JPH0637916B2 - 車両のv型エンジン - Google Patents

車両のv型エンジン

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JPH0637916B2
JPH0637916B2 JP59073708A JP7370884A JPH0637916B2 JP H0637916 B2 JPH0637916 B2 JP H0637916B2 JP 59073708 A JP59073708 A JP 59073708A JP 7370884 A JP7370884 A JP 7370884A JP H0637916 B2 JPH0637916 B2 JP H0637916B2
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JP
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crank
cylinders
cylinder
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inertial force
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和之 塩見
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Yamaha Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/225Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement having two or more crankshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/264Rotating balancer shafts

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、エンジン駆動による振動の軽減を図る車両
のV型エンジンに関するものである。
(従来技術) 例えば、自動二輪車においては、出力軸の回転方向に所
定の間隔を置いて気筒が、それぞれ垂直方向に対し略同
角度になるように対向して傾斜して配設されたものがあ
る。そして、この気筒にはそれぞれ独立のクランク軸が
備えられ、この2軸のクランク軸は減大ギヤを介して前
記出力軸に連結され、クランク軸の回転力が出力軸に伝
達され、これにより回転動力を取り出すようにしてい
る。
近年、エンギンの高速化、車体の軽量化が進む中で、こ
の種のエンジンにおいては、ピストンの往復運動部分に
よる慣性力及び慣性偶力による振動が大きくなる傾向に
ある。このため、種々のタイプのバランサーを設けてエ
ンジンの駆動による振動を打消し、快適な乗り心地を得
るようにしている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、この種のバランサーは、振動のバランスを取
るためのオモリであり、機構的に重く複雑になるし、そ
れを駆動するためのエネルギーロスがあるので、本来的
に好ましいものではない。このため、バランサーを用い
ないで、ピストンの往復運動部分の慣性力及び慣性偶力
による振動を防止することが要望されている。
この発明は、このような実情に鑑みなされたもので、バ
ランサーを用いない簡単な構造で、エンジンの往復運動
部分によって生じる慣性力及び慣性偶力を打消して振動
の軽減を図る車両のV型エンジンを提供することを目的
としている。
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために、この発明は、出力軸の回転
方向に所定の間隔を置いて気筒が対に配設され、この両
気筒は所定の挟角で対向して傾斜しており、かつ気筒に
備えられたそれぞれ独立のクランク軸は、各々のクラン
ク軸が同方向に回転するように出力軸に連結される車両
のV型エンジンにおいて、前記クランク回転方向前側に
位置する気筒とクランク回転方向後側に位置する気筒の
クランク位相の相対角を、クランク回転方向前側気筒が
後側気筒に対し略πから前記挟角の2倍分遅れる角度に
設定し、かつクランク回転方向前側の気筒のクランク
は、バランスウエイトをクランクピンの対称位置から非
回転方向に挟角の1/2偏位して設け、一方前記クラン
ク回転方向前側に位置する気筒のクランクには、バラン
スウエイトをクランクピンの対称位置から回転方向に同
様に挟角の1/2偏位して設けたことを特徴としてい
る。
[実施例] 以下、この発明の車両のV型エンジンの実施例を添付図
面に基づいて詳細に説明する。
第1図はこの発明の2サイクルエンジンの概略図、第2
図はつり合状態を示す説明図である。
第1図及び第2図において、符号1は右気筒、2は左気
筒で、出力軸3の回転方向Aに所定の間隔を置いて配設
されている。この右気筒1と左気筒2気筒は、それぞれ
ピストン4,5、コンロッド6,7及びクランク軸8,
9が備えられている。
そして、ピストン4,5の上下運動によりクランク軸
8,9はそれぞれ矢印B方向へ回転し、その回転力はク
ランク軸8,9から減大ギヤ10を矢印A方向に回転
し、出力軸3から取り出されるように構成されている。
前記クランク回転方向前側の右気筒1は垂直方向の線L
1に対して右方向に略角度α、一方クランク回転方向後
側の左気筒2は垂直方向の線L2に対して左方向に略角
度αだけ傾いており、両気筒1,2は挟角2αに設定さ
れている。
そして、右気筒1のクランクピン11と、左気筒2のク
ランクピン12とのクランク位相差は角度2βに設定さ
れている。
ここで、両気筒1,2の挟角2αとクランク位相差の角
度2βとの関係は、次のように設定されている。
2α+2β+2α=π±2nπ (n=0,±1・・・) よって、 2α+β=(π/2)±nπ・・・(1) そして、右気筒1にはクランクピン11と対称位置から
略角度αだけ非回転方向へ偏位した位置にバランスウエ
イト13が設けられている。
これに対して、左気筒2にはクランクピン12と対称位
置から略角度αだけ回転方向へ偏位した位置にバランス
ウエイト14が設けられている。
次に、この実施例の振動が防止される作動を第2図に基
づいて説明する。
エンジンの駆動により右気筒1及び左気筒2のクランク
軸8,9は矢印A方向にそれぞれ回転する。
このときの各気筒1,2の往復運動部によって働く慣性
力は、往復運動部分の全質量をmとし、クランク半径を
r、クランク回転角度をωt、λ=r/ とすると、慣
性力Fは、 F=mrω2{cosωt+(1/λ)cos2 ωt}・・・(2) で表される。なお、 はコンロッドの長さを表わしてい
る。
前記式(2)より、一次慣性力はmrω2cosωt
で、二次慣性力はmrω2(1/λ)cos2ωtで示
される。
また、前記バランスウエイト13,14の質量は、略m
cosαに設定されている。
ここで、二次慣性力は一次慣性力の1/4位の振幅で発
生し小さいため、一次慣性力について検討する。
第2図に示すように任意の位置ωtにおける左気筒2に
おいては、往復運動による上方向の慣性力F1=mrω
2cos(ωt+α)が生じており、この慣性力F1は
F1x成分とF1y成分に分離される。また、バランス
ウエイト14の非対称クランクバランスによる下方向の
慣性力F2=mrω2cosαが生じており、この慣性
力F2もF2x成分とF2y成分に分離される。
そして、往復運動による上方向の慣性力F1のF1x成
分と、非対称クランクバランスによる下方向の慣性力F
2のF2x成分はつり合って打消され、それぞれのF1
y,F2y成分による合成力T1=mrω2cos(ω
t+2α)が垂直線L2に対して直交し、右気筒1と反
対方向に発生する。
一方、右気筒1においては、往復運動による下方向の慣
性力F3=mrω2cos(ωt−α−2β)が生じて
おり、この慣性力F3はF3x成分とF3y成分に分離
される。また、バランスウエイト13の非対称クランク
バランスによる上方向の慣性力F4=mrω2cosα
が生じており、この慣性力F4もF4x成分とF4y成
分に分離される。
そして、往復運動による下方向の慣性力F3のF3x成
分と、非対称クランクバランスによる上方向の慣性力F
4のF4x成分はつり合って打消され、それぞれのF3
y,F4y成分による合成力T2が垂直線L2に対して
直交し、左気筒2と反対方向に発生している。
前記左気筒2の合成力T1はmrω2cos(ωt+2
α)と、右気筒2の合成力T2はmrω2cos(ωt
−2α−2β−π)である。この合成力T2はmrω2
cos(ωt−2α−2β−π)に、前記(1)式2α
+β=π/2を代入すれば、T2=mrω2cos(ω
t+2α)となる。
このように、クランク軸8,9の回転に対応して合成力
T1と、合成力T2とは同じ大きさで、しかも常に反対
方向に現われ、左気筒1と右気筒2の一次慣性力及び慣
性偶力はバランスウエイト13,14の角度偏位が挟角
の1/2に相当するからつり合う。
第3図は他の実施例を示すもので、右気筒1と左気筒2
とを略水平にして対向させたものである。
この場合においては、気筒1,2の傾斜角α=π/2
で、右気筒1のクランク軸8のクランクピン11と、左
気筒2のクランク軸9のクランクピン12とのクランク
位相差は角度2β=πであり、前記第1条件の式(1)
の2α+β=(π/2)±nπの条件を満たしている。
前記バランス量は、mcosα=0である。また、2次
以降は明らかにつり合っている。従って、この場合は全
次数でつり合い完全無振動である。
第4図は前記V型4気筒の組合わせの概略図、第5図は
このV型4気筒の組合わせのエンジンの斜視図、第6図
はこのエンジンの点火時期を示す図である。
右側の気筒41,42には90度クランクが採用され、
また左側の気筒43,44も同様に90度クランクが採
用されている。そして、右側のクランク軸45及び左側
のクランク軸46は、減小ギヤ47,78を介して減大
ギヤに連結されている。
そして、気筒41の点火時期より、気筒42の点火時期
が第6図に示すように90度進み、気筒43の点火時期
より、気筒44の点火時期が90度進み、さらに気筒4
2の点火時期より、気筒43の点火時期が140度進ん
でいる。
これにより、このエンジンの一次慣性力及び慣性偶力は
前記の実施例のように完全バランスとなり、この場合は
2次慣性力、2次慣性偶力は原則として残るが、左右の
各クランクに90度クランクを採用しているから、2次
慣性力が対向する気筒で相殺されて取り除くことができ
る。
なお、V型6気筒では、V型4気筒と同様に、2次慣性
力を取り除くためには、120度クランクを2本採用す
れば良い。
また、V型6気筒以上の気筒数ではV型4気筒、V型6
気筒を任意に組合せれば、同様に振動を軽減することが
できる。
[発明の効果] この発明は前記のように、出力軸の回転方向に所定の間
隔を置いて気筒が対に配設され、この両気筒のクランク
位相の相対角を所定の角度に設定し、かつクランク回転
方向前側に位置する気筒と、一方前記出力軸のクランク
回転方向後側に位置する気筒のクランクには、それぞれ
バランスウエイトがクランクピンの対称位置から非回転
方向及び回転方向に挟角の1/2偏位して設けたから、
両気筒の往復運動による慣性力と、非対称クランクバラ
ンスによる慣性力の合成力がつり合う。このため、特別
にバランサーを用いない簡単な構造で、エンジンの往復
運動部分の慣性力及び慣性偶力が打消され、これにより
振動の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を2サイクルエンジンに適用した実施
例を示す概略図、第2図はこのつり合状態を示す説明
図、第3図は他の実施例を示す概略図、第4図はV型4
気筒の組合わせの概略図、第5図はV型4気筒の組合わ
せのエンジンの斜視図、第6図はこのエンジンの点火時
期を示す図である。 1,2,41,42,43,44……気筒 3……出力軸、4,5……ピストン 6,7……コンロッド 8,9,45,46……クランク軸 10,49……減大ギヤ 11,12……クランクピン 13,14……バランスウエイト 47,48……減小ギヤ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力軸の回転方向に所定の間隔を置いて気
    筒が対に配設され、この両気筒は所定の挟角で対向して
    傾斜しており、かつ気筒に備えられたそれぞれ独立のク
    ランク軸は、各々のクランク軸が同方向に回転するよう
    に出力軸に連結される車両のV型エンジンにおいて、前
    記クランク回転方向前側に位置する気筒とクランク回転
    方向後側に位置する気筒のクランク位相の相対角を、ク
    ランク回転方向前側気筒が後側気筒に対し略πから前記
    挟角の2倍分遅れる角度に設定し、かつクランク回転方
    向前側の気筒のクランクには、バランスウエイトをクラ
    ンクピンの対称位置から非回転方向に挟角の1/2偏位
    して設け、一方前記クランク回転方向前側に位置する気
    筒のクランクには、バランスウエイトをクランクピンの
    対称位置から回転方向に同様に挟角の1/2偏位して設
    けたことを特徴とする車両のV型エンジン。
JP59073708A 1984-04-12 1984-04-12 車両のv型エンジン Expired - Lifetime JPH0637916B2 (ja)

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JPS60220240A JPS60220240A (ja) 1985-11-02
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AT515108B1 (de) 2014-04-02 2015-06-15 Forschungsgesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik mbH Zweitakt-Verbrennungsmotor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5642744A (en) * 1979-09-14 1981-04-21 Yamaha Motor Co Ltd Low vibration engine
JPS60118048U (ja) * 1984-01-19 1985-08-09 川崎重工業株式会社 低振動エンジン

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JPS60220240A (ja) 1985-11-02

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