JPS58124845A - 3気筒エンジンのバランサ装置 - Google Patents

3気筒エンジンのバランサ装置

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JPS58124845A
JPS58124845A JP919282A JP919282A JPS58124845A JP S58124845 A JPS58124845 A JP S58124845A JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP S58124845 A JPS58124845 A JP S58124845A
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JP
Japan
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cylinder
weight
crank arm
crank
couple
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JP919282A
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JPS634054B2 (ja
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Takashige Tokushima
徳島 孝成
Koji Asaumi
皓二 浅海
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
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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
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1812Number of cylinders three
    • 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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  • 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】 この発明は3気筒エンジンのバランサ装置に関する。
一般に、クランクアームを120°等間隔に配置した3
気筒エンジンにおいては、ピストン、ピストンピン、連
接棒小端部等の重量の和に相当するクランク系の往復重
量に起因して、ピストンの摺動往復方向に生じる一次慣
性力のために、不釣り合いな一次慣性偶力が発生する。
ところで、従来、この不釣り合いな−次慣性偶力を除去
するノぐランサ装置としては第1,2図に示すようなも
のが提案されている(特公昭56−38814号)。
このノfランサ装置は、クランクシャフト1の各気筒用
クランクジャナルに対してクランクアーム2.3.4の
反対側延長方向に夫々バランスウニ各バランスウェイト
Wc0.Wc2.W、3 の重量は各気筒のクランクア
ーム2,3,4.クランクピン5,6.7、連接棒大端
部等の重量の和に相当する回転重量WRと、ピストン8
,9.10−ピストンピン、連接棒小端部等の重量の和
に相当る重量(Wl(+1Wo)に設定すると共に、上
記各バランスウェイトw C1* W C2−WC3j
tクランクシャ7)1の軸心に対してクランク半径rの
位置に設けて、各気筒をいわゆるハーフバランスさせ、
上記往復J[W6による一次慣性偶力と上記バランスウ
ェイトWc0.Wc2.Wc3により生じる慣性偶力と
の合成偶力を上記クランクシャフトに作かつ同じ角速度
ので回転するバランサシャツ1−15生じさせる一対の
バランスウェイトW、、WAを互いに逆方向、かつ軸方
向に気筒間のピッチLの2倍の2Lの距離をおいて設け
、上記バランスウと上記合成偶力とを釣り合わせて、上
記往復質量Woによる一次慣性偶力を比較的簡単に相殺
するようにしている。
しかしながら、上記バランサ装置は各気筒をハーフバラ
ンスさせているために、クランクシャフトに付けるカウ
ンタウェイトWc1.Wc2.W、3の総重量は(3X
 (W[+↓Wo)Jとなり、重くなって、クランクシ
ャフト1全体が重くなるという欠点がある。このため、
上記バランサ装置はエンジンを軽量化して、燃費性能、
走行性能の向上を図る今日の思想に・反することをこな
る。
そこで、上記バランサ装置のクランクシャフトlと等価
なつまりその偶力と同じ偶力を生じさせるクランクシャ
フトを上記従来例よりも軽量に構成したバランサ装置が
提案されている(特開昭55−6035号)。
このバランサ装置は第2気筒に付加すべきカウンタウェ
イトを除去し、第1.第3気筒に付加する各カウンタウ
ェイトWcm’ −W c 3?、(図示せず)を、ク
ランクシャフトの回転中心に対して、夫々、第1.第3
気筒のクランク−1−ムと反対側で、第2気筒のクラン
クアームに対して夫々垂直方向で、クランクシャフトの
回転中心に対して180反対方向かつクランク半径rの
位置に設けて、第1゜第3気筒のカウンタウェイトWc
1w、WcIの各重量Wτ1・、W″c3・を、 ・・ コg WC1=WC3、(WR+、WO) をJ’r(wk+4w。)として、軽量化している。
しかしながら、このクランクシャフトから成るパ゛ラン
サ装置は第2気筒にカウンタウェイトラ設けていないた
めに、第2気筒の回転重量WRにょる慣性力(遠心力)
により、第2気筒のクランクジャナルに対する軸受部に
大きな負荷がかかり、軸受部のメタルの耐久性を損ねる
という欠点がある。
そこで、この発明の目的は、往復質量による一次慣性偶
力を消去し得る上に、クランクシャフト全体を軽量化で
き、かつクランクシャフトの軸受部に大きな負荷をかけ
ないで、そのメタルの耐久性を向上し得るようにするこ
とにある。
この発明の構成は、クランクアームを120°等間隔に
配置した3気筒エンジンのクランクシぢ7トと平行でか
つ反対方向に同じ速度で回転する一本のバランサシャフ
トに、一定の大きさの慣性偶力を発生させるバランスウ
ェイトを設け、さらに、クランクシャフトにおいて第1
気筒のクランクジャーナルに対してそのクランクアーム
の反対側かつそのクランクアームの反対側延長方向と第
2気筒のクランクアームに直角な方向との中間方向に一
一定の慣性力を発生させる第1のウェイトを設けると共
に、第3気筒のクランクジャーナルに対してそのクラン
クアームの反対側かつそのクランクアームの反対側延長
方向と第2気筒のクランクアームに直角な方向との中間
方向に一定の慣性力を発生させる第1のウェイトを設け
て、上記両第1のウェイトの慣性力により生じる不釣合
いな慣性偶力と往復重量による一次慣性偶力との合成偶
力と、上記バランスウェイトにより生じる慣性偶力とを
釣り合わせるようにし、さらにまた、第2気筒のクラン
クジャーナルに対してそのクランクアームの反対側延長
方向に、一定の慣性力を生じさせる第2のウェイトを設
けて、上記第2のウェイトによる慣性力と上記両第1の
ウェイトによる慣性力の第2′気筒のクランクアーム方
向成分とを釣り合わせるようにしたことを特徴としてい
る。
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
に配置した各クランクアーム、5,6.7は第1゜第2
.第3気筒の各クランクピン、8.9.10は第1.第
2.第3気筒の各ピストン、15はバランサシャー7 
)、WA、WA はバランスウェイトであって、それら
の構成および重量分布は第1゜2図に示す従来例c以下
、第1従来例という。)と全く同一になっている。
上記クランクシャフト1の回転中心から第1気筒のクラ
ンクアーム2の反対側へ向け、かつ、第2気筒のクラン
クアーム3に直交する方向番こ対して15°の傾斜をな
してクランク半径rだけ突出した位置に、第1のウェイ
トWC1を設けると共に、クランクシャフトlの回転中
心から、第3気筒のクランクアーム4の反対側で、第2
気筒のクランクアーム3に直交する方向に対して15°
の傾斜をなしてクランク半径rだけ突出した位置に、今
一つの第1のウェイトWc3を設けている。上記両第1
のウェイトww  の重量Wc、、Wc3はcle  
c3 全く同一にしている。またクランクシャフト1の回転中
心から、第2気筒のクランクアーム3の正反対側(18
0° 反対側)へ向けてクランク半径rだけ突出した位
置に、第2のウェイトWc2を設ける。
上記第1のウェイトWc0.Wc3の重量Wcm。
Wc3 は、 と設定し、また第2のウェイ%W c2 の重量Wc!
は、 W  ==/Ttanxs°(WR−4−Wo)   
川、■C22 と設定する。
ここで、Wk:各気筒の回転重量 Wo :各気筒の往復重量 g  :重力加速度 ω  =クランクシャフトの角速度 r  二クランク半径である。
次に、上記構成の3気筒エンジンのバランサ装置が軽量
な構造で一次慣性偶力を消去し、かつクランクシャフト
の軸受部に過大な負荷をかけないことを以下に説明する
このバランサ装置と第1従来例とは、カウンターウェイ
トWcm、W、2.Wc3 と第1.第2のウェイトW
cm、WC2,Wc3 との取付位置および重量のみが
相異し、他の構造は全(同一なものである。したがって
、第1゜第2のウェイトWcm。
しること、つまり等価であることを証明すれば、この実
施例のものに往復重量による不釣合いな一次慣性偶力が
エンジンに生じないことが分かる。
また、この実施例と第1従来例とは各気筒間のピッチL
が同一なので、上記両系の慣性力(遠心力)が等しけれ
ば、両系の慣性偶力が等しいことになる。したがって、
上記両系の慣性力が等しくなることを第5図を参照しな
がら説明する。
第1のウェイトWcm、W、3による各慣性力F0゜F
3は夫々第2気筒のクランクアーム3と直交するX軸方
向と15傾斜し、 となる。
となる。
上記慣性力F□、F3 のX軸方向成分F1x。
F3x は、慣性力Fl、F2  に夫々爪156を乗
算となる。
一方、第i従来例のカウンタウェイトWc1゜明らかな
ように、 となる。
したがって、上記■、■、[F]、0式より第1従来例
とこの実施例とはX軸方向の慣性力に関しては等しい。
また、上記慣性力F、、F3のX軸方向の成分F IF’  37は、 F、=Fl&、1ts°     /、、、、■F3y
=F3h15°      601.。
となり、上記0.0式tこ0式を代入すると。
・・・・[F] となる。
したがって、上記慣性力のy軸成分F0.。
F 3W の合力は、0,0式より ・・・・■ となる。
一方、第2のウェイトWc2の慣性力F2は、第2気筒
のクランクアーム3の正反対側、つまりX軸方向になっ
て、 となり、この0式に0式を代入すると、・・・・[F] となる。
したがって、[株]、@式より、 F、+F3.=F2     ・・・・υとなり、この
第1.第2のウェイトW6、。
Wc2.Wc3からなる系のX軸方向の慣成力の成分は
釣り合って零となり、また、各気筒はクランクシャフト
1の軸方向に等ピンチしに設けているので、偶力も生じ
させない。
? 一方、第1従来例はカウンタウェイWc、。
ν     t Wc2.Wc3を120等間隔に設け、その重量を夫々
(WR+−HWo)としているので、明らかに、X軸方
向の成分を生じさせず、また偶力も生じさせない。
上記の解析により、第1従来例のカウンタウニt   
      t         iイトWC1,C2
,Wc3 からなる系と、この実施例の第1と第2のウ
ェイトWc0.  C2゜Wc3からなる系は偶力に関
して、等価であり、したがって、このバランサ装置は一
次慣性偶力を相殺できることが分かる。
一方、この装置の第1.第2のウェイトWC1゜Wc2
.Wc3 の総重量Wは■、■式より、W=WC1+W
C2+WC3 =6 (’tan15 +  o ) (W −)−−
!−W )1 朗15   R20 ・・・・■ となる。
一方、各気筒をハーフバランスさせる第1従来例のもの
のカウンタウェイトWC1,Wc2.Wc3の総重量J
は。
となる。
上記の、0式より、 となる。
したがって、このパランサ装置は、第1従来例のものに
比して、ウェイトの11【置を約26%軽量化でき、ク
ランクシャフト全体を軽量化できることが分かる。
また、このバランサ装置は、卯、2気筒に第2のウェイ
トWc2を設けているので、第2気筒の回転重置WRに
よる慣性力を相当に相殺することができ、したがって、
第2従来例(特開昭55−6035号に記載のもの)よ
りも、第2気筒のクランクジャーナルに対する軸受部に
かかる負荷を小さくすることができ、そのメタルの耐久
性を向上することができる。
上記実施例では、第1のウェイトWC□、Wc3の取付
方向を、第2図中X軸から15°とにしたが、この発明
はこの角度に限定されるものでなく、軸受部の耐久性の
優劣等、そのエンジンが有している特性などに合わせて
その角度をペストの位置に定めるようにして、おおむね
0を越えて30未満の角度範囲のはソ申間に設定するこ
とが可能である。
また、上記実施例では、第1.第2のウェイト   W cl、  C2,Wc3 をクランクシャフトIQ)中
心からクランク半径rの距離に設けたが、等価な慣性力
を生じさせるものならばこの距離に限定されないことは
言うまでもない。
以上の説明で明らかな如く、この発明は、クランクアー
ムを120°等間隔に配置した3気筒エンジンにおいて
、第1気筒のクランクジャーナルに対してそのクランク
アームの反対側かつそのクランクアームの反対側延長方
向と第2気筒のクランクアームに度胸な方向との中間方
向に、一定の慣性力を発生させる第1のウェイトを設け
ると共に、第3気筒のクランクジャーナルに対してその
クランクアームの反対側かつそのクランクアームの反対
側延長方向と第2気筒のクランクアームに直角な方向と
の中間方向lこ、一定の慣性力を発生させる第1のウェ
イトを設けて、上記両−第1のウェイトの慣性力により
生じる不釣合いな慣性偶力と往復重量による一次慣性偶
力とのき成偶力と、上記クランクシャフトと平行に配置
され、クランクシャフトと同一角速度で逆方向に回転す
るパランサシャフトに設けたノ(ランスウェイトにより
生じる慣性偶力とを釣り合わせるようにし、さらに、第
2気筒のクランクジャーナル−こ対してそのクランクア
ームの反対側延長方向に一定の慣性力を生じさせる第2
のウェイトを設けて、上記第2のウェイトによる慣性力
と上記両第1のウェイトによる慣性力の第2気筒のクラ
ンクアーム方向成分とを釣り合わせるようにしたから、
往復質量による一次慣性偶力を消去できる上に、クラン
クシャフト全体を軽量化でき、しかもクランクシャフト
の軸受部に大きな負荷をかけないようにでき、そのメタ
ルの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の3気筒エンジンのバランサ装置の簡略斜
視図、第2図は第1図に示すクランクシャフトを軸方向
からみた簡略図、第3図はこの発明の一実施例の簡略斜
視図、第4図は第3図に示すクランクシャフトを軸方向
からみた簡略図、第5図は第1および第2のウェイトに
作用する慣性力を説明する図である。 1・・・・クランクシャフト、   2,3.4・・・
・クランクアーム、  5,6.7・・・・クランクピ
ン、8.9.10・・・・ピストン%  15・・・・
バランスシャフト、  W、、WA・・・・バランスウ
ェイト、W     W    。 C1,C3・・・第1のウェイト、 Wc2・・・・第
2のウェイト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  クランクアームを順に120°等間隔に配置
    した3気筒エンジンにおいて、クランクシャフトと平行
    でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本のバランサシ
    ャフトに、一定の大きさの慣性偶力を発生させるバラン
    スウェイトを設け、さらに、クランクシャフトにおいて
    一第1気筒のクランクジャーナルに対してそのクランク
    アームの反対側かつそのクランクアームの反対側延長方
    向と第2気筒のクランクアームに直角な方向との中間方
    向に、一定の慣性力を発生させる第1のウェイトを設け
    ると共に、第3気筒のクランクジャーナルに対してその
    クランクアームの反対側かつそのクランクアームの反対
    側延長方向と第2気筒のクランクアームに直角な方向と
    の中間方向に一定の慣性力を発生させる第1のウェイト
    を設けて、上記両第1のウェイトの慣性力により生じる
    不釣合いな慣性偶力と往復重量による一次慣性偶力との
    合成偶力と、上記バランスウェイトにより生じる慣性偶
    力とを釣り合わせるよう番こし、さらにまた、第2気筒
    のクランクジャーナルに対してそのクランクアームの反
    対側延長方向番こ、一定の慣性力を生じさせる第2のウ
    ェイトを設けて、上記第2のウェイトによる慣性力と上
    記両第1のウェイトによる慣性力の第2気筒のクランク
    アーム方向成分とを釣り合わせるように構成したことを
    特徴とする3気筒エンジンの7ゼランサ装置。
JP919282A 1982-01-21 1982-01-21 3気筒エンジンのバランサ装置 Granted JPS58124845A (ja)

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JPS58124845A true JPS58124845A (ja) 1983-07-25
JPS634054B2 JPS634054B2 (ja) 1988-01-27

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ID=11713650

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794887A (en) * 1986-04-04 1989-01-03 Collins Motor Corporation Limited Reciprocatory internal combustion engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794887A (en) * 1986-04-04 1989-01-03 Collins Motor Corporation Limited Reciprocatory internal combustion engines

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JPS634054B2 (ja) 1988-01-27

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