专利名称：可变压缩比内燃机的安装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备，在可变压缩比内燃机中，压缩比能够改变。
背景技术：
近年来，为了提高以加仑英里数和输出功率等表示的内燃机的性能，提出了能够改变内燃机压缩比的技术。例如，已经公开了一种技术，在该技术中，作为构成内燃机燃烧室的发动机部件的缸体与曲轴箱在与两者连接的控制轴的转动作用下而相互发生相对位移，从而改变了燃烧室的容积，由此改变了内燃机的压缩比(例如，见日本专利申请公开号2003-206771)。
在有关内燃机的另一种公开技术中，内燃机的压缩比可通过缸体与曲轴箱的相对摆动而改变，在曲轴箱的侧壁上安装了变速箱与若干辅助机器，以简化装配工序，同时利用现有类型的法兰表面(例如，见日本专利NO.3224816)。
发明内容
关于可变压缩比内燃机，其压缩比能够通过缸体与曲轴箱彼此沿汽缸轴向发生相对位移而改变，将该内燃机安装到车身部件上的具体方式尚未公开。
此外，在上述可变压缩比内燃机中，压缩比改变时所产生的力可通过用于安装在车身部件上的设备而传给车身，从而引起车身等明显震动。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提出一种将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备的具体方式，在该可变压缩比内燃机中，压缩比可以靠缸体与曲轴箱彼此沿气缸轴向作相对移动而改变，并且提出一种安装设备，用它能更有效地抑制车身的震动。
为了实现上述目的，根据本发明，首先，在将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备中，该可变压缩比内燃机靠缸体与曲轴箱彼此沿气缸轴向的相对运动而改变，所述可变压缩比内燃机借助至少两个部分而被安装到所述车身部件上，该至少两个部分包括设在与曲轴箱相连的传动装置上的第一安装部分，和设在可变压缩比内燃机上的第二安装部分，处于缸体位于曲轴箱上方的状态下，且第二安装部分被设在所述曲轴箱上。
在上述可变压缩比内燃机(以下简称“内燃机”)中，如缸体及缸盖那样的缸体侧的发动机部件(这些部件也被简称为“曲轴箱”)和如曲轴箱、曲轴及传动装置那样的曲轴箱侧的发动机部件(这些部件也被简称为“缸体”)。它们沿气缸轴向的相对运动改变燃烧室的容积，从而改变压缩比。具体地说，当缸体与曲轴箱相互远离时，燃烧室容积增大，因此压缩比下降。反之，当缸体与曲轴箱相互靠近时，燃烧室容积缩小，因此压缩比增大。
上述内燃机安装在车身部件上，此时它借助至少两个部分悬挂，该至少两个部分包括第一安装部分及第二安装部分，且缸体位于曲轴箱上方。这里“上方”位置指在安装内燃机的机动车中，与车辆接触的地面的相反侧，在第一安装部分和第二安装部分上最好应用减震元件，如弹性元件或液态密封部件，用以抑制内燃机的振动传递给车身，并确保内燃机可靠地安装到车身部件上。
在具有上述结构的用于内燃机的安装设备中，由于第二安装部分设在曲轴箱上，因此当压缩比改变时，缸体沿气缸轴向移动，而曲轴箱固定在车身部件上。因此，借助移动重量相对较轻的缸体来改变压缩比，这样可减小改变压缩比所需要的能量。具体地说，由于用弹簧等提供作用在缸体和曲轴箱之间的位移力，力的方向是使它们相互离开，因此，压缩比的改变可容易地在内燃机中完成，从而可有效地抑制因内燃机的发动机负荷的增加而带来的爆震。
其次，为了实现上述目的，根据本发明，在将压缩比内燃机安装在车身部件上的安装设备中(该内燃机压缩比靠缸体和曲轴箱彼此沿气缸轴做相对运动而改变)，所述可变压缩比内燃机借助至少两个安装部分而被安装在所述车身部件上，其第一安装部分设在与曲轴相连的传动装置上，而第二安装部分设在可变压缩比内燃机上，此时缸体位于曲轴箱上方，且第二安装部分被设在缸体上。
在具有上述结构的内燃机安装设备中，由于第二安装部分设在缸体上，因此当压缩比变化时，曲轴箱侧的发动机部件沿气缸轴向运动，而气缸侧的发动机部件固定在车身部件上。因此，可利用具有较大重量的曲轴箱的位能使缸体和曲轴箱互相远离运动。于是，当由于缸体与曲轴箱彼此远离运动、而使压缩比向低压缩比侧变化时，可减小此变化所需要的时间。具体地说，为了抑制内燃机负荷增大所产生的爆震，最好使降低压缩比所需时间尽可能得短。因此，当重点放在降低内燃机的压缩比时，利用内燃机的上述安装内燃机的方法被认为是优选的。
第三，为了实现上述目的，根据本发明，在将可变压缩比内燃机(其压缩比的改变是靠缸体与曲轴箱沿气缸轴向作相对运动实现的)安装到车身部件上的安装设备中，所述可变压缩比内燃机借助至少两个安装部分而被安装在车身部件上，其中第一安装部分设在与曲轴相连的传动装置上，第二安装部分设在可变压缩比内燃机上，此时缸体位于曲轴箱上方，且第二安装部分由设在缸体上的缸体侧安装部分和设在曲轴箱上的曲轴箱侧安装部分组成。
在具有上述结构的内燃机安装设备中，由于提供缸体侧安装部分和曲轴箱侧安装部分作为第二安装部分，由此可在降低各安装部分上的作用力的同时兼有本发明上述第一结构和第二结构的有利效果，即节约改变压缩比所需要的能量，并且降低使缸体与曲轴箱互相远离运动来改变压缩比所需的时间。
另一方面，为改变内燃机压缩比而作的缸体与曲轴箱的相对位移被限制在第二安装部分、或者缸体侧安装部分及曲轴箱侧安装部分的弹性变形能及的范围内。例如，当在缸体侧安装部分和曲轴箱侧安装部分中应用前述的减震元件时，压缩比的改变在减震元件弹性变形能及的范围内。
第四，为了实现上述目的，根据本发明，在将可变压缩比内燃机(其压缩比靠缸体与曲轴箱沿气缸轴向相对运动而改变)安装到车身部件的安装设备中，所述可变压缩比内燃机借助至少二个安装部分而被安装到车身部件上，该至少两个安装部分包括第一安装部分，设在与曲轴相连的传动装置上；第二安装部分，设在可变压缩比内燃机上，处于曲轴箱位于缸体上方的状态，且该第二安装部分设在所述曲轴箱上。
据上所述，在根据本发明第四方面的用于内燃机的安装设备中，当内燃机借助第一安装部分及第二安装部分安装时，它处于与根据本发明第一至第三方面的用于内燃机的安装相反的倒置状态，此时缸体位于曲轴箱下方。在具有上述结构的用于内燃机的安装设备中，可以利用在曲轴箱下面的缸体的位能来缩短降低压缩比所需的时间。在缸体被安装在车身部件上而移动曲轴箱来改变压缩比的情况下，可利用曲轴箱的位能来缩短降低压缩比所需的时间，但必须改变曲轴箱及与其相连接的传动装置等的位置。相反的，在本发明中，由于曲轴箱被安装在车身部件上而缸体移动，因此不需要改变曲轴箱及与其相连接的传动装置等的位置。
在根据本发明第一至第四方面的安装设备而被安装到车身部件上的内燃机中，燃烧产生的发动机功率通过传动装置从其输出轴传递到上面装有内燃机的车辆的车轮上，以驱动车辆。同时，车轮受到来自地面的反作用力，此反作用力从车轮传递给传动装置的输出轴，因此在输出轴上产生转矩。此转矩起到了使内燃机绕输出轴旋转的力矩的作用。
另一方面，当缸体与曲轴箱彼此作相对运动、以改变内燃机压缩比时，由此相对运动所产生的力作用在借助第二安装部分而被安装在车身部件上的缸体或曲轴箱上。换言之，当第二安装部分设在缸体上时，该力作用在缸体上，而当第二安装部分设在曲轴箱上时，该力作用在曲轴箱上。于是，该力产生绕传动装置的输出轴的转矩。
上述转矩可以有时具有同一转向，这取决于第一安装部分和第二安装部分的联接位置及内燃机在装到车辆上时的定向。如果情况是这样，就会有转矩可能会引起内燃机及其所安装的车辆振动的风险。
有鉴于此，在根据本发明第一至第四方面的内燃机安装设备中，第一安装部分、第二安装部分及可变压缩比内燃机的定向可这样来布置，使得可变压缩比内燃机的汽缸中燃烧时产生的作用于可变压缩比内燃机上、绕传动装置的输出轴的转矩的方向变成与在改变可变压缩比内燃机的压缩比的特定场合作用在设有第二安装部分的缸体或曲轴箱上的力所产生的绕输出轴的转矩的方向相反。
这里，改变压缩比的特定场合指的是缸体与曲轴箱的相对运动所产生的力而引起的绕传动装置的输出轴的转矩相对较大的场合，安装装上内燃机的车辆存在可能由于该转矩而引起较大的车辆振动的风险。尤其当内燃机燃烧需要较低压缩比时，上述的转矩变得较大，例如，当内燃机中的发动机高负荷需要低压缩比时，为了避免爆震，尽量使缸体与曲轴箱远离，来降低压缩比。
当上述两个转矩的方向被布置成互相反向时，这两个转矩便会互相抵消，从而可抑制压缩比改变时车身的振动。尤其在由于内燃机负荷较高而通过使缸体与曲轴箱互相远离来降低压缩比时，它们相对运动所引起的转矩变大，见上述，此外，由于发动机输出功率增加，燃烧所引起的转矩也变大。因此，第一安装部分与第二安装部分的位置及内燃机的定向可参照绕输出轴的转矩来决定，该转矩是在通过缸体与曲轴箱彼此远离移动来降低压缩比时产生的。
当缸体与曲轴箱作相对运动以改变内燃机的压缩比时，借助第二安装部分而被安装在车身部件上的缸体或曲轴箱所产生的力产生了绕连接第一安装部分与第二安装部分的安装轴线的转矩。这一转矩的转向有时可以与传动装置的输出轴的转矩转向相同，该输出轴的转矩由车轮接受的来自地面的反作用力产生，并从车轮传送到输出轴，两个转向是否相同取决于第一安装部分及第二安装部分的位置和内燃机的定位。如果情况就是这样，则存在这些转矩可能会引起的内燃机及装有此内燃机的车辆发生振动的风险。
有鉴于此，第一安装部分、第二安装部分及可变压缩比内燃机可这样来布置，使得在可变压缩比内燃机的汽缸中燃烧时产生的、作用于该可变压缩比内燃机上、绕传动装置的输出轴的转矩的方向变成与在所述可变压缩比内燃机的压缩比改变的特定场合、作用于上面设有第二安装部分的缸体或曲轴箱上的作用力所产生的、绕连接第一和第二安装部分的安装轴线的转矩的方向相反。
这里，压缩比改变的特定场合与上述压缩比改变的特定场合有同样的意义。当将上述两个转矩布置成转向互相相反时，这两个转矩便互相抵消，从而可以抑制车身在压缩比变化时振动。尤其在因为内燃机负载较高而将缸体与曲轴箱互相远离移动来使压缩比下降时，绕安装轴线的力矩变得较大，此外，由于发动机输出功率较高，因而绕输出轴的力矩也变得较大。因此，第一和第二安装部分的位置及内燃机的方向优选地参照因缸体与曲轴箱互相远离移动而降低压缩比时所产生的绕安装轴线的转矩决定。
在上述的用于内燃机的安装设备中，内燃机可以是用于驱动前置发动机前轮驱动式或所谓的FF式车辆的内燃机。
在上述的用于内燃机的安装设备中，第一安装部分与第二安装部分的连线可以形成一条惯性主轴，使由可变压缩比内燃机和传动装置组成的驱动装置的转动惯量最小，或该连线可以处于距离所述惯性主轴预定的范围内。
第一安装部分和第二安装部分的连线优选地与惯性主轴相重合，但由于将内燃机安装到车身部件方面的空间限制，它们完全重合可能是困难的。在此情况下，可设置所述的预定范围，使第一安装部分和第二安装部分的连线定位于尽可能靠近惯性主轴的位置。
通过以上述方法提供第一安装部分和第二安装部分，可抑制内燃机绕第一和第二安装部分连线振动时车辆内出现的振动。
图1示出可变压缩比内燃机的基本结构，其上采用了根据本发明一实施例的用于可变压缩比内燃机的安装设备；图2是表示本发明第一实施例的可变压缩比内燃机压缩比如何变化的第一图；图3示出在根据本发明第一实施例的用于可变压缩比内燃机的安装设备中，压缩比改变时绕输出轴和安装轴线的转矩；图4示出在根据本发明第二实施例的用于可变压缩比内燃机的安装设备中，压缩比改变时绕输出轴和安装轴线的转矩；图5示出在根据本发明第三实施例的用于可变压缩比内燃机的安装设备中，压缩比改变时绕输出轴和安装轴线的转矩；图6示出在根据本发明第四实施例的用于可变压缩比内燃机的安装设备中，压缩比改变时绕输出轴和安装轴线的转矩。
具体实施例方式
这里，将参照附图详细说明根据本发明的用于可变压缩比内燃机的安装设备的几个实施例。
(实施例1)图1示出压缩比可变的可变压缩比内燃机的基本结构(以下简称为“内燃机”)。在本实施例中，为了简单地示出内燃机1，其某些部件被省略了。进气管9通过设在缸盖10中的进气口18而连接于汽缸2中的燃烧室。进入汽缸2中的进气流由进气门5调节。进气门5的开/闭由以转动方式驱动进气侧凸轮7控制。通过设在缸盖10中的排气口20，还有排气管21连接于燃烧室。由排气门6控制废气向汽缸2外面的排放。排气门6的开/闭由以转动方式驱动排气侧凸轮8控制。此外，在进气口18上设有燃料喷射阀，而在汽缸2的顶部设有火花塞16。与内燃机1的曲轴13通过连杆14相连的活塞15在汽缸2内来回移动。
在此内燃机1中，借助可变压缩比机构9，使缸体3沿汽缸2的轴向相对曲轴箱4运动，从而改变内燃机1的压缩比。换言之，借助使缸体3与缸盖10一起沿汽缸2的轴向相对于曲轴箱4位移，由缸体3、缸盖10以及活塞15构成的燃烧室的容积发生变化，从而相应地控制内燃机1的压缩比的变化。例如，当缸体3与曲轴箱4相对远离时，燃烧室容积增大，而压缩比下降。
可变压缩比机构9由以下部分组成轴部9a；凸轮部分9b，该凸轮部分9b具有精确的圆形凸轮型面并被固定地安装在偏心于其中心轴线的轴部9a上；活动支承部分9c，其具有与凸轮部分9b相同的外形并且以类似于凸轮部分9b的偏心方式可转动地安装在轴部9a上；设置与轴部9a同轴的蜗轮9d；与蜗轮9d啮合的蜗杆9e；以及用于以可转动方式驱动蜗杆9e的马达9f。凸轮部分9b被容纳在设在缸体3的容纳孔中。活动支承部分9c被安置在设于曲轴箱4中的接纳孔中。马达9f被固定在缸体3上且与缸体3一起运动。马达9f的驱动力通过蜗轮9d和蜗杆9e而传递到轴部9a。通过对偏心设置的凸轮部分9b和活动支承部分9d的驱动，使缸体3沿汽缸2的轴向相对曲轮箱4运动，从而改变压缩比。
在内燃机1上附加有用于控制内燃机1的电子控制单元90(以下称作“ECU”)。ECU 90除了有CPU外，还有储存各种程序与图谱(map)ROM、RAM等器件。ECU 90是这样的单元，其根据内燃机1的运行状态及驾驶员的命令来控制内燃机1的运行状态等。
加速器踏板位置传感器92与ECU 90电连接。ECU 90接收指示加速器开度的信号并计算出内燃机1等所需要的发动机负荷。曲轴位置传感器91与ECU 90电连接。ECU 90接收指示内燃机1的输出轴转角的信号并计算出内燃机1的发动机转速和根据发动机转速及传动比等计算出内燃机1所在的车辆的速度。
此外，构成可变压缩比机构9的马达9f与ECU 90电连接。马达9f根据ECU 90的命令驱动，使内燃机1的压缩比借助可变压缩比机构9而改变。内燃机1的压缩比根据内燃机1的运转状态而改变。例如，在内燃机1的运转状态借助发动机负荷及发动机转速代表的情况下，当发动机从低负荷变到高负荷时，或当发动机转速由低速变到高速时，马达9f被沿着使缸体3远离曲轴箱4的方向驱动，从而使内燃机1的压缩比由高变到低。
其次，将参看图2及3详细说明将内燃机1安装到称之为前置发动机前轮驱动式车辆(以下将简称为车辆)上的方法。图2示出内燃机1的安装状态及压缩比是如何改变，如从内燃机1的侧面所见。图2(a)示出缸体3与曲轴箱4相对于汽缸2的轴向彼此相对靠近而内燃机1具有相对较高的压缩比(以下将简称“高压缩比”)时的状态。图2(b)示出缸体3与曲轴箱4相对于汽缸2的轴向互相远离而内燃机1具有相对较低的压缩比(以下将简称“低压缩比”)时的状态。如图2所示，内燃机1的压缩比借助缸体3沿汽缸2的轴向的相对位移Δh而改变。
图3示出当内燃机1的压缩比从高压缩比侧变到低压缩比侧时、作用于内燃机1的力和转矩，图3(a)示出内燃机1的安装状态(从它的侧面看)。图3(b)示出内燃机的安装状态(从其正面看，即未设置下述的传动装置的那侧)。
内燃机1的曲轴13与中间传动机构部分34相连，该中间传动机构部分34包括减速齿轮及前后运动切换机构等。中间传动机构部分34与终端输出部分35相连，用于与车轮相连的差动齿轮，从而将内燃机1的发动机功率传递到车轮。终端输出部分35具有输出轴RC1(示出于图3(b))，用于传递内燃机1的发动机功率。据上所述，内燃机1的传动装置由中间传动机构部分34和终端输出部分35组成。
在内燃机1中，缸体3借助安装部分31和安装部分32而被安装到车身部件29上，使缸体3位于曲轴箱4上方。具体地说，内燃机1借助安装部分31、通过在其前侧连接于曲轴箱4的支臂30而与车身部件29相连。此外，内燃机1借助安装部分32、通过在其后侧连接于中间传动机构部分34的支臂34而与车身部件29相连。安装部分31和32用减震元件、如弹性元件或液体密封件来将支臂30和车身部件29连接起来，或将支臂33和车身部件29连接起来。
这里，连接安装部分31和安装部分32的直线(以下将此线叫做“安装轴线”)在图3中用RC2来表示，且其成为内燃机1的驱动装置的惯性主轴，该驱动装置由内燃机1、中间传动机构部分34和终端输出部分35的传动装置组成。惯性主轴是使内燃机1的驱动装置的转动惯量最小的转轴。在被这样安装在车辆上的内燃机1中，内燃机1有时可能会由于曲轴13在燃烧或其它原因时的旋转而绕作为转动中心的安装轴线产生振动。但是，由于上述直线是惯性主轴，因而因内燃机1的振动而引起的车辆振动被尽可能地抑制住。
在内燃机1的侧面，通过与中间传动机构部分34相连的支臂37和支臂38设有止挡件36和38。止挡件36、38与车身部件29相连，但是在图中并未示出。
在如此安装在车辆上的内燃机1中，当发动机负荷由低负荷变为高负荷时，需要使压缩比由高压缩比变到低压缩比，以避免出现爆震。压缩比改变所需的时间优选地尽量地短。在此，为使压缩比变为低压缩比，借助可变压缩比机构9，使缸体3移动相对远离曲轴箱4。与此相关的是，曲轴箱4借助支臂30和安装部分31而被安装到车身部件29上。因此，当可变压缩比机构9驱动缸体3以使缸体3远离曲轴箱4时，产生了作为反作用力的、将曲轴箱4压在车身部件29上的力PL。力PL作用在汽缸2的轴线CL1上，在图3中其方向向下。
另一方面，当内燃机的发动机负荷变高时，内燃机1的驱动力从输出轴RC1被传递给车轮。当驱动力被传到地面时，从地面向车轮传递某种反作用力，从而产生绕输出轴RC1的转矩TD。在本实施例中，转矩TD的方向在图3(b)中是逆时针方向。
在根据本实施例的内燃机1及其传动装置中，安装部分31和安装部分32的位置是这样决定的，使输出轴RC1定位于轴线CL1的左边且相距D，而安装轴线RC2定位于轴线CL1的左边，且相距e，见图3(b)。
当产生上述的力PL时，产生了引起内燃机1及传动装置绕作为转动中心的输出轴RC1和安装轴线RC2摆动的转矩。根据轴线CL1、输出轴RC1和安装轴线RC2之间的位置关系，由力PL所产生的绕输出轴RC1的转矩M1(用PL*D表示)的方向在图3(b)中是顺时针方向。力PL所产生的绕安装轴线RC2的转矩M2(用PL*e表示)的方向在图3(b)是顺时针方向。
根据上述，转矩TD的转向与转矩M1及转矩M2的转向相反。根据这一特点，正如本实施例情况，在借助安装部分31和安装部分32而被安装到车身部件29上的内燃机1中，压缩比变化时产生的转矩和转矩TD能够互相抵消。因此，在压缩比改变时，能更有效地抑制车辆的振动。
与上述相关的是，安装部分31、安装部分32和内燃机1的定向可这样来布置，即使得转矩TD的转向与转矩M1或M2的转向变成彼此相反。换言之，决定内燃机1的定向时可考虑按照安装部分31及安装部分32的位置产生的转矩，以使转矩TD与转矩M1、M2中至少一个互相抵消。
(实施例2)下面将参看图4说明根据本发明的用于可变压缩比内燃机的安装设备的第二实施例。根据本实施例的内燃机1等的组件与图1-3所示的内燃机中那些组件相同的将用同一附图标记表示，并因此省略其说明。以和图3同样的方式，图4示出当内燃机1的压缩比由高压缩比侧向低压缩比侧改变时，作用于内燃机1上的力和转矩。
在本实施例中，与上述第一实施例不同之处在于，安装部分31与和缸体3相连的支臂40相连接。这样，在本实施例的内燃机1中，改变压缩比时缸体3被安装在车身部件29上。因此，通过当缸体3与曲轴箱4彼此相对远离时，利用曲轴箱4的位能，能够容易地实现变到低压缩比。
这里，以与第一实施例同样的方式来说明绕输出轴RC1和安装轴线RC2所产生的转矩。在本实施例中，安装轴线RC2是安装部分32和安装部分31的连线，且从地面通过车轮传递的、绕输出轴RC1的转矩TD的转向是顺时针方向。在内燃机1中，当发动机负荷由低负荷变为高负荷时，可变压缩比机构9使缸体3与曲轴箱相对运动，以降低压缩比。与此相关的是，缸体3借助支臂40和安装部分31而被安装在车身部件29上。因此，当可变压缩比机构9驱动曲轴箱4以使曲轴箱4移动远离缸体3时，产生了作为反作用力的、迫使缸体3远离车身部件29的力PL。力PL作用于汽缸2的轴线CL1上，在图4中方向向上。
在根据本实施例的内燃机1及其传动装置中，安装部分31和安装部分32的位置这样来确定，即让输出轴RC1定位于轴线CL1的左边，且相距D，而安装轴线RC2定位于轴线CL1的左边，且相距e。
当产生上述的力PL时，产生了引起内燃机1及其传动装置绕作为转动中心的输出轴RC1及安装轴线RC2摆动的转矩。根据轴线CL1、输出轴RC1和安装轴线RC2之间的位置关系，力PL所产生的绕输出轴RC1的转矩M1(用PL*D表示)的转向在图4(b)中是逆时针方向。力PL所产生的绕安装轴线RC2的转矩M2(用PL*e表示)的转向在图4(b)中是逆时针方向。
根据上述，转矩TD的转向与转矩M1和M2的转向相反。根据这一特点，正如本实施例的情况，在借助安装部分31和安装部分32而被安装到车身部件29上的内燃机1中，压缩比改变时产生的转矩与转矩TD能够互相抵消。因此，在改变压缩比时车辆的振动可以被更有效地抑制住。
与此相关的是，安装部分31、安装部分32和内燃机1的方向可这样来布置，即让转矩TD的转向与转矩M1或M2的转向相反。换言之，内燃机1的定向可考虑到根据安装部分31和安装部分32的位置产生的转矩来确定，以使转矩TD与转矩M1、M2中至少一个互相抵消。
(实施例3)下面将参看图5详细说明根据本发明的用于可变压缩比内燃机的安装设备的第三实施例。根据本实施例的内燃机1等的组成部分与图1-4所示的内燃机1中的那些部件相同者将用同一标号表示，并且将省略其说明。以和图3一样的方式，图5示出内燃机压缩比从高压缩比变到低压缩比时、作用在内燃机1上的力和转矩。
将根据本实施例的内燃机1在其正面安装到车身部件29上时，内燃机1借助经支臂30而与曲轴箱4相连的安装部分31而被安装到车身部件29上，此外，它又借助经支臂41而与缸体3相连的安装部分42而被安装到车身部件29上。具体地说，在根据本实施例的内燃机1中，缸体3和曲轴箱4都被安装到车身部件29上，在此状态下，借助在安装部分31和安装部分42的弹性变形范围内的缸体3和曲轴箱4的相对运动来改变压缩比。因此，当缸体3与曲轴箱4互相远离时，安装部分之一上的载荷得以减轻，而通过利用曲轴箱4的位能，可容易地实现向低压缩比的改变。
只是在本实施例中，将作为安装部分31和安装部分32的连线的安装轴线(图5中用RC2表示)称为第一安装轴线。此外，在本实施例中，将连接安装部分32和安装部分42的直线称为第二安装轴线(图5中用RC3表示)。第一安装轴线RC2，和第一实施例的情况一样，是内燃机1及其传动装置的惯性主轴。
这里将解释绕输出轴RC1、第一安装轴线RC2和第二安装轴线RC3产生的转矩。在本实施例中，假定从地面经车轮传递的、绕输出轴RC1的转矩TD的方向是逆时针方向。在内燃机1中，当发动机负荷从低负荷变到高负荷时，可变压缩比机构9使缸体3与曲轴箱4作相对运动，以降低压缩比。与此相关的是，缸体3和曲轴箱4借助于各自的支臂30、41和各自的安装部分31、42而被安装到车身部件29上。因此，当缸体3和曲轴箱4在安装部分31和安装部分41的弹性变形范围内作相对运动时，产生了将曲轴箱4压在车身部件上的力PL-1和将缸体3从车身部件29推开的力PL-2。在图5中，力PL-1向下作用在汽缸2的轴线CL1上，力PL-2向上作用在汽缸2的轴线CL1上。
在根据本实施例的内燃机1及其传动装置中，安装部分31、安装部分32以及安装部分42的位置这样来决定，即让输出轴RC1定位于轴线CL1的左边，且相距D，第一安装轴线RC2定位于轴CL1的左边，且相距e，而第二安装轴线RC3定位于轴CL1的右边，且相距e。
当产生上述的力PL-1和PL-2时，产生了使内燃机1及其传动装置绕作为转动中心的输出轴RC1、第一安装轴线RC2和第二安装轴线RC3的转矩。根据轴线CL1、输出轴RC1、，第一安装轴线RC2和第二安装轴线RC3的位置关系，由力PL-1所产生的绕输出轴RC1的转矩M1-1(用PL-1*D表示)的转向在图5(b)中是顺时针的。力PL-2所产生的绕输出轴RC1的转矩M1-2(用PL-2*D表示)的转向在图5(b)中是逆时针的。
另一方面，力PL-1所产生的绕第一安装轴线RC2的转矩M2-1(用PL-1*e表示)的转向在图5(b)中是顺时针的。力PL-2所产生的绕第二安装轴线RC3的转矩M2-2(用PL-2*e表示)的转向在图5(b)中是顺时针的。
根据上述，转矩TD的转向与转矩M1-2的转向相同，但与转矩M1-1、M2-1、M2-2的转向相反，于是，正如本实施例的情况一样，在借助安装部分31、安装部分32以及安装部分42而安装在车身部件29上的内燃机1中，压缩比改变时产生的一部分转矩和转矩TD能够互相抵消。因此，在压缩比改变时车辆的振动可更有效地抑制住。
与上述相关的是，安装部分31、安装部分32及内燃机1的定向可这样来布置，即让转矩TD的转向变成与转矩M1-1、M1-2、M2-1和M2-2中至少一个的转向彼此相反。换言之，可考虑按照安装部分31、32的位置产生的转矩来决定内燃机1的定向，以使转矩TD与转矩M1-1、M1-2、M2-1、M2-2中至少一个的转向互相抵消。
(实施例4)下面将参看图6详细说明根据本发明的用于可变压缩比内燃机的安装设备的第四实施例。根据本实施例的内燃机1的组成部分与图1-4所示的内燃机中的那些组件相同者将用同一标号表示，并因此省略其说明。以和图3一样的方式，图6示出内燃机1的压缩比从高压缩比变到低压缩比时，作用于内燃机1上的力和转矩。
将根据本实施例的内燃机在其正面安装到车身部件29上的方法与上述第一至第三实施例的方法不同，内燃机1借助经支臂43而与曲轴箱4相连的安装部分44而被安装到车身部件29上，在此安装状态下，曲轴箱4位于缸体3的上方。这样，在根据本实施例的内燃机1中，由于在曲轴箱4安装在车身部件29上的情况下改变压缩比，因此，当缸体3与曲轴箱4作相对运动互相远离时，借助于利用缸体3的位能而能够容易地改变压缩比，而无需改变曲轴箱4和传动装置的位置。
在本实施例中，连接安装部分44和安装32的直线或安装轴线在图6中用RC2表示。与第一实施例的情况一样，安装轴线RC2构成内燃机1及其传动装置的惯性主轴。
这里，将说明产生的绕输出轴RC1及安装轴线RC2的转矩。在本实施例中，从地面经车轮传递的、绕输出轴RC1的转矩TD的转向被假定是顺时针方向。在内燃机1中，当发动机负荷从低负荷变到高负荷时，可变压缩比机构9使缸体3及曲轴箱4作相对运动，以降低压缩比。与此相关的是，曲轴箱4借助支臂43及安装部分44而安装到车身部件29上。因此，当可变压缩比机构9驱动缸体3，使其移动远离曲轴箱4时，产生了作为反作用力的、迫使曲轴箱4远离车身部件29的力PL。在图6中，力PL向上作用在汽缸2的轴线CL1上。
在根据本实施例的内燃机1及其传动装置中，安装部分32和安装44的位置这样来决定，即让输出轴RC1位于轴线CL1的左边，且相距D，安装轴线RC2位于轴线CL1的左边，且相距e。
当产生上述的力PL时，产生了使内燃机1及其传动装置绕作为转动中心的输出轴RC1及安装轴线RC2摆动的转矩。根据轴线CL1、输出轴RC1及安装轴线RC2的位置关系，力PL产生的、绕输出轴RC1的转矩M1(用PL*D表示)的转向在图6(b)中是逆时针的。力PL所产生的绕安装轴线RC2的转矩(用PL*e表示)的转向在图6(b)中是逆时针的。
据上所述，转矩TD的转向与转矩M1和M2的转向相反。根据这一特点，正如本实施例的情况一样，在借助安装部分44和安装32而安装在车身部件29上的内燃机1中，压缩比改变时产生的转矩与转矩TD能够互相抵消。因此，压缩比改变时车辆的振动可更有效地抑制住。
与上述有关的是，安装部分31、安装部分32及内燃机1的方向可这样来布置，即让转矩TD的转向与转矩M1或M2的转向变成彼此相反。换言之，可考虑到根据安装部分31和安装32的位置产生的转矩来决定内燃机的定向，以使转矩TD与转矩M1、M2中至少一个互相抵消。
工业适用性据上述，已提出了将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备的若干具体方式，其中压缩比可借助于缸体与曲轴箱彼此沿汽缸轴向作相对运动而改变，并且可以提供一种能更有效地抑制车辆振动的安装设备。
权利要求
1.一种用于将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备，其中压缩比能够借助于缸体与曲轴箱彼此沿汽缸轴向作相对运动而改变，其特征在于所述可变压缩比内燃机借助至少两个部分而被安装在所述车身部件上，该至少两个部分包括第一安装部分，设在与曲轴相连的传动装置上；和第二安装部分，在所述缸体位于所述曲轴箱上方的情形下，该第二安装部分设在可变压缩比内燃机上；且所述第二安装部分被设在所述曲轴箱上。
2.一种用于将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备，其中压缩比能够借助于使缸体及曲轴箱彼此沿汽缸轴向作相对运动而改变，其特征在于，所述可变压缩比内燃机借助至少两个部分而被安装在所述车身部件上，该至少两个部分包括第一安装部分，设在与曲轴相连的传动装置上；和第二安装部分，在所述缸体位于所述曲轴箱上方的情形下，该第二安装部分设在可变压缩比内燃机上；且所述第二安装部分被设在所述缸体上。
3.一种用于将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备，其中压缩比能够借助于缸体及曲轴箱彼此沿汽缸轴向作相对运动而改变，其特征在于，所述可变压缩比内燃机借助至少两个部分而被安装在所述车身部件上，该至少两个部分包括第一安装部分，设在与曲轴相连的传动装置上；和第二安装部分，在所述缸体位于所述曲轴箱上方的情形下，该第二安装部分设在可变压缩比内燃机上；且所述第二安装部分包括设在所述缸体上的缸体侧安装部分和设在所述曲轴箱上的曲轴箱侧安装部分。
4.一种用于将可变压缩比内燃机安装到车身部件上的安装设备，其中压缩比能够借助于使缸体及曲轴箱彼此沿气缸轴向作相对运动而改变，其特征在于，所述可变压缩比内燃机借助至少两个部分而被安装在所述车身部件上，该至少两个部分包括第一安装部分，其设在与曲轴相连的传动装置上；和第二安装部分，在所述曲轴箱位于所述缸体上方的情形下，该第二安装部分设在可变压缩比内燃机上；且所述第二安装部分被设在所述曲轴箱上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于可变压缩比内燃机的安装设备，其中，所述第一安装部分、第二安装部分及可变压缩比内燃机的定向被布置成这样的方式，即可变压缩比内燃机的汽缸内燃烧时所产生的、作用于可变压缩比内燃机上的、绕所述传动装置输出轴的转矩的方向变成与改变该可变压缩比内燃机的压缩比的特定场合下、作用于所述第二安装部分所在的所述缸体或所述曲轴箱上的作用力所产生的、绕该输出轴的转矩的方向相反。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于可变压缩比内燃机的安装设备，其中，所述第一安装部分、第二安装部分及可变压缩比内燃机的定向被布置成这样的方式，即可变压缩比内燃机的气缸内燃烧时所产生的、作用于可变压缩比内燃机上的、绕所述传动装置输出轴的转矩的方向变成与改变该可变压缩比内燃机的压缩比的特定场合下、作用于所述第二安装部分所在的所述缸体或所述曲轴箱上的作用力所产生的、绕连接第一安装部分与第二安装部分的安装轴线的转矩的方向相反。
7.根据权利要求5或6所述的用于可变压缩比内燃机的安装设备，其中，所述改变特定压缩比的特定场合是通过移动所述缸体使其相对远离所述曲轴箱而使压缩比减小的场合。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的用于可变压缩比内燃机的安装设备，其中，所述可变压缩比内燃机是用于驱动发动机前置、前轮驱动式车辆的内燃机。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于可变压缩比内燃机的安装设备，其中，所述第一安装部分和所述第二安装部分的连线构成一惯性主轴或位于距离所述惯性主轴的预定范围内，该惯性主轴使由可变压缩比内燃机和传动装置所组成的驱动装置的转动惯量最小。
全文摘要
通过使缸体与曲轴箱彼此沿汽缸轴向作相对运动来改变压缩比的内燃机(1)在至少两个部分被安装到车身部件(29)上，该至少两个部分是第一安装部分(32)，设在传动装置上；第二安装部分(31)，设在内燃机(1)上，该第二安装部分(31)安装在曲轴箱(4)上。而且，第一安装部分(32)与第二安装部分(31)设置成使得燃烧时所产生的并作用在内燃机(1)上的、绕传动装置输出轴(RC1)的转矩(TD)的方向与压缩比改变时作用于缸体(3)上的力所产生的、绕该输出轴(RC1)的转矩(M1)的方向相反。
文档编号F02B75/04GK1910063SQ20058000312
公开日2007年2月7日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月17日
发明者神山栄一, 柏正明, 秋久大辅 申请人:丰田自动车株式会社