[发明专利]可变压缩比内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过改变燃烧室的容积来改变内燃机的压缩比的可变压缩比内燃机。特别地，本发明涉及一种包括设有轴部件、固定于所述轴部件上的凸轮部件以及可旋转地安装在所述轴部件上的可动轴承部件的凸轮轴的可变压缩比内燃机，其中，所述凸轮轴被旋转以使气缸体和曲轴箱彼此靠近或远离地移动。

背景技术

近年来，为了提高燃料的经济性能、输出性能等，已经提出能够改变内燃机的压缩比的技术。这样的技术包括：将气缸体和曲轴箱彼此连接成能够彼此相对运动，并且凸轮轴被设置于气缸体和曲轴箱的连接部，凸轮轴被旋转以产生气缸体和曲轴箱之间沿气缸轴线方向的相对运动，从而改变燃烧室的容积并改变压缩比。这样的技术已经在日本专利申请公报JP-A-2003-206771和JP-A-2005-113839中公开。

然而，在前述技术中，可变轴承作用线段的长度通常等于凸轮作用线段的长度，可变轴承作用线段即连接凸轮轴的轴部件的中心和可动轴承部件在轴承容纳孔内的旋转中心的线段，凸轮作用线段即连接凸轮轴的轴部件的中心和凸轮部件在凸轮容纳孔内的旋转中心的线段。

在上述已知结构中，当内燃机的压缩比改变时，视可变轴承作用线段和凸轮作用线段的姿态而定，存在由于内燃机内的燃烧压力等引起的作用于移动气缸体和曲轴箱使得其相互远离的方向上的力在可动轴承作用线段和凸轮作用线段方向上被增大的情况。当这种情况发生时，凸轮轴自身的、或者气缸体或曲轴箱内与凸轮轴相配合的部件的由燃烧压力引起的变形增大，并且存在内燃机的振动增大的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在可变压缩比内燃机中不受压缩比约束地抑制振动的技术。

本发明的第一方面为一种可变压缩比内燃机，所述可变压缩比内燃机具有：曲轴箱，曲轴装配在所述曲轴箱内；气缸体，气缸形成在所述气缸体内，并且所述气缸体安装在所述曲轴箱上；以及凸轮轴，所述凸轮轴在所述气缸体内的所述气缸的两侧彼此平行地设置成能够以互相相反的方向旋转，其中，所述凸轮轴包括轴部件、固定在所述轴部件上的凸轮部件以及可旋转地安装在所述轴部件上的可动轴承部件，所述凸轮部件可旋转地容纳于凸轮容纳孔内，所述凸轮容纳孔形成于所述气缸体和所述曲轴箱中的一者内，并且所述可动轴承部件可旋转地容纳于轴承容纳孔内，所述轴承容纳孔形成于所述气缸体和所述曲轴箱中的另一者内，所述凸轮轴被旋转以使所述曲轴箱和所述气缸体彼此靠近或远离地移动，以改变所述内燃机的压缩比。该方面的特征在于，从所述凸轮轴的轴线方向观察时，连接所述轴部件的中心和所述可动轴承部件的中心的线段的长度被设定成比凸轮作用线段的长度长，所述轴部件的中心是所述轴部件的旋转中心，所述可动轴承部件的中心是所述可动轴承部件在所述轴承容纳孔内的旋转中心，所述凸轮作用线段是连接所述轴部件的中心和所述凸轮部件的中心的直线，其中所述凸轮部件的中心是所述凸轮部件在所述凸轮容纳孔内的旋转中心。

上述方面的可变压缩比内燃机具有轴部件、固定在轴部件上的凸轮部件以及可旋转地安装在轴部件上的可动轴承部件。通过旋转凸轮轴，使得轴部件和可动轴承部件相对于凸轮部件的中心旋转移动，利用该旋转移动使曲轴箱和气缸体彼此靠近或远离地移动。

在这样的可变压缩比内燃机中，需要考虑在上述可动轴承作用线段和凸轮作用线段长度相等的情况下改变压缩比的操作。在这种情况下，当凸轮轴被旋转以改变压缩比时可动轴承作用线段和凸轮作用线段相对于气缸轴线的角度被设定成，例如，使得在压缩比范围内的最小压缩比时的角度大致为0°，当凸轮轴从该方位旋转90°至最大压缩比时，该角度大致为90°。

如果进行了上述设定，则在由内燃机内的燃烧压力引起的载荷作用在使曲轴箱和气缸体彼此远离地移动的方向上的情况下，特别是在最大压缩比附近，由于可动轴承作用线段和凸轮作用线段相对于由燃烧压力引起的载荷作用在凸轮轴上的作用线的角度约为90°，所以存在由燃烧压力引起的载荷在可动轴承作用线段和凸轮作用线段的方向上被动态放大的情况。

如果上述情况发生，则将导致凸轮轴和气缸体或曲轴箱内与凸轮轴相配合的部件的振动。特别地，关于可动轴承部件，由于结构使得在最大压缩比附近轴承容纳孔内的旋转游隙(rotational play)加大，因此上述振动趋于发生并使得难以保持压缩比的精确控制。

鉴于此，在这方面令可动轴承作用线段的长度比凸轮作用线段的长度长。这样，能够特别地防止可动轴承作用线段相对于由燃烧压力引起的载荷的作用线的角度落在90°附近，并且能够特别地防止由燃烧压力引起的载荷在可动轴承作用线段方向上的放大和作用。