压缩比可变V型内燃机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080034725.2

申请日:

2010.09.03

公开号:

CN102472174A

公开日:

2012.05.23

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02D 15/04申请日:20100903|||公开

IPC分类号:

F02D15/04; F02B75/04; F02F1/00; F02F1/18; F02M35/10; F02M35/104

主分类号:

F02D15/04

申请人:

丰田自动车株式会社

发明人:

立野学

地址:

日本爱知县

优先权:

2009.09.03 JP PCT/JP2009/065781

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258

代理人:

柳春雷

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内容摘要

本压缩比可变V型内燃机将两个气缸组的气缸体(10)构成为一体并相对于曲轴箱(20)相对移动所述两个气缸组的气缸体(10),该本压缩比可变V型内燃机包括:第一相对移动机构(30),其使气缸体的一个气缸组侧相对移动;以及第二相对移动机构(40),其使气缸体的另一个气缸组侧相对移动,其中,第一相对移动机构和第二相对移动机构能够被独立地控制,并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同,第一相对移动距离是由第一相对移动机构带给气缸体的一个气缸组侧的、在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向(CE)上的相对移动距离,第二相对移动距离是由第二相对移动机构带给气缸体的另一个气缸组侧的、在内燃机中心线方向上的相对移动距离。

权利要求书

1: 一种压缩比可变 V 型内燃机, 该压缩比可变 V 型内燃机将两个气缸组的气缸体构成 为一体, 并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体, 所述压缩比可变 V 型内燃机 的特征在于, 包括 : 第一相对移动机构, 其使所述气缸体的一个气缸组侧相对移动 ; 以及 第二相对移动机构, 其使所述气缸体的另一个气缸组侧相对移动 ; 其中, 所述第一相对移动机构和所述第二相对移动机构能够被独立地控制, 并能够使 得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同, 所述第一相对移动距离是由所述第一相对 移动机构带给所述气缸体的一个气缸组侧的、 在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中 心线方向上的相对移动距离, 所述第二相对移动距离是由所述第二相对移动机构带给所述 气缸体的另一个气缸组侧的、 在所述内燃机中心线方向上的相对移动距离。
2: 如权利要求 1 所述的压缩比可变 V 型内燃机, 其特征在于, 所述第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机构, 所述第二相对移动机构是具有 两个自由度的连杆机构。
3: 如权利要求 1 或 2 所述的压缩比可变 V 型内燃机, 其特征在于, 当所述第一相对移动距离和所述第二相对移动距离被改变了时, 通过所述第一相对移 动机构对所述第一相对移动距离进行反馈控制或者通过所述第二相对移动机构对所述第 二相对移动距离进行反馈控制, 以使代表一个气缸组的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧 压之差处于允许范围内。

说明书


压缩比可变 V 型内燃机

    【技术领域】
     本发明涉及压缩比可变 V 型内燃机。背景技术 一般来说, 由于内燃机负荷越低则热效率就越差, 因而期望提高内燃机低负荷时 的机械压缩比 (( 上死点气缸体积 + 冲程体积 )/ 上死点气缸体积 ) 来提高膨胀比, 由此改 善热效率。为此, 公知的是通过使气缸体与曲轴箱相对移动来改变气缸体与曲轴之间的距 离, 由此改变机械压缩比。
     对于 V 型内燃机, 提出了使两个气缸组的各个气缸体部分分别沿着各气缸组的气 缸中心线相对于曲轴箱进行相对移动的方案, 但难以通过一个连杆机构 ( 或者凸轮机构 ) 来使每个气缸体部分相对移动, 由于每个气缸体部分需要一对连杆机构 ( 或者凸轮机构 ), 因此整体上需要两对连杆机构。
     为了减少连杆机构的数量, 提出了一种压缩比可变 V 型内燃机, 其中, 将两个气缸 组的气缸体构成为一体, 并通过一对连杆机构使如此构成为一体的气缸体相对于曲轴箱进 行相对移动 ( 参考专利文献 1)。
     在先技术文献
     专利文献
     专利文献 1 : 日本专利文献特开 2005-113743 号公报
     专利文献 2 : 日本专利文献特开 2005-256646 号公报
     专利文献 3 : 日本专利文献特开 2005-113738 号公报
     专利文献 4 : 日本专利文献特开 2009-097449 号公报
     发明内容 发明要解决的技术问题
     在前述的压缩比可变 V 型内燃机中, 当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时, 如果从前面观看时两个气缸组之间的气缸体中心线与通过曲轴中心的内燃机中心线准确 一致, 则能够在气缸体的各个移动位置, 使得一个气缸组中的上死点的连杆的中心线与气 缸中心线之间的角度等于另一个气缸组中的上死点的连杆的中心线与气缸中心线之间的 角度, 并使得一个气缸组的机械压缩比等于另一个气缸组的机械压缩比。
     但是, 在前述的压缩比可变 V 型内燃机中, 当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移 动时, 从前面观看时气缸体中心线与内燃机中心线相分离。
     此外, 当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时, 即使想要在从前面观看时使气 缸体中心线与内燃机中心线相一致, 由于用于使凸轮机构或连杆机构可动的间隙的缘故, 有时气缸体中心线与内燃机中心线也不会准确地一致。
     如此, 当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时, 从前面观看时气缸体中心线与 内燃机中心线不准确一致的情况下, 在各个相对移动位置, 一个气缸组的机械压缩比与另
     一个气缸组的机械压缩比有时会不相等。
     从而, 本发明的目的在于, 在将两个气缸组的气缸体构成为一体并相对于曲轴箱 相对移动该两个气缸组的气缸体的压缩比可变 V 型内燃机中, 能够进行调整以使得各相对 移动位置处的两个气缸组的机械压缩比相等。
     用于解决技术问题的手段
     根据本发明的权利要求 1 所述的压缩比可变 V 型内燃机将两个气缸组的气缸体构 成为一体, 并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体, 所述压缩比可变 V 型内燃 机的特征在于, 包括 : 第一相对移动机构, 其使所述气缸体的一个气缸组侧相对移动 ; 以及 第二相对移动机构, 其使所述气缸体的另一个气缸组侧相对移动 ; 其中, 所述第一相对移动 机构和所述第二相对移动机构能够被独立地控制, 并能够使得第一相对移动距离和第二相 对移动距离不同, 所述第一相对移动距离是由所述第一相对移动机构带给所述气缸体的一 个气缸组侧的、 在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向上的相对移动距离, 所述第二相对移动距离是由所述第二相对移动机构带给所述气缸体的另一个气缸组侧的、 在所述内燃机中心线方向上的相对移动距离。
     根据本发明的权利要求 2 所述的压缩比可变 V 型内燃机的特征在于, 在如权利要 求 1 所述的压缩比可变 V 型内燃机中, 所述第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机 构, 所述第二相对移动机构是具有两个自由度的连杆机构。
     根据本发明的权利要求 3 所述的压缩比可变 V 型内燃机的特征在于, 在如权利要 求 1 或 2 所述的压缩比可变 V 型内燃机中, 当所述第一相对移动距离和所述第二相对移动 距离被改变了时, 通过所述第一相对移动机构对所述第一相对移动距离进行反馈控制或者 通过所述第二相对移动机构对所述第二相对移动距离进行反馈控制, 以使代表一个气缸组 的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧压之差落入允许范围内。
     发明效果
     根据本发明权利要求 1 所述的压缩比可变 V 型内燃机, 将两个气缸组的气缸体构 成为一体, 并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体, 其中, 使气缸体的一个气缸 组侧相对移动的第一相对移动机构和使气缸体的另一个气缸组侧相对移动的第二相对移 动机构能够被独立地控制, 并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同, 第一 相对移动距离是由第一相对移动机构带给气缸体的一个气缸组侧的、 在从前面观看时的通 过曲轴中心的内燃机中心线方向上的相对移动距离, 第二相对移动距离是由第二相对移动 机构带给气缸体的另一个气缸组侧的、 在内燃机中心线方向上的相对移动距离。 由此, 通过 使第一相对移动距离与第二相对移动距离不同而从前面观看时使气缸体中心线相对于内 燃机中心线倾斜, 能够在若使第一相对移动距离与第二相对移动距离相等则一个气缸组的 机械压缩比与另一个气缸组的机械压缩比就会不同的情况下, 使得一个气缸组的机械压缩 比与另一个气缸组的机械压缩比大致相等。
     根据本发明权利要求 2 所述的压缩比可变 V 型内燃机, 在如权利要求 1 所述的压 缩比可变 V 型内燃机中, 第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机构, 第二相对移动 机构是具有两个自由度的连杆机构, 由此, 能够容易地使得由第一相对移动机构引起的气 缸体的一个气缸组侧的第一相对移动距离不同于由第二相对移动机构引起的气缸体的另 一个气缸组侧的第二相对移动距离。根据本发明权利要求 3 所述的压缩比可变 V 型内燃机, 在如权利要求 1 或 2 所述 的压缩比可变 V 型内燃机中, 当第一相对移动距离和第二相对移动距离被改变了时, 通过 第一相对移动机构对第一相对移动距离进行反馈控制或者通过第二相对移动机构对第二 相对移动距离进行反馈控制, 以使代表一个气缸组的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧压 之差落入允许范围内, 由此一个气缸组的机械压缩比和另一个气缸组的机械压缩比中的任 一个被主要调整, 能够使得一个气缸组的燃烧压与另一个气缸组的燃烧压大致相等。 附图说明
     图 1 是示出根据本发明的压缩比可变 V 型内燃机的一部分的立体图 ; 图 2 是设置在图 1 的压缩比可变 V 型内燃机中的第一相对移动机构的分解立体 图 3 是设置在图 1 的压缩比可变 V 型内燃机中的第二相对移动机构的分解立体 图 4 是示出根据本发明的压缩比可变 V 型内燃机的一部分的前视图 ; 图 5 是说明第一相对移动机构和第二相对移动机构的动作的图 ; 图 6 是说明第一相对移动机构和第二相对移动机构的动作的另一图 ; 图 7 是说明机械压缩比的改变的图 ; 图 8 是用于改变内燃机压缩比的流程图。图;
     图;
     具体实施方式
     图 1 是示出根据本发明的压缩比可变 V 型内燃机的一部分的立体图, 在该图中, 附 图标记 10 是气缸体, 20 是曲轴箱, 30 是第一气缸组侧的第一相对移动机构, 40 是第二气缸 组侧的第二相对移动机构。气缸体 10 将第一气缸组侧部分 10a 和第二气缸组侧部分 10b 一体地形成, 在第一气缸组侧的缸筒 11 内以及第二气缸组侧的缸筒 12 内分别配置有活塞 13。各活塞 13 通过连杆 14 而与曲轴 15 连结。
     本 V 型内燃机是火花点火式的内燃机, 在气缸体 10 的第一气缸组侧部分 10a 和第 二气缸组侧部分 10b 上分别安装有气缸盖 ( 图中没有示出 ), 在各气缸盖上针对每个缸筒而 安装有火花塞。在各气缸盖上形成有进气口和排气口, 各进气口经由进气阀而与各缸筒连 通, 并且各排气口经由排气阀而与各缸筒 11 连通。每个气缸盖上连接有进气岐管和排气岐 管, 各进气岐管彼此独立地经由空气滤清器向大气开放或者合流后经由空气滤清器向大气 开放, 各排气岐管也彼此独立地经由催化剂装置向大气开放或者合流后经由催化剂装置向 大气开放。此外, 本 V 型内燃机也可以是柴油发动机。
     一般来说, 由于内燃机负荷越低则热效率就越差, 因而如果提高内燃机低负荷时 的机械压缩比来提高膨胀比, 则膨胀冲程中活塞的做功期间变长, 因此能够改善热效率。 机 械压缩比是上死点曲柄角度下的气缸体积 V1 与冲程体积 V2 之和对上死点曲柄角度下的气 缸体积 V1 之比 (V1+V2)/V1, 等于膨胀冲程的膨胀比。由此, 本 V 型内燃机通过第一相对移 动机构 30 和第二相对移动机构 40, 使气缸体 10 相对于曲轴箱 20 进行相对移动, 改变气缸 体 10 与曲轴 15 之间的距离, 由此使第一气缸组和第二气缸组的机械压缩比可变, 例如按照 内燃机负荷越低就越提高机械压缩比的方式控制机械压缩比。如图 2 所示, 第一相对移动机构 30 具有设置在气缸体 10 的第一气缸组侧部分 10a 的侧面下部的多个气缸体侧第一轴承部 ( 例示出了四个 )31、 和设置在曲轴箱 20 的第一气 缸组侧的侧面上部的多个曲轴箱侧第一轴承部 ( 例示出了三个 )32, 气缸体侧第一轴承部 31 和曲轴箱侧第一轴承部 32 交替配置而支承一个第一轴 33。如此, 气缸体 10 的第一气缸 组侧部分 10a 和曲轴箱 20 的第一气缸组侧经由第一轴 33 相连结。
     为了能够支承第一轴 33, 气缸体侧第一轴承部 31 被二分为 31a 和 31b, 曲轴箱侧 第一轴承部 32 被二分为 32a 和 32b。第一轴 33 具有被气缸体侧第一轴承部 31 支承的多个 气缸体侧支承部分 33a、 和被曲轴箱侧第一轴承部 32 支承的多个曲轴箱侧支承部分 33b, 各 气缸体侧支承部分 33a 彼此同心, 各曲轴箱侧支承部分 33b 彼此同心。但是, 气缸体侧支承 部分 33a 与曲轴箱侧支承部分 33b 间是偏心的。附图标记 34 是嵌套在各气缸体侧支承部 分 33a 上的轴瓦, 35 是嵌套在各曲轴箱侧支承部分 33b 上的轴瓦。为了能嵌套到各气缸体 侧支承部分 33a 和各曲轴箱侧支承部分 33b 上, 轴瓦 34、 35 分别被分为两部分。附图标记 33c 是与第一轴 33 的曲轴箱侧支承部分 33b 同心的扇形齿轮。
     如图 4 所示, 扇形齿轮 33c 与小径齿轮 36 啮合, 与小径齿轮 36 同心的大径齿轮 37 与第一马达 39 的蜗杆齿轮 38 啮合。如此, 通过使第一马达 39 工作而使蜗杆齿轮 38 旋转, 能够经由大径齿轮 37、 小径齿轮 36 以及扇形齿轮 33c, 使得第一轴 33 绕曲轴箱侧支承部分 33b 转动。
     另一方面, 如图 3 所示, 第二相对移动机构 40 具有被设置在气缸体 10 的第二气缸 组侧部分 10b 的侧面下部的多个气缸体侧第二轴承部 ( 例示出了四个 )41、 和被安装在曲轴 箱 20 的第二气缸组侧的侧面上部的多个曲轴箱侧第二轴承部 ( 例示出了三个 )42。 曲轴箱 侧第二轴承部 42 分别具有两个轴承 42a, 臂 43 被插在两个轴承 42a 之间。在臂 43 的端部 具有第一通孔 43a 和第二通孔 43b, 偏心凸台 43c 被插在第一通孔 43a 中。第二轴 44 贯穿 各曲轴箱侧第二轴承部 42 的两个轴承 42a, 并且贯穿被插在各臂 43 的第一通孔 43a 内的偏 心凸台 43c 的偏心孔。此外, 第三轴 45 贯穿各气缸体侧第二轴承部 41、 以及位于两个气缸 体侧第二轴承部 41 之间的各臂 43 的第二通孔 43b。如此, 气缸体 10 的第二气缸组侧部分 10b 与曲轴箱 20 的第二气缸组侧经由第二轴 44 和第三轴 45 而相连结。
     在气缸体侧第二轴承部 41 和曲轴箱侧第二轴承部 42 的轴承 42a 中配置有轴瓦。 附图标记 44a 是与第二轴 44 同心的扇形齿轮。如图 4 所示, 扇形齿轮 44a 与小径齿轮 46 啮合, 与小径齿轮 46 同心的大径齿轮 47 与第二马达 49 的蜗杆齿轮 48 啮合。如此, 通过使 第二马达 49 工作而使蜗杆齿轮 48 旋转, 能够经由大径齿轮 47、 小径齿轮 46 以及扇形齿轮 44a 使第二轴 44 转动, 并能够使得通过第二轴 44 插入偏心孔而与第二轴 44 形成为一体的 偏心凸台 43c 在臂 43 的第一通孔 43a 中绕第二轴 44 转动。
     图 5 和 6 是说明第一相对移动机构 30 和第二相对移动机构 40 的动作的图。在图 5 中, 附图标记 L 表示气缸体 10 的底面的低位, M 表示气缸体 10 的底面的中位, H 表示气缸 体 10 的底面的高位。图 5 的 CL(L)、 CL(M) 以及 CL(H) 表示气缸体的各位置处两个气缸组 之间的气缸体中心线 CL, 图 5 示出了移动气缸体以使得在各气缸体位置处气缸体中心线 CL 与内燃机中心线平行的情况。这里, 气缸体中心线是指从前面观看时的第一气缸组的气缸 中心线和第二气缸组的气缸中心线之间的中心线。 此外, 内燃机中心线在图 4 中由 CE 表示, 是从前面观看时的通过曲轴 15 的中心的中心线, 一般来说, 是通过曲轴中心的垂线。图 7 示出了气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 一致的气缸体 10 的低位 ( 图 5 的低位 L) 和气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 平行地分离的气缸体 10 的中位 ( 图 5 的 中位 M) 的每个位置处的、 第一气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置 TDCL1、 TDCM1 和下 死点位置 BDCL1、 BDCM1, 以及第二气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置 TDCL2、 TDCM2 和下死点位置 BDCL2、 BDCM2。在本实施方式中, 在气缸体 10 的低位 ( 图 5 的低位 L), 第一 气缸组的气缸中心线和第二气缸组的气缸中心线之间的从前面观看时的交点 BC 与曲轴 15 的中心 CC 相一致。
     当使气缸体 10 相对于曲轴箱 20 在内燃机中心线 CE 方向上相对移动了 Dv 时, 如图 7 示出的中位所示, 如果气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 平行地向第二气缸组侧分离, 则 ET1 和 ET2 是曲轴与气缸体一同移动时的第一气缸组的气缸的活塞销中心和第二气缸组 的气缸的活塞销中心各自的假想上死点位置, 在第一气缸组和第二气缸组中, 由于活塞销 中心的上死点位置从 ET1 和 ET2 分别向实际位置 TDCM1 和 TDCM2 下降 ( 靠近曲轴 15), 因此 上死点曲柄角度下的气缸体积变大, 而冲程体积 (TDCL1 和 BDCL1 之间, TDCL2 和 BDCL2 之 间, TDCM1 和 BDCM1 之间, TDCM2 和 BDCM2 之间 ) 几乎不变化 ( 严格来说有微小变化 )。由 此, 尽管第一气缸组和第二气缸组中机械压缩比都变小, 但由于气缸体 10 向第二气缸组方 向移动, 因而如图 7 所示, 第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置 ET2 至实际的 上死点位置 TDCM2 的距离 a2 变得比第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置 ET1 至实际的上死点位置 TDCM1 的距离 a1 大, 其结果是, 第二气缸组的上死点曲柄角度下的气 缸体积变得比第一气缸组的上死点曲柄角度下的气缸体积大, 因此第二气缸组的机械压缩 变得比第一气缸组的机械压缩比小。由此, 若照这样第一气缸组的内燃机产生输出与第二 气缸组的内燃机产生输出就会不同, 会发生内燃机振动。
     此外, 在图 7 中, TDCM1″和 BDCM1″是气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 一致 时的气缸体 10 的中位 ( 内燃机中心线 CE 方向上的移动量 Dv 与图 5 的中位 M 相同 ) 处的 第一气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置和下死点位置, TDCM2″和 BDCM2″是气缸 体 10 的相同中位处的第二气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置和下死点位置。ET1″ 和 ET2″是此时第一气缸组的气缸和第二气缸组的气缸的活塞销中心各自的假想上死点 位置。此时, 从第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置 ET2 ″至上死点位置 TDCM2″的距离 a″, 与从第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置 ET1″至上死 点位置 TDCM1″的距离 a″相同, 第二气缸组的机械压缩比与第一气缸组的机械压缩比相 等。
     这里, 当向内燃机中心线 CE 方向的移动量相同时, 假想上死点位置 ET1 与假想上 死点位置 ET1″相比位于离实际的曲轴中心 CC 更近的位置, 其中, 所述假想上死点位置 ET1 是气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧分离时的第一气缸组的气缸的活 塞销中心的假想上死点位置, 所述假想上死点位置 ET1 ″是气缸体中心线 CL 与内燃机中 心线 CE 一致时的第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置。因而, 如图 7 所示, 当向内燃机中心线 CE 方向的移动量相同时, 由于上死点曲柄角度下的气缸体积的差异 (a1 < a″ ), 气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧分离时的第一气缸组的机械 压缩比, 变得比气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 一致时的第一气缸组的机械压缩比大。
     此外, 当向内燃机中心线 CE 方向的移动量相同时, 假想上死点位置 ET2 与假想上死点位置 ET2″相比位于离实际的曲轴中心 CC 更远的位置, 其中, 所述假想上死点位置 ET2 是气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧分离时的第二气缸组的气缸的活 塞销中心的假想上死点位置, 所述假想上死点位置 ET2″是气缸体中心线 CL 与内燃机中心 线 CE 一致时的第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置。因而, 如图 7 所示, 当 向内燃机中心线 CE 方向的移动量相同时, 由于上死点曲柄角度下的气缸体积的差异 (a2 > a″ ), 气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧分离时的第二气缸组的机械压 缩比, 变得比气缸体中心线 CL 与内燃机中心线 CE 一致时的第二气缸组的机械压缩比小。
     在本实施方式的压缩比可变 V 型内燃机中, 为了改变机械压缩比, 如图 6 所示, 当 将气缸体 10 从低位设为中位 M′时, 使第一相对移动机构 30 的第一马达 39 工作, 使第一轴 33 绕曲轴箱侧支承部分 33b 转动, 由此第一相对移动机构 30 作为一个自由度的连杆机构, 经由相对于曲轴箱侧支承部分 33b 偏心的气缸体侧支承部分 33a, 使气缸体 10 的第一气缸 组侧相对于曲轴箱 20 在内燃机中心线 CE 方向上移动第一设定距离 Dv1。与此同时, 使第 二相对移动机构 40 的第二马达 49 工作, 使第二轴 44 转动, 由此第二相对移动机构 40 作为 两个自由度的连杆机构, 经由相对于第二轴 44 偏心的偏心凸台 43c, 通过臂 43 使气缸体 10 的第二气缸组侧相对于曲轴箱 20 在内燃机中心线 CE 方向上移动比第一设定距离 Dv1 小的 第二设定距离 Dv2。 由于第一相对移动机构 30 被构成为简单的一个自由度的连杆机构, 因而气缸体 10 在相对于曲轴箱 20 向上方 ( 内燃机中心线 CE 方向 ) 移动时, 同时会向第二气缸组侧移 动距离 Dh, 若照这样气缸体中心线 CL 就会与内燃机中心线 CE 平行地分离, 但通过第二相对 移动机构 40, 使气缸体的第二气缸组侧与第一气缸组侧相比向上方少许移动, 从而气缸体 中心线 CL(M′ ) 相对于内燃机中心线 CE 倾斜。
     第一设定距离 Dv1 是用于使第一气缸组的机械压缩比从低位 L 处的气缸体的当前 机械压缩比向目标机械压缩比变化的气缸体的第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位 移量, 由于该位移量通过作为一个自由度的曲柄机构的第一相对移动机构 30 来实现, 因而 考虑气缸体中心线 CL 同时从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧移动由内燃机中心线方向上 的位移量决定的移动量的情况而被设定。
     此外, 第二设定距离 Dv2 是用于使第二气缸组的机械压缩比从低位 L 处的气缸体 的当前机械压缩比向目标机械压缩比变化的气缸体的第二气缸组侧在内燃机中心线方向 上的位移量, 由于气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧移动, 因而如图 7 中 说明的那样, 如果将该位移量与第一气缸组侧同样地设为第一设定距离 Dv1, 则第二气缸组 的机械压缩比就会变得比第一气缸组的机械压缩比小, 因而使该位移量小于第一设定距离 Dv1, 从而气缸体中心线 CL 相对于内燃机中心线 CE 倾斜。
     例如, 在图 7 的气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧分离的中 位, 如果考虑以第一气缸组的气缸中心线和第二气缸组的气缸中心线的从前面观看时的交 点 BC(M) 为中心而使气缸体顺时针方向转动 ( 倾斜 ) 以使第一气缸组侧在内燃机中心线 方向上的位移量大于第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量的情况 ( 第一气缸组 侧在内燃机中心线方向上的位移量> Dv, 第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量 < Dv), 则与该转动前相比, 第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置 ET1 远离实 际的曲轴中心 CC, 因而第一气缸组的上死点曲柄角度的气缸体积变大, 第一气缸组的机械
     压缩比变小。 另一方面, 与该转动前相比, 第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位 置 ET2 向实际的曲轴中心 CC 靠近, 因而第二气缸组的上死点曲柄角度的气缸体积变小, 第 二气缸组的机械压缩比变大。如此, 在气缸体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第二气缸组 侧分离的中位, 通过气缸体中心线 CL 相对于内燃机中心线 CE 倾斜以使第一气缸组侧在内 燃机中心线方向上的位移量大于第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量, 能够使得 第一气缸组的机械压缩比与第二气缸组的机械压缩比相等。
     图 8 是用于通过第一相对移动机构 30 和第二相对移动机构 40 在本压缩比可变 V 型内燃机中改变压缩比的流程图。第一相对移动机构 30 和第二相对移动机构 40 通过由数 字计算机构成的电子控制单元进行控制。 电子控制单元上连接有各种传感器, 例如 : 将油门 踏板的踩下量作为内燃机负荷而检测的负荷传感器、 检测内燃机转速的旋转传感器、 检测 冷却水温度的水温传感器、 以及检测进气温度的进气温度传感器等。
     首先, 在步骤 101 中, 判断是否有改变机械压缩比的要求。目标机械压缩比是根据 内燃机负荷、 内燃机转速、 吸入空气量、 以及进气阀的闭阀正时等设定的, 例如, 内燃机负荷 越低, 目标机械压缩比被设定得就越高。
     当步骤 101 的判断为否定时就这样结束, 但如果例如内燃机负荷发生变化从而 被要求改变机械压缩比, 则步骤 101 的判断为肯定, 在步骤 102 中确定新的目标机械压缩 比 Et。接着, 在步骤 103 中计算偏差 ΔA1(A1t-A1) 和偏差 ΔA2(A2t-A2), 其中, 所述偏差 ΔA1(A1t-A1) 是为了在第一气缸组中实现目标机械压缩比 Et 而预先设定的气缸体的第一 气缸组侧的位移量 A1t( 例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量 ) 与当前位移量 A1( 例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量 ) 之间的 偏差, 所述偏差 ΔA2(A2t-A2) 是为了在第二气缸组中实现目标机械压缩比 Et 而预先设定 的气缸体的第二气缸组侧的位移量 A2t( 例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方 向上的位移量 ) 与当前位移量 A2( 例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的 位移量 ) 之间的偏差。
     接着, 在步骤 104 中, 使第一相对移动机构 30 的第一马达 39 工作以使气缸体的第 一气缸组侧相对移动偏差 ΔA1, 并使第二相对移动机构 40 的第二马达 49 工作以使气缸体 的第二气缸组侧相对移动偏差 ΔA2。这里, 当目标机械压缩比 Et 小于当前机械压缩比 E 时, 偏差 ΔA1 和 ΔA2 为正值, 从而使气缸体的第一气缸组侧和第二气缸组侧上升, 即远离 曲轴。此外, 当目标机械压缩比 Et 大于当前的机械压缩比 E 时, 偏差 ΔA1 和 ΔA2 为负值, 从而使气缸体下降, 即向曲轴靠近。
     当如此改变了第一气缸组和第二气缸组的机械压缩比时, 在步骤 105 中, 检测代 表第一气缸组的第一燃烧压 P1 和代表第二气缸组的第二燃烧压 P2。作为第一燃烧压 P1, 例如既可以通过燃烧压传感器测定第一气缸组中的一个气缸的燃烧压, 或者也可以测定第 一气缸组的所有气缸的燃烧压并取平均。作为第二燃烧压 P2, 例如既可以通过燃烧压传感 器测定第二气缸组中的一个气缸的燃烧压, 或者也可以测定第二气缸组的所有气缸的燃烧 压并取平均。
     接着, 在步骤 106 中, 判断第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差的绝对值是否小于 设定值 PA, 当该判断为肯定时, 即第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差处于允许范围内时, 就这样结束。但是, 当步骤 106 的判断为否定时, 即第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落在允许范围之外时, 使第二相对移动机构 40 的第二马达 49 少许工作, 少许改变第二气缸组 的机械压缩比从而使第二燃烧压 P2 向第一燃烧压 P1 靠近 ( 严格来说, 第一气缸组的机械 压缩比也向同一方向与第二气缸组的机械压缩比的变化量相比非常微小地变化, 其变化量 可以忽视 ), 直至第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落入允许范围内为止。例如, 当第二 燃烧压 P2 高于第一燃烧压 P1 并且第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落在允许范围之外 时, 仅增大气缸体的第二气缸组侧的位移量, 以便仅降低第二气缸组的机械压缩比。此外, 当第二燃烧压 P2 低于第一燃烧压 P1 并且第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落在允许范 围之外时, 仅减小气缸体的第二气缸组侧的位移量, 以便仅提高第二气缸组的机械压缩比。
     如此, 当机械压缩比被改变了时, 仅对气缸体的第二气缸组侧的位移量进行反馈 控制, 以使第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落入允许范围内。当然, 当机械压缩比被改 变了时, 也可以使第一相对移动机构 30 的第一马达 39 少许工作来仅对气缸体的第一气缸 组侧的位移量进行反馈控制, 以使第一燃烧压 P1 与第二燃烧压 P2 之差落入允许范围内。
     在本实施方式中, 说明了当使气缸体 10 相对于曲轴箱 20 向内燃机中心线方向相 对移动时若照这样气缸体中心线 CL 就会从内燃机中心线 CE 向第二气缸组侧偏离的情况, 但当然在使气缸体 10 相对于曲轴箱 20 向内燃机中心线方向 CE 相对移动时若照这样气缸 体中心线 CL 从内燃机中心线 CE 向第一气缸组侧偏离的情况下, 如果使气缸体中心线 CL 相 对于内燃机中心线 CE 倾斜, 以使第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量 Dv1 小于第 二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量 Dv2, 则也能够使得第一气缸组的机械压缩比 与第二气缸组的机械压缩比相等。
     附图标记说明
     10 气缸体
     20 曲轴箱
     30 第一相对移动机构
     40 第二相对移动机构

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1、10申请公布号CN102472174A43申请公布日20120523CN102472174ACN102472174A21申请号201080034725222申请日20100903PCT/JP2009/06578120090903JPF02D15/04200601F02B75/04200601F02F1/00200601F02F1/18200601F02M35/10200601F02M35/10420060171申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县72发明人立野学74专利代理机构北京东方亿思知识产权代理有限责任公司11258代理人柳春雷54发明名称压缩比可变V型内燃机57摘要本压缩比可变V型内。

2、燃机将两个气缸组的气缸体10构成为一体并相对于曲轴箱20相对移动所述两个气缸组的气缸体10,该本压缩比可变V型内燃机包括第一相对移动机构30,其使气缸体的一个气缸组侧相对移动;以及第二相对移动机构40,其使气缸体的另一个气缸组侧相对移动,其中,第一相对移动机构和第二相对移动机构能够被独立地控制,并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同,第一相对移动距离是由第一相对移动机构带给气缸体的一个气缸组侧的、在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向CE上的相对移动距离,第二相对移动距离是由第二相对移动机构带给气缸体的另一个气缸组侧的、在内燃机中心线方向上的相对移动距离。30优先权数据85P。

3、CT申请进入国家阶段日2012020386PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0655752010090387PCT申请的公布数据WO2011/027914JA2011031051INTCL权利要求书1页说明书8页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图6页1/1页21一种压缩比可变V型内燃机,该压缩比可变V型内燃机将两个气缸组的气缸体构成为一体,并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体,所述压缩比可变V型内燃机的特征在于,包括第一相对移动机构,其使所述气缸体的一个气缸组侧相对移动;以及第二相对移动机构,其使所述气缸体的另一个气缸组侧相对移。

4、动;其中,所述第一相对移动机构和所述第二相对移动机构能够被独立地控制,并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同,所述第一相对移动距离是由所述第一相对移动机构带给所述气缸体的一个气缸组侧的、在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向上的相对移动距离,所述第二相对移动距离是由所述第二相对移动机构带给所述气缸体的另一个气缸组侧的、在所述内燃机中心线方向上的相对移动距离。2如权利要求1所述的压缩比可变V型内燃机,其特征在于,所述第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机构,所述第二相对移动机构是具有两个自由度的连杆机构。3如权利要求1或2所述的压缩比可变V型内燃机,其特征在于,当所述第一相对。

5、移动距离和所述第二相对移动距离被改变了时,通过所述第一相对移动机构对所述第一相对移动距离进行反馈控制或者通过所述第二相对移动机构对所述第二相对移动距离进行反馈控制,以使代表一个气缸组的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧压之差处于允许范围内。权利要求书CN102472174A1/8页3压缩比可变V型内燃机技术领域0001本发明涉及压缩比可变V型内燃机。背景技术0002一般来说,由于内燃机负荷越低则热效率就越差,因而期望提高内燃机低负荷时的机械压缩比上死点气缸体积冲程体积/上死点气缸体积来提高膨胀比,由此改善热效率。为此,公知的是通过使气缸体与曲轴箱相对移动来改变气缸体与曲轴之间的距离,由此改变机械压。

6、缩比。0003对于V型内燃机,提出了使两个气缸组的各个气缸体部分分别沿着各气缸组的气缸中心线相对于曲轴箱进行相对移动的方案,但难以通过一个连杆机构或者凸轮机构来使每个气缸体部分相对移动,由于每个气缸体部分需要一对连杆机构或者凸轮机构,因此整体上需要两对连杆机构。0004为了减少连杆机构的数量,提出了一种压缩比可变V型内燃机,其中,将两个气缸组的气缸体构成为一体,并通过一对连杆机构使如此构成为一体的气缸体相对于曲轴箱进行相对移动参考专利文献1。0005在先技术文献0006专利文献0007专利文献1日本专利文献特开2005113743号公报0008专利文献2日本专利文献特开2005256646号公。

7、报0009专利文献3日本专利文献特开2005113738号公报0010专利文献4日本专利文献特开2009097449号公报发明内容0011发明要解决的技术问题0012在前述的压缩比可变V型内燃机中,当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时,如果从前面观看时两个气缸组之间的气缸体中心线与通过曲轴中心的内燃机中心线准确一致,则能够在气缸体的各个移动位置,使得一个气缸组中的上死点的连杆的中心线与气缸中心线之间的角度等于另一个气缸组中的上死点的连杆的中心线与气缸中心线之间的角度,并使得一个气缸组的机械压缩比等于另一个气缸组的机械压缩比。0013但是,在前述的压缩比可变V型内燃机中,当使气缸体相对于曲轴箱进。

8、行相对移动时,从前面观看时气缸体中心线与内燃机中心线相分离。0014此外,当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时,即使想要在从前面观看时使气缸体中心线与内燃机中心线相一致,由于用于使凸轮机构或连杆机构可动的间隙的缘故,有时气缸体中心线与内燃机中心线也不会准确地一致。0015如此,当使气缸体相对于曲轴箱进行相对移动时,从前面观看时气缸体中心线与内燃机中心线不准确一致的情况下,在各个相对移动位置,一个气缸组的机械压缩比与另说明书CN102472174A2/8页4一个气缸组的机械压缩比有时会不相等。0016从而,本发明的目的在于,在将两个气缸组的气缸体构成为一体并相对于曲轴箱相对移动该两个气缸组的气缸。

9、体的压缩比可变V型内燃机中,能够进行调整以使得各相对移动位置处的两个气缸组的机械压缩比相等。0017用于解决技术问题的手段0018根据本发明的权利要求1所述的压缩比可变V型内燃机将两个气缸组的气缸体构成为一体,并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体,所述压缩比可变V型内燃机的特征在于,包括第一相对移动机构,其使所述气缸体的一个气缸组侧相对移动;以及第二相对移动机构,其使所述气缸体的另一个气缸组侧相对移动;其中,所述第一相对移动机构和所述第二相对移动机构能够被独立地控制,并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同,所述第一相对移动距离是由所述第一相对移动机构带给所述气缸体的一个气缸组。

10、侧的、在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向上的相对移动距离,所述第二相对移动距离是由所述第二相对移动机构带给所述气缸体的另一个气缸组侧的、在所述内燃机中心线方向上的相对移动距离。0019根据本发明的权利要求2所述的压缩比可变V型内燃机的特征在于,在如权利要求1所述的压缩比可变V型内燃机中,所述第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机构,所述第二相对移动机构是具有两个自由度的连杆机构。0020根据本发明的权利要求3所述的压缩比可变V型内燃机的特征在于,在如权利要求1或2所述的压缩比可变V型内燃机中,当所述第一相对移动距离和所述第二相对移动距离被改变了时,通过所述第一相对移动机构对所述第。

11、一相对移动距离进行反馈控制或者通过所述第二相对移动机构对所述第二相对移动距离进行反馈控制,以使代表一个气缸组的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧压之差落入允许范围内。0021发明效果0022根据本发明权利要求1所述的压缩比可变V型内燃机,将两个气缸组的气缸体构成为一体,并相对于曲轴箱相对移动所述两个气缸组的气缸体,其中,使气缸体的一个气缸组侧相对移动的第一相对移动机构和使气缸体的另一个气缸组侧相对移动的第二相对移动机构能够被独立地控制,并能够使得第一相对移动距离和第二相对移动距离不同,第一相对移动距离是由第一相对移动机构带给气缸体的一个气缸组侧的、在从前面观看时的通过曲轴中心的内燃机中心线方向上的。

12、相对移动距离,第二相对移动距离是由第二相对移动机构带给气缸体的另一个气缸组侧的、在内燃机中心线方向上的相对移动距离。由此,通过使第一相对移动距离与第二相对移动距离不同而从前面观看时使气缸体中心线相对于内燃机中心线倾斜,能够在若使第一相对移动距离与第二相对移动距离相等则一个气缸组的机械压缩比与另一个气缸组的机械压缩比就会不同的情况下,使得一个气缸组的机械压缩比与另一个气缸组的机械压缩比大致相等。0023根据本发明权利要求2所述的压缩比可变V型内燃机,在如权利要求1所述的压缩比可变V型内燃机中,第一相对移动机构是具有一个自由度的连杆机构,第二相对移动机构是具有两个自由度的连杆机构,由此,能够容易地。

13、使得由第一相对移动机构引起的气缸体的一个气缸组侧的第一相对移动距离不同于由第二相对移动机构引起的气缸体的另一个气缸组侧的第二相对移动距离。说明书CN102472174A3/8页50024根据本发明权利要求3所述的压缩比可变V型内燃机,在如权利要求1或2所述的压缩比可变V型内燃机中,当第一相对移动距离和第二相对移动距离被改变了时,通过第一相对移动机构对第一相对移动距离进行反馈控制或者通过第二相对移动机构对第二相对移动距离进行反馈控制,以使代表一个气缸组的燃烧压与代表另一个气缸组的燃烧压之差落入允许范围内,由此一个气缸组的机械压缩比和另一个气缸组的机械压缩比中的任一个被主要调整,能够使得一个气缸组。

14、的燃烧压与另一个气缸组的燃烧压大致相等。附图说明0025图1是示出根据本发明的压缩比可变V型内燃机的一部分的立体图;0026图2是设置在图1的压缩比可变V型内燃机中的第一相对移动机构的分解立体图;0027图3是设置在图1的压缩比可变V型内燃机中的第二相对移动机构的分解立体图;0028图4是示出根据本发明的压缩比可变V型内燃机的一部分的前视图;0029图5是说明第一相对移动机构和第二相对移动机构的动作的图;0030图6是说明第一相对移动机构和第二相对移动机构的动作的另一图;0031图7是说明机械压缩比的改变的图;0032图8是用于改变内燃机压缩比的流程图。具体实施方式0033图1是示出根据本发明。

15、的压缩比可变V型内燃机的一部分的立体图,在该图中,附图标记10是气缸体,20是曲轴箱,30是第一气缸组侧的第一相对移动机构,40是第二气缸组侧的第二相对移动机构。气缸体10将第一气缸组侧部分10A和第二气缸组侧部分10B一体地形成,在第一气缸组侧的缸筒11内以及第二气缸组侧的缸筒12内分别配置有活塞13。各活塞13通过连杆14而与曲轴15连结。0034本V型内燃机是火花点火式的内燃机,在气缸体10的第一气缸组侧部分10A和第二气缸组侧部分10B上分别安装有气缸盖图中没有示出,在各气缸盖上针对每个缸筒而安装有火花塞。在各气缸盖上形成有进气口和排气口,各进气口经由进气阀而与各缸筒连通,并且各排气口。

16、经由排气阀而与各缸筒11连通。每个气缸盖上连接有进气岐管和排气岐管,各进气岐管彼此独立地经由空气滤清器向大气开放或者合流后经由空气滤清器向大气开放,各排气岐管也彼此独立地经由催化剂装置向大气开放或者合流后经由催化剂装置向大气开放。此外,本V型内燃机也可以是柴油发动机。0035一般来说,由于内燃机负荷越低则热效率就越差,因而如果提高内燃机低负荷时的机械压缩比来提高膨胀比,则膨胀冲程中活塞的做功期间变长,因此能够改善热效率。机械压缩比是上死点曲柄角度下的气缸体积V1与冲程体积V2之和对上死点曲柄角度下的气缸体积V1之比V1V2/V1,等于膨胀冲程的膨胀比。由此,本V型内燃机通过第一相对移动机构30。

17、和第二相对移动机构40,使气缸体10相对于曲轴箱20进行相对移动,改变气缸体10与曲轴15之间的距离,由此使第一气缸组和第二气缸组的机械压缩比可变,例如按照内燃机负荷越低就越提高机械压缩比的方式控制机械压缩比。说明书CN102472174A4/8页60036如图2所示,第一相对移动机构30具有设置在气缸体10的第一气缸组侧部分10A的侧面下部的多个气缸体侧第一轴承部例示出了四个31、和设置在曲轴箱20的第一气缸组侧的侧面上部的多个曲轴箱侧第一轴承部例示出了三个32,气缸体侧第一轴承部31和曲轴箱侧第一轴承部32交替配置而支承一个第一轴33。如此,气缸体10的第一气缸组侧部分10A和曲轴箱20的。

18、第一气缸组侧经由第一轴33相连结。0037为了能够支承第一轴33,气缸体侧第一轴承部31被二分为31A和31B,曲轴箱侧第一轴承部32被二分为32A和32B。第一轴33具有被气缸体侧第一轴承部31支承的多个气缸体侧支承部分33A、和被曲轴箱侧第一轴承部32支承的多个曲轴箱侧支承部分33B,各气缸体侧支承部分33A彼此同心,各曲轴箱侧支承部分33B彼此同心。但是,气缸体侧支承部分33A与曲轴箱侧支承部分33B间是偏心的。附图标记34是嵌套在各气缸体侧支承部分33A上的轴瓦,35是嵌套在各曲轴箱侧支承部分33B上的轴瓦。为了能嵌套到各气缸体侧支承部分33A和各曲轴箱侧支承部分33B上,轴瓦34、3。

19、5分别被分为两部分。附图标记33C是与第一轴33的曲轴箱侧支承部分33B同心的扇形齿轮。0038如图4所示,扇形齿轮33C与小径齿轮36啮合,与小径齿轮36同心的大径齿轮37与第一马达39的蜗杆齿轮38啮合。如此,通过使第一马达39工作而使蜗杆齿轮38旋转,能够经由大径齿轮37、小径齿轮36以及扇形齿轮33C,使得第一轴33绕曲轴箱侧支承部分33B转动。0039另一方面,如图3所示,第二相对移动机构40具有被设置在气缸体10的第二气缸组侧部分10B的侧面下部的多个气缸体侧第二轴承部例示出了四个41、和被安装在曲轴箱20的第二气缸组侧的侧面上部的多个曲轴箱侧第二轴承部例示出了三个42。曲轴箱侧第。

20、二轴承部42分别具有两个轴承42A,臂43被插在两个轴承42A之间。在臂43的端部具有第一通孔43A和第二通孔43B,偏心凸台43C被插在第一通孔43A中。第二轴44贯穿各曲轴箱侧第二轴承部42的两个轴承42A,并且贯穿被插在各臂43的第一通孔43A内的偏心凸台43C的偏心孔。此外,第三轴45贯穿各气缸体侧第二轴承部41、以及位于两个气缸体侧第二轴承部41之间的各臂43的第二通孔43B。如此,气缸体10的第二气缸组侧部分10B与曲轴箱20的第二气缸组侧经由第二轴44和第三轴45而相连结。0040在气缸体侧第二轴承部41和曲轴箱侧第二轴承部42的轴承42A中配置有轴瓦。附图标记44A是与第二轴4。

21、4同心的扇形齿轮。如图4所示,扇形齿轮44A与小径齿轮46啮合,与小径齿轮46同心的大径齿轮47与第二马达49的蜗杆齿轮48啮合。如此,通过使第二马达49工作而使蜗杆齿轮48旋转,能够经由大径齿轮47、小径齿轮46以及扇形齿轮44A使第二轴44转动,并能够使得通过第二轴44插入偏心孔而与第二轴44形成为一体的偏心凸台43C在臂43的第一通孔43A中绕第二轴44转动。0041图5和6是说明第一相对移动机构30和第二相对移动机构40的动作的图。在图5中,附图标记L表示气缸体10的底面的低位,M表示气缸体10的底面的中位,H表示气缸体10的底面的高位。图5的CLL、CLM以及CLH表示气缸体的各位置。

22、处两个气缸组之间的气缸体中心线CL,图5示出了移动气缸体以使得在各气缸体位置处气缸体中心线CL与内燃机中心线平行的情况。这里,气缸体中心线是指从前面观看时的第一气缸组的气缸中心线和第二气缸组的气缸中心线之间的中心线。此外,内燃机中心线在图4中由CE表示,是从前面观看时的通过曲轴15的中心的中心线,一般来说,是通过曲轴中心的垂线。说明书CN102472174A5/8页70042图7示出了气缸体中心线CL与内燃机中心线CE一致的气缸体10的低位图5的低位L和气缸体中心线CL与内燃机中心线CE平行地分离的气缸体10的中位图5的中位M的每个位置处的、第一气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置TDCL1、。

23、TDCM1和下死点位置BDCL1、BDCM1,以及第二气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置TDCL2、TDCM2和下死点位置BDCL2、BDCM2。在本实施方式中,在气缸体10的低位图5的低位L,第一气缸组的气缸中心线和第二气缸组的气缸中心线之间的从前面观看时的交点BC与曲轴15的中心CC相一致。0043当使气缸体10相对于曲轴箱20在内燃机中心线CE方向上相对移动了DV时,如图7示出的中位所示,如果气缸体中心线CL与内燃机中心线CE平行地向第二气缸组侧分离,则ET1和ET2是曲轴与气缸体一同移动时的第一气缸组的气缸的活塞销中心和第二气缸组的气缸的活塞销中心各自的假想上死点位置,在第一气缸组和。

24、第二气缸组中,由于活塞销中心的上死点位置从ET1和ET2分别向实际位置TDCM1和TDCM2下降靠近曲轴15,因此上死点曲柄角度下的气缸体积变大,而冲程体积TDCL1和BDCL1之间,TDCL2和BDCL2之间,TDCM1和BDCM1之间,TDCM2和BDCM2之间几乎不变化严格来说有微小变化。由此,尽管第一气缸组和第二气缸组中机械压缩比都变小,但由于气缸体10向第二气缸组方向移动,因而如图7所示,第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET2至实际的上死点位置TDCM2的距离A2变得比第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET1至实际的上死点位置TDCM1的距离A1大,其结果是,第。

25、二气缸组的上死点曲柄角度下的气缸体积变得比第一气缸组的上死点曲柄角度下的气缸体积大,因此第二气缸组的机械压缩变得比第一气缸组的机械压缩比小。由此,若照这样第一气缸组的内燃机产生输出与第二气缸组的内燃机产生输出就会不同,会发生内燃机振动。0044此外,在图7中,TDCM1和BDCM1是气缸体中心线CL与内燃机中心线CE一致时的气缸体10的中位内燃机中心线CE方向上的移动量DV与图5的中位M相同处的第一气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置和下死点位置,TDCM2和BDCM2是气缸体10的相同中位处的第二气缸组的气缸的活塞销中心的上死点位置和下死点位置。ET1和ET2是此时第一气缸组的气缸和第二气缸。

26、组的气缸的活塞销中心各自的假想上死点位置。此时,从第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET2至上死点位置TDCM2的距离A,与从第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET1至上死点位置TDCM1的距离A相同,第二气缸组的机械压缩比与第一气缸组的机械压缩比相等。0045这里,当向内燃机中心线CE方向的移动量相同时,假想上死点位置ET1与假想上死点位置ET1相比位于离实际的曲轴中心CC更近的位置,其中,所述假想上死点位置ET1是气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离时的第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置,所述假想上死点位置ET1是气缸体中心线CL与内燃机中心线。

27、CE一致时的第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置。因而,如图7所示,当向内燃机中心线CE方向的移动量相同时,由于上死点曲柄角度下的气缸体积的差异A1A,气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离时的第一气缸组的机械压缩比,变得比气缸体中心线CL与内燃机中心线CE一致时的第一气缸组的机械压缩比大。0046此外,当向内燃机中心线CE方向的移动量相同时,假想上死点位置ET2与假想上说明书CN102472174A6/8页8死点位置ET2相比位于离实际的曲轴中心CC更远的位置,其中,所述假想上死点位置ET2是气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离时的第二气缸组的气缸的活塞。

28、销中心的假想上死点位置,所述假想上死点位置ET2是气缸体中心线CL与内燃机中心线CE一致时的第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置。因而,如图7所示,当向内燃机中心线CE方向的移动量相同时,由于上死点曲柄角度下的气缸体积的差异A2A,气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离时的第二气缸组的机械压缩比,变得比气缸体中心线CL与内燃机中心线CE一致时的第二气缸组的机械压缩比小。0047在本实施方式的压缩比可变V型内燃机中,为了改变机械压缩比,如图6所示,当将气缸体10从低位设为中位M时,使第一相对移动机构30的第一马达39工作,使第一轴33绕曲轴箱侧支承部分33B转动,由此第一相。

29、对移动机构30作为一个自由度的连杆机构,经由相对于曲轴箱侧支承部分33B偏心的气缸体侧支承部分33A,使气缸体10的第一气缸组侧相对于曲轴箱20在内燃机中心线CE方向上移动第一设定距离DV1。与此同时,使第二相对移动机构40的第二马达49工作,使第二轴44转动,由此第二相对移动机构40作为两个自由度的连杆机构,经由相对于第二轴44偏心的偏心凸台43C,通过臂43使气缸体10的第二气缸组侧相对于曲轴箱20在内燃机中心线CE方向上移动比第一设定距离DV1小的第二设定距离DV2。0048由于第一相对移动机构30被构成为简单的一个自由度的连杆机构,因而气缸体10在相对于曲轴箱20向上方内燃机中心线CE。

30、方向移动时,同时会向第二气缸组侧移动距离DH,若照这样气缸体中心线CL就会与内燃机中心线CE平行地分离,但通过第二相对移动机构40,使气缸体的第二气缸组侧与第一气缸组侧相比向上方少许移动,从而气缸体中心线CLM相对于内燃机中心线CE倾斜。0049第一设定距离DV1是用于使第一气缸组的机械压缩比从低位L处的气缸体的当前机械压缩比向目标机械压缩比变化的气缸体的第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量,由于该位移量通过作为一个自由度的曲柄机构的第一相对移动机构30来实现,因而考虑气缸体中心线CL同时从内燃机中心线CE向第二气缸组侧移动由内燃机中心线方向上的位移量决定的移动量的情况而被设定。0050此。

31、外,第二设定距离DV2是用于使第二气缸组的机械压缩比从低位L处的气缸体的当前机械压缩比向目标机械压缩比变化的气缸体的第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量,由于气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧移动,因而如图7中说明的那样,如果将该位移量与第一气缸组侧同样地设为第一设定距离DV1,则第二气缸组的机械压缩比就会变得比第一气缸组的机械压缩比小,因而使该位移量小于第一设定距离DV1,从而气缸体中心线CL相对于内燃机中心线CE倾斜。0051例如,在图7的气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离的中位,如果考虑以第一气缸组的气缸中心线和第二气缸组的气缸中心线的从前面观看时的交。

32、点BCM为中心而使气缸体顺时针方向转动倾斜以使第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量大于第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量的情况第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量DV,第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量DV,则与该转动前相比,第一气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET1远离实际的曲轴中心CC,因而第一气缸组的上死点曲柄角度的气缸体积变大,第一气缸组的机械说明书CN102472174A7/8页9压缩比变小。另一方面,与该转动前相比,第二气缸组的气缸的活塞销中心的假想上死点位置ET2向实际的曲轴中心CC靠近,因而第二气缸组的上死点曲柄角度的气缸体积变小,第二气缸组的机械压。

33、缩比变大。如此,在气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第二气缸组侧分离的中位,通过气缸体中心线CL相对于内燃机中心线CE倾斜以使第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量大于第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量,能够使得第一气缸组的机械压缩比与第二气缸组的机械压缩比相等。0052图8是用于通过第一相对移动机构30和第二相对移动机构40在本压缩比可变V型内燃机中改变压缩比的流程图。第一相对移动机构30和第二相对移动机构40通过由数字计算机构成的电子控制单元进行控制。电子控制单元上连接有各种传感器,例如将油门踏板的踩下量作为内燃机负荷而检测的负荷传感器、检测内燃机转速的旋转传感器、检测冷却水温度。

34、的水温传感器、以及检测进气温度的进气温度传感器等。0053首先,在步骤101中,判断是否有改变机械压缩比的要求。目标机械压缩比是根据内燃机负荷、内燃机转速、吸入空气量、以及进气阀的闭阀正时等设定的,例如,内燃机负荷越低,目标机械压缩比被设定得就越高。0054当步骤101的判断为否定时就这样结束,但如果例如内燃机负荷发生变化从而被要求改变机械压缩比,则步骤101的判断为肯定,在步骤102中确定新的目标机械压缩比ET。接着,在步骤103中计算偏差A1A1TA1和偏差A2A2TA2,其中,所述偏差A1A1TA1是为了在第一气缸组中实现目标机械压缩比ET而预先设定的气缸体的第一气缸组侧的位移量A1T例。

35、如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量与当前位移量A1例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量之间的偏差,所述偏差A2A2TA2是为了在第二气缸组中实现目标机械压缩比ET而预先设定的气缸体的第二气缸组侧的位移量A2T例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量与当前位移量A2例如从气缸体的最下位置起的在内燃机中心线方向上的位移量之间的偏差。0055接着,在步骤104中,使第一相对移动机构30的第一马达39工作以使气缸体的第一气缸组侧相对移动偏差A1,并使第二相对移动机构40的第二马达49工作以使气缸体的第二气缸组侧相对移动偏差A2。这里,当目标机械压缩比E。

36、T小于当前机械压缩比E时,偏差A1和A2为正值,从而使气缸体的第一气缸组侧和第二气缸组侧上升,即远离曲轴。此外,当目标机械压缩比ET大于当前的机械压缩比E时,偏差A1和A2为负值,从而使气缸体下降,即向曲轴靠近。0056当如此改变了第一气缸组和第二气缸组的机械压缩比时,在步骤105中,检测代表第一气缸组的第一燃烧压P1和代表第二气缸组的第二燃烧压P2。作为第一燃烧压P1,例如既可以通过燃烧压传感器测定第一气缸组中的一个气缸的燃烧压,或者也可以测定第一气缸组的所有气缸的燃烧压并取平均。作为第二燃烧压P2,例如既可以通过燃烧压传感器测定第二气缸组中的一个气缸的燃烧压,或者也可以测定第二气缸组的所有。

37、气缸的燃烧压并取平均。0057接着,在步骤106中,判断第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差的绝对值是否小于设定值PA,当该判断为肯定时,即第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差处于允许范围内时,就这样结束。但是,当步骤106的判断为否定时,即第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差落说明书CN102472174A8/8页10在允许范围之外时,使第二相对移动机构40的第二马达49少许工作,少许改变第二气缸组的机械压缩比从而使第二燃烧压P2向第一燃烧压P1靠近严格来说,第一气缸组的机械压缩比也向同一方向与第二气缸组的机械压缩比的变化量相比非常微小地变化,其变化量可以忽视,直至第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之。

38、差落入允许范围内为止。例如,当第二燃烧压P2高于第一燃烧压P1并且第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差落在允许范围之外时,仅增大气缸体的第二气缸组侧的位移量,以便仅降低第二气缸组的机械压缩比。此外,当第二燃烧压P2低于第一燃烧压P1并且第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差落在允许范围之外时,仅减小气缸体的第二气缸组侧的位移量,以便仅提高第二气缸组的机械压缩比。0058如此,当机械压缩比被改变了时,仅对气缸体的第二气缸组侧的位移量进行反馈控制,以使第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差落入允许范围内。当然,当机械压缩比被改变了时,也可以使第一相对移动机构30的第一马达39少许工作来仅对气缸体的第一气缸组。

39、侧的位移量进行反馈控制,以使第一燃烧压P1与第二燃烧压P2之差落入允许范围内。0059在本实施方式中,说明了当使气缸体10相对于曲轴箱20向内燃机中心线方向相对移动时若照这样气缸体中心线CL就会从内燃机中心线CE向第二气缸组侧偏离的情况,但当然在使气缸体10相对于曲轴箱20向内燃机中心线方向CE相对移动时若照这样气缸体中心线CL从内燃机中心线CE向第一气缸组侧偏离的情况下,如果使气缸体中心线CL相对于内燃机中心线CE倾斜,以使第一气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量DV1小于第二气缸组侧在内燃机中心线方向上的位移量DV2,则也能够使得第一气缸组的机械压缩比与第二气缸组的机械压缩比相等。0060附图标记说明006110气缸体006220曲轴箱006330第一相对移动机构006440第二相对移动机构说明书CN102472174A101/6页11图1说明书附图CN102472174A112/6页12图2说明书附图CN102472174A123/6页13图3说明书附图CN102472174A134/6页14图4图5说明书附图CN102472174A145/6页15图6图7说明书附图CN102472174A156/6页16图8说明书附图CN102472174A16。

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