本發(fā)明涉及一種能改變其有效長度的可變長度連桿和設(shè)置有可變長度連桿的可變壓縮比內(nèi)燃發(fā)動機。

背景技術(shù)：

過去已知一種設(shè)置有可變壓縮比機構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動機，所述可變壓縮比機構(gòu)能改變內(nèi)燃發(fā)動機的機械壓縮比。作為這種可變壓縮比機構(gòu)，已提出各種機構(gòu)。作為這些機構(gòu)中的一種機構(gòu)，可提及一種能改變用于內(nèi)燃發(fā)動機中的連桿的有效長度的機構(gòu)(例如，專利文獻1-4)。在這方面，“連桿的有效長度”指接納曲柄銷的曲柄銷接納開口的中心與接納活塞銷的活塞銷接納開口的中心之間的距離。因此，如果連桿的有效長度變長，則活塞處于壓縮行程上止點時的燃燒室容積變小，并且因此機械壓縮比增大。另一方面，如果連桿的有效長度變短，則活塞處于壓縮行程上止點時的燃燒室容積變大，并且因此機械壓縮比下降。

作為能改變有效長度的可變長度連桿，已知一種設(shè)置有具有小徑端部的連桿本體的可變長度連桿，在該小徑端部上設(shè)置有能相對于連桿本體回轉(zhuǎn)的偏心部件(偏心臂或偏心套筒)(例如，專利文獻1和2)。偏心部件具有接納活塞銷的活塞銷接納開口。該活塞銷接納開口設(shè)置成相對于偏心部件的回轉(zhuǎn)軸線偏離。在這種可變長度連桿中，如果改變偏心部件的回轉(zhuǎn)位置，則連桿的有效長度能相應(yīng)地改變。

[引用清單]

[專利文獻]

[專利文獻1]：國際公報no.2014/019683a

[專利文獻2]：日本專利公報no.h03-242433a

[專利文獻3]：日本專利公報no.2011-196549a

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[技術(shù)問題]

在這方面，專利文獻1公開了使用兩個活塞機構(gòu)以便使偏心部件旋轉(zhuǎn)。兩個活塞機構(gòu)的缸筒經(jīng)流體路徑連接。從一個缸筒流出的液壓流體的一部分流入另一個缸筒中。

然而，在專利文獻1記載的裝置中，伴隨著活塞機構(gòu)的作動，液壓流體從外部液壓流體供給源供給到活塞機構(gòu)及活塞機構(gòu)之間的流體路徑。如果這樣從外部供給液壓流體，則供給量越大或供給速度越快，越多氣泡進入液壓流體中。如果氣泡這樣進入液壓流體中，則活塞機構(gòu)非故意地變動。

因此，考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種抑制氣泡進入活塞機構(gòu)的缸筒內(nèi)的液壓流體中的可變長度連桿。

[問題的解決方案]

為了解決上述問題，提供了以下發(fā)明。

(1)一種能改變有效長度的可變長度連桿，包括：連桿本體，所述連桿本體在其大徑端部處具有接納曲柄銷的曲柄接納開口；偏心部件，所述偏心部件在位于所述大徑端部的相反側(cè)的小徑端部處安裝成能相對于所述連桿本體沿所述小徑端部的周向回轉(zhuǎn)并且在回轉(zhuǎn)的情況下改變所述可變長度連桿的有效長度；第一活塞機構(gòu)，所述第一活塞機構(gòu)具有設(shè)置在所述連桿本體中的第一缸筒和在所述第一缸筒內(nèi)滑動的第一活塞，并且構(gòu)造成使得如果液壓流體供給到所述第一缸筒內(nèi)，則所述偏心部件沿一個方向回轉(zhuǎn)以使所述有效長度變長；第二活塞機構(gòu)，所述第二活塞機構(gòu)具有設(shè)置在所述連桿本體中的第二缸筒和在所述第二缸筒內(nèi)滑動的第二活塞，并且構(gòu)造成使得如果液壓流體供給到所述第二缸筒內(nèi)，則所述偏心部件沿所述一個方向的反方向回轉(zhuǎn)以使所述有效長度變短；和流動方向切換機構(gòu)，所述流動方向切換機構(gòu)能在它禁止液壓流體從所述第一缸筒流向所述第二缸筒但容許液壓流體從所述第二缸筒流向所述第一缸筒的第一狀態(tài)與它容許液壓流體從所述第一缸筒流向所述第二缸筒但禁止液壓流體從所述第二缸筒流向所述第一缸筒的第二狀態(tài)之間切換，其中所述第一活塞機構(gòu)和所述第二活塞機構(gòu)形成為使得由所述第一活塞的行程長度和所述第一缸筒的截面積限定出的第一缸筒容積與由所述第二活塞的行程長度和所述第二缸筒的截面積限定出的第二缸筒容積相等。

(2)根據(jù)上述(1)所述的可變長度連桿，其中，所述第一缸筒的截面積大于所述第二缸筒的截面積，并且所述第一缸筒與所述第二缸筒相比設(shè)置在大徑端部側(cè)。

(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的可變長度連桿，其中，所述偏心部件包括：套筒，所述套筒以能回轉(zhuǎn)的方式接納在形成于所述連桿本體的小徑端部處的套筒接納開口內(nèi)；第一臂，所述第一臂從所述套筒延伸到所述連桿本體的寬度方向一側(cè)；和第二臂，所述第二臂從所述套筒延伸到所述連桿本體的寬度方向另一側(cè)，所述第一臂經(jīng)第一連接部件與所述第一活塞連接，所述第二臂經(jīng)第二連接部件與所述第二活塞連接，并且所述第一連接部件與所述第一臂的連接點與所述套筒的中心軸線之間的距離比所述第二連接部件與所述第二臂的連接點與所述套筒的中心軸線之間的距離短。

(4)根據(jù)上述(1)至(3)中任一項所述的可變長度連桿，其中，所述第一活塞機構(gòu)的所述第一缸筒和所述第二活塞機構(gòu)的所述第二缸筒經(jīng)所述流動方向切換機構(gòu)及流體路徑相互連接，所述可變長度連桿還包括與所述第一缸筒與所述第二缸筒之間的流動方向切換機構(gòu)或流體路徑連通的補充流體路徑，并且液壓流體從液壓流體供給源供給到所述補充流體路徑。

(5)根據(jù)上述(1)至(4)中任一項所述的可變長度連桿，其中，所述流動方向切換機構(gòu)通過流經(jīng)與液壓供給源連接的液壓供給流體路徑的液壓而在所述第一狀態(tài)與所述第二狀態(tài)之間切換，并且所述流動方向切換機構(gòu)構(gòu)造成在液壓未經(jīng)所述液壓供給流體路徑供給時變成所述可變長度連桿的有效長度變短的所述第二狀態(tài)并且在液壓經(jīng)所述液壓供給流體路徑供給時變成所述可變長度連桿的有效長度變長的所述第一狀態(tài)。

(6)根據(jù)上述(1)至(5)中任一項所述的可變長度連桿，其中，所述流動方向切換閥包括：切換銷，所述切換銷配置在所述連桿本體內(nèi)并且能在第一位置與第二位置之間移動；和止回閥，所述止回閥配置在所述切換銷內(nèi)，并且所述切換銷和止回閥構(gòu)造成使得當(dāng)所述切換銷處于所述第一位置時，由于所述止回閥，禁止液壓流體從所述第一缸筒向所述第二缸筒的流動，但容許液壓流體從所述第二缸筒向所述第一缸筒的流動；并且當(dāng)所述切換銷處于所述第二位置時，由于所述止回閥，容許液壓流體從所述第一缸筒向所述第二缸筒的流動，但禁止液壓流體從所述第二缸筒向所述第一缸筒的流動。

(7)根據(jù)上述(6)所述的可變長度連桿，其中，設(shè)置了兩個所述止回閥，并且所述切換銷和兩個止回閥構(gòu)造成使得當(dāng)所述切換銷處于所述第一位置時，由于所述兩個止回閥中的一個止回閥，禁止液壓流體從所述第一缸筒向所述第二缸筒的流動，但容許液壓流體從所述第二缸筒向所述第一缸筒的流動；并且當(dāng)所述切換銷處于所述第二位置時，由于所述兩個止回閥中的另一個止回閥，容許液壓流體從所述第一缸筒向所述第二缸筒的流動，但禁止液壓流體從所述第二缸筒向所述第一缸筒的流動。

[本發(fā)明的有利效果]

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種抑制氣泡進入活塞機構(gòu)的缸筒內(nèi)的液壓流體中的可變長度連桿。

附圖說明

[圖1]圖1是可變壓縮比內(nèi)燃發(fā)動機的示意性側(cè)視截面圖。

[圖2]圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的可變長度連桿的透視圖。

[圖3]圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的可變長度連桿的截面?zhèn)纫晥D。

[圖4]圖4是連桿本體的小徑端部附近的示意性分解透視圖。

[圖5]圖5是連桿本體的小徑端部附近的示意性分解透視圖。

[圖6]圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的可變長度連桿的截面?zhèn)纫晥D。

[圖7]圖7是連桿的截面?zhèn)纫晥D，其中設(shè)置了流動方向切換機構(gòu)的區(qū)域被放大。

[圖8]圖8是與圖7相似的連桿的截面圖，其中設(shè)置了流動方向切換機構(gòu)的區(qū)域被放大。

[圖9]圖9是說明液壓從液壓供給源供給到切換銷時的流動方向切換機構(gòu)的動作的示意圖。

[圖10]圖10是說明液壓未從液壓供給源供給到切換銷時的流動方向切換機構(gòu)的動作的示意圖。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。注意，在以下說明中，類似的構(gòu)成要素將被賦予同樣的附圖標記。

<可變壓縮比內(nèi)燃發(fā)動機>

圖1是根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比內(nèi)燃發(fā)動機的側(cè)視截面圖。

參照圖1，1表示內(nèi)燃發(fā)動機。內(nèi)燃發(fā)動機1包括曲柄箱2、氣缸體3、氣缸蓋4、活塞5、可變長度連桿6、燃燒室7、配置在燃燒室7的頂面中央部處的火花塞8、進氣門9、進氣凸輪軸10、進氣口11、排氣門12、排氣凸輪軸13和排氣口14。

可變長度連桿6在其小徑端部處通過活塞銷21與活塞5連接，并且在其大徑端部處與曲軸的曲柄銷22連接。如稍后說明的，可變長度連桿6能改變從活塞銷21的軸線到曲柄銷22的軸線的距離，即有效長度。

如果可變長度連桿6的有效長度變長，則從曲柄銷22到活塞銷21的長度變長，并且因此如圖中通過實線所示，活塞5處于上止點時的燃燒室7的容積更小。另一方面，即使可變長度連桿6的有效長度改變，則在氣缸內(nèi)往復(fù)運動的活塞5的行程長度不改變。因此，此時，內(nèi)燃發(fā)動機1的機械壓縮比更大。

另一方面，如果可變長度連桿6的有效長度變短，則從曲柄銷22到活塞銷21的長度變短，并且因此如圖中通過虛線所示，活塞5處于上止點時的燃燒室的容積更大。然而，如以上說明的，活塞5的行程長度是恒定的。因此，此時，內(nèi)燃發(fā)動機1的機械壓縮比更小。

<可變長度連桿的構(gòu)型>

圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的可變長度連桿6的透視圖，而圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的可變長度連桿6的截面?zhèn)纫晥D。如圖2和圖3所示，可變長度連桿6包括連桿本體31、以能回轉(zhuǎn)的方式安裝在連桿本體31上的偏心部件32、設(shè)置在連桿本體31處的第一活塞機構(gòu)33和第二活塞機構(gòu)34、以及切換液壓流體向這些活塞機構(gòu)33和34的流動的流動方向切換機構(gòu)35。

首先，將說明連桿本體31。連桿本體31在一個端部處具有接納曲軸的曲柄銷22的曲柄銷接納開口41，并且在另一端部處具有接納稍后說明的偏心部件32的套筒的套筒接納開口42。曲柄銷接納開口41比套筒接納開口42大，并且因此連桿本體31的在設(shè)置有曲柄銷接納開口41的一側(cè)的端部將稱為大徑端部31a，而連桿本體31的在設(shè)置有套筒接納開口42的一側(cè)的端部將稱為小徑端部31b。

注意，在本說明書中，在曲柄銷接納開口41的中心軸線y1(即，接納在曲柄銷接納開口41中的曲柄銷22的軸向)與套筒接納開口42的中心軸線y2(即，接納在套筒接納開口42中的套筒的軸線)之間延伸的軸線x——即從連桿本體31的中央通過的線——將稱為“連桿6的軸線”。此外，連桿在垂直于連桿6的軸線x且垂直于曲柄銷接納開口41的中心軸線y1的方向上的長度將稱為“連桿的寬度”。另外，連桿在平行于曲柄銷接納開口41的中心軸線y1的方向上的長度將稱為“連桿的厚度”。

如從圖2和圖3將理解的，連桿本體31的寬度在大徑端部31a與小徑端部31b之間的中間部分處最窄。此外，大徑端部31a的寬度大于小徑端部31b的寬度。另一方面，除了設(shè)置有活塞機構(gòu)33、34的區(qū)域之外，連桿本體31的厚度為大致恒定的厚度。

接下來將說明偏心部件32。圖4和圖5是連桿本體31的小徑端部31b附近的透視圖。在圖4和圖5中，偏心部件32被示出處于分解狀態(tài)。參照圖2至圖5，偏心部件32包括：圓筒狀的套筒32a，其接納在形成于連桿本體31中的套筒接納開口42內(nèi)；從套筒32a沿連桿本體31的寬度方向的一個方向延伸的一對第一臂32b；和從套筒32a沿連桿本體31的寬度方向的另一方向(與上述一個方向大致相反的方向)延伸的一對第二臂32c。套筒32a能在套筒接納開口42內(nèi)沿其周向回轉(zhuǎn)，并且因此偏心部件32以能相對于連桿本體31沿小徑端部31的周向回轉(zhuǎn)的方式安裝在連桿本體31的小徑端部31b中。

此外，偏心部件32的套筒32a具有用于接納活塞銷21的活塞銷接納開口32d。該活塞銷接納開口32d呈圓筒狀形成。圓筒狀的活塞銷接納開口32d具有與套筒32a的圓筒狀外形的中心軸線y2平行的軸線y3，但形成為不與其共軸。因此，活塞銷接納開口32d的中心偏離套筒32a的圓筒狀外形的中心。

因此，如果偏心部件32回轉(zhuǎn)，則活塞銷接納開口32d在套筒接納開口42內(nèi)的相對位置改變。當(dāng)活塞銷接納開口32d的位置在套筒接納開口42內(nèi)的大徑端部31a側(cè)時，連桿6的有效長度變短。相反地，當(dāng)活塞銷接納開口32d的位置在套筒接納開口42內(nèi)的大徑端部31a側(cè)的相反側(cè)時，連桿6的有效長度變長。因此，根據(jù)本實施方式，通過使偏心部件回轉(zhuǎn)，連桿6的有效長度改變。

接下來，參照圖3，將說明第一活塞機構(gòu)33。第一活塞機構(gòu)33具有形成在連桿本體31中的第一缸筒33a和在第一缸筒33a內(nèi)滑動的第一活塞33b。第一缸筒33a相對于連桿6的軸線x完全或幾乎完全配置在第一臂32b側(cè)。此外，第一缸筒33a配置成相對于軸線x以一定角度傾斜以使得其在連桿本體31的寬度方向上更多地向小徑端部31b突出。此外，第一缸筒33a經(jīng)第一活塞連通流體路徑51和第二活塞連通流體路徑52與流動方向切換機構(gòu)35連接。

第一活塞33b經(jīng)第一連接部件45與偏心部件32的第一臂32b連接。第一活塞33b以能旋轉(zhuǎn)的方式通過銷45a與第一連接部件45連接。第一臂32b在與連接至套筒32a的一側(cè)相反的端部處以能旋轉(zhuǎn)的方式通過銷45b與第一連接部件45連接。

接下來將說明第二活塞機構(gòu)34。第二活塞機構(gòu)34具有形成在連桿本體31中的第二缸筒34a和在第二缸筒34a內(nèi)滑動的第二活塞34b。第二缸筒34a相對于連桿6的軸線x完全或幾乎完全配置在第二臂32c側(cè)。此外，第二缸筒34a配置成從軸線x傾斜一定角度以使得其在連桿本體31的寬度方向上進一步靠近小徑端部31b突出。此外，第二缸筒34a經(jīng)第三活塞連通流體路徑53和第四活塞連通流體路徑54與流動方向切換機構(gòu)35連通。此外，在本實施方式中，第二缸筒34a與第一缸筒33a相比設(shè)置在小徑端部31b側(cè)。

第二活塞34b經(jīng)第二連接部件46與偏心部件32的第二臂32c連接。第二活塞34b以能旋轉(zhuǎn)的方式通過銷46a與第二連接部件46連接。第二臂32c在連接至套筒32a的一側(cè)的相反側(cè)的端部處以能旋轉(zhuǎn)的方式通過銷46b與第二連接部件46連接。

在此，由第一活塞33b的行程長度s1和第一缸筒33a的孔徑d1(即，第一缸筒33a的截面積)限定出的容積稱為第一缸筒容積v1(v1＝s1·π·d1²/4)。類似地，由第二活塞34b的行程長度s2和第二缸筒34a的孔徑d2(即，第二缸筒34a的截面積)限定出的容積稱為第二缸筒容積v2(v2＝s2·π·d2²/4)。在本實施方式中，第一活塞機構(gòu)33和第二活塞機構(gòu)34形成為使得這樣限定出的第一缸筒容積v1和第二缸筒容積v2相等。

另外，在本實施方式中，第一缸筒33a的孔徑d1大于第二缸筒34a的孔徑d2。即，第一缸筒33a的截面積大于第二缸筒34a的截面積。因此，第一活塞33b的行程長度s1比第二活塞34b的行程長度s2短，以使得第一缸筒容積v1和第二缸筒容積v2相等。

在本實施方式中，偏心部件32的第一臂32b的長度和第二臂32c的長度不同，以使得第一活塞33b的行程長度s1比第二活塞34b的行程長度s2短。具體地，這些臂32b、32c形成為使得第一臂32b的長度比第二臂32c的長度短。結(jié)果，第一連接部件45與第一臂32b的連接點(即，銷45b的軸線)與套筒接納開口42的中心軸線y2之間的距離r1比第二連接部件46與第二臂32c的連接點(即，銷46b的軸線)與套筒接納開口42的中心軸線y2之間的距離r2短。相應(yīng)地，行程長度s1能比行程長度s2短。

<可變長度連桿的動作>

接下來，參照圖6，將說明這樣構(gòu)成的偏心部件32、第一活塞機構(gòu)33和第二活塞機構(gòu)34的動作。圖6(a)示出液壓流體供給到第一活塞機構(gòu)33的第一缸筒33a并且液壓流體未供給到第二活塞機構(gòu)34的第二缸筒34a的狀態(tài)。另一方面，圖6(b)示出液壓流體未供給到第一活塞機構(gòu)33的第一缸筒33a并且液壓流體供給到第二活塞機構(gòu)34的第二缸筒34a的狀態(tài)。

在此，如稍后說明的，流動方向切換機構(gòu)35能在它禁止液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且容許液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第一狀態(tài)與它容許液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且禁止液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第二狀態(tài)之間切換。

當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于它禁止液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且容許液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第一狀態(tài)時，如圖6(a)所示，液壓流體供給到第一缸筒33a并且液壓流體從第二缸筒34a排出。因此，第一活塞33b上升并且偏心部件32的與第一活塞33b連接的第一臂32b也上升。另一方面，第二活塞34b下降并且與第二活塞34b連接的第二臂32c也下降。結(jié)果，在圖6(a)所示的例子中，偏心部件32沿附圖的箭頭方向回轉(zhuǎn)并且結(jié)果活塞銷接納開口32d的位置上升。因此，曲柄接納開口41的中心與活塞銷接納開口32d的中心之間的長度——即連桿6的有效長度——變長并且變成圖中的l1。即，如果液壓流體供給到第一缸筒33a內(nèi)并且液壓流體從第二缸筒34a排出，則連桿6的有效長度變長。

另一方面，如果流動方向切換機構(gòu)35處于它容許液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且禁止液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第二狀態(tài)，如圖6(b)所示，則液壓流體供給到第二缸筒34a內(nèi)并且液壓流體從第一缸筒33a排出。因此，第二活塞34b上升并且偏心部件32的與第二活塞34b連接的第二臂32c也上升。另一方面，第一活塞33b下降并且與第一活塞33b連接的第一臂32b也下降。結(jié)果，在圖6(b)所示的例子中，偏心部件32沿圖中的箭頭方向(與圖6(a)的箭頭相反的方向)回轉(zhuǎn)并且結(jié)果活塞銷接納開口32d的位置下降。因此，曲柄接納開口41的中心與活塞銷接納開口32d的中心之間的長度——即連桿6的有效長度——變成比圖中的l1短的l2。即，如果液壓流體供給到第二缸筒34a內(nèi)并且液壓流體從第一缸筒33a排出，則連桿6的有效長度變短。

因此，在根據(jù)本實施方式的連桿6中，如以上說明的，連桿6的有效長度能通過使流動方向切換機構(gòu)35在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間切換而在l1與l2之間切換。結(jié)果，在使用連桿6的內(nèi)燃發(fā)動機1中，可以改變機械壓縮比。

在此，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第一狀態(tài)時，基本上不從外部供給液壓流體。第一活塞33b和第二活塞34b移動到圖6(a)所示的位置并且維持在這些位置處。這是因為，當(dāng)活塞5在內(nèi)燃發(fā)動機1的氣缸內(nèi)往復(fù)運動并且向上的慣性力作用在活塞5上時，第二活塞34b被推入，并且第二缸筒34a內(nèi)的液壓流體相應(yīng)地向第一缸筒33a移動。另一方面，當(dāng)活塞5在內(nèi)燃發(fā)動機1的氣缸內(nèi)往復(fù)運動并且向下的慣性力作用在活塞5上時或當(dāng)燃燒室7內(nèi)的空燃混合物燃燒并且向下的力作用在活塞5上時，第一活塞33b被嘗試推入。然而，由于流動方向切換機構(gòu)35，禁止液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a，并且因此第一缸筒33a內(nèi)的液壓流體不會流出并且因此第一活塞33b不會被推入。

另一方面，即使當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第二狀態(tài)時，基本上也不從外部供給液壓流體。第一活塞33b和第二活塞34b移動到圖6(b)所示的位置并且維持在這些位置處。這是因為，當(dāng)活塞5在內(nèi)燃發(fā)動機1的氣缸內(nèi)往復(fù)運動并且向下的慣性力作用在活塞5上時或當(dāng)燃燒室7內(nèi)的空燃混合物燃燒并且向下的力作用在活塞5上時，第一活塞33b被推入，并且相應(yīng)地，第一缸筒33a內(nèi)的液壓流體移動到第二缸筒34a。另一方面，當(dāng)活塞5在內(nèi)燃發(fā)動機1的氣缸內(nèi)往復(fù)運動并且向上的慣性力作用在活塞5上時，第二活塞34b被試圖推入。然而，由于流動方向切換機構(gòu)35，禁止液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a，并且因此第二缸筒34a內(nèi)的液壓流體不會流出并且因此第二活塞34b不會被推入。

<可變長度連桿的作用和效果>

在本實施方式中，第一活塞機構(gòu)33和第二活塞機構(gòu)34形成為使得第一缸筒容積v1和第二缸筒容積v2彼此相等。結(jié)果，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第一狀態(tài)時，從第二缸筒34a排出的液壓流體全都供給到第一缸筒33a內(nèi)。類似地，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第二狀態(tài)時，從第一缸筒33a排出的液壓流體全都供給到第二缸筒34a。因此，根據(jù)本實施方式，在不從外部供給液壓流體的情況下，活塞機構(gòu)33、34基本上能作動并且因此偏心部件32能回轉(zhuǎn)。

在此，當(dāng)從外部供給液壓流體時，有時氣泡等進入供給的液壓流體中。如果氣泡這樣進入液壓流體中，則當(dāng)?shù)谝换钊?3b或第二活塞34b接收來自外部的力(慣性力或伴隨著空燃混合物的燃燒的力)時，缸筒33a、33b內(nèi)的氣泡被壓縮并且第一活塞33b或第二活塞34b的位置改變。結(jié)果，連桿6的有效長度變成與目標值不同的值并且機械壓縮比也改變。

與此相反，在本實施方式中，可以在不從外部供給液壓流體的情況下使偏心部件32回轉(zhuǎn)。因此，可以抑制機械壓縮比由于氣泡進入液壓機構(gòu)內(nèi)而伴隨著偏心部件32的回轉(zhuǎn)非有意地變化。

此外，如以上說明的，由于起因于活塞5的往復(fù)運動的慣性力和燃燒室7內(nèi)的空燃混合物的燃燒，向下的力作用在活塞5上。在這些力之中，由于燃燒而發(fā)生的向下的力極大。因此，如果空燃混合物在燃燒室7中燃燒，則大的向下的力施加至活塞5。相應(yīng)地，偏心部件32試圖沿圖6(b)中的箭頭所示的方向回轉(zhuǎn)。因此，此時，大的力沿收縮方向施加至第一活塞機構(gòu)33。

與此相反，在本實施方式中，第一活塞機構(gòu)33和第二活塞機構(gòu)34形成為使得第一缸筒33a的截面積大于第二缸筒34a的截面積。因此，即使大的力伴隨著空燃混合物的燃燒而作用在第一活塞機構(gòu)33的第一活塞33b上，伴隨著這種情況的液壓上升也被抑制。因此，抑制了液壓流體的泄漏和液壓機構(gòu)的故障等。

此外，在本實施方式中，第一缸筒33a與第二缸筒34a相比設(shè)置在大徑端部31a側(cè)。就這一點而言，未設(shè)置第一缸筒33a和第二缸筒34a時的連桿6的寬度在大徑端部31a側(cè)較大。在本實施方式中，通過將第一缸筒33a配置在大徑端部31a側(cè)，可以將截面積大的第一缸筒33a配置在連桿6的大寬度位置處。結(jié)果，可以抑制連桿6的強度由于缸筒33a、34a的設(shè)置而下降。

<流動方向切換機構(gòu)的構(gòu)成>

接下來，參照圖7和圖8，將說明流動方向切換機構(gòu)35的構(gòu)型。圖7和圖8是連桿的截面?zhèn)纫晥D，其中設(shè)置有流動方向切換機構(gòu)35的區(qū)域被放大。圖7示出切換銷通過液壓克服偏壓彈簧而被推壓的狀態(tài)，而圖8示出切換銷由偏壓彈簧偏壓的狀態(tài)。如以上說明的，流動方向切換機構(gòu)35是在它禁止液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且容許液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第一狀態(tài)與它容許液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且禁止液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a的第二狀態(tài)之間切換的機構(gòu)。

如圖7和圖8所示，流動方向切換機構(gòu)35包括切換銷61和設(shè)置在切換銷61中的流體路徑中的兩個止回閥62、63。切換銷61在連桿本體31的軸線x方向上配置在第一缸筒33a和第二缸筒34a與曲柄接納開口41之間。

切換銷61呈大致圓筒狀形成并且被保持在圓筒狀的銷保持空間64中。在本實施方式中，銷保持空間64形成為使得其軸線沿連桿6的寬度方向(垂直于連桿6的軸線x且垂直于曲柄接納開口41的中心軸線y1的方向)延伸。切換銷61能在銷保持空間64內(nèi)沿銷保持空間64延伸的方向滑動。因此，切換銷61以使得作動方向為連桿6的寬度方向的方式配置在連桿本體31內(nèi)。

注意，在圖示的例子中，銷保持空間64形成為在寬度方向上的一個端部(圖中右側(cè))處封閉并且在寬度方向上的另一端部(圖中左側(cè))處開放的銷保持孔。因此，在制造時，切換銷61從開放端插入銷保持空間64內(nèi)。

此外，偏壓彈簧65被保持在銷保持空間64內(nèi)。由于該偏壓彈簧65，切換銷61在連桿本體31的寬度方向上被偏壓。特別地，在圖7和圖8所示的例子中，切換銷61朝向銷保持空間64的封閉端部被偏壓。

切換銷61具有沿周向延伸的三個周向溝槽71、72和73。這些周向溝槽71、72和73在切換銷61的縱向上以一定間隔分離開。這些周向溝槽71、72和73分別與沿垂直于切換銷61的縱向的方向穿過切換銷61延伸的貫通流體路徑74、75和76連通。配置在切換銷61的縱向一側(cè)的第一貫通流體路徑74經(jīng)第一連通流體路徑77與中央的第二貫通流體路徑75連通。類似地，配置在切換銷61的縱向另一側(cè)的第三貫通流體路徑76經(jīng)第二連通流體路徑78與中央的第二貫通流體路徑75連通。

在第一連通流體路徑77中配置有第一止回閥62，而在第二連通流體路徑78中配置有第二止回閥63。這些止回閥62、63構(gòu)造成容許從一次側(cè)向二次側(cè)的流動并且禁止從二次側(cè)向一次側(cè)的流動。

第一止回閥62配置成使得第一貫通流體路徑74位于一次側(cè)并且第二貫通流體路徑75位于二次側(cè)。因此，第一止回閥62能被表述為容許液壓流體從第一貫通流體路徑74流向第二貫通流體路徑75，但禁止液壓流體從第二貫通流體路徑75流向第一貫通流體路徑74。類似地，第二止回閥63配置成使得第三貫通流體路徑76位于一次側(cè)并且第二貫通流體路徑75位于二次側(cè)。因此，第二止回閥63能被表述為容許液壓流體從第三貫通流體路徑76流向第二貫通流體路徑75，但禁止液壓流體從第二貫通流體路徑75流向第三貫通流體路徑76。

銷保持空間64經(jīng)第一活塞連通流體路徑51和第二活塞連通流體路徑52與第一缸筒33a的底部連通。第一活塞連通流體路徑51與銷保持空間64的連通部在連桿本體31的寬度方向上與第二活塞連通流體路徑52與銷保持空間64的連通部隔離開一定間隔。此外，銷保持空間64經(jīng)第三活塞連通流體路徑53和第四活塞連通流體路徑54與第二缸筒34a的底部連通。第三活塞連通流體路徑53與銷保持空間64的連通部在連桿本體31的寬度方向上與第四活塞連通流體路徑54與銷保持空間64的連通部隔離開上述一定間隔。

另外，第一活塞連通流體路徑51與銷保持空間64的連通部和第三活塞連通流體路徑53與銷保持空間64的連通部之間在連桿本體31的寬度方向上的間隔與切換銷61的第一周向溝槽71和第二周向溝槽72之間在縱向上的間隔相等。此外，第二活塞連通流體路徑52與銷保持空間64的連通部和第四活塞連通流體路徑54與銷保持空間64的連通部之間在連桿本體31的寬度方向上的間隔與切換銷61的第二周向溝槽72和第三周向溝槽73之間在縱向上的間隔相等。

注意，活塞連通流體路徑51至54是通過從曲柄接納開口41進行切削加工等而形成的。因此，在活塞連通流體路徑51至54的曲柄接納開口41側(cè)，分別形成有與這些活塞連通流體路徑51至54共軸的延長流體路徑51a至54a。換言之，活塞連通流體路徑51至54形成為使得曲柄接納開口41位于它們的延長線上。在這些延長流體路徑51a至54a之中，位于第二活塞連通流體路徑52和第三活塞連通流體路徑53的延長線上的第二延長流體路徑52a和第三延長流體路徑53a例如通過設(shè)置在曲柄接納開口41內(nèi)的軸承金屬81封閉。

另一方面，位于第一活塞連通流體路徑51和第四活塞連通流體路徑54的延長線上的第一延長流體路徑51a和第四延長流體路徑54a分別與形成在軸承金屬81中的開口部81a和開口部81b連通。這些開口部81a、81b經(jīng)形成在曲柄銷22中的流體路徑(未示出)與外部液壓流體供給源連通。結(jié)果，第一延長流體路徑51a和第四延長流體路徑54a形成為用于將液壓流體從液壓流體供給源供給到流動方向切換機構(gòu)35或供給到第一缸筒33a與第二缸筒34a之間的流體路徑的補充流體路徑。

此外，在連桿本體31中，形成有用于向切換銷61供給液壓的液壓供給流體路徑55。液壓供給流體路徑55在與設(shè)置有偏壓彈簧65的端部相反的端部處與銷保持空間64連通。液壓供給流體路徑55形成為與曲柄接納開口41連通并經(jīng)形成在曲柄銷22中的流體路徑(未示出)與外部液壓供給源連通。

結(jié)果，如果液壓供給源經(jīng)液壓供給流體路徑55向銷保持空間64供給液壓，如圖7所示，則切換銷61克服偏壓彈簧65的偏壓力(沿圖中向左方向)移動。另一方面，當(dāng)液壓未經(jīng)液壓供給流體路徑55從液壓供給源供給到銷保持空間64時，如圖8所示，切換銷61通過偏壓彈簧65的偏壓力(沿圖中向右方向)移動。結(jié)果，切換銷61由于來自液壓供給源的液壓的供給而在圖7所示的第一位置與圖8所示的第二位置之間移動。

<流動方向切換機構(gòu)的動作>

接下來，參照圖9和圖10，將說明流動方向切換機構(gòu)35的動作。圖9是說明液壓從液壓供給源85供給到切換銷61時的流動方向切換機構(gòu)35的動作的示意圖。圖10是用于說明液壓供給源85供給液壓時的流動方向切換機構(gòu)35的動作的視圖。

如圖9所示，當(dāng)液壓流體從液壓供給源85供給時，切換銷61位于它已克服偏壓彈簧65的偏壓力移動到的第一位置處。結(jié)果，第二活塞連通流體路徑52與切換銷61的第二貫通流體路徑75連通，而第四活塞連通流體路徑54與切換銷61的第三貫通流體路徑76連通。另一方面，第一活塞連通流體路徑51和第三活塞連通流體路徑53由切換銷61切斷。

在第二貫通流體路徑75與第三貫通流體路徑76之間的第二連通流體路徑78中配置有第二止回閥63。如以上說明的，第二止回閥63構(gòu)造成容許液壓流體從第三貫通流體路徑76流向第二貫通流體路徑75，但禁止液壓流體從第二貫通流體路徑75流向第三貫通流體路徑76。因此，由于第二止回閥63，容許液壓流體從第四活塞連通流體路徑54流向第二活塞連通流體路徑52并且禁止逆向流動。

結(jié)果，在圖9所示的狀態(tài)下，第二缸筒34a內(nèi)的液壓流體能經(jīng)次序為第四活塞連通流體路徑54、第三貫通流體路徑76、第二連通流體路徑78和第二活塞連通流體路徑52的流體路徑供給到第一缸筒33a。然而，第一缸筒33a內(nèi)的液壓流體無法供給到第二缸筒34a。因此，如圖9所示，當(dāng)液壓從液壓供給源85供給時，由于第二止回閥63的作用，流動方向切換機構(gòu)35能被表述為處于第一狀態(tài)，它禁止液壓流體從第一缸筒33a流向第二缸筒34a并且容許液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33。結(jié)果，如以上說明的，第一活塞33b上升并且第二活塞34b下降，并且因此連桿6的有效長度如圖6(a)中通過l1所示變長。

另一方面，如圖10所示，當(dāng)液壓供給源85供給液壓時，切換銷61位于被偏壓彈簧65偏壓的第二位置處。結(jié)果，第一活塞連通流體路徑51與切換銷61的第一貫通流體路徑74連通，而第三活塞連通流體路徑53與切換銷61的第二貫通流體路徑75連通。另一方面，第二活塞連通流體路徑52和第四活塞連通流體路徑54由切換銷61切斷。

第一止回閥62配置在第一貫通流體路徑74與第二貫通流體路徑75之間的第一連通流體路徑77中。如以上說明的，第一止回閥62構(gòu)造成容許液壓流體從第一貫通流體路徑74流向第二貫通流體路徑75，但禁止液壓流體從第二貫通流體路徑75流向第一貫通流體路徑74。因此，由于第一止回閥62，容許液壓流體從第一活塞連通流體路徑51流向第三活塞連通流體路徑53并且禁止逆向流動。

結(jié)果，在圖10所示的狀態(tài)下，第一缸筒33a內(nèi)的液壓流體能經(jīng)次序為第一活塞連通流體路徑51、第一貫通流體路徑74、第一連通流體路徑77和第三活塞連通流體路徑53的流體路徑供給到第二缸筒34a。然而，第二缸筒34a內(nèi)的液壓流體無法供給到第一缸筒33a。因此，如圖10所示，當(dāng)液壓供給源85未供給液壓時，流動方向切換機構(gòu)35能被表述為處于第二狀態(tài)，其中，由于第一止回閥62的動作，它容許液壓流體從第一缸筒33a供給到第二缸筒34a并且禁止液壓流體從第二缸筒34a流向第一缸筒33a。結(jié)果，如以上說明的，第一活塞33b下降并且第二活塞34b上升，并且因此連桿6的有效長度如圖6(b)中通過l2所示變短。

此外，在本實施方式中，如以上說明的，液壓流體在第一活塞機構(gòu)33的第一缸筒33a與第二活塞機構(gòu)34的第二缸筒34a之間來回移動。因此，基本上不需要從第一活塞機構(gòu)33、第二活塞機構(gòu)34和流動方向切換機構(gòu)35的外部供給液壓流體。然而，液壓流體會從設(shè)置有這些機構(gòu)33、34和35的密封件等泄漏到外部。當(dāng)發(fā)生液壓流體的這種泄漏時，必須從外部補充流體。

與此相反，在本實施方式中，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35如圖9所示處于第一狀態(tài)時，用作補充流體路徑的第四延長流體路徑54a與第二止回閥63的一次側(cè)、即第三貫通流體路徑76連通。相應(yīng)地，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第一狀態(tài)時，第二止回閥63的一次側(cè)長期或定期與液壓流體供給源86連通。因此，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第一狀態(tài)時，即使當(dāng)液壓流體從活塞機構(gòu)33、34或流動方向切換機構(gòu)35泄漏時，也能補充液壓流體。

類似地，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35如圖10所示處于第二狀態(tài)時，用作補充流體路徑的第一延長流體路徑51a與第一止回閥62的一次側(cè)、即第一貫通流體路徑74連通。相應(yīng)地，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第二狀態(tài)時，第一止回閥62的一次側(cè)長期或定期與液壓流體供給源86連通。因此，當(dāng)流動方向切換機構(gòu)35處于第二狀態(tài)時，即使液壓流體從活塞機構(gòu)33、34或流動方向切換機構(gòu)35漏出，也能補充液壓流體。

<流動方向切換機構(gòu)的作用和效果>

在本實施方式中，活塞機構(gòu)33、34之間的液壓流體的流動的切換由流動方向切換機構(gòu)35的切換銷61進行。切換銷61被保持在形成于連桿本體31內(nèi)的銷保持空間64內(nèi)并且通過液壓而被驅(qū)動。因此，不再需要使切換銷61從連桿本體31的側(cè)面突出到外部并且不再需要為了使切換銷61作動而在連桿6的外部設(shè)置另一切換機構(gòu)。因此，流動方向切換機構(gòu)35可以是簡單、緊湊的機構(gòu)。

此外，在本實施方式的流動方向切換機構(gòu)35中，僅使用單個切換銷61。因此，與使用多個切換銷或作動部件時相比，能容易地制造連桿6。

此外，根據(jù)本實施方式，流動方向切換機構(gòu)35構(gòu)造成使得，當(dāng)液壓供給源85未向切換銷61供給液壓時，進入連桿6的有效長度變短的第一狀態(tài)，而當(dāng)液壓供給源85向切換銷61供給液壓時，進入連桿6的有效長度變長的第二狀態(tài)。相應(yīng)地，例如，當(dāng)液壓供給源85處的故障等引起無法再供給液壓時，能保持連桿6的有效長度短并且因此能維持機械壓縮比低。如果維持機械壓縮比高，則內(nèi)燃發(fā)動機的輸出被限制，因此，根據(jù)本實施方式，可以抑制內(nèi)燃發(fā)動機的輸出在液壓供給源85的故障時被限制。

附圖標記列表

1內(nèi)燃發(fā)動機

6連桿

21活塞銷

22曲柄銷

31連桿本體

32偏心部件

33第一活塞機構(gòu)

34第二活塞機構(gòu)

35流動方向切換機構(gòu)

51第一活塞連通流體路徑

52第二活塞連通流體路徑

53第三活塞連通流體路徑

54第四活塞連通流體路徑

61切換銷

62第一止回閥

63第二止回閥