JPH0337453A - バランサ付12気筒エンジン - Google Patents

バランサ付12気筒エンジン

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JPH0337453A
JPH0337453A JP16910689A JP16910689A JPH0337453A JP H0337453 A JPH0337453 A JP H0337453A JP 16910689 A JP16910689 A JP 16910689A JP 16910689 A JP16910689 A JP 16910689A JP H0337453 A JPH0337453 A JP H0337453A
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JP
Japan
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crankshaft
balancer
shaft
cylinder
angular velocity
Prior art date
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Pending
Application number
JP16910689A
Other languages
English (en)
Inventor
Takafumi Teramoto
寺本 隆文
Tatsuya Uesugi
達也 上杉
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/224Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinders in fan 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
    • F02B2075/1848Number of cylinders twelve

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、等角バンクの3シリンダ列12気筒エンジン
に関する。
(従来技術) 多気筒エンジンをコンパクトに形成するために、シリン
ダ列をV型やW型に配置したエンジンか知られており、
例えば、米国特許第2.722.923号には4つのシ
リンダを含むシリンダ列を等バンク角をもって3列、す
なわちW型に配置した4サイクル12気筒エンジンが開
示されている。上記W型12気筒エンジンは■型12気
筒エンジンに比べより立法体に近く、従って、よりコン
パクト化を図れるというメリットがある。
(発明が解決しようとする課題) W型12気筒エンジンの場合、往復質量による2次の不
平衡力が発生し、該不平衡力を打消すために2次バラン
サの設置が必要となる。ところで、この2次不平衡力は
、クランク軸と同方向に回転する絶対値一定の力と、前
記の力とは異なる一定の絶対値を有しクランク軸と逆方
向に回転する力の2つの力から成るので、前記2次不平
衡力を打消し、且つバランサによって2次のクランク軸
回りのモーメントを発生させないようにするためには複
数のバランサを設ける必要がある。しかし、設置するバ
ランサの数を増やすと、コンパクト化ヲ目指したW型1
2気筒エンジンのメリットが損なわれるという問題があ
った。
従って本発明の目的は、クランク軸回りの2次のモーメ
ントを発生すること無くエンジンの2次不平衡力を打消
すことができる極力少ない数の2次バランサを備えたW
型12気筒エンジンを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明にあっては、上記課題を解決するために、4つシ
リンダを含むシリンダ列を等バンク角をもって3列に配
置して成る12気筒エンジンにおいて、クランク軸に平
行でクランク軸と同方向に且つクランク軸の倍の角速度
で回転する第1のバランサ軸とクランク軸に平行でクラ
ンク軸と逆方向に且つクランク軸の倍の角速度で回転す
る第2のバランサ軸とを設け、エンジンの2次不平衡力
を打消すために前記第1と第2のバランサ軸にそれぞれ
質量の異なる偏心ウェイトを設けると共に、これらの偏
心ウェイトによって生ずるクランク軸回りの2次のモー
メントが零になるように前記第■と第2のバランサ軸の
相対位置を定めて成るバランサ付12気筒エンジンを提
供する。
(作用) 本発明の上記構成によれば、クランク軸に平行でクラン
ク軸と同方向に且つクランク軸の倍の角速度で回転する
第1のバランサ軸とクランク軸に平行でクランク軸と逆
方向に且つクランク軸の倍の角速度で回転する第2のバ
ランサ軸とを設け、前記第1と第2のバランサ軸にそれ
ぞれ質量の異なる偏心ウェイトを設けたので、エンジン
の2次不平衡力が打消され、また、所定の相対位置関係
となるように前記第1と第2のバランサ軸の設置位置を
定めたので、前記2つの偏心ウェイトによってクランク
軸回りの2次のモーメントが生ずることは無い。
(実施例) 以下、添付の図面に基づいて、本発明の詳細な説明する
第1図〜第2図に示す本実施例に係る4サイクル12気
筒エンジン1おいては、第1気筒1〜1〜第12気筒1
〜12が、共通のクランク軸2を中心として、放射状に
3列に配置されている。これら3つの第1〜3の気筒列
3−1〜3−3は、それぞれ4個の気筒からなっており
、クランク軸2に沿って、クランク軸2の長手方向に整
列されている。第1の気筒列3−1には、第1.4.7
、lOの各気筒が含まれ、第2の気筒列3−2には第2
.5.8.11の各気筒が含まれ、また第3の気筒列3
−3には第3.6.9.12の各気筒が含まれている。
3つの気筒列のうち、最も離れた関係となっている第1
および第3の気筒列3−1.3−3は、クランク軸2を
中心として、2α度の角度を形成している。すなわち、
第1および第3の気筒列のボア中心線のなす角度が2α
度に設定されている。
また、これらの第1および第3の気筒列3−1.3−3
の間に配置されている第2気筒列3−2は、クランク軸
2を中心として、気筒列3−1.33と等角度、すなわ
ちα度の間隔となるように配置されている。
本例のエンジン■における各気筒の点火順序は、第2→
12→4→8→6→1→11→3→7→59→lO気筒
の順に等間隔に設定されており、クランク軸2の回転方
向は第1図の矢印方向である。
上記かられかるように、気筒列3−1〜3−3はそれぞ
れ4サイクル直列4気筒エンジンを形成している。4サ
イクル直列4気筒エンジンの往復質量による慣性力及び
慣性モーメントの釣合は、実用上問題となる2吹成分ま
でに着目すると、2次の不平衡力のみが残り、1次の不
平衡力、1次、2次の不平衡モーメントは零である。そ
こで、気筒列3−1〜3−3の2次不平衡力を、各気筒
列のクランク角の位相差、力の作用方向のずれを考慮に
いれて足し合わせ、エンジン1全体としての2次不平衡
力を求め、最小数のバランサでクランク軸回りの2次の
モーメントの発生を防止しつつ前記2次不平衡力を打消
すべく、2つのバランサをもうけている。
以下にエンジンl全体としての2次不平衡力の誘導過程
および、クランク軸回りの2次のモーメントの発生を防
止しつつ前記2次不平衡力を打消すための2次バランサ
の設計過程を示す。
第1図に示すようにクランク軸2を原点として第2気筒
列3−2のボア中心線の方向にX軸を採り、X軸に直交
し第3気筒列3−3の側に向かう方向にy軸を採った座
標系R8において、2次不平衡力のy軸方向成分F、、
x軸方向成分F。は次式で与えられる。
F、−Mcos2θ+Mcos(2θ−2π/3)co
sα+Mcos(2θ +2π/3)coSaM (1
−cos a  )cos2θF x −Mcos(2
θ−2π/3)sinαMcos(2θ +2π/3)
Sinα=7T M s in a s in2θM 
 44m  (r2#)  ω2 m:1シリンダ当りの往復質量 θ:第2気筒1−2の上死点よりのクランク角 ω:クランク軸角速度 l:コンロツド長さ r:クランク半径 F、とF、の合力はy軸をリアル軸、X軸をイマジナリ
軸に採った複素平面R1上のベクトルFとして次式で与
えられる。
F−4,+iF! M [(1−cos a )cos2θ+i&sinα
5in2θ) M/2 [(1−CO8(Z )(expi2θ+ex
p−i2θ)+、/ns in a (exp i2θ
−exp−i2θ))=M/2  ((1−coSa十
、7’flsinα)expi2θ+(1−CO8(Z
−、/’jsinα) exp−i2θ) 1したがっ
て、上式で与えられる2次不平衡力を打消すには、 F + =M/2(−、/’N5inα+ coSa−
1)expi2θなる複素平面R1上のベクトルとして
表される不平衡力を発生する第1のパンランサと、F 
2 =M/2(fsinα+C03(2−1) exp
−i2θなる複素平面R1上のベクトルとして表される
不平衡力を発生する第2のパンランサとを設置すれば良
い。
一方、Ro座標系での第1のバランサの座標を(Xl、
yl)、第2のバランサの座標を(X 2、Y2)とし
、Ro座標系において左手系で2軸を採り、右ねじ方向
に2軸回りの正のモーメントをとれば、第1のバランサ
と第2のバランサとが発生する前記不平衡力により、次
式で与えられるZ軸回りのモーメントM。が発生する。
Mo =M/2 [(−5sinα+  coSa−1
)cos2θ(−x、)+(、/jsinα+cosα
−1)cos2θ(−X2)+(−、/1sinα+ 
coSa−1)sin2θ(yl)(f3sinα+c
osα−1)sin2θ(y2)M/2 [cos2θ
 [(−、/jsinα+ C08(Z −1)(−X
、)+(、/1sinα+ cos(2−1)(−x2
)1+5in2θ ((力sinα+ CO8α−1)
(y+)(、/”1sin a +  CO3α−1)
(y2)]  l上記モーメントM。を常に零となるた
めには、以下の関係を満足すれば良い。
(Jsinα +  cosa −1)(−x 、)+
(、/’N5in  a  +CO8α−1)(x 2
)= 0 (−Jsinα+ cosa −1)(y+)−(、/
’N5in a +cosα−1)(y2)= 0 上式より、第1バランサの座標(X l 、V+)と第
2のバランサの座標(x2、y2)を以下の関係を満足
するように設定すれば良いことになる。
Xl= (−fisinα−cosα+1)/(−、/
’N5inα+ coSa −1)X2・・・・・・(
1) y、= (、/N5inα+cosα−1)/(−4s
inα+ C03(Z −1)y2・・・・・・(2) 第1図及び第2図には、本実施例で採用した、上記要件
を具備する第1の2次バランサ4と第2の2次バランサ
5とが示されている。第1のバランサ4はオイルパン6
の内部に設置されており、ギヤ7a、7b、7cを介し
てクランク軸2によってクランク軸2の回転方向と同し
方向に且つり0 ランク軸2の2倍の角速度で回転駆動されるクランク軸
2と平行に延びるバランサ軸8と、バランサ軸8に取付
けられた偏心ウェイト8aとで構成されている。偏心ウ
ェイト8aは、バランサ軸8の回転軸心から見て、第2
気筒1−2が上死点にある時にy軸の負の方向と平行の
方向、すなわち第1図の下方を向くように取付けられて
いる。偏心ウェイト8aの質量Mlは、 M、 −(m/2)(r ”/(l r s )(、/
’N5in α−cosα+1)に設定されている。こ
こで、r8は軸8の回転軸心と偏心ウェイト8aの重心
間距離である。
第2のバランサ5は第1気筒列3−1のへラドカバー9
の内部に設置されており、プーリ10a、10b、駆動
ベルト11、ギヤ7b、7cを介してクランク軸2によ
ってクランク軸2の回転方向と逆の方向に且つクランク
軸2の2倍の角速度で回転駆動されるクランク軸2と平
行に延びるバランサ軸12と、バランサ軸12に取付け
られた偏心ウェイト12aとで構成されている。偏心ウ
ェイト12aは、バランサ軸12の回転軸心から見1 て、第2気筒1−2が上死点にある時にy軸の正の方向
と平行の方向、すなわち第1図の上方を向くように取付
けられている。偏心ウェイト12aの質量Mw’は、 M、 ’ −(m/2)(r 2/12 r +2)(
、/jsin α+cosα−1)に設定されている。
ここで、r12はバランサ軸12の回転軸心と偏心ウェ
イh12aの重心間距離である。
バランサ軸8の座標(xl、yl)とバランサ軸の12
座標(X2、y2)とは、式(1)、(2)を満足する
ように定められている。
上記の説明から分かるように、本実施例に係る12気筒
エンジン1にあっては、第1の2次バランサ4と第2の
2次バランサ5の設置により、エンジン1の往復質量に
よる2次不平衡力が打ち消され、且つバランサ4とパン
ランサ5を所定の相対位置関係を有するように設置した
ので、バランサ4とバランサ5によりクランク軸回りの
2次のモーメントが発生することは無い。
なお、上記の実施例では、シタンダ列3−1〜2 3−3のバンク角をα度としていたが、αが60度の場
合には、 偏心ウェイト8aの質量MWを、 Mw=m(r2# r8 )とし、 偏心ウェイト12aの質量Mw’を、 M−’  −(m/ 2 )(r 2/12 r 12
  )とし、バランサ軸8の座標(x+ 、y+)とバ
ランサ軸12の座標(x2、y2)の相対関係を、)(
、= (1/ 2 )X2 y+ = −(1/ 2 )y2 に設定すれば良い。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した
発明の範囲内で、種々改変が可能なことはいうまでもな
い。
(発明の効果) 本発明により、クランク軸回りの2次のモーメントを発
生すること無くエンジンの2次不平衡力を打消すことが
できる極力少ない数の2次バランサを備えたW型12気
筒エンジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る12気筒エンジンの模
式的な断面図である。 第2図は、第1図のA−A矢視図である。 第3図は、第1図のB−B矢視図である。 1・・・12気筒エンジン、 1−1〜1−12・・・気筒、 2・・・クランク軸、 3−1〜3−3・・・気筒列、 4・・・第1の2次バランサ、 5・・・第2の2次バランサ、 8・・・パンランサ軸、 8a・・・偏心ウェイト、 12・・・バランサ軸、 12a・・・偏心ウェイト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  4つシリンダを含むシリンダ列を等バンク角をもって
    3列に配置して成る12気筒エンジンにおいて、クラン
    ク軸に平行でクランク軸と同方向に且つクランク軸の倍
    の角速度で回転する第1のバランサ軸とクランク軸に平
    行でクランク軸と逆方向に且つクランク軸の倍の角速度
    で回転する第2のバランサ軸とを設け、エンジンの2次
    不平衡力を打消すために前記第1と第2のバランサ軸に
    それぞれ質量の異なる偏心ウェイトを設けると共にこれ
    らの偏心ウェイトによって生ずる2次のクランク軸回り
    のモーメントが零になるように前記第1と第2のバラン
    サ軸の相対位置を定めて成ることを特徴とするバランサ
    付12気筒エンジン。
JP16910689A 1989-06-30 1989-06-30 バランサ付12気筒エンジン Pending JPH0337453A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011110266A1 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum massenausgleich für eine hubkolben-brennkraftmaschine
WO2014195063A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubkolben-brennkraftmaschine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011110266A1 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum massenausgleich für eine hubkolben-brennkraftmaschine
CN102770687A (zh) * 2010-03-09 2012-11-07 宝马股份公司 用于往复活塞式内燃机的平衡的装置
WO2014195063A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubkolben-brennkraftmaschine
US10024233B2 (en) 2013-06-05 2018-07-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reciprocating piston internal combustion engine

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