隔以1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、2號(hào)氣缸的順序進(jìn)行點(diǎn)火。圖8和圖9存在以下差異。
輸入各曲柄軸承部的軸承負(fù)載特別是其最大值因各個(gè)內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目、例如最大缸內(nèi)壓力的大小或最高旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量等而變化。但是，乘用車用內(nèi)燃機(jī)適用的范圍內(nèi)，一般單連桿內(nèi)燃機(jī)和多連桿內(nèi)燃機(jī)有以下差別。圖8的單連桿內(nèi)燃機(jī)中，自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d受到的負(fù)載的最大值與自內(nèi)燃機(jī)前方的第3號(hào)曲柄軸承部11c受到的負(fù)載的最大值相等或比其小，而相對(duì)于此，圖9中的多連桿內(nèi)燃機(jī)中，自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d受到的負(fù)載的最大值比自內(nèi)燃機(jī)前方的第3號(hào)曲柄軸承部11c受到的負(fù)載的最大值大。即，配置在相鄰的兩個(gè)氣缸間的2～4號(hào)曲柄軸承部11b～11d中2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d受到的負(fù)載的最大值最大。
產(chǎn)生這樣的負(fù)載的差別的理由是自前方2號(hào)的第曲柄軸承部11b受到最大負(fù)載的時(shí)刻(timing時(shí)機(jī))之一，如圖8、9所示，是1號(hào)氣缸的燃燒時(shí)刻(壓縮上止點(diǎn)附近)。圖10、11提出這樣的時(shí)刻下的與曲柄軸的#1氣缸和#2氣缸對(duì)應(yīng)的曲柄行程來表示，表示在#1氣缸的燃燒時(shí)刻什么樣的負(fù)載作用于曲柄軸4，傳給氣缸體12，圖10關(guān)于單連桿內(nèi)燃機(jī)，圖11關(guān)于多連桿內(nèi)燃機(jī)。另外，三個(gè)圖示的曲柄軸4的軸頸部4A中，這樣的軸頸部4A由2號(hào)曲柄軸承部11b支承。
1號(hào)氣缸的曲柄銷5#1上作用朝下的燃燒負(fù)載15和朝上的慣性負(fù)載16。同時(shí)，2號(hào)氣缸的曲柄銷5#2上作用朝下的慣性負(fù)載17。另外，2號(hào)氣缸上也一定是作用因氣缸內(nèi)壓引起的朝上的負(fù)載，但是與這里所表示的慣性力、燃燒壓力相比其小到了可以無視其存在的程度。在此，簡(jiǎn)單之便，假設(shè)輸入各曲柄銷的負(fù)載相等地傳遞給前后的曲柄軸承部相等，則2號(hào)曲柄軸承部11b上作用1號(hào)氣缸的燃燒負(fù)載15的一半的朝下的負(fù)載15a、1號(hào)氣缸的慣性力16的一半的朝上負(fù)載16a、以及2號(hào)氣缸的慣性力17的一半的朝下的負(fù)載17a。在此，所謂慣性力是指除了活塞1和曲柄軸4以外，包含上連桿3和下連桿6等的曲柄旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系的慣性力，基本上與活塞的加速度成反方向正比。
如圖10所示，單連桿內(nèi)燃機(jī)中，其結(jié)構(gòu)上不可避免的是，1號(hào)氣缸的朝上的慣性力16大于2號(hào)氣缸的朝下的慣性力17。因此，2號(hào)曲柄軸承部11b上作用的1號(hào)和2號(hào)氣缸的慣性力的合力18為朝上的力，與朝下的燃燒壓力15a抵消。
另一方面，圖11的多連桿內(nèi)燃機(jī)中，如后所述，為降低旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)等目的，將活塞加速度設(shè)定得在活塞上止點(diǎn)附近比活塞下止點(diǎn)附近小，所以，1號(hào)氣缸的慣性力16和2號(hào)氣缸的慣性力17的大小的關(guān)系與圖10所示的單連桿內(nèi)燃機(jī)成相反的關(guān)系，具體地，2號(hào)氣缸的朝下的慣性力17的大小比1號(hào)氣缸的朝上的慣性力16大。因此，2號(hào)曲柄軸承部11b上作用的1號(hào)氣缸和2號(hào)氣缸的慣性力的合力18為朝下的力，成為與朝下的燃燒負(fù)載15疊加增加的關(guān)系。
這樣的慣性力和燃燒壓力間的關(guān)系的不同起因于單連桿機(jī)構(gòu)和多連桿機(jī)構(gòu)的1個(gè)氣缸量的慣性力特性的不同?？紤]到1個(gè)氣缸的量的曲柄行程的情況下，自曲柄軸4的主軸頸部4A傳給氣缸體12的曲柄軸承部11的慣性力(1個(gè)氣缸的量的合計(jì))由橫軸曲柄角度示于圖12。該圖12表示單連桿內(nèi)燃機(jī)和多連桿內(nèi)燃機(jī)的1個(gè)氣缸的量的慣性力的上下方向分量。單連桿內(nèi)燃機(jī)中，結(jié)構(gòu)上不可避免的是，活塞上止點(diǎn)附近的朝下的活塞加速度的大小比活塞下止點(diǎn)附近的朝上的活塞加速度大，活塞上止點(diǎn)的朝上的慣性力的大小即朝上慣性力的最大值(圖中A)比活塞下止點(diǎn)的朝下慣性力的大小即朝下慣性力的最大值(圖中B)大。
相對(duì)于此，上述多連桿內(nèi)燃機(jī)中，為實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)分量的降低化等，活塞加速度在活塞上止點(diǎn)附近設(shè)定得比下止點(diǎn)附近小，活塞上止點(diǎn)附近的朝上的慣性力的大小即朝上慣性力的最大值(圖中C)比活塞下止點(diǎn)附近的朝下的慣性力的大小即朝下慣性力的最大值(圖中D)小。這樣的活塞行程特性適用于4沖程直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)時(shí)，如上所述，對(duì)特定的第二、第四曲柄軸承部11b、11d會(huì)作用特別大的最大負(fù)載。
另外，2號(hào)曲柄軸承部11b受到最大負(fù)載的時(shí)刻在內(nèi)燃機(jī)的1沖程中還有一次，即為2號(hào)氣缸的燃燒的時(shí)刻。這種情況下對(duì)2號(hào)曲柄軸承部11b施加的負(fù)載具體則如上面提到地使第一氣缸側(cè)和第二氣缸側(cè)調(diào)換。另外，4號(hào)曲柄軸承部11d的負(fù)載特性也是最大負(fù)載的時(shí)刻(曲柄角)根據(jù)各氣缸的燃燒的時(shí)刻的不同而不同，與上述2號(hào)曲柄軸承部11b的負(fù)載特性相同。
上述的負(fù)載特性的不同的結(jié)果，在單連桿內(nèi)燃機(jī)中，自內(nèi)燃機(jī)前方2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)曲柄軸承部11b～11d的強(qiáng)度和剛性設(shè)計(jì)為大致相同雖然是沒有問題的，但是在上述的多連桿內(nèi)燃機(jī)中，2～4號(hào)曲柄軸承部11b～11d的剛性若相等，則會(huì)導(dǎo)致局部受到大的負(fù)載的2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的軸承強(qiáng)度不足，或?yàn)榇_保軸承強(qiáng)度而重量增加或大型化。
因此，在后述的第一～第四實(shí)施例中，上述的2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d與其他曲柄軸承部11a、11c、11e相比是剛性高的軸承部(以下也稱作高剛性軸承部)。另外，下面的實(shí)施例中，多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)等的基本結(jié)構(gòu)與圖6、7的比較例是相同的，不再贅述。
參照?qǐng)D1和圖2，說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。該第一實(shí)施例中，曲柄軸承部(隔板26和第一軸承蓋部27)的剛性不同，所以其內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸即壁厚也不同。即，以往的情況下5處的曲柄軸承部11a～11e是同樣的壁厚，而本實(shí)施例中，如圖1所示，作為2號(hào)、4號(hào)曲柄軸承部的高剛性軸承部11b、11d的內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸D1設(shè)定得比另外的1號(hào)、3號(hào)和5號(hào)的曲柄軸承部11a、11c、11e的內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸D2大。由此，高剛性軸承部11b、11d與其他曲柄軸承部11a、11c、11e相比剛性高，能提高高剛性軸承部11b、11d的軸承強(qiáng)度，并實(shí)質(zhì)地降低對(duì)高剛性軸承部11b、11d作用的負(fù)載，對(duì)各曲柄軸承部11a～11e作用的負(fù)載的偏差能夠降低即均勻化。
像這樣通過設(shè)置剛性的差異，使得作用于高剛性軸承部11b、11d的最大負(fù)載得以實(shí)質(zhì)性地降低的機(jī)理參照?qǐng)D2進(jìn)行說明。圖2與圖11所示的比較例相同，表示對(duì)與直列4氣缸多連桿內(nèi)燃機(jī)的1號(hào)氣缸和2號(hào)氣缸對(duì)應(yīng)的曲柄行程、以及1號(hào)氣缸產(chǎn)生最大燃燒壓力的時(shí)刻(活塞上止點(diǎn)附近)的各曲柄行程作用的負(fù)載?；旧吓c圖11的比較例相同，但是圖11的比較例中，多個(gè)曲柄軸承部11a～11c的剛性均勻的，所以2號(hào)氣缸的慣性力17作為對(duì)相鄰的2號(hào)和3號(hào)曲柄軸承部11b、11c均等的分力17a、17b分配，而圖2的本實(shí)施例中，多個(gè)曲柄軸承部11a～11c的剛性不同，所以2號(hào)氣缸的慣性力17作為對(duì)相鄰的2號(hào)和3號(hào)曲柄軸承部11b、11c不均等的分力17a、17b分配。對(duì)各曲柄銷5作用的燃燒負(fù)載和慣性力經(jīng)相鄰的兩個(gè)軸頸部分配傳遞給曲柄軸承部，但是其分擔(dān)比率不是嚴(yán)格的1∶1即均等，而是根據(jù)曲柄軸或曲柄軸承部的剛性和變形量而變動(dòng)。具體地，3號(hào)曲柄軸承部11c的剛性、特別是半徑方向的徑向剛性比2號(hào)曲柄軸承部11b低，則3號(hào)曲柄軸承部11c的變形量變大，輸入2號(hào)氣缸的曲柄銷5#2的負(fù)載的負(fù)擔(dān)比率是3號(hào)曲柄軸承部11c的大。這時(shí)，輸入2號(hào)曲柄軸承部11b的2號(hào)氣缸的慣性力的分量17a減少，所以在輸入2號(hào)曲柄軸承部11b的1號(hào)氣缸和2號(hào)氣缸的慣性力的合力18中，1號(hào)氣缸的朝上的慣性力16a的影響相對(duì)變大，即朝下的力弱化，朝上的力強(qiáng)化。因此，與圖11的比較例相比，輸入2號(hào)曲柄軸承部11b的1號(hào)氣缸的燃燒壓力和1號(hào)氣缸、2號(hào)氣缸的慣性力的合力18疊加增強(qiáng)的傾向變緩和，對(duì)2號(hào)曲柄軸承部11b的朝下的輸入減少，所以對(duì)2號(hào)曲柄軸承部11b的朝下的最大負(fù)載能夠得以有效減輕。
上述說明的是1號(hào)氣缸的燃燒時(shí)刻的機(jī)理，但是2號(hào)曲柄軸承部11b的負(fù)載在2號(hào)氣缸的燃燒時(shí)刻也取最大值。這種情況下的負(fù)載的機(jī)理在圖2中將第一氣缸側(cè)和第二氣缸側(cè)調(diào)換來考慮的話是可以同樣的方式說明的。即，通過降低1號(hào)曲柄軸承部11a的剛性，傳給2號(hào)曲柄軸承部11b的1號(hào)氣缸的朝下慣性力比傳給1號(hào)曲柄軸承部11a的1號(hào)氣缸的朝下慣性力小，結(jié)果能夠降低2號(hào)氣缸的燃燒時(shí)刻的2號(hào)曲柄軸承部11b的負(fù)載。4號(hào)曲柄軸承部11d的負(fù)載降低的機(jī)理也與上述的2號(hào)曲柄軸承部11b的情況相同。
圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例的說明圖，是表示多連桿式內(nèi)燃機(jī)的高剛性軸承部11b、11d的剖面圖。與圖13所表示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)給以相同的附圖標(biāo)記，但是高剛性軸承部11b、11d上聯(lián)結(jié)可變壓縮比致動(dòng)器31的機(jī)殼24這點(diǎn)上是不同的?？勺儔嚎s比致動(dòng)器31在機(jī)殼24的內(nèi)部具有進(jìn)給絲杠和桿體，通過桿體在軸線24a上沿圖中左右斜方向移動(dòng)，從而與該桿體連接的控制軸7的旋轉(zhuǎn)角度變化，能使內(nèi)燃機(jī)的壓縮比變化。并且，通過使機(jī)殼24與高剛性軸承部11b、11d聯(lián)結(jié)，從而能夠?qū)⒃摍C(jī)殼24作為加強(qiáng)部件利用，能顯著提高高剛性軸承部11b、11d的剛性特別是活塞上下方向的剛性。該第二實(shí)施例中，特意不像第一實(shí)施例那樣在曲柄軸承部的厚度上設(shè)置厚度差別，而能夠提高2號(hào)、4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的剛性，有效降低其輸入負(fù)載。
圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施例的說明圖。多連桿式內(nèi)燃機(jī)的高剛性軸承部11b、11d的剖面圖。該第三實(shí)施例中，與圖3的第二實(shí)施例相同，與階梯架13的下面聯(lián)結(jié)的多個(gè)第二軸承蓋14之中，位于高剛性軸承部11b、11d的下方的第二軸承蓋14a作為與其他第二軸承蓋14(參照?qǐng)D13)相比在內(nèi)燃機(jī)寬度方向尺寸的長(zhǎng)的高剛性軸承蓋14a。具體地，高剛性軸承蓋14a在內(nèi)燃機(jī)寬度方向上延長(zhǎng)而橫切曲柄軸軸承面19的下方位置，三根螺栓21、22、23與階梯架13一起聯(lián)結(jié)在氣缸體12上。這樣位于高剛性軸承部11b、11d的下方的第二軸承蓋14a的內(nèi)燃機(jī)寬度方向尺寸比其他第二軸承蓋14(參照?qǐng)D13)延長(zhǎng)，從而能夠提高高剛性軸承部11b、11d的徑方向(半徑方向)的剛性特別是活塞上下方向的剛性，不像第一實(shí)施例那樣對(duì)曲柄軸承部的厚度設(shè)置厚度差，而能夠?qū)嵸|(zhì)性降低輸入2號(hào)曲柄軸承部11b和4號(hào)曲柄軸承部11d的負(fù)載。另外，本實(shí)施例中，1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e的結(jié)構(gòu)與圖13所示的結(jié)構(gòu)相同。
另外，第二和第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的折中實(shí)施例也可以采用。即，安裝在2號(hào)曲柄軸承部11b和4號(hào)曲柄軸承部11d的下方的第二軸承蓋作為在內(nèi)燃機(jī)寬度方向延長(zhǎng)的高剛性軸承蓋14a，并且僅在其一側(cè)的下方聯(lián)結(jié)致動(dòng)器31的機(jī)殼24，從而可得到與第二、第三實(shí)施例大致相同的效果。
圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施例的說明圖，表示多連桿式內(nèi)燃機(jī)的1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e的剖面圖。與圖13所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)給以相同的附圖標(biāo)記，但是在曲柄軸承部11a、11c、11e的隔板26的內(nèi)燃機(jī)前后方向的側(cè)面上與曲柄軸軸承面19的上方對(duì)應(yīng)的位置上凹入設(shè)置有局部凹陷的凹部25這一點(diǎn)是不同的。凹部25為確保曲柄軸軸承面19的內(nèi)燃機(jī)前后方向尺寸，而比該軸承面19以規(guī)定間隔ΔS而配置在上方，并且形成在以軸承面19為中心的扇形的范圍內(nèi)。
另外，本實(shí)施例中，高剛性軸承部11b、11d的隔板26與圖13相同地設(shè)置沒有凹部的結(jié)構(gòu)、或者設(shè)置凹部，但是其面積、深度比1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e上形成的凹部25設(shè)定得小。通過設(shè)置凹部25而減薄內(nèi)燃機(jī)前后方向的壁厚，使曲柄軸軸承面19的剛性降低，從而相對(duì)提高高剛性軸承部11b、11d的剛性，與上述第一、第二實(shí)施例一樣地，可降低輸入高剛性軸承部11b、11d的負(fù)載。
特別是在本實(shí)施例中，曲柄軸軸承面19的上方設(shè)置凹部25，所以最大負(fù)載的作用方向即活塞上下方向的剛性能夠得以局部、集中降低。因此，與設(shè)有該凹部25的曲柄軸承11a、11c、11e相比，2號(hào)、4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的活塞上下方向的剛性能夠得以有效提高，以更高的水平確保軸承強(qiáng)度和減小重量和尺寸。
而且，與上述第二、第三實(shí)施例相同，通過使全部的曲柄軸承部11a～11e的內(nèi)燃機(jī)前后方向尺寸均勻化，而能夠使軸承襯瓦(軸受けメタル)等部件通用化，另外也使氣缸體12和曲柄軸4的設(shè)計(jì)和制造容易。
另外，除了兼作氣缸體12的后端的隔板的5號(hào)曲柄軸承部11e，也可代替凹部25而形成在內(nèi)燃機(jī)前后方向貫通隔板26的貫通孔。
通過以上的說明，能夠把握的本發(fā)明的特別的結(jié)構(gòu)及其作用效果如下說明。其中，本發(fā)明不限定于賦以附圖標(biāo)記的圖示的結(jié)構(gòu)，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以作種種變形和變更。
其包括活塞1以可升降的方式滑動(dòng)的多個(gè)#1～#4氣缸沿氣缸列方向形成的氣缸體12、在多個(gè)#1～#4氣缸的下方沿氣缸列方向配置的曲柄軸4，該曲柄軸4具有由多個(gè)曲柄軸承部11a～11e而以可向氣缸體12側(cè)旋轉(zhuǎn)的方式被支承的多個(gè)軸頸部4A和設(shè)于相鄰的軸頸部4A之間的多個(gè)曲柄銷5，并且具有將上述曲柄銷5和活塞1的活塞銷2聯(lián)接的活塞曲柄機(jī)構(gòu)。
根據(jù)該活塞曲柄機(jī)構(gòu)，為降低旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)分量等，在活塞上止點(diǎn)附近的朝上的慣性力C設(shè)定得小于活塞下止點(diǎn)附近的朝下的慣性力D(參照?qǐng)D12)。即，活塞的朝下的加速度的最大值設(shè)定得小于活塞朝上的加速度的最大值。
這樣的活塞行程特性，如圖6等所示，是通過具有實(shí)質(zhì)上由兩根連桿3、6將活塞銷和曲柄銷連接的比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。其中，設(shè)定為這樣的活塞行程特性的內(nèi)燃機(jī)中，多個(gè)曲柄軸承部11a～11e中，具有一個(gè)氣缸的活塞位于上止點(diǎn)附近時(shí)另一個(gè)氣缸的活塞位于下止點(diǎn)附近這樣的關(guān)系的相鄰的氣缸、例如上面所述那樣以曲柄角而按各180°按照第一、第三、第四以及第二氣缸的順序進(jìn)行點(diǎn)火的4沖程直列4氣缸中第1、2氣缸間、以及第3、4氣缸間配置的曲柄軸承部11b、11d中，作為其一的氣缸燃燒時(shí)，相鄰的兩個(gè)氣缸的慣性力的合力為朝下的合力，該力加給燃燒壓力引起的朝下的力。因此，假設(shè)全部的曲柄軸承部11a～11e的尺寸、剛性是均勻的，則對(duì)上述曲柄軸承部11b、11d上作用局部大的最大負(fù)載即大于一個(gè)氣缸的燃燒壓力引起的負(fù)載的最大負(fù)載，確保曲柄軸承部11b、11d的軸承強(qiáng)度是困難的?；蛘咭岣呷康那S承部的剛性也存在會(huì)導(dǎo)致重量增加或大型化的問題。
因此，這樣的曲柄軸承部11b、11d作為比其他曲柄軸承部11a、11c、11e剛性高的高剛性軸承部。如上所述，對(duì)于相鄰的曲柄軸承部的負(fù)載分擔(dān)率有大變形的曲柄軸承部會(huì)變高的傾向。因此，通過提高會(huì)作用大負(fù)載的所述高剛性軸承部11b、11d的剛性，能夠提高其軸承強(qiáng)度，并且通過緩和其變形，能夠降低高剛性軸承部11b、11d的負(fù)載分擔(dān)率，通過這樣地使負(fù)載分擔(dān)率合適化，從而能夠降低實(shí)際上作用于高剛性軸承部11b、11d的負(fù)載，從而能夠降低、抵消對(duì)各曲柄軸承部11a～11e的負(fù)載的偏差，所以能夠抑制重量、尺寸的增加，有效提高軸承強(qiáng)度。
更具體地如圖2所示，當(dāng)作為其一的#1氣缸燃燒時(shí)，具有另一個(gè)#2氣缸的朝下的慣性力17比該#1氣缸的朝上的慣性力16大的關(guān)系的相鄰的兩個(gè)#1、#2氣缸間配置的曲柄軸承部11b形成為比其他曲柄軸承部11a、11c剛性高的高剛性軸承部。換言之，作用比一氣缸的最大燃燒壓引起的負(fù)載大的曲柄軸承部形成為比其他曲柄軸承部剛性高的高剛性軸承部。
優(yōu)選地，如圖3～5的第二～第四實(shí)施例所示，高剛性軸承部11b、11d關(guān)于作為作用最大負(fù)載的方向即活塞上下方向上的剛性局部被提高。因此，關(guān)于其他方向不必提高剛性，而不會(huì)導(dǎo)致重量和尺寸等的增加，能夠有效提高高剛性軸承部11b、11d的剛性。
4沖程直列4氣缸內(nèi)燃機(jī)的情況下，內(nèi)燃機(jī)前后方向上排列4個(gè)#1～#4氣缸和5個(gè)曲柄軸承部11a～11e。并且，自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)的第2號(hào)和4號(hào)的曲柄軸承部11b、11d比自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)的第1號(hào)、3號(hào)和5號(hào)的曲柄軸承部11a、11c、11e剛性高。
更詳細(xì)地，自內(nèi)燃機(jī)前方3號(hào)曲柄軸承部11c的徑方向(徑向)上的剛性比自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)曲柄軸承部11b和4號(hào)曲柄軸承部11d的徑方向剛性高。因此，2號(hào)氣缸或4號(hào)氣缸的慣性力引起的3號(hào)曲柄軸承部11c的徑方向變形量比2號(hào)或4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的變形量大。因此，3號(hào)曲柄軸承部11c的分擔(dān)負(fù)載增加，2號(hào)氣缸的慣性力下的2號(hào)曲柄軸承部11b的分擔(dān)負(fù)載、3號(hào)氣缸的慣性力下的4號(hào)氣缸軸承部11d的分擔(dān)負(fù)載減少，所以能夠防止2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的負(fù)載過大。
另外，自內(nèi)燃機(jī)前方的第1號(hào)氣缸的曲柄軸承部11a的徑方向剛性比自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)曲柄軸承部11b的徑方向剛性低。因此，1號(hào)氣缸的慣性力引起的1號(hào)氣缸軸承部11a的徑方向變形量比2號(hào)曲柄軸承部11b的變形量大。因此，1號(hào)曲柄軸承部11a的分擔(dān)負(fù)載增加，1號(hào)氣缸的慣性力下的2號(hào)曲柄軸承部11b的分擔(dān)負(fù)載減少，所以能夠防止2號(hào)曲柄軸承部11b的負(fù)載過大。
另外，自內(nèi)燃機(jī)前方的第5號(hào)曲柄軸承部11e的徑方向剛性比自內(nèi)燃機(jī)前方的第4號(hào)曲柄軸承部11d的徑方向剛性低。因此，4號(hào)氣缸的慣性力引起的5號(hào)曲柄軸承部11e的徑方向變形量比4號(hào)曲柄軸承部11d的變形量大。因此，5號(hào)曲柄軸承部11e的分擔(dān)負(fù)載增加，4號(hào)氣缸的慣性力下的4號(hào)曲柄軸承部11d的分擔(dān)負(fù)載減少，所以能夠防止多連桿式內(nèi)燃機(jī)中4號(hào)曲柄軸承部11d的負(fù)載過大。
另外，自內(nèi)燃機(jī)前方的第3號(hào)或1號(hào)或5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e的垂直方向(活塞上下方向)的剛性比自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)的曲柄軸承部11b和4號(hào)曲柄軸承部11d的垂直方向剛性低，所以2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的負(fù)載降低效果在作為該曲柄軸承部11b、11d的最大負(fù)載的方向即垂直方向上尤為顯著。
在圖1、2所示的第一實(shí)施例中，使自內(nèi)燃機(jī)前方的第3號(hào)或1號(hào)或5號(hào)的曲柄軸承部11a、11c、11e的內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸D2比自內(nèi)燃機(jī)前方的第2號(hào)曲柄軸承部11b、4號(hào)曲柄軸承部11d的內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸D1小，從而2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d的剛性得以降低，得到上述的負(fù)載降低效果。這種情況下，通過薄化與2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d相比受到低的負(fù)載的3號(hào)或1號(hào)或5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e的寬度從而能夠縮短內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸。
在圖3～5所示的第二～第四實(shí)施例中，使自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)的第2號(hào)和4號(hào)曲柄軸承部11b、11d在作為最大負(fù)載作用的方向即活塞上下方向上比自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)1號(hào)、3號(hào)和5號(hào)曲柄軸承部11a、11c、11e剛性高。因此，自其他方向上的剛性不必提高，從而也不會(huì)導(dǎo)致因這樣的不必要的提高而帶來的重量、尺寸的增加，從而能夠適當(dāng)?shù)氐玫浇档蜕鲜龈邉傂暂S承部的負(fù)載的效果。
多連桿內(nèi)燃機(jī)中與單連桿內(nèi)燃機(jī)相比，活塞上止點(diǎn)附近的加速度設(shè)定得低。因此，與多連桿機(jī)構(gòu)相比，活塞運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)分量能得以降低，并且活塞行程速度也能在上止點(diǎn)附近也相對(duì)減小，在下止點(diǎn)附近相對(duì)變大?；钊现裹c(diǎn)前后的活塞行程速度被減小使膨脹行程前半程的曲柄角度范圍內(nèi)的燃燒室容積增加速度減小，所以曲柄角度范圍的燃燒室內(nèi)的壓力降低幅度減小，同時(shí)燃燒室內(nèi)的溫度降低幅度也減小。因此，膨脹行程前半程的燃燒速度可維持得較大，能夠有效縮短燃燒期間。結(jié)果，例如由于過給機(jī)的過給使大量空氣送入燃燒室的高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，避免排氣溫度大幅度上升。另外，膨脹行程前半程的曲柄角度范圍內(nèi)燃燒的混合氣的量增加，所以有效轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)燃機(jī)輸出的比率增加，內(nèi)燃機(jī)的熱效率也得以提高。
另外，通過控制連桿8的擺動(dòng)支點(diǎn)(擺動(dòng)凸輪7A)的位置變化，從而對(duì)于上述多連桿機(jī)構(gòu)，能夠容易地賦以伴隨活塞上止點(diǎn)位置的變化而變化內(nèi)燃機(jī)壓縮比的功能。具體地如圖2和3所示設(shè)有以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在氣缸體12側(cè)的控制軸7、相對(duì)于該控制軸7偏心設(shè)置并安裝著上述控制連桿8的一端的控制凸輪7A、以及變更和/或保持上述控制軸7的旋轉(zhuǎn)角度的可變壓縮比致動(dòng)器31。并且，通過變更控制軸7的旋轉(zhuǎn)位置，從而作為控制連桿8的擺動(dòng)支點(diǎn)的控制凸輪7A能夠相對(duì)控制軸7的中心旋轉(zhuǎn)變位，變更內(nèi)燃機(jī)壓縮比。
在圖3所示的第二實(shí)施例中，為提高高剛性軸承部11b、11d的剛性，在高剛性軸承部上固定可變壓縮比致動(dòng)器31的機(jī)殼24。更具體地，設(shè)有氣缸體12上一體形成的膜狀的多個(gè)隔板26、和固定在該隔板26的下面的階梯架13。該階梯架13上形成有與隔板26一起以可旋轉(zhuǎn)的方式支承曲柄軸4的軸頸部4A的多個(gè)第一軸承蓋部27。另外，還具有第二軸承蓋14，其固定在階梯架13的下面，與蓋階梯架13一起可旋轉(zhuǎn)地支承控制軸7。并且，在位于高剛性軸承部11b、11d的下方第二軸承蓋14a上固定上述可變壓縮比致動(dòng)器31的機(jī)殼24。因此，機(jī)殼24作為剛性加強(qiáng)部件利用，從而能夠有效以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高高剛性軸承部的剛性特別是活塞方向上的剛性。
在圖3和圖4所示的第二、第三實(shí)施例中，位于高剛性軸承部11b、11d的下方的第二軸承蓋作為比其他第二軸承蓋14在內(nèi)燃機(jī)寬度方向上尺寸長(zhǎng)的高剛性軸承蓋14a。由此，能夠利用以可旋轉(zhuǎn)的方式支承控制軸7的高剛性軸承蓋14a的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來有效提高高剛性軸承部11b、11d的剛性特別是活塞上下方向的剛性。
另外，在圖3和圖4所示的第二、第三實(shí)施例中，為進(jìn)一步提高高剛性軸承部11b、11d的軸承強(qiáng)度，在與該高剛性軸承部11b、11d對(duì)于的部分，通過三根固定螺栓21～23、包括配置在曲柄軸4的軸頸部4A的內(nèi)燃機(jī)兩側(cè)的兩根固定螺栓21、22，來共同將高剛性軸承蓋14a與階梯架13聯(lián)結(jié)固定在隔板26上。
在圖5所示的第四實(shí)施例中，除了高剛性軸承部11b、11d以外其他的曲柄軸承部11a、11c、11e上為降低其剛性，在內(nèi)燃機(jī)前后方向的側(cè)面形成凹部(或貫通孔)25。由此，與設(shè)有凹部25的曲柄軸承部11a、11c、11e相比能夠相對(duì)提高高剛性軸承部11b、11d的剛性。這種情況下，能夠適當(dāng)?shù)厥骨S承部的剛性不同，并且使全部的曲柄軸承部11a～11e的內(nèi)燃機(jī)前后方向的尺寸一致，使曲柄軸4和氣缸體12的設(shè)計(jì)制造變得容易，并且使軸承襯瓦(軸受けメタル)等部件通用化。另外，通過對(duì)高剛性軸承部11b、11d的其他曲柄軸承部11a、11c、11e形成凹部25或貫通孔，從而使最大負(fù)載作用的活塞上下方向尺寸局部降低，并降低活塞上下方向的負(fù)載，所以相對(duì)地能夠有效提高高剛性軸承部11b、11d的活塞上下方向的剛性。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有氣缸體，該氣缸體的內(nèi)部形成多個(gè)氣缸，該多個(gè)氣缸的活塞以可升降的方式滑動(dòng)；曲柄軸，該曲柄軸沿氣缸列方向配置在所述多個(gè)氣缸的下方，并以可旋轉(zhuǎn)的方式由設(shè)于所述氣缸體上的多個(gè)曲柄軸承部支承，所述曲柄軸具有多個(gè)軸頸部，該多個(gè)軸頸部以可旋轉(zhuǎn)的方式被支承在所述氣缸體的所述多個(gè)曲柄軸承部上；多個(gè)曲柄銷，該多個(gè)曲柄銷設(shè)于相鄰的所述軸頸部之間，所述內(nèi)燃機(jī)還具有聯(lián)接所述曲柄銷和所述活塞的活塞銷的活塞曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過所述活塞曲柄機(jī)構(gòu)使在活塞上止點(diǎn)附近朝上的慣性力小于在活塞下止點(diǎn)附近朝下的慣性力，并且，在多個(gè)所述曲柄軸承部中，配置在具有下述關(guān)系的相鄰氣缸之間的曲柄軸承部為比其他曲柄軸承具有更高剛性的軸承部所述相鄰氣缸之一的活塞位于所述活塞上止點(diǎn)附近時(shí)，所述相鄰氣缸中的另一個(gè)氣缸的活塞位于所述活塞下止點(diǎn)附近。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，通過所述活塞曲柄機(jī)構(gòu)使所述活塞的朝下的加速度的最大值小于所述活塞的朝上的加速度的最大值。
3.如權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述剛性高的軸承部在活塞上下方向上的剛性比其他曲柄軸承部高。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在內(nèi)燃機(jī)前后方向排列四個(gè)氣缸和五個(gè)曲柄軸承部，自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)起第二號(hào)和第四號(hào)曲柄軸承部為比自內(nèi)燃機(jī)前側(cè)起第一號(hào)、第三號(hào)和第五號(hào)曲柄軸承部具有更高剛性的軸承部。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述活塞曲柄機(jī)構(gòu)是多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)，該多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)具有上連桿，該上連桿與所述活塞的活塞銷連接；下連桿，該下連桿與所述上連桿和所述曲柄軸的曲柄銷連接；控制連桿，該控制連桿一端以能以擺動(dòng)支點(diǎn)為中心擺動(dòng)的方式支承在氣缸體側(cè)，另一端與所述下連桿或所述上連桿連接。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，與由一根連桿連接所述活塞銷和所述曲柄銷的單連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)相比，所述多連桿式活塞曲柄機(jī)構(gòu)在所述活塞上止點(diǎn)附近具有更低的加速度。
7.如權(quán)利要求5或6所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)具有壓縮比變更機(jī)構(gòu)，該壓縮比變更機(jī)構(gòu)通過使所述擺動(dòng)支點(diǎn)的位置變化使內(nèi)燃機(jī)壓縮比隨所述活塞上止點(diǎn)的位置變化而變化。
8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述壓縮比變更機(jī)構(gòu)具有控制軸，該控制軸以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在氣缸體側(cè)；控制凸輪，該控制凸輪相對(duì)所述控制軸偏心設(shè)置，且所述控制連桿的所述一端安裝在該控制凸輪上；可變壓縮比致動(dòng)器，該可變壓縮比致動(dòng)器變更或保持所述控制軸的旋轉(zhuǎn)角度。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述可變壓縮比致動(dòng)器的機(jī)殼固定在所述剛性高的軸承部上。
10.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)膜狀的隔板，該多個(gè)隔板與所述氣缸體一體形成；階梯架，該階梯架固定在所述隔板的下面，在所述階梯架上形成與所述隔板一起以可旋轉(zhuǎn)的方式支承所述曲柄軸的軸頸部的多個(gè)第一軸承蓋部，并且所述內(nèi)燃機(jī)具有第二軸承蓋，該第二軸承蓋固定在所述階梯架的下面，并與該階梯架一起以可旋轉(zhuǎn)的方式支承所述控制軸，所述可變壓縮比致動(dòng)器的機(jī)殼固定在位于所述剛性高的軸承部下方的所述第二軸承蓋上。
11.如權(quán)利要求8或9所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)膜狀的隔板，該多個(gè)隔板與所述氣缸體一體形成；階梯架，該階梯架固定在所述隔板的下面，在所述階梯架上形成與所述隔板一起以可旋轉(zhuǎn)的方式支承所述曲柄軸的軸頸部的多個(gè)第一軸承蓋部，并且所述內(nèi)燃機(jī)具有第二軸承蓋，該第二軸承蓋固定在所述階梯架的下面，并與該階梯架一起以可旋轉(zhuǎn)的方式支承配置在所述曲柄軸斜下方的所述控制軸，位于所述剛性高的軸承部下方的第二軸承蓋為在內(nèi)燃機(jī)寬度方向上的尺寸大于其他第二軸承蓋的高剛性軸承蓋。
12.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)具有至少兩根固定螺栓，這些固定螺栓配置在所述曲柄軸的軸頸部的內(nèi)燃機(jī)兩側(cè)，并共同將所述高剛性軸承蓋與所述階梯架一起聯(lián)結(jié)固定在所述隔板上。
13.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述剛性高的軸承部在內(nèi)燃機(jī)前后方向上的尺寸大于其他曲柄軸承部。
14.如權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在所述剛性高的軸承部以外的其他曲柄軸承部的、沿內(nèi)燃機(jī)前后方向的側(cè)面形成凹部或貫通孔，以降低所述其他曲柄軸承部的剛性。
15.一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有氣缸體，該氣缸體的內(nèi)部形成多個(gè)氣缸，該多個(gè)氣缸的活塞以可升降的方式滑動(dòng)；曲柄軸，該曲柄軸沿氣缸列方向配置在所述多個(gè)氣缸的下方，并以可旋轉(zhuǎn)的方式由設(shè)于所述氣缸體上的多個(gè)曲柄軸承部支承，所述曲柄軸具有多個(gè)軸頸部，該多個(gè)軸頸部以可旋轉(zhuǎn)的方式被支承在所述氣缸體的所述多個(gè)曲柄軸承部上；多個(gè)曲柄銷，該多個(gè)曲柄銷設(shè)于相鄰的所述軸頸部之間，所述內(nèi)燃機(jī)還具有聯(lián)接所述曲柄銷和所述活塞的活塞銷的活塞曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于，配置在下述兩個(gè)氣缸間的曲柄軸承部比其他曲柄軸承部剛性高所述兩個(gè)汽缸中的一個(gè)汽缸燃燒時(shí)所述兩個(gè)汽缸中的另一個(gè)氣缸的朝下的慣性力大于兩個(gè)汽缸中所述一個(gè)汽缸的朝上的慣性力。
16.一種內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸承結(jié)構(gòu)，該曲柄軸承結(jié)構(gòu)具有氣缸體，該氣缸體的內(nèi)部形成多個(gè)氣缸，該多個(gè)氣缸的活塞以可升降的方式滑動(dòng)；曲柄軸，該曲柄軸沿氣缸列方向配置在所述多個(gè)氣缸的下方，并以可旋轉(zhuǎn)的方式由設(shè)于所述氣缸體上的多個(gè)曲柄軸承部支承，所述曲柄軸具有多個(gè)軸頸部，該多個(gè)軸頸部以可旋轉(zhuǎn)的方式被支承在所述氣缸體的所述多個(gè)曲柄軸承部上；多個(gè)曲柄銷，該多個(gè)曲柄銷設(shè)于相鄰的所述軸頸部之間，所述曲柄軸承結(jié)構(gòu)還具有聯(lián)接所述曲柄銷和所述活塞的活塞銷的活塞曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)曲柄軸承部中，承受比規(guī)定氣缸下的最大燃燒壓力的負(fù)載大的負(fù)載的曲柄軸承部比其他曲柄軸承部剛性高。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)及其曲柄軸承結(jié)構(gòu)，能夠使作用于多個(gè)曲柄軸承(11a～11e)的負(fù)載均勻化。為了通過由多個(gè)連桿(3、4)將曲柄軸(4)的曲柄銷(5)和活塞(1)的活塞銷(2)聯(lián)接的活塞曲柄機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)二元振動(dòng)分量的降低等，將活塞上止點(diǎn)附近的朝上的慣性力設(shè)定得小于活塞下止點(diǎn)附近的朝下的慣性力。該關(guān)系下4沖程直列(4)氣缸內(nèi)燃機(jī)中，第二、第四曲柄軸承部(11b、11d)上，來自相鄰的氣缸的慣性力的合力成為朝下的力，該力加給因燃燒壓力而朝下的力。將曲柄軸承部(11b、11d)形成為比其他曲柄軸承部(11a、11c、11e)剛性高的軸承部。
文檔編號(hào)F02F7/00GK1982679SQ20061016693
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者高橋直樹, 田中儀明, 水野秀昭, 牛嶋研史, 布目義美 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社