JPS6024337B2 - 低振動直列４気筒エンジン - Google Patents
低振動直列４気筒エンジンInfo
- Publication number
- JPS6024337B2 JPS6024337B2 JP51139460A JP13946076A JPS6024337B2 JP S6024337 B2 JPS6024337 B2 JP S6024337B2 JP 51139460 A JP51139460 A JP 51139460A JP 13946076 A JP13946076 A JP 13946076A JP S6024337 B2 JPS6024337 B2 JP S6024337B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- crankshaft
- balance shaft
- line
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- F16F15/26—Compensation 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
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
-
- 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
- F02B2075/1816—Number of cylinders four
-
- 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
- F02B67/00—Engines 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直列４シリンダヱンジンに関し、特にその回転
２次成分の上下振動およびローリング振動を低下するた
め１個のバランスシャフトを設けた低振動直列４シリン
ダェンジンに関する。
２次成分の上下振動およびローリング振動を低下するた
め１個のバランスシャフトを設けた低振動直列４シリン
ダェンジンに関する。
従来直列４シリンダェンジンにおいて２個のバランスシ
ャフトを互に逆方向に回転させることによって該エンジ
ンの上下方向の回転２次成分の振動を除去するようにし
た構造のものが例えば実開昭５０−３５９０２号公報に
より公知である。また直列４シリンダェンジンにおいて
２個のバランスシャフトの高さを調整することによりロ
ーリング振動を低下させることも例えば昭和５位王６自
発行「内燃機関」第１４萱１６７号ＰＩＩ〜Ｐ２１「自
動車用直列４気筒機関における２次バランサ配置の考案
とその実用化」によって公知である。しかしこれら従来
公知の２個のバランスシャフトを用いてエンジンの上下
方向およびローリング振動を低下させる場合２個のバラ
ンスシャフトはスペースを要し、またコストも嵩むのみ
ならず、これらのバランスシャフトを駆動するギャまた
はチェンの騒音を減ずるためにできれば１本のバランス
シャフトでしかも有効にエンジンの振動を低下させるこ
とが要望されていた。
ャフトを互に逆方向に回転させることによって該エンジ
ンの上下方向の回転２次成分の振動を除去するようにし
た構造のものが例えば実開昭５０−３５９０２号公報に
より公知である。また直列４シリンダェンジンにおいて
２個のバランスシャフトの高さを調整することによりロ
ーリング振動を低下させることも例えば昭和５位王６自
発行「内燃機関」第１４萱１６７号ＰＩＩ〜Ｐ２１「自
動車用直列４気筒機関における２次バランサ配置の考案
とその実用化」によって公知である。しかしこれら従来
公知の２個のバランスシャフトを用いてエンジンの上下
方向およびローリング振動を低下させる場合２個のバラ
ンスシャフトはスペースを要し、またコストも嵩むのみ
ならず、これらのバランスシャフトを駆動するギャまた
はチェンの騒音を減ずるためにできれば１本のバランス
シャフトでしかも有効にエンジンの振動を低下させるこ
とが要望されていた。
本発明の目的は上記要望に応じて、直列４気筒エンジン
にアンバランス重量付きの１個のバうンスシャフトを、
第１番気筒のピストンが上死点にあるときに該アンバラ
ンス重量が下向きになるように取付けてクランクシャフ
トの回転速度の２倍の回転速度で、該バランスシャフト
の取付位置がエンジンのローリング慣性主軸により上方
にある場合にはクランクシャフトの回転方向と同方向に
、また該バランスシャフトの取付位置がエンジンのロー
リング慣性主軸より下方にある場合にはクランクシャフ
トの回転方向と逆方向に回転させることによって該エン
ジンの回転２次成分の上下振動およびローリング振動を
低下するようにした新規な構造の低振動の直列４気筒エ
ンジンを提供するにある。
にアンバランス重量付きの１個のバうンスシャフトを、
第１番気筒のピストンが上死点にあるときに該アンバラ
ンス重量が下向きになるように取付けてクランクシャフ
トの回転速度の２倍の回転速度で、該バランスシャフト
の取付位置がエンジンのローリング慣性主軸により上方
にある場合にはクランクシャフトの回転方向と同方向に
、また該バランスシャフトの取付位置がエンジンのロー
リング慣性主軸より下方にある場合にはクランクシャフ
トの回転方向と逆方向に回転させることによって該エン
ジンの回転２次成分の上下振動およびローリング振動を
低下するようにした新規な構造の低振動の直列４気筒エ
ンジンを提供するにある。
以下本発明を実施例について添付図面を参照しつつ説明
する。
する。
第１図および第２図は直列４気筒エンジンのクランク機
構の説明図で、直列４気筒エンジンの上下加振力および
加振モーメントの釣合を理論的に考察すると、＆＝ｆｙ
＝０ ……０１＆＝４
ｍｙｗ２（０十Ａ２ｃｏｓ２８十０十んｃｏｓ４８十．
．．・．・） ・・・・・・【２
１ぼ：４ｍｙ２ の２（〇十Ｂ２Ｓｉｎ２８十○十Ｂ４
Ｓｉｎ４８十，．．．・・） ・・
・・・・‘３｝ツ＝ｔｚ＝○前記‘２、‘３｝式におい
てそれぞれ括弧内の第３項以下は、第２項に比べて充分
小さいので無視すると、セニ４ｍｙの２Ａよｏｓ２８
・…．・【２）′ぱニ４ｍツ２ の２Ｂ交ｉｎ
２０ ．．．…｛３｝′核にははクランクシャフ
ト回転方向を正とし、公、ｆｙ、ｆｚはそれぞれｘ、ｙ
、ｚ軸方向の加振力、戊、ｔｙ、ｔｚはそれぞれｘ、ｙ
、ｚ軸回りの加振モーメントｙ：クランク半径 ｍ：第１気筒あたりの往復運動部分質量 ８：第１気筒上死点からクランク軸回転角の：クランク
軸回転角速度 １：コンロツドの長さ ん＝べ十六十覇７十・・・・・・ 弦＝季十女十．・・．・・ 入＝１／ｙ とする。
構の説明図で、直列４気筒エンジンの上下加振力および
加振モーメントの釣合を理論的に考察すると、＆＝ｆｙ
＝０ ……０１＆＝４
ｍｙｗ２（０十Ａ２ｃｏｓ２８十０十んｃｏｓ４８十．
．．・．・） ・・・・・・【２
１ぼ：４ｍｙ２ の２（〇十Ｂ２Ｓｉｎ２８十○十Ｂ４
Ｓｉｎ４８十，．．．・・） ・・
・・・・‘３｝ツ＝ｔｚ＝○前記‘２、‘３｝式におい
てそれぞれ括弧内の第３項以下は、第２項に比べて充分
小さいので無視すると、セニ４ｍｙの２Ａよｏｓ２８
・…．・【２）′ぱニ４ｍツ２ の２Ｂ交ｉｎ
２０ ．．．…｛３｝′核にははクランクシャフ
ト回転方向を正とし、公、ｆｙ、ｆｚはそれぞれｘ、ｙ
、ｚ軸方向の加振力、戊、ｔｙ、ｔｚはそれぞれｘ、ｙ
、ｚ軸回りの加振モーメントｙ：クランク半径 ｍ：第１気筒あたりの往復運動部分質量 ８：第１気筒上死点からクランク軸回転角の：クランク
軸回転角速度 １：コンロツドの長さ ん＝べ十六十覇７十・・・・・・ 弦＝季十女十．・・．・・ 入＝１／ｙ とする。
いっぽうバランスシャフトについて考察すると、第３図
に示す説明図のように質量Ｍの物体を回転半姿Ｒ、角速
度２ので回転させる場合、Ｍに働く遠心力Ｆの垂直、水
平の各分力をＦｚ，ＦｙとすればＦ＝Ｍ旧（２の）２
＝４ＭＲの２ ……■Ｆｚ：虹ＭＲの２Ｃｏｓ（
２ｋａ＋Ｑ） ……｛６）Ｆｙニ４ＭＲの２Ｓｊ
ｎ（２ｋ８十ｑ） ……のここにｋ‘まバランス
シャフトの回転方向で、クランクシャフトと同方向なら
ｋ＝１、逆方向ならｋ＝−１とする。
に示す説明図のように質量Ｍの物体を回転半姿Ｒ、角速
度２ので回転させる場合、Ｍに働く遠心力Ｆの垂直、水
平の各分力をＦｚ，ＦｙとすればＦ＝Ｍ旧（２の）２
＝４ＭＲの２ ……■Ｆｚ：虹ＭＲの２Ｃｏｓ（
２ｋａ＋Ｑ） ……｛６）Ｆｙニ４ＭＲの２Ｓｊ
ｎ（２ｋ８十ｑ） ……のここにｋ‘まバランス
シャフトの回転方向で、クランクシャフトと同方向なら
ｋ＝１、逆方向ならｋ＝−１とする。
またＱは第１気筒が上死点のときの偏心質量の位相角で
ある。さて本発明は次の諸点に着目した。すなわち、｛
ィ’加糠力を減少させるには、 ｌｆｚ十Ｆｚｌ＜ｌ＆ｌ ・・・・・・‘８）（
＆十Ｆｚ）２＜ｆｚ５Ｆｚ（Ｆｚ＋２ｚ）＜Ｏ Ｆｚ〉○のときＦｚ＜−公ｚ ／．○＜Ｆｚ＜−ＸｚＦ
ｚ＜０のときＦｚ〉一２ｚ ／．○＞Ｆｚ＞−２ｚ従っ
てＦｚとｆｚは異符合であり、Ｆｚ・ｆｚ＜０
……｛９１ かつ ＩＦｚｌ＜２ｌｆｚｌ ……００上記【９｝式
が成立っためには‘２｝′、‘６｝式よりｃｏｓ（２ｋ
ｏ十ｏ）＝−ｃｏｓ２０ ……（１１）ｋ＝士Ｉ
Ｑ：１８００であればよい。
ある。さて本発明は次の諸点に着目した。すなわち、｛
ィ’加糠力を減少させるには、 ｌｆｚ十Ｆｚｌ＜ｌ＆ｌ ・・・・・・‘８）（
＆十Ｆｚ）２＜ｆｚ５Ｆｚ（Ｆｚ＋２ｚ）＜Ｏ Ｆｚ〉○のときＦｚ＜−公ｚ ／．○＜Ｆｚ＜−ＸｚＦ
ｚ＜０のときＦｚ〉一２ｚ ／．○＞Ｆｚ＞−２ｚ従っ
てＦｚとｆｚは異符合であり、Ｆｚ・ｆｚ＜０
……｛９１ かつ ＩＦｚｌ＜２ｌｆｚｌ ……００上記【９｝式
が成立っためには‘２｝′、‘６｝式よりｃｏｓ（２ｋ
ｏ十ｏ）＝−ｃｏｓ２０ ……（１１）ｋ＝士Ｉ
Ｑ：１８００であればよい。
（口）加振モーメントを減少させるには、エンジンのロ
ーリング主軸とバランスシャフトの関係の説明図を示す
第４図において、バランスシャフトとローリング主軸の
高低差をＬとすれば、‘ａ’バランスシャフトが主軸上
Ｌに位置する場合、力ＦｙによるモーメントＴはＴ＝Ｌ
Ｆｙ ．・．・・・（１２）加振モー
メントを小さくするにはｌは十ＴＩ＜！ｔｘｌ …
…（１３）この（１３）式から上記（ィーと同様にして
は・Ｔ＜○ ・・・・・・（１４）かつ、Ｉ
ＴＩ＜２ｌぱｌ ・・・・・・（１５）（１４）式
が成立つためには、‘３；′、【７’、（１２）式より
ｓｉｎ（２ｋａ＋Ｑ）＝−ｓｉｎ２８ ……（１６
）（１１）、（１６）式が同時に成立っｋ、Ｑの値はｋ
＝１、Ｑ＝１８００ ‘ｂ’バランスシャフトが主藤Ｌに位置する場合には、
上記蜘と同様にしてＴ＝−ＬＦｙ
．・．．・．（１８）ｓｉｎ（２ｋ８十Ｑ）＝ｓｍ２
０ ……（１９）（１１）、（１９）両式が同時
に成立つにはｋ＝一１、Ｑ＝１８００ ……（２０
）従って本発明によれば直列４気筒エンジンにアンバラ
ンス重量付きの１個のバランスシャフトを、第１番気筒
のピストンが上死点にあるとき該アンバランス重量が下
向きになるように取付けてシャフトの回転速度の２倍の
回転速度で回転させ、かつ該アンバランスシャフトの取
付位置が、エンジンのローリング慣性主軸より上方にあ
る場合はクランクシャフトの回転方向と同方向に、また
該バランスシャフトの取付位置がエンジンのローリング
慣性主軸より下方にある場合にはクランクシャフトの回
転方向と逆方向に回転させることによって、エンジンの
回転２次成分の上下振動およびローリング振動を低−下
することが明らかである。
ーリング主軸とバランスシャフトの関係の説明図を示す
第４図において、バランスシャフトとローリング主軸の
高低差をＬとすれば、‘ａ’バランスシャフトが主軸上
Ｌに位置する場合、力ＦｙによるモーメントＴはＴ＝Ｌ
Ｆｙ ．・．・・・（１２）加振モー
メントを小さくするにはｌは十ＴＩ＜！ｔｘｌ …
…（１３）この（１３）式から上記（ィーと同様にして
は・Ｔ＜○ ・・・・・・（１４）かつ、Ｉ
ＴＩ＜２ｌぱｌ ・・・・・・（１５）（１４）式
が成立つためには、‘３；′、【７’、（１２）式より
ｓｉｎ（２ｋａ＋Ｑ）＝−ｓｉｎ２８ ……（１６
）（１１）、（１６）式が同時に成立っｋ、Ｑの値はｋ
＝１、Ｑ＝１８００ ‘ｂ’バランスシャフトが主藤Ｌに位置する場合には、
上記蜘と同様にしてＴ＝−ＬＦｙ
．・．．・．（１８）ｓｉｎ（２ｋ８十Ｑ）＝ｓｍ２
０ ……（１９）（１１）、（１９）両式が同時
に成立つにはｋ＝一１、Ｑ＝１８００ ……（２０
）従って本発明によれば直列４気筒エンジンにアンバラ
ンス重量付きの１個のバランスシャフトを、第１番気筒
のピストンが上死点にあるとき該アンバランス重量が下
向きになるように取付けてシャフトの回転速度の２倍の
回転速度で回転させ、かつ該アンバランスシャフトの取
付位置が、エンジンのローリング慣性主軸より上方にあ
る場合はクランクシャフトの回転方向と同方向に、また
該バランスシャフトの取付位置がエンジンのローリング
慣性主軸より下方にある場合にはクランクシャフトの回
転方向と逆方向に回転させることによって、エンジンの
回転２次成分の上下振動およびローリング振動を低−下
することが明らかである。
第５図および第６図は本発明による各実施例のバランス
シャフトの取付位置を示す説明図であり、第５図はバラ
ンスシャフト２がエンジンのローリング慣性主軸１より
上方にある場合で、このときバランスシヤフト２はクラ
ンクシヤフト３と同方向に回転させている。
シャフトの取付位置を示す説明図であり、第５図はバラ
ンスシャフト２がエンジンのローリング慣性主軸１より
上方にある場合で、このときバランスシヤフト２はクラ
ンクシヤフト３と同方向に回転させている。
第６図はバランスシャフト２がエンジンのローリング慣
性主軸１より下方にある場合で、このときバランスシャ
フト２はクランクシャフト３と反対の方向に回転させる
。図中４は反対方向に回転させるための噛合歯車を示す
。第７図は本発明によるバランスシャフトの１実施例の
正面図を示し、第８図は第７図のＡ−Ａ断面を示す。こ
のように本発明によれば、バランスシャフトが１本で、
スペースおよびコストが減少しかつバランスシャフト駆
動用ギャまたはチェンも減少するため騒音も少し、低振
動の直列４気筒エンジンを得ることができる。
性主軸１より下方にある場合で、このときバランスシャ
フト２はクランクシャフト３と反対の方向に回転させる
。図中４は反対方向に回転させるための噛合歯車を示す
。第７図は本発明によるバランスシャフトの１実施例の
正面図を示し、第８図は第７図のＡ−Ａ断面を示す。こ
のように本発明によれば、バランスシャフトが１本で、
スペースおよびコストが減少しかつバランスシャフト駆
動用ギャまたはチェンも減少するため騒音も少し、低振
動の直列４気筒エンジンを得ることができる。
第１図および第２図は本発明による１実施例のクランク
機構の説明図、第３図は本発明による１実施例のバラン
スシャフトの説明図、第４図は本発明による１実施例の
エンジンのローリング慣性主軸とバランスシャフトの関
係を示す説明図、第５図および第６図は本発明による実
施例のバランスシャフトの取付位置を示す説明図、第７
図は本発明によるバランスシャフトの１実施例の正面図
、第８図は第７図のＡ−Ａ断面を示す。 １：エンジンのローリング慣性主軸、２：バランスシャ
フト、３：クランクシャフト、４：噛合歯車。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
機構の説明図、第３図は本発明による１実施例のバラン
スシャフトの説明図、第４図は本発明による１実施例の
エンジンのローリング慣性主軸とバランスシャフトの関
係を示す説明図、第５図および第６図は本発明による実
施例のバランスシャフトの取付位置を示す説明図、第７
図は本発明によるバランスシャフトの１実施例の正面図
、第８図は第７図のＡ−Ａ断面を示す。 １：エンジンのローリング慣性主軸、２：バランスシャ
フト、３：クランクシャフト、４：噛合歯車。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- １ 直列４気筒エンジンにおいて、アンバランス重量付
きの１個のバランスシヤフトを、その軸線がクランク軸
線にほぼ平行な線上に設け、第１番気筒のピストンが上
死点にあるとき該アンバランス重量が下向きになるよう
に取付け、クランクシヤフトの回転数の２倍の回転数で
回転させ、かつ該バランスシヤフトの取付位置がエンジ
ンのローリング慣性主軸の上方にある場合はクランクシ
ヤフトの回転方向と同方向に、また下方にある場合には
クランクシヤフトの回転方向と逆方向に回転させるよう
に構成したことを特徴とする低振動直列４気筒エンジン
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51139460A JPS6024337B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 低振動直列４気筒エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51139460A JPS6024337B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 低振動直列４気筒エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5365509A JPS5365509A (en) | 1978-06-12 |
| JPS6024337B2 true JPS6024337B2 (ja) | 1985-06-12 |
Family
ID=15245728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51139460A Expired JPS6024337B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 低振動直列４気筒エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024337B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132309A (ja) * | 1974-04-05 | 1975-10-20 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5061202U (ja) * | 1973-10-12 | 1975-06-05 |
-
1976
- 1976-11-22 JP JP51139460A patent/JPS6024337B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132309A (ja) * | 1974-04-05 | 1975-10-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5365509A (en) | 1978-06-12 |
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