Двухзвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к многозвенному поршневому кривошипно-шатунному механизму двигателя внутреннего сгорания. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм включает в себя нижнюю тягу (7), имеющую одну торцевую сторону, на которую воздействует входная нагрузка (F1) вследствие нагрузки при сгорании. Нижняя тяга включает в себя раздвоенный участок (13) с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне и раздвоенный участок (14) с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне, которые позиционируются на обеих сторонах участка (12) подшипника шатунной шейки. Раздвоенный участок с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне размещает в себе другой конец верхней тяги (8). Раздвоенный участок с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне размещает в себе другой конец управляющей тяги (9). Толщина центрального участка (12a) для участка (12) подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала больше в участке, позиционированном на одной торцевой стороне нижней тяги (7), чем в участке, позиционированном на другой торцевой стороне нижней тяги (7). Толщина другого концевого участка (32) управляющей тяги превышает толщину другого концевого участка (24) верхней тяги. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
Данное изобретение относится к многозвенному поршневому кривошипно-шатунному механизму двигателя внутреннего сгорания.
Уровень техники
Традиционно, известен многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм, в котором поршень и шатунная шейка коленчатого вала соединяются через множество тяг.
Например, в публикации JP 2009-215970 раскрыт поршневой кривошипно-шатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя верхнюю тягу, включающую в себя один конец, соединенный через поршневой палец с поршнем, нижнюю тягу, соединенную через верхний палец с другим концом верхней тяги и соединенную с возможностью вращения с шатунной шейкой коленчатого вала в участке подшипника шатунной шейки, и управляющую тягу, включающую в себя один конец, поддерживаемый с возможностью вращения посредством основного корпуса двигателя, и другой конец, соединенный через управляющий палец с нижней тягой.
Нижняя тяга согласно JP 2009-215970 включает в себя участок втулки верхнего пальца и участок втулки управляющего пальца, которые расположены на обеих сторонах участка подшипника шатунной шейки. Участок втулки верхнего пальца имеет раздвоенную форму. Участок втулки верхнего пальца представляет собой соединительный участок с верхней тягой. Участок втулки управляющего пальца имеет раздвоенную форму. Участок втулки управляющего пальца представляет собой соединительный участок с управляющей тягой. Соответственно, в участке подшипника шатунной шейки, жесткости участков на обеих сторонах центрального участка в осевом направлении коленчатого вала, который представляет собой разветвление раздвоенной формы, относительно выше жесткости центрального участка.
Тем не менее, в участке коренного подшипника коленчатого вала с такой конструкцией, величина варьирования формы (величина деформации) внутренней периферийной поверхности центрального участка в осевом направлении коленчатого вала, который имеет относительно низкую жесткость, становится больше величины варьирования формы (величины деформации) внутренних периферийных поверхностей обоих концевых участков в осевом направлении коленчатого вала, которые имеют относительно низкую жесткость при смазке упругой текучей средой.
Соответственно, в этой смазке упругой текучей средой, в частности, когда формируется нагрузка при сгорании, в силу которой входная нагрузка для нижней тяги становится максимальной, оба концевых участка для участка подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала легко контактируют на шатунной шейке во входной позиции входной нагрузки вследствие нагрузки при сгорании. Следовательно, могут ухудшаться сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка подшипника шатунной шейки.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении, предусмотрены: нижняя тяга, включающая в себя участок подшипника шатунной шейки, который монтируется с возможностью вращения на шатунной шейке коленчатого вала; верхняя тяга, включающая в себя один концевой участок, соединенный с поршневым пальцем поршня, и другой концевой участок, соединенный с одной торцевой стороной нижней тяги через первый палец тяги, вставленный в первое сквозное отверстие другого концевого участка верхней тяги; и управляющая тяга, включающая в себя один концевой участок, поддерживаемый посредством блока цилиндров, и другой концевой участок, соединенный с другой торцевой стороной нижней тяги через второй палец тяги, вставленный во второе сквозное отверстие другого концевого участка управляющей тяги; причем нижняя тяга включает в себя одну торцевую сторону, на которой действует входная нагрузка вследствие нагрузки при сгорании, причем нижняя тяга включает в себя раздвоенный участок с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне и раздвоенный участок с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне, которые позиционируются на обеих сторонах участка подшипника шатунной шейки при просмотре из осевого направления коленчатого вала, причем раздвоенный участок с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне размещает в себе другой конец верхней тяги, и раздвоенный участок с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне размещает в себе другой конец управляющей тяги, причем участок подшипника шатунной шейки включает в себя центральный участок в осевом направлении коленчатого вала, причем центральный участок имеет толщину вдоль радиального направления шатунной шейки, причем толщина центрального участка в участке, позиционированном на одной торцевой стороне нижней тяги, превышает толщину участка, позиционированного на другой торцевой стороне нижней тяги, и причем толщина другого концевого участка управляющей тяги вдоль радиального направления второго сквозного отверстия превышает толщину другого концевого участка верхней тяги вдоль радиального направления первого сквозного отверстия.
В настоящем изобретении, участок на одной торцевой стороне нижней тяги в участке подшипника шатунной шейки имеет толщину центрального участка в осевом направлении коленчатого вала, которая превышает толщину, позиционированную на другой торцевой стороне нижней тяги в участке подшипника шатунной шейки, так что он имеет относительно высокую жесткость. Соответственно, участок подшипника шатунной шейки может подавлять варьирование формы (деформацию) центрального участка в осевом направлении коленчатого вала на одной торцевой стороне нижней тяги. Таким образом, участок подшипника шатунной шейки ослабляет контакты концевого участка подшипника, в которых оба концевых участка контактируют на шатунной шейке на одной торцевой стороне нижней тяги. Следовательно, можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка подшипника шатунной шейки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является пояснительным видом, схематично показывающим двигатель внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение.
Фиг. 2 является пояснительным видом, схематично показывающим основные части многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 является пояснительным видом, схематично показывающим основные части нижней тяги.
Фиг. 4 является пояснительным видом, схематично показывающим нижнюю тягу в сравнительном примере.
Фиг. 5 является пояснительным видом, показывающим многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания согласно другому примеру настоящего изобретения.
Фиг. 6 является пояснительным видом, схематично показывающим основные части многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению.
Фиг. 7 является пояснительным видом, схематично показывающим другой концевой участок верхней тяги в сравнительном примере.
Фиг. 8 является пояснительным видом, схематично показывающим основные части многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению.
Фиг. 9 является пояснительным видом, схематично показывающим другой концевой участок верхней тяги в сравнительном примере.
Фиг. 10 является пояснительным видом, схематично показывающим основные части многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 11 является видом в разрезе по линии A-A с фиг. 10;
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
В дальнейшем в этом документе, подробно проиллюстрирован один вариант осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Фиг. 1 является пояснительным видом, схематично показывающим двигатель 1 внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение.
Двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 (двухзвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм), посредством которого поршень 2 и коленчатый вал 3 соединяются друг с другом посредством множества тяг. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 в этом варианте осуществления представляет собой механизм регулирования степени сжатия, размещаемый с возможностью варьировать позицию верхней мертвой точки поршня 2, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре 5a блока 5 цилиндров, и за счет этого варьировать степень сжатия двигателя.
Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 включает в себя нижнюю тягу 7, смонтированную с возможностью вращения на шатунной шейке 6 коленчатого вала 3; верхнюю тягу 8, сцепляющую поршень 2 и нижнюю тягу 7; и управляющую тягу 9, включающую в себя один конец, поддерживаемый с возможностью вращения посредством блока 5 цилиндров, и другой конец, соединенный с возможностью вращения с нижней тягой 7.
Коленчатый вал 3 включает в себя множество участков 10 коренной шейки и шатунной шейки 6. Участки 10 коренной шейки поддерживаются с возможностью вращения посредством участков подшипника коленчатого вала (не показаны), которые сконструированы посредством блока 5 цилиндров и крышки 11 коренного подшипника. Шатунная шейка 6 является эксцентриковой относительно участков 10 коренной шейки на предварительно определенную величину. Нижняя тяга 7 монтируется с возможностью вращения на шатунной шейке 6.
Фиг. 2 является видом в сечении в центральном (среднем) участке нижней тяги 7 в осевом направлении коленчатого вала. Как показано на фиг. 2, нижняя тяга 7 включает в себя участок 12 подшипника шатунной шейки, смонтированный с возможностью вращения на шатунной шейке 6 коленчатого вала 3; и участок 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне и участок 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне, которые позиционируются на обеих сторонах участка 12 подшипника шатунной шейки. Другая торцевая сторона верхней тяги 8 соединяется с возможностью вращения с участком 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне. Другая торцевая сторона управляющей тяги 9 соединяется с возможностью вращения с участком 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне. Входная нагрузка F1, вызываемая вследствие нагрузки при сгорании, действует на одну торцевую сторону нижней тяги 7 из шатунной шейки 6, как показано посредством стрелки на фиг. 2.
В этом случае, одна торцевая сторона нижней тяги 7 представляет собой сторону, на которой формируется участок 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Кроме того, другая торцевая сторона нижней тяги 7 представляет собой сторону, на которой формируется участок 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне нижней тяги 7.
Участок 12 подшипника шатунной шейки представляет собой сквозное отверстие, имеющее круглое сечение. Кроме того, нижняя тяга 7 может разделяться на два элемента на разделяющей поверхности, на которой участок 12 подшипника шатунной шейки разделяется на два участка, для сборки нижней тяги 7 на шатунной шейке 6. Нижняя тяга 7 как единое целое соединяется посредством двух болтов 15 и 15.
Участок 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне имеет раздвоенную форму, которая размещает в себе другую торцевую сторону верхней тяги 8. Этот участок 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне включает в себя пару выступающих фрагментов 16 на одной торцевой стороне, расположенных напротив друг друга. Каждый из выступающих фрагментов 16 на одном конце включает в себя отверстие 18 под палец на одной торцевой стороне нижней тяги, в котором практически цилиндрический первый палец 17 тяги крепится посредством прессовой посадки.
Участок 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне имеет раздвоенную форму, которая размещает в себе другую торцевую сторону управляющей тяги 9. Участок 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне включает в себя пару выступающих фрагментов 19 на другой торцевой стороне, расположенных напротив друг друга. Каждый из участков 19 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне включает в себя отверстие 21 под палец на другой торцевой стороне нижней тяги, в котором практически цилиндрический второй палец 20 тяги крепится посредством прессовой посадки.
Верхняя тяга 8 включает в себя один концевой участок 23 верхней тяги, смонтированный с возможностью вращения на поршне 2 посредством поршневого пальца 22; другой концевой участок 24 верхней тяги, соединенный с возможностью вращения с участком 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне нижней тяги 7 посредством первого пальца 17 тяги; и участок 25 стержня верхней тяги, соединяющий один концевой участок 23 верхней тяги и другой концевой участок 24 верхней тяги.
Один концевой участок 23 верхней тяги включает в себя отверстие под палец на одной торцевой стороне верхней тяги (не показано), которое формируется в центральном участке одного концевого участка 23 верхней тяги таким образом, что оно проникает через один концевой участок 23 верхней тяги, и в которое вставляется с возможностью вращения поршневой палец 22.
Другой концевой участок 24 верхней тяги включает в себя отверстие 26 под палец на другой торцевой стороне верхней тяги, которое представляет собой первое сквозное отверстие, которое формируется в центральном участке другого концевого участка 24 верхней тяги таким образом, что оно проникает через другой концевой участок 24 верхней тяги, и в которое вставляется с возможностью вращения первый палец 17 тяги.
Управляющая тяга 9 выполнена с возможностью ограничивать перемещение нижней тяги 7. Управляющая тяга 9 включает в себя один концевой участок 31 управляющей тяги, соединенный с возможностью вращения с участком 42 эксцентрикового вала управляющего вала 41; другой концевой участок 32 управляющей тяги, соединенный с возможностью вращения с участком 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне нижней тяги 7 посредством второго пальца 20 тяги; и участок 33 стержня управляющей тяги, соединяющий один концевой участок 31 управляющей тяги и другой концевой участок 32 управляющей тяги.
Один концевой участок 31 управляющей тяги включает в себя отверстие 34 под палец на одной торцевой стороне управляющей тяги, сформированное в центральном участке одного концевого участка 31 управляющей тяги таким образом, что оно проникает через один концевой участок 31 управляющей тяги, и в которое вставляется с возможностью вращения участок 42 эксцентрикового вала.
Другой концевой участок 32 управляющей тяги включает в себя отверстие 35 под палец на другой торцевой стороне управляющей тяги, которое представляет собой второе сквозное отверстие, которое формируется в центральном участке другого концевого участка 32 управляющей тяги таким образом, что оно проникает через другой концевой участок 32 управляющей тяги, и в которое вставляется с возможностью вращения второй палец 20 тяги.
Управляющий вал 41 располагается на нижней стороне коленчатого вала 3 параллельно с коленчатым валом 3. Управляющий вал 41 поддерживается с возможностью вращения на участке подшипника управляющего вала (не показан), состоящего из крышки 11 коренного подшипника и крышки 43 подшипника управляющего вала. Таким образом, управляющий вал 41 поддерживается с возможностью вращения посредством блока 5 цилиндров, который является частью основного корпуса двигателя.
Управляющий вал 41 приводится в действие и вращается посредством актуатора (не показан) таким образом, что позиция вращения управляющего вала 41 управляется. Кроме того, актуатор, например, может представлять собой электромотор или актуатор с гидравлическим приводом.
Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 согласно этому варианту осуществления сконструирован таким образом, что центр C1 первого пальца 17 тяги, центр C2 шатунной шейки 6 и центр C3 второго пальца 20 тяги совмещаются на идентичной линии при просмотре из осевого направления коленчатого вала.
Масляный канал 51 шатунной шейки формируется в шатунной шейке 6. Масляный канал 51 шатунной шейки проходит через центр шатунной шейки при просмотре из осевого направления коленчатого вала. Масляный канал 51 шатунной шейки протягивается радиально в шатунной шейке 6 в линейной форме. В этом варианте осуществления, оба конца масляного канала 51 шатунной шейки открыты, соответственно, на внешней периферийной поверхности шатунной шейки 6. Смазка, сжимаемая под давлением посредством масляного насоса (не показан), подается в этот масляный канал 51 шатунной шейки через осевой масляный канал 52, протягивающийся в осевом направлении коленчатого вала.
В этой нижней тяге 7 многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма 4, участок 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне, имеющий раздвоенную форму, и участок 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне, имеющий раздвоенную форму, как единое целое предоставлены на стороне внешней окружности участка 12 подшипника шатунной шейки. Таким образом, как показано на фиг. 3, выступающие фрагменты 16 на одной торцевой стороне участка 13 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне или выступающие фрагменты 19 на другой торцевой стороне участка 14 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне соединяются со стороной внешней окружности обоих концевых участков 12b участка 12 подшипника шатунной шейки вдоль осевого направления коленчатого вала.
Соответственно, в участке 12 подшипника шатунной шейки, жесткости обоих боковых участков 12b участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала относительно выше жесткостей центрального участка 12a (среднего участка) для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, который представляет собой разветвляющийся участок (вилочный участок). Кроме того, ссылка с номером 55 на фиг. 3 представляет собой смазочное масло для того, чтобы смазывать участок между участком 12 подшипника шатунной шейки и шатунной шейкой 6.
В нижней тяге 81 сравнительного примера, в которой раздвоенный участок 83 с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне и раздвоенный участок 84 с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне как единое целое предоставлены на стороне внешней окружности участка 82 подшипника шатунной шейки, аналогично нижней тяге 7 в этом варианте осуществления, жесткости обоих боковых участков 82b для участка 82 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала относительно выше жесткостей центрального участка 82a для участка 82 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, как показано на фиг. 4. Кроме того, ссылка с номером 85 на фиг. 4 представляет собой смазочное масло для того, чтобы смазывать участок между участком 82 подшипника шатунной шейки и шатунной шейкой 6.
Соответственно, величина варьирования формы (величина деформации) внутренней периферийной поверхности центрального участка 82a для участка 82 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, который имеет относительно более низкую жесткость, становится больше величины варьирования формы (величины деформации) внутренних периферийных поверхностей обоих концевых участков 82b для участка 82 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, которые имеют относительно более высокую жесткость при смазке упругой текучей средой.
Таким образом, при смазке упругой текучей средой, в частности, когда формируется нагрузка при сгорании, в силу которой входная нагрузка для нижней тяги 81 становится максимальной, оба концевых участка 82b участка 82 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала легко контактируют на шатунной шейке 6 во входной позиции входной нагрузки, вызываемой вследствие нагрузки при сгорании. Следовательно, могут ухудшаться сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка 82 подшипника шатунной шейки.
Соответственно, нижняя тяга 7 согласно этому варианту осуществления формируется таким образом, что толщина (толщина в радиальном направлении шатунной шейки) центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала вдоль радиального направления шатунной шейки становится относительно большой на одной торцевой стороне нижней тяги 7, как показано на фиг. 2 и фиг. 3. Таким образом, в толщине центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала вдоль радиального направления шатунной шейки, участок, который расположен на одной торцевой стороне нижней тяги 7 и на который действует входная нагрузка F1 вследствие нагрузки при сгорании, превышает участок, который расположен на другой торцевой стороне нижней тяги 7.
Следовательно, можно подавлять деформацию в центральном участке для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, на одной торцевой стороне нижней тяги 7, на которой действует входная нагрузка F1 вследствие нагрузки при сгорании. Таким образом, можно ослаблять контакты (примыкания) концевого участка подшипника, в которых оба концевых участка 12b участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала контактируют на шатунной шейке 6 на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Следовательно, можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка 12 подшипника шатунной шейки.
Кроме того, в этом варианте осуществления, толщины центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала вдоль радиального направления шатунной шейки являются постоянными, соответственно, на одной торцевой стороне и другой торцевой стороне нижней тяги 7, вдоль направления вдоль окружности участка подшипника шатунной шейки.
Участок 12 подшипника шатунной шейки включает в себя отверстие 61 для подачи масла, которое формируется в центральном участке 12a в осевом направлении коленчатого вала в участке, который расположен на одной торцевой стороне нижней тяги 7 и который имеет относительно большую толщину вдоль радиального направления шатунной шейки, и который проникает через центральный участок 12a. Отверстие 61 для подачи масла выполнено с возможностью подавать смазочное масло из стороны шатунной шейки в другой концевой участок 24 верхней тяги.
Отверстие 61 для подачи масла формируется таким образом, что оно находится за пределами входной позиции входной нагрузки F1, которая действует на нижнюю тягу 7 вследствие нагрузки при сгорании, и находится за пределами позиции на линии действия входной нагрузки F1. В этом варианте осуществления, отверстие 61 для подачи масла формируется на прямой линии, проходящей через центр C1 первого пальца 17 тяги, центр C2 шатунной шейки 6 и центр C3 второго пальца 20 тяги при просмотре из осевого направления коленчатого вала.
Таким образом, отверстие 61 для подачи масла формируется в позиции, которая находится на одной стороне нижней тяги 7 и которая имеет относительно большую толщину вдоль радиального направления шатунной шейки. Вследствие этого, можно подавлять уменьшение прочности участка 12 подшипника шатунной шейки и подавать смазочное масло из стороны шатунной шейки в другой концевой участок 24 верхней тяги. Можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию отверстия 18 под палец на одной торцевой стороне нижней тяги другого концевого участка 24 верхней тяги, который представляет собой участок подшипника первого пальца 17 тяги.
Кроме того, отверстие 61 для подачи масла формируется таким образом, что оно находится за пределами (удаленно от) входной позиции входной нагрузки F1, которая действует на нижнюю тягу 7 вследствие нагрузки при сгорании, и находится за пределами позиции на линии действия входной нагрузки F1. Соответственно, можно уменьшать механическое напряжение (натяжение), сформированное в отверстии 61 для подачи масла, и повышать усталостную прочность участка вокруг отверстия 61 для подачи масла. Кроме того, можно подавлять усталость поверхности скольжения участка вокруг вышерасположенного отверстия для отверстия 61 для подачи масла, открытого на внутренней периферийной поверхности участка 12 подшипника шатунной шейки, в соответствии с повышением усталостной прочности участка вокруг отверстия 61 для подачи масла. Можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка 12 подшипника шатунной шейки.
Кроме того, отверстие 61 для подачи масла формируется на прямой линии, проходящей через центр C1 первого пальца 17 тяги, центр C2 шатунной шейки 6 и центр C3 второго пальца 20 тяги при просмотре из осевого направления коленчатого вала. Соответственно, можно эффективно подавать смазочное масло на поверхность скольжения другого концевого участка 24 верхней тяги.
Кроме того, формовочная позиция отверстия 61 для подачи масла не должна обязательно формироваться таким образом, что оно находится за пределами позиции входной нагрузки F1, которая действует на нижнюю тягу 7 вследствие нагрузки при сгорании, и находится за пределами позиции на линии действия входной нагрузки F1 при условии, что формовочная позиция соответствует участку, который расположен на одной торцевой стороне нижней тяги 7, которая имеет относительно большую толщину вдоль радиального направления шатунной шейки, в центральном участке 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала. Кроме того, формовочная позиция отверстия 61 для подачи масла не должна позиционироваться на прямой линии, проходящей через центр C1 первого пальца 17 тяги, центр C2 шатунной шейки 6 и центр C3 второго пальца 20 тяги при просмотре из осевого направления коленчатого вала.
Таким образом, например, как показано на фиг. 5, отверстие 61 для подачи масла может формироваться таким образом, что оно находится за пределами входной позиции входной нагрузки F1, которая действует на нижнюю тягу 7 вследствие нагрузки при сгорании, и находится за пределами линии действия входной нагрузки F1 в участке, который расположен на одной торцевой стороне нижней тяги 7 и который имеет относительно большую толщину вдоль радиального направления шатунной шейки, в центральном участке 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала.
Кроме того, толщина другого концевого участка 32 управляющей тяги вдоль радиального направления отверстия под палец на другой торцевой стороне управляющей тяги (в дальнейшем в этом документе, называемого "радиальным направлением второго сквозного отверстия") формируется таким образом, что она превышает толщину другого концевого участка 24 верхней тяги вдоль радиального направления отверстия под палец на другой торцевой стороне верхней тяги (в дальнейшем в этом документе, называемого "радиальным направлением первого сквозного отверстия").
Входная нагрузка F2 в направлении сжатия вследствие нагрузки при сгорании и входная нагрузка F3, которая задается в направлении растягивания вследствие инерционной нагрузки, меньшей нагрузки при сгорании, действуют из первого пальца тяги 17 в другой концевой участок 24 верхней тяги. Соответственно, входная нагрузка F2, введенная в другой концевой участок 24 верхней тяги вследствие нагрузки при сгорании, поддерживается посредством другого концевого участка 24 верхней тяги и участка 25 стержня верхней тяги. Кроме того, входная нагрузка F2 превышает входную нагрузку F3.
Входная нагрузка F4 в направлении растягивания вследствие нагрузки при сгорании вследствие нагрузки при сгорании и входная нагрузка F5 в направлении сжатия вследствие инерционной нагрузки, меньшая нагрузки при сгорании, действуют из второго пальца 20 тяги в другой концевой участок 32 управляющей тяги. Соответственно, входная нагрузка F4, введенная в другой концевой участок 32 управляющей тяги вследствие нагрузки при сгорании, поддерживается посредством другого концевого участка 32 управляющей тяги. Кроме того, входная нагрузка F4 превышает входную нагрузку F5.
Таким образом, другой концевой участок 24 верхней тяги может поддерживать большую входную нагрузку F2 вследствие нагрузки при сгорании с участком 25 стержня верхней тяги. Соответственно, даже когда толщина другого концевого участка 24 верхней тяги вдоль радиального направления первого сквозного отверстия формируется таким образом, что она меньше толщины другого концевого участка 32 управляющей тяги вдоль радиального направления второго сквозного отверстия, можно обеспечивать необходимую жесткость.
Соответственно, даже когда толщина центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала вдоль радиального направления шатунной шейки формируется таким образом, что она является большой на одной торцевой стороне нижней тяги 7 для обеспечения жесткости центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, можно не допускать помех другому концевому участку 24 верхней тяги посредством уменьшения толщины другого концевого участка 24 верхней тяги вдоль радиального направления первого сквозного отверстия на величину увеличения толщины центрального участка 12a.
Кроме того, толщина центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала вдоль радиального направления шатунной шейки не должна быть относительно большей на другой торцевой стороне нижней тяги 7. Соответственно, необязательно уменьшать толщину другого концевого участка 32 управляющей тяги вдоль радиального направления второго сквозного отверстия. Можно обеспечивать жесткость другого концевого участка 32 управляющей тяги при недопущении помех нижней тяге 7.
В другом концевом участке 32 управляющей тяги, как показано на фиг. 6, толщины (толщины в радиальном направлении второго сквозного отверстия) обоих концевых участков для другого концевого участка 32 управляющей тяги в осевом направлении отверстия под палец на другой торцевой стороне управляющей тяги (в дальнейшем в этом документе, называемом "осевым направлением второго сквозного отверстия") вдоль радиального направления второго сквозного отверстия формируются таким образом, что они меньше толщины (толщины в радиальном направлении второго сквозного отверстия) центрального участка в осевом направлении второго сквозного отверстия вдоль радиального направления второго сквозного отверстия на стороне, на которой действует входная нагрузка F4 вследствие нагрузки при сгорании.
Таким образом, оба концевых участка для другого концевого участка 32 управляющей тяги в осевом направлении второго сквозного отверстия формируются так, что толщина вдоль радиального направления второго сквозного отверстия формируется таким образом, что она меньше к обеим сторонам в осевом направлении второго сквозного отверстия.
Вследствие этого, в другом концевом участке 32 управляющей тяги, центральный участок в осевом направлении второго сквозного отверстия имеет жесткость выше жесткости обоих концевых участков в осевом направлении второго сквозного отверстия на стороне, на которой действует входная нагрузка F4 вследствие нагрузки при сгорании.
Соответственно, когда входная нагрузка F4 действует в другом концевом участке 32 управляющей тяги, варьирование формы (деформация) центрального участка для другого концевого участка 32 управляющей тяги в осевом направлении второго сквозного отверстия относительно подавляется на стороне, на которой действует входная нагрузка F4 вследствие нагрузки при сгорании. Таким образом, можно ослаблять контакты концевого участка подшипника, в которых оба концевых участка в осевом направлении второго сквозного отверстия контактируют на втором пальце 20 тяги, относительно случая, в котором толщина вдоль радиального направления второго сквозного отверстия является постоянной вдоль осевого направления второго сквозного отверстия (см. фиг. 7) на стороне, на которой действует входная нагрузка F4 в другом концевом участке 32 управляющей тяги. Следовательно, можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию отверстия 35 под палец на другой торцевой стороне управляющей тяги.
Кроме того, в другом концевом участке 32 управляющей тяги, толщина вдоль радиального направления второго сквозного отверстия относительно больше, чтобы увеличивать прочность. Соответственно, можно обеспечивать необходимую прочность, даже когда толщины обоих концевых участков в осевом направлении второго сквозного отверстия формируются таким образом, что они являются меньшими.
В другом концевом участке 24 верхней тяги, как показано на фиг. 6, толщины (толщины в радиальном направлении первого сквозного отверстия) обоих концевых участков в осевом направлении отверстия под палец на другой торцевой стороне верхней тяги (в дальнейшем в этом документе, называемом "осевым направлением первого сквозного отверстия") вдоль радиального направления первого сквозного отверстия формируются таким образом, что они меньше толщины (толщины в радиальном направлении первого сквозного отверстия) центрального участка в осевом направлении первого сквозного отверстия вдоль радиального направления первого сквозного отверстия на стороне, на которой действует входная нагрузка F4 вследствие нагрузки при сгорании.
Таким образом, оба концевых участка для другого концевого участка 24 верхней тяги в осевом направлении первого сквозного отверстия формируются так, что толщина вдоль радиального направления первого сквозного отверстия меньше к обеим сторонам в осевом направлении первого сквозного отверстия.
Вследствие этого, в другом концевом участке 24 верхней тяги, центральный участок в осевом направлении первого сквозного отверстия имеет жесткость выше жесткости обоих концевых участков в осевом направлении первого сквозного отверстия на стороне, на которой действует входная нагрузка F2 вследствие нагрузки при сгорании.
Соответственно, когда входная нагрузка F2 действует в другом концевом участке 24 верхней тяги, варьирование формы (деформация) центрального участка для другого концевого участка 24 верхней тяги в осевом направлении первого сквозного отверстия относительно подавляется на стороне, на которой действует входная нагрузка F2 вследствие нагрузки при сгорании. Таким образом, можно ослаблять контакты концевого участка подшипника, в которых оба концевых участка в осевом направлении первого сквозного отверстия контактируют на первом пальце 17 тяги, относительно случая, в котором толщина вдоль радиального направления первого сквозного отверстия является постоянной вдоль осевого направления первого сквозного отверстия (см. фиг. 9) на стороне, на которой действует входная нагрузка F2 в другом концевом участке 24 верхней тяги. Следовательно, можно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию отверстия 26 под палец на другой торцевой стороне верхней тяги.
Кроме того, в другом концевом участке 24 верхней тяги, толщины обоих концевых участков в осевом направлении первого сквозного отверстия формируются таким образом, что они меньше в диапазоне, в котором может обеспечиваться необходимая прочность.
Далее поясняется второй вариант осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на фиг. 10 и фиг. 11. Кроме того, составляющие элементы, которые являются идентичными составляющим элементам в вышеописанном первом варианте осуществления, имеют идентичные ссылки с номерами. Повторяющиеся пояснения опускаются.
Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 в этом втором варианте осуществления имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма 4 в вышеописанном первом варианте осуществления. Тем не менее, в центральном участке 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, толщина (толщина в радиальном направлении шатунной шейки) участка, который позиционируется на одной торцевой стороне нижней тяги 7 вдоль радиального направления шатунной шейки, формируется таким образом, что она является относительно большей на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Эта толщина становится наибольшей во входной позиции входной нагрузки F1 вследствие нагрузки при сгорании. Эта толщина становится меньшей по мере того, как он дополнительно отдаляется от входной позиции входной нагрузки F1 вследствие нагрузки при сгорании вдоль направления окружности участка подшипника шатунной шейки.
Кроме того, утопленные участки 71 формируются на обеих торцевых поверхностях на одной торцевой стороне нижней тяги 7 на боковом участке (поперечном участке) входной позиции входной нагрузки F1, действующей на нижнюю тягу 7, и на боковом участке (поперечном участке) центрального участка для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала.
В этом втором варианте осуществления, можно достигать нижеописанных операций и преимуществ, в дополнение к операциям и преимуществам в вышеописанном первом варианте осуществления.
Таким образом, в этом втором варианте осуществления, входная нагрузка F1 вследствие нагрузки при сгорании поддерживается посредством участка, имеющего самую высокую жесткость в участке, позиционированном на одной торцевой стороне нижней тяги 7, центрального участка для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала.
Соответственно, участок 12 подшипника шатунной шейки может эффективно подавлять варьирование формы (деформацию) центрального участка 12a для участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала во входной позиции входной нагрузки F1 на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Таким образом, участок 12 подшипника шатунной шейки может эффективно ослаблять контакты концевого участка подшипника, посредством которых оба концевых участка 12b участка 12 подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала контактируют на шатунной шейке 6.
Кроме того, утопленные участки 71 формируются на обеих торцевых поверхностях на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Вследствие этого, в участке 12 подшипника шатунной шейки на одной торцевой стороне нижней тяги 7, можно уменьшать жесткости обоих концевых участков 12b в осевом направлении коленчатого вала.
Следовательно, в участке 12 подшипника шатунной шейки, варьирование жесткости осевого направления коленчатого вала становится небольшим на одной торцевой стороне нижней тяги 7. Можно дополнительно ослаблять контакты концевого участка подшипника, в которых оба концевых участка 12b в осевом направлении коленчатого вала контактируют на шатунной шейке 6. Следовательно, можно дополнительно повышать сопротивление заклиниванию и сопротивление истиранию участка 12 подшипника шатунной шейки.
Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления, многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм 4 представляет собой механизм регулирования степени сжатия. Тем не менее, настоящее изобретение является применимым к многозвенному поршневому кривошипно-шатунному механизму, который не представляет собой механизм регулирования степени сжатия. В этом случае, например, многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма 4 в вышеописанных вариантах осуществления. Тем не менее, этот многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм имеет конфигурацию, в которой управляющий вал 41 не включает в себя участок 42 эксцентрикового вала, и один конец управляющей тяги 9 соединяется с возможностью вращения с управляющим валом 41 в многозвенном поршневом кривошипно-шатунном механизме 4 согласно вышеописанным вариантам осуществления.
1. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм для двигателя внутреннего сгорания, содержащий:
нижнюю тягу, включающую в себя участок подшипника шатунной шейки, который монтируется с возможностью вращения на шатунной шейке коленчатого вала;
верхнюю тягу, один концевой участок которой соединен с поршневым пальцем поршня, а другой концевой участок соединен с одной торцевой стороной нижней тяги через первый палец тяги, вставленный в первое сквозное отверстие другого концевого участка верхней тяги; и
управляющую тягу, один концевой участок которой поддерживается блоком цилиндров, а другой концевой участок соединен с другой торцевой стороной нижней тяги через второй палец тяги, вставленный во второе сквозное отверстие другого концевого участка управляющей тяги;
причем нижняя тяга включает в себя одну торцевую сторону, на которую воздействует входная нагрузка вследствие нагрузки при сгорании, при этом нижняя тяга включает в себя раздвоенный участок с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне и раздвоенный участок с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне, которые позиционируются на обеих сторонах участка подшипника шатунной шейки, если смотреть из осевого направления коленчатого вала, причем раздвоенный участок с выступающими фрагментами на одной торцевой стороне размещает в себе другой конец верхней тяги, и раздвоенный участок с выступающими фрагментами на другой торцевой стороне размещает в себе другой конец управляющей тяги,
при этом участок подшипника шатунной шейки включает в себя центральный участок в осевом направлении коленчатого вала, причем центральный участок имеет толщину вдоль радиального направления шатунной шейки, при этом толщина центрального участка в участке, позиционированном на одной торцевой стороне нижней тяги, превышает толщину участка, позиционированного на другой торцевой стороне нижней тяги,
причем толщина другого концевого участка управляющей тяги вдоль радиального направления второго сквозного отверстия превышает толщину другого концевого участка верхней тяги вдоль радиального направления первого сквозного отверстия.
2. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по п. 1, в котором в другом концевом участке управляющей тяги толщины обоих концевых участков в осевом направлении второго сквозного отверстия вдоль радиального направления второго сквозного отверстия меньше толщины центрального участка в осевом направлении второго сквозного отверстия вдоль радиального направления второго сквозного отверстия на стороне, на которую воздействует входная нагрузка вследствие нагрузки при сгорании.
3. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по п. 1, в котором в другом концевом участке верхней тяги толщины обоих концевых участков в осевом направлении первого сквозного отверстия вдоль радиального направления первого сквозного отверстия меньше толщины центрального участка в осевом направлении первого сквозного отверстия вдоль радиального направления первого сквозного отверстия на стороне, на которую воздействует входная нагрузка вследствие нагрузки при сгорании.
4. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-3, в котором участок подшипника шатунной шейки включает в себя отверстие для подачи масла, которое сформировано в участке, который находится на одной торцевой стороне нижней тяги, в которой толщина вдоль радиального направления шатунной шейки относительно больше в центральном участке для участка подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, и который выполнен с возможностью подачи смазочного масла из стороны шатунной шейки в другой концевой участок верхней тяги.
5. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по п. 4, в котором отверстие для подачи масла сформировано в позиции за пределами входной позиции входной нагрузки вследствие нагрузки при сгорании действующей на нижнюю тягу.
6. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по п. 4, в котором центр первого пальца тяги, центр шатунной шейки и центр второго пальца тяги совмещаются на идентичной прямой линии, если смотреть из осевого направления коленчатого вала; и отверстие для подачи масла сформировано на прямой линии, проходящей через центр первого пальца тяги, центр шатунной шейки и центр второго пальца тяги, если смотреть из осевого направления коленчатого вала.
7. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-3, в котором в участке, который расположен на одной торцевой стороне нижней тяги в центральном участке для участка подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала, толщина вдоль радиального направления шатунной шейки становится наибольшей во входной позиции входной нагрузки вследствие нагрузки при сгорании; и толщина вдоль радиального направления шатунной шейки становится меньшей по мере того, как он отдаляется от входной позиции входной нагрузки вследствие нагрузки при сгорании вдоль направления окружности участка подшипника шатунной шейки.
8. Многозвенный поршневой кривошипно-шатунный механизм по п. 7, в котором утопленные участки сформированы на обеих торцевых поверхностях на одной торцевой стороне нижней тяги, на боковых участках входной позиции входной нагрузки вследствие нагрузки при сгорании, воздействующей на нижнюю тягу, на боковых участках центрального участка для участка подшипника шатунной шейки в осевом направлении коленчатого вала.
