JPH0681899A - 2サイクル4気筒エンジンの振動低減装置 - Google Patents

2サイクル4気筒エンジンの振動低減装置

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JPH0681899A
JPH0681899A JP23183292A JP23183292A JPH0681899A JP H0681899 A JPH0681899 A JP H0681899A JP 23183292 A JP23183292 A JP 23183292A JP 23183292 A JP23183292 A JP 23183292A JP H0681899 A JPH0681899 A JP H0681899A
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JP
Japan
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cylinder
crankshaft
engine
unbalanced mass
cycle
Prior art date
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Pending
Application number
JP23183292A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Asada
俊昭 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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
    • F02B75/20Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
    • 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
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    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B2075/1816Number of cylinders four

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 2サイクル4気筒エンジンにおいてピッチン
グおよびヨーイングに基づくエンジンの振動を抑制す
る。 【構成】 1番気筒と4番気筒の点火順序が隣合う2サ
イクル4気筒エンジンにおいて、クランクシャフト7の
軸線と平行な軸線回りでクランクシャフト7と逆方向に
同一速度で回転するカムシャフト5を機関本体上に取付
ける。シャフト5上に機関本体の重心Gから1番気筒側
および4番気筒側にほぼ等距離隔てて夫々アンバランス
質量15,16を取付ける。カムシャフト5に対する4
番気筒側のアンバランス質量16の取付け方向をクラン
クシャフト7に対する1番気筒および4番気筒のクラン
クシャフトピンの方向から共にほぼ45度隔てた方向に
すると共にカムシャフト5に対する1番気筒側のアンバ
ランス質量15の取付け方向を4番気筒側のアンバラン
ス質量16の取付け方向から180度隔てた方向とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2サイクル4気筒エンジ
ンの振動低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】単気筒2サイクルエンジンにおいてピス
トンの慣性によりピストンの移動方向に生ずるエンジン
本体の振動を低減するためにクランクシャフトにより駆
動されるバランスシャフトを取付けたエンジンが公知で
ある(特開昭62−135616号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら2サイク
ルエンジンを多気筒にするとエンジン本体の重心を通り
かつエンジン本体の長手方向軸線に直交する横方向軸線
回りの振動、即ちピッチングによる振動が生じると共
に、エンジン本体の重心を通る垂直軸線回りの振動、即
ちヨーイングによる振動が生じるが上述の単気筒2サイ
クルエンジンにおいて用いられているバランスシャフト
を使用してもこれらピッチングやヨーイングによる振動
の発生を阻止することはできない。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、1番気筒と4番気筒の点火順序が
隣合う2サイクル4気筒エンジンにおいて、クランクシ
ャフトの軸線と平行な軸線回りでクランクシャフトと逆
方向に同一速度で回転するシャフトを機関本体上に取付
け、このシャフト上に機関本体の重心から1番気筒側お
よび4番気筒側にほぼ等距離隔てて夫々アンバランス質
量を取付け、このシャフトに対する4番気筒側のアンバ
ランス質量の取付け方向をクランクシャフトに対する1
番気筒および4番気筒のクランクシャフトピンの方向か
ら共にほぼ45度隔てた方向にすると共にシャフトに対
する1番気筒側のアンバランス質量の取付け方向を4番
気筒側のアンバランス質量の取付け方向から180度隔
てた方向としている。
【0005】
【作用】シャフトをクランクシャフトと反対方向に同一
速度で回転させ、このシャフトに対する4番気筒側のア
ンバランス質量の方向をクランクシャフトに対する1番
気筒および4番気筒のクランクシャフトピンの方向から
共にほぼ45度隔てた方向にすると共にシャフトに対す
る1番気筒側のアンバランス質量の方向を4番気筒側の
アンバランス質量の方向から180度隔てた方向にする
とピッチングおよびヨーイングの発生が共に低減され
る。
【0006】
【実施例】図1から図3に点火順序が1−3−2−4で
ある4気筒2サイクルエンジンを示す。このエンジンは
4個のピストン1(図1)を具えた直列4気筒エンジン
であって給気弁2および排気弁3(図1)を具備してお
り、シリンダヘッド4には給気弁2を駆動するためのカ
ムシャフト5と、排気弁3を駆動するためのカムシャフ
ト6とが取付けられている。このカムシャフト5,6は
クランクシャフト7の軸線と平行をなして隣接配置され
ており、これらカムシャフト5,6の一端部には互いに
噛合する歯車8,9が夫々取付けられている。
【0007】歯車9の反対側のカムシャフト6の端部に
はタイミングプーリ10が取付けられ、クランクシャフ
ト7の端部には駆動プーリ11が取付けられる。タイミ
ングプーリ10はタイミングプーリ10、駆動プーリ1
1およびアイドルプーリ12等にかけられたタイミング
ベルト13によってクランクシャフト7と同一方向に同
一速度で回転せしめられる。従ってカムシャフト6もク
ランクシャフト7と同一方向に同一速度で回転せしめら
れることになる。一方、カムシャフト5は歯車8,9を
介してカムシャフト6によりカムシャフト6と反対方向
に同一速度で回転せしめられ、斯くしてカムシャフト5
はクランクシャフト7と反対方向に同一速度で回転せし
められることになる。
【0008】図3(A) を参照するとカムシャフト5には
1番気筒用カム14aと、2番気筒用カム14bと、3
番気筒用カム14cと、4番気筒用カム14dとが形成
されている。更に1番気筒用カム14aに隣接してアン
バランス質量15がカムシャフト5に一体形成され、4
番気筒用カム14dに隣接してアンバランス質量16が
カムシャフト5に一体形成されている。これらアンバラ
ンス質量15,16は図3(B) および (C)に示されるよ
うに同一のセクタ形状をなしており、カムシャフト5に
対するアンバランス質量15の取付け方向はカムシャフ
ト5に対するアンバランス質量16の取付け方向に対し
て180度隔てられている。また、こらのアンバランス
質量15,16は共に同じ質量を有し、更に各アンバラ
ンス質量15,16はエンジン本体の重心Gを通る横方
向軸線yから等しい距離を隔てて配置されている。
【0009】エンジンの運転が開始されると横方向軸線
y回りのピッチングおよびエンジン本体の重心Gを通る
垂直軸線x回りのヨーイングが発生する。次にこれにつ
いて図4を参照して説明する。図4はカムシャフト5、
クランクシャフト7およびアンバランス質量15,16
を図解的に示しており、図4において17aは1番気筒
用クランクシャフトピンを、17bは2番気筒用クラン
クシャフトピンを、17cは3番気筒用クランクシャフ
トピンを、17dは4番気筒用クランクシャフトピンを
夫々示している。また、18はクランクシャフト7の軸
線に対して各クランクシャフトピン17a,17b,1
7c,17dと夫々反対側に設けられたカウンタウェイ
トを示している。また図4においてクランクシャフト7
の回転方向をRで、カムシャフト5の回転方向をrで示
している。
【0010】ピストンが上死点に近づくとピストンの上
昇速度が急激に減速されるためにエンジン本体には図4
(A) においてFで示されるようなピストン上昇方向の慣
性力が生じる。これに対してピストンが下死点に近づく
とピストンの下降速度が急激に減速されるためにエンジ
ン本体には図4(B) においてFで示されるようなピスト
ン下降方向の慣性力が生ずる。これらの慣性力Fによっ
てエンジン本体には横方向軸線y回りの偶力My 、即ち
ピッチングを生ずる。この場合、2番気筒および3番気
筒のクランクシャフトピン17b,17cは横方向軸線
yに近いために2番気筒および3番気筒によって生ずる
ピッチングは小さく、従ってピッチングMy の発生に対
しては1番気筒および4番気筒によって生ずるピッチン
グが支配的となる。従ってピッチングMy の発生を抑制
するためには1番気筒および4番気筒によって生ずるピ
ッチングを抑制することが必要となる。
【0011】一方、ピストンが下降する際にはカウンタ
ウェイト18の遠心力によりエンジン本体には図4(A)
および(B) においてTで示されるようなクランクシャフ
トピンと反対方向の力が作用する。同様にピストンが上
昇する際にもカウンタウェイト18の遠心力によりエン
ジン本体にはクランクシャフトピンと反対方向の力Tが
作用する。これらの力Tによってエンジン本体には垂直
軸線x回りの偶力Mx、即ちヨーイングを生ずる。この
場合にもヨーイングMx の発生に対しては1番気筒およ
び4番気筒によって生ずるヨーイングが支配的となり、
従ってヨーイングMx の発生を抑制するためには1番気
筒および4番気筒によって生ずるヨーイングを抑制する
ことが必要となる。
【0012】ところで図4(A) に示されるように1番気
筒が上死点にあるときには慣性力Fと力Tとを一つにま
とめて表すとそれらの合力Wの方向は慣性力Fに対して
クランクシャフト7の回転方向に45度をなす方向とな
り、この合力Wによって重心G回りに偶力が発生するこ
とになる。この偶力を打ち消すためには図4(A) におい
て破線W′で示すような力を与えてやればよく、従って
この破線W′で示すような力が生ずるように各アンバラ
ンス質量15,16の取付け方向を定めてやればよいこ
とになる。この場合、この破線W′で示すような力を生
じさせるためにはカムシャフト5に対する1番気筒側の
アンバランス質量15の取付け方向をクランクシャフト
7に対する1番気筒および4番気筒のクランクシャフト
ピン17a,17dの方向から共にほぼ135度隔てた
方向とし、カムシャフト5に対する4番気筒側のアンバ
ランス質量16の取付け方向をクランクシャフト7に対
する1番気筒および4番気筒のクランクシャフトピン1
7a,17dの方向から共にほぼ45度隔てた方向とす
ればよいことになる。
【0013】このように各アンバランス質量15,16
の取付け方向を定めるとアンバランス質量15,16に
よって合力Wにより生ずる重心G回りの偶力とは逆向き
の偶力が発生し、各アンバランス質量15,16の質量
を合力Wにより生ずる重心G回りの偶力を完全に打ち消
し得るように選定すればピッチングおよびヨーイングの
発生を阻止できることになる。
【0014】図4(B) は図4(A) に対してクランクシャ
フト7がその回転方向Rに90度回転したところを示し
ており、このとき図4(B) からわかるように合力Wの方
向はクランクシャフト7の回転方向Rと反対方向に90
度回転する。従ってこのとき合力Wによって重心G回り
に生ずる偶力を打ち消すためにはアンバランス質量1
5,16をクランクシャフト7と反対方向に90度回転
しなければならないことになる。言い換えるとピッチン
グおよびヨーイングの発生を阻止するためにはバランス
シャフト5をクランクシャフト7と反対方向に同一速度
で回転させなければならないことになる。
【0015】図1から図3に示す実施例ではカムシャフ
ト5に対する4番気筒側のアンバランス質量16の取付
け方向がクランクシャフト7に対する1番気筒および4
番気筒のクランクシャフトピンの方向から共にほぼ45
度隔てた方向とされ、カムシャフト5に対する1番気筒
側のアンバランス質量15の取付け方向が4番気筒側の
アンバランス質量16の取付け方向から180度隔てた
方向とされ、カムシャフト5はクランクシャフト7と反
対方向に同一速度で回転せしめられている。従ってピッ
チングおよびヨーイングの発生を抑制できることにな
る。
【0016】なお、これまで本発明を点火順序が1−3
−2−4である2サイクル4気筒エンジンに基づいて説
明したが本発明は点火順序が1−4−2−3である2サ
イクル4気筒エンジンにも同様に適用しうる。
【0017】
【発明の効果】2サイクル4気筒エンジンにおいてピッ
チングおよびヨーイングに基づくエンジン本体の振動の
発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジン本体の正面図である。
【図2】クランクシャフトとカムシャフトの側面図であ
る。
【図3】カムシャフトを示す図であって、 (A)は平面
図、 (B)はB−B線に沿ってみた断面図、 (C)はC−C
線に沿ってみた断面図である。
【図4】ピッチングおよびヨーイングの発生およびその
抑制方法を説明するための図である。
【符号の説明】
5,6…カムシャフト 7…クランクシャフト 15,16…アンバランス質量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1番気筒と4番気筒の点火順序が隣合う
    2サイクル4気筒エンジンにおいて、クランクシャフト
    の軸線と平行な軸線回りでクランクシャフトと逆方向に
    同一速度で回転するシャフトを機関本体上に取付け、該
    シャフト上に機関本体の重心から1番気筒側および4番
    気筒側にほぼ等距離隔てて夫々アンバランス質量を取付
    け、上記シャフトに対する4番気筒側のアンバランス質
    量の取付け方向をクランクシャフトに対する1番気筒お
    よび4番気筒のクランクシャフトピンの方向から共にほ
    ぼ45度隔てた方向にすると共に上記シャフトに対する
    1番気筒側のアンバランス質量の取付け方向を4番気筒
    側のアンバランス質量の取付け方向から180度隔てた
    方向とした2サイクル4気筒エンジンの振動低減装置。
JP23183292A 1992-08-31 1992-08-31 2サイクル4気筒エンジンの振動低減装置 Pending JPH0681899A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005068872A1 (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha 乗物用直列4気筒エンジンおよびこのエンジンを搭載した乗物
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