DE112015000173B4

DE112015000173B4 - Reziproker Drehmechanismus eines Motors

Info

Publication number: DE112015000173B4
Application number: DE112015000173.5T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Kanda; Tsunehiro Mori; Masatoshi Nitta; Yukiyoshi Fukuda
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2035-08-21
Also published as: US20160298718A1; JPWO2016051648A1; US10012285B2; CN107850003B; JP6156580B2; DE112015000173T5; CN107850003A; WO2016051648A1

Abstract

Reziproker Drehmechanismus eines Motors, der folgendes aufweist:einen Kolben (1), der für eine Hin- und Herbewegung in einem Zylinder konfiguriert ist, und eine Pleuelstange (10) zur Verbindung zwischen dem Kolben (1) und einer Kurbelwelle (3), wobei die Pleuelstange (10) ein großes Endstück (10b) mit einem Schafteinsteckloch (10e) zur Aufnahme der Kurbelwelle (3) und ein kleines Endstück (10a) mit einem Bolzeneinsteckloch (10d) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (2) zum Anschluss des Kolbens (1), und ein Verbindungsteil (10c), welches das große und das kleine Endstück (10b, 10a) verbindet, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der reziproke Drehmechanismus folgendes aufweist:einen Schwingungstilger (60), der auf einer Seitenfläche des Verbindungsteils (10c) in Richtung der Pleuelstangen-Dicke zum Reduzieren von Biegeschwingungen der Pleuelstange (10) in Pleuelstangendickerichtung angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarte Technik betrifft einen reziproken Drehmechanismus eines Motors, wobei der reziproke Drehmechanismus einen Kolben, der zur Hin- und Herbewegung in einem Zylinder konfiguriert ist, und eine Pleuelstange, die den Kolben mit einer Kurbelwelle verbindet, aufweist. Diese Pleuelstange weist ein großes Endstück, das mit einem Schafteinsteckloch ausgebildet ist, in welches die Kurbelwelle hineingesteckt wird., ein kleine Endstück, das mit einem Bolzeneinsteckloch ausgebildet ist, in welches der Kolbenbolzen zum Anschluss des Kolbens hineingesteckt wird, und einen Verbindungsteil, der beide Endstücke miteinander verbindet, auf.
BISHERIGER STAND DER TECHNIK
Typischerweise wird an einem Motor, der in einem solchen Fahrzeug wie einem Auto verbaut ist, ein Kolben mit einem kleinen Endstück als einem Endstück der Pleuelstange über einen Kolbenbolzen verbunden, und ein großes Endstück als das andere Endstück der Pleuelstange wird mit einer Kurbelwelle verbunden. Das kleine und das große Endstück der Pleuelstange werden über einen Verbindungsteil der Pleuelstange miteinander verbunden. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens wird über die Pleuelstange zur Kurbelwelle übertragen, wodurch sich die Kurbelwelle dreht.
Es ist bekannt, dass in dem oben beschriebenen Motor ein Verbrennungsgeräusch infolge der Resonanz, die durch die Grundstruktur des Motors bestimmt wird, verursacht wird (s. z.B. Nichtpatentdokument 1). Die schnelle Verbrennung, die bei einem Dieselmotor oder einem Motor, der zur Durchführung der homogenen Kompressionszündung (HCCI) in der Lage ist, vorgenommen wird, erhöht die Vibration von 1 auf 2 kHz und die Vibration mit einer Frequenz von 3 kHz auf 4 kHz, was zum lauten Klopfen führt. Im Nichtpatentdokument 1 hat das Motorgeräusch drei Spitzenwerte von 1,7 kHz, 3,3 kHz und 6 kHz.
Einer dieser Spitzenwerte (3,3 kHz) wird durch die Ausdehnungs-/Schrumpfungsresonanz der Pleuelstange verursacht. D.h. im Feder-Massen-Modell, das den Kolben und die Pleuelstange beinhaltet, entsprechen der Kolben, der Kolbenbolzen und das kleine Endstück der Pleuelstange als Ganzes betrachtet, einem Massenpunkt, und der Verbindungsteil der Pleuelstange entspricht einer Feder, die den Massenpunkt abstützt. Wenn der Kolben, der Kolbenbolzen und das kleine Endstück der Pleuelstange als ein integriertes Teil betrachtet werden, schwingt bei dieser Konfiguration ein derartiges integriertes Teil auf dem großen Endstück der Pleuelstange in Resonanz. Eine solche Resonanz entspricht der Ausdehnungs-/Schrumpfungsresonanz der Pleuelstange wie es im Nichtpatentdokument 1 beschrieben wird. Die folgende Technik zum Reduzieren der Ausdehnungs-/Schrumpfungsresonanz wurde als eine Anmeldung (japanische Patentschrift Nr. JP 5 983 750 B2 sowie WO 2014/ 034 034 A1 ) durch den Anmelder vorliegender Erfindung eingereicht: Im Kolbenbolzen wird ein Schwingungstilger vorgesehen, um die Gesamtresonanz vom Kolben, Kolbenbolzen und dem kleinen Endstück der Pleuelstange zu unterdrücken.
Demgegenüber hat/haben der/die Erfinder der vorliegenden Erfindung folgende Annahme hinsichtlich der Schwingung mit einer Frequenz von 1 kHz bis 2 kHz getroffen. Der Kolben, der Kolbenbolzen und die Pleuelstange entsprechen als Ganzes dem Massenpunkt im Feder-Massen-Modell, das den Kolben, die Pleuelstange und die Kurbelwelle beinhaltet. Die Ausdehnung/Schrumpfung wird zwischen der Kurbelwelle und dem großen Endstück der Pleuelstange vorgenommen, und daher entspricht das Teil zwischen der Kurbelwelle und Pleuelstange einer Feder. Jedoch wurde keine Maßnahme gegen eine solche Resonanz getroffen. Auf Grund der Verbesserung der Ausdehnungs-/Schrumpfungsresonanz (3,3 kHz) der Pleuelstange wird die Resonanz der Frequenz von 1 kHz bis 2 kHz spürbarer. Eine weitere Maßnahme ist gegen eine solche Resonanz erforderlich.
Patentdokument 1 ( JP 2004 - 116 682 A Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung) offenbart die folgende Struktur. In einer ringförmigen Unterlegscheibe, die auf den Schenkelteil einer an der Pleuelstange hineingeschraubten Schraube gelegt und durch die Schraube an der Pleuelstange befestigt und fixiert wird, wird ein vom Außenbereich getrennter Gehäuseraum im Inneren der Unterlegscheibe ausgebildet. Im Gehäuseraum wird ein separates Massenteil zum unabhängigen Verschieben in einem nichtgebundenen Zustand untergebracht und platziert. Somit berührt das separate Massenteil direkt und elastisch die Innenfläche des Gehäuseraums.
JP 2009 - 254 163 A offenbart eine elektrische Energieerzeugungseinheit, die an einer Pleuelstange eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und eine Gewichtseinheit zum Aufbringen einer Kraft auf die Energieerzeugungseinheit, wobei die Gewichtseinheit durch die Bewegung der Pleuelstange auf die Energieerzeugungseinheit wirkt, um elektrische Energie zu erzeugen.
Weiterin wird auf Masaya Otsuka, „Method for Reducing Diesel Combustion Noise in Engine Structure“. Protokolle veröffentlicht durch Society of Automotive Engineers of Japan, No. 36-05, Society of Automotive Engineers of Japan, Mai 2005, p. 7-10, verwiesen.
KURZFASSUNG ZUR ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Ale Ergebnis intensiver Untersuchungen am Feder-Massen-Modell, das den Kolben und die Pleuelstange beinhaltet, hat/haben der/die Erfinder gefunden, dass beim Betrieb des Motors Biegeschwingungen der Pleuelstange von Schwingungen des Kolbens in Pleuelstangenlängsrichtung begleitet werden.
Jedoch können in der Struktur aus JP 2004 - 116 682 A solche Biegeschwingungen der Pleuelstange nicht reduziert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Biegeschwingungen der Pleuelstange zu reduzieren.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Diese Aufgabe wird durch einen reziproken Drehmechanismus gemäß Anspruch 1 und/oder durch einen reziproken Drehmechanismus gemäß Anspruch 2 gelöst.
Die vorliegende Erfindung umfasst einen reziproken Drehmechanismus eines Motors, der einen Kolben, der für die Hin- und Herbewegung in einem Zylinder konfiguriert ist, und eine Pleuelstange, die zur Verbindung des Kolbens mit einer Kurbelwelle konfiguriert ist, aufweist. Die Pleuelstange beinhaltet ein großes Endstück, das mit einem Schafteinsteckloch ausgebildet ist, in welches die Kurbelwelle hineingesteckt wird, und ein kleines Endstück, das mit einem Bolzeneinsteckloch ausgebildet ist, in welches ein Kolbenbolzen zum Anschluss des Kolbens hineingesteckt wird, sowie ein Verbindungsteil, das zur Verbindung des großen und kleinen Endstücks konfiguriert ist.
Erfindungsgemäß ist ein Schwingungstilger an der Pleuelstange zum Reduzieren von Biegeschwingungen der Pleuelstange vorgesehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Biegeschwingungen der Pleuelstange reduziert werden, da der zum Reduzieren dieser Schwingungen konfigurierte Schwingungstilger an der Pleuelstange vorgesehen ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schwingungstilger auf der Seitenoberfläche des Verbindungsteils in Richtung der Dicke der Pleuelstange vorgesehen.
Gemäß einer solchen Konfiguration können dadurch die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange in Richtung der Dicke davon reduziert werden, da der Schwingungstilger auf der Seitenoberfläche des Verbindungsteils der Pleuelstange vorgesehen ist.
Gemäß einem zweiten unabhängigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schwingungstilger auf der Seitenoberfläche des Verbindungsteils in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen.
Gemäß einer solchen Konfiguration können dadurch die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von etwa 1,3 kHz oder Schwingungen von etwa 2,4 kHz) der Pleuelstange in Querrichtung davon reduziert werden, da Schwingungstilger auf der Seitenfläche des Verbindungsteils der Pleuelstange vorgesehen ist.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß der in vorliegender Spezifikation offenbarten Technik kann die Biegeschwingung der Pleuelstange reduziert werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Ansicht eines Kolbens und einer Pleuelstange in einem Motor mit Betrieb eines reziproken Drehmechanismus der ersten Beispiel-Ausführungsform.
[2] 2 ist eine Querschnittansicht entlang der II-II-Linie der 1.
[3] 3 ist eine Querschnittansicht entlang der III-III-Linie der 1.
[4] 4 ist eine Ansicht des Feder-Massen-Modells inklusive des Kolbens und der Pleuelstange.
[5] 5 ist eine erweiterte Ansicht der Peripherie vom Pleuelstangendeckel-Dämpfer der 1.
[6] 6 ist eine perspektivische Ansicht des Pleuelstangendeckel-Dämpfers von der Anschlussseite der Pleuelstange.
[7] 7 ist eine perspektivische Ansicht vom Pleuelstangendeckel-Dämpfer der gegenüberliegenden Anschlussseite der Pleuelstange.
[8] 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Schwingungstilgers.
[9] 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Pleuelstange in einem Motor mit Betrieb eines reziproken Drehmechanismus der zweiten Beispiel-Ausführungsform.
[10] 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Schwingungstilgers.
[11] 11 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Pleuelstange in einem Motor mit Betrieb eines reziproken Drehmechanismus der dritten Beispiel-Ausführungsform.
[12] 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Schwingungstilgers.
[13] 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Pleuelstange in einem Motor mit Betrieb eines reziproken Drehmechanismus der vierten Beispiel-Ausführungsform.
[14] 14 ist eine Frontansicht eines Schwingungstilgers.
[15] 15 ist eine Seitenansicht des Schwingungstilgers.
[16] 16 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der ersten Beispiel-Ausführungsform und eines vergleichbaren Beispiels, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange montiert ist.
[17] 17 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der zweiten Beispiel-Ausführungsform und des vergleichbaren Beispiels, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange montiert ist.
[18] 18 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der dritten Beispiel-Ausführungsform und eines vergleichbaren Beispiels, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange montiert ist.
[19] 19 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der vierten Beispiel-Ausführungsform und des vergleichbaren Beispiels, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange montiert ist.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispiel-Ausführungsformen werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
(Erste Beispiel-Ausführungsform -Nicht beansprucht)
1 bis 3 veranschaulichen den Kolben 1 und die Pleuelstange 10 in einem Motor mit Betrieb eines reziproken Drehmechanismus der ersten Beispiel-Ausführungsform. Der Kolben 1 ist zum Wiederholen eines Zylinderzyklus (inklusive eines Einlasstakts, eines Kompressionshubs, eines Verbrennungstakts (eines Arbeitshubs) und eines Auslasshubs) und der dadurch entstehenden Hin- und Herbewegung in Axialrichtung (in Vertikalrichtung wie in den 1 und 3 gezeigt wird) im Zylinder konfiguriert.
Der Kolben 1 ist mit dem kleinen Endstück 10a als dem Endstück der Pleuelstange 10 mittels des Kolbenbolzens 2 verbunden. Das große Endstück 10b ist als das andere Endstück der Pleuelstange 10 mit der Kurbelwelle 3 verbunden, was mit der virtuellen Linie in der 1 angedeutet wird. Das kleine Endstück 10a und das große Endstück 10b der Pleuelstange 10 sind miteinander durch den Verbindungsteil 10c verbunden. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 1 wird über die Pleuelstange 10 zur Kurbelwelle 3 übertragen, wodurch die Kurbelwelle 3 rotiert. Die Mittelachsenrichtung (Richtung nach rechts/nach links wie in der 3 gezeigt wird) des Kolbenbolzens 2 fällt mit der Axialrichtung der Kurbelwelle 3 und der Richtung der Dicke der Pleuelstange 10 zusammen. In der nachstehenden Beschreibung werden die Mittelachsenrichtung des Kolbenbolzens 2 als die „Bolzenmittelachsenrichtung,“ die längslaufende Richtung der Pleuelstange 10 als die „Pleuelstangenlängsrichtung,“ die querlaufende Richtung der Pleuelstange 10 senkrecht zur Pleuelstangenlängsrichtung und der Axialrichtung der Kurbelwelle 3 als die „Querrichtung der Pleuelstange“ und die Richtung der Dicke der Pleuelstange 10, welche mit der Bolzenmittelachsenrichtung zusammenfällt, als die „Pleuelstangendickerichtung“ bezeichnet. Außerdem veranschaulicht 1 einen Querschnitt der Peripherie des großen Endstücks 10b der Pleuelstange 10 in einer Ebene parallel zur Querrichtung der Pleuelstange.
Das Bolzeneinsteckloch 10d, in welches der Kolbenbolzen 2 hineingesteckt ist, ist am kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10 vorgesehen. Das Schafteinsteckloch 10e, in welches die Kurbelwelle 3 hineingesteckt ist, ist am großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 vorgesehen.
Der Kolbenbolzen 2 ist in das Bolzeneinsteckloch 10d des kleinen Endstücks 10a der Pleuelstange 10 hineingesteckt, das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 ist dadurch in der Mitte des Kolbenbolzens 2 in Mittelachsenrichtung positioniert. Außerdem ist das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 in der Mitte des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung angeordnet.
Der Kolbenbolzen 2 ist rotierbar in das Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 hineingesteckt. Zu beachten ist, dass die Buchse 11 an der Innenfläche des Bolzeneinstecklochs 10d der Pleuelstange 10 fixiert ist. Streng genommen ist der Kolbenbolzen 2 rotierbar in die Buchse 11 hineingesteckt.
Die Zirkulation des Schmieröls im Motor wird so zugeführt, dass sich ein Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 (speziell Buchse 11) bildet. Der Schmierölfilm und die Buchse 11 ermöglichen dem Kolbenbolzen 2 eine leichtgängige Rotation im Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10.
Ein Hohlraum 1a ist auf der Oberseite des Kolbens 1 ausgebildet, und ringförmige Kolbenringe 1b sind auf der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens 1 auf der oberen Seite gegenüber dem Kolbenbolzen 2 montiert.
An beiden Endstücken der Rückseite (Oberfläche gegenüber der oberen Oberfläche) des Kolbens 1 sind in Bolzenmittelachsenrichtung die Lagernaben 1c so vorgesehen, dass sie das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 zwischen sich aufnehmen und in Richtung der Kurbelwelle 3 ragen. Die Lagernaben 1c bilden das in Bolzenmittelachsenrichtung verlaufende Bolzenabstützloch 1d. Beide Endbereiche des Kolbenbolzens 2 sind in der Mittelachsenrichtung davon entsprechend in die Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c hineingesteckt und durch Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c abgestützt.
In der dargestellten Ausführungsform wird die Schwebemethode als Verfahren zur Montage des Kolbenbolzens 2 verwendet. D.h. der Kolbenbolzen 2 ist rotierbar im Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 und auch rotierbar in den Bolzenabstützlöchern 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1 eingerichtet.
Wie in dem Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 ist auch ein Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1 ausgebildet. Ein solcher Schmierölfilm ermöglicht dem Kolbenbolzen 2 eine leichtgängige Rotation in jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1.
Ein Sicherungsring 1 e ist an jedem äußeren Endstück der Bolzenabstützlöcher 1 d der Lagernaben 1c in Bolzenmittelachsenrichtung montiert und fixiert. Jeder Sicherungsring 1e ist so positioniert, dass er die entsprechende Stirnfläche des Kolbenbolzens 2 berührt und dadurch die Bewegung des Kolbenbolzens 2 in Mittelachsenrichtung einschränkt.
Der Kolbenbolzen 2 hat einen Hohlquerschnitt, und ein Durchgangsloch 2a, das sich in Bolzenmittelachsenrichtung erstreckt, ist in der Mitte des Kolbenbolzens 2 vorgesehen. Das press-eingepasste Teil 2b, in welches die fixierten Teile 20a des unten beschriebenen Bolzendämpfers 20 eingepresst sind, ist in der Mitte der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 2a in Bolzenmittelachsenrichtung eingerichtet. Der Innendurchmesser des Durchgangslochs 2a am press-eingepassten Teil 2b ist kleiner als der Innendurchmesser des Durchgangslochs 2a am anderen Teil.
Im Kolbenbolzen 2 (Durchgangsloch 2a) sind zwei Bolzendämpfer 20 angeordnet, um die Gesamtresonanz von Kolben 1, Kolbenbolzen 2 und kleinem Endstück 10a der Pleuelstange 10 auf dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 im Verbrennungstakt zu unterdrücken. Diese beiden Bolzendämpfer 20 befinden sich entsprechend auf beiden Seiten der Ebene, die sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon erstreckt (d.h. die Ebene erstreckt sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon und ist senkrecht zur Mittelachse des Kolbenbolzens 2).
Das Feder-Massen-Modell, das den Kolben 1 und die Pleuelstange 10 beinhaltet, wird in der 4 veranschaulicht. D.h. der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 entsprechen als Ganzes einem Massenpunkt (mit der Masse M (Einheit ist kg)); der Verbindungsteil 10c der Pleuelstange 10 entspricht einer Feder (mit der Federkonstante K (Einheit ist N/m)), die den Massenpunkt auf dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 abstützt.
Der Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 entspricht einer Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10. Außerdem entspricht der Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1 einer Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Kolben 1 (den Lagernaben 1c).
Da der Kolben 1 mit großer Kraft im Verbrennungstakt gedrückt wird, gehen der Schmierölfilm (Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10) zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10, und der Schmierölfilm (Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Kolben 1) zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1, also beide Schmierölfilme, verloren. Als Ergebnis sind dann der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 miteinander integriert. Somit schwingen der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 ganzheitlich auf dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 mit der Resonanzfrequenz (1/2 π) · (K/M)^1/2 Hz.
Zum Reduzieren einer solchen Resonanz (Reduzieren der Schwingungen von Resonanzfrequenz) sind Bolzendämpfer 20 im Kolbenbolzen 2 (Durchgangsloch 2a) vorgesehen. Wie in den 2 und 3 veranschaulicht, umfasst jeder Bolzendämpfer 20 ein fixiertes Teil 20a, das am press-eingepassten Teil 2b fixiert und auf der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 2a des Kolbenbolzens 2 montiert ist; ein bewegliches Teil 20b, das sich in Bolzenmittelachsenrichtung im Kolbenbolzen 2 erstreckt, und die Stütze 20c, die das bewegliche Teil 20b auf dem fixierten Teil 20a so abstützt, dass das bewegliche Teil 20b in radialer Richtung des Kolbenbolzens 2 schwingen kann.
In der dargestellten Ausführungsform sind das fixierte Teil 20a, das bewegliche Teil 20b und die Stütze 20c jedes Bolzendämpfers 20 ganzheitlich aus Metall gefertigt. Die fixierten Teile 20a des Bolzendämpfers 20 sind ganzheitlich ausgebildet, so dass diese Teile im Wesentlichen zu einem einzigen Teil werden. Das ganzheitlich ausgebildete fixierte Teil 20a wird eingepresst und am press-eingepassten Teil 2b fixiert. Eines der beweglichen Teile 20b des Bolzendämpfers 20 ist mittels einer entsprechenden Stütze 20c auf einer Oberfläche vorgesehen, während das andere bewegliche Teil 20b des Bolzendämpfers 20 mittels einer anderen entsprechenden Stütze 20c auf der anderen Oberfläche des ganzheitlich-geformten fixierten Teils 20a in Bolzenmittelachsenrichtung vorgesehen ist.
Das bewegliche Teil 20b jedes Bolzendämpfers 20 erstreckt sich in Zylinderform in Bolzenmittelachsenrichtung. Der Außendurchmesser des beweglichen Teils 20b ist so gewählt, dass dieses Teil die innere Umfangsoberfläche des Kolbenbolzens 2 nicht berührt, sogar dann, wenn das bewegliche Teil 20b schwingt. Die Stütze 20c jedes Bolzendämpfers 20 hat eine solche Zylinderform, dass das bewegliche Teil 20b und das fixierte Teil 20a des Bolzendämpfers 20 miteinander verbunden sind. Der Außendurchmesser der Stütze 20c ist kleiner als der Außendurchmesser des beweglichen Teils 20b; die Stütze 20c stützt das bewegliche Teil 20b auf dem fixierten Teil 20a so ab, dass das bewegliche Teil 20b in radialer Richtung des Kolbenbolzens 2 schwingen kann. Die fixierten Teile 20a, die beweglichen Teile 20b und die Stützen 20c der Bolzendämpfer 20 sind konzentrisch gegenüber dem Kolbenbolzen 2 positioniert. Die beweglichen Teile 20b der Bolzendämpfer 20 haben im Wesentlichen die gleiche Masse. Die Schwerpunkte der beweglichen Teile 20b der Bolzendämpfer 20 liegen auf der Mittelachse des Kolbenbolzens 2. Sie sind symmetrisch zur Ebene, die sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon erstreckt, positioniert (d.h. die Ebene erstreckt sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon und ist senkrecht zur Mittelachse des Kolbenbolzens 2).
Die Stütze 20c jedes Bolzendämpfers 20 entspricht einer Feder, die das bewegliche Teil 20b abstützt (hat die Masse m (Einheit ist kg)). Ist die Federkonstante der Stütze 20c k (Einheit ist N/m), so kann der k/m-Wert im Wesentlichen gleich dem K/M-Wert zum Reduzieren der oben beschriebenen Resonanz gewählt werden. Die Länge und der Durchmesser für das bewegliche Teil 20b sowie für die Stütze 20c werden so gewählt, dass der oben beschriebene k/m-Wert erreicht wird. Streng genommen hätte die Masse der Stütze 20c berücksichtigt werden müssen, die Masse dieser Stütze ist jedoch viel geringer als die des beweglichen Teils 20b, daher kann die Masse der Stütze 20c vernachlässigt werden. Zu beachten ist, dass wenn die Intensität der Schwingungen von einer anderen Frequenz als der Resonanzfrequenz steigt, der k/m-Wert im Wesentlichen nicht zwingend im Wesentlichen dem K/M-Wert entsprechen muss.
Die beweglichen Teile 20b der Bolzendämpfer 20 haben vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche Masse, die Bolzendämpfer 20 (Stützen 20c) haben vorzugsweise unterschiedliche Federkonstanten. Das liegt daran, dass nicht nur die Schwingungen der Resonanzfrequenz, sondern auch die Schwingungen von einem relativ breiten Frequenzbereich inklusive der Resonanzfrequenz reduziert werden können. Um unterschiedliche Federkonstanten der Bolzendämpfer 20 zu erhalten, können Längen oder Durchmesser der Stützen 20c der Bolzendämpfer 20 unterschiedlich gewählt werden. Alternativ können sowohl Längen als auch Durchmesser der Stützen 20c der Bolzendämpfer 20 unterschiedlich gewählt werden. Als Alternative können die Materialien für die Stützen 20c der Bolzendämpfer 20 unterschiedlich gewählt werden. Zu beachten ist, dass die Bolzendämpfer 20 die im Wesentlichen gleichen Federkonstanten haben dürfen.
Im Fall unterschiedlicher Federkonstanten der Bolzendämpfer 20 ist die Federkonstante eines der Bolzendämpfer 20 so zu wählen, dass der k/m-Wert im Wesentlichen gleich dem K/M-Wert ist, und die Federkonstante des anderen Bolzendämpfers 20 größer oder kleiner als die Federkonstante von einem der Bolzendämpfer 20 ist.
Wie oben beschrieben, gehen der Schmierölfilm (Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10) zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 und der Schmierölfilm (Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Kolben 1) zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1 im Verbrennungstakt, also beide Schmierölfilme, verloren. Als Ergebnis sind der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und das kleine Endstück 10a der Pleuelstange 10 miteinander integriert und tendieren dazu, auf dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 zu schwingen. Jedoch wird in der dargestellten Ausführungsform eine solche Resonanz durch die Bolzendämpfer 20, die im Kolbenbolzen 2 montiert sind, reduziert. Das Geräusch auf Grund der Resonanz kann reduziert werden.
Andererseits sind Schmierölfilme zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 und zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzenabstützlöcher 1d der Lagernaben 1c des Kolbens 1 im Einlasstakt, Kompressionshub und Auslasshub vorhanden. Als Ergebnis wird keine Resonanz wie die Resonanz im Verbrennungstakt verursacht. Wenn die Bolzendämpfer 20 am kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10 vorgesehen sind, kann die oben beschriebene Resonanz im Verbrennungstakt reduziert werden, jedoch schwingen die Bolzendämpfer 20 in den Takten, die keine Resonanz hervorrufen, d.h. im Einlasstakt, Kompressionshub und Auslasshub. Daher fällt das Geräusch wegen Schwingungen der Bolzendämpfer 20 im Einlasstakt, Kompressionshub und Auslasshub stärker aus. Jedoch sind in der dargestellten Ausführungsform die Bolzendämpfer 20 im Kolbenbolzen 2 vorgesehen. Somit beugt der Schmierölfilm (Federverbindung zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10) zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsteckloch 10d der Pleuelstange 10 im Einlasstakt, Kompressionshub und Auslasshub einer Übertragung von Schwingungen der Bolzendämpfer 20 zur Pleuelstange 10 vor. Somit wird das Geräusch wegen dieser Schwingungen nicht stärker. Außerdem kann der Platz, da die Bolzendämpfer 20 im Kolbenbolzen 2 vorgesehen sind, ohne Vergrößerung der Abmessungen von Kolben 1 effektiv genutzt werden.
Das große Endstück 10b der Pleuelstange 10 wird hinsichtlich der Mitte des Schafteinstecklochs 10e in Pleuelstangenlängsrichtung in zwei Teile geteilt. Das große Endstück 10b der Pleuelstange 10 umfasst ein halbrundes Teilstück 12, das mit dem Verbindungsteil 10c ganzheitlich ausgebildet ist, und den halbrunden Pleuelstangendeckel 13, der auf der Seite (weiterhin als „gegenüberliegende Anschlussseite“ bezeichnet) des Teilstücks 12 gegenüber dem Verbindungsteil 10c platziert ist. Der Pleuelstangendeckel 13 bildet einen Teil der Pleuelstange 10 auf der gegenüberliegenden Anschlussseite, die äußere periphere Kante des Pleuelstangendeckels 13 erstreckt sich in der Halb-Bogen-Form entlang der Außenkontur der Kurbelwelle 3. Die Lagernaben 12a und 13a sind dementsprechend auf Endstücken des Teilstücks 12 und des Pleuelstangendeckels 13 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen. Die Lagernaben 12a und 13a verlaufen im Wesentlichen entlang der Pleuelstangenlängsrichtung. Ein Innengewinde ist am Bolzenloch 12b an der Lagernabe 12a des Teilstücks 12 vorgesehen. Die Schraube 40 (Befestigungsteil) ist in das Bolzeneinsteckloch 13b, das an der Lagernabe 13a des Pleuelstangendeckels 13 vorgesehen ist, hineingesteckt und in das Bolzenloch 12b hineingeschraubt. Somit sind das Teilstück 12 und der Pleuelstangendeckel 13 miteinander verbunden.
Der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 (Schwingungstilger) ist als ein von dem Pleuelstangendeckel 13 separates Teil auf einem äußeren peripheren Teil des Pleuelstangendeckels 13 angeordnet, um die Gesamtresonanz des Kolbens 1, des Kolbenbolzens 2 und der Pleuelstange 10 auf der Kurbelwelle 3 zu unterdrücken. 5 ist eine erweiterte Ansicht der Peripherie des Pleuelstangendeckel-Dämpfers 30 der 1. Ferner ist 6 eine perspektivische Ansicht des Pleuelstangendeckel-Dämpfers 30 von der Seite nahe dem Verbindungsteil 10c der Pleuelstange 10. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Pleuelstangendeckel-Dämpfers 30 von der gegenüberliegenden Anschlussseite.
Im Feder-Massen-Modell, das den Kolben 1, die Pleuelstange 10 und die Kurbelwelle 3 beinhaltet, entsprechen der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und die Pleuelstange 10 als Ganzes dem Massenpunkt. Ferner entspricht die Ausdehnung/Schrumpfung zwischen der Kurbelwelle 3 und dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10 einer Feder, ebenso wie das Teil zwischen der Kurbelwelle 3 und dem großen Endstück 10b der Pleuelstange 10. Der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und die Pleuelstange 10 schwingen ganzheitlich auf der Kurbelwelle 3 in Pleuelstangenlängsrichtung.
Zum Reduzieren einer solchen Resonanz (Reduzieren der Schwingungen von der Resonanzfrequenz) ist der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 auf dem Pleuelstangendeckel 13 vorgesehen. Der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 weist ein Paar von fixierten Teilen 31, die entsprechend an den Oberflächen der gegenüberliegenden Anschlussseiten der Lagernaben 13a des Pleuelstangendeckels 13 fixiert sind; eine Stütze 32, die die fixierten Teile 31 am äußeren peripheren Teil des Pleuelstangendeckels 13 verbindet, und ein mit Endstücken der gegenüberliegenden Anschlussseite der Stütze 32 verbundenes Massenteil 33 auf. Die fixierten Teile 31, die Stütze 32 und das Massenteil 33 sind ganzheitlich aus Metall gefertigt.
Jedes fixierte Teil 31 hat eine Plattenscheibenform, und im Wesentlichen in der Mitte davon ist das Bolzeneinsteckloch 31b koaxial zum Bolzeneinsteckloch 13b der Lagernabe 13a des Pleuelstangendeckels 13 zum Durchdringen des fixierten Teils 31 ausgebildet. Jedes fixierte Teil 31 und der Pleuelstangendeckel 13 sind miteinander durch die Schraube 40 zum Teilstück 12 verbunden. Speziell ist das Bolzeneinsteckloch 31b des fixierten Teils 31 vorgesehen, um einen kleineren Durchmesser als den des Kopfteils 40a der Schraube 40 zu erhalten. Der Schaftteil 40b der Schraube 40 wird in das Bolzeneinsteckloch 31b des fixierten Teils 31 von der gegenüberliegenden Anschlussseite hineingesteckt. Das fixierte Teil 31 wird mittels des Kopfteils 40a der Schraube 40 und der Lagernabe 13a des Pleuelstangendeckels 13 in diesem Zustand zusammengepresst und fixiert, in dem der Schaftteil 40b in das Bolzenloch 12b des Teilstücks 12 hineingeschraubt ist. Wie oben beschrieben, wird der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 am Teilstück 12 mit Hilfe der Schraube 40, die zum Fixieren des Pleuelstangendeckels 13 am Teilstück 12 konfiguriert ist, befestigt und fixiert.
Die Stütze 32 ist aus einer dünneren Platte als das fixierte Teil 31 gefertigt und bildet am äußeren peripheren Teil des Pleuelstangendeckels 13 eine Bogenform entlang der äußeren peripheren Kante des Pleuelstangendeckels 13 aus. Mit dieser Konfiguration kann sich die Stütze 32 elastisch in Pleuelstangenlängsrichtung verformen. Somit kann die Stütze 32 das mit dem Endstück der gegenüberliegenden Anschlussseite der Stütze 32 verbundene 32Massenteil 33 so abstützen, dass sich das Massenteil 33 in Pleuelstangenlängsrichtung bewegen kann. Ferner kann die Stütze 32, da sie sich, wie oben beschrieben, bogenförmig entlang der äußeren peripheren Kante des Pleuelstangendeckels 13 erstreckt, dicht am Pleuelstangendeckel 13 positioniert werden.
Die Stütze 32 entspricht einer Feder, die das Massenteil 33 abstützt. Die Länge und die Stärke der Stütze 32 sind so gewählt, dass die oben beschriebene Resonanz reduziert wird. Streng genommen ist, obwohl die Masse der Stütze 32 berücksichtigt werden sollte, die Masse der Stütze jedoch viel geringer als die des Massenteils 33, daher kann die Masse der Stütze 32 vernachlässigt werden.
Das Massenteil 33 ist, wie oben beschrieben, mit dem Endstück der gegenüberliegenden Anschlussseite der Stütze 32 verbunden. D.h. das Massenteil 33 auf der gegenüberliegenden Anschlussseite des Pleuelstangendeckels 13 ist mit Abstand zum Pleuelstangendeckel 13 platziert.
Das Massenteil 33 hat eine Scheibenform, die im Wesentlichen genauso breit wie das große Endstück 10b der Pleuelstange 10 und stärker als das fixierte Teil 31 ist. Um die Gesamtresonanz des Kolbens 1, des Kolbenbolzens 2 und der Pleuelstange 10 zu unterdrücken, wird die Masse des Massenteils 33 unter Berücksichtigung der Federkonstante der Stütze 32 gewählt.
Jedes der Bolzeneinstecklöcher 33b (Kontaktvermeider) ist koaxial mit einem entsprechenden Loch der Bolzeneinstecklöcher 13b der Lagernaben 13a des Pleuelstangendeckels 13 zum Durchdringen des Massenteils 33 ausgebildet. Jedes Bolzeneinsteckloch 33b ist so ausgebildet, dass es einen größeren Durchmesser als den des Kopfteils 40a der Schraube 40 aufweist. Somit ist jede Schraube 40, wenn der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 am Teilstück 12 befestigt und fixiert worden ist, in ein entsprechendes Loch der Bolzeneinstecklöcher 33b des Massenteils 33 von der gegenüberliegenden Anschlussseite hineingesteckt. An dieser Stelle kann jede Schraube 40 das Massenteil 33 durchdringen, ohne es zu berühren.
Die Oberfläche des Massenteils 33 erstreckt sich auf der gegenüberliegenden Anschlussseite in Querrichtung der Pleuelstange; die Oberfläche des Massenteils 33 erstreckt sich auf der Seite dicht am Verbindungsteil 10c entlang der Stütze 32. Mit anderen Worten erstreckt sich die Oberfläche des Massenteils 33 auf der Seite dicht am Verbindungsteil 10c bogenförmig entlang der äußeren peripheren Kante des Pleuelstangendeckels 13. Somit kann das Massenteil 33 wie in der Stütze 32 dicht am Pleuelstangendeckel 13 positioniert sein. Als Ergebnis kann der Pleuelstangendeckel-Dämpfer 30 verkleinert werden.
Wie oben beschrieben, tendieren die Pleuelstange 10, der Kolben 1 und der Kolbenbolzen 2 dazu, auf der Kurbelwelle 3 in Pleuelstangenlängsrichtung ganzheitlich zu schwingen. Jedoch schwingt in der dargestellten Ausführungsform das Massenteil 33 des Pleuelstangendeckel-Dämpfers 30, das auf dem Pleuelstangendeckel 13 vorgesehen ist, in Pleuelstangenlängsrichtung in einer Phase, die der Phase von Schwingungen der Pleuelstange 10 im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Dies reduziert die oben beschriebene Resonanz und das Geräusch, das aus der Resonanz resultiert, wird reduziert.
Wie in 1 bis 3 veranschaulicht, ist ein Schwingungstilger 50, der konfiguriert ist, um im Motorbetrieb die Biegeschwingungen (insbesondere Schwingungen von einer Frequenz von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung zu reduzieren, in Verbindung mit Schwingungen des Kolbens 1 in Pleuelstangenlängsrichtung auf der Außenfläche jeder Lagernabe 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung platziert. Diese beiden Schwingungstilger 50 befinden sich symmetrisch zur Ebene, die sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon erstreckt (d.h. die Ebene erstreckt sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon und ist senkrecht zur Mittelachse des Kolbenbolzens 2).
Im Feder-Massen-Modell, das den Kolben 1 und die Pleuelstange 10 beinhaltet, entspricht der Kolben 1 einem Massenpunkt, und die Pleuelstange 10 entspricht einer Feder, die den Massenpunkt auf der Kurbelwelle 3 abstützt. Der Kolben 1 schwingt auf der Pleuelstange 10, und Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 treten in Pleuelstangendickerichtung und Pleuelstangenquerrichtung auf.
Zum Reduzieren solcher Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung sind die Schwingungstilger 50 am Kolben 1 vorgesehen. Wie in 1 bis 3 und in 8 veranschaulicht, beinhaltet jeder Schwingungstilger 50 ein Paar fixierter Teile 51, die jeweils an einer entsprechenden Außenoberfläche der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung fixiert sind; ein Massenteil 52, in Pleuelstangenquerrichtung nahe der Außenoberflächen der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung; und eine Stütze 53, die das Massenteil 52 auf den fixierten Teilen 51 abstützt, so dass das Massenteil 52 in Pleuelstangendickerichtung schwingen kann.
In der dargestellten Ausführungsform sind die fixierten Teile 51, das Massenteil 52 und die Stütze 53 in jedem Schwingungstilger 50 ganzheitlich aus Metall gefertigt. Die fixierten Teile 51 jedes Schwingungstilgers 50 sind entsprechend an beiden Endstücken der Stütze 53 des Schwingungstilgers 50 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen. Diese beiden fixierten Teile 51 haben eine rechteckige Scheibenform. Die fixierten Teile 51 sind dementsprechend an beiden Endstücken in Pleuelstangenquerrichtung auf den Außenoberflächen der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung positioniert. Mit dieser Konfiguration wird jeder Schwingungstilger 50 dicht am Endstück der Pleuelstange 10 auf der Seite dicht am kleinen Endstück 10a positioniert. Das Endstück ruft relativ geringe Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung hervor. Die fixierten Teile 51 sind mit Hilfe eines Befestigungsteils (wird nicht gezeigt) an den Außenoberflächen der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung befestigt und fixiert. Das Massenteil 52 jedes Schwingungstilgers 50 ist mittels der Stütze 53 auf den fixierten Teilen 51 angebracht.
Die Außenoberfläche des Massenteils 52 jedes Schwingungstilgers 50 bildet in Bolzenmittelachsenrichtung bogenförmig die äußere Umfangsoberfläche des Kolbens 1. Die Innenfläche des Massenteils 52 erstreckt sich in Bolzenmittelachsenrichtung linear in Querrichtung der Pleuelstange. Die Stütze 53 jedes Schwingungstilgers 50 ist mittels des Verbindungsteils 54 auf der Innenfläche des Massenteils 52 in Bolzenmittelachsenrichtung vorgesehen. D.h. es wird ein Abstand zwischen der Innenfläche des Massenteils 52 in Bolzenmittelachsenrichtung und der Außenoberfläche der Stütze 53 in der Bolzenmittelachsenrichtung ausgebildet.
Die Stütze 53 jedes Schwingungstilgers 50 erstreckt sich in einer rechteckigen Scheibenform in Pleuelstangenquerrichtung zum Zwecke der Verbindung des Massenteils 52 mit jedem fixierten Teil 51 im Schwingungstilger 50. D.h. es wird ein Abstand zwischen der Innenfläche der Stütze 53 in Bolzenmittelachsenrichtung und jeder Außenoberfläche der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Bolzenmittelachsenrichtung ausgebildet. Die Stütze 53 stützt das Massenteil 52 auf den fixierten Teilen 51 so ab, dass das Massenteil 52 in Bolzenmittelachsenrichtung schwingen kann.
Die Massenteile 52 des Schwingungstilgers 50 haben im Wesentlichen die gleiche Masse. Die Schwerpunkte der Massenteile 52 des Schwingungstilgers 50 befinden sich auf der Mittelachse des Kolbenbolzens 2 und sind symmetrisch zur Ebene, die sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in der Mittelachsenrichtung davon erstreckt (d.h. die Ebene erstreckt sich durch die Mitte des Kolbenbolzens 2 in Mittelachsenrichtung davon und ist senkrecht zur Mittelachse des Kolbenbolzens 2).
Die Stütze 53 jedes Schwingungstilgers 50 entspricht einer Feder, die das Massenteil 52 abstützt. Die Abmessungen des Massenteils 52 und der Stütze 53 sind so gewählt, dass die Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung reduziert sind. Streng genommen ist, obwohl die Masse der Stütze 53 berücksichtigt werden sollte, die Masse dieser Stütze viel geringer als die des Massenteils 52, daher kann die Masse der Stütze 53 vernachlässigt werden.
Die Massenteile 52 des Schwingungstilgers 50 haben vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche Masse und die Schwingungstilger 50 (Stützen 53) haben vorzugsweise unterschiedliche Federkonstanten. Das liegt daran, dass nicht nur die oben beschriebenen Biegeschwingungen, sondern auch Schwingungen von einem relativ breiten Frequenzbereich inklusive der Frequenz Biegeschwingungen reduziert werden können. Um unterschiedliche Federkonstanten der Schwingungstilger 50 zu erhalten, können Abmessungen von den Stützen 53 der Schwingungstilger 50 unterschiedlich gewählt werden. Alternativ können die Materialien der Stützen 53 der Schwingungstilger 50 unterschiedlich gewählt werden. Zu beachten ist, dass die Schwingungstilger 50 im Wesentlichen die gleiche Federkonstante haben können.
Wie oben beschrieben, wird die Tendenz aufgezeigt, dass wenn der Kolben 1 auf der Pleuelstange 10 schwingt, Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung und in Pleuelstangenquerrichtung eintreten. Jedoch schwingt in der dargestellten Ausführungsform das Massenteil 52 jedes Schwingungstilgers 50, das am Kolben 1 vorgesehen ist, in Pleuelstangendickerichtung in einer Phase, die der Phase Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Dies reduziert die Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung, und das Geräusch, das aus solchen Schwingungen resultiert, kann reduziert werden.
Vorteilhafte Auswirkungen
Wie oben beschrieben, ist jeder Schwingungstilger 50 auf den Außenoberflächen der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Kolbenbolzen 2-Mittelachsenrichtung gemäß der dargestellten Ausführungsform vorgesehen. Somit kann der Außenbereich der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Kolbenbolzen 2-Mittelachsenrichtung effektiv genutzt und jeder Schwingungstilger 50 kompakt platziert werden.
Außerdem kann die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Richtung der Dicke davon reduziert sein, da jeder Schwingungstilger 50 auf den Außenoberflächen der Lagernaben 1c des Kolbens 1 in Kolbenbolzen 2-Mittelachsenrichtung vorgesehen ist.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann jeder Schwingungstilger 50 kompakt platziert werden und die Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 können dadurch in der Dickerichtung davon reduziert werden.
Zu beachten ist, dass in der dargestellten Ausführungsform zwar zwei Schwingungstilger 50 vorgesehen sind, alternativ aber auch nur einer der beiden Schwingungstilger 50 installiert sein kann. Zu beachten ist, dass die Variante mit zwei Schwingungstilgern 50, z.B. zum Gewichtsausgleich, zu bevorzugen ist.
(Zweite Beispiel-Ausführungsform)
Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Beispiel-Ausführungsform dadurch, dass ein Schwingungstilger 60 auf der Seitenfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist. Die übrige Konfiguration der dargestellten Ausführungsform entspricht der ersten Beispiel-Ausführungsform. Also werden die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Beispiel-Ausführungsform zur Darstellung äquivalenter Elemente in der nachstehenden Beschreibung verwendet.
Wie in 9 und 10 veranschaulicht, ist der Schwingungstilger 60, der zum Reduzieren der Biegeschwingungen (insbesondere Schwingungen von einer Frequenz von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung im Motorbetrieb konfiguriert ist, in Verbindung mit Schwingungen des Kolbens 1 in Pleuelstangenlängsrichtung auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in der Pleuelstangendickerichtung platziert.
Der Schwingungstilger 60 beinhaltet ein Paar fixierter Teile 61, die an der Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung fixiert sind; ein Massenteil 62, das nahe einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, und eine Stütze 63, die das Massenteil 62 auf den fixierten Teilen 61 so abstützt, dass das Massenteil 62 in Pleuelstangendickerichtung schwingen kann.
In der dargestellten Ausführungsform sind die fixierten Teile 61, das Massenteil 62 und die Stütze 63 im Schwingungstilger 60 einstückig aus Metall gefertigt. Die fixierten Teile 61 des Schwingungstilgers 60 sind entsprechend an beiden Endstücken der Stütze 63 des Schwingungstilgers 60 in Pleuelstangenlängsrichtung vorgesehen. Diese beiden fixierten Teile 61 haben eine rechteckige parallelflache Form. Die fixierten Teile 61 befinden sich entsprechend an beiden Endstücken (Endstück auf der Seite dicht am kleinen Endstück 10a der Pleuelstange 10 und Endstück auf der Seite dicht am großen Endstück 10b der Pleuelstange 10) in Pleuelstangenlängsrichtung auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung. Auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung ruft das Endstück auf der Seite dicht am kleinen Endstück 10a relativ starke Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung hervor; das Endstück auf der Seite dicht am großen Endstück 10b ruft relativ geringe Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung hervor - beide sind mittels Schwingungstilger 60 miteinander verbunden. Als Ergebnis kann der Schwingungstilger 60 auf dem Verbindungsteil 10c der Pleuelstange 10 kompakt platziert werden. Die fixierten Teile 61 sind mittels eines Befestigungsteils (wird nicht gezeigt) am versenkten Teil 10f, der sich in Pleuelstangenlängsrichtung erstreckend an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung ausgebildet ist, befestigt und fixiert. Das Massenteil 62 des Schwingungstilgers 60 ist mittels Stütze 63 auf den fixierten Teilen 61 angebracht.
Das Massenteil 62 des Schwingungstilgers 60 hat eine rechteckige parallelflache Form. Die Stütze 63 des Schwingungstilgers 60 ist in der Mitte des Massenteils 62 in Pleuelstangendickerichtung angebracht. Es bildet sich ein Abstand zwischen der Innenfläche des Massenteils 62 in Pleuelstangendickerichtung und der unteren Oberfläche des versenkten Teils 10f an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung.
Die Stütze 63 des Schwingungstilgers 60 erstreckt sich in rechteckiger Scheibenform in Pleuelstangenlängsrichtung zum Zwecke der Verbindung des Massenteils 62 mit jedem fixierten Teil 61 im Schwingungstilger 60. Es bildet sich ein Abstand zwischen der Innenfläche der Stütze 63 in Pleuelstangendickerichtung und der unteren Oberfläche des versenkten Teils lOf an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung. Die Stütze 63 stützt das Massenteil 62 auf den fixierten Teilen 61 so ab, dass das Massenteil 62 in Pleuelstangendickerichtung schwingen kann.
Die Stütze 63 des Schwingungstilgers 60 entspricht einer Feder, die das Massenteil 62 abstützt. Die Abmessungen des Massenteils 62 und der Stütze 63 sind so gewählt, dass die oben beschriebenen Biegeschwingungen reduziert sind. Streng genommen sollte die Masse der Stütze 63 berücksichtigt werden, die Masse dieser Stütze ist jedoch viel geringer als die des Massenteils 62, daher kann die Masse der Stütze 63 vernachlässigt werden.
Wie oben beschrieben, wird die Tendenz aufgezeigt, dass wenn der Kolben 1 auf der Pleuelstange 10 schwingt, Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Richtung der Dicke davon und Pleuelstangenquerrichtung auftreten. Jedoch schwingt in der dargestellten Ausführungsform das Massenteil 62 des Schwingungstilgers 60, das an der Pleuelstange 10 vorgesehen ist, in Richtung der Pleuelstange-Dicke in einer Phase, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Phase der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung ist. Dies reduziert die Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung, und das Geräusch, das aus diesen Schwingungen resultiert, wird reduziert.
Vorteilhafte Auswirkungen
Wie oben beschrieben, ist der Schwingungstilger 60 gemäß der dargestellten Ausführungsform auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen. Dadurch können die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Richtung der Dicke davon reduziert werden.
Zu beachten ist, dass in der dargestellten Ausführungsform der einzelne Schwingungstilger 60 auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf den einzelnen Schwingungstilger 60 beschränkt ist. Der Schwingungstilger 60 kann auf jeder Stirnfläche in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen sein. Zu beachten ist, dass der einzelne Schwingungstilger 60 vorzugsweise auf einer Stirnfläche in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, unter Berücksichtigung z.B. der Platzsituation.
(Dritte Beispiel-Ausführungsform)
Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Beispiel-Ausführungsform dadurch, dass ein Schwingungstilger 70 auf der Seitenfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung zum Reduzieren Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen ist. Die übrige Konfiguration der dargestellten Ausführungsform entspricht der ersten Beispiel-Ausführungsform. Es werden also die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Beispiel-Ausführungsform zur Darstellung äquivalenter Elemente in der nachstehenden Beschreibung verwendet.
Wie in den 11 und 12 veranschaulicht, ist der Schwingungstilger 70, der zum Reduzieren im Motorbetrieb der Biegeschwingungen (insbesondere Schwingungen einer Frequenz von etwa 1,3 kHz oder einer Frequenz von etwa 2,4 kHz) der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung in Verbindung mit Schwingungen des Kolbens 1 in Pleuelstangenlängsrichtung konfiguriert ist, auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen.
Der Schwingungstilger 70 beinhaltet ein fixiertes Teil 71, das an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung fixiert ist; ein Paar von Massenteilen 72; und eine Stütze 73, die die Massenteile 72 auf dem fixierten Teil 71 abstützt, so dass die Massenteile 72 in Pleuelstangenquerrichtung schwingen können.
In der dargestellten Ausführungsform sind das fixierte Teil 71, die Massenteile 72 und die Stütze 73 im Schwingungstilger 70 ganzheitlich aus Metall gefertigt. Das fixierte Teil 71 des Schwingungstilgers 70 ist in der Mitte der Stütze 73 des Schwingungstilgers 70 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen. Das fixierte Teil 71 hat eine rechteckige parallelflache Form. Auf der Seitenoberfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung wird das fixierte Teil 71 in der Mitte in Pleuelstangenlängsrichtung positioniert. Das fixierte Teil 71 wird mittels eines Befestigungsteils (wird nicht gezeigt) am versenkten Teil 10g, das an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen ist, befestigt und fixiert. Die Massenteile 72 des Schwingungstilgers 70 sind durch die Stütze 73 auf der Außenfläche des fixierten Teils 71 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen.
Jedes Massenteil 72 des Schwingungstilgers 70 hat eine rechteckige parallelflache Form. Die Massenteile 72 sind entsprechend an beiden Endstücken der Stütze 73 in Pleuelstangendickerichtung angebracht. Diese beiden Massenteile 72 sind außerhalb des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung angebracht. Die Stütze 73 des Schwingungstilgers 70 ist auf den Außenoberflächen der Massenteile 72 in Pleuelstangenquerrichtung angebracht.
Die Stütze 73 des Schwingungstilgers 70 erstreckt sich in rechteckiger Scheibenform in Richtung der Pleuelstange-Dicke zum Zwecke der Verbindung von jedem Massenteil 72 mit dem fixierten Teil 71 im Schwingungstilger 70. Es bildet sich ein Abstand zwischen der Innenfläche der Stütze 73 in Pleuelstangenquerrichtung und der unteren Oberfläche des versenkten Teils 10g an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung: Die Stütze 73 stützt die Massenteile 72 auf dem fixierten Teil 71 so ab, dass die Massenteile 72 in Pleuelstangenquerrichtung schwingen können.
Die Stütze 73 des Schwingungstilgers 70 entspricht einer Feder, die die Massenteile 72 abstützt, die Abmessungen jedes Massenteils 72 und der Stütze 73 sind so gewählt, dass die oben beschriebenen Biegeschwingungen reduziert sind. Streng genommen sollte die Masse der Stütze 73 berücksichtigt werden, die Masse dieser Stütze ist jedoch viel geringer als die jedes Massenteils 72, daher kann die Masse der Stütze 73 vernachlässigt werden.
Wie oben beschrieben, wird die Tendenz aufgezeigt, dass wenn der Kolben 1 auf der Pleuelstange 10 schwingt, Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und Pleuelstangenquerrichtung auftreten. Jedoch schwingt in der dargestellten Ausführungsform jedes Massenteil 72 des Schwingungstilgers 70, das an der Pleuelstange 10 vorgesehen ist, in Pleuelstangenquerrichtung in einer Phase im Wesentlichen entgegengesetzt zu derjenigen der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Querrichtung der Pleuelstange. Dies reduziert die Biegeschwingungen in Pleuelstangenquerrichtung und das Geräusch, das aus den Schwingungen resultiert, wird reduziert.
Vorteilhafte Auswirkungen
Wie oben beschrieben, ist der Schwingungstilger 70 gemäß der dargestellten Ausführungsform auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen. Dadurch können die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen einer Frequenz von etwa 1,3 kHz oder einer Frequenz von etwa 2,4 kHz) der Pleuelstange 10 in Querrichtung reduziert werden.
Zu beachten ist, dass in der dargestellten Ausführungsform nur der einzelne Schwingungstilger 70 auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen ist, die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf den einzelnen Schwingungstilger 70 beschränkt ist. Der Schwingungstilger 70 kann auf jeder Stirnfläche in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen sein. Zu beachten ist, dass der einzelne Schwingungstilger 70 vorzugsweise auf einer Stirnfläche in Pleuelstangenquerrichtung angebracht ist, unter Berücksichtigung z.B. der Platzsituation.
(Vierte Beispiel-Ausführungsform)
Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Beispiel-Ausführungsform in der Konfiguration des Schwingungstilgers 80. Die übrige Konfiguration der dargestellten Ausführungsform entspricht der zweiten Beispiel-Ausführungsform. Es werden also die gleichen Bezugszeichen wie in der zweiten Beispiel-Ausführungsform zur Darstellung äquivalenter Elemente in der nachstehenden Beschreibung verwendet.
Wie in 13 und 14 veranschaulicht, ist der Schwingungstilger 80, der zum Reduzieren im Motorbetrieb der Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von einer Frequenz von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Richtung der Pleuelstange-Dicke in Verbindung mit Schwingungen des Kolbens 1 in Pleuelstangenlängsrichtung konfiguriert ist, auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen.
Der Schwingungstilger 80 beinhaltet das fixierte Teil 81, das an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung fixiert ist; ein Paar von Massenteilen 82, das nahe einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, und die Stütze 83, die die Massenteile 82 auf dem fixierten Teil 81 so abstützt, dass die Massenteile 82 in Pleuelstangendickerichtung schwingen können.
In der dargestellten Ausführungsform sind das fixierte Teil 81, die Massenteile 82 und die Stütze 83 im Schwingungstilger 80 ganzheitlich aus Metall gefertigt. Das fixierte Teil 81 des Schwingungstilgers 80 ist in der Mitte der Stütze 83 des Schwingungstilgers 80 in Pleuelstangenlängsrichtung angebracht. Das fixierte Teil 81 hat eine rechteckige parallelflache Form. Das fixierte Teil 81 wird mittels eines Befestigungsteils (wird nicht gezeigt) am versenkten Teil 10f, das an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, befestigt und fixiert. Die Massenteile 82 des Schwingungstilgers 80 sind auf dem fixierten Teil 81 durch die Stütze 83 angebracht.
Jedes Massenteil 82 des Schwingungstilgers 80 hat eine rechteckige parallelflache Form. Die Stütze 83 des Schwingungstilgers 80 ist an den äußeren Endstücken der Massenteile 82 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und am äußeren Endstück des fixierten Teils 81 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen. Es bildet sich ein Abstand zwischen der Innenfläche jedes Massenteils 82 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und der unteren Oberfläche des versenkten Teils 10f auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung.
Die Stütze 83 des Schwingungstilgers 80 hat eine rechteckige Scheibenform in Pleuelstangenlängsrichtung zum Zwecke der Verbindung von jedem Massenteil 82 mit dem fixierten Teil 81 im Schwingungstilger 80. Es bildet sich ein Abstand zwischen der Innenfläche der Stütze 83 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und der unteren Oberfläche des versenkten Teils 10f an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung. Die Stütze 83 stützt die Massenteile 82 auf dem fixierten Teil 81 so ab, dass die Massenteile 82 in Pleuelstangendickerichtung schwingen können.
Die Stütze 83 des Schwingungstilgers 80 entspricht einer Feder, die die Massenteile 82 abstützt, die Abmessungen jedes Massenteils 82 und der Stütze 83 sind so gewählt, dass die oben beschriebenen Biegeschwingungen reduziert sind. Streng genommen sollte die Masse der Stütze 83 berücksichtigt werden, die Masse dieser Stütze ist jedoch viel geringer als die jedes Massenteils 82, daher kann die Masse der Stütze 83 vernachlässigt werden.
Wie oben beschrieben, wird die Tendenz aufgezeigt, dass wenn der Kolben 1 auf der Pleuelstange 10 schwingt, Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und Pleuelstangenquerrichtung auftreten. Jedoch schwingt in der dargestellten Ausführungsform jedes Massenteil 82 des Schwingungstilgers 80, das an der Pleuelstange 10 vorgesehen ist, in Richtung der Pleuelstange-Dicke in einer Phase, die der Phase der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Dies reduziert die Biegeschwingungen in Pleuelstangendickerichtung, und das Geräusch, das aus solchen Schwingungen resultiert, wird reduziert.
Vorteilhafte Auswirkungen
Wie oben beschrieben, ist gemäß der dargestellten Ausführungsform der Schwingungstilger 80 auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung angebracht. Dadurch können die Biegeschwingungen (insbesondere die Schwingungen von etwa 1,2 kHz) der Pleuelstange 10 in Richtung der Dicke davon reduziert werden.
Zu beachten ist, dass in der dargestellten Ausführungsform nur der einzelne Schwingungstilger 80 auf einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen ist, die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf den einzelnen Schwingungstilger 80 beschränkt ist. Der Schwingungstilger 80 kann auf jeder Stirnfläche in Pleuelstangendickerichtung vorgesehen sein. Zu beachten ist, dass der einzelne Schwingungstilger 80 vorzugsweise auf einer Stirnfläche in Pleuelstangendickerichtung angebracht ist, unter Berücksichtigung z.B. der Platzsituation.
(Beispiel)
Bei jeder der oben beschriebenen Beispiel-Ausführungsformen wurde die entsprechende Wirkung der Reduzierung der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Richtung der Dicke davon oder in Querrichtung analysiert.
Die Analysebedingungen waren wie folgt: Ein Analysemodell (Berechnungsmodell), ein Reihen-Vierzylinder mit Komponenten (Kolben, Pleuelstangen, eine Kurbelwelle, eine Riemenscheibe, ein Schwungrad, ein Zylinderkopf und ein Zylinderblock).
In der ersten Beispiel-Ausführungsform betrugen das Gewicht jedes Massenteils 52 des Schwingungstilgers 50 0,032 kg und die Federkonstante der Stütze 53 in Biegeschwingungsrichtung 1,9 × 10⁶ N/m. In der zweiten Beispiel-Ausführungsform betrugen das Gewicht des Massenteils 62 des Schwingungstilgers 60 0,020 kg und die Federkonstante der Stütze 63 in Biegeschwingungsrichtung 1,1 × 10⁶ N/m. In der dritten Beispiel-Ausführungsform betrugen das Gewicht jedes Massenteils 72 des Schwingungstilgers 70 0,010 kg und die Federkonstante der Stütze 73 in Biegeschwingungsrichtung 0,6 × 10⁶ N/m. In der vierten Beispiel-Ausführungsform betrugen das Gewicht jedes Massenteils 82 des Schwingungstilgers 80 0,010 kg und die Federkonstante der Stütze 83 in Biegeschwingungsrichtung 0,6 × 10⁶ N/m.
In der ersten, zweiten und vierten Beispiel-Ausführungsform bezog sich die Schwingung in Richtung der Pleuelstange-Dicke (in Axialrichtung der Kurbelwelle 3) im Wesentlichen auf die Mitte der Strecke zwischen dem kleinen Endstück 10a und dem großen Endstück 10b in der Pleuelstange 10 des vierten Zylinders. Die Merkmale der Schwingung in Richtung der Pleuelstange-Dicke wurden analysiert.
Ein typisches Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange 10 montiert ist, ist als Vergleichsbeispiel zur ersten, zweiten und vierten Beispiel-Ausführungsform ausgearbeitet worden. Wie in der ersten, zweiten und vierten Beispiel-Ausführungsform bezogen sich Schwingungen in Richtung der Pleuelstange-Dicke im Wesentlichen auf die Mitte der Strecke zwischen dem kleinen Endstück 10a und dem großen Endstück 10b in der Pleuelstange 10 des vierten Zylinders. Es wurden die Merkmale der Schwingungen in Richtung der Pleuelstange-Dicke analysiert.
Bei der dritten Beispiel-Ausführungsform bezogen sich die Schwingungen in Pleuelstangenquerrichtung (Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Kurbelwelle 3) im Wesentlichen auf die Mitte der Strecke zwischen dem kleinen Endstück 10a und dem großen Endstück 10b in der Pleuelstange 10 des vierten Zylinders. Es wurden die Merkmale der Schwingungen in Pleuelstangenquerrichtung analysiert.
Ein typisches Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger an der Pleuelstange 10 montiert ist, ist als Vergleichsbeispiel zur dritten Beispiel-Ausführungsform ausgearbeitet worden. Wie in der dritten Beispiel-Ausführungsform bezogen sich die Schwingungen in Pleuelstangenquerrichtung im Wesentlichen auf die Mitte der Strecke zwischen dem kleinen Endstück 10a und dem großen Endstück 10b in der Pleuelstange 10 des vierten Zylinders. Es wurden die Merkmale der Schwingungen in Pleuelstangenquerrichtung analysiert.
16 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der ersten Beispiel-Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels. Die Horizontalachse der 16 repräsentiert die Frequenz [Hz] der Schwingungen und die Vertikalachse der 16 repräsentiert das Niveau des Trägheitskoeffizienten [(mm/s²) / N] (das Gleiche gilt für 17 bis 19, die unten beschrieben sind). Die durchgezogene Linie der 16 repräsentiert die Schwingungsmerkmale der Beispiel-Ausführungsform, und die gestrichelte Linie der 16 repräsentiert die Schwingungsmerkmale des Vergleichsbeispiels (das Gleiche gilt für 17 bis 19, die unten beschrieben sind). Bei Betrachtung der 16 wurde herausgefunden, dass Schwingungen von etwa 1,2 kHz in der ersten Beispiel-Ausführungsform im Vergleich zum typischen Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger montiert ist, stärker reduziert sein können.
17 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der zweiten Beispiel-Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels. Bei Betrachtung der 17 wurde herausgefunden, dass Schwingungen von etwa 1,2 kHz in der zweiten Beispiel-Ausführungsform im Vergleich zum typischen Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger montiert ist, stärker reduziert sein können.
18 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der dritten Beispiel-Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels. Bei Betrachtung der 18 wurde herausgefunden, dass Schwingungen von etwa 1,3 kHz in der dritten Beispiel-Ausführungsform im Vergleich zum typischen Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger montiert ist, stärker reduziert sein können.
19 ist ein Schaubild der Analyseergebnisse von Schwingungsmerkmalen der vierten Beispiel-Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels. Bei Betrachtung der 19 wurde herausgefunden, dass Schwingungen von etwa 1,2 kHz in der vierten Beispiel-Ausführungsform im Vergleich zum typischen Beispiel, bei dem kein Schwingungstilger montiert ist, stärker reduziert sein können.
(Weitere Ausführungsformen)
Die Komponenten der oben beschriebenen Beispiel-Ausführungsformen können frei wählbar miteinander kombiniert werden Beispielsweise können zum Reduzieren der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Richtung der Pleuelstange-Dicke und Pleuelstangenquerrichtung der Schwingungstilger 50 der ersten Beispiel-Ausführungsform, der Schwingungstilger 60 der zweiten Beispiel-Ausführungsform oder der Schwingungstilger 80 der vierten Beispiel-Ausführungsform, zusammen mit dem Schwingungstilger 70 der dritten Beispiel-Ausführungsform vorgesehen sein.
In der zweiten Beispiel-Ausführungsform kann zum Reduzieren der Biegeschwingungen der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung der Schwingungstilger 70 (s. 11 und 12) der dritten Beispiel-Ausführungsform anstelle des Schwingungstilgers 60 vorgesehen sein. In diesem Fall ist das fixierte Teil 71 des Schwingungstilgers 70, obwohl es in der FIG. nicht gezeigt ist, durch das Befestigungsteil am oberen Endstück des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangenlängsrichtung an einer Stirnfläche des Verbindungsteils 10c der Pleuelstange 10 in Pleuelstangendickerichtung befestigt und fixiert. Die Stütze 73 des Schwingungstilgers 70 stützt die Massenteile 72 auf dem fixierten Teil 71 so ab, dass die Massenteile 72 in Pleuelstangendickerichtung schwingen können. Die Stütze 73 erstreckt sich in Querrichtung der Pleuelstange.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist die in der vorliegenden Spezifikation dargestellte Technik z.B. bei einem reziproken Drehmechanismus eines Motors, an dem eine Reduzierung bei Biegeschwingungen der Pleuelstange erforderlich ist, anwendbar.
Bezugszeichenliste

(1): Kolben
(1c): Lagernabe
(1d): Bolzenabstützloch
(2): Kolbenbolzen
(3): Kurbelwelle
(10): Pleuelstange
(10a): Kleines Endstück der Pleuelstange
(10b): Großes Endstück der Pleuelstange
(10c): Verbindungsteil der Pleuelstange
(10d): Bolzeneinsteckloch
(10e): Schafteinsteckloch
(50), (60), (70), (80): Schwingungstilger
(51), (61), (71), (81): Fixiertes Teil
(52), (62), (72), (82): Massenteil
(53), (63), (73), (83): Abstützteil

Claims

Reziproker Drehmechanismus eines Motors, der folgendes aufweist: einen Kolben (1), der für eine Hin- und Herbewegung in einem Zylinder konfiguriert ist, und eine Pleuelstange (10) zur Verbindung zwischen dem Kolben (1) und einer Kurbelwelle (3), wobei die Pleuelstange (10) ein großes Endstück (10b) mit einem Schafteinsteckloch (10e) zur Aufnahme der Kurbelwelle (3) und ein kleines Endstück (10a) mit einem Bolzeneinsteckloch (10d) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (2) zum Anschluss des Kolbens (1), und ein Verbindungsteil (10c), welches das große und das kleine Endstück (10b, 10a) verbindet, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der reziproke Drehmechanismus folgendes aufweist: einen Schwingungstilger (60), der auf einer Seitenfläche des Verbindungsteils (10c) in Richtung der Pleuelstangen-Dicke zum Reduzieren von Biegeschwingungen der Pleuelstange (10) in Pleuelstangendickerichtung angeordnet ist.
Reziproker Drehmechanismus eines Motors, der folgendes aufweist: einen Kolben (1), der für eine Hin- und Herbewegung in einem Zylinder konfiguriert ist, und eine Pleuelstange (10) zur Verbindung zwischen dem Kolben (1) und einer Kurbelwelle (3), wobei die Pleuelstange (10) ein großes Endstück (10b) mit einem Schafteinsteckloch (10e) zur Aufnahme der Kurbelwelle (3) und ein kleines Endstück (10a) mit einem Bolzeneinsteckloch (10d) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (2) zum Anschluss des Kolbens (1), und ein Verbindungsteil (10c), welches das große und das kleine Endstück (10b, 10a) verbindet, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der reziproke Drehmechanismus folgendes aufweist: einen Schwingungstilger (70), der auf einer Seitenfläche des Verbindungsteils (10c) in Pleuelstange-Querrichtung zum Reduzieren von Biegeschwingungen der Pleuelstange (10) in Pleuelstangenquerrichtung vorgesehen ist.