JP2007120429A - Internal combustion engine and compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストン−クランク機構を用いた内燃機関及び圧縮機に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine and a compressor using a piston-crank mechanism.
内燃機関や圧縮機等で用いられているピストン−クランク機構においては、ピストン、コネクティングロッド、及びクランクシャフトの運動によって慣性力(加振力)が発生する。この慣性力を打ち消すための手段として、バランサが用いられる。例えば下記非特許文献1には、1次バランサを用いて往復運動部分(ピストン及びコネクティングロッドの小端部)の1次の慣性力(慣性力のエンジン回転1次成分)を打ち消す筒内可視化用エンジンが示されている。また、下記非特許文献2,3には、1次バランサ及び2次バランサを用いて往復運動部分の1次及び2次の慣性力(慣性力のエンジン回転1次及び2次成分)をそれぞれ打ち消すエンジンが示されている。
In a piston-crank mechanism used in an internal combustion engine, a compressor, or the like, an inertial force (excitation force) is generated by the movements of the piston, the connecting rod, and the crankshaft. A balancer is used as a means for canceling this inertial force. For example, in Non-Patent
その他の背景技術として、下記特許文献1による無振動クランク装置が開示されている。
As another background art, a non-vibration crank device according to
前述したように、1次バランサ及び2次バランサにより往復運動部分の1次及び2次の慣性力をそれぞれ打ち消すことが可能となるが、往復運動部分の3次以上の慣性力は残り、この3次以上の慣性力の不釣り合いによって振動が発生する。慣性力はクランクシャフトの回転数の2乗に比例して増大するため、クランクシャフトが高い回転数で回転するほど慣性力の不釣り合いによって生じる振動も増大する。バランサを用いて3次以上の慣性力を打ち消す場合は、各回転次数成分ごとにバランサを配設する必要があるため、構成が大幅に複雑化して実現が困難である。 As described above, the primary balancer and the secondary balancer can cancel the primary and secondary inertia forces of the reciprocating portion, respectively, but the third and higher inertial forces of the reciprocating portion remain. Vibration occurs due to an imbalance of the inertial force beyond the next. Since the inertial force increases in proportion to the square of the rotational speed of the crankshaft, the vibration caused by the unbalanced inertial force increases as the crankshaft rotates at a higher rotational speed. When canceling out the third-order or higher inertial force using a balancer, it is necessary to dispose a balancer for each rotational order component, so the configuration is greatly complicated and difficult to implement.
本発明は、ピストン、コネクティングロッド、及びクランクシャフトの運動によって生じる慣性力を打ち消す効果を向上させることができる内燃機関及び圧縮機を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the internal combustion engine and compressor which can improve the effect which cancels the inertia force which arises by the motion of a piston, a connecting rod, and a crankshaft.
本発明に係る内燃機関及び圧縮機は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine and the compressor according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る内燃機関は、燃料の燃焼によって、メイン気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたメイン気筒用ピストンが往復運動するメイン気筒と、一対のサブ気筒であって、その各々はサブ気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたサブ気筒用ピストンが往復運動する気筒である一対のサブ気筒と、を備え、クランクシャフトは、メイン気筒用コネクティングロッドと連接されたメイン気筒用クランクピンと、サブ気筒用コネクティングロッドと連接されたサブ気筒用クランクピンと、を含み、メイン気筒用クランクピンとサブ気筒用クランクピンとは、クランクシャフトの回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置されているとともにクランクシャフトの回転中心軸に対する距離が等しく設定されており、サブ気筒用コネクティングロッドの長さが、メイン気筒用コネクティングロッドの長さと等しく設定され、サブ気筒用ピストンの合計質量及びサブ気筒用コネクティングロッドの合計質量が、それぞれメイン気筒用ピストンの質量及びメイン気筒用コネクティングロッドの質量と略等しく設定されており、クランクシャフトの回転中心軸に平行な方向において、一対のサブ気筒が対向配置されているとともにメイン気筒がそれらの間に配置されており、一方のサブ気筒用ピストンの質量をmp1、他方のサブ気筒用ピストンの質量をmp2、一方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq1、他方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq2、一方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy1、他方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy2とすると、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
がほぼ成立することを要旨とする。
An internal combustion engine according to the present invention includes a main cylinder in which a main cylinder piston connected to a crankshaft via a connecting rod for a main cylinder reciprocates by combustion of fuel, and a pair of sub cylinders, each of which A pair of sub-cylinders that are reciprocating cylinder pistons connected to the crankshaft via the connecting rod for the sub-cylinder, and the crankshaft is connected to the connecting rod for the main cylinder. A crank pin for the sub-cylinder connected to the connecting rod for the sub-cylinder, and the crank pin for the main cylinder and the crank pin for the sub-cylinder are arranged on opposite sides of the crankshaft rotation center axis. In addition, the distance to the rotation center axis of the crankshaft etc. The length of the connecting rod for the sub cylinder is set equal to the length of the connecting rod for the main cylinder, and the total mass of the piston for the sub cylinder and the total mass of the connecting rod for the sub cylinder are respectively set for the main cylinder. The mass of the piston and the mass of the connecting rod for the main cylinder are set approximately equal to each other, and a pair of sub-cylinders are arranged opposite to each other in a direction parallel to the rotation center axis of the crankshaft and the main cylinder is arranged therebetween. The mass of one sub-cylinder piston is mp1, the mass of the other sub-cylinder piston is mp2, the mass of one sub-cylinder connecting rod is mq1, the mass of the other sub-cylinder connecting rod is mq2, The distance between the center axis of one sub-cylinder and the center axis of the main cylinder is y1 When the distance between the central axis of the main cylinder of the other sub-cylinder and y2,
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
The summary is that
本発明においては、クランクシャフトの回転中心軸に平行な方向において、一対のサブ気筒が対向配置されているとともにメイン気筒がそれらの間に配置されている。サブ気筒用ピストンの合計質量及びサブ気筒用コネクティングロッドの合計質量は、それぞれメイン気筒用ピストンの質量及びメイン気筒用コネクティングロッドの質量と略等しく設定されている。そして、一方のサブ気筒用ピストンの質量mp1、他方のサブ気筒用ピストンの質量mp2、一方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量mq1、他方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量mq2、一方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離y1、他方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離y2に関して、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
の関係がほぼ成立する。なお、メイン気筒用ピストンの質量及びサブ気筒用ピストンの質量については、いずれもピストンピンの質量も含めるものとする。
In the present invention, in a direction parallel to the rotation center axis of the crankshaft, a pair of sub-cylinders are arranged to face each other and a main cylinder is arranged between them. The total mass of the sub-cylinder piston and the total mass of the sub-cylinder connecting rod are set substantially equal to the mass of the main cylinder piston and the mass of the main cylinder connecting rod, respectively. Then, the mass mp1 of the piston for one sub cylinder, the mass mp2 of the piston for the other sub cylinder, the mass mq1 of the connecting rod for one sub cylinder, the mass mq2 of the connecting rod for the other sub cylinder, the center of the one sub cylinder The distance y1 between the shaft and the central axis of the main cylinder, and the distance y2 between the central axis of the other sub-cylinder and the central axis of the main cylinder,
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
The relationship is almost established. Note that the mass of the piston for the main cylinder and the mass of the piston for the sub-cylinder are both included in the mass of the piston pin.
本発明によれば、メイン気筒にて発生する慣性力を、一対のサブ気筒にて発生する慣性力によって、回転次数成分に関係なく且つモーメントを発生させずに打ち消すことができる。その結果、ピストン、コネクティングロッド、及びクランクシャフトの運動によって生じる慣性力を打ち消す効果を向上させることができる。 According to the present invention, the inertial force generated in the main cylinder can be canceled by the inertial force generated in the pair of sub-cylinders regardless of the rotation order component and without generating a moment. As a result, it is possible to improve the effect of canceling the inertia force generated by the movement of the piston, connecting rod, and crankshaft.
本発明の一態様では、mp1×y1=mp2×y2且つmq1×y1=mq2×y2がほぼ成立することが好適である。この態様では、y1=y2がほぼ成立することが好適である。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that mp1 × y1 = mp2 × y2 and mq1 × y1 = mq2 × y2 are substantially satisfied. In this aspect, it is preferable that y1 = y2 is substantially satisfied.
本発明の一態様では、クランクシャフトの重心が、クランクシャフトの回転中心軸上に設定されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the center of gravity of the crankshaft is set on the rotation center axis of the crankshaft.
本発明の一態様では、サブ気筒用クランクピンの合計質量が、メイン気筒用クランクピンの質量と略等しく設定されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the total mass of the sub-cylinder crank pins is set to be approximately equal to the mass of the main cylinder crank pins.
本発明の一態様では、クランクシャフトには、メイン気筒用カウンタウェイトがクランクシャフトの回転中心軸を挟んでメイン気筒用クランクピンの反対側に配設され、サブ気筒用カウンタウェイトがクランクシャフトの回転中心軸を挟んでサブ気筒用クランクピンの反対側に配設されており、メイン気筒用カウンタウェイト及びサブ気筒用カウンタウェイトが、いずれもオーバーバランス側に設定されていることが好適である。この態様では、サブ気筒用カウンタウェイトの合計質量モーメントが、メイン気筒用カウンタウェイトの質量モーメントと略等しく設定されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, a main cylinder counterweight is disposed on the crankshaft on the opposite side of the crankshaft for the main cylinder across the rotation center axis of the crankshaft, and the subcylinder counterweight is used for the rotation of the crankshaft. It is preferable that the main cylinder counterweight and the subcylinder counterweight are both set on the overbalance side. In this aspect, it is preferable that the total mass moment of the counter weight for the sub cylinder is set substantially equal to the mass moment of the counter weight for the main cylinder.
本発明の一態様では、メイン気筒にクランクオフセットが設定されている場合に、サブ気筒にクランクオフセットが設定されており、メイン気筒とサブ気筒とで、クランクオフセットの方向が互いに反対で、クランクオフセット量が等しく設定されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, when the crank offset is set for the main cylinder, the crank offset is set for the sub cylinder, and the crank offset directions are opposite to each other between the main cylinder and the sub cylinder. It is preferred that the quantities are set equal.
本発明の一態様では、メイン気筒用ピストンにピストンピンオフセットが設定されている場合に、サブ気筒用ピストンにピストンピンオフセットが設定されており、メイン気筒用ピストンとサブ気筒用ピストンとで、ピストンピンオフセットの方向が互いに反対で、ピストンピンオフセット量が等しく設定されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, when the piston pin offset is set for the main cylinder piston, the piston pin offset is set for the sub cylinder piston. It is preferable that the pin offset directions are opposite to each other and the piston pin offset amounts are set equal.
本発明の一態様では、サブ気筒においては、燃料を燃焼させないことが好適である。この態様では、サブ気筒におけるサブ気筒用ピストン頂面側の端部が開放されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable not to burn fuel in the sub-cylinder. In this aspect, it is preferable that the end portion of the sub cylinder in the sub cylinder on the top surface side of the sub cylinder is open.
本発明の一態様では、サブ気筒用ピストンは、サブ気筒内を往復運動するピストン本体と、ピストン本体に対して着脱可能な質量調整用部品と、を含むことが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the sub-cylinder piston includes a piston main body that reciprocates in the sub-cylinder and a mass adjustment component that is detachable from the piston main body.
また、本発明に係る圧縮機は、流体を圧縮するために、メイン気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたメイン気筒用ピストンが往復運動するメイン気筒と、一対のサブ気筒であって、その各々はサブ気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたサブ気筒用ピストンが往復運動する気筒である一対のサブ気筒と、を備え、クランクシャフトは、メイン気筒用コネクティングロッドと連接されたメイン気筒用クランクピンと、サブ気筒用コネクティングロッドと連接されたサブ気筒用クランクピンと、を含み、メイン気筒用クランクピンとサブ気筒用クランクピンとは、クランクシャフトの回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置されているとともにクランクシャフトの回転中心軸に対する距離が等しく設定されており、サブ気筒用コネクティングロッドの長さが、メイン気筒用コネクティングロッドの長さと等しく設定され、サブ気筒用ピストンの合計質量及びサブ気筒用コネクティングロッドの合計質量が、それぞれメイン気筒用ピストンの質量及びメイン気筒用コネクティングロッドの質量と略等しく設定されており、クランクシャフトの回転中心軸に平行な方向において、一対のサブ気筒が対向配置されているとともにメイン気筒がそれらの間に配置されており、一方のサブ気筒用ピストンの質量をmp1、他方のサブ気筒用ピストンの質量をmp2、一方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq1、他方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq2、一方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy1、他方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy2とすると、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
がほぼ成立することを要旨とする。
Further, a compressor according to the present invention includes a main cylinder in which a main cylinder piston connected to a crankshaft via a connecting rod for a main cylinder reciprocates and a pair of sub cylinders in order to compress fluid. , Each of which includes a pair of sub-cylinders, each of which is a cylinder in which a sub-cylinder piston connected to the crankshaft via a sub-cylinder connecting rod reciprocates, and the crankshaft is connected to the connecting rod for the main cylinder A main cylinder crankpin and a subcylinder crankpin connected to a subcylinder connecting rod, and the main cylinder crankpin and the subcylinder crankpin are on opposite sides of the rotation shaft of the crankshaft. And the distance from the rotation axis of the crankshaft Are set equal to each other, the length of the connecting rod for the sub cylinder is set equal to the length of the connecting rod for the main cylinder, and the total mass of the piston for the sub cylinder and the total mass of the connecting rod for the sub cylinder are respectively set to the main cylinder. The mass of the piston for the main cylinder and the mass of the connecting rod for the main cylinder are set to be approximately equal to each other. The mass of one sub-cylinder piston is mp1, the mass of the other sub-cylinder piston is mp2, the mass of one sub-cylinder connecting rod is mq1, and the mass of the other sub-cylinder connecting rod is mq2. The distance between the center axis of one sub-cylinder and the center axis of the main cylinder y1, and the distance between the central axis of the main cylinder of the other sub-cylinder and y2,
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
The summary is that
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1,2は、本発明の実施形態に係る内燃機関の内部構成の概略を示す図である。本実施形態に係る内燃機関は、ピストン−クランク機構を用いた往復型内燃機関(レシプロエンジン)であり、以下に説明するメイン気筒12と一対のサブ気筒14−1,14−2とを備えている。なお、図1はクランクシャフト20の軸線方向(回転中心軸に平行な方向)から見た内部構成図を示し、図2はメイン気筒12の中心軸及びクランクシャフト20の回転中心軸と直交する方向から見た内部構成図を示す。また、以下の説明では、メイン気筒12の中心軸及びクランクシャフト20の回転中心軸と直交する軸をx軸、クランクシャフト20の回転中心軸に一致する軸をy軸、x軸及びy軸(クランクシャフト20の回転中心軸)と直交する軸をz軸とするxyz座標系を規定し、x軸方向を機関左右方向、y軸方向を機関前後方向、z軸方向を機関上下方向とする。
1 and 2 are diagrams schematically illustrating an internal configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The internal combustion engine according to the present embodiment is a reciprocating internal combustion engine (reciprocating engine) using a piston-crank mechanism, and includes a
メイン気筒12内を往復運動するメイン気筒用ピストン16は、メイン気筒用コネクティングロッド18を介してクランクシャフト20に連接されている。より具体的には、メイン気筒用ピストン16がピストンピン15を介してメイン気筒用コネクティングロッド18の小端部22と連接されており、メイン気筒用コネクティングロッド18の大端部24がクランクシャフト20に配設されたメイン気筒用クランクピン42と連接されている。メイン気筒12においては、周知の内燃機関と同様に、燃焼室13における燃料(混合気)の燃焼によって発生した熱エネルギーを利用してメイン気筒用ピストン16が往復運動する。メイン気筒用ピストン16の往復運動がクランクシャフト20の回転運動に変換され、クランクシャフト20から動力を取り出すことができる。なお、図1,2では、本実施形態に係る内燃機関を筒内可視化用エンジンに適用する場合を想定して、メイン気筒用ピストン16が、その内部に反射ミラーを配設可能なようにその高さが延長されたロングピストンである例を示している。
A
メイン気筒12においては、メイン気筒用ピストン16、メイン気筒用コネクティングロッド18、及びクランクシャフト20の運動によって慣性力(加振力)が発生する。本実施形態では、このメイン気筒12にて発生する慣性力(加振力)を打ち消すために、一対のサブ気筒14−1,14−2がメイン気筒12の前後に互いに対向して配置されている。つまり、クランクシャフト20の回転中心軸に平行な方向(y軸方向)において、一対のサブ気筒14−1,14−2が対向配置されているとともにメイン気筒12がそれらの間に配置されている。サブ気筒14−1,14−2の中心軸は、ともにメイン気筒12の中心軸と平行である。そして、サブ気筒14−1の中心軸とメイン気筒12の中心軸との距離y1が、サブ気筒14−2の中心軸とメイン気筒12の中心軸との距離y2と等しく(あるいはほぼ等しく)設定されている(y1=y2)。以下、サブ気筒14−1,14−2の詳細な構成について説明する。
In the
サブ気筒14−1内を往復運動するサブ気筒用ピストン26−1は、サブ気筒用コネクティングロッド28−1を介してクランクシャフト20に連接されている。より具体的には、サブ気筒用ピストン26−1がピストンピン25−1を介してサブ気筒用コネクティングロッド28−1の小端部32−1と連接されており、サブ気筒用コネクティングロッド28−1の大端部34−1がクランクシャフト20に配設されたサブ気筒用クランクピン44−1と連接されている。同様に、サブ気筒14−2内を往復運動するサブ気筒用ピストン26−2は、サブ気筒用コネクティングロッド28−2を介してクランクシャフト20に連接されている。より具体的には、サブ気筒用ピストン26−2がピストンピン25−2を介してサブ気筒用コネクティングロッド28−2の小端部32−2と連接されており、サブ気筒用コネクティングロッド28−2の大端部34−2がクランクシャフト20に配設されたサブ気筒用クランクピン44−2と連接されている。
A sub-cylinder piston 26-1 reciprocating in the sub-cylinder 14-1 is connected to the
サブ気筒14−1においては、シリンダヘッドが省略されていることで、サブ気筒用ピストン26−1の頂面側の端部が開放されている。同様に、サブ気筒14−2においても、シリンダヘッドが省略されていることで、サブ気筒用ピストン26−2の頂面側の端部が開放されている。つまり、サブ気筒14−1,14−2においては、ともに燃料(混合気)を燃焼させることなく、サブ気筒14−1,14−2は、ともに動力を発生せず且つメイン気筒12にて発生する慣性力を打ち消すためのダミー気筒として機能する。そのため、本実施形態に係る内燃機関は単気筒エンジンとして機能し、サブ気筒用ピストン26−1,26−2はメイン気筒12で発生させる動力の一部を利用して駆動される。なお、図1,2は、メイン気筒12がクランクシャフト20に対して鉛直上方に配置され、サブ気筒14−1,14−2がクランクシャフト20に対して鉛直下方に配置された例を示している。そして、サブ気筒14−1,14−2の鉛直下方にはオイルパン19が配設されている。この配置により、メイン気筒12やクランクケースから落ちてくるオイルでサブ気筒(ダミー気筒)14−1,14−2の摩擦熱の冷却を行うことが可能である。また、筒内可視化用エンジンでは、この配置により、メイン気筒12における透明ガラスシリンダやシリンダヘッドの脱着等の作業が容易となる。
In the sub cylinder 14-1, since the cylinder head is omitted, the end portion on the top surface side of the sub cylinder piston 26-1 is opened. Similarly, in the sub-cylinder 14-2, the cylinder head is omitted, so that the end portion on the top surface side of the sub-cylinder piston 26-2 is opened. That is, in the sub cylinders 14-1 and 14-2, neither fuel (air mixture) is burned, but neither the sub cylinders 14-1 and 14-2 generates power nor is generated in the
ピストンピン25−1も含めたサブ気筒用ピストン26−1の質量mp1及びピストンピン25−2も含めたサブ気筒用ピストン26−2の質量mp2は、ともにピストンピン15も含めたメイン気筒用ピストン16の質量mp0の1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されている。これによって、ピストンピン25−1,25−2も含めたサブ気筒用ピストン26−1,26−2の合計質量mp1+mp2が、ピストンピン15も含めたメイン気筒用ピストン16の質量mp0と等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。サブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2の質量mq1,mq2は、ともにメイン気筒用コネクティングロッド18の質量mq0の1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されている。これによって、サブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2の合計質量mq1+mq2が、メイン気筒用コネクティングロッド18の質量mq0と等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。本実施形態では、y1=y2であるため、
mp1×y1=mp2×y2且つmq1×y1=mq2×y2
の関係が成立(あるいはほぼ成立)し、さらに、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
の関係が成立(あるいはほぼ成立)する。また、サブ気筒14−1における往復運動部分(サブ気筒用ピストン26−1、ピストンピン25−1、及び小端部32−1)とサブ気筒14−2における往復運動部分(サブ気筒用ピストン26−2、ピストンピン25−2、及び小端部32−2)の合計質量が、メイン気筒12における往復運動部分(メイン気筒用ピストン16、ピストンピン15、及び小端部22)の質量と等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。そして、サブ気筒14−1における往復運動部分の質量、及びサブ気筒14−2における往復運動部分の質量が、ともにメイン気筒12における往復運動部分の質量の1/2(あるいはほぼ1/2)に設定される。
The mass mp1 of the sub-cylinder piston 26-1 including the piston pin 25-1 and the mass mp2 of the sub-cylinder piston 26-2 including the piston pin 25-2 are both the main cylinder piston including the
mp1 * y1 = mp2 * y2 and mq1 * y1 = mq2 * y2
Is established (or almost established)
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
The relationship is established (or almost established). The reciprocating portion (sub-cylinder piston 26-1, piston pin 25-1, and small end portion 32-1) in the sub-cylinder 14-1 and the reciprocating portion (sub-cylinder piston 26 in the sub-cylinder 14-2). -2, the piston pin 25-2, and the small end portion 32-2) are equal in mass to the reciprocating portion of the main cylinder 12 (the
図3に示すように、サブ気筒用ピストン26−1は、サブ気筒14−1内をその内壁に沿って往復運動するピストン本体27−1と、ピストン本体27−1にねじ等により固定されることでピストン本体27−1に対して着脱可能な質量調整用ウェイト29−1と、を含む。同様に、サブ気筒用ピストン26−2も、サブ気筒14−2内をその内壁に沿って往復運動するピストン本体27−2と、ピストン本体27−2にねじ等により固定されることでピストン本体27−2に対して着脱可能な質量調整用ウェイト29−2と、を含む。ここでの質量調整用ウェイト29−1,29−2は、それぞれ質量の異なるものが複数種類用意されている。そのため、筒内可視化用エンジンにおいて、メイン気筒用ピストン16の形状変更等によりメイン気筒用ピストン16の質量mp0が変化した場合でも、サブ気筒用ピストン26−1,26−2に取り付ける質量調整用ウェイト29−1,29−2の質量を変更することで、サブ気筒用ピストン26−1,26−2の質量mp1,mp2をメイン気筒用ピストン16の質量mp0の1/2に容易に調整することができる。
As shown in FIG. 3, the sub-cylinder piston 26-1 is fixed to the piston main body 27-1 by a screw or the like that reciprocates along the inner wall of the sub-cylinder 14-1. Thus, the weight adjusting weight 29-1 that can be attached to and detached from the piston main body 27-1 is included. Similarly, the sub-cylinder piston 26-2 also has a piston body 27-2 that reciprocates along the inner wall of the sub-cylinder 14-2, and is fixed to the piston body 27-2 with a screw or the like. And a mass adjusting weight 29-2 that can be attached to and detached from 27-2. A plurality of types of weight adjusting weights 29-1 and 29-2 having different masses are prepared. Therefore, in the in-cylinder visualization engine, even when the mass mp0 of the
なお、図3は、周知の内燃機関の場合と同様に、サブ気筒14−1,14−2の内壁に対し摺動するピストンリング31−1,31−2及びオイルリング33−1,33−2が、サブ気筒用ピストン26−1,26−2(ピストン本体に29−1,29−2)にそれぞれ装着された例を示している。ただし、図4に示すように、サブ気筒14−1,14−2の内壁に対し転動可能なローラ35−1,35−2をサブ気筒用ピストン26−1,26−2(ピストン本体に29−1,29−2)にそれぞれ設けることもできる。これによって、サブ気筒用ピストン26−1,26−2がサブ気筒14−1,14−2内を往復運動するときの摩擦抵抗を低減することができる。 3 shows piston rings 31-1, 31-2 and oil rings 33-1, 33- that slide against the inner walls of the sub-cylinders 14-1, 14-2, as in the case of a known internal combustion engine. 2 shows an example in which the sub-cylinder pistons 26-1 and 26-2 are attached to the pistons 26-1 and 26-2 (29-1 and 29-2 on the piston body), respectively. However, as shown in FIG. 4, rollers 35-1 and 35-2 that can roll with respect to the inner walls of the sub-cylinders 14-1 and 14-2 are sub-cylinder pistons 26-1 and 26-2 (on the piston body). 29-1, 29-2). Accordingly, it is possible to reduce the frictional resistance when the sub cylinder pistons 26-1 and 26-2 reciprocate in the sub cylinders 14-1 and 14-2.
クランクシャフト20は、前述のメイン気筒用クランクピン42及びサブ気筒用クランクピン44−1,44−2の他に、クランクジャーナル46−1〜46−4、メイン気筒用クランクアーム48−1,48−2、及びサブ気筒用クランクアーム50−1〜50−4を含む。クランクジャーナル46−1〜46−4は、機関前後方向(y軸方向)において間隔を空けて配置されており、ベアリング(メタル)によってクランク室内に回転可能に支持されている。メイン気筒用クランクアーム48−1は、クランクジャーナル46−2とメイン気筒用クランクピン42とを連結し、メイン気筒用クランクアーム48−2は、クランクジャーナル46−3とメイン気筒用クランクピン42とを連結する。サブ気筒用クランクアーム50−1は、クランクジャーナル46−1とサブ気筒用クランクピン44−1とを連結し、サブ気筒用クランクアーム50−2は、クランクジャーナル46−2とサブ気筒用クランクピン44−1とを連結し、サブ気筒用クランクアーム50−3は、クランクジャーナル46−3とサブ気筒用クランクピン44−2とを連結し、サブ気筒用クランクアーム50−4は、クランクジャーナル46−4とサブ気筒用クランクピン44−2とを連結する。
In addition to the
メイン気筒用クランクピン42とサブ気筒用クランクピン44−1,44−2とは、クランクシャフト20の回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置されている。そのため、メイン気筒12とサブ気筒14−1,14−2とはクランクシャフト20の回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置される。さらに、メイン気筒用クランクピン42とサブ気筒用クランクピン44−1,44−2とで、重心のクランクシャフト20の回転中心軸に対する距離、つまりクランク半径が等しく設定されている。したがって、サブ気筒14−1,14−2のストロークは、ともにメイン気筒12のストロークと等しく設定されている。また、サブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2の長さ(コンロッド長)は、ともにメイン気筒用コネクティングロッド18の長さ(コンロッド長)と等しく設定されている。そして、メイン気筒用コネクティングロッド18とサブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2とで、小端部(ピストンピン中心軸)と大端部(クランクピン中心軸)を基準としたときの重心位置が等しく設定されている。そのため、機関前後方向(y軸方向)から見て、メイン気筒用コネクティングロッド18とサブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2とが、クランクシャフト20の回転中心に対して対称となる。なお、ここでのコネクティングロッドの長さ(コンロッド長)は、大小端部ピッチ(ピストンピン中心軸とクランクピン中心軸との距離)である。
The
メイン気筒用クランクアーム48−1,48−2には、メイン気筒用カウンタウェイト52がクランクシャフト20の回転中心軸を挟んでメイン気筒用クランクピン42の反対側に配設されている。サブ気筒用クランクアーム50−1,50−2には、サブ気筒用カウンタウェイト54−1がクランクシャフト20の回転中心軸を挟んでサブ気筒用クランクピン44−1の反対側に配設されており、サブ気筒用クランクアーム50−3,50−4には、サブ気筒用カウンタウェイト54−2がクランクシャフト20の回転中心軸を挟んでサブ気筒用クランクピン44−2の反対側に配設されている。そのため、メイン気筒用カウンタウェイト52とサブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2とは、クランクシャフト20の回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置される。なお、後述するように、本実施形態では、メイン気筒用カウンタウェイト52及びサブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2は、いずれもオーバーバランス側に設定されている。
In the main cylinder crank arms 48-1 and 48-2, a
クランクジャーナル46−1〜46−4においては、寸法及び質量がいずれも等しく設定されている。サブ気筒用クランクピン44−1,44−2の質量は、ともにメイン気筒用クランクピン42の質量の1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されていることで、サブ気筒用クランクピン44−1,44−2の質量モーメントは、ともにメイン気筒用クランクピン42の質量モーメントの1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されている。そのため、サブ気筒用クランクピン44−1,44−2の合計質量及び合計質量モーメントが、メイン気筒用クランクピン42の質量及び質量モーメントと等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。サブ気筒用クランクアーム50−1〜50−4の質量モーメントは、いずれもメイン気筒用クランクアーム48−1,48−2の質量モーメントの1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されており、サブ気筒用クランクアーム50−1〜50−4の合計質量モーメントがメイン気筒用クランクアーム48−1,48−2の合計質量モーメントと等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2の質量モーメントは、ともにメイン気筒用カウンタウェイト52の質量モーメントの1/2(あるいはほぼ1/2)に設定されており、サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2の合計質量モーメントがメイン気筒用カウンタウェイト52の質量モーメントと等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。そのため、クランクシャフト20の重心が、クランクシャフト20の回転中心軸(y軸)上及びx軸上に位置するように設定される。すなわち、クランクシャフト20の重心が、xyz座標系の原点に一致するように設定される。したがって、クランクシャフト20は、単体で重量がバランス(静バランス)している。さらに、サブ気筒用クランクピン44−1と大端部34−1を含むサブ気筒14−1の回転運動部分の質量モーメント、及びサブ気筒用クランクピン44−2と大端部34−2を含むサブ気筒14−2の回転運動部分の質量モーメントが、ともにメイン気筒用クランクピン42と大端部24を含むメイン気筒12の回転運動部分の質量モーメントの1/2(あるいはほぼ1/2)に設定される。したがって、サブ気筒14−1,14−2の回転運動部分の合計質量モーメントが、メイン気筒12の回転運動部分の質量モーメントと等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。なお、ここでの質量モーメントは、(質量)×(重心のクランクシャフト20回転中心からの距離)である。さらに、本実施形態では、サブ気筒14−1の回転運動部分の質量と距離y1との積が、サブ気筒14−2の回転運動部分の質量と距離y2との積と等しく(あるいはほぼ等しく)設定される。
In the crank journals 46-1 to 46-4, the dimensions and the mass are both set equal. The masses of the sub-cylinder crank pins 44-1 and 44-2 are both set to ½ (or almost ½) of the mass of the main cylinder crank
なお、図1,2は、メイン気筒12のクランクオフセット量及びピストンピンオフセット量がともに0である例を示している。つまり、メイン気筒12の中心軸がz軸と一致しており、メイン気筒用ピストン16のピストンピン中心軸がz軸及びメイン気筒12の中心軸と直交している。メイン気筒12のクランクオフセット量が0である場合は、サブ気筒14−1,14−2のクランクオフセット量はともに0に設定される。すなわち、サブ気筒用ピストン26−1,26−2のピストンピン中心軸はともにz軸と直交している。また、メイン気筒用ピストン16のピストンピンオフセット量が0である場合は、サブ気筒用ピストン26−1,26−2のピストンピンオフセット量はともに0に設定される。すなわち、サブ気筒用ピストン26−1,26−2のピストンピン中心軸は、サブ気筒14−1,14−2の中心軸とそれぞれ直交している。
1 and 2 show an example in which the crank offset amount and the piston pin offset amount of the
一方、図5に示すように、メイン気筒用ピストン16のピストンピン中心軸がz軸と交わる位置からx軸方向にオフセット量x1でオフセットしており、メイン気筒12にクランクオフセットx1が設定されている場合は、サブ気筒14−1,14−2にもクランクオフセットx2が設定される。すなわち、サブ気筒用ピストン26−1,26−2のピストンピン中心軸は、ともにz軸と交わる位置からx軸方向にオフセット量x2でオフセットしている。その場合は、図5に示すように、メイン気筒12とサブ気筒14−1,14−2とで、クランクオフセットの方向(ピストンピン中心軸のオフセット方向)が互いに反対で、且つクランクオフセット量(ピストンピン中心軸のオフセット量)x1,x2が等しく設定される。また、メイン気筒用ピストン16のピストンピン中心軸がメイン気筒12の中心軸と交わる位置からx軸方向にオフセットしており、メイン気筒用ピストン16にピストンピンオフセットが設定されている場合は、サブ気筒用ピストン26−1,26−2にもピストンピンオフセットが設定される。すなわち、サブ気筒用ピストン26−1,26−2のピストンピン中心軸は、サブ気筒14−1,14−2の中心軸とそれぞれ交わる位置からx軸方向にオフセットしている。その場合は、メイン気筒用ピストン16とサブ気筒用ピストン26−1,26−2とで、ピストンピンオフセットの方向(ピストンピン中心軸のオフセット方向)が互いに反対で、且つピストンピンオフセット量(ピストンピン中心軸のオフセット量)が等しく設定される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the piston pin central axis of the
次に、本実施形態に係る内燃機関の動作、特に、メイン気筒12にて発生する慣性力(加振力)を打ち消す動作を、関連技術の問題点と対比させながら説明する。
Next, the operation of the internal combustion engine according to the present embodiment, in particular, the operation for canceling the inertia force (vibration force) generated in the
まず本実施形態との比較対象として、図6,7に示すように、ピストン116、コネクティングロッド118、及びクランクシャフト120の運動によって生じる慣性力をカウンタウェイト152とバランサを用いて打ち消す場合を考える。ここで、図6は、クランクシャフト120と同じ速度で左右対称に回転する1次バランサ153−1,153−2が配設された場合を示し、図7は、1次バランサ153−1,153−2の他に、クランクシャフト120の2倍の速度で左右対称に回転する2次バランサ154−1,154−2が配設された場合を示す。
First, as a comparison object with the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, consider a case where the inertia force generated by the movement of the
図6,7に示す構成では、クランクピン142とコネクティングロッド118の大端部124を含む回転運動部分の慣性力がカウンタウェイト152によって相殺される。そして、ピストン116及びコネクティングロッド118の小端部122を含む往復運動部分の1次の慣性力(慣性力のエンジン回転1次成分)が1次バランサ153−1,153−2によって相殺される。さらに、図7では、往復運動部分の2次の慣性力(慣性力のエンジン回転2次成分)が2次バランサ154−1,154−2によって相殺される。しかし、往復運動部分の3次以上の慣性力は残り、この3次以上の慣性力の不釣り合いによってエンジンに振動が発生する。慣性力はエンジン回転数の2乗に比例して増大するため、エンジンを高回転で運転するほど慣性力の不釣り合いによって生じるエンジン振動も増大する。バランサを用いて慣性力を打ち消す場合は、各エンジン回転次数成分ごとにバランサを配設する必要があるため、エンジン構成が大幅に複雑化して実現が困難である。
In the configuration shown in FIGS. 6 and 7, the
これに対して本実施形態では、メイン気筒12にて生じるx軸方向(機関左右方向)及びz軸方向(機関上下方向)の慣性力(加振力)が、一対のサブ気筒14−1,14−2にて生じるx軸方向及びz軸方向の慣性力によって、エンジン回転次数成分に関係なく相殺される。より具体的には、メイン気筒用ピストン16及びメイン気筒用コネクティングロッド18の運動によるx軸方向及びz軸方向の慣性力が、サブ気筒用ピストン26−1及びサブ気筒用コネクティングロッド28−1の運動によるx軸方向及びz軸方向の慣性力と、サブ気筒用ピストン26−2及びサブ気筒用コネクティングロッド28−2の運動によるx軸方向及びz軸方向の慣性力とによって、エンジン回転次数成分に関係なく相殺される。そして、クランクシャフト20の重心は、クランクシャフト20の回転中心軸上に位置するため、クランクシャフト20の慣性力は、クランクシャフト20内で相殺されて働かない。
In contrast, in the present embodiment, the inertia force (excitation force) in the x-axis direction (engine left-right direction) and z-axis direction (engine vertical direction) generated in the
また、本実施形態との比較対象として、図8,9に示すように、単にメイン気筒12とサブ気筒14−1との2気筒対向型にした場合を考える。その場合でも、メイン気筒12にて生じるx軸方向及びz軸方向の慣性力をサブ気筒14−1にて生じるx軸方向及びz軸方向の慣性力によって相殺することが可能となる。しかし、その場合は、図9に示すように、メイン気筒12にて生じる慣性力とサブ気筒14−1にて生じる慣性力とがy軸方向(機関前後方向)にずれた位置で作用するため、yz平面内でエンジン本体を回転させようとするモーメント(偶力)が生じる。
Further, as a comparison object with the present embodiment, consider a case where the
これに対して本実施形態では、メイン気筒12の前後に一対のサブ気筒14−1,14−2が配置されている。そして、サブ気筒14−1の中心軸とメイン気筒12の中心軸との距離y1がサブ気筒14−2の中心軸とメイン気筒12の中心軸との距離y2と等しく設定されており、サブ気筒14−1にて生じる慣性力と距離y1との積がサブ気筒14−2にて生じる慣性力と距離y2との積と等しく設定される。そのため、メイン気筒12にて生じる慣性力をサブ気筒14−1,14−2にて生じる慣性力によって打ち消す際に、y軸方向(機関前後方向)のモーメントが生じることもない。
On the other hand, in the present embodiment, a pair of sub cylinders 14-1 and 14-2 are arranged before and after the
したがって、本実施形態によれば、メイン気筒用ピストン16、メイン気筒用コネクティングロッド18、及びクランクシャフト20の運動によって生じる慣性力(加振力)を、エンジン回転次数成分に関係なく且つモーメントを発生させずに打ち消すことができるので、慣性力を打ち消す効果を向上させることができる。その結果、エンジンを高回転で運転してもエンジン振動が低減され、エンジンの運転可能範囲を高回転側に広げることができる。なお、本実施形態では、メイン気筒12の1サイクル(吸気−圧縮−燃焼(膨張)−排気)間のガス圧力変動は残る。ただし、慣性力はエンジン回転数の2乗に比例して増大するため、高回転運転時におけるエンジン振動は、主に運動部分の慣性力によって生じる。そして、筒内可視化用エンジンでは、メイン気筒用ピストン16として前述のロングピストンを用いるため、メイン気筒用ピストン16の質量が増大してメイン気筒12にて発生する慣性力も増大する。そのため、本実施形態では、メイン気筒12のガス圧力変動による影響は、慣性力による影響と比較して相対的に少ない。
Therefore, according to the present embodiment, the inertial force (vibration force) generated by the movements of the
また、図6,7に示す構成では、往復運動部分の慣性力が増大すると、クランクジャーナル(クランクシャフト120の軸受部)にかかる曲げ荷重も増大し、特に、ピストン上死点で大きな曲げ荷重がクランクジャーナルに作用する。特に、前述のロングピストンを用いる筒内可視化用エンジンにおいては、通常のピストンの場合と比較して往復運動部分の質量が3倍以上に増大するため、クランクジャーナルにかかる曲げ荷重も増大する。 6 and 7, when the inertial force of the reciprocating motion portion increases, the bending load applied to the crank journal (the bearing portion of the crankshaft 120) also increases. In particular, a large bending load is applied at the top dead center of the piston. Acts on the crank journal. In particular, in the in-cylinder visualization engine using the above-described long piston, the mass of the reciprocating motion part is more than three times that of a normal piston, so the bending load applied to the crank journal also increases.
ここで、カウンタウェイト152のオーバーバランス率[%]を変化させた場合におけるクランクジャーナルにかかる曲げ荷重の履歴を図10に示す。ここでのクランクジャーナルにかかる曲げ荷重Fjは、図11の矢印に示す向きを正としている。また、カウンタウェイト152のオーバーバランス率OBR[%]は、以下の(1)〜(3)式で表される。このオーバーバランス率OBRが0%より大きい場合に、カウンタウェイト152がオーバーバランス側に設定される。
Here, FIG. 10 shows a history of bending load applied to the crank journal when the overbalance ratio [%] of the
OBR=(mw×rw−mrw0)/(mrw100−mrw0)×100 (1)
mrw0=mq×αc×r+mc×rc (2)
mrw100=mp×r+mq×r+mc×rc (3)
OBR = (m w × r w -mr w0) / (mr w100 -mr w0) × 100 (1)
mr w0 = m q × α c × r + m c × r c (2)
mr w100 = m p × r + m q × r + m c × r c (3)
ただし、(1)〜(3)式において、mpはピストン116の質量、mqはコネクティングロッド118の質量、αcはコンロッド小端部〜コンロッド重心の距離lcとコンロッド長lとの比(=lc/l、図12参照)、mcはクランクシャフト120の質量(カウンタウェイト152を除く)、rcはクランクシャフト120の重心(カウンタウェイト152を除く)とクランクシャフト120の回転中心との距離(図12参照)、mwはカウンタウェイト152の質量、rwはカウンタウェイト152の重心とクランクシャフト120の回転中心との距離(図12参照)、rはクランク半径(半ストローク、図12参照)である。
However, in the equations (1) to (3), m p is the mass of the
オーバーバランス率OBRが0%の場合は、x軸方向(機関左右方向)の慣性力は常に釣り合うが、z軸方向(機関上下方向)の慣性力は釣り合わずに残る。その場合は、図10に示すように、クランクジャーナルにほぼ正の向きに曲げ荷重がかかり、ピストン上死点で曲げ荷重が最大となる。また、オーバーバランス率OBRが100%の場合は、z軸方向の1次の慣性力が常に釣り合い、z軸方向の2次の慣性力及びx軸方向の慣性力は釣り合わずに残る。その場合は、図10に示すように、クランクジャーナルにかかる曲げ荷重が負の向きに増大する。また、図10に示すように、オーバーバランス率OBRを約60〜70%に設定した場合に、クランクジャーナルにかかる曲げ荷重の最大値と最小値の絶対値をほぼ等しくすることができ、クランクジャーナルにかかる曲げ荷重を低減することができる。しかし、その場合は、x軸方向及びz軸方向の慣性力が釣り合わずに残る。 When the overbalance ratio OBR is 0%, the inertial force in the x-axis direction (engine left-right direction) is always balanced, but the inertial force in the z-axis direction (engine vertical direction) remains unbalanced. In that case, as shown in FIG. 10, a bending load is applied to the crank journal in a substantially positive direction, and the bending load becomes maximum at the top dead center of the piston. When the overbalance ratio OBR is 100%, the primary inertial force in the z-axis direction is always balanced, and the secondary inertial force in the z-axis direction and the inertial force in the x-axis direction remain unbalanced. In that case, as shown in FIG. 10, the bending load applied to the crank journal increases in the negative direction. Further, as shown in FIG. 10, when the overbalance ratio OBR is set to about 60 to 70%, the absolute value of the maximum value and the minimum value of the bending load applied to the crank journal can be made substantially equal. The bending load applied to can be reduced. However, in that case, the inertial forces in the x-axis direction and the z-axis direction remain unbalanced.
クランクジャーナルにかかる曲げ荷重を低減する目的でカウンタウェイト152をオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設定した場合に、慣性力を釣り合わせるための方法として、図13に示すように、左右非対称な1次バランサ155−1,155−2を用いる方法が考えられる。しかし、左右非対称な1次バランサ155−1,155−2を用いた場合は、図13に示すように、カウンタウェイト152のオーバーバランスによる慣性力の増分ΔF1と1次バランサ155−1,155−2の左右非対称化による慣性力の増分ΔF2とがz軸方向(上下方向)にずれた位置で働くため、エンジン本体を回転させようとするモーメントが生じてしまう。さらに、左右非対称な1次バランサ155−1,155−2を用いた場合は、1次バランサ155−1,155−2がピストン116とクランクシャフト120の慣性力を同時に打ち消す役割を担う。そのため、クランクオフセットが設定されたエンジンにおいては、クランクシャフト120の位相とピストン116の位相との間に位相差が生じる(例えばストローク90mmの場合に10mm程度のクランクオフセットを設定すると約3°の位相差が生じる)ので、左右非対称な1次バランサ155−1,155−2によって慣性力を釣り合わせることは困難である。
FIG. 13 shows a method for balancing the inertial force when the
これに対して本実施形態では、メイン気筒用カウンタウェイト52をオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設定することで、クランクジャーナル46−2,46−3にかかる曲げ荷重を低減することができる。より好適には、クランクジャーナル46−2,46−3にかかる曲げ荷重の最大値と最小値の絶対値が等しくなるように、メイン気筒用カウンタウェイト52のオーバーバランス率OBRを設定する(典型的な例としてはオーバーバランス率OBRが約60〜70%程度)ことで、クランクジャーナル46−2,46−3にかかる曲げ荷重をほぼ最小化することができる。さらに、本実施形態では、サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2をともにオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設定する。より好適には、サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2のオーバーバランス率OBRを、ともにメイン気筒用カウンタウェイト52のオーバーバランス率OBRと等しく設定する。これによって、メイン気筒用カウンタウェイト52のオーバーバランスによる慣性力を、サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2のオーバーバランスによる慣性力によって打ち消すことができ、且つモーメントが生じることもない。したがって、本実施形態によれば、慣性力及びそれによるモーメントの釣り合いとクランクジャーナルの曲げ荷重の低減とを両立させることができ、エンジンの運転可能範囲をより高回転側に広げることができる。さらに、本実施形態では、メイン気筒12にクランクオフセットが設定された場合でも、メイン気筒12と方向が反対でオフセット量が等しいクランクオフセットをサブ気筒14−1,14−2に設定することで、慣性力を釣り合わせることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the bending load applied to the crank journals 46-2 and 46-3 is set by setting the
また、図6,7に示す構成では、一般的には、クランクシャフト120と1次バランサ153−1との間が歯付ベルト等で駆動され、1次バランサ153−1と1次バランサ153−2との間がギヤを介して駆動される。1次バランサ153−1がベルト駆動される構造では、組み付け時のベルトのテンションのばらつきやベルト劣化による伸び等によって、ピストン116とバランサ153−1,153−2との間に位相差が生じやすくなる。この位相差によって、ピストン116の慣性力とバランサ153−1,153−2の慣性力との間に時間的なずれが生じ、慣性力に不釣り合いが生じることになる。ここで、1次バランサ153−1,153−2とピストン116との間の位相差によって生じる不釣り合い力を計算した結果を図14に示す。位相差が0°のときは、図14(A)に示すように上下方向の1次慣性力が釣り合うが、位相差(5°)が生じてくると、図14(B)に示すように1次慣性力に不釣り合いが生じてくる。位相差が10°にもなると、図14(C)に示すように不釣り合いによって生じる1次慣性力の振幅が2次慣性力の半分程度まで増大し、バランサ153−1,153−2の効果が大きく損なわれる。
6 and 7, generally, the primary balancer 153-1 and the primary balancer 153 are driven between the
これに対して本実施形態では、サブ気筒用ピストン26−1,26−2がクランクシャフト20を介して駆動されるため、メイン気筒用ピストン16とサブ気筒用ピストン26−1,26−2との間に位相差が生じることもない。したがって、経時劣化等によって慣性力に不釣り合いが生じることもない。
On the other hand, in the present embodiment, since the sub-cylinder pistons 26-1 and 26-2 are driven via the
また、筒内可視化用エンジンでは、燃焼室形状の影響を調べるために、ピストン116の形状を変更する場合がある。図6,7に示す構成では、ピストン116の形状を変更すると、ピストン116の質量が変化して慣性力も変化するため、慣性力を打ち消すためのバランサ153−1,153−2,154−1,154−2も変更する必要がある。バランサ153−1,153−2,154−1,154−2の変更によって慣性力の変化に対応する場合は、質量モーメントを考慮してバランサ153−1,153−2,154−1,154−2を設計する必要があるため、バランサ153−1,153−2,154−1,154−2の設計が容易ではない。さらに、バランサ153−1,153−2,154−1,154−2の交換作業も時間、工数を消費する。
Further, in the cylinder visualization engine, the shape of the
これに対して本実施形態では、メイン気筒用ピストン16の質量が形状変更によって変化した場合でも、サブ気筒用ピストン26−1,26−2に取り付ける質量調整用ウェイト29−1,29−2の質量を調整することで、慣性力を容易に釣り合わせることができる。
On the other hand, in the present embodiment, even when the mass of the
また、本実施形態との比較対象として、特許文献1による無振動クランク装置を適用した場合を考える。その場合は、図15に示すように、一対のピストン−クランク機構が、シリンダ中心軸が一致するよう対向配置される。2本のクランクシャフト120,130は、タイミング歯車を介して結合されており、1:1の比率で互いに逆方向に回転する。ピストン116,126は、同一線上を完全対称的に往復運動するように、コネクティングロッド118,128をそれぞれ介してクランクシャフト120,130のクランクピン142,144にそれぞれ連結されている。
Further, as a comparison object with the present embodiment, consider a case where the vibration-free crank device according to
図15の構成では、ピストン116及びコネクティングロッド118の小端部122を含む往復運動部分の慣性力が、ピストン126及びコネクティングロッド128の小端部132を含む往復運動部分の慣性力によって、回転次数に関係なく相殺される。そして、クランクピン142とコネクティングロッド118の大端部124を含む回転運動部分の慣性力がカウンタウェイト152によって相殺され、クランクピン144とコネクティングロッド128の大端部134を含む回転運動部分の慣性力がカウンタウェイト154によって相殺される。しかし、図6,7に示す構成と同様に、往復運動部分の慣性力が増大すると、クランクジャーナル(クランクシャフト120,130の軸受部)にかかる曲げ荷重も増大し、特に、ピストン上死点で大きな曲げ荷重がクランクジャーナルに作用する。一方、クランクジャーナルにかかる曲げ荷重を低減する目的で、カウンタウェイト152,154をオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設定した場合は、図16に示すように、カウンタウェイト152,154のオーバーバランスによる不釣り合い力ΔF1,ΔF2がそれぞれ生じる。これらの不釣り合い力ΔF1,ΔF2は、互いに相殺されずに(図の上下方向の成分が)残り、エンジンを振動させる加振力となる。
In the configuration of FIG. 15, the inertial force of the reciprocating portion including the
また、図17に示すように、クランクシャフト120,130間に歯車を追加してクランクシャフト120,130を同方向に回転させ、且つ図の右側のピストン−クランク機構を上下反転させることで、不釣り合い力ΔF1,ΔF2の向きを互いに反対にする構成も考えられる。しかし、図17の構成では、不釣り合い力ΔF1,ΔF2が図の左右方向にずれた位置で作用するため、エンジン本体を回転させようとするモーメントは残る。したがって、図15,17の構成では、慣性力及びそれによるモーメントの釣り合いとクランクジャーナルの曲げ荷重の低減とを両立させることが困難である。
Further, as shown in FIG. 17, a gear is added between the
これに対して本実施形態では、前述したように、メイン気筒用カウンタウェイト52とサブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2とをいずれもオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設定することで、慣性力及びそれによるモーメントの釣り合いとクランクジャーナルの曲げ荷重の低減とを両立させることができる。
In contrast, in the present embodiment, as described above, the
次に、本実施形態に係る内燃機関の設計方法について説明する。(1)まず運転する最高回転数で慣性力に耐えられるようにメイン気筒用ピストン16を設計する。(2)次に、メイン気筒用コネクティングロッド18、クランクシャフト20(メイン気筒12に対応する部分)、及びメイン気筒用カウンタウェイト52を最高回転数で慣性力に耐えられるように設計する。ここでは、クランクジャーナル46−2,46−3にかかる曲げ荷重を低減するために、メイン気筒用カウンタウェイト52をオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設計する。より好適には、クランクジャーナル46−2,46−3にかかる曲げ荷重の最大値と最小値の絶対値が等しくなるように、メイン気筒用カウンタウェイト52のオーバーバランス率OBRを設計する。また、前後方向両端のクランクジャーナル46−1,46−4の径をメイン気筒12の前後のクランクジャーナル46−2,46−3の径と等しく設計して、クランクジャーナル46−1〜46−4の形状を統一する。(3)次に、サブ気筒用ピストン26−1,26−2、サブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2、クランクシャフト20(サブ気筒14−1,14−2に対応する部分)、及びサブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2を最高回転数で慣性力に耐えられるように設計する。ここでは、サブ気筒用ピストン26−1,26−2の質量mp1,mp2をメイン気筒用ピストン16の質量mp0の1/2に設計し、サブ気筒用コネクティングロッド28−1,28−2の質量mq1,mq2をメイン気筒用コネクティングロッド18の質量mq0の1/2に設計する。また、カウンタウェイト52,54−1,54−2を含めたクランクシャフト20単体で静バランスとなるように、サブ気筒用カウンタウェイト54−1,54−2をオーバーバランス側(オーバーバランス率OBRが0%を超えるよう)に設計する。また、メイン気筒12にクランクオフセット及びピストンピンオフセットを設定した場合は、サブ気筒14−1,14−2のクランクオフセット及びピストンピンオフセットを、メイン気筒12と方向が反対で且つオフセット量が等しくなるように設計する。
Next, a method for designing an internal combustion engine according to this embodiment will be described. (1) First, the
以上の本実施形態の説明では、サブ気筒14−1,14−2を、動力を発生せず且つメイン気筒12にて発生する慣性力を打ち消すためのダミー気筒として機能させるものとした。ただし、サブ気筒14−1,14−2においても、メイン気筒12と同様に、シリンダヘッドを設け、燃料(混合気)を燃焼させて動力を発生させるよう構成してもよい。
In the above description of the present embodiment, the sub cylinders 14-1 and 14-2 are assumed to function as dummy cylinders that generate no power and cancel out the inertial force generated in the
また、図1,2では、本実施形態に係る内燃機関を筒内可視化用エンジンに適用する場合を想定したが、本発明を一般的な内燃機関にも適用することができる。さらに、本発明をピストン−クランク機構を用いた圧縮機やポンプにも適用することができる。本発明を圧縮機に適用する場合は、クランクシャフト20の回転駆動によってメイン気筒用ピストン16が往復運動することで、メイン気筒12に吸入された圧縮性流体(気体)が圧縮されて送出される。その場合、サブ気筒14−1,14−2については、圧縮性流体(気体)を圧縮しないダミー気筒として機能させてもよいし、メイン気筒12と同様に圧縮性流体(気体)を圧縮するよう構成してもよい。また、本発明をポンプに適用する場合は、クランクシャフト20の回転駆動によってメイン気筒用ピストン16が往復運動することで、メイン気筒12に吸入された非圧縮性流体(液体)が吐出される。その場合、サブ気筒14−1,14−2については、非圧縮性流体(液体)を吐出しないダミー気筒として機能させてもよいし、メイン気筒12と同様に非圧縮性流体(液体)を吐出するよう構成してもよい。このように、本発明については、ピストン−クランク機構に適用可能である。
1 and 2, it is assumed that the internal combustion engine according to this embodiment is applied to an in-cylinder visualization engine, but the present invention can also be applied to a general internal combustion engine. Furthermore, the present invention can also be applied to a compressor or pump using a piston-crank mechanism. When the present invention is applied to a compressor, the compressive fluid (gas) sucked into the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
12 メイン気筒、13 燃焼室、14−1,14−2 サブ気筒、16 メイン気筒用ピストン、18 メイン気筒用コネクティングロッド、20 クランクシャフト、26−1,26−2 サブ気筒用ピストン、28−1,28−2 サブ気筒用コネクティングロッド、42 メイン気筒用クランクピン、44−1,44−2 サブ気筒用クランクピン、46−1〜46−4 クランクジャーナル、52 メイン気筒用カウンタウェイト、54−1,54−2 サブ気筒用カウンタウェイト。 12 main cylinders, 13 combustion chambers, 14-1, 14-2 sub cylinders, 16 main cylinder pistons, 18 main cylinder connecting rods, 20 crankshafts, 26-1, 26-2 sub cylinder pistons, 28-1 , 28-2 Connecting rod for sub cylinder, 42 Crank pin for main cylinder, 44-1, 44-2 Crank pin for sub cylinder, 46-1 to 46-4 Crank journal, 52 Counter weight for main cylinder, 54-1 , 54-2 Counterweight for sub cylinder.
Claims (13)
一対のサブ気筒であって、その各々はサブ気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたサブ気筒用ピストンが往復運動する気筒である一対のサブ気筒と、
を備え、
クランクシャフトは、メイン気筒用コネクティングロッドと連接されたメイン気筒用クランクピンと、サブ気筒用コネクティングロッドと連接されたサブ気筒用クランクピンと、を含み、
メイン気筒用クランクピンとサブ気筒用クランクピンとは、クランクシャフトの回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置されているとともにクランクシャフトの回転中心軸に対する距離が等しく設定されており、
サブ気筒用コネクティングロッドの長さが、メイン気筒用コネクティングロッドの長さと等しく設定され、サブ気筒用ピストンの合計質量及びサブ気筒用コネクティングロッドの合計質量が、それぞれメイン気筒用ピストンの質量及びメイン気筒用コネクティングロッドの質量と略等しく設定されており、
クランクシャフトの回転中心軸に平行な方向において、一対のサブ気筒が対向配置されているとともにメイン気筒がそれらの間に配置されており、
一方のサブ気筒用ピストンの質量をmp1、他方のサブ気筒用ピストンの質量をmp2、一方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq1、他方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq2、一方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy1、他方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy2とすると、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
がほぼ成立することを特徴とする内燃機関。 A main cylinder in which a piston for a main cylinder connected to a crankshaft through a connecting rod for a main cylinder reciprocates by combustion of fuel; and
A pair of sub-cylinders, each of which is a cylinder in which a sub-cylinder piston connected to a crankshaft via a sub-cylinder connecting rod reciprocates;
With
The crankshaft includes a main cylinder crankpin connected to the main cylinder connecting rod, and a sub cylinder crankpin connected to the sub cylinder connecting rod,
The crank pin for the main cylinder and the crank pin for the sub cylinder are arranged on opposite sides with respect to the rotation center axis of the crankshaft, and the distance to the rotation center axis of the crankshaft is set equal.
The length of the connecting rod for the sub cylinder is set equal to the length of the connecting rod for the main cylinder, and the total mass of the piston for the sub cylinder and the total mass of the connecting rod for the sub cylinder are the mass of the piston for the main cylinder and the main cylinder, respectively. Is set to be approximately equal to the mass of the connecting rod for
In a direction parallel to the rotation center axis of the crankshaft, a pair of sub-cylinders are arranged to face each other and a main cylinder is arranged between them,
The mass of one sub-cylinder piston is mp1, the mass of the other sub-cylinder piston is mp2, the mass of one sub-cylinder connecting rod is mq1, the mass of the other sub-cylinder connecting rod is mq2, and one sub-cylinder And the distance between the central axis of the main cylinder and the central axis of the main cylinder is y1, and the distance between the central axis of the other sub-cylinder and the central axis of the main cylinder is y2.
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
An internal combustion engine characterized by substantially satisfying
mp1×y1=mp2×y2且つmq1×y1=mq2×y2
がほぼ成立することを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
mp1 * y1 = mp2 * y2 and mq1 * y1 = mq2 * y2
An internal combustion engine characterized by substantially satisfying
y1=y2
がほぼ成立することを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to claim 2,
y1 = y2
An internal combustion engine characterized by substantially satisfying
クランクシャフトの重心が、クランクシャフトの回転中心軸上に設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
An internal combustion engine characterized in that the center of gravity of the crankshaft is set on the center axis of rotation of the crankshaft.
サブ気筒用クランクピンの合計質量が、メイン気筒用クランクピンの質量と略等しく設定されていることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
An internal combustion engine characterized in that the total mass of the sub-cylinder crank pins is set to be substantially equal to the mass of the main cylinder crank pins.
クランクシャフトには、メイン気筒用カウンタウェイトがクランクシャフトの回転中心軸を挟んでメイン気筒用クランクピンの反対側に配設され、サブ気筒用カウンタウェイトがクランクシャフトの回転中心軸を挟んでサブ気筒用クランクピンの反対側に配設されており、
メイン気筒用カウンタウェイト及びサブ気筒用カウンタウェイトが、いずれもオーバーバランス側に設定されていることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
On the crankshaft, a main cylinder counterweight is disposed on the opposite side of the crankshaft for the main cylinder with the rotation center axis of the crankshaft interposed therebetween, and a subcylinder counterweight is disposed on the subcylinder with the rotation center axis of the crankshaft interposed therebetween. It is arranged on the opposite side of the crankpin for
An internal combustion engine characterized in that a main cylinder counterweight and a subcylinder counterweight are both set on the overbalance side.
サブ気筒用カウンタウェイトの合計質量モーメントが、メイン気筒用カウンタウェイトの質量モーメントと略等しく設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 6,
An internal combustion engine characterized in that the total mass moment of the counter weight for the sub cylinder is set to be substantially equal to the mass moment of the counter weight for the main cylinder.
メイン気筒にクランクオフセットが設定されている場合に、
サブ気筒にクランクオフセットが設定されており、
メイン気筒とサブ気筒とで、クランクオフセットの方向が互いに反対で、クランクオフセット量が等しく設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
When a crank offset is set for the main cylinder,
A crank offset is set for the sub-cylinder.
An internal combustion engine characterized in that the main cylinder and the sub cylinder have opposite crank offset directions and the same crank offset amount.
メイン気筒用ピストンにピストンピンオフセットが設定されている場合に、
サブ気筒用ピストンにピストンピンオフセットが設定されており、
メイン気筒用ピストンとサブ気筒用ピストンとで、ピストンピンオフセットの方向が互いに反対で、ピストンピンオフセット量が等しく設定されていることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
When the piston pin offset is set for the main cylinder piston,
Piston pin offset is set for the piston for the sub cylinder.
An internal combustion engine characterized in that a piston for a main cylinder and a piston for a sub cylinder have mutually opposite piston pin offset directions, and the piston pin offset amount is set equal.
サブ気筒においては、燃料を燃焼させないことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9,
An internal combustion engine characterized by not burning fuel in the sub-cylinder.
サブ気筒におけるサブ気筒用ピストン頂面側の端部が開放されていることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine according to claim 10,
An internal combustion engine characterized in that an end of a sub-cylinder piston top surface side in the sub-cylinder is opened.
サブ気筒用ピストンは、サブ気筒内を往復運動するピストン本体と、ピストン本体に対して着脱可能な質量調整用部品と、を含むことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11,
The sub-cylinder piston includes an internal combustion engine including a piston main body that reciprocates within the sub-cylinder, and a mass adjusting component that can be attached to and detached from the piston main body.
一対のサブ気筒であって、その各々はサブ気筒用コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連接されたサブ気筒用ピストンが往復運動する気筒である一対のサブ気筒と、
を備え、
クランクシャフトは、メイン気筒用コネクティングロッドと連接されたメイン気筒用クランクピンと、サブ気筒用コネクティングロッドと連接されたサブ気筒用クランクピンと、を含み、
メイン気筒用クランクピンとサブ気筒用クランクピンとは、クランクシャフトの回転中心軸を挟んで互いに反対側に配置されているとともにクランクシャフトの回転中心軸に対する距離が等しく設定されており、
サブ気筒用コネクティングロッドの長さが、メイン気筒用コネクティングロッドの長さと等しく設定され、サブ気筒用ピストンの合計質量及びサブ気筒用コネクティングロッドの合計質量が、それぞれメイン気筒用ピストンの質量及びメイン気筒用コネクティングロッドの質量と略等しく設定されており、
クランクシャフトの回転中心軸に平行な方向において、一対のサブ気筒が対向配置されているとともにメイン気筒がそれらの間に配置されており、
一方のサブ気筒用ピストンの質量をmp1、他方のサブ気筒用ピストンの質量をmp2、一方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq1、他方のサブ気筒用コネクティングロッドの質量をmq2、一方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy1、他方のサブ気筒の中心軸とメイン気筒の中心軸との距離をy2とすると、
(mp1+mq1)×y1=(mp2+mq2)×y2
がほぼ成立することを特徴とする圧縮機。
A main cylinder that reciprocates a main cylinder piston connected to a crankshaft via a connecting rod for the main cylinder to compress the fluid;
A pair of sub-cylinders, each of which is a cylinder in which a sub-cylinder piston connected to a crankshaft via a sub-cylinder connecting rod reciprocates;
With
The crankshaft includes a main cylinder crankpin connected to the main cylinder connecting rod, and a sub cylinder crankpin connected to the sub cylinder connecting rod,
The crank pin for the main cylinder and the crank pin for the sub cylinder are arranged on opposite sides with respect to the rotation center axis of the crankshaft, and the distance to the rotation center axis of the crankshaft is set equal.
The length of the connecting rod for the sub cylinder is set equal to the length of the connecting rod for the main cylinder, and the total mass of the piston for the sub cylinder and the total mass of the connecting rod for the sub cylinder are the mass of the main cylinder piston and the main cylinder, respectively. Is set to be approximately equal to the mass of the connecting rod for
In a direction parallel to the rotation center axis of the crankshaft, a pair of sub-cylinders are arranged to face each other and a main cylinder is arranged between them,
The mass of the piston for one sub cylinder is mp1, the mass of the piston for the other sub cylinder is mp2, the mass of the connecting rod for one sub cylinder is mq1, the mass of the connecting rod for the other sub cylinder is mq2, and the one sub cylinder And the distance between the central axis of the main cylinder and the central axis of the main cylinder is y1, and the distance between the central axis of the other sub-cylinder and the central axis of the main cylinder is y2.
(Mp1 + mq1) × y1 = (mp2 + mq2) × y2
A compressor characterized by substantially satisfying
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010133524A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine with piston type balancer |
JP2012062025A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Ichikoh Ind Ltd | Vehicular mirror device |
CN103727196A (en) * | 2014-01-16 | 2014-04-16 | 沈阳远大压缩机股份有限公司 | Complete-equilibrium-type crankshaft transmission device and compressor thereof |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55139541A (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Series-type three-cylinder piston-crank mechanism |
JPS60146934A (en) * | 1984-01-09 | 1985-08-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Horizontal opposed 3-cylindered engine |
JPS6148628A (en) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | V-type internal-combustion engine |
JPS6252236A (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-06 | Yamaha Motor Co Ltd | Balancer device for engine |
JPS62143843U (en) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | ||
JPH109342A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-13 | Toyota Motor Corp | Crank shaft unbalance correcting device |
JPH10281137A (en) * | 1997-04-03 | 1998-10-20 | Fuji Heavy Ind Ltd | Journal bearing device for internal combustion engine |
JP2001521094A (en) * | 1997-10-17 | 2001-11-06 | ギ ネーグル | Control of mechanical piston movement, execution of a device, and method of balancing said device |
JP2002276386A (en) * | 2001-01-10 | 2002-09-25 | Honda Motor Co Ltd | V-type internal combustion engine with odd cylinders |
JP2003049708A (en) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Yanmar Co Ltd | Small engine |
JP2003172101A (en) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | Crank mechanism of internal combustion engine |
WO2005021948A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-10 | Illes Janos | Internal-combustion engine arrangement having a dynamically balanced mass |
-
2005
- 2005-10-28 JP JP2005315027A patent/JP2007120429A/en active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55139541A (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Series-type three-cylinder piston-crank mechanism |
JPS60146934A (en) * | 1984-01-09 | 1985-08-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Horizontal opposed 3-cylindered engine |
JPS6148628A (en) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | V-type internal-combustion engine |
JPS6252236A (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-06 | Yamaha Motor Co Ltd | Balancer device for engine |
JPS62143843U (en) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | ||
JPH109342A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-13 | Toyota Motor Corp | Crank shaft unbalance correcting device |
JPH10281137A (en) * | 1997-04-03 | 1998-10-20 | Fuji Heavy Ind Ltd | Journal bearing device for internal combustion engine |
JP2001521094A (en) * | 1997-10-17 | 2001-11-06 | ギ ネーグル | Control of mechanical piston movement, execution of a device, and method of balancing said device |
JP2002276386A (en) * | 2001-01-10 | 2002-09-25 | Honda Motor Co Ltd | V-type internal combustion engine with odd cylinders |
JP2003049708A (en) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Yanmar Co Ltd | Small engine |
JP2003172101A (en) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | Crank mechanism of internal combustion engine |
WO2005021948A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-10 | Illes Janos | Internal-combustion engine arrangement having a dynamically balanced mass |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010133524A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine with piston type balancer |
JP2012062025A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Ichikoh Ind Ltd | Vehicular mirror device |
CN103727196A (en) * | 2014-01-16 | 2014-04-16 | 沈阳远大压缩机股份有限公司 | Complete-equilibrium-type crankshaft transmission device and compressor thereof |
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