专利名称：具有可变压缩比机构的往复式发动机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种包含一个多连杆型活塞曲柄机构的具有可变压缩比机构的往复式发动机，并且更具体涉及在发动机的润滑系统中的一种改进。
背景技术：
近年来，已经公开了具有多连杆型活塞曲柄机构的往复式内燃机的各种可变压缩比机构，这种机构能够通过移动联动装置的一部分元件来改变活塞的上死点(TDC)位置和/或下死点(BDC)和发动机的压缩比。一种这种机构公开于出版于2002年1月23日的日本专利公报No.2002-21592(对应于2003年1月14日转让给本发明的受让人的美国专利No.6,505,582)。此可变压缩比机构包含一个一端藉助活塞销与活塞相连接的上拉杆、一个藉助上拉销与上拉杆的另一端以摆动或摇动方式连接并且以可转动方式连接到曲轴的曲轴销的下拉杆、一端藉助控制销以摆动方式连接到下拉杆的控制拉杆、以转动方式安装于汽缸体上并且具有摆动支持控制拉杆的另一端的偏心轮的控制轴，以便可根据发动机运行条件通过调节控制轴的偏心轮的位置来改变发动机压缩比。
发明内容
在上述具有可变压缩比机构的往复式发动机中，对三个元件必须进行润滑，就是说，除了通常润滑的元件，如曲轴、曲轴销和活塞销之外还要对控制轴、控制销及上拉销进行润滑。因此，有可能发生由于供油不足导致在发动机高载荷条件下活塞裙和轴承的润滑出现问题。如果为了避免润滑出现问题采取过度增加油压或供油，则在需油少时过度供油会导致油泵做无用功，最终结果是燃料效率低。
因此，本发明的一个目的是改进具有可变压缩比机构的往复式发动机的润滑系统。
为了实现本发明的上述目的及其他目的，一往复式发动机的构成包括根据发动机载荷来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及用来根据发动机压缩比控制主油路中的油压的油压控制装置。
根据本发明的另一个方面，一往复式发动机的构成包括用来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及用来根据用作确定发动机压缩比的参数的发动机载荷来控制主油路中的油压的油压控制装置。
根据本发明的再一个方面，一往复式发动机的构成包括根据发动机载荷来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接将加压润滑油供给主油路的油压源；用来从油压源经主油路将润滑油供给润滑元件的供油设备；以及用来根据用作确定发动机压缩比的参数的发动机载荷来控制主油路中的油压的油压控制设备。
根据本发明的又一个方面，一往复式发动机的构成包括用来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接将加压润滑油供给主油路的油压源；用来从油压源经主油路将润滑油供给润滑元件的供油设备；以及用来根据用作确定发动机压缩比的参数的发动机载荷来控制主油路中的油压的油压控制设备。
根据本发明的另外一个方面，一用来调节往复式发动机的主油路中油压的方法的构成包括至少一个用来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及用来控制主油路中的油压的油压控制装置；本方法的构成包括判断发动机压缩比与预定值比较是高还是低；在发动机压缩比过高时，操作油压控制装置来降低主油路中的油压。
由下面参照附图对实现本发明的最佳模式实施方式的详细说明可了解到上述目的及其他目的、特点和优点。
对附图的简要说明
图1为本发明的往复式发动机的可变压缩比机构的剖视图。
图2A为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式1的润滑系统的框图。
图2B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式1的润滑系统的框图。
图3A为示出在低发动机速度和低发动机载荷条件下本发明的实施方式2的润滑系统的框图。
图3B为示出在高发动机速度和高发动机载荷条件下本发明的实施方式2的润滑系统的框图。
图4A为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式3的润滑系统的框图。
图4B为示出在另一高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式3的润滑系统的框图。
图4C为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式3的润滑系统的框图。
图5为本发明的实施方式4的其构成包括一个压缩比控制执行器作为系统部件的往复式发动机的可变压缩比机构的剖视图。
图6A为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式4的润滑系统的框图。
图6B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式4的润滑系统的框图。
图7A为示出在高发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式5的其构成包括一个控制轴作为系统部件的润滑系统的沿着由图7B中的VIIA-VIIA线表示的平面的剖视图。
图7B为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式5的润滑系统的框图。
图8A为示出在低发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式5的润滑系统的沿着由图8B中的VIIIA-VIIIA线表示的平面的剖视图。
图8B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式5的润滑系统的框图。
图9A为示出在高发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式6的其构成包括一个控制轴作为系统部件的润滑系统的沿着由图9B中的IXA-IXA线表示的平面的剖视图。
图9B为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式6的润滑系统的框图。
图9C为示出在高发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式6的润滑系统的沿着由图9B中的IXC-IXC线表示的平面的剖视图。
图10A为示出在低发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式6的润滑系统的沿着由图10B中的XA-XA线表示的平面的剖视图。
图10B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式6的润滑系统的框图。
图10C为示出在低发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式6的润滑系统的沿着由图9B中的XC-XC线表示的平面的剖视图。
图11A为示出在高发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式7的润滑系统的框图。
图11B为示出在低发动机压缩比设置情况下，本发明的实施方式7的润滑系统的框图。
图12为示出在本发明的实施方式7的主油沟和汽缸盖油沟中的油压与发动机速度的关系曲线的曲线图。
图13A为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式8的润滑系统的框图。
图13B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式8的润滑系统的框图。
图14A为示出在高发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式9的润滑系统的框图。
图14B为示出在低发动机压缩比设置情况下本发明的实施方式9的润滑系统的框图。
具体实施例方式
下面参照附图，特别是图1至2B，其中示出对所有的下述实施方式共用的可变压缩比机构。
可变压缩比机构包括以转动方式与曲轴1的曲轴销12相连接的下拉杆2、将下拉杆2连接到活塞3上拉杆5、具有偏心轮8的控制轴7以及将控制轴7连接到下拉杆2的控制拉杆6。控制轴7的转角主要根据发动机载荷情况通过压缩比控制执行器51(见后述，参照图5)改变。由控制拉杆6控制的下拉杆2的运动限制条件受到相应的改变，结果活塞3的冲程的特性，具体言之，TDC位置和/或BDC位置和活塞3的发动机压缩比改变并受到控制。
更具体言之，曲轴1包括多个轴颈11和曲轴销12。每个轴颈11都以转动方式支持于汽缸体21和曲轴轴承盖22之间的主轴承上。下拉杆2是以转动方式连接到曲轴销12，而曲轴销12具有预定的偏心度偏离轴颈11的转动中心。下拉杆2由两个分开的构件组成。曲轴销12与在下拉杆2的两个分开的构件之间决定的连接孔配合。上拉杆5的下端藉助上拉销10通过枢轴连接到下拉杆2的一端，并且其上端也通过活塞销4连接到活塞3。活塞3由燃烧压力推动在汽缸体21的缸膛(汽缸内径)中往复运动。控制拉杆6通过枢轴藉助控制销9以小端或上端与下拉杆2的另一端相连接，并且其大端或下端以摆动或摇动方式销连接到控制轴7的偏心轮8。控制轴7置于与曲轴1平行，并且以转动方式支持于曲轴轴承盖22和连接到曲轴轴承盖22的下端的控制轴轴承盖24之间的主轴承之上。偏心轮8偏置于与控制轴7的转动中心偏离处。控制轴轴承盖24形成为梯形或承重梁的形状，其中多个轴承盖沿着发动机的纵向方向与梁相连接。
控制轴7的转角由包含电动机的压缩比控制执行器，如图5所示的压缩比控制执行器51，根据来自发动机控制单元(图中未示出)的控制信号进行调节和控制。
压缩比控制执行器转动控制轴7而使偏心轮8的中心移动并且使控制拉杆6的下端的摆动中心升高或降低。相应地，在TDC处的下拉杆2的几何形状可使活塞3的位置在TDC处改变为升高或降低。因此，就可以改变压缩比。对压缩比的这种控制是基于发动机运行条件而进行的，一般是针对较高的发动机载荷条件设置较低的压缩比。
如图2A及2B所示，由曲轴1的转矩驱动的用作油压源的油泵31，将存储于油盘32中的润滑油吸出，对其加压并在压力下供给在汽缸体21(参照图1)中作为主油路形成的主油沟33。供给主油沟33的油分配给汽缸体21中的多个受润滑元件34被供油元件)，如其元件必须润滑的曲轴1上的轴承。主油沟33中的油的一部分经过汽缸盖主供油通路36供给在汽缸盖中形成的汽缸盖油沟35。此油主要供给多个受润滑元件(未示出)，如阀门机件和汽缸盖中的凸轮轴上的轴承。在对受润滑元件进行润滑之后，此油返回到油盘32。在图2A、2B中，像油路36、37的线的粗细与油压或油量相对应，表示较高的油压或较大的油量的线较粗，而表示较低的压力或较少的油量的线较细。在示出润滑系统的其他附图中，采用同样的符号表示法。
由油泵31加压的主油沟33的油压主要取决于发动机的速度，因为油泵31是由曲轴1的转矩驱动的。向受润滑元件适当供油所必需的油压主要是根据发动机载荷条件而改变。一般讲，较高的载荷条件要求较高的油压。在上述的具有可变压缩比机构的往复式发动机中，对三个元件必须进行润滑，就是说，除了通常润滑的元件，如曲轴、曲轴销和活塞销之外还要对控制轴、控制销及上拉销进行润滑。因此，有可能发生由于供油不足导致在发动机高载荷条件下活塞裙和轴承的润滑出现问题。如果为了避免润滑出现问题采取过度增加油压或供油，则在需油少时过度供油会导致油泵做无用功，最终结果是燃料效率低。
为了改进这一机构，下面的实施方式包括用来根据由可变压缩比机构设置的压缩比或发动机载荷条件调节主油沟33中的油压的油压控制设备。结果，可以根据压缩比设置或发动机载荷条件将润滑油适当地供给受润滑元件。在应用高压缩比的低发动机载荷条件下，可降低油压来减小油泵的功损提高燃料效率。另一方面，在应用低压缩比的高发动机载荷条件下，保持主油沟33中的高油压使其不下降。可以供给受润滑元件足够的润滑油而可靠地防止在受润滑元件上卡住润滑油而出现润滑故障。
在所有下述实施方式中，油压控制设备包括与主油沟33相连接的用来从主油沟33排油的排油通路37、用作根据压缩比的设置或发动机载荷条件来选择或改变排油通路37的开度而调节主油沟33中的油压的油压调节机构的控制阀(如实施方式1中的阀门38)。此控制阀可以是能够将排油通路37设置为开或闭的两位置选择器类型，或者是可以连续调节油压和油流量的连续变化型。
下面参照示出本发明的实施方式1的图2A和2B。在实施方式1中，提供有阀门38，如电磁阀，来启闭排油通路37。阀门38由控制单元，如发动机控制单元，根据压缩比的设置进行操作。
如图2A所示，排油通路37由阀门38在主要是应用于低发动机载荷条件的高压缩比时打开。这样，一部分油从主油沟33经过排油通路37排出以降低主油沟33内的油压。相应地，油泵31的功损降低而提高低发动机载荷条件下的燃料效率。另一方面，如图2B所示，排油通路37由阀门38在主要是应用于高发动机载荷条件的低压缩比时关闭。这样，没有油从主油沟33经过排油通路37排出，可以保持主油沟33内的高油压。相应地，可以供给受润滑元件足够的润滑油而防止在高发动机载荷条件下出现润滑故障。
下面参照示出本发明的实施方式2的图3A和3B。在实施方式2中，提供有阀门38，如电磁阀，但不是根据压缩比的设置而是根据发动机载荷(更具体言之，是根据对可变因素，如加速器的开度计算出的目标驱动转矩)进行操作的。在示于图3A的细节图中，在低发动机速度和低发动机载荷条件下由阀门38开启排油通路37以降低主油沟33中的油压。另一方面，如图3B所示，在高发动机速度和高发动机载荷条件时排油通路37由阀门38关闭以保持主油沟33内的高油压。这样，就可以提供与实施方式1情况下类似的效果。
一般讲，高压缩比设置是应用于低发动机速度和低发动机载荷条件。然而，低压缩比设置也可应用于低发动机速度和低发动机载荷条件而成为一种例外，比如，在刚刚经过高发动机载荷运行后油温和水温很高时。在此状态下，主油沟33中的油压可根据发动机载荷通过控制油压适当地改变或调节。
下面参照示出本发明的实施方式3的图4A、4B和4C。在实施方式3中，将阀门41，如电磁阀，置于排油通路37内用来启闭排油通路37和改变或调节对某个具体受润滑元件子集34a的供油和供油压力。阀门41可根据压缩比设置改变对每个需要润滑的受润滑元件，如阀门机件、凸轮轴轴承和曲轴轴承的供油和供油压力的分配。详言之，阀门41与连接到受润滑元件子集34a的部分供油通路42相连接，并且具备一个在图中画成为T形的阀内油路43用来启闭排油通路37和/或部分供油通路42。
如图4A所示，在第一高压缩比设置时排油通路37开启，而部分供油通路42关闭。这样，主油沟33中的油压经过排油通路37排放来防止油泵31的无谓功损。部分供油通路42关闭使得不会向受润滑元件子集34a优先供给润滑油。
如图4B所示，在第二高压缩比设置(比如，压缩比低于第一高压缩比设置)时，排油通路37和部分供油通路42两者均由阀门41开启。这样，主油沟33中的油压经过排油通路37降低而防止油泵31的无谓功损。润滑油经过部分供油通路42优先供给受润滑元件子集34a以增加受润滑元件子集34a中的油流量和油压使其超过其他受润滑元件。因此，可以有效地避免潜在的对受润滑元件的润滑不足。
如图4C所示，在主要应用于高发动机载荷条件的低压缩比设置时排油通路37关闭而部分供油通路42开启。这样，润滑油经过部分供油通路42优先供给受润滑元件子集34a，而主油沟33中的油压不经排油通路37排放降低。因此，可以有效地避免潜在的对受润滑元件子集34a的润滑不足。
在实施方式3中，就可以提供与实施方式1情况下类似的效果。此外，可根据压缩比设置来适当改变对受润滑元件子集34a的油的分配以便根据压缩比设置对每个受润滑元件提供合适数量的润滑油。在高压缩比和低发动机载荷条件时少量供油即已足够时，受润滑元件，即除受润滑元件子集34a以外的受润滑元件，包括活塞裙、缸膛和主要运动元件，如曲轴和曲轴销轴承，的滑动表面。一般讲，在单连杆将活塞销连接到曲轴销的单连杆型往复式发动机中，结构上具有根据活塞冲程位置从活塞冲程线唯一确定的连杆角。相应地，在与高燃料效率范围相对应的低发动机速度范围内由燃烧压力施加一个相当大的活塞推力载荷。因此，对于活塞裙和缸膛需要供给相当大量的油。另一方面，当应用上述可变压缩比机构时，与单连杆型的连杆相对应的上拉杆5可在燃烧时间内将几何形状紧密地沿着活塞冲程线保持。相应地，可以大大减小由燃烧压力引起的活塞推力载荷。因此，在与高燃料效率范围相对应的低发动机速度和低发动机载荷条件下，可减小对活塞裙和缸膛的供油。
输入载荷主要是根据燃烧压力和在主要运动元件，如曲轴和曲轴销轴承，的滑动表面上的惯性载荷而改变。当输入载荷很小时，比如在低发动机载荷条件下，很少量的供油即已足够。必需的供油随着输入载荷而增加。另一方面，在汽缸盖中的滑动表面，如阀门机件和凸轮轴，之上，根据输入载荷的必需供油的改变与主要运动元件的滑动表面相比较较小。因此，如本实施方式所示，适当改变对主要运动元件的滑动表面的供油和根据压缩比设置(或发动机载荷条件)的汽缸盖中的滑动表面的供油的比例可减小油泵31的无谓损失和对每个滑动表面分配正好是其需要的足够的供油。
当在具有可变压缩比机构的往复式发动机中的压缩比变化时，由可变压缩比机构组成的运动元件进行机械操作。当作为上述的控制油压的设备的一个阀门由可变压缩比机构的运动元件组成时，系统的结构和控制可大为简化。比如，如在下面的实施方式中所示，一个排油通路的各部分在可变压缩比机构的运动元件中和在支持容许此运动元件运动的运动元件的机壳中都会形成。此排油通路根据用作阀门的运动元件的位置而启闭。
下面参照示出本发明的实施方式4的图5、6A和6B。用于调节控制轴7的转角的压缩比控制执行器51包括与控制轴7相连接的活塞杆52和用来滑动支持活塞杆52的活塞壳53。活塞杆52在活塞壳53中滑动来调节控制轴7的转角。在此实施方式中，活塞杆52作为阀门使用。详言之，在活塞壳53中形成一对部分排油通路55作为排油通路37的一部分。在活塞杆52中形成一个阀内油路54。
如图6A所示，在主要应用于低发动机载荷条件下的高压缩比设置时活塞杆52的设置使阀内油路54与部分排油通路55连通。在此状态下，油从主油沟33经排油通路37排出以降低主油沟33中的油压。这样就可以避免油泵31的无谓的功损。另一方面，如图6B所示，在主要应用于高发动机载荷条件下的低压缩比设置时活塞杆52的设置使部分排油通路55关闭。在此状态下，油不从主油沟33经排油通路37排出。这样，就可保持主油沟33中的油压为高油压并且可对受润滑元件分配足够的供油压力。
如在此实施方式中所示，使控制轴7运动的压缩比控制执行器51的活塞杆52作为阀门使用来启闭排油通路37。因此，就无须提供另外的阀门和阀门的控制单元，这可以使系统的结构和控制简化。
下面参照示出本发明的实施方式5的图7A至8B。在本发明的实施方式5中，使用控制轴7的轴颈7a作为启闭以液压方式与主油沟33连接的排油通路37的阀门。详言之，在控制轴7的轴颈7a中形成一个阀内油路61。部分排油通路62和63在支持轴颈7a的轴承盖22和24中形成并且开启通向轴颈7a的邻接表面。
如图7A和7B所示，在主要应用于低发动机载荷条件下的高压缩比设置时，调节控制轴7的转角来开启油路61至63。在此状态下，主油沟33中的一部分油经过排油通路37排出。因此，主油沟33中的油压得到降低以防止油泵31的无谓功损。
另一方面，如图8A和8B所示，在主要应用于高发动机载荷条件下的低压缩比设置时部分排油通路62和63互相之间不连通。这样，主油沟33中的油压就不通过排油通路37降低而可保持高油压并且可对每个受润滑元件分配油压以提供所希望的润滑。
如上面在实施方式5中所示，可变压缩比机构的控制轴7的轴颈7a作为阀门使用并根据压缩比设置来确定排油通路37的开度。因此，就无须提供另外的阀门和阀门的控制单元，这可以使系统的结构和控制简化。向控制轴7的轴颈7a的滑动表面供给润滑油的油路用作排油通路37的一部分以进一步简化结构。
下面参照示出本发明的实施方式6的图9A至10C。在实施方式6中，使用控制轴7的轴颈7a作为启闭排油通路37的阀门，与实施方式5相同。详言之，在控制轴7中形成阀内油路65至67作为排油通路37的一部分。在曲轴轴承盖22中形成部分排油通路64。阀内油路65至67的组成包括沿着控制轴7的轴向方向延伸的轴向油路66，将轴向油路66连接到轴颈7a的外表面的第一径向油路65，以及将轴向油路66连接到偏心轮8的外表面的第二径向油路67。
如图9A至9C所示，在主要应用于低载荷条件下的高压缩比设置(或在与高压缩比相对应的控制轴的转角)时，阀内油路65至67与部分排油通路64相连接。在此状态下，润滑油从主油沟33经过排油通路37供给偏心轮8的外表面。在对偏心轮8的滑动表面径向润滑之后，最后返回油盘32。这样，在主油沟33中的油压由于从主油沟33经过排油通路37的这种排油而得到降低。因此，可以防止油泵31的无谓功损而提高燃料效率。
另一方面，如图10A至10C所示，阀内油路65至67与部分排油通路64不连接，就是说，在主要应用于高发动机载荷条件下的低压缩比设置时，排油通路37关闭。在此状态下，油不从主油沟33经过排油通路37排出。可保持主油沟33中的高油压而向每个受润滑元件供给足够的油。
如上面在实施方式6中所示，可变压缩比机构的控制轴7和曲轴轴承盖22作为阀门使用并根据压缩比设置来确定排油通路37的开度。因此，就无须提供另外的阀门和阀门的控制单元，这可以使系统的结构和控制简化。向控制轴7的轴颈7a的滑动表面供给润滑油的油路和控制轴7的偏心轮8用作排油通路37的一部分以进一步简化结构。
此外，当在控制轴轴承盖24中形成部分排油通路63时，如在实施方式5中那样，就可能通过两个阶段结合上述的从偏心轮8排油而更准确地调节油压和油流量。
下面参照示出本发明的实施方式7的图11A、11B及12。从曲轴1驱动的油泵31排出的油的压力在低发动机速度时低，在高发动机速度时高。因此，一般讲，在主油沟和汽缸盖油沟中间设置一个孔板来降低在高发动机速度范围中的汽缸盖油沟内相对主油沟的油压。这样，当发动机速度加大到很高时，可防止汽缸盖油沟中的油压过度升高对阀门机件供油过度。另一方面，必须防止在低发动机速度范围内供给汽缸盖油沟的油流量不足。因此，加大油泵的容量以提高主油沟中的油压，以便分配汽缸盖油沟中的油压。在此状态下，在高发动机速度范围内主油沟中的油压过度升高。必须通过排出一部分油来保持油压不变。因此，油泵的功损加大而燃料效率降低。对于受润滑元件，如汽缸盖中的阀门机件，的必需油流量，不是根据发动机转速，而主要是根据发动机载荷。虽然汽缸盖油沟中的油压并不需要根据发动机转速大大改变，但在较高速度和较高发动机载荷条件下主油沟中的油压必须提高以便供给更多的油。在本实施方式中，与压缩比变化相对应的汽缸盖油沟中的压力变化比主油沟中的油压的变化小。这样，就可以向汽缸盖油沟供油而不会发生油泵的无谓功损。油泵的容量可以减小以提高燃料效率。
具体说，在排油通路37中设置阀门38与主油沟33相连接是为了调节排油通路37的开度。设置有一个汽缸盖副供油通路71用来将排油通路37的下游油路37b连接到汽缸盖油沟35。汽缸盖副供油通路71的油流阻力设置成为比直接与主油沟33和汽缸盖油沟35相连接的汽缸盖主供油通路36的小。在此状态下，主油沟33和汽缸盖油沟35之间经过汽缸盖副供油通路71的油压降小于经过汽缸盖主供油通路36的油压降，结果在汽缸盖油沟35中的油压和在主油沟33中的油压之间的差异很小。
如图11A所示，在应用于低发动机速度和低发动机载荷条件的高压缩比设置时，排油通路37由阀门38开启。因此，如图12所示，将主油沟33中的油压降低以避免油泵31的无谓功损。此外，供给汽缸盖油沟35的润滑油主要是经过流阻小的汽缸盖副供油通路71以相对降低汽缸盖油沟35中的油压降，结果可防止汽缸盖中的受润滑元件润滑不足。
如图11B所示，在应用于中-高发动机速度和低发动机载荷条件的低压缩比设置时，排油通路37由阀门38开启。这样，润滑油不从主油沟33经过排油通路37排出。如图12所示，在主油沟33中保持高油压以便向每个受润滑元件供给润滑油。从主油沟33供给汽缸盖油沟35的润滑油只经过汽缸盖主供油通路36。这样，汽缸盖中的油压不会过度升高，结果就可以将润滑油适当地供给汽缸盖中的受润滑元件。
下面参照示出本发明的实施方式8的图13A和13B。在此实施方式中，使用控制轴7的轴颈7a作为阀门，与实施方式5相同并且与实施方式7只在这一点上不同。具体言之，在控制轴7的轴颈7a中形成部分排油通路64作为排油通路37的一部分。当控制轴7转动来改变压缩比设置时，相应地将排油通路37开启或关闭。在实施方式8中，除了可提供与实施方式7中的类似效果之外，还可以获得与实施方式5类似的效果。
下面参照示出本发明的实施方式9的图14A和14B。在此实施方式中，汽缸盖副供油通路71与设置于排油通路37中的阀门72相连接。阀门72启闭与主油沟33相连接的排油通路37并且还具有启闭汽缸盖副供油通路71的功能。在阀门72中设置有两个截面面积和流阻不同的阀内油路。一个是具有大截面面积和小油流阻力的粗油路73，而另一个是具有小截面面积和大油流阻力的细油路73。阀门72可由控制轴7的轴颈7a替换，如在实施方式7中。
如图14A所示，在应用于低发动机载荷条件下的高压缩比设置时，汽缸盖副供油通路71还由阀门72对排油通路37开启。排油通路37只经过小油流阻力的粗油路73与汽缸盖副供油通路71相连接。因此，汽缸盖油沟35中的油压降与主油沟33中的相比可以降低。
如图14B所示，在应用于高发动机载荷条件下的低压缩比设置时，排油通路37由阀门72关闭，而汽缸盖副供油通路71由阀门72开启。排油通路37经过串联的粗油路73与细油路73与汽缸盖副供油通路71相连接。因此，汽缸盖油沟35中的油压降与主油沟33中的相比，比在只经过粗油路73连接的场合要小。
在上述实施方式中，可提供与实施方式8中的类似的效果。此外，对汽缸盖油沟的供油和油压的调解更明确。
此处援引日本专利申请No.2003-45709(2003年2月24日提交)其整个内容作为参考。
虽然上面对本发明的优选实施方式进行了描述，但可以理解，本发明并不受限于此处示出和描述的具体实施例，而是在不脱离由下述权利要求确定的本发明的范围和精神的条件下可以有各种改变和变形。
权利要求
1.一种往复式发动机，其包括根据发动机载荷来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接以将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及根据发动机压缩比控制主油路中的油压的油压控制装置。
2.如权利要求1所述的往复式发动机，其中油压控制装置在高压缩比设置时降低主油路中的油压，并在低压缩比设置时保持主油路中的油压。
3.如权利要求2所述的往复式发动机，其中作为一种例外控制，油压控制装置在预定的高油温条件下在低压缩比时降低主油路中的油压。
4.如上述权利要求中任何一项所述的往复式发动机，其中油压控制装置包括根据发动机压缩比控制向受润滑元件子集供油的油压的机构
5.如权利要求1至3中任何一项所述的往复式发动机，还包括一适于在汽缸盖中形成的汽缸盖油沟；一以液压方式将主油路连接到汽缸盖油沟的汽缸盖主油路；一以液压方式将主油路连接到汽缸盖油沟的汽缸盖副油路；一设置于汽缸盖副油路中用来控制从主油路向汽缸盖油沟供油的油压的汽缸盖油压控制装置；其中，主油路包括在汽缸体中形成的主油沟。
6.如权利要求5所述的往复式发动机，其中汽缸盖副油路的流体阻力小于汽缸盖主油路的流体阻力；并且汽缸盖油压控制装置在高压缩比设置时开启汽缸盖副油路，而在低压缩比设置关闭汽缸盖副油路。
7.如权利要求5所述的往复式发动机，其中汽缸盖油压控制装置包括用来从主油沟排出润滑油的排油通路；用来根据压缩比设置调节排油通路的开度的控制阀；并且汽缸盖副油路与排油通路的下游由阀门相连接。
8.如权利要求7所述的往复式发动机，其中控制装置包括具有较小流体阻力的厚阀内油路；和具有较大流体阻力的薄阀内油路；此控制阀开启排油通路；在高压缩比设置时此排油通路与汽缸盖副油路只经过厚阀内油路相连接；并且此控制阀关闭排油通路，并且在低压缩比设置时排油通路经过薄阀内油路与汽缸盖副油路相连接。
9.如权利要求1至3或6至8中任何一项所述的往复式发动机，其中油压控制装置包括用来从主油路排出润滑油的排油通路；和用来根据发动机压缩比设置调节排油通路的开度的控制阀，此控制阀包括用于在发动机压缩比设置改变期间被移动和用于根据发动机压缩比设置进行定位的可变压缩比机构的运动元件。
10.如权利要求9所述的往复式发动机，其中可变压缩比机构包括以可转动方式连接到曲轴的曲轴销的下拉杆；一端以枢转方式连接到下拉杆并且另一端连接到活塞的上拉杆；以转动方式由汽缸体支撑的控制轴，此控制轴包括一个偏心轮；一端以枢转动方式连接到偏心轮并且另一端连接到下拉杆的控制拉杆；用来调节控制轴的转角以设置发动机压缩比的压缩比控制执行器。
11.如权利要求10所述的往复式发动机，其中控制轴包括一个以转动方式支持于汽缸体上的轴颈，此轴颈具有一个用作根据控制轴的转角而工作的控制阀的部分。
12.如权利要求11所述的往复式发动机，其中控制轴包括一个作为排油通路一部分而形成的阀内油路，此阀内油路包括一个沿着控制阀的纵向方向配置的轴向油路；一个以液压方式一端与轴向油路相连接而另一端与轴颈的外表面中的孔口相连接的第一径向油路；以及一个以液压方式一端与轴向油路相连接而另一端与偏心轮的外表面中的孔口相连接的第二径向油路。
13.如权利要求10所述的往复式发动机，其中压缩比控制执行器包括与发动机牢固连接的活塞壳；可滑动地支持于活塞壳上并且一端与控制轴的外周相连接的活塞杆，用于相对活塞壳执行冲程，以调节控制轴的转角；此活塞壳具有一个作为排油通路的一部分而形成的部分；并且此活塞杆具有一个作为排油通路的一部分而形成的部分，此部分的作用是根据活塞杆相对活塞壳的位置运行的阀门。
14.如权利要求11至13中任何一项所述的往复式发动机，其中控制轴包括一个作为排油通路一部分而形成的阀内油路；并且活塞体包括一个用于支持控制轴的控制轴轴承盖，此控制轴轴承盖包括作为排油通路的一部分而形成的油路。
15.一种往复式发动机，其包括用来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接以将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及根据用作确定发动机压缩比的参数的发动机载荷来控制主油路中的油压的油压控制装置。
16.一种调节往复式发动机的主油路中油压的方法，该发动机包括至少一个用来调节发动机压缩比的可变压缩比机构；主油路；以液压方式与主油路相连接以将加压润滑油供给主油路的油压源；以液压方式将主油路与润滑元件相连接的供油通路；以及用来控制主油路中的油压的油压控制装置，本方法包括判断发动机压缩比与预定值比较是高还是低；在发动机压缩比低时，操作油压控制装置来保持主油路中的油压。在发动机压缩比高时，操作油压控制装置来降低主油路中的油压。
全文摘要
公开一种具有可变压缩比机构的往复式发动机。通过根据压缩比设置控制油压来改进发动机的润滑系统。此润滑系统包括控制阀和油路的各种组合。此排油通路在应用于低发动机载荷范围的高压缩比设置时开启，而在应用于高发动机载荷范围的低压缩比设置时关闭。
文档编号F01M1/16GK1525052SQ200410005939
公开日2004年9月1日 申请日期2004年2月23日 优先权日2003年2月24日
发明者日吉亮介, 牛岛研史, 保田芳辉, 茂木克也, 也, 史, 辉 申请人:日产自动车株式会社