DE102015121483A1

DE102015121483A1 - Kurbelwelle

Info

Publication number: DE102015121483A1
Application number: DE102015121483.0A
Authority: DE
Inventors: Koichi Ono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-06-16
Also published as: FR3031773B1; CN105697143B; FR3031773A1; JP6090299B2; US10066699B2; CN105697143A; US20160169322A1; JP2016114134A

Abstract

Eine Flatplane-Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine hat acht Kurbelwangen. Eine vierte Kurbelwange (A4) und eine fünfte Kurbelwange sind entsprechend mit Gegengewichten bereitgestellt. Jede der Breiten aus einer Breite (H4) der vierten Kurbelwange (A4) und einer Breite H5 der fünften Kurbelwange ist konfiguriert, kleiner als eine Breite (H2) der zweiten Kurbelwange (A2) zu sein. Jede aus einer Breite (H3) der dritten Kurbelwange (A3) und einer Breite (H6) der sechsten Kurbelwange (A6) ist konfiguriert, größer als die Breite (H2) der zweiten Kurbelwange (A2) zu sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine.
Eine Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine hat Kurbelzapfen, die als Drehmittel der Kurbelwelle dienen; Hubzapfen, die an Positionen exzentrisch zu den entsprechenden Kurbelzapfen vorgesehen sind, und mit denen Verbindungsstangen gekoppelt sind; und Kurbelwangen, die die entsprechenden Kurbelzapfen mit den entsprechenden Hubzapfen verbinden.
Unzureichende Steifigkeit von Kurbelwellen verursacht während deren Drehung Schwingungen oder Ähnliches; deswegen ist den Kurbelwellen teilweise eine Teilverstärkung vermittelt, damit eine ausreichende Steifigkeit sichergestellt ist. Ein Beispiel einer derartigen Teilverstärkung zum Sichern der Steifigkeit kann eine Kurbelwelle sein, die in der Druckschrift JP 2012-172797 A beschrieben ist. In der in der Druckschrift JP 2012-172797 A beschriebenen Kurbelwelle sind die Kurbelwangen nahe dem Schwungrad mit teilverstärkten Abschnitten bereitgestellt, um die Steifigkeit der Kurbelwangen zu erhöhen, um eine Erzeugung von Torsionsschwingungen an den Kurbelwangen nahe der Schwungscheibe aufgrund von Schwingungen der Schwungscheibe, die an einem Wellenende der Kurbelwelle vorgesehen ist, zu unterdrücken. Es ist möglich, die Steifigkeit der Kurbelwelle durch Bereitstellen der Kurbelwelle mit einer Teilverstärkung sicherzustellen. Unglücklicherweise erhöht das lediglich Bereitstellen einer derartigen Verstärkung eher ein Gewicht der Kurbelwelle. Eine Erhöhung des Gewichts der Kurbelwelle verursacht eine Erhöhung des Drehkreismoments der Kurbelwelle, so dass ungünstige Eigenschaften wie z.B. eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und ein Gewichtsanstieg einer Maschine verursacht wird. Es ist somit im Entwurf von Kurbelwellen erwünscht, eine Steifigkeit und eine maximale Gewichtsreduktion sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kurbelwelle bereit, die ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit aufweist.
Die Kurbelwelle zum Lösen der voranstehend beschriebenen Probleme ist eine Flatplane-Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine mit fünf Kurbelzapfen (Lager); vier Hubzapfen (Pleuellager); und acht Kurbelwangen. Eine vierte Kurbelwange, die eine Kurbelwange an einer von einem der beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten vierten Position ist, und eine fünfte Kurbelwange, die eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende gezählten fünften Position ist, sind entsprechend mit Gegengewichten bereitgestellt. Falls die Breite jeder Kurbelwange definiert ist, den Maximalwert einer Abmessung der Kurbelwange zwischen einer Mittelachse des Kurbelzapfens und einer Mittelachse des Hubzapfens in einer Richtung rechtwinklig zu einem Liniensegment zu sein, das sich vertikal durch die Mittelachse des Kurbelzapfens und die Mittelachse des Hubzapfens erstreckt, falls die Kurbelwange von dem Wellenende der Kurbelwelle aus betrachtet ist, ist jede Breite der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange konfiguriert, kleiner als eine Breite einer zweiten Kurbelwange zu sein, die eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende gezählten zweiten Position ist. Jede Breite einer dritten Kurbelwange, die eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende gezählten dritten Position ist, und einer sechsten Kurbelwange, die eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende gezählten sechsten Position ist, ist konfiguriert, größer als die Breite der zweiten Kurbelwange zu sein.
Die voranstehend beschriebene „Breite“ in der zuvorstehend erwähnten Konfiguration schließt eine Abmessung eines vorspringenden Abschnitts (z.B. eines Nabenabschnitts oder Ähnliches, wo ein Stempel oder Ähnliches bereitgestellt ist) aus, die ein Abschnitt ist, der von der Kurbelwange vorspringt, und durch geringen Einfluss auf die Steifigkeit und das Gewicht dieser Kurbelwange ausübt.
Die Kurbelwange kann mit einem Gegengewicht an einer dem entsprechenden Hubzapfen relativ zu dem entsprechenden Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite bereitgestellt sein. Da die Kurbelwange ein geringeres Gewicht aufweist, um ein Drehmoment dieser Kurbelwange zu verringern, ist es möglich, die an dieser Kurbelwange vorgesehenen Gewicht und Abmessung des Gegengewichts stärker zu reduzieren.
Jede Breite der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange, die mit den Gegengewichten bereitgestellt sind, ist konfiguriert, kleiner als die Breite der zweiten Kurbelwange zu sein. Somit ist es im Vergleich mit dem Fall, in dem jede Breite der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange so konfiguriert sind, dass sie der Breite der zweiten Kurbelwange gleich sind, möglich, jedes Gewicht der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange zu reduzieren. In jeder der Kurbelwangen aus vierter Kurbelwange und fünfter Kurbelwange wird das Gewicht der Kurbelwange zwischen dem entsprechenden Kurbelzapfen und dem entsprechenden Hubzapfen kleiner, und somit ist es möglich, wie voranstehend erwähnt wurde, jedes Gewicht der Gegengewichte zu reduzieren, die entsprechend an der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange bereitgestellt sind. Durch das Konfigurieren der Breiten der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange, dass sie kleiner als die Breite der zweiten Kurbelwange sind, ist es möglich, nicht nur das Gewicht der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange sondern ebenfalls jedes Gewicht von deren Gegengewichten zu reduzieren, und dabei das Gewicht der Kurbelwelle wirkungsvoll zu reduzieren.
Falls jede Breite der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange konfiguriert ist, kleiner als die Breite der zweiten Kurbelwange zu sein, wird die Steifigkeit der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange verschlechtert.
Um dem zu begegnen, ist in der Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine die dritte Kurbelwange, die eine Kurbelwange an der von dem Wellenende gezählten dritten Position ist, an dem Hubzapfen befestigt, der an der vierten Kurbelwange befestigt ist, und die dritte Kurbelwange und die vierte Kurbelwange dienen als Paar Kurbelwangen, die den Hubzapfen stützen. Ähnlich ist die sechste Kurbelwange, die eine Kurbelwange an der von dem Wellenende gezählten sechsten Position ist, an dem Hubzapfen befestigt, der an der fünften Kurbelwange befestigt ist, und die fünfte Kurbelwange und die sechste Kurbelwange dienen ebenfalls als Paar Kurbelwangen, die den Hubzapfen stützen.
In der voranstehend beschriebenen Konfiguration ist die Breite der dritten Kurbelwange, die mit der vierten Kurbelwange gepaart ist, konfiguriert, größer als die Breite der zweiten Kurbelwange zu sein. Entsprechend weist die dritte Kurbelwange im Vergleich mit dem Fall, in dem die Breite der dritten Kurbelwange so konfiguriert ist, dass sie gleich der Breite der zweiten Kurbelwange ist, eine größere Steifigkeit auf. Sogar falls die Steifigkeit der vierten Kurbelwange verschlechtert wird, wird die Steifigkeit der dritten Kurbelwange verbessert, und somit eine Verschlechterung der allgemeinen Steifigkeit des Paars Kurbelwangen unterdrückt. Entsprechend ist es möglich, eine der Gewichtsreduktion der vierten Kurbelwange geschuldete Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle zu unterdrücken.
Ähnlich ist in der voranstehend beschriebenen Konfiguration die Breite der sechsten Kurbelwange, die mit der der fünften Kurbelwange gepaart ist, konfiguriert, größer als die Breite der zweiten Kurbelwange zu sein. Entsprechend weist die sechste Kurbelwange im Vergleich mit dem Fall, in dem die Breite der sechsten Kurbelwange konfiguriert ist, gleich der Breite der zweiten Kurbelwange zu sein, eine größere Steifigkeit auf. Sogar falls die Steifigkeit der fünften Kurbelwange verringert wird, wird die Steifigkeit der sechsten Kurbelwange verbessert, und somit eine Verschlechterung der allgemeinen Steifigkeit des Paars Kurbelwangen unterdrückt. Entsprechend ist es möglich, eine der Gewichtsreduktion der fünften Kurbelwange geschuldete Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle zu unterdrücken.
Gemäß der voranstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, das Gewicht der Kurbelwelle wie auch eine deren Gewichtsreduktion geschuldete Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle zu reduzieren; deshalb ist es möglich, eine Kurbelwelle zu erlangen, die ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit aufweist. Da andererseits die Breite der Kurbelwange verringert ist, wird die Steifigkeit dieser Kurbelwange verschlechtert. Es sollte angemerkt werden, dass die Steifigkeit der Kurbelwange dazu tendiert, bemerkenswert verschlechtert zu werden, falls die Breite der Kurbelwange kleiner als der Durchmesser des entsprechenden Kurbelzapfens wird. Um dem zu begegnen, ist es in der zuvorstehend erwähnten Kurbelwelle bevorzugt, dass jede Breite der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange konfiguriert ist, größer als der Durchmesser des Kurbelzapfens zu sein, der zwischen der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange vorgesehen ist.
Gemäß der voranstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, eine der Verringerung der Breite der Kurbelwangen geschuldete bemerkenswerte Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwangen zu unterdrücken. In der zuvorstehend erwähnten Kurbelwelle ist es bevorzugt, dass sowohl ein Verhältnis der Breite der dritten Kurbelwange relativ zu der Breite der vierten Kurbelwange und ein Verhältnis der Breite der sechsten Kurbelwange relativ zu der Breite der fünften Kurbelwange konfiguriert sind, ein identisches Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein.
Gemäß der voranstehend beschriebenen Konfiguration ist es im Vergleich mit dem Fall der Konfiguration der Breite der dritten Kurbelwange, der Breite der vierten Kurbelwange, der Breite der fünften Kurbelwange und der Breite der sechsten Kurbelwange, die alle gleich sind, möglich, das Gewicht der Kurbelwelle zu reduzieren, während die Steifigkeit der Kurbelwelle gleichwertig dem Vergleichsfall ist.
In der voranstehend beschriebenen Konfiguration bezeichnet das Verhältnis der Breite der dritten Kurbelwange relativ zu der Breite der vierten Kurbelwange ein Verhältnis, das durch (H3/H4) dargestellt ist, falls die Breite der vierten Kurbelwange als H4 definiert ist, und die Breite der dritten Kurbelwange als H3 definiert ist. Ähnlich bezeichnet das Verhältnis der Breite der sechsten Kurbelwange relativ zu der Breite der fünften Kurbelwange ein Verhältnis, das durch (H6/H5) dargestellt ist, falls die Breite der fünften Kurbelwange als H5 definiert ist, und die Breite der sechsten Kurbelwange als H6 definiert ist.
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung wird im Folgendem mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei
1 eine Seitenansicht ist, die eine Struktur einer Kurbelwelle gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 (D2) eine Schnittansicht entlang einer Linie D2-D2 aus 1 ist, (D3) eine Schnittansicht entlang einer Linie D3-D3 aus 1 ist und (D4) eine Schnittansicht entlang einer Linie D4-D4 aus 1 ist;
3 ein Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen einem Gesamtgewicht einer Kurbelwange und einem Hubzapfen durch einen einzelnen Zylinder und einer Asymmetrie der Kurbelwange zeigt; und
4 ein Diagramm ist, das Lasten zeigt, die auf entsprechende Kurbelzapfen der Kurbelwelle wirken.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben, in der eine Kurbelwelle ausgeführt ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist eine Kurbelwelle 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Flatplane-Kurbelwelle (ungekröpfte Kurbelwelle) für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine. Die Kurbelwelle ist aus einem Manganstahl hergestellt, der ein Legierungsstahl für Maschinenstrukturverwendung ist, und ist durch Schmieden hergestellt.
Eine Riemenscheibe oder Ähnliches zum Antreiben eines Steuerriemens (Steuerkette) oder eines Ventilatorriemens ist z.B. an einem Wellenende 4 der Kurbelwelle 1 an der linken Seite der Zeichnung angebracht. Ein Schwungrad, das ein Wellenmoment einer Maschine verdurchschnittlicht, um eine gleichmäßige Drehung zu erlangen, ist an einem Wellenende 5 der Kurbelwelle 1 an der rechten Seite der Zeichnung angebracht.
Die Kurbelwelle 1 ist mit fünf Kurbelzapfen (Kurbellager) (im Folgenden als Zapfen bezeichnet), die als Drehmitte der Kurbelwelle 1 dienen. Im Folgenden wird ein Zapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten ersten Position als erster Zapfen J1 bezeichnet, ein Zapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten zweiten Position wird als zweiter Zapfen J2 bezeichnet. Ein Zapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten dritten Position wird als dritter Zapfen J3 bezeichnet. Ein Zapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten vierten Position wird als vierter Zapfen J4 bezeichnet und ein Zapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten fünften Position wird als fünfter Zapfen J5 bezeichnet. Jeder der Zapfen J1 bis J5 weist den gleichen Wellendurchmesser auf. Entsprechende Mittelachsen der Zapfen J1 bis J5 liegen koaxial und fallen mit der Drehmittelachse der Kurbelwellen 1 zusammen. Die Drehmittelachse der voranstehend konfigurierten Kurbelwelle 1 wird als Zapfenmittelachse JL im Folgenden bezeichnet.
Zwischen jeweils zwei angrenzenden Zapfen J1 bis J5 ist ein Hubzapfen (Pleuellager) an einer exzentrischen Position der zwei angrenzenden Zapfen vorgesehen, an den eine Verbindungsstange gekoppelt ist. Im Folgenden wird ein Hubzapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten ersten Position als erster Hubzapfen CP1 bezeichnet, ein Hubzapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten zweiten Position wird als zweiter Hubzapfen CP2 bezeichnet, ein Hubzapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten dritten Position wird als dritter Hubzapfen CP3 bezeichnet, und ein Hubzapfen an einer von dem Wellenende 4 gezählten vierten Position wird als vierter Hubzapfen CP4 bezeichnet. Jeder der Hubzapfen CP1 bis CP4 weist den gleichen Wellendurchmesser auf.
Da die Kurbelwelle 1 eine Flatplane-Kurbelwelle ist, weisen der erste Hubzapfen CP1 und der vierte Hubzapfen CP4 die gleiche Anordnungsphase in einer Drehrichtung der Kurbelwelle 1 auf. Somit liegen eine Mittelachse CS des ersten Hubzapfens CP1 und eine Mittelachse CS des vierten Hubzapfens CP4 koaxial. In der Drehrichtung der Kurbelwelle 1 weist der zweite Hubzapfen CP2 eine Anordnungsphase auf, die von der Anordnungsphase des ersten Hubzapfens CP1 um 180° abweicht, und der dritte Hubzapfen CP3 weist die gleiche Anordnungsphase wie die Anordnungsphase des zweiten Hubzapfens CP2 auf. Entsprechend liegen eine Mittelachse CS des zweiten Hubzapfens CP2 und eine Mittelachse CS des dritten Hubzapfens CP3 koaxial.
Es ist angenommen, dass entsprechende vier Zylinder der Vier-Zylinder-Reihen-Maschine als erster Zylinder, zweiter Zylinder, dritter Zylinder und vierter Zylinder in deren Anordnungsreihenfolge bezeichnet werden, eine dem ersten Zylinder der Maschine bereitgestellte Verbindungsstange (Pleuelstange) ist mit dem ersten Hubzapfen CP1 gekoppelt, eine dem zweiten Zylinder der Maschine bereitgestellte Verbindungsstange ist mit dem zweiten Hubzapfen CP2 gekoppelt. Eine dem dritten Zylinder der Maschine bereitgestellte Verbindungsstange ist mit dem dritten Hubzapfen CP3 gekoppelt, und eine dem vierten Zylinder der Maschine bereitgestellte Verbindungsstange ist mit dem vierten Hubzapfen CP4 gekoppelt.
Die entsprechenden Zapfen J1 bis J5 sind mit den entsprechenden Hubzapfen CP1 bis CP4 durch acht Kurbelwangen gekoppelt. Im Folgenden wird eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten ersten Position als erste Kurbelwange A1 bezeichnet, eine Kurbelwange an einem von dem Wellenende 4 gezählten zweiten Position wird als zweite Kurbelwange A2 bezeichnet, eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten dritten Position wird als eine dritte Kurbelwange A3 bezeichnet, und eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten vierten Position wird als vierte Kurbelwange A4 bezeichnet. Eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten fünften Position wird als eine fünfte Kurbelwange A5 bezeichnet, eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten sechsten Position wird als eine sechste Kurbelwange A6 bezeichnet, eine Kurbelwange an einer von dem Wellenende 4 gezählten siebenten Position wird als eine siebente Kurbelwange A7 bezeichnet, eine Kurbelwange auf einer von dem Wellenende 4 gezählten achten Position wird als eine achte Kurbelwange A8 bezeichnet.
Der erste Zapfen J1 und der erste Hubzapfen CP1 sind durch die erste Kurbelwange A1 miteinander gekoppelt. Der erste Hubzapfen CP1 und der zweite Zapfen J2 sind durch die zweite Kurbelwange A2 miteinander gekoppelt. Der zweite Zapfen J2 und der zweite Hubzapfen CP2 sind miteinander durch die dritte Kurbelwange A3 gekoppelt. Der zweite Hubzapfen CP2 und der dritte Zapfen J3 sind miteinander durch die vierte Kurbelwange A4 gekoppelt. Der dritte Zapfen J3 und der dritte Hubzapfen CP3 sind miteinander durch die fünfte Kurbelwange A5 gekoppelt. Der dritte Hubzapfen CP3 und der vierte Zapfen J4 sind miteinander durch die sechste Kurbelwange A6 gekoppelt. Der vierte Zapfen J4 und der vierte Hubzapfen CP4 sind miteinander durch die siebente Kurbelwange A7 gekoppelt. Die vierte Kurbelwange CP4 und der fünfte Zapfen J5 sind miteinander durch die achte Kurbelwange A8 gekoppelt.
Die zweite Kurbelwange A2, die dritte Kurbelwange A3 und die vierte Kurbelwange A4 weisen jeweils unterschiedliche Formen auf. Die zweite Kurbelwange A2 und die siebente Kurbelwange A7 sind in der gleichen Form ausgebildet. Die dritte Kurbelwange A3 und die sechste Kurbelwange A6 sind in der gleichen Form ausgebildet. Die vierte Kurbelwange A4 und die fünfte Kurbelwange A5 sind in der gleichen Form ausgebildet.
Ausgehend von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen, die vorangehend ausgeführt wurden, ist jede Form der zweiten Kurbelwange A2 und der siebenten Kurbelwange A7 definiert, ein so kleines Gewicht wie möglich aufzuweisen, während verschiedene Steifigkeitseigenschaften sichergestellt sind, wie z.B. eine Biegesteifigkeit und eine Torsionssteifigkeit, die in jeder Kurbelwange erforderlich sind.
Jede Kurbelwange mit Ausnahme der dritten Kurbelwange A3 und der sechsten Kurbelwange A6 ist an einer dem entsprechenden Hubzapfen gegenüberliegenden Seite relativ zu dem entsprechenden Zapfen mit einem Gegengewicht bereitgestellt. Diese Gegengewichte sind Gewichte zum Wiederherstellen eines Gleichgewichts für eine Drehträgheitskraft, die durch Bewegungen von Kolben und den Verbindungsstangen erzeugt wird, und diese Gegengewichte sind so bereitgestellt, dass sie Lasten reduzieren, die auf die entsprechenden Zapfen wirken. Im Folgenden wird ein an der ersten Kurbelwange A1 bereitgestelltes Gegengewicht als erstes Gegengewicht CW1 bezeichnet, ein an der zweiten Kurbelwange A2 bereitgestelltes Gegengewicht wird als zweites Gegengewicht CW2 bezeichnet, und ein an der vierten Kurbelwange A4 bereitgestelltes Gegengewicht wird als viertes Gegengewicht CW4 bezeichnet. Ein an der fünften Kurbelwange A5 bereitgestelltes Gegengewicht wird als fünftes Gegengewicht CW5 bezeichnet, ein an der siebenten Kurbelwange A7 bereitgestelltes Gegengewicht wird als ein siebentes Gegengewicht CW7 bezeichnet, und ein an der achten Kurbelwange A8 bereitgestelltes Gegengewicht wird als achtes Gegengewicht CW8 bezeichnet.
Das vierte Gegengewicht CW4 und das fünfte Gegengewicht CW5 sind in der gleichen Form ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform weisen das erste Gegengewicht CW1, das zweite Gegengewicht CW2, das siebente Gegengewicht CW7 und das achte Gegengewicht CW8 jeweils unterschiedliche Formen auf. Jedoch können jede Form des ersten Gegengewichts CW1, des zweiten Gegengewichts CW2, des siebenten Gegengewichts CW7 und des achten Gegengewichts CW8 geeignet geändert werden.
2 zeigt eine von der Seite des Wellenendes 4 der Kurbelwelle 1 betrachtete Vorderansicht von jeder Kurbelwange. Noch genauer zeigt 2 (D2) eine von dem Wellenende 4 aus betrachtete Vorderansicht der zweiten Kurbelwange A2. 2 (D3) zeigt eine von dem Wellenende 4 aus betrachtete Vorderansicht der dritten Kurbelwange A3. 2 (D4) zeigt eine von dem Wellenende 4 aus betrachtete Vorderansicht der vierten Kurbelwange A4.
Wie aus 2 im Folgenden ersichtlich ist, ist eine Breite der betreffenden Kurbelwange definiert, falls eine der Kurbelwangen von dem Wellenende 4 der Kurbelwelle 1 aus betrachtet wird, ein Maximalwert einer Abmessung der Kurbelwange innerhalb eines Bereichs R zwischen der Zapfenmittelachse JL und der Mittelachse CS des Hubzapfens in einer Richtung rechtwinklig zu einem Liniensegment CL zu sein, das sich vertikal durch die Zapfenmittelachse JL und die Mittelachse CS des Hubzapfens erstreckt.
Wie somit aus 2 (D2) ersichtlich ist, falls die zweite Kurbelwange A2 von dem Wellenende 4 der Kurbelwelle 1 aus betrachtet wird, ist eine Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 definiert, ein Maximalwert einer Abmessung der zweiten Kurbelwange A2 in dem Bereich R zwischen der Zapfenmittelachse JL und der Mittelachse CS des ersten Hubzapfens CP1 in der Richtung rechtwinklig zu dem Liniensegment CL zu sein, das sich vertikal durch die Zapfenmittelachse JL und die Mittelachse CS des ersten Hubzapfens CP1 erstreckt. Wie voranstehend erwähnt wurde, weisen die zweite Kurbelwange A2 und die siebente Kurbelwange A7 die gleiche Form auf, und somit sind eine Breite H7 der siebenten Kurbelwange A7 und die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 gleich.
Wie aus 2 (D3) ersichtlich ist, falls die dritte Kurbelwange A3 von dem Wellenende 4 der Kurbelwelle 1 aus betrachtet wird, ist eine Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 definiert, ein Maximalwert einer Abmessung der dritten Kurbelwange A3 in dem Bereich R zwischen der Zapfenmittelachse JL und der Mittelachse CS des zweiten Hubzapfens CP2 in der Richtung rechtwinklig zu dem Liniensegment CL zu sein, das sich vertikal durch die Zapfenmittelachse JL und die Mittelachse CS des zweiten Hubzapfens CP2 erstreckt. Wie voranstehend erwähnt wurde, weisen die dritte Kurbelwange A3 und die sechste Kurbelwange A6 die gleiche Form auf, und somit sind eine Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 und die Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 gleich.
Wie darüber hinaus aus 2 (D4) ersichtlich ist, falls die vierte Kurbelwange A4 von dem Wellenende 4 der Kurbelwelle 1 aus betrachtet wird, ist eine Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 definiert, ein Maximalwert einer Abmessung der vierten Kurbelwange A4 in dem Bereich R zwischen der Zapfenmittelachse JL und der Mittelachse CS des zweiten Hubzapfens CP2 in der Richtung rechtwinklig zu dem Liniensegment CL zu sein, das sich vertikal durch die Zapfenmittelachse JL und die Mittelachse CS des zweiten Hubzapfens CP2 erstreckt. Wie voranstehend erwähnt wurde, weisen die vierte Kurbelwange A4 und die fünfte Kurbelwange A5 die gleiche Form auf, und somit sind eine Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 und die Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 gleich. Wie durch eine Strich-Zweipunkt-Linie in 2 (D4) angezeigt ist, schließt jede voranstehend erwähnte Breite der Kurbelwangen eine Abmessung eines vorspringenden Abschnitts B aus (z.B. eines Nabenabschnitts oder Ähnliches, wo ein Stempel oder Ähnliches bereitgestellt ist), der ein von der Kurbelwange vorspringender Abschnitt ist, und einen geringen Einfluss auf die Steifigkeit und das Gewicht der Kurbelwange ausübt.
Mit Bezug auf jede Breite der Kurbelwangen, die voranstehend definiert wurden, ist in der vorliegenden Ausführungsform jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 konfiguriert, kleiner als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Wie aus 2 (D4) ersichtlich ist, ist jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 konfiguriert, größer als ein Durchmesser T der dritten Zapfens J3 zu sein, der zwischen der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist.
Jede der Breiten aus der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 und der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 ist konfiguriert, größer als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Sowohl ein Verhältnis der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4, d.h., ein durch (H3/H4) dargestelltes Verhältnis, und ein Verhältnis der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5, nämlich ein durch (H6/H5) dargestelltes Verhältnis sind definiert, ein identisches Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein.
Wie voranstehend erwähnt wurde, ist die Kurbelwelle 1 konfiguriert, die Kurbelwangen zu haben, die unterschiedliche Breiten aufweisen, und somit werden die folgenden Wirkungen erlangt. Insbesondere, da das Gewicht der interessanten Kurbelwange reduziert ist, um ein Drehmoment der Kurbelwange zu verringern, ist es möglich, mehr Gewicht und mehr Abmessung des an der Kurbelwange vorgesehenen Gegengewichts zu reduzieren. Jede aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4, die mit dem vierten Gegengewicht CW4 bereitgestellt ist, und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5, der mit dem fünften Gegengewicht CW5 bereitgestellt ist, ist konfiguriert, kleiner als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Somit ist es im Vergleich mit dem Fall, jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 zu konfigurieren, dass sie gleich mit der Breite H2 der Kurbelwange A2 ist, möglich, jedes Gewicht der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 zu reduzieren.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Breite der interessanten Kurbelwange in dem Bereich R zwischen der Zapfenmittelachse JL und der Mittelachse CS des Hubzapfens verringert; deswegen wird in der vierten Kurbelwange A4 das Gewicht zwischen dem dritten Zapfen J3 und dem zweiten Hubzapfen CP2 reduziert. Wie voranstehend erwähnt wurde, kann entsprechend das Gewicht des vierten Gegengewichts CW4, das an der vierten Kurbelwange A4 vorgesehen ist, ebenfalls reduziert werden. Ähnlich wird in der fünften Kurbelwange A5 das Gewicht zwischen dem dritten Zapfen J3 und dem dritten Hubzapfen CP3 reduziert. Wie voranstehend erwähnt wurde, kann entsprechend ebenfalls das Gewicht des fünften Gegengewichts CW5, das an der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist, reduziert werden.
Durch das Konfigurieren von jeder der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 kleiner als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein, ist es möglich, nicht nur jedes Gewicht der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 zu reduzieren, sondern ebenfalls jedes Gewicht der an den entsprechenden Kurbelwangen vorgesehenen Gegengewichte zu reduzieren. Entsprechend ist es möglich, das Gewicht der Kurbelwelle wirkungsvoll zu reduzieren.
Falls jede der Breiten aus der Breite der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 konfiguriert ist, kleiner als die Breite der zweiten Kurbelwange A2 zu sein, wird die Steifigkeit der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 im Vergleich mit dem Fall verschlechtert, in dem jede Breite der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 gleich der Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 ist.
Um dem zu begegnen, ist in der Kurbelwelle 1 die dritte Kurbelwange A3 an dem zweiten Hubzapfen CP2 befestigt, der an der vierten Kurbelwange A4 befestigt ist, und die dritte Kurbelwange A3 und die vierte Kurbelwange A4 dienen als Paar Kurbelwangen, die den zweiten Hubzapfen CP2 stützen. Ähnlich ist die sechste Kurbelwange A6 an dem dritten Hubzapfen CP3 befestigt, der an der fünften Kurbelwange A5 befestigt ist, und die fünfte Kurbelwange A5 und die sechste Kurbelwange A6 dient als Paar Kurbelwangen, die den Hubzapfen CP3 stützen.
Die Breite H3 der dritten Kurbelwange A3, die mit der vierten Kurbelwange A4 gepaart ist, ist konfiguriert, größer als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Somit weist im Vergleich mit dem Fall, in dem die Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 konfiguriert ist, gleich zu der Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein, die dritte Kurbelwange A3 eine größere Steifigkeit auf. Sogar falls die Steifigkeit der vierten Kurbelwange A4 verringert wird, wird die Steifigkeit der dritten Kurbelwange A3 verbessert, und somit eine Verschlechterung der allgemeinen Steifigkeit des Paars Kurbelwangen unterdrückt. Entsprechend ist es möglich, eine Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle 1 zu unterdrücken, die der Gewichtsreduktion der vierten Kurbelwange A4 geschuldet ist.
Ähnlich ist die Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6, die mit der fünften Kurbelwange A5 gepaart ist, konfiguriert, größer als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Somit weist im Vergleich mit dem Fall, in dem die Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 konfiguriert ist, gleich der Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein, die sechste Kurbelwange A6 eine größere Steifigkeit auf. Sogar falls die Steifigkeit der fünften Kurbelwange A5 verringert wird, wird die Steifigkeit der sechsten Kurbelwange A6 verbessert, und somit eine Verschlechterung einer allgemeinen Steifigkeit des Paars Kurbelwangen unterdrückt. Entsprechend ist es möglich, eine Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwange 1 zu unterdrücken, die der Gewichtsreduktion der fünften Kurbelwange A5 geschuldet ist.
Da indes die Breite der Kurbelwange von Interesse verringert ist, wird die Steifigkeit der Kurbelwange verringert. Es sollte daher angemerkt werden, dass die Steifigkeit der Kurbelwange tendiert, bemerkenswert verringert zu werden, falls die Breite der Kurbelwange kleiner als der Durchmesser des entsprechenden Zapfens wird. Um dem zu begegnen, wie zuvor erwähnt wurde, ist in der Kurbelwelle 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform jede aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 konfiguriert, größer als der Durchmesser T des dritten Zapfens J3 zu sein, der zwischen der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist. Entsprechend ist es möglich, eine bemerkenswerte Verschlechterung der Steifigkeit der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 zu unterdrücken, die dem geschuldet ist, dass jede Breite der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 kleiner als die Breite der zweiten Kurbelwange A2 konfiguriert ist.
3 zeigt ein Versuchsergebnis betreffend eine Gewichtsänderung der Kurbelwelle 1 durch einen einzelnen Zylinder, falls das Verhältnis der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 (H3/H4) unter einer Bedingung geändert wird, um die Steifigkeit der Kurbelwelle gleichwertig zu der Steifigkeit der Kurbelwelle sicherzustellen, die durch das Konfigurieren von jeder aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 gleich wie die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 erhalten wird. „Asymmetrie“, wie aus 3 ersichtlich ist, bezeichnet das zuvorstehend erwähnte Verhältnis der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4. „Gewicht durch den einzelnen Zylinder“, wie in dem Diagramm der 3 dargestellt ist, bezeichnet ein Gewicht der Kurbelwelle 1 entsprechend dem zweiten Zylinder, genauer einen Gesamtwert der entsprechenden Gewichte der dritten Kurbelwange A3, der vierten Kurbelwange A4, des vierten Gegengewichts CW4 und des zweiten Hubzapfens CP2. „Vergleichsgewicht W1“, wie in dem Diagramm der 3 dargestellt ist, ist ein Vergleichsbeispiel relativ zu der Kurbelwelle 1 der vorliegenden Ausführungsform und entspricht einem „Gewicht durch einen einzelnen Zylinder“, in dem die „Asymmetrie“ gleich „1“ ist, nämlich die vierte Kurbelwange A4 und die dritte Kurbelwange A3 weisen die gleiche Form auf, und die Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und die Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 sind gleich.
Wie aus 3 ersichtlich ist, falls die Asymmetrie sich in einem Bereich von mehr als „1“ bis nicht mehr als „1,14“ befunden hat, wurde das „Gewicht durch den einzelnen Zylinder“ kleiner als das Vergleichsgewicht W1, wenn die Asymmetrie größer wurde. Falls die Asymmetrie größer als „1,14“ wurde, wurde das „Gewicht durch den einzelnen Zylinder“, das sich an einem absinkenden Trend befunden hat, umgekehrt erhöht, und falls die Asymmetrie weiter erhöht wurde, um die Nähe von „1,29“ zu überschreiten, wurde das „Gewicht durch den einzelnen Zylinder“ größer als das Vergleichsgewicht W1.
Die vierte Kurbelwange A4 und die fünfte Kurbelwange A5 wiesen die gleiche Form auf, und die dritte Kurbelwange A3 und die sechste Kurbelwange A6 wiesen die gleiche Form ebenfalls auf. Entsprechend war das aus 3 ersichtliche Versuchsergebnis gleichwertig einer Gewichtsänderung der Kurbelwelle 1 durch einen einzelnen Zylinder in dem Fall einer Änderung des Verhältnisses (H6/H5) der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5. Das „Gewicht durch den einzelnen Zylinder“ in diesem Fall ist ein Gewicht der Kurbelwelle 1 entsprechend dem dritten Zylinder, noch genauer ein Gesamtgewicht der entsprechenden Gewichte der fünften Kurbelwange A5, der sechsten Kurbelwange A6, des fünften Gegengewichts CW5 und des dritten Hubzapfens CP3.
Unter Berücksichtigung des aus 3 ersichtlichen Versuchsergebnisses sind in der Kurbelwelle 1 der folgenden Ausführungsform sowohl das Verhältnis (H3/H4) der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und das Verhältnis (H6/H5) der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 konfiguriert, ein identisches Verhältnis innerhalb des Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein. Im Vergleich mit dem Fall des Konfigurierens der entsprechenden Breiten der dritten Kurbelwange, der vierten Kurbelwange, der fünften Kurbelwange und der sechsten Kurbelwange, alle gleich zu sein, ist es möglich, das Gewicht der Kurbelwelle 1 zu reduzieren, während die Steifigkeit der Kurbelwelle 1 gleichwertig dem Vergleichsfall beibehalten bleibt.
Der dritte Zapfen J3 der Kurbelwelle 1 ist an der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 befestigt. Der zweite Hubzapfen CP2 ist an der vierten Kurbelwange A4 befestigt, und der dritte Hubzapfen CP3 ist an der fünften Kurbelwange A5 befestigt. Somit wirkt sowohl eine auf den zweiten Hubzapfen CP2 wirkende Last und eine auf den dritten Hubzapfen CP3 wirkende Last auf den dritten Zapfen J3. Wie voranstehend erwähnt wurde, weisen in der Kurbelwelle 1 flacher Ebene der Hubzapfen CP2 und der Hubzapfen CP3 die gleiche Anordnungsphase in der Drehrichtung der Kurbelwelle 1 auf. Somit wirken zwei Lasten auf den dritten Zapfen J3 in der gleichen Richtung.
Wie folglich aus 4 ersichtlich ist, wird in der Kurbelwelle 1 flacher Ebene die auf den dritten Zapfen J3 wirkende Last größer als eine auf jeden der anderen Zapfen wirkende Last. Um die auf den dritten Zapfen J3 wirkende größere Last so weit wie möglich zu reduzieren, sind das an der vierten Kurbelwange A4 bereitgestellte vierte Gegengewicht CW4 und das an der fünften Kurbelwange A5 bereitgestellte fünfte Gegengewicht CW5 konfiguriert, größer als das Gegengewicht von jeder der anderen Kurbelwange zu sein.
Ein Durchmesser eines Ausgangsmaterials der Kurbelwelle 1 vor dem Schmieden ist abhängig von einer maximalen Abmessung in der radialen Richtung der Kurbelwelle 1 nach dem Schmieden definiert; deswegen werden die Abmessungen des vierten Gegengewichts CW4 und des fünften Gegengewichts CW5 oft ein Faktor um den Durchmesser des Ausgangsmaterials der Kurbelwelle 1 zu bestimmen.
Unter Berücksichtigung dieses Punkts, wie voranstehend erwähnt wurde, ist es in der Kurbelwelle 1 der vorliegenden Ausführungsform durch Reduzieren des Gewichts von jeder aus vierter Kurbelwange A4 und fünfter Kurbelwange A5 möglich, jedes Gewicht des vierten Gegengewichts CW4 und des fünften Gegengewichts CW5 zu reduzieren. Somit ist es möglich, die Abmessungen des vierten Gegengewichts CW4 und des fünften Gegengewichts CW5 zu verringern. Entsprechend kann der Durchmesser des Ausgangsmaterials der Kurbelwelle 1 vor dem Schmieden verringert werden, und dabei Herstellungskosten der Kurbelwelle 1 reduziert werden.
Gemäß der voranstehend erwähnten vorliegenden Ausführungsform können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erlangt werden.

(1) Jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 ist konfiguriert, kleiner als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Jede der Breiten aus der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 und der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 ist konfiguriert, größer als die Breite H2 der zweiten Kurbelwange A2 zu sein. Entsprechend ist es möglich, das Gewicht der Kurbelwelle 1 zu reduzieren, wie auch eine Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle 1 zu unterdrücken, die der Gewichtsreduktion davon geschuldet ist, und dabei die Kurbelwelle 1 zu erhalten, die ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit aufweist.
(2) Jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 ist konfiguriert, größer als der Durchmesser T des dritten Zapfens J3 zu sein, der zwischen der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist. Entsprechend ist es möglich, eine bemerkenswerte Verschlechterung von jeder Steifigkeit der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 zu unterdrücken, die der Verringerung von jeder Breite aus der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 geschuldet ist.
(3) Sowohl das Verhältnis (H3/H4) der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und das Verhältnis (H6/H5) der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 sind konfiguriert, ein identisches Verhältnis innerhalb des Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein. Entsprechend ist es im Vergleich mit dem Fall, die Breiten der dritten Kurbelwange A3 bis zur sechsten Kurbelwange A6 alle gleich zu konfigurieren, möglich, das Gewicht der Kurbelwelle 1 zu reduzieren, während die Steifigkeit der Kurbelwelle 1 äquivalent zu der des Vergleichfalls beibehalten bleibt.
(4) In der Kurbelwelle 1 flacher Ebene ist es möglich, jede Abmessung des vierten Gegengewichts CW4, das an der vierten Kurbelwange A4 vorgesehen ist, und des fünften Gegengewichts CW5, das an der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist, zu reduzieren, und somit eine Reduktion der Herstellungskosten der Kurbelwelle 1 zu erlangen.

Die vorliegende Ausführungsform kann geändert und ausgeführt werden wie folgt.

– Jede der Breiten aus der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 kann konfiguriert sein, nicht größer als der Durchmesser T des dritten Zapfens J3 zu sein, der zwischen der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 vorgesehen ist. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, die vorteilhaften Wirkungen mit Ausnahme der voranstehend unter (2) Erwähnten zu erhalten.
– Sowohl das Verhältnis (H3/H4) der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und das Verhältnis (H6/H5) der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 sind konfiguriert, das gleiche Verhältnis zu sein, und die Verhältnisse können ebenfalls auch als ein unterschiedliches Verhältnis definiert sein.
– Jedes der Verhältnisse aus dem Verhältnis (H3/H4) der Breite H3 der dritten Kurbelwange A3 relativ zu der Breite H4 der vierten Kurbelwange A4 und dem Verhältnis (H6/H5) der Breite H6 der sechsten Kurbelwange A6 relativ zu der Breite H5 der fünften Kurbelwange A5 ist konfiguriert, ein Wert innerhalb des Bereichs 1,03 bis 1,26 zu sein. Anders als diese Konfiguration kann jedes der Verhältnisse konfiguriert sein, ein Wert außerhalb des Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein, soweit es möglich ist, das Gewicht der Kurbelwelle 1 zu reduzieren, wie auch eine Verschlechterung der Steifigkeit der Kurbelwelle 1 zu unterdrücken, die deren Gewichtsreduktion geschuldet ist.
– Die Kurbelwelle kann konfiguriert sein, jede der Kurbelwangen aus dritter Kurbelwange A3 und sechster Kurbelwange A6 mit einem Kurbelgewicht klein genug bereitzustellen, um den Gewichtsreduktionseffekt nicht zu versetzen, der durch das Verringern jeder Breite aus der vierten Kurbelwange A4 und der fünften Kurbelwange A5 erhalten wird.

Die Kurbelwelle 1 ist aus einem Manganstahl ausgebildet, kann aber auch aus einem anderen Legierungsstahl für Maschinenstrukturverwendung ausgebildet sein. In einem derartigen Fall können die folgenden Legierungsstähle verwendet werden: ein Chromstahl, ein Mangan-Chrom-Stahl, ein Vanadiumstahl, ein bleifreier Automatenstahl und ein schwefelfreier Automatenstahl. In diesen Legierungsstählen für Maschinenstrukturverwendung ist es bevorzugt, einen Legierungsstahl zu verwenden, der einen Kohlenstoffgehalt von 0,5% oder weniger aufweist. Die Kurbelwelle 1 kann auch aus einem Kohlenstoffstahl für Maschinenstrukturverwendung ausgebildet sein.

– Die Kurbelwelle 1 ist unter Verwendung eines Schmiedens ausgebildet, kann aber auch unter Verwendung eines Gießens ausgebildet sein.

Eine Flatplane-Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine hat acht Kurbelwangen. Eine vierte Kurbelwange (A4) und eine fünfte Kurbelwange sind entsprechend mit Gegengewichten bereitgestellt. Jede der Breiten aus einer Breite (H4) der vierten Kurbelwange (A4) und einer Breite H5 der fünften Kurbelwange ist konfiguriert, kleiner als eine Breite (H2) der zweiten Kurbelwange (A2) zu sein. Jede aus einer Breite (H3) der dritten Kurbelwange (A3) und einer Breite (H6) der sechsten Kurbelwange (A6) ist konfiguriert, größer als die Breite (H2) der zweiten Kurbelwange (A2) zu sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-172797 A [0003, 0003]

Claims

Flatplane-Kurbelwelle für eine Vier-Zylinder-Reihen-Maschine, wobei die Kurbelwelle umfasst: fünf Kurbelzapfen; vier Hubzapfen; und acht Kurbelwangen mit: einer zweiten Kurbelwange (A2), die eine Kurbelwange an einer von beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten zweiten Position ist; einer dritten Kurbelwange (A3), die eine Kurbelwange an einer von beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten dritten Position ist; einer vierten Kurbelwange (A4), die eine Kurbelwange an einer von beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten vierten Position ist; einer fünften Kurbelwange (A5), die eine Kurbelwange an einer von beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten fünften Position ist; einer sechsten Kurbelwange (A6), die eine Kurbelwange an einer von beiden Wellenenden der Kurbelwelle gezählten sechsten Position ist, wobei jede der Kurbelwangen aus vierter Kurbelwange und fünfter Kurbelwange eine kleinere Breite als die Breite der zweiten Kurbelwange aufweist, jede der Kurbelwangen aus dritter Kurbelwange und sechster Kurbelwange eine größere Breite als die Breite der zweiten Kurbelwange aufweist, und die Breite von jeder Kurbelwange ein Maximalwert einer Abmessung der Kurbelwange zwischen einer Mittelachse des Kurbelzapfens und einer Mittelachse des Hubzapfens in einer Richtung rechtwinklig zu einem Liniensegment ist, das sich vertikal durch die Mittelachse des Kurbelzapfens und die Mittelachse des Hubzapfens erstreckt, wenn die Kurbelwange von dem Wellenende der Kurbelwelle aus betrachtet wird.
Kurbelwelle nach Anspruch 1, wobei jede der Breiten aus der Breite der vierten Kurbelwange und der Breite der fünften Kurbelwange größer als ein Durchmesser eines Kurbelzapfens ist, der zwischen der vierten Kurbelwange und der fünften Kurbelwange vorgesehen ist.
Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei sowohl ein Verhältnis der Breite der dritten Kurbelwange relativ zu der Breite der vierten Kurbelwange wie auch ein Verhältnis der Breite der sechsten Kurbelwange relativ zu der Breite der fünften Kurbelwange konfiguriert sind, ein identisches Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1,03 bis 1,26 zu sein.