JPS634054B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS634054B2 JPS634054B2 JP919282A JP919282A JPS634054B2 JP S634054 B2 JPS634054 B2 JP S634054B2 JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP S634054 B2 JPS634054 B2 JP S634054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- weight
- crank
- crank arm
- inertia
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation 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
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1812—Number of cylinders three
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
この発明は3気筒エンジンのバランサ装置に関
する。
一般に、クランクアームを120゜等間隔に配置し
た3気筒エンジンにおいては、ピストン,ピスト
ンピン,連接棒小端部等の重量の和に相当するク
ランク系の往復重量に起因して、ピストンの摺動
往復方向に生じる一次慣性力のために、不釣り合
いな一次慣性偶力が発生する。
ところで、従来、この不釣り合いな一次慣性偶
力を除去するバランサ装置としては第1,第2図
に示すようなものが提案されている(特公昭56−
38814号)。
このバランサ装置は、クランクシヤフト1の各
気筒用クランクジヤナルに対してクランクアーム
2,3,4の反対側延長方向に夫々バランスウエ
イトWc1′,Wc2′,Wc3′を設けるもので、上記各
バランスウエイトWc1′,Wc2′,Wc3′の重量は各
気筒のクランクアーム2,3,4、クランクピン
5,6,7、連接棒大端部等の重量の和に相当す
る回転重量WRと、ピストン8,9,10、ピス
トンピン、連接棒小端部等の重量の和に相当する
往復重量W0の2分の1の重量との和に相当する
重量(WR+1/2W0)に設定すると共に、上記各
バランスウエイトWc1′,Wc2′,Wc3′はクランク
シヤフト1の軸心に対してクランク半径rの位置
に設けて、各気筒をいわゆるハーフバランスさ
せ、上記往復重量W0による一次慣性偶力と上記
バランスウエイトWc1′,Wc2′,Wc3′により生じ
る慣性偶力との合成偶力を上記クランクシヤフト
に作用させる一方、上記クランクシヤフト1と平
行でかつ同じ角速度ωで回転するバランサシヤフ
ト15に、一定慣性力P(=γω2/g×1/2W0×
cos30゜)を生じさせる一対のバランスウエイト
WA,WAを互いに逆方向、かつ軸方向に気筒間の
ピツチLの2倍の2Lの距離をおいて設け、上記
バランスウエイトWA,WAによる慣性偶力
The present invention relates to a balancer device for a three-cylinder engine. In general, in a three-cylinder engine in which the crank arms are arranged at equal intervals of 120 degrees, the sliding of the piston is Due to the primary inertia force generated in the reciprocating direction, an unbalanced primary inertia couple is generated. By the way, as a balancer device for removing this unbalanced primary inertia couple, the ones shown in Figs.
No. 38814). This balancer device is provided with balance weights W c1 ′, W c2 ′, and W c3 ′ in opposite extension directions of crank arms 2, 3, and 4 for each cylinder crank journal of a crankshaft 1, respectively. The weight of each balance weight W c1 ′, W c2 ′, W c3 ′ above corresponds to the sum of the weights of each cylinder's crank arms 2, 3, 4, crank pins 5, 6, 7, the large end of the connecting rod, etc. The weight ( W R +1/2W 0 ), and the balance weights W c1 ′, W c2 ′, and W c3 ′ are set at a crank radius r with respect to the axis of the crankshaft 1, and each cylinder is set to a so-called half balance. Then, a synthetic couple of the primary inertia couple due to the reciprocating weight W 0 and the inertia couple generated by the balance weights W c1 ′, W c2 ′, W c3 ′ is applied to the crankshaft, while the crankshaft 1 A pair of balance weights that generate a constant inertial force P (=γω 2 /g×1/2W 0 × cos30°) on the balancer shaft 15 that rotates in parallel with and at the same angular velocity ω.
W A and W A are provided in opposite directions and at a distance of 2L, which is twice the pitch L between the cylinders, in the axial direction, and the inertia couple due to the above balance weights W A and W A
【式】と上記合成偶力と
を釣り合わせて、上記往復質量W0による一次慣
性偶力を比較的簡単に相殺するようにしている。
しかしながら、上記バランサ装置は各気筒をハ
ーフバランスさせているために、クランクシヤフ
トに付けるカウンタウエイトWc1′,Wc2′,
Wc3′の総重量は{3×(WR+1/2W0)}となり、
重くなつて、クランクシヤフト1全体が重くなる
という欠点がある。このため、上記バランサ装置
はエンジンを軽量化して、燃費性能、走行性能の
向上を図る今日の思想に反することになる。
そこで、上記バランサ装置のクランクシヤフト
1と等価なつまりその偶力と同じ偶力を生じさせ
るクランクシヤフトを上記従来例よりも軽量に構
成したバランサ装置が提案されている(特開昭55
−6035号)。
このバランサ装置は第2気筒に付加すべきカウ
ンタウエイトを除去し、第1,第3気筒に付加す
る各カウンタウエイトW″c1,W″c3(図示せず)
を、クランクシヤフトの回転中心に対して、
夫々、第1,第3気筒のクランクアームと反対側
で、第2気筒のクランクアームに対して夫々垂直
方向で、クランクシヤフトの回転中心に対して
180゜反対方向かつクランク半径rの位置に設け
て、第1,第3気筒のカウンタウエイトWc1″,
Wc3″の各重量W″c1,W″c3を、
とし、カウンタウエイトW″c1,W″c3全体の重量
を√3(WR+1/2W0)として、軽量化している。
しかしながら、このクランクシヤフトから成る
バランサ装置は第2気筒にカウンタウエイトを設
けていないために、第2気筒の回転重量WRによ
る慣性力(遠心力)により、第2気筒のクランク
ジヤナルに対する軸受部に大きな負荷がかかり、
軸受部のメタルの耐久性を損ねるという欠点があ
る。
そこで、この発明の目的は、往復質量による一
次慣性偶力を消去し得る上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、かつクランクシヤフトの軸受
部に大きな負荷をかけないで、そのメタルの耐久
性を向上し得るようにすることにある。
この発明の構成は、クランクアームを120゜等間
隔に配置した3気筒エンジンのクランクシヤフト
と平行でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本
のバランサシヤフトに、一定の大きさの慣性偶力
を発生させるバランスウエイトを設け、さらに、
クランクシヤフトにおいて第1気筒のクランクジ
ヤーナルに対してそのクランクアームの反対側か
つそのクランクアームの反対側延長方向と第2気
筒のクランクアームに直角な方向との中間方向
に、一定の慣性力を発生させる第1のウエイトを
設けると共に、第3気筒のクランクジヤーナルに
対してそのクランクアームの反対側かつそのクラ
ンクアームの反対側延長方向と第2気筒のクラン
クアームに直角な方向との中間方向に一定の慣性
力を発生させる第1のウエイトを設けて、上記両
第1のウエイトの慣性力により生じる不釣合いな
慣性偶力と往復重量による一次慣性偶力との合成
偶力と、上記バランスウエイトにより生じる慣性
偶力とを釣り合わせるようにし、さらにまた、第
2気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に、一定の慣性力を生
じさせる第2のウエイトを設けて、上記第2のウ
エイトによる慣性力と上記両第1のウエイトによ
る慣性力の第2気筒のクランクアーム方向成分と
を釣り合わせるようにしたことを特徴としてい
る。
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。
第3,4図において、1はクランクシヤフト、
2,3,4は第1,第2,第3気筒の120゜等間隔
に配置した各クランクアーム、5,6,7は第
1,第2,第3気筒の各クランクピン、8,9,
10は第1,第2,第3気筒の各ピストン、15
はバランサシヤフト、WA,WAはバランスウエイ
トであつて、それらの構成および重量分布は第
1,2図に示す従来例(以下、第1従来例とい
う。)と全く同一になつている。
上記クランクシヤフト1の回転中心から第1気
筒のクランクアーム2の反対側へ向け、かつ、第
2気筒のクランクアーム3に直交する方向に対し
て15゜の傾斜をなしてクランク半径rだけ突出し
た位置に、第1のウエイトWc1を設けると共に、
クランクシヤフト1の回転中心から、第3気筒の
クランクアーム4の反対側で、第2気筒のクラン
クアーム3に直交する方向に対して15゜の傾斜を
なしてクランク半径rだけ突出した位置に、今一
つの第1のウエイトWc3を設けている。上記両第
1のウエイトWc1,Wc3の重量Wc1,Wc3は全く同
一にしている。またクランクシヤフト1の回転中
心から、第2気筒のクランクアーム3の正反対側
(180゜反対側)へ向けてクランク半径rだけ突出
した位置に、第2のウエイトWc2を設ける。
上記第1のウエイトWc1,Wc3の重量Wc1,Wc3
は、
Wc1=Wc3=rω2/g(WR+1/2W0)cos30°/rω2
/gcos15°…
cos30°/cos15°(WR+1/2W0) …
と設定し、また第2のウエイトWc2の重量Wc2は、
Wc2=√3tan15゜(WR+1/2W0) ……
と設定する。
ここで、WR:各気筒の回転重量
W0:各気筒の往復重量
g :重力加速度
ω :クランクシヤフトの角速度
r :クランク半径である。
次に、上記構成の3気筒エンジンのバランサ装
置が軽量な構造で一次慣性偶力を消去し、かつク
ランクシヤフトの軸受部に過大な負荷をかけない
ことを以下に説明する。
このバランサ装置と第1従来例とは、カウンタ
ーウエイトWc1′,Wc2′,Wc3′と第1,第2のウ
エイトWc1,Wc2,Wc3との取付位置および重量
のみが相異し、他の構造は全く同一なものであ
る。したがつて、第1,第2のウエイトWc1,
Wc2,Wc3からなる系とカウンタウエイトWc1′,
Wc2′,Wc3′からなる系とが同一の慣性偶力を生
じること、つまり等価であることを証明すれば、
この実施例のものに往復重量による不釣合いな一
次慣性偶力がエンジンに生じないことが分かる。
また、この実施例と第1従来例とは各気筒間のピ
ツチLが同一なので、上記両系の慣性力(遠心
力)が等しければ、両系の慣性偶力が等しいこと
になる。したがつて、上記両系の慣性力が等しく
なることを第5図を参照しながら説明する。
第1のウエイトWc1,Wc3による各慣性力F1,
F3は夫々第2気筒のクランクアーム3と直交す
るX軸方向と15゜傾斜し、
F1=Wc1/grω2 …
F3=Wc3/grω2 …
となる。
上記,式に夫々式を代入すると、
F1=rω2/g・cos30゜/cos15゜(WR+1/2W0)…
F3=rω2/g・cos30゜/cos15゜(WR+1/2W0)…
となる。
上記慣性力F1,F3のX軸方向成分F1x,F3xは、
慣性力F1,F2に夫々cos15゜を乗算して、
F1x=rω2/gcos30゜(WR+1/2W0) …
F3x=rω2/gcos30゜(WR+1/2W0) …
となる。
一方、第1従来例のカウンタウエイトWc1′,
Wc3′のX軸方向成分F1x′,F3x′は第2図より明
らかなように、
F′1x=rω2/gcos30゜(WR+1/2W0)…
F′3x=rω2/gcos30゜(WR+1/2W0)…
となる。
したがつて、上記,,,式より第1従
来例とこの実施例とはX軸方向の慣性力に関して
は等しい。
また、上記慣性力F1,F3のy軸方向の成分
F1y,F3yは、
F1y=F1sin15゜ …
F3y=F3sin15゜ …
となり、上記,式に式を代入すると、
F1y=rω2/g
(cos30゜)(tan15゜)(WR+1/2W0) …
F3y=rω2/g
(cos30゜)(tan15゜)(WR+1/2W0) …
となる。
したがつて、上記慣性力のy軸成分F1y,F3yの
合力は、,式より
F1y+F3y=rω2/g
√3(tan15゜)(WR+1/2W0) …
となる。
一方、第2のウエイトWc2の慣性力F2は、第2
気筒のクランクアーム3の正反対側、つまりy軸
方向になつて、
F2=rω2/gWc2 …
となり、この式に式を代入すると、
F2=rω2/g√3(tan15゜)(WR+1/2W0) …
となる。
したがつて、,式より、
F1y+F3y=F2 …
となり、この第1,第2のウエイトWc1,Wc2,
Wc3からなる系のy軸方向の慣成力の成分は釣り
合つて零となり、また、各気筒はクランクシヤフ
ト1の軸方向に等ピツチLに設けているので、偶
力も生じさせない。
一方、第1従来例はカウンタウエイトWc1′,
Wc2′,Wc3′を120゜等間隔に設け、その重量を
夫々(WR+1/2W0)としているので、明らかに、
y軸方向の成分を生じさせず、また偶力も生じさ
せない。
上記の解析により、第1従来例のカウンタウエ
イトWc1′,Wc2′,Wc3′からなる系と、この実施
例の第1と第2のウエイトWc1,Wc2,Wc3から
なる系は偶力に関して、等価であり、したがつ
て、このバランサ装置は一次慣性偶力を相殺でき
ることが分かる。
一方、この装置の第1,第2のウエイトWc1,
Wc2,Wc3の総重量は,式より、
W=Wc1+Wc2+Wc3
=√3(tan15゜+1/cos15゜)
(WR+1/2W0) …
となる。
一方、各気筒をハーフバランスさせる第1従来
例のもののカウンタウエイトWc1′,Wc2′,
Wc3′の総重量W′は、
W′=3(WR+1/2W0) …
となる。
上記,式より、
W/W′=3/3(tan15゜+1 cps15゜)=0.74となる。
したがつて、このバランサ装置は、第1従来例
のものに比して、ウエイトの重量を約26%軽量化
でき、クランクシヤフト全体を軽量化できること
が分かる。
また、このバランサ装置は、第2気筒に第2の
ウエイトWc2を設けているので、第2気筒の回転
重量WRによる慣性力を相当に相殺することがで
き、したがつて、第2従来例(特開昭55−6035号
に記載のもの)よりも、第2気筒のクランクジヤ
ーナルに対する軸受部にかかる負荷を小さくする
ことができ、そのメタルの耐久性を向上すること
ができる。
上記実施例では、第1のウエイトWc1,Wc3の
取付方向を、第2図中x軸から15゜とにしたが、
この発明はこの角度に限定されるものでなく、軸
受部の耐久性の優劣等、そのエンジンが有してい
る特性などに合わせてその角度をベストの位置に
定めるようにして、おおむね0゜を越えて30゜未満
の角度範囲のほぼ中間に設定することが可能であ
る。
また、上記実施例では、第1,第2のウエイト
Wc1,Wc2,Wc3をクランクシヤフト1の中心か
らクランク半径rの距離に設けたが、等価な慣性
力を生じさせるものならばこの距離に限定されな
いことは言うまでもない。
以上の説明で明らかな如く、この発明は、クラ
ンクアームを120゜等間隔に配置した3気筒エンジ
ンにおいて、第1気筒のクランクジヤーナルに対
してそのクランクアームの反対側かつそのクラン
クアームの反対側延長方向と第2気筒のクランク
アームに直角な方向との中間方向に、一定の慣性
力を発生させる第1のウエイトを設けると共に、
第3気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラ
ンクアームの反対側かつそのクランクアームの反
対側延長方向と第2気筒のクランクアームに直角
な方向との中間方向に、一定の慣性力を発生させ
る第1のウエイトを設けて、上記両第1のウエイ
トの慣性力により生じる不釣合いな慣性偶力と往
復重量による一次慣性偶力との合成偶力と、上記
クランクシヤフトと平行に配置され、クランクシ
ヤフトと同一角速度で逆方向に回転するバランサ
シヤフトに設けたバランスウエイトにより生じる
慣性偶力とを釣り合わせるようにし、さらに、第
2気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に一定の慣性力を生じ
させる第2のウエイトを設けて、上記第2のウエ
イトによる慣性力と上記両第1のウエイトによる
慣性力の第2気筒のクランクアーム方向成分とを
釣り合わせるようにしたから、往復質量による一
次慣性偶力を消去できる上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、しかもクランクシヤフトの軸
受部に大きな負荷をかけないようにでき、そのメ
タルの耐久性を向上することができる。By balancing [Formula] and the above composite couple, the primary inertial couple due to the above reciprocating mass W 0 can be canceled out relatively easily. However, since the balancer device described above half-balances each cylinder, the counterweights W c1 ′, W c2 ′,
The total weight of W c3 ′ is {3×(W R +1/2W 0 )}, which has the disadvantage that it is heavy and the crankshaft 1 as a whole becomes heavy. For this reason, the balancer device goes against today's idea of reducing the weight of the engine and improving fuel efficiency and driving performance. Therefore, a balancer device has been proposed in which a crankshaft that is equivalent to the crankshaft 1 of the balancer device, that is, generates the same couple as the crankshaft 1, is constructed to be lighter than the conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 55-11111).
−6035). This balancer device removes the counterweight to be added to the second cylinder, and removes the counterweight to be added to the first and third cylinders W″ c1 , W″ c3 (not shown)
, relative to the center of rotation of the crankshaft,
on the opposite sides of the crank arms of the first and third cylinders, respectively, in a direction perpendicular to the crank arms of the second cylinder, and relative to the center of rotation of the crankshaft.
The counterweights W c1 ″ of the first and third cylinders are provided in the opposite direction of 180° and at the position of the crank radius r.
Each weight of W c3 ″, W″ c1 , W″ c3 , The weight of the entire counterweights W″ c1 and W″ c3 is set to √3(W R +1/2W 0 ) to reduce the weight. However, since this balancer device consisting of a crankshaft does not have a counterweight in the second cylinder, the bearing against the crank journal of the second cylinder is A heavy load is placed on the
This has the disadvantage of impairing the durability of the metal of the bearing. Therefore, the purpose of this invention is to eliminate the primary inertia couple due to the reciprocating mass, reduce the weight of the entire crankshaft, and increase the durability of the metal without placing a large load on the bearings of the crankshaft. The goal is to improve. The structure of this invention is to apply an inertial couple of a certain magnitude to a single balancer shaft that rotates at the same speed in the opposite direction and parallel to the crankshaft of a three-cylinder engine in which the crank arms are arranged at equal intervals of 120 degrees. A balance weight is provided to generate the
A constant inertial force is generated in the crankshaft on the opposite side of the crank arm of the first cylinder with respect to the crank journal, and in the intermediate direction between the opposite extension direction of the crank arm and the direction perpendicular to the crank arm of the second cylinder. and a first weight that is constant on the opposite side of the crank arm of the third cylinder with respect to the crank journal of the third cylinder and in the intermediate direction between the opposite extension direction of the crank arm and the direction perpendicular to the crank arm of the second cylinder. A first weight that generates an inertia force of In order to balance the generated inertia couple, and furthermore, a second weight is provided to generate a constant inertia force in the opposite direction of extension of the crank arm of the second cylinder to the crank journal of the second cylinder. The present invention is characterized in that the inertia force due to the second weight and the component of the inertia force due to the two first weights in the direction of the crank arm of the second cylinder are balanced. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments. In Figures 3 and 4, 1 is the crankshaft;
2, 3, and 4 are the crank arms of the first, second, and third cylinders arranged at equal intervals of 120 degrees; 5, 6, and 7 are the crank pins of the first, second, and third cylinders; 8, 9 ,
10 is each piston of the first, second, and third cylinder; 15
is a balancer shaft, and W A and W A are balance weights, whose construction and weight distribution are exactly the same as those of the conventional example shown in FIGS. 1 and 2 (hereinafter referred to as the first conventional example). It projects from the center of rotation of the crankshaft 1 to the opposite side of the crank arm 2 of the first cylinder and at an angle of 15° with respect to the direction orthogonal to the crank arm 3 of the second cylinder, by a crank radius r. A first weight W c1 is provided at the position, and
From the center of rotation of the crankshaft 1, on the opposite side of the crank arm 4 of the third cylinder, at a position protruding by a crank radius r at an angle of 15 degrees with respect to the direction perpendicular to the crank arm 3 of the second cylinder, Another first weight W c3 is provided. The weights W c1 and W c3 of both the first weights W c1 and W c3 are exactly the same. Further, a second weight Wc2 is provided at a position projecting from the rotation center of the crankshaft 1 toward the opposite side (180 degrees opposite side) of the crank arm 3 of the second cylinder by a crank radius r . Weights W c1 , W c3 of the above first weights W c1 , W c3
teeth,
W c1 = W c3 = rω 2 /g (W R +1/2W 0 )cos30°/rω 2
/gcos15°… cos30°/cos15° (W R + 1/2W 0 )… and the weight W c2 of the second weight W c2 is W c2 =√3tan15° (W R + 1/2W 0 )… ... and set. Here, W R : Rotating weight of each cylinder W 0 : Reciprocating weight of each cylinder g : Gravitational acceleration ω : Angular velocity of the crankshaft r : Crank radius. Next, it will be explained below that the balancer device for the three-cylinder engine having the above configuration has a lightweight structure, eliminates the primary inertia couple, and does not apply an excessive load to the bearing portion of the crankshaft. This balancer device and the first conventional example differ only in the mounting positions and weights of the counterweights W c1 ′, W c2 ′, W c3 ′ and the first and second weights W c1 , W c2 , and W c3 . However, the other structures are exactly the same. Therefore, the first and second weights W c1 ,
The system consisting of W c2 and W c3 and the counterweight W c1 ′,
If we prove that the system consisting of W c2 ′ and W c3 ′ produces the same inertial couple, that is, they are equivalent, then
It can be seen that in this embodiment, an unbalanced primary inertia couple due to the reciprocating weight does not occur in the engine.
Furthermore, since the pitch L between each cylinder is the same in this embodiment and the first conventional example, if the inertia forces (centrifugal forces) of both systems are equal, the inertia couples of both systems are equal. Therefore, it will be explained with reference to FIG. 5 that the inertial forces of both systems are equal. Each inertial force F 1 due to the first weight W c1 , W c3 ,
F3 is inclined at 15 degrees with respect to the X-axis direction perpendicular to the crank arm 3 of the second cylinder, and F1 = Wc1 / grω2 ... F3 = Wc3 / grω2 .... Substituting each expression into the above equation, F 1 = rω 2 /g・cos30°/cos15° (W R + 1/2W 0 )...
F 3 = rω 2 /g・cos30゜/cos15゜(W R +1/2W 0 )...
becomes. The X-axis direction components F 1x and F 3x of the above inertial forces F 1 and F 3 are as follows:
Multiply the inertia forces F 1 and F 2 by cos15°, respectively, and get F 1x = rω 2 / gcos30° (W R + 1/2W 0 )... F 3x = rω 2 / gcos30° (W R + 1/2W 0 )... becomes. On the other hand, the counterweight W c1 ′ of the first conventional example,
As is clear from Fig. 2, the X-axis direction components F 1x ′ and F 3x ′ of W c3 ′ are F′ 1x = rω 2 /gcos30° (W R +1/2W 0 )…F′ 3x = rω 2 / gcos30゜(W R +1/2W 0 )... Therefore, from the above equation, the first conventional example and this embodiment are equal in terms of inertia force in the X-axis direction. In addition, the components of the above inertial forces F 1 and F 3 in the y-axis direction
F 1y , F 3y are F 1y = F 1 sin15゜ … F 3y = F 3 sin15゜ … and by substituting the formula into the above equation, F 1y = rω 2 /g (cos30゜) (tan15゜) ( W R +1/2W 0 )... F 3y = rω 2 /g (cos30°) (tan15°) (W R +1/2W 0 )... Therefore, the resultant force of the y-axis components F 1y and F 3y of the above-mentioned inertial force is F 1y +F 3y = rω 2 /g√3(tan15°)(W R +1/2W 0 )... from the formula. On the other hand, the inertial force F 2 of the second weight W c2 is
On the opposite side of the crank arm 3 of the cylinder, that is, in the y-axis direction, F 2 = rω 2 /gW c2 ..., and substituting the formula into this equation, F 2 = rω 2 /g√3 (tan15°) ( W R + 1/2W 0 ) ... becomes. Therefore, from the formula, F 1y +F 3y =F 2 ..., and the first and second weights W c1 , W c2 ,
The component of the inertial force in the y-axis direction of the system consisting of W c3 is balanced and becomes zero, and since the cylinders are arranged at equal pitches L in the axial direction of the crankshaft 1, no couple is generated. On the other hand, in the first conventional example, the counterweight W c1 ′,
Since W c2 ′ and W c3 ′ are arranged at equal intervals of 120° and each has a weight of (W R +1/2W 0 ), it is clear that no component in the y-axis direction is generated, and no couple is generated. According to the above analysis, a system consisting of the counterweights W c1 ', W c2 ', and W c3 ' of the first conventional example and a system consisting of the first and second weights W c1 , W c2 , and W c3 of this embodiment are determined. are equivalent with respect to the couple, so it can be seen that this balancer device is able to cancel the primary inertial couple. On the other hand, the first and second weights W c1 of this device,
The total weight of W c2 and W c3 is calculated from the formula: W = W c1 + W c2 + W c3 = √3 (tan15° + 1/cos15°) (W R +1/2W 0 )... On the other hand, the counterweights W c1 ′, W c2 ′, of the first conventional example in which each cylinder is half-balanced are
The total weight W' of W c3 ' is W'=3(W R +1/2W 0 )... From the above formula, W/W' = 3/3 (tan15° + 1 cps15 °) = 0.74. Therefore, it can be seen that this balancer device can reduce the weight of the weight by about 26% compared to the first conventional example, and can reduce the weight of the entire crankshaft. In addition, since this balancer device is provided with the second weight W c2 in the second cylinder, it is possible to considerably cancel out the inertia force due to the rotational weight W R of the second cylinder. Compared to the example (described in JP-A No. 55-6035), the load applied to the bearing portion for the crank journal of the second cylinder can be reduced, and the durability of the metal can be improved. In the above embodiment, the mounting direction of the first weights W c1 and W c3 was set at 15 degrees from the x-axis in FIG.
The present invention is not limited to this angle, but the angle is set at the best position depending on the durability of the bearing, the characteristics of the engine, etc., and the angle is approximately 0°. It is possible to set it approximately in the middle of the angle range of more than 30 degrees. Further, in the above embodiment, the first and second weights
Although W c1 , W c2 , and W c3 are provided at a distance of the crank radius r from the center of the crankshaft 1, it goes without saying that the distance is not limited to this as long as an equivalent inertial force is generated. As is clear from the above description, the present invention is directed to a three-cylinder engine in which crank arms are arranged at equal intervals of 120 degrees, on the opposite side of the crank arm with respect to the crank journal of the first cylinder, and on the opposite side of the crank arm. A first weight that generates a constant inertial force is provided in the intermediate direction between the direction and the direction perpendicular to the crank arm of the second cylinder, and
A first element that generates a constant inertial force on the opposite side of the third cylinder's crank arm and in the intermediate direction between the opposite extension direction of the crank arm and the direction perpendicular to the second cylinder's crank arm. A weight is provided, and a synthetic couple of an unbalanced inertia couple generated by the inertia of the two first weights and a primary inertia couple due to the reciprocating weight, and a weight disposed parallel to the crankshaft, is connected to the crankshaft. This is done to balance the inertia couple generated by the balance weight provided on the balancer shaft that rotates in opposite directions at the same angular velocity, and also to maintain a constant inertia in the opposite extension direction of the crank arm relative to the second cylinder crank journal. Since a second weight that generates a force is provided to balance the inertial force due to the second weight and the component of the inertial force due to the two first weights in the direction of the crank arm of the second cylinder, the reciprocating mass In addition to being able to eliminate the primary inertia couple caused by the inertia, the weight of the entire crankshaft can be reduced, and in addition, it is possible to avoid applying a large load to the bearing part of the crankshaft, and the durability of the metal can be improved.
第1図は従来の3気筒エンジンのバランサ装置
の簡略斜視図、第2図は第1図に示すクランクシ
ヤフトを軸方向からみた簡略図、第3図はこの発
明の一実施例の簡略斜視図、第4図は第3図に示
すクランクシヤフトを軸方向からみた簡略図、第
5図は第1および第2のウエイトに作用する慣性
力を説明する図である。
1…クランクシヤフト、2,3,4…クランク
アーム、5,6,7…クランクピン、8,9,1
0…ピストン、15…バランスシヤフト、WA,
WA…バランスウエイト、Wc1,Wc3…第1のウエ
イト、Wc2…第2のウエイト。
FIG. 1 is a simplified perspective view of a conventional balancer device for a three-cylinder engine, FIG. 2 is a simplified view of the crankshaft shown in FIG. 1 viewed from the axial direction, and FIG. 3 is a simplified perspective view of an embodiment of the present invention. , FIG. 4 is a simplified diagram of the crankshaft shown in FIG. 3 viewed from the axial direction, and FIG. 5 is a diagram illustrating inertial forces acting on the first and second weights. 1...Crankshaft, 2,3,4...Crank arm, 5,6,7...Crank pin, 8,9,1
0... Piston, 15... Balance shaft, W A ,
W A ...balance weight, W c1 , W c3 ... first weight, W c2 ... second weight.
Claims (1)
3気筒エンジンにおいてクランクシヤフトと平行
でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本のバラ
ンサシヤフトに、一定の大きさの慣性偶力を発生
させるバランスウエイトを設け、 さらに、クランクシヤフトにおいて、第1気筒
のクランクジヤーナルに対してそのクランクアー
ムの反対側かつそのクランクアームの反対側延長
方向と第2気筒のクランクアームに直角な方向と
の中間方向に、一定の慣性力を発生させる第1の
ウエイトを設けると共に、第3気筒のクランクジ
ヤーナルに対してそのクランクアームの反対側か
つそのクランクアームの反対側延長方向と第2気
筒のクランクアームに直角な方向との中間方向に
一定の慣性力を発生させる第1のウエイトを設け
て、上記両第1のウエイトの慣性力により生じる
不釣合いな慣性偶力と往復重量による一次慣性偶
力との合成偶力と、上記バランスウエイトにより
生じる慣性偶力とを釣り合わせるようにし、 さらにまた、第2気筒のクランクジヤーナルに
対してそのクランクアームの反対側延長方向に、
一定の慣性力を生じさせる第2のウエイトを設け
て、上記第2のウイトによる慣性力と上記両第1
のウエイトによる慣性力の第2気筒のクランクア
ーム方向成分とを釣り合わせるように構成したこ
とを特徴とする3気筒エンジンのバランサ装置。[Scope of Claims] 1 In a three-cylinder engine in which crank arms are arranged at equal intervals of 120 degrees, an inertia couple of a certain size is attached to a single balancer shaft that rotates in parallel with the crankshaft and in the opposite direction at the same speed. A balance weight that generates force is provided, and the crankshaft is further provided with a crank arm on the opposite side of the crank journal of the first cylinder and a direction perpendicular to the opposite extension direction of the crank arm and the crank arm of the second cylinder. A first weight that generates a constant inertia force is provided in the intermediate direction between the third cylinder's crank journal and the opposite side of the crank arm of the third cylinder and the opposite extension direction of the second cylinder. A first weight that generates a constant inertia force in a direction midway between the direction perpendicular to the crank arm is provided, and an unbalanced inertia couple generated by the inertia force of the first weights and a primary inertia couple due to the reciprocating weight are provided. The resultant couple with the force and the inertia couple generated by the balance weight are balanced, and furthermore, in the direction of extension of the crank arm opposite to the crank journal of the second cylinder,
A second weight that generates a constant inertial force is provided, so that the inertial force caused by the second weight and the both first weights are
A balancer device for a three-cylinder engine, characterized in that it is configured to balance the component of inertia force in the direction of the crank arm of the second cylinder due to the weight of the engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP919282A JPS58124845A (en) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | Balancer for 3-cylindered engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP919282A JPS58124845A (en) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | Balancer for 3-cylindered engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58124845A JPS58124845A (en) | 1983-07-25 |
| JPS634054B2 true JPS634054B2 (en) | 1988-01-27 |
Family
ID=11713650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP919282A Granted JPS58124845A (en) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | Balancer for 3-cylindered engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58124845A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8608237D0 (en) * | 1986-04-04 | 1986-05-08 | Collins Motor Corp Ltd | Reciprocatory positive displacement machines |
-
1982
- 1982-01-21 JP JP919282A patent/JPS58124845A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58124845A (en) | 1983-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4628876A (en) | Engine balancing system | |
| US4658777A (en) | Balancer structure for three-cylinder engines | |
| US4565169A (en) | Balancer structure for three-cylinder engines | |
| JPS6344984B2 (en) | ||
| JPS634054B2 (en) | ||
| JPS6123955Y2 (en) | ||
| JP2591224B2 (en) | Engine crankshaft | |
| JPS6323625Y2 (en) | ||
| CN111306178A (en) | Crankshaft structure of in-line three-cylinder engine | |
| JPH0220518Y2 (en) | ||
| JPH0774661B2 (en) | Balancer device for V8 cylinder engine | |
| JP3156254B2 (en) | Balancer device for three cylinder engine | |
| JPS6145090B2 (en) | ||
| JPH08193643A (en) | Balancer device for V-type 8-cylinder 4-cycle engine | |
| JPH0432515Y2 (en) | ||
| JPS60146934A (en) | Horizontal opposed 3-cylindered engine | |
| JPS596274Y2 (en) | Internal combustion engine balancer device | |
| JPH0637917B2 (en) | Multi-cylinder engine for motorcycles | |
| JPS6145091B2 (en) | ||
| JPH0220517Y2 (en) | ||
| JP3541742B2 (en) | Crankshaft | |
| JPH08285015A (en) | Crankshaft of internal combustion engine | |
| JPH0640993Y2 (en) | Crankshaft for inline 5 cylinder engine | |
| JPS5840055B2 (en) | Engine Balance Souch | |
| JPS6330834Y2 (en) |