发动机活塞构造
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机的与用活塞销连结活塞和连杆的小端部的活塞构造相关的技术领域。
【背景技术】
[0002]一般情况是，在安装在汽车等上的发动机中，活塞和连杆的小端部用活塞销连结。具体而言，活塞销插入形成在连杆的小端部的销插孔内，连杆的小端部位于活塞销的中心轴方向中央部位。在活塞背面(与顶面相反一侧的面)的活塞销中心轴方向的两端部，夹着连杆的小端部形成有两个凸缘部，在该两个凸缘部分别形成有销支撑孔，活塞销的中心轴方向的两端部插入该销支撑孔中，由该销支撑孔对该两端部进行支撑(参照例如专利文献I)。
[0003]已知:在上述发动机中会由于由该发动机的基本构造决定的共振而产生燃烧噪音(参照例如非专利文献I)。根据非专利文献1，发动机的声音具有1.7kHz,3.3kHz,6kHz这三个峰值，其中的一个峰值(3.3kHz)是由于连杆的伸缩共振而引起的，且普遍认为该共振的振幅几乎没有降低的余地。
[0004]专利文献1:日本公开特许公报特开2004-353500号公报
[0005]非专利文献1:大塚雅也著，“柴油燃烧噪音在发动机构造中的降低方法”，汽车技术会学术讲演会预刷集N0.36-05，社团法人汽车技术会，2005年5月，P7-10 (大塚雅也著，「r< 一七'少燃焼騒音ω工y P y構造τω低減方法」，自動車技術会学術講演会前刷集N0.36-05，社团法人自動車技術会，2005年5月，ρ7_10)。
【发明内容】
[0006]-发明要解决的技术问题-
[0007]本申请发明人专心地研宄了活塞及连杆的弹性质量模型，结果搞清楚的内容如下所述。
[0008]在活塞及连杆的弹簧质量模型中，活塞、活塞销以及连杆的小端部作为一个整体相当于质点(设质量为M(单位kg))，连结连杆的小端部和大端部的连结部相当于将所述质点支撑于该大端部的弹簧(设弹簧常数为K(单位N/m))。因此，若使活塞、活塞销以及连杆的小端部为一体，活塞、活塞销以及连杆的小端部就会一体地以(1/231).(K/M)1/2Hz的共振频率(例如3kHz?4kHz)相对于连杆的大端部共振。该共振相当于在所述非专利文献I中所说的连杆的伸缩共振。
[0009]在活塞销和连杆上的销插孔之间会形成润滑油膜。该润滑油膜相当于连结活塞销和连杆的小端部的弹簧。在采用能够让活塞销相对于凸缘部及连杆的小端部二者转动的全浮动式组装方式的情况下，不仅会在活塞销和连杆上的销插孔之间形成润滑油膜，还会在活塞销和活塞凸缘部上的销支撑孔之间形成润滑油膜。该润滑油膜相当于连结活塞销和活塞的弹簧。
[0010]如果存在活塞销和连杆上的销插孔之间的润滑油膜(在全浮动式下，为该润滑油膜、以及活塞销和活塞凸缘部上的销支撑孔之间的润滑油膜)，活塞就会通过弹簧而由连杆的小端部支撑，就不会出现活塞、活塞销以及连杆的小端部一体地相对于连杆的大端部共振这样的情况。在燃烧行程(膨胀行程)以外的其它行程中，因不会有较大的力推压活塞，故所述润滑油膜存在，因此而不会发生所述共振。
[0011]另一方面，在燃烧行程中，因较大的力推压活塞，故所述润滑油膜就不存在了。其结果是，活塞、活塞销以及连杆的小端部会成为一体而相对于连杆的大端部共振。
[0012]从以上观点出发，因为在燃烧行程中活塞、活塞销以及连杆的小端部成为一体，所以为抑制该共振(降低共振频率下的振动)而能够想到使用动态吸振器。但是，仅简单地设置动态吸振器，虽然能够在燃烧行程中降低所述共振引起的噪音，但是在活塞、活塞销以及连杆的小端部不成为一体的其它行程中，噪音却会由于动态吸振器的振动而增大。
[0013]本发明的目的在于:抑制在燃烧行程中活塞、活塞销以及连杆的小端部一体地相对于连杆的大端部共振，并且抑制噪音在其它行程中增大。
[0014]-用以解决技术问题的技术方案-
[0015]为达成上述目的，在本发明中，发动机活塞构造如下所述。即，发动机活塞构造包括活塞、连杆、活塞销以及动态吸振器。该活塞在气缸内做往复运动，该连杆的小端部与所述活塞相连结且该连杆的大端部与曲轴相连结，该活塞销连结所述活塞和所述连杆的小端部且该活塞销的横截面是空心的，该动态吸振器设置在所述活塞销内部，该动态吸振器抑制在燃烧行程中所述活塞、所述活塞销以及所述连杆的小端部一体地相对于所述连杆的大端部共振。
[0016]根据上述结构，当在燃烧行程中活塞销和连杆之间的润滑油膜(全浮动式下，该润滑油膜、以及活塞销和活塞之间的润滑油膜)不存在了，活塞、活塞销以及连杆的小端部成为一体的情况下，能够利用动态吸振器抑制活塞、活塞销以及连杆的小端部一体共振。而且，因为将动态吸振器设置在活塞销上，所以在活塞销和连杆之间存在润滑油膜的情况下，亦即在进气行程、压缩行程以及排气行程中，动态吸振器的振动会由于该润滑油膜(弹簧)的存在而不会传递给连杆，也就不会出现噪音因该振动而增大的情况。而且，通过将动态吸振器设置在活塞销内部，就能够有效地利用空间，不需要增大活塞即能够达到目的。
[0017]优选，在所述发动机活塞构造中，在所述活塞销内部设置有两个所述动态吸振器，各个所述动态吸振器具有固定部、活动部以及支撑部。该固定部固定在所述活塞销上，该活动部在所述活塞销内部沿着该活塞销的中心轴方向延伸，该支撑部支撑着该活动部能够相对于所述固定部在活塞销径向上振动。两个所述动态吸振器夹着通过所述活塞销的中心轴方向的中央且垂直于该活塞销的中心轴的面分别位于该面的两侧。
[0018]这样一来，既能够简单地构成动态吸振器，又能够很容易地将动态吸振器设置在活塞销内部。通过让两个所述动态吸振器夹着通过所述活塞销的中心轴方向的中央且垂直于该活塞销的中心轴的面分别位于该面的两侧，就能够很容易地获得使该面两侧(亦即相对于连杆的小端部的活塞销中心轴方向的两侧)的重量平衡。
[0019]优选，在将两个所述动态吸振器设置在所述活塞销内部的情况下，两个所述动态吸振器的活动部的质量大致相等，两个所述动态吸振器的弹簧常数彼此不同。
[0020]因此，能够一边取得相对于通过活塞销的中心轴方向的中央且垂直于该活塞销的中心轴的面两侧(相对于连杆的小端部的活塞销中心轴方向的两侧)的重量平衡，一边在包括共振频率的较宽的频率区域降低振动。这里，因为将动态吸振器设置在活塞销内部，所以不能使动态吸振器的活动部的质量太大，因此而存在共振的抑制效果受动态吸振器的制造误差的影响而不充分大的可能性，但是只要使两个动态吸振器的弹簧常数彼此不同就能够在包括共振频率的较宽的频率区域降低振动，故即使出现动态吸振器的制造误差，也能够获得足够的共振抑制效果。
[0021]-发明的效果-
[0022]如上所述，根据本发明中的发动机活塞构造，通过将动态吸振器设置在活塞销内部，就能够抑制在燃烧行程中活塞、活塞销以及连杆的小端部一体地相对于连杆的大端部共振，从而能够降低该共振引起的噪音。并且能够抑制在其它行程中噪音由于动态吸振器的振动而增大。
【附图说明】
[0023]图1是表示采用了本发明的实施方式所涉及的活塞构造的发动机的活塞及连杆的图。
[0024]图2是沿图1中的I1-1I线剖开的剖视图。
[0025]图3是沿图1中的II1-1II线剖开的剖视图。
[0026]图4是表示活塞及连杆的弹簧质量模型的图。
[0027]图5是表示动态吸振器的变形例的相当于图3的图。
[0028]图6是表不动态吸振器的又一变形例的主要部分放大图。
[0029]图7是表示动态吸振器的另一变形例的主要部分放大图。
[0030]图8是表示在不设置动态吸振器的情况下在燃烧行程中活塞的