JPS5837342A - デイ−ゼル主機の不平衡モ−メント減少法 - Google Patents
デイ−ゼル主機の不平衡モ−メント減少法Info
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- JPS5837342A JPS5837342A JP13681181A JP13681181A JPS5837342A JP S5837342 A JPS5837342 A JP S5837342A JP 13681181 A JP13681181 A JP 13681181A JP 13681181 A JP13681181 A JP 13681181A JP S5837342 A JPS5837342 A JP S5837342A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/24—Compensation of inertia forces of crankshaft systems by particular disposition of cranks, pistons, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1824—Number of cylinders six
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディーゼル主機自体の起振力を減少させるよう
にしたディーゼル主機の不平衡モーメント減少法に関す
る。
にしたディーゼル主機の不平衡モーメント減少法に関す
る。
ディーゼルエンジンのシリンダの配置ハｉ １図及び第
２図に示され、任意のシリンダに着目すると、質量Ｍｃ
のクランク軸（１）が毎分Ｎ回転すると共に質量ＭＲの
ピストンヘッド（２）が同じく毎分Ｎ回上下動を繰り返
す。
２図に示され、任意のシリンダに着目すると、質量Ｍｃ
のクランク軸（１）が毎分Ｎ回転すると共に質量ＭＲの
ピストンヘッド（２）が同じく毎分Ｎ回上下動を繰り返
す。
今クランク軸（４）について考えると、回転によ一〕て
遠心力Ｆが生じ、該遠心力Ｆは Ｆ ＝＝ Ｍｃγω２ で表わされる。
遠心力Ｆが生じ、該遠心力Ｆは Ｆ ＝＝ Ｍｃγω２ で表わされる。
ここでｒ； クランク軸（１）の偏心量２πＮ
ω； 角速度（ｒａｄ／５ｅｃ）でありω−６０である
。
。
上記遠心力Ｆを第３図に示すごとくその垂直成分をＦｖ
１水平成分をＦＨとするとこれらの値はクランクの角度
θによって変化する（ただし遠心力Ｆ自体は一定）。同
様に往復質量ＭＲによる慣成力も発生する。
１水平成分をＦＨとするとこれらの値はクランクの角度
θによって変化する（ただし遠心力Ｆ自体は一定）。同
様に往復質量ＭＲによる慣成力も発生する。
今、垂直成分Ｆｖ１水平成分ＦＨを全シリンダについて
加えたとき、そのトータルの力を不平衡力ＦＶＩ、ＦＨ
Ｉと呼ぶ（このＦＶＩ、ＦＨＩには＼質量Ｍｃ及びＭＲ
によるものも含んでいる）。
加えたとき、そのトータルの力を不平衡力ＦＶＩ、ＦＨ
Ｉと呼ぶ（このＦＶＩ、ＦＨＩには＼質量Ｍｃ及びＭＲ
によるものも含んでいる）。
例えば４気筒の場合、９０度ピッチで／１６１〜／Ｉ６
４シリンダを配置すれば、第４図から明らかなごとく、
不平衡力ＦＶＩ 、ＦＨＩは零になる。すなわち、 垂直不平衡力 ΣＦｖ−Ｆ、 −Ｆ３＝Ｑ水平不平衡力
ΣＦＨ＝Ｆ２− Ｐ４＝。
４シリンダを配置すれば、第４図から明らかなごとく、
不平衡力ＦＶＩ 、ＦＨＩは零になる。すなわち、 垂直不平衡力 ΣＦｖ−Ｆ、 −Ｆ３＝Ｑ水平不平衡力
ΣＦＨ＝Ｆ２− Ｐ４＝。
この不平衡力の２次成分Ｆｖ ２は回転数の２倍の繰返
し数で発生する力であり、上述と同様な手法で計算でき
る。たたし、２次成分ＦＶ２は往復質ｉ ＭＲによって
のみ誘起される。
し数で発生する力であり、上述と同様な手法で計算でき
る。たたし、２次成分ＦＶ２は往復質ｉ ＭＲによって
のみ誘起される。
次に不平衡モーメン） ＭＶＩ 、ＭＨＩであるが、こ
れは各シリンダの垂直成分Ｆｖ１水平成分ＦＨに主機中
心からの距離を掛けたものを全シリンダについてトータ
ルしたものである。
れは各シリンダの垂直成分Ｆｖ１水平成分ＦＨに主機中
心からの距離を掛けたものを全シリンダについてトータ
ルしたものである。
今、２気筒の場合を例にとり第５図により説れは主機を
その中心まわりに回転させよ、つとするモーメントであ
る。第５図中Ｆは回転質量又復質量までの距離である。
その中心まわりに回転させよ、つとするモーメントであ
る。第５図中Ｆは回転質量又復質量までの距離である。
なお、第５図の場合、不平衡力Ｆｖ、ＦＨは零であるこ
とはいうまでもない。
とはいうまでもない。
本出願で問題としているＭＶ２は垂直不平衡モーメント
の２次成分であり、不平衡力の２次成分１”Ｖ２にレバ
ーを掛けて求めたものであり、第６図に示すように、船
体（３）上に設置しである主機（４）に回転力を与える
。
の２次成分であり、不平衡力の２次成分１”Ｖ２にレバ
ーを掛けて求めたものであり、第６図に示すように、船
体（３）上に設置しである主機（４）に回転力を与える
。
垂直不平衡モーメントの２次成分ＭＶ２は回転数の２倍
の周波数を持つ振動源であり、低速ディーゼル（例えば
ＲＬＡ機関）では通常９０７７７７１×２＝１８００ｐ
ｍ程度である。これは船体の５〜６節の上下固有振動数
と略同じ範囲にある（５〜６節上下固有振動数は船種、
大きさによっても異なるが、大体１５０〜２００Ｃｐｍ
）。従って垂直不平衡モーメントの２次成分ＭＶ２の値
が大きいと共振してトラブルを起こす可能性がある。
の周波数を持つ振動源であり、低速ディーゼル（例えば
ＲＬＡ機関）では通常９０７７７７１×２＝１８００ｐ
ｍ程度である。これは船体の５〜６節の上下固有振動数
と略同じ範囲にある（５〜６節上下固有振動数は船種、
大きさによっても異なるが、大体１５０〜２００Ｃｐｍ
）。従って垂直不平衡モーメントの２次成分ＭＶ２の値
が大きいと共振してトラブルを起こす可能性がある。
一般に不平衡モーメントが大きい場合には、機械式消振
機を主機に取付けるか電動式消振機を船尾に装備するが
、これら消振機は非常に高価である。又主機内部で不平
衡モーメントを満す方法としてシリンダごとに往復質量
や回転質量を変えたり、シリンダ間隔を変える方法もあ
るが、これら方法は主機部分の互換性を損うので好まし
くない。
機を主機に取付けるか電動式消振機を船尾に装備するが
、これら消振機は非常に高価である。又主機内部で不平
衡モーメントを満す方法としてシリンダごとに往復質量
や回転質量を変えたり、シリンダ間隔を変える方法もあ
るが、これら方法は主機部分の互換性を損うので好まし
くない。
ところで、上述のように不平衡力や不平衡モーメントは
シリンダの配置角度（着火角度）と密接な関係にある。
シリンダの配置角度（着火角度）と密接な関係にある。
例えば、第１図で示した４筒の例で／ｉ６２シリンダの
配置を等角装置から不等角配置にすると、第７図に示す
ごとく垂直不平衡力の２次成分Ｆ２Ｖ Ｎ水平不平衡力
の゛２２次成Ｆ２Ｈが生じ一１全体の釣合いは崩れる。
配置を等角装置から不等角配置にすると、第７図に示す
ごとく垂直不平衡力の２次成分Ｆ２Ｖ Ｎ水平不平衡力
の゛２２次成Ｆ２Ｈが生じ一１全体の釣合いは崩れる。
逆にいえば全体が釣合っていない場合、シリンダの角度
を調整することによってトータルのモーメントを減少さ
せることが可能となる。特にモーメントの場合、レバー
のファクターも入っているので、角度変化の影響は大き
い。ただし、一つの力又はモーメントを減少させると反
作用として別の力、モーメントが増加する。従って比較
的影響が少ないと考えられるものの上昇を許して垂直不
平衡モーメントの２次成分ＭＶ２の低下をＪＬることか
望ましい。
を調整することによってトータルのモーメントを減少さ
せることが可能となる。特にモーメントの場合、レバー
のファクターも入っているので、角度変化の影響は大き
い。ただし、一つの力又はモーメントを減少させると反
作用として別の力、モーメントが増加する。従って比較
的影響が少ないと考えられるものの上昇を許して垂直不
平衡モーメントの２次成分ＭＶ２の低下をＪＬることか
望ましい。
本発明は、斯かる観点に鑑みなされたもので、各シリン
ダ質量及びシリンダ間隔が等しいディーゼル主機のクラ
ンク角度を不等角に配置し、主機が持つ垂直不平衡２次
モーメントを減少させるごとを特徴とするものである。
ダ質量及びシリンダ間隔が等しいディーゼル主機のクラ
ンク角度を不等角に配置し、主機が持つ垂直不平衡２次
モーメントを減少させるごとを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を６機筒主機の場合について説明
する。
する。
今、第８図（イ）に示すごとく／ｉ６１シリンダを基準
に／１６５シリンダまでの角度を５３度、Ａ６３シリン
ダまでの角度を１３４度、／１６４シリンダまでの角度
を１７７度、涜２シリンダまでの角度を２６３度、／１
６６シリンダまでの角度を３１３度として不等角着火を
行う場合について計算を行った。そのときの不平衡モー
メン）ＭＶ２の各シリンダでの大きさは第８図仲）のグ
ラフに示すごとき大きさとなり、又不平衡力、不平衡モ
ーメントは表に示すごとき数値となった。
に／１６５シリンダまでの角度を５３度、Ａ６３シリン
ダまでの角度を１３４度、／１６４シリンダまでの角度
を１７７度、涜２シリンダまでの角度を２６３度、／１
６６シリンダまでの角度を３１３度として不等角着火を
行う場合について計算を行った。そのときの不平衡モー
メン）ＭＶ２の各シリンダでの大きさは第８図仲）のグ
ラフに示すごとき大きさとなり、又不平衡力、不平衡モ
ーメントは表に示すごとき数値となった。
又、／Ｉ６１シリンダ側にカウンタウェイトＣｗＦＩＴ
ＯＮを付け、／Ｉ６６シリンダ側にカウンタウェイトＣ
ＷＡ Ｉ ＴＯＮを付けた場合の不平衡モーメントは表
のに）内に示すごとき数値になった。
ＯＮを付け、／Ｉ６６シリンダ側にカウンタウェイトＣ
ＷＡ Ｉ ＴＯＮを付けた場合の不平衡モーメントは表
のに）内に示すごとき数値になった。
一方、第９図ピ）に示すごとく、／１６．１シリンダを
基準に腐５シリンダまでの角度を６０度、腐３シリンダ
までの角度を１２０度、／Ｉ６４シリンダまでの角度を
１８０度、洗２シリンダまでの角度を２４０度、腐６シ
リンダまでの角度を３００度として等角着火を行う場合
について計算を行った。
基準に腐５シリンダまでの角度を６０度、腐３シリンダ
までの角度を１２０度、／Ｉ６４シリンダまでの角度を
１８０度、洗２シリンダまでの角度を２４０度、腐６シ
リンダまでの角度を３００度として等角着火を行う場合
について計算を行った。
そのときの不平衡モーメン）ＭＶ２の各シリンダでの大
きさは第８図（ロ）のグラフに示すごとき大きさとなり
、又不平衡力、不平衡モーメントは表に示すごとき大き
さとなった。
きさは第８図（ロ）のグラフに示すごとき大きさとなり
、又不平衡力、不平衡モーメントは表に示すごとき大き
さとなった。
エクスターナルの不平衡モーメントＭＶ２の減少に伴い
、エクスターナルの不平衡モーメントＭＶＩ 、ＭＨＩ
が増加するが、これを減少させるためにはカウンタウェ
イトを装備すればよい。ここでエクスターナルの不平衡
モーメントとは、主機台を介して船体（外部）に伝わる
回転モーメントで、主機自体は剛性とみなしている。又
インターナルの不平衡モーメントとは、隣り合うシリン
ダの遠心力の大きさ、方向のちがいによってクランク軸
自体に生じるモーメントで、船体には直接このモーメン
トは伝わらない。
、エクスターナルの不平衡モーメントＭＶＩ 、ＭＨＩ
が増加するが、これを減少させるためにはカウンタウェ
イトを装備すればよい。ここでエクスターナルの不平衡
モーメントとは、主機台を介して船体（外部）に伝わる
回転モーメントで、主機自体は剛性とみなしている。又
インターナルの不平衡モーメントとは、隣り合うシリン
ダの遠心力の大きさ、方向のちがいによってクランク軸
自体に生じるモーメントで、船体には直接このモーメン
トは伝わらない。
船体振動に直接間、２係ある垂直不平衡モーメントの２
次成分に着目すれば、不等角着火の場合は等角着火の％
以下にすることが可能となる。
次成分に着目すれば、不等角着火の場合は等角着火の％
以下にすることが可能となる。
なお、本発明の不等角着火の角度は前述の実施例に限定
されるものではなく、種々の角度を選定し得ること、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
されるものではなく、種々の角度を選定し得ること、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
本発明のディーゼル主機の不平衡モーメント減少法によ
れば、クランク角度を不等角に配置しており、各シリン
ダの質量やシリンダ昇降は等しいから、エンジン部分の
互換性を損なわず、現存するディーゼル主機に容易に適
用が可能である。
れば、クランク角度を不等角に配置しており、各シリン
ダの質量やシリンダ昇降は等しいから、エンジン部分の
互換性を損なわず、現存するディーゼル主機に容易に適
用が可能である。
第１図はディーゼルエンジンのシリンダの配置を示す斜
視図、第２図はディーゼルエンジンのシリンダ昇降の説
明図、第３図は回転質量によって発生する遠心力並にそ
の垂直成分、水平成分の説明図、第４図は４気筒の場合
の垂直不平衡力、水平不平衡力の説明図、第５図は主機
に発生する不平衡モーメントの説明図、第６図は不平衡
モーメントが主機に作用する状態を示す説明図、第７図
は４気筒の場合の垂直不平衡力や水平不平衡力が発生す
る場合の説明図、第８図（ｆ’）は不等角着火の場合の
シリンダ配置の説１ｉＩＪ図、第８図（ロ）は不等角着
火の場合の各シリンダでの不平衡モーメン） Ｍｙ２の
大きさを示すグラフ、第９図（イ）は等角着火の場合の
シリンダ配置の説明図、第９図（０）は等角着火の場合
の各シリンダでの不平衡モーメントＭ■２の大きさを示
すグラフである。 図中（１）はクランク軸’、（２１はピストンヘッド、
（３）は船体、（４）は主機を示す。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 第４図 第６図
視図、第２図はディーゼルエンジンのシリンダ昇降の説
明図、第３図は回転質量によって発生する遠心力並にそ
の垂直成分、水平成分の説明図、第４図は４気筒の場合
の垂直不平衡力、水平不平衡力の説明図、第５図は主機
に発生する不平衡モーメントの説明図、第６図は不平衡
モーメントが主機に作用する状態を示す説明図、第７図
は４気筒の場合の垂直不平衡力や水平不平衡力が発生す
る場合の説明図、第８図（ｆ’）は不等角着火の場合の
シリンダ配置の説１ｉＩＪ図、第８図（ロ）は不等角着
火の場合の各シリンダでの不平衡モーメン） Ｍｙ２の
大きさを示すグラフ、第９図（イ）は等角着火の場合の
シリンダ配置の説明図、第９図（０）は等角着火の場合
の各シリンダでの不平衡モーメントＭ■２の大きさを示
すグラフである。 図中（１）はクランク軸’、（２１はピストンヘッド、
（３）は船体、（４）は主機を示す。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 第４図 第６図
Claims (1)
- 】）各シリンダ質量及びシリンダ間隔が等しいディーゼ
ル主機のクランク角度を不等角に配置し、主機が持つ垂
直不平衡２次モーメントを減少させることを特徴とする
ディーゼル主機の不平衡モーメント減少法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681181A JPS5837342A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | デイ−ゼル主機の不平衡モ−メント減少法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681181A JPS5837342A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | デイ−ゼル主機の不平衡モ−メント減少法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837342A true JPS5837342A (ja) | 1983-03-04 |
Family
ID=15184053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13681181A Pending JPS5837342A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | デイ−ゼル主機の不平衡モ−メント減少法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837342A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1333192A3 (en) * | 2002-01-30 | 2004-08-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for determining an angle of crank arrangement in a multi-cylinder internal combustion engine and a multi-cylinder internal combustion engine using this method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129604A (en) * | 1974-05-31 | 1976-03-13 | Semt | Ikutsukanokuranku suroooyobi heikoomoriojusurukaitenkurankujikuokeiseisurusochi |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13681181A patent/JPS5837342A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129604A (en) * | 1974-05-31 | 1976-03-13 | Semt | Ikutsukanokuranku suroooyobi heikoomoriojusurukaitenkurankujikuokeiseisurusochi |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1333192A3 (en) * | 2002-01-30 | 2004-08-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for determining an angle of crank arrangement in a multi-cylinder internal combustion engine and a multi-cylinder internal combustion engine using this method |
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