JPH0155815B2 - - Google Patents

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JPH0155815B2
JPH0155815B2 JP27970184A JP27970184A JPH0155815B2 JP H0155815 B2 JPH0155815 B2 JP H0155815B2 JP 27970184 A JP27970184 A JP 27970184A JP 27970184 A JP27970184 A JP 27970184A JP H0155815 B2 JPH0155815 B2 JP H0155815B2
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Japan
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crankshaft
balancer
cylinder
crank pin
couple
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JP27970184A
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JPS61160642A (ja
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Masahiro Yamashita
Kyoshi Hataura
Hiroshi Mikumo
Akira Moroishi
Nobuhiro Yamamoto
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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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
    • F16F15/26Compensation 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
    • 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
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle 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
    • F02B2075/182Number of cylinders five
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines 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

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、バランサ装置付き4サイクル直列5
気筒エンジンの技術分野に属し、その前提構造と
して、例えば第1図及び第4図に示すように、ク
ランク軸37の5本のクランクピン11〜15及
びこれらに対応する5本のシリンダ1〜5をそれ
ぞれクランク軸37の軸心方向に沿つて、第1・
第2・第3・第4・第5の順に名づけ、各クラン
クピン11〜15をクランク軸37の回転方向に
従つて互いに離して配置し、クランク軸37にバ
ランサ装置45を連動連結して構成したものに関
する。
〈従来技術〉 一搬に、直列5気筒エンジンでは一次及び二次
の合成不均合慣性偶力の発生を極力少なくする技
術として、基本的には、第6図及び第7図のA欄
に示すように、各クランクピン11〜15の回転
方向の配列順序を11,14,13,12,15の順に上死
点を通過するように設定し、各シリンダの着火順
序を1−3−5−4−2の順に設定することが知
られている。
その際、クランク軸37の両端部又はその近傍
部にバランサウエイト51,52を付加して一次
不釣合慣性偶力の何%かを上下方向から左右方向
に変換する技術もある。
〈発明が解決しようとする問題点〉 前記の従来技術では、基本的に直列5気筒エン
ジンに発生する偶力そのものの消去は不可能であ
る。
本発明は、上記問題に鑑み提案されたもので、
エンジンの不釣合慣性偶力を大幅に抑制する事を
目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、二次偶力発生の最も少ない着火順序
と、一次偶力完全消去のバランサ装置の組合せに
より、上記目的を達成するものであり、例えば第
1図乃至第5図に示すように、各クランクピン1
1〜15の回転方向の配列順序を第1クランクピ
ン11・第2クランクピン12・第4クランクピ
ン14・第5クランクピン15・第3クランクピ
ン13の順に上死点を通過するように設定し、各
シリンダ1〜5の着火順序を第1シリンダ2・第
4シリンダ4・第3シリンダ3・第2シリンダ
2・第5シリンダ5の順に設定し、バランサ装置
45はクランク軸37に1対1の割合で回転伝動
させて一次偶力消去用として構成するものであ
る。
〈作用〉 各クランクピンの配列順序及び各シリンダの着
火順序を上記のように構成した事から、エンジン
の不つりあい慣性偶力は、第7図のB欄に示すよ
うに、一次偶力が大きく、二次偶力が小さくな
る。一次偶力は一次偶力消去用バランサ装置で消
去するため、二次偶力が残る。この発明の二次偶
力は、上記前者従来技術の図表A欄に示す一次偶
力と比べて、クランク半径r/コンロツド大小端
ピツチl=係数λの割合で小さくなる。この入の
値は実機では例えば1/4又はその前後ものが多く、
この場合消去されないでエンジンに残される不釣
合慣性偶力は1/4前後に減少する。
一次偶力の消去に用いるバランサ装置は、クラ
ンク軸と同速回転であることから、水平分力を相
殺する2軸又はそれ以上の数の多軸式バランサ装
置を採用する場合、その1軸をクランク軸で兼ね
させる事も自由に行なえる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
第1図は直列5気筒水冷デイーゼルエンジンの
一部縦断正面図、第2図はバランサ装置部分横断
平面図、第3図は第2図の−線断面図を示
す。
この実施例においては、エンジンのクランク軸
回転運動部質量により発生する一次不釣合慣性偶
力はクランク軸系でバランスさせ、ピストン往復
運動部質量による一次及び二次の合成不釣合慣性
偶力はバランサ装置で極力少なくする。ピストン
往復運動部質量により発生する往復運動部一次偶
力は、その50%をバランサ軸に付加し、残り50%
をクランク軸に設けるバランサウエイトに付加す
るものである。
図において、符号31はエンジン全体を示し、
このエンジン31は、クランクケース32と一体
に形成されたシリンダブロツク33の上面にシリ
ンダヘツド34及びヘツドカバー35を順に固定
するとともに、クランクケース32の下方にはオ
イルパン36を取付けてある。
このエンジン31のクランク軸37は、第5図
に示すように、正面視で5本のクランクピン11
〜15を72度の等間隔に配置させてあり、第4図
に示すようにクランク軸37の軸心方向に沿つて
前から順に、第1シリンダ1、第2シリンダ2、
第3シリンダ3、第4シリンダ4、第5シリンダ
5とし、各シリンダ1〜5に対応するクランクピ
ン11〜15を第1クランクピン11……第5ク
ランクピン15とする。
各クランクピン11〜15の回転方向の配列順
序を第1クランクピン11・第2クランクピン1
2・第4クランクピン14・第5クランクピン1
5・第3クランクピン13の順に上死点を通過す
るように設定する。エンジン31の各シリンダ1
〜5の着火順序を第1シリンダ1→第4シリンダ
4→第3シリンダ3→第2シリンダ2→第5シリ
ンダ5の順になるように設定してある。
クランクケース32及びシリンダブロツク33
の前面には調時ギヤ装置38を内装したギヤケー
ス39が形成されており、このギヤケース39内
に上記クランク軸37の前端部を突出させてあ
る。
調時ギヤ装置38は、ギヤケース39内に突出
するクランク軸37に取付けたクランクギヤ40
と、クランクギヤ40に咬み合わされた第1アイ
ドルギヤ41と、第1アイドルギヤ41に直接咬
み合う動弁カムギヤ42及び第1アイドルギヤ4
1に第2アイドルギヤ43を介して連動される燃
料噴射カムギヤ44とで構成される。
燃料噴射カムギヤ44及び動弁カムギヤ42は
クランクギヤ40の回転に対して1/2減速されて
回転されるようになつている。
第2アイドルギヤ43には後述するバランサ装
置45を回転駆動するバランサギヤ46が咬み合
わされており、このバランサギヤ46はクランク
軸37の回転と同速で、逆回転するようになつて
いる。
バランサ装置45は、一次慣性偶力を消去する
ためのもので、第1図乃至第5図で示すように、
クランク軸37の前後両端部に互いに180゜位相を
異ならせて取付けられたバランサウエイト51,
52と、エンジン1の側面の前後方向に亘つて軸
支持ケース47を形成し、この軸支持ケース47
にバランサ軸48を支持させるとともに、軸支持
ケース47より前方に突出するバランサ軸部分4
8aにバランサギヤ46及びバランサウエイト4
9を取付け、軸支持ケース47より後方に突出す
るバランサ軸部分48bに前方のバランサウエイ
ト49とは180゜位相を異ならせて取付けられたバ
ランサウエイト50とで構成してある。
クランク軸37の前後両端部に取付けるバラン
サウエイト51,52は、クランク軸37の前端
部に取付けられるフアン駆動プーリ53と、クラ
ンク軸37後端部に取付けられるフライホイル5
4に形成してある。
クランク軸37側に取付けられるバランサウエ
イト51,52は必ずしもフアン駆動プーリ53
及びフライホイル54と一体に形成しなくともよ
く、次の各項のようにして形成するようにしても
よい。
a バランサウエイト51,52をフアンプーリ
53及びフライホイル54から独立部品として
形成し、これをクランク軸37の前後両端部に
取付けるようにする。
b クランク軸37の各シリンダ1〜5毎に形成
されるカウンタウエイトのうち、前端寄り部と
後端寄り部に形成されるカウンタウエイトにバ
ランサウエイトを一体に形成するようにする。
c クランク軸37に平行し、クランク軸37と
同速で同方向に回転する専用のバランサ軸を設
け、このバランサ軸の両端部にそれぞれバラン
サウエイトを取付ける。
d 上記a〜cを任意に組合せてバランサウエイ
トを構成する。
上記構成の作用を次に説明する。
エンジン1が運転されると、クランク軸37の
回転により、調時ギヤ装置38でバランサ装置4
5がクランク軸37と同速で、逆回転駆動され、
エンジン1の一次偶力がバランサ装置45により
消去される。
このとき、エンジン1の点火順序が1−4−3
−2−5の順に設定してあることから図表のBで
示すように一次偶力が可成大きく発生するが、こ
の大きな一次偶力はバランサ装置で消去されるの
で、エンジンには極めて小さな二次偶力だけが残
る。
〈効果〉 本発明は、以上述べたように構成され、作用す
ることから、次の効果を奏する。
イ 消去されないでエンジンに残される不釣合慣
性偶力は、前記従来技術と比べ10分の1以下に
大幅に減少する。
ロ また、一次偶力を消去するために2軸又はこ
れ以上の数の多軸式バランサ装置を採用する場
合において、その1軸をクランク軸で兼ねさせ
る事ができ、このときにはバランサ装置専用の
構造を簡素化する事ができ。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図は本発明の実施例を示し、第
1図は水冷縦形直列5気筒4サイクルエンジンの
一部切欠き正面図、第2図はバランサ装置の横断
平面図、第3図は第2図の−線断面図、第4
図はエンジンのクランク軸の概略斜視図、第5図
はクランク軸の概略正面図、第6図は従来例の第
5図相当図であり、第7図は点火順序の差異によ
る一次偶力と二次偶力の発生状態を示す図表であ
る。 1……第1シリンダ、2……第2シリンダ、3
……第3シリンダ、4……第4シリンダ、5……
第5シリンダ、11……第1クランクピン、12
……第2クランクピン、13……第3クランクピ
ン、14……第4クランクピン、15……第5ク
ランクピン、31……4サイクル直列5気筒エン
ジン、37……クランク軸、45……バランサ装
置、48……バランサ軸、49,50,51,5
2……バランサウエイト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 4サイクル直列5気筒エンジン31のクラン
    ク軸37の5本のクランクピン11〜15及びこ
    れらに対応する5本のシリンダ1〜5をそれぞれ
    クランク軸37の軸心方向に沿つて、第1・第
    2・第3・第4・第5の順に名づけ、各クランク
    ピン11〜15をクランク軸37の回転方向に従
    つて互いに離して配置し、クランク軸37にバラ
    ンサ装置45を連動連結して構成したバランサ装
    置付き4サイクル直列5気筒エンジンにおいて、
    各クランクピン11〜15の回転方向の配列順序
    を第1クランクピン11・第2クランクピン1
    2・第4クランクピン14・第5クランクピン1
    5・第3クランクピン13の順に上死点を通過す
    るように設定し、各シリンダ1〜5の着火順序を
    第1シリンダ1・第4シリンダ4・第3シリンダ
    3・第2シリンダ2・第5シリンダ5の順に設定
    し、バランサ装置45はクランク軸37に1対1
    の割合で回転伝動させて一次偶力消去用として構
    成した事を特徴とするバランサ装置付き4サイク
    ル直列5気筒エンジン。 2 バランサ装置45がクランク軸37とほぼ平
    行な1本のバランサ軸48と、バランサ軸48の
    両端に固定したバランサウエイト49・50とク
    ランク軸37の両端部又はその近傍部に付設した
    バランサウエイト51,52とからなる特許請求
    の範囲第1項に記載したバランサ装置付き4サイ
    クル直列5気筒エンジン。
JP27970184A 1984-12-29 1984-12-29 バランサ装置付き4サイクル直列5気筒エンジン Granted JPS61160642A (ja)

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JPS61160642A JPS61160642A (ja) 1986-07-21
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DE10054317A1 (de) * 2000-11-02 2002-05-16 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit drei und mehr Zylindern
RU2563329C1 (ru) * 2014-04-28 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" Конструкция пятицилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания (варианты)

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JPS61160642A (ja) 1986-07-21

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