JPS6344984B2 - - Google Patents

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JPS6344984B2
JPS6344984B2 JP17783181A JP17783181A JPS6344984B2 JP S6344984 B2 JPS6344984 B2 JP S6344984B2 JP 17783181 A JP17783181 A JP 17783181A JP 17783181 A JP17783181 A JP 17783181A JP S6344984 B2 JPS6344984 B2 JP S6344984B2
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JP
Japan
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cylinder
crank
cos
sin
angle
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JP17783181A
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English (en)
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JPS5881250A (ja
Inventor
Kazuo Ooyama
Takashi Kitami
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to US06/440,031 priority patent/US4519344A/en
Publication of JPS5881250A publication Critical patent/JPS5881250A/ja
Publication of JPS6344984B2 publication Critical patent/JPS6344984B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16F15/24Compensation of inertia forces of crankshaft systems by particular disposition of cranks, pistons, or the like
    • 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
    • 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
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1816Number of cylinders four
    • 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
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1824Number of cylinders six

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明はV型多気筒内燃機関において、ピスト
ンン等の往復質量部の残存不平衡慣性力による振
動を防止するバランシング構造に関するものであ
る。 従来技術 従来のV型多気筒内燃機関においては、通常、
V型に並ぶ1組の気筒に対してクランクピンを共
通とするために、ピストン等の往復質量部の残存
不平衝慣性力の1次の項をクランクに付けたバラ
ンスウエイトで打ち消すことができるように、シ
リンダー挾角は、V型2気筒、4気筒ならば90゜、
またV型8気筒ならば45゜あるいは90゜と気筒数に
より或る決まつたシリンダー挾角が設定されてい
た。 解決しようとする課題 しかし、シリンダー挾角を任意の値に設定し、
V型に並ぶ1組の気筒に対してクランクピン共通
とすると、バランスウエイトをクランクウエイト
に付設しても、往復質量部の残存不平衝慣性力の
1次の項を消去することができず、振動の面で難
点があつた。 またクランクケース圧縮の2サイクル内燃機関
のようにクランク室を各気筒毎に独立させておく
必要性からクランクピンを共通に使うことができ
ない場合には、前記したようにシリンダー挾角を
所定の値に設定しても、往復質量部の残存不平衡
慣性力による振動を防止することができなかつ
た。 課題を解決するための手段および作用 本発明はこのような難点を克服したV型偶数気
筒内燃機関の改良に係り、一方のシリンダー列の
シリンダー数と他方のシリンダー列のシリンダー
数とが等しくクランクの所定個所に所定のバラン
スウエイトを付設したV型多気筒内燃機関におい
て、 2α−β=180゜ (ただしα:シリンダー挾角 β:クランクピン相対角) としたことを特徴とするものである。 以下、第1図を参照して、本発明の原理を説明
する。 シリンダー挾角がαの2サイクル2気筒内燃機
関において、一方のピストン1aの摺動方向を複
素平面の実数座標軸方向X、他方のピストン1b
を摺動方向を同X方向から見て反時計回りにα回
転させた方向にそれぞれ指向させて考察する。 ピストン1a,1bおよびピストンピン等の各
往復運動部の重量をWR、重力加速度をg、クラ
ンク半径をr、機関の各速度をω、一方のピスト
ン1aの摺動方向Xに対する一方のクランクピン
2aの中心角をθ、クランク中心Oより一方のピ
ストンピン2aに向う線OZを基準にしてクラン
ク中心Oより他方のクランクピン2bに向う線
OSのなす角であるクランクピン相対角をβとす
ると、一方のピストン1aおよびピストンピン等
の一方の往復運動部と他方の往復運動部が有する
1次の慣性力Fa,Fbは、複素平面で、 FaWR/grω2cosθ ……(1) Fb=WR/grω2{cos(θ+β−α)}ei〓 ……(2) となる。 これに対してクランク3上の適当な位置に重量
Aのバランスウエイト4を一休に付設すれば、そ
の遠心力FWと前記1次の慣性力Fa,Fbの和とは
バランスする。即ち FW=A/grω2ei〓 ……(3) Fa+Fb=Fw ……(4) (1)式と(2)式とにより、 Fa+Fb=WR/grω2[cosθ+{cos(θ+β−α)}ei
〓] ……(5) また上記〔 〕内は、 cosθ+{cos(θ+β−α)}ei〓=cosθ+{cos(θ
+β−α)}(cosα+i sinα) =cosθ+cos(θ+β−α)cosα+i cos(θ+β
−α)sinα=cosθ+{cosθ cos(β−α) −sinθ sin(β−α)}cosα+i{cosθ cos(β
−α)−sinθ sin(β−α)}sinα=cosθ {1+cos(β−α)cosα+i cos(β−α)sinα
}−sinθ{sin(β−α)cosα+i sin(β−α)si
nα} ……(6) となる。 一般には、 cosθ=1/2(ei〓+e-i〓) sinθ=1/2i(ei〓−e-i〓) であるため、前記(6)式は ei〓/2[1+cos(β−α)cosα−sin(β−α)sin
α+i{cos(β−α)sinα+sin(β−α)cosα}]
+e-i〓/2[1+cos(β−α)cosα+sin(β−α
)sinα+i{cos(β−α)sinα−sin(β−α)cos
α}] ……(7) となる。 前記(3)式の右辺と(5)式の右辺とが(4)式を満足す
るように等しくなるためには、前記(7)式の第2大
括弧中の実数部分と虚数部分とが0でなければな
らない。 即ち 1+cos(β−α)cosα+sin(β−α)sinα=0 ……(8) cos(β−α)sinα−sin(β−α)cosα=0 ……(9) (8)式より 1+cos(β−α−α)=0 cos(β−2α)=−1 β−2α=−180゜ ……(10) また(9)式より sin(β−α−α)=0 β−2α=±180゜ ……(11) (10)(11)式を同時に両立するには 2α−β=180゜ ……(12) 本発明では、特許請求の範囲項の記載で明らか
なように前記(12)式を満足するため、両方の往復運
動部が有する1次の慣性力Fa,Fbはバランスウ
エイト4の遠心力Fwによりバランスする。 この場合、バランスウエイト4の重量Aは、 A=1/2WR22 ……(13) ただし、 U=1+cos(β−α)cosα−sin(β−α)sinα V=cos(β−α)sinα+sin(β−α)cosα となり、またバランスウエイト4の設置角δは(7)
式より tanδ=V/U ……(14) となる。 実施例 以下第2図に図示された本発明の一実施例につ
いて説明する。 1a,1bはピストンで、同ピストン1a,1
bを摺動自在に嵌装したシリンダー5a,5b
は、60゜のシリンダー挾角でクランク室6にそれ
ぞれ別個に一体に取付けられ、各シリンダー5
a,5b毎に独立したクランクケース圧縮の2サ
イクル2気筒内燃機関が構成されている。 また前記ピストン1a,1bにピストン7a,
7bを介してコネクテイングロツド8a,8bの
小端が枢着され、同コネクテイングロツド8a,
8bの大端がクランクピン2a,2bを介してク
ランク3に枢着されている。 さらにクランク中心oより一方のピストンピン
2aに向う線OZを基準にしてクランク中心oよ
り他方のクランクピン2bに向う線OSのなす角
であるクランクピン相対角βは前記(12)式によりβ
=−60゜に設定されている。 さらにまたバランスウエイト4は、クランクピ
ン2a,2bと同一径上であつて(14)式により
δ=150゜に位置した個所でクランク3に一体に装
着され、その重量Aは(13)式により
【式】 に設定されている。 第2図に図示の実施例は前記したように構成さ
れているので、一方のピストン1aおよびピスト
ンピン7aの一方の往復運動部と他方のピストン
1bおよびピストン7bの他方の往復運動部とが
有する1次の慣性力Fa,Fbは、 Fa=WR/grω2cosθ Fb=WR/grω2cos(θ−π/3)ei〓 であり、またバランスウエイト4の遠心力Fは、
(3)式と(13)式とより である。 前記慣性力Fa,Fbの和は(5)式(6)式および(7)式
から明らかなように、 Fa+Fb=WR/grω21/4(3−√3i)ei〓 であり、その複素数3−√3iの絶対値は√12で
あるので、 となり、(15)式と(16)式とは等しく、従つて
第2図に図示の実施例では、一方の往復運動部と
他方の往復運動部とが有する1次の慣性力Fa,
Fbはバランスウエイト4の遠心力Fwと釣合い、
振動が少なくなる。 前記実施例ではシリンダー挾角を60゜としたが、
シリンダー挾角を60゜以外の角度に自由に設定す
ることができ、(12)式によりクランクピン相対角β
が決定される。 この場合、クランクウエイト4の重量Aおよび
設置角δは(13)式および(14)式により決定さ
れる。 前記実施例では、バランスウエイト4を1個所
に集中して配置したが、バランスウエイト4を2
個以上に分散して配置することもできる。 発明の効果 本発明は、前記したように一方のシリンダー列
のシリンダー数と他方のシリンダー列のシリンダ
ー数とが等しくクランクの所定個所に所定のバラ
ンスウエイトを付設したV型多気筒内燃機関にお
いて、2α−β=180゜としたため、シリンダー挾角
をどのように設定しても、往復質量部の残存不平
衡慣性力の1次の項をクランクに付設したバラン
スウエイトで打消すことができ、振動の少ない内
燃機関を得ることができる。 従つて本発明によれば、V型多気筒のシリンダ
ー挾角を自由に選定することができ、内燃機関を
設計する際の制限条件を少なくすることができ
る。 また本発明においては、クランクピンを共通に
使わなくてよいため、クランク室を各気筒毎に独
立させたクランクケース圧縮の2サイクルエンジ
ンの如き内燃機関に特に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るV型偶数気筒内燃機関の
原理を説明した説明図、第2図は本発明の一実施
例を図示した概略断面図である。 1……ピストン、2……クランクピン、3……
クランク、4……バランスウエイト、5……シリ
ンダー、6……クランク室、7……ピストンピ
ン、8……コネクテイングロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方のシリンダー列のシリンダー数と他方の
    シリンダー列のシリンダー数とが等しくクランク
    の所定個所に所定のバランスウエイトを付設した
    V型多気筒内燃機関において、 2α−β=180゜ (ただし、α:シリンダー挾角 β:クランクピン相対角) としたことを特徴とするV型多気筒内燃機関のバ
    ランシング構造。
JP17783181A 1981-11-07 1981-11-07 V型多気筒内燃機関におけるバランシング構造 Granted JPS5881250A (ja)

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JPS5881250A JPS5881250A (ja) 1983-05-16
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