JP2005023882A - Oil pan structure for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のオイルパン構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関のクランクケースの下部にはオイルパンが取り付けられている。このオイルパンは潤滑油を貯留するとともに、クランクケース内のブローバイガスや潤滑油ミストの漏れを防止するという機能を担っている。
【0003】
一般的には、オイルパンは鋼板などを鍋状にプレスして形成したり、アルミニウム等の軽金属を鋳造して形成しているが、いずれの場合も薄肉に形成されている。このため、薄肉平板状の部分には、モード形状及び共振周波数が異なる多数の共振モードが存在する。
【0004】
ところで内燃機関では、筒内圧変動、運動部品の慣性力、歯車やチェーン等の伝動要素の噛み合い衝撃、吸排気弁の着座衝撃などのさまざまな周波数の加振力が発生している。このような加振力は程度の大小こそあるものの殆どすべてが機関本体からオイルパンに伝達され、加振力に対応するさまざまな膜共振モードを励起し、オイルパン周辺の空気を加振し、機関運転時の騒音を悪化させるという問題を生じる。この問題は、オイルパンの薄肉平板状部分の面積が広いほど顕著である。また、特に、オイルパンが、潤滑油を貯留するための深底部と、それ以外の浅底部とで構成されている場合には、潤滑油が常に接しているとは限らない浅底部において膜共振が顕著に励起される。
【0005】
また、内燃機関で発生する加振力の多くは周波数が回転速度に比例する。特に振幅の大きい加振力が、ある特定の回転速度において特定の膜共振モードを励起し騒音を悪化させることもある。このような現象により加速時等の過渡運転において特定の回転速度で騒音が急激に悪化し、運転者に違和感を感じさせることがあるという問題があった。
【0006】
そこで、従来はこのような問題点に鑑み、オイルパン底面(特に浅底部)にリブや段を設けて剛性を向上することで、オイルパンの振動特性を改善している(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−145426号公報
【特許文献2】
特開平9−14049号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような剛性強化を行っても、オイルパンからの騒音放射を完全になくすことは困難である。なぜならば、剛性を強化しても膜共振モードの共振周波数を高周波側へ多少移動させる程度の効果しか得られないことが多く、加振力の周波数と膜モードの共振周波数との一致する回転速度が高速側にずれる程度の効果しか得られないことが多いからである。また、内燃機関ではさまざまな周波数の加振力が発生しているので、仮に大幅に共振周波数を移動させることができたとしても、対策前とは別の種類の加振力によって新たな共振モードによる騒音悪化が発生することもある。その一方で剛性強化は重量増を招く。このように剛性強化では重量増というデメリットがある一方で期待されるメリットが得られない可能性がある。
【0009】
また、特開2001−227367や特開2002−61501で開示されているような、ピストンピンとクランクピンとの間を副リンク機構で連結し圧縮比を可変にした可変圧縮比機関が知られている。この可変圧縮比機関は、ピストンに連結するアッパリンク(第1リンク)と、クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着されるとともに、前記アッパリンクに連結するロアリンク(第2リンク)と、前記ロアリンクに連結するコントロールリンク(第3リンク)と、シリンダブロックに回転自由に支持され、回転軸に対して偏心した偏心軸部を有し、その偏心軸部に前記コントロールリンクを連結し、回転してコントロールリンクの位置を調整することで機関圧縮比を可変制御するコントロールシャフトとを備え、機関運転状態に応じてアクチュエータでコントロールシャフトを回転するものである。
【0010】
この可変圧縮比機関では、クランク軸の回転角に対するピストンの軌跡が従来の内燃機関とは異なり、従来の内燃機関よりも複雑な運動をする。換言すれば、クランク軸の1回転に対してピストンが1往復する回転1次の振動成分については従来機関と大きな差はないが、その整数倍の振動成分は従来機関よりも一般的には大きく、場合によっては小さくなる。どの次数の振動成分が増加又は減少するかはリンク類の寸法や質量特性によって変化するが、一般的には高次成分が増加する傾向にある。このように高次成分が増加した運動部品の慣性力は上述のメカニズムの通りオイルパンに伝達され、オイルパンからの騒音放射を悪化させるおそれがある。
【0011】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、オイルパンの放射騒音を低減し、特に高次の慣性加振力が悪化する副リンク式機関において大きな効果を得ることができる内燃機関のオイルパン構造を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【0013】
本発明は、シリンダ内を往復動するピストン(22)を有する内燃機関において、機関下部に配置されるオイルパン(33)と、前記オイルパン(33)の底面が膜共振する振動を伝達する機関付属部(15)と、前記オイルパン(33)及び前記機関付属部(15)に挟持され、変形によるヒステリシス減衰によってオイルパン底面に発生する振動を抑制する振動抑制部材(16)とを備えることを特徴とする。
【0014】
【作用・効果】
内燃機関では、上述のようにさまざまな周波数の加振力が発生しており、この加振力によってオイルパンの膜共振モードが励起され、騒音を発生する場合がある。本発明では、オイルパン及び機関付属部の間に、変形によるヒステリシス減衰によってオイルパン底面に発生する振動を抑制する振動抑制部材を挟持するようにしたので、特にオイルパン底面の共振を抑えることができるようになった。このため、エンジンの全回転速度域に渡って、オイルパン共振で生じる騒音を低減する効果を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
(第1実施形態)
まず最初に副リンク機構によって圧縮比を可変にした可変圧縮比機関について説明する。図1は、副リンク機構による可変圧縮比機関を示す図であり、図1(A)は圧縮比を低圧縮比に制御した場合を示し、図1(B)は圧縮比を高圧縮比に制御した場合を示す。
【0016】
可変圧縮比機関は、アッパリンク11と、ロアリンク12と、コントロールリンク13と、コントロールシャフト14とを備え、機関運転状態に応じて機関圧縮比を変更する直列4気筒機関である。
【0017】
アッパリンク(第1リンク)11は、上端側をピストンピン24によりピストン22に連結し、下端側を連結ピン25によりロアリンク12の一端に連結している。ピストン22は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック31のシリンダ31a内を往復動する。
【0018】
ロアリンク(第2リンク)12は、一端にアッパリンク11を連結し、他端にコントロールリンク13を連結する。また、ロアリンク12は、ほぼ中央の連結孔に、クランクシャフト21のクランクピン21bを挿入し、クランクピン21bを中心軸として回転する。ロアリンク12は左右の2部材に分割可能に構成されている。クランクシャフト21は、複数のジャーナル21aとクランクピン21bとを備えている。ジャーナル21aは、シリンダブロック31及びラダーフレーム32に形成されたボア部に回転自在に支持されている。クランクピン21bは、ジャーナル21aから所定量偏心しており、ここにロアリンク12が回転自在に連結している。
【0019】
コントロールリンク(第3リンク)13は、先端に連結ピン26を挿入し、ロアリンク12に回動可能に連結している。また他端にコントロールシャフト14を挿入し、このコントロールシャフト14を中心として揺動する。
【0020】
コントロールシャフト14は、回転軸に対して偏心した4ヶの偏心軸部を有しており、その偏心軸部に、コントロールリンク13をそれぞれ連結している。コントロールシャフト14は、ラダーフレーム32及びベアリングキャップ34に形成されたボア部に回転自由に支持されている。コントロールシャフト14を回転することによってコントロールリンク13の位置を調整して機関圧縮比を変更する。例えば、圧縮比を低圧縮比に制御するときは、図1(A)に示すようにコントロールシャフト14を回転してコントロールリンク13を上方向へ押し上げる。すると、ロアリンク12が反時計回りに移動し、ピストン上死点(TDC)におけるピストン22の位置が下降する。このようにして圧縮比を低圧縮比にする。また、圧縮比を高圧縮比に制御するときは、図1(B)に示すようにコントロールシャフト14を回転してコントロールリンク13を下方向へ引き下げる。すると、ロアリンク12が時計回りに移動し、ピストン上死点(TDC)におけるピストン22の位置が上昇する。このようにして圧縮比を高圧縮比にする。このコントロールシャフト14は、機関運転状態に応じてアクチュエータアセンブリ15(図2参照)によって回転させられる。
【0021】
図2は、本発明によるオイルパン構造の主要部分を示す図であり、内燃機関のクランク軸中心より下側の分解図である。図中左上方向が機関後方、右下側が機関前方である。
【0022】
本発明によるオイルパン構造の主要部分としては、ラダーフレーム32と、アクチュエータアセンブリ15と、オイルパン33とからなる。
【0023】
ラダーフレーム32は、シリンダーブロック31の下面に締結され、そのラダーフレーム32の下面にアクチュエータアセンブリ15が締結され、さらに、ラダーフレーム32及びアクチュエータアセンブリ15の下側にオイルパン33がボルトで締結される。
【0024】
ラダーフレーム32の上面にはボア部32aが形成されており、このボア部32aにクランクシャフト21のジャーナル21aが回転自由に支持される。また、ラダーフレーム32の下面にもボア部32bが形成されており、このボア部32bにコントロールシャフト14が回転自由に支持される。また、ラダーフレーム32の下面には、アクチュエータアセンブリ15が締結される。
【0025】
ここで図3を参照してアクチュエータアセンブリ15の詳細について説明する。なお、図3はアクチュエータアセンブリの単体図であり、図2に示すアクチュエータアセンブリに対して上下を反転して示す。
【0026】
アクチュエータアセンブリ15は、主にアクチュエータベースブロック15aと、駆動部15bと、ロッド15cとを有する。
【0027】
アクチュエータベースブロック15aは、ボルト8a,8b,8cによりラダーフレーム32の下面に締結される。また、アクチュエータベースブロック15aには半円状の凸部15dが形成されている。この半円凸部15dは、後述の通り、オイルパン33の半円凹部33aに配置される。また、この半円凸部15dには溝15eが形成されており、この溝15eにゴム製のガスケット16が配置される。このガスケット16はオイルパン33〜アクチュエータアセンブリ15間のシール性を確保するとともに、変形によるヒステリシス減衰によって、オイルパン底面に発生した振動を吸収して小さく抑制する振動抑制部材である。このようにオイルパン振動を抑制するので、オイルパンの騒音を低減することができる。
【0028】
駆動部15bは、モータ及び減速機を有し、アクチュエータベースブロック15aの内部に存在する送りねじを回転してロッド15cを長手方向(図中矢印方向)に伸縮する。ロッド15cの前端15fにはコントロールシャフト14が連結され、ロッド15cの伸縮によってコントロールシャフト14を回転する。
【0029】
再び図2に戻り説明を続ける。
【0030】
オイルパン33は、浅底部及びオイル貯留深底部で構成される。なお、図2には浅底部のみを図示し、オイル貯留深底部は省略してある。
【0031】
オイルパン33の浅底部は、天地に比較的浅く形成されており、機関下面のガス及びオイルのシール性を確保した状態でカバーする機能を担い、オイル貯留深底部はその内部にオイルを貯留する機能を担っている。本実施形態では、オイルパン33の浅底部はアルミオイルパンで構成し、オイル貯留深底部は板金オイルパンで構成する。
【0032】
オイルパン33の上縁面33bは平面に加工されており、ラダーフレーム32の下面と接しており、複数の締結部分33cでボルト締結される。
【0033】
なお、ラダーフレーム32の下面及びオイルパン上縁面33bには液状ガスケットが塗布され、ガス及びオイルのシール性を確保しつつ、ボルトに正規の軸力がかけられた状態においては金属部材を直接ボルト締結したのに準じる剛な結合状態が得られる。
【0034】
また、オイルパン33の側壁部の一部は、半円形にえぐられた形状をしている。この半円凹部33aの深さは、オイルパン側壁部の高さとほぼ同一である。すなわち、半円凹部33aの最下点33dは、オイルパン33の底部(浅底部)33eとほぼ同じ高さに存在する。この半円凹部33aは、アクチュエータベースブロック15aの半円凸部15dと当接する。半円凹部33aと、アクチュエータベースブロックの半円凸部15dとは、その間にゴム製のガスケット16を挟持する。ガスケット16は半円凸部15dの溝15eに配置され、アクチュエータアセンブリ15とオイルパン33とで挟まれて上下方向に若干圧縮された状態で組みつけられる。
【0035】
オイルパン33の半円凹部33aとアクチュエータベースブロック15aの半円凸部15dとの間には、設計値通りに組み付けてもクリアランスが存在するようになっており、両者が微視的には相対変形が許容される比較的柔軟な締結状態になっている。変形が発生し両半円部の間のクリアランスが変化した場合は、ガスケット16の締め代がクリアランス変化に追従して変形することにより常にシール性が確保されている。なお、オイルパン33とアクチュエータベースブロック15aとは2箇所の締結部8d(図3参照)で締結される。
【0036】
また、ガスケット16は、両端16aの周囲に液状ガスケットが塗布されて組み付けられており、ガスケット角部でのシール性が確保されている。またガスケットは、角部のある形状であるとシール性の確保が難しくなるが、本実施形態ではガスケット16の形状を半円形にしたので、万一組み付け位置がバラついても確実にシール性を確保することができる。
【0037】
次に図4を参照しながら本実施形態の効果について説明する。
【0038】
図4は、オイルパン浅底部を下側から見た図であり、図中左側が機関前方である。
【0039】
オイルパン浅底部の底面には、平底部33eと、前方に不図示のオイル貯留深底部が締結されるフランジ33fと、そのオイル貯留深底部にオイルを落とすための開口33gが形成されている。
【0040】
オイルパンは薄肉で形成されており、特に平底部33eは面積が広いので膜共振を発生しやすい。典型的な膜共振モードの等高線をプロットすると41のようになる。
【0041】
共振モードの腹の位置は、オイルパン33の片方の側壁に形成された半円凹部33aの大きさによって移動する。すなわち、例えば、半円凹部が形成されておらず、両方の側壁部を機関本体にボルト締結する一般的なオイルパンであれば、オイルパン平底部の前後方向及び幅方向の中心である位置42付近が共振モードの腹となる。ところが、本実施形態では、半円凹部33aは、その深さがオイルパン側壁部の高さとほぼ同一になるように形成されているので、オイルパン半円凹部の最下点33dも振動する。この場合、共振モードの腹の位置は、オイルパン浅底部の長手方向の中心付近でありかつ幅方向の中心から半円凹部側に移動した位置43になる。このように共振モードの腹の位置は、オイルパンの片方の側壁に形成された半円凹部33aの大きさによって移動する。
【0042】
本実施形態では、オイルパン33の共振モードの腹の位置43の近くに半円凹部33aを形成し、また、その半円凹部33aの深さを、オイルパン側壁部の高さとほぼ同一にした。このようにしたので、共振モードの腹の位置43を半円凹部33aに近づけることができ、また、オイルパン半円凹部の最下点33dの振動量を膜共振モードの頂点付近の振動量とほぼ同じ大きさにすることができた。そして、オイルパン33の半円凹部33aとアクチュエータベースブロック15aの半円凸部15dとの間にガスケット16を配置するので、オイルパン33の振動をガスケット16の変形によるヒステリシス減衰によって吸収することができ、オイルパン33から放射される騒音を低減する効果を大きくすることができた。ここで、例えば半円凹部33aの深さが側壁高さの半分程度である場合を考えると、半円凹部33aと浅底部との間に残された高さ半分の側壁が膜変形を抑制する補強リブとして作用してしまい、オイルパン半円凹部の最下点33dの振動量が小さくなるので、上記のようなガスケット16による振動減衰効果は小さくなってしまう。しかし、本実施形態では、上述のように半円凹部33aの深さをオイルパン側壁部の高さとほぼ同一にしたので、大きな効果を得ることができる。
【0043】
なお、機関前方側にオイル貯留深底部を有する一般的な直列4気筒の乗用車用機関においては、オイルパン浅底部の機関前後方向の中心位置は、前方から3番目のバルクヘッド32c(図2参照)と4番目のバルクヘッド32d(図2参照)との間に存在する。そこで、オイルパン半円凹部の最下点33dを、3番目のバルクヘッド32cと4番目のバルクヘッド32dとの間に形成し、そこにアクチュエータアセンブリ15を配置し、ガスケット16でオイルパン33の振動エネルギを吸収するようにするとよい。
【0044】
なお、共振周波数が変化すると、オイルパン浅底部の共振モードの形状も変化するが、一般的に剛に締結された部位から離れた位置において大きな変形を生じる傾向があるので、異なる周波数においてもオイルパン浅底部の位置43付近の変形が大きくなり同様の振動減衰効果を得ることができる。
【0045】
本実施形態によれば、オイルパン33の共振モードの腹の位置43の近くに半円凹部33aを形成し、また、その半円凹部33aの深さを、オイルパン側壁部の高さとほぼ同じにした。このようにしたので、共振モードの腹の位置を半円凹部に近づけることができ、また、オイルパン半円凹部の最下点33dの振動量が膜共振モードの頂点付近の振動量とほぼ同じ大きさにすることができた。そして、オイルパン33の半円凹部33aとアクチュエータベースブロック15aの半円凸部15dとの間にガスケット16を配置するので、オイルパン33の振動をガスケット16の変形によるヒステリシス減衰によって吸収することができ、オイルパン33から放射される騒音を低減する効果を大きくすることができた。
【0046】
(第2実施形態)
図5は本発明によるオイルパン構造の第2実施形態を示す図であり、機関の最も前方側の気筒中心付近で切断して機関前方側から見た断面図である。また図6は締結ボルト付近の拡大図である。
【0047】
なお、以下に示す各実施形態では、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【0048】
本実施形態の基本構成は第1実施形態と同様であるが、アクチュエータベースブロック15aとオイルパン33との間の締結方法とシール方法が異なる。すなわち、第1実施形態では、半円凸部15dの内側で、アクチュエータベースブロック15aとオイルパン33とを締結しているが、本実施形態では外側で締結している。
【0049】
図6に示すように、締結部にはボルト51及びカラー52があり、カラー52の上面52aはアクチュエータベースブロック15aに設けられた座面と剛に接触し、下面52bはボルト座面からの圧縮荷重を受ける。カラー52及びオイルパン33は、その間にゴム製の防振ワッシャ53を挟持する。また、アクチュエータベースブロック15a及びオイルパン33は、上記第1実施形態と同様に、その間にガスケット16を挟持する。このようにオイルパン33は、上面及び下面をそれぞれガスケット16及び防振ワッシャ53で挟まれ、アクチュエータベースブロック15aから防振された状態で締結されている。
【0050】
本実施形態では、第1実施形態のようにボルト8dでアクチュエータベースブロック15a及びオイルパン33を締結する場合に比べて、アクチュエータベースブロック15a及びオイルパン33の結合剛性が低くなる。そのため、アクチュエータアセンブリ上で発生した加振力がオイルパン33に伝達することを防止することができる。
【0051】
また、ボルトとガスケット16の位置関係が第1実施形態とは逆であり、ガスケット16をオイルパン共振の最大変位部43に近い位置にガスケット16を配置することことになるので、ガスケット16の変形によるオイルパン振動の減衰効果をより顕著に得ることができる。
【0052】
(第3実施形態)
図7は本発明によるオイルパン構造の第3実施形態を示す図であり、機関の最も前方側の気筒中心付近で切断して機関前方側から見た断面図である。
【0053】
本実施形態の基本構成は第1実施形態と同様であるが、オイルパン33及びアクチュエータベースブロック15aは、第1にオイルパンの幅方向の中心位置62付近においてその間にゴム製のブロック60を挟持している点、第2にガスケットを介さずに直接接触している点、第3に半円部の外側で締結されている点が異なる。
【0054】
なお、オイルパン33及びアクチュエータベースブロック15aは、その接触面(半円部)に液状ガスケットが塗布されてシール可能に、またラダーフレーム32及びオイルパン33の結合部と同程度に剛に結合されている。
【0055】
図8はゴムブロックを示す斜視図である。ゴムブロック60は略直方体形状に形成されており(図8)、図7に示すように、長手方向を機関長手方向、すなわちクランク軸とほぼ平行に配置される。ゴムブロック60の底面はほぼ平面に形成され、上面には溝部61が2箇所形成されている。溝部61の間隔はアクチュエータベースブロックの腕部(図3の15h)の間隔と同一である。またゴムブロック60の底面から溝部61までの高さは、アクチュエータベースブロック腕部15hからオイルパン浅底部までの間隔より若干長く形成されている。ゴムブロック60はオイルパン浅底部とアクチュエータベースブロック腕部15hとの間に圧縮されつつ挟持されることで所定の位置に保持されて取り付けられる(図7参照)。
【0056】
本実施形態では、オイルパン33は、アクチュエータベースブロック15aに剛に締結されているので、オイルパン浅底部の最低次の振動モードの最大変位部(共振モードの腹の位置)は、第1実施形態、第2実施形態の場合とは異なって、オイルパン浅底部の機関長手方向の中心部、かつ幅方向の中心部に位置する。本実施形態では、この振動モードの最大変位部にゴムブロック60を配置した。このように振動モードの最大変位部にゴムブロック60を配置すれば、オイルパン浅底部の膜共振は、このゴムブロックの変形に伴うヒステリシスによって減衰する。
【0057】
また、オイルパン膜振動の周波数が高周波側に移動して振動モードの形状が変化した場合であっても、機関本体と剛に締結されている側壁部から離れた幅方向の中心付近18が振動モードの腹になる可能性が高い。したがって、この場合もゴムブロック60がオイルパン膜共振を減衰する効果が得られる。
【0058】
なお、振動モードの腹の位置が機関長手方向に移動した場合であっても、ゴムブロック60が機関長手方向に長く配置されているので、幅広い周波数領域においてゴムブロック60による減衰効果を得ることができる。
【0059】
また、オイルパン浅底部に落下したオイルは機関後方から前方に向かって流れてオイル貯留深底部に落下すればよいので、機関長手方向に長く構成されたゴムブロック60がオイルパン内のオイルの流れを妨げることはない。
【0060】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【0061】
例えば、上記実施形態では、特にオイルパン放射騒音の低減効果の大きい副リンク式機関を例示して説明したが、複リンクを持たない通常の機関であっても、オイルパン放射騒音の低減効果を得ることができる。
【0062】
また、上記実施形態では、直列4気筒機関の場合で説明したが、さまざまな内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】副リンク機構による可変圧縮比機関を示す図
【図2】本発明によるオイルパン構造の主要部分を示す図
【図3】アクチュエータアセンブリの単体図
【図4】オイルパン浅底部を下側から見た図
【図5】本発明によるオイルパン構造の第2実施形態を示す図
【図6】締結ボルト付近の拡大図
【図7】本発明によるオイルパン構造の第3実施形態を示す図
【図8】ゴムブロックを示す斜視図
【符号の説明】
11 アッパリンク(第1リンク)
12 ロアリンク(第2リンク)
13 コントロールリンク(第3リンク)
14 コントロールシャフト
15 アクチュエータアセンブリ
15a アクチュエータベースブロック
15b 駆動部
15c ロッド
15d 半円凸部
15e 溝
16 ガスケット
21 クランクシャフト
21a ジャーナル
21b クランクピン
31 シリンダブロック
32 ラダーフレーム
33 オイルパン
33a 半円凹部
33d 最下点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil pan structure for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
An oil pan is attached to the lower part of the crankcase of the internal combustion engine. This oil pan has a function of storing lubricating oil and preventing leakage of blow-by gas and lubricating oil mist in the crankcase.
[0003]
In general, the oil pan is formed by pressing a steel plate or the like into a pan shape or by casting a light metal such as aluminum. In either case, the oil pan is formed thin. For this reason, a thin flat plate portion includes a large number of resonance modes having different mode shapes and resonance frequencies.
[0004]
By the way, in an internal combustion engine, excitation forces of various frequencies such as in-cylinder pressure fluctuation, inertial force of moving parts, meshing impact of transmission elements such as gears and chains, and seating impact of intake and exhaust valves are generated. Almost all of such excitation force is transmitted to the oil pan from the engine body, excites various membrane resonance modes corresponding to the excitation force, and excites the air around the oil pan, This causes a problem of worsening noise during engine operation. This problem becomes more prominent as the area of the thin flat plate portion of the oil pan is larger. In particular, when the oil pan is composed of a deep bottom portion for storing lubricating oil and other shallow bottom portions, the membrane resonance at the shallow bottom portion where the lubricating oil is not always in contact. Is significantly excited.
[0005]
Further, most of the exciting force generated in the internal combustion engine has a frequency proportional to the rotational speed. In particular, an excitation force having a large amplitude may excite a specific membrane resonance mode at a specific rotation speed and worsen the noise. Due to such a phenomenon, there has been a problem that the noise suddenly deteriorates at a specific rotational speed during transient operation such as acceleration, and the driver may feel uncomfortable.
[0006]
Therefore, conventionally, in view of such problems, the vibration characteristics of the oil pan are improved by providing ribs and steps on the bottom surface of the oil pan (especially the shallow bottom portion) to improve rigidity (for example, Patent Document 1). , See Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-145426 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-14049
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to completely eliminate noise emission from the oil pan even if the rigidity is enhanced as described above. This is because even if the rigidity is strengthened, it is often possible to obtain only the effect of moving the resonance frequency of the membrane resonance mode slightly to the high frequency side, and the rotational speed at which the frequency of the excitation force matches the resonance frequency of the membrane mode. This is because it is often possible to obtain only the effect of shifting to the high speed side. In addition, since the internal combustion engine generates excitation forces of various frequencies, even if the resonance frequency can be moved significantly, a new resonance mode is generated by another type of excitation force different from that before the countermeasure. Noise deterioration may occur. On the other hand, rigidity enhancement causes an increase in weight. As described above, the rigidity enhancement has a demerit of an increase in weight, but there is a possibility that an expected merit cannot be obtained.
[0009]
There are also known variable compression ratio engines, such as those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-227367 and 2002-61501, in which a piston pin and a crank pin are connected by a sub-link mechanism to make the compression ratio variable. The variable compression ratio engine includes an upper link (first link) connected to a piston, a lower link (second link) connected to the upper link, and a lower link connected to the upper link. A control link (third link) connected to the lower link and an eccentric shaft portion that is supported rotatably by the cylinder block and eccentric with respect to the rotation shaft. The control link is connected to the eccentric shaft portion and rotated. And a control shaft that variably controls the engine compression ratio by adjusting the position of the control link, and the control shaft is rotated by an actuator in accordance with the engine operating state.
[0010]
In this variable compression ratio engine, the piston trajectory with respect to the rotation angle of the crankshaft is different from the conventional internal combustion engine and moves more complicated than the conventional internal combustion engine. In other words, the rotational primary vibration component in which the piston makes one reciprocation with respect to one rotation of the crankshaft is not significantly different from that of the conventional engine, but the integral multiple of the vibration component is generally larger than that of the conventional engine. In some cases, it becomes smaller. Which order of vibration component increases or decreases varies depending on the dimensions and mass characteristics of the links, but generally, higher-order components tend to increase. As described above, the inertial force of the moving part with higher order components is transmitted to the oil pan as described above, and noise emission from the oil pan may be deteriorated.
[0011]
The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, and can reduce the radiation noise of the oil pan, and can obtain a great effect particularly in a sub-link engine in which higher-order inertia excitation force is deteriorated. An object of the present invention is to provide an oil pan structure for an internal combustion engine.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
[0013]
The present invention relates to an internal combustion engine having a piston (22) that reciprocates in a cylinder, and an oil pan (33) disposed in the lower part of the engine and an engine that transmits vibrations in which the bottom surface of the oil pan (33) undergoes membrane resonance. An attachment portion (15), and a vibration suppressing member (16) that is sandwiched between the oil pan (33) and the engine attachment portion (15) and suppresses vibration generated on the bottom surface of the oil pan due to hysteresis attenuation due to deformation. It is characterized by.
[0014]
[Action / Effect]
In the internal combustion engine, an exciting force having various frequencies is generated as described above, and the membrane resonance mode of the oil pan is excited by this exciting force, and noise may be generated. In the present invention, the vibration suppression member that suppresses the vibration generated on the bottom surface of the oil pan due to the hysteresis attenuation due to deformation is sandwiched between the oil pan and the engine accessory portion. I can do it now. For this reason, the effect which reduces the noise which arises by oil pan resonance over the whole engine speed range can be acquired.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a variable compression ratio engine in which the compression ratio is made variable by the sub-link mechanism will be described. FIG. 1 is a diagram showing a variable compression ratio engine with a sub-link mechanism. FIG. 1 (A) shows a case where the compression ratio is controlled to a low compression ratio, and FIG. 1 (B) shows that the compression ratio is made high. Indicates the case of control.
[0016]
The variable compression ratio engine is an in-line four-cylinder engine that includes an
[0017]
The upper link (first link) 11 has an upper end connected to the
[0018]
The lower link (second link) 12 connects the
[0019]
The control link (third link) 13 has a connecting
[0020]
The
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing the main part of the oil pan structure according to the present invention, and is an exploded view below the center of the crankshaft of the internal combustion engine. In the figure, the upper left direction is the engine rear, and the lower right side is the engine front.
[0022]
The main part of the oil pan structure according to the present invention includes a
[0023]
The
[0024]
A
[0025]
Details of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
Returning to FIG. 2 again, the description will be continued.
[0030]
The
[0031]
The shallow bottom portion of the
[0032]
The
[0033]
A liquid gasket is applied to the lower surface of the
[0034]
Further, a part of the side wall portion of the
[0035]
There is a clearance between the semicircular
[0036]
Further, the
[0037]
Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0038]
FIG. 4 is a view of the shallow bottom of the oil pan as viewed from below, and the left side in the drawing is the front of the engine.
[0039]
A
[0040]
The oil pan is formed with a thin wall, and the
[0041]
The position of the antinode of the resonance mode moves depending on the size of the
[0042]
In the present embodiment, the
[0043]
In a general in-line 4-cylinder passenger car engine having an oil storage deep bottom at the front side of the engine, the center position of the oil pan shallow bottom in the front-rear direction of the engine is the
[0044]
As the resonance frequency changes, the shape of the resonance mode at the shallow bottom of the oil pan also changes, but generally there is a tendency to cause a large deformation at a position away from the rigidly fastened part. The deformation in the vicinity of the
[0045]
According to the present embodiment, the
[0046]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the oil pan structure according to the present invention, which is a cross-sectional view taken from the front side of the engine by cutting near the frontmost cylinder center of the engine. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the fastening bolt.
[0047]
In each embodiment described below, the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and redundant descriptions are omitted as appropriate.
[0048]
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the fastening method and the sealing method between the
[0049]
As shown in FIG. 6, the fastening portion has a
[0050]
In the present embodiment, compared to the case where the
[0051]
Further, the positional relationship between the bolt and the
[0052]
(Third embodiment)
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the oil pan structure according to the present invention, and is a cross-sectional view taken from the front side of the engine by cutting near the frontmost cylinder center of the engine.
[0053]
Although the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, the
[0054]
The
[0055]
FIG. 8 is a perspective view showing a rubber block. The
[0056]
In the present embodiment, since the
[0057]
Further, even when the frequency of the oil pan film vibration moves to the high frequency side and the shape of the vibration mode changes, the vicinity of the center 18 in the width direction away from the side wall portion rigidly fastened to the engine body vibrates. There is a high possibility of becoming a belly of the mode. Therefore, also in this case, the effect that the
[0058]
Even when the position of the antinode of the vibration mode moves in the engine longitudinal direction, the
[0059]
Further, since the oil that has fallen to the shallow bottom of the oil pan may flow from the rear to the front of the engine and fall to the deep bottom of the oil reservoir, the
[0060]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.
[0061]
For example, in the above embodiment, the sub-link type engine that has a particularly large effect of reducing the oil pan radiated noise has been described as an example, but the effect of reducing the oil pan radiated noise can be achieved even in a normal engine having no multiple links. Obtainable.
[0062]
In the above embodiment, the case of an in-line four-cylinder engine has been described. However, the present invention can be applied to various internal combustion engines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a variable compression ratio engine with a sub-link mechanism. FIG. 2 is a view showing a main part of an oil pan structure according to the present invention. FIG. 3 is a single view of an actuator assembly. FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the oil pan structure according to the present invention. FIG. 6 is an enlarged view near the fastening bolt. FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the oil pan structure according to the present invention. [Fig. 8] Perspective view showing rubber block [Explanation of symbols]
11 Upper link (first link)
12 Lower link (second link)
13 Control link (3rd link)
14
Claims (10)
機関下部に配置されるオイルパンと、
前記オイルパンの底面が膜共振する振動を伝達する機関付属部と、
前記オイルパン及び前記機関付属部に挟持され、変形によるヒステリシス減衰によってオイルパン底面に発生する振動を抑制する振動抑制部材と、
を備えることを特徴とする内燃機関のオイルパン構造。In an internal combustion engine having a piston that reciprocates in a cylinder,
An oil pan located at the bottom of the engine,
An engine accessory that transmits vibrations in which the bottom of the oil pan resonates;
A vibration suppressing member that is sandwiched between the oil pan and the engine accessory and suppresses vibration generated on the bottom surface of the oil pan due to hysteresis attenuation due to deformation;
An oil pan structure for an internal combustion engine, comprising:
前記ピストンに連結する第1リンクと、
クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着されるとともに、前記第1リンクに連結する第2リンクと、
前記第2リンクに連結する第3リンクと、
シリンダブロックに回転自由に支持され、回転軸に対して偏心した偏心軸部を有し、その偏心軸部に前記第3リンクを連結し、回転して前記第3リンクの位置を調整することで機関圧縮比を可変制御するコントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトを機関運転状態に応じて回転するアクチュエータと、
を備える可変圧縮比機関であって、
前記機関付属部は前記アクチュエータであり、
前記振動抑制部材は、前記オイルパン及び前記アクチュエータに挟持され、オイルパン底面に発生する振動を抑制する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のオイルパン構造。The internal combustion engine
A first link connected to the piston;
A second link that is rotatably mounted on a crankpin of a crankshaft and is connected to the first link;
A third link connected to the second link;
By having an eccentric shaft portion that is freely supported by the cylinder block and is eccentric with respect to the rotation shaft, and connecting the third link to the eccentric shaft portion and rotating to adjust the position of the third link. A control shaft that variably controls the engine compression ratio;
An actuator for rotating the control shaft in accordance with an engine operating state;
A variable compression ratio engine comprising:
The engine accessory is the actuator;
The vibration suppression member is sandwiched between the oil pan and the actuator, and suppresses vibration generated on the bottom surface of the oil pan.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to claim 1.
前記アクチュエータは、前記オイルパン側壁の凹部に挿通され、
前記振動抑制部材は、前記オイルパン側壁の凹部及び前記アクチュエータの間に挟持されている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関のオイルパン構造。The oil pan forms a recess in the side wall at a position including at least an intersection of a straight line and a side wall that passes through the center position in the longitudinal direction and the width direction of the bottom surface to be orthogonal to the side wall,
The actuator is inserted into the recess of the oil pan side wall,
The vibration suppressing member is sandwiched between the recess of the oil pan side wall and the actuator,
3. An oil pan structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
前記オイルパン側壁の凹部の中心を通るオイルパン側壁の法線が、3番バルクヘッド及び4番バルクヘッドの間にあり、
前記アクチュエータのクランクシャフト方向の取付中心が、3番バルクヘッド及び4番バルクヘッドの間にある、
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のオイルパン構造。The internal combustion engine is an in-line four cylinder,
The normal of the oil pan side wall passing through the center of the recess of the oil pan side wall is between the No. 3 bulkhead and the No. 4 bulkhead,
The center of attachment of the actuator in the crankshaft direction is between the No. 3 bulkhead and No. 4 bulkhead.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to claim 3.
前記アクチュエータのオイルパン挿通部分は、半円状の凸部であり、
前記振動抑制部材は、前記オイルパン側壁の凹部及び前記アクチュエータの凸部で挟持される半円弧状の弾性部材である、
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の内燃機関のオイルパン構造。The recess of the oil pan side wall is a semicircular recess,
The oil pan insertion part of the actuator is a semicircular convex part,
The vibration suppressing member is a semicircular arc-shaped elastic member that is sandwiched between a concave portion of the oil pan side wall and a convex portion of the actuator.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, characterized in that
ことを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の内燃機関のオイルパン構造。The vibration suppressing member is a gasket that seals between the oil pan and the actuator.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 5, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項3から請求項6までのいずれか1項に記載の内燃機関のオイルパン構造。The recess of the oil pan side wall has the lowest point reaching the bottom of the oil pan.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 6, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項3から請求項7までのいずれか1項に記載の内燃機関のオイルパン構造。The oil pan is supported on the actuator so as to be relatively displaceable outside the vibration suppressing member.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 7, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
前記振動抑制部材は、前記オイルパン及び前記機関付属部で挟持される、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関のオイルパン構造。The vibration suppressing member is disposed so as to pass at least the center position in the longitudinal direction and the width direction of the bottom surface of the oil pan,
The vibration suppressing member is sandwiched between the oil pan and the engine accessory.
3. An oil pan structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の内燃機関のオイルパン構造。The oil pan has a deep bottom portion for storing oil and a shallow portion other than that, and the bottom surface of the oil pan is a bottom surface of the shallow portion.
The oil pan structure for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the oil pan structure is an internal combustion engine.
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