JPS604645A - V型6気筒内燃機関のクランク軸 - Google Patents
V型6気筒内燃機関のクランク軸Info
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- JPS604645A JPS604645A JP58110412A JP11041283A JPS604645A JP S604645 A JPS604645 A JP S604645A JP 58110412 A JP58110412 A JP 58110412A JP 11041283 A JP11041283 A JP 11041283A JP S604645 A JPS604645 A JP S604645A
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- JP
- Japan
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- main shaft
- crankshaft
- pins
- crank
- balance weight
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- 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
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
-
- 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
- F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
- Y10T74/2183—Counterbalanced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T74/21—Elements
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- Y10T74/2183—Counterbalanced
- Y10T74/2184—Vibration dampers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、V型6気筒内燃機関のクランク軸、特に4個
の軸受により支持されるクランク軸の改良に関する。
の軸受により支持されるクランク軸の改良に関する。
(従来技術)
従来の■型6気筒内燃機関に使用されるクランク軸とし
ては、例えば第1.2図に示すものが知られている(特
開昭55−1315j6号公報)。同図に示すように、
クランク軸lは、シリンダブロックに軸受を介して支持
される第1〜第4主軸部(クランクジャーナル部)(以
下、クランク軸1の前端側より後端側(フライホイール
結合端側)に向かって順次番号をイ」ず)2A、2B、
2G、2Dと、各気筒のビスト/にコンロッドで連結さ
れる第1〜第6クランクピン3A、3B、3C13D、
3E、3Fと、これらの主軸部2及び各ビン3を連結す
るクランクアーム4A〜4Iと、を大略有している。
ては、例えば第1.2図に示すものが知られている(特
開昭55−1315j6号公報)。同図に示すように、
クランク軸lは、シリンダブロックに軸受を介して支持
される第1〜第4主軸部(クランクジャーナル部)(以
下、クランク軸1の前端側より後端側(フライホイール
結合端側)に向かって順次番号をイ」ず)2A、2B、
2G、2Dと、各気筒のビスト/にコンロッドで連結さ
れる第1〜第6クランクピン3A、3B、3C13D、
3E、3Fと、これらの主軸部2及び各ビン3を連結す
るクランクアーム4A〜4Iと、を大略有している。
隣り合が主軸部3間には一対のビン2が配設されており
、この一対のビン2同士はクランク軸中心に対して円周
方向に互いに60°離れている。
、この一対のビン2同士はクランク軸中心に対して円周
方向に互いに60°離れている。
また、第1〜第6ピン3A〜3Fは該円周方向にて第1
、第2、第5、第6、第3、第4の順に60°ずつ離隔
している(ずなわち、バンク角は60゛である。)5A
、5Bはクランクアーム4A、41にそれぞれ取りイ」
りられた第11第2バランスウエイトであり、これらの
バランスウェイ1−5Δ、5Bはそれぞれ第1ピン3A
及び第6ピン3Fの反対側(クランク軸中心にり]して
)に設けられて該クランク軸1の回転時の一次不平衡偶
力をバランスしている。
、第2、第5、第6、第3、第4の順に60°ずつ離隔
している(ずなわち、バンク角は60゛である。)5A
、5Bはクランクアーム4A、41にそれぞれ取りイ」
りられた第11第2バランスウエイトであり、これらの
バランスウェイ1−5Δ、5Bはそれぞれ第1ピン3A
及び第6ピン3Fの反対側(クランク軸中心にり]して
)に設けられて該クランク軸1の回転時の一次不平衡偶
力をバランスしている。
しかしながら、このような従来の■型6気筒内燃機関の
クランク軸にあっては、バランスウェイトがクランク軸
の両端部にのみ設けられていたため、クランク軸全体と
しては動的つりあいがとれているが、隣り合う主軸部間
ではバランスしておらず、各主軸部における軸受荷重が
大きく、特に第2、第3主軸部のそれが大きくなり、軸
受の摩耗、焼付あるいは偏摩耗等に起因する異音の発生
等という問題点が生じていた。
クランク軸にあっては、バランスウェイトがクランク軸
の両端部にのみ設けられていたため、クランク軸全体と
しては動的つりあいがとれているが、隣り合う主軸部間
ではバランスしておらず、各主軸部における軸受荷重が
大きく、特に第2、第3主軸部のそれが大きくなり、軸
受の摩耗、焼付あるいは偏摩耗等に起因する異音の発生
等という問題点が生じていた。
(発明の目的)
そこで、本発明は、クランク軸全体として、かつ、各主
軸部間においても動的っりあいを保持することにより、
各主軸部における軸受荷重を低減し、上記問題点を解決
することを目的としている。
軸部間においても動的っりあいを保持することにより、
各主軸部における軸受荷重を低減し、上記問題点を解決
することを目的としている。
(発明の構成)
本発明の構成は、一端部から他端部に向かって順次第1
〜第4主軸部を有し、第1、第2主軸部間に順次第1、
第2ビンを、第2、第3主軸部間に順次第3、第4ピン
を、第3、第4主軸部間に順次第5、第6ピンをそれぞ
れ配し、上記主軸受部及びビンの隣接するもの同士を順
次第1〜第9アームで連結したV型6気筒内燃機関のク
ランク軸において、クランク軸中心に対して第1、第6
ピンのそれぞれ略反対側に位置するよう、第1、第9ア
ームに第1、第2端部バランスウェイトをそれぞれ設け
るとともに、クランク軸中心に対し第1、第2ビンの略
反対側に位置するよう、第2アームに第1中間バランス
ウェイトを、クランク軸中心に対し第3、第4ビンの略
反対側に位置するよう、第5アームに中央バランスウェ
イトを、クランク軸中心に対し第5、第6ピンの略反対
側に位置するよう、第8アームに第2中間バランスウェ
イトを、それぞれ配設したものである。
〜第4主軸部を有し、第1、第2主軸部間に順次第1、
第2ビンを、第2、第3主軸部間に順次第3、第4ピン
を、第3、第4主軸部間に順次第5、第6ピンをそれぞ
れ配し、上記主軸受部及びビンの隣接するもの同士を順
次第1〜第9アームで連結したV型6気筒内燃機関のク
ランク軸において、クランク軸中心に対して第1、第6
ピンのそれぞれ略反対側に位置するよう、第1、第9ア
ームに第1、第2端部バランスウェイトをそれぞれ設け
るとともに、クランク軸中心に対し第1、第2ビンの略
反対側に位置するよう、第2アームに第1中間バランス
ウェイトを、クランク軸中心に対し第3、第4ビンの略
反対側に位置するよう、第5アームに中央バランスウェ
イトを、クランク軸中心に対し第5、第6ピンの略反対
側に位置するよう、第8アームに第2中間バランスウェ
イトを、それぞれ配設したものである。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第3図乃至第14図は本発明の一実施例を示す図である
。第3図乃至第10図において、11は■型6気筒内燃
機関(バンク角:δ=60°)のクランク軸を示し、こ
のクランク軸11はプ〜すの取付けられる前端部からフ
ライホイールの固着される後端部に向かって(以下、順
方向)第1、第2、第3、第4主軸部12A、12B、
12C112Dを順次有している。以下、同一部分は順
方向に順次番号を付し、図中(A、B、−−−−>で示
ず。第1主軸部12Aと第2主軸部12Bとの間には第
1クランクピン13Aと第2クランクピン13Bとが順
方向に順次配設され、これらの主軸部12Δ、12B1
クランクビン13A、13Bは第1〜第3クランクアー
ム14A、14B、14cにより連結されている。また
、上記第1、第2クランクピン13A、13Bはクラン
ク軸の回転中心軸(以下、Z軸)に垂直な平面(にJ、
下、XY平面、また、両パンク中心線R,Lのなす角の
二等分線をX軸、XY平面内にてX軸と直交する軸をY
軸)内にてZ軸を中心としてそのZ軸回りに互いに60
°離隔している(第5図参照)。さらに、第1アーム1
4AにおいてはXY平面内にて第1ピン13AとZ軸を
中心として反対側に第1端部バランスウェイト15Aが
設けられており (第6図参照)、第2アーム14Bに
はXY平面内に゛ζ第1、第2ピン13A、13Bの反
対側に(両ピン13A、13BがZ軸となす角の二等分
線上でZ軸を中心として両ピン13A、13Bの反対側
に)位置するよう第1中間バランスウェイト16Aが設
けられている(第7図参照)。第2主軸部12Bと第3
主軸部12Cとの間には第3クランクビン13Cと第4
クランクピン13Dとが順方向に順次配設され、第2主
軸部12Bと第3クランクビン13cとは第4クランク
アームi4Dで、第3、第4クランクピン13C813
Dは第5クランクアーム14Bで、第5クランクアーム
14 Eと第3主軸部12Cとは第6クランクアーム1
4Fでそれぞれ連結されている。これらの第4〜第6ア
ーム14r)〜14Fは上記第1〜第371.14A−
14Cと同様にXY平面上に延在し、また、隣り合う第
3、第4クランクピン13C1+3Dは第1、第2クラ
ンクピン13A、13Bと同様に該XY平面内で互いに
60″離隔して配設されている。ここ゛乙17は第5ク
ランクアーム14Bに設りた中央バランスウェイトであ
り、この中央バランスウェイト17は第8図に示すよう
に第3、第4クランクビン13G、13Dの反対側に(
第1中間バランスウェイト16Aが第11第2クランク
ピン13A、13Bの反対側に位置する場合と同様の関
係で)位置している。次に、第3主軸部12Cと第4主
軸部12Dとの間には第5クランクピン13E及び第6
クランクビン13Fが順方向に順次配設され、第3主軸
部12Cと第5クランクピンf3Eとは第7クランクア
ーム14Gで、第5クランクピン13Eと第6クランク
ピン13Fとは第8クラ7り7’−414Hで、第6ク
ランクビンi3Fと第4主軸部12Dとは第9クランク
アーム14 Iでそれぞれ連結されている。また、これ
らの第7〜第9クランクアーム14G〜14 Iは上記
第1〜第6クランクアーム14A〜14Fと同じ<’
X Y平面上にそれぞれ延在しくZ軸に垂直)、また、
第5、第6クランクピン13B、13Fは上記第1、第
2クランクピン13A、13B及び第3、第4クランク
ピン13c、+3Dと同様の関係(XY平面内で互いに
60°離隔)に配置されている。さらに、第8クランク
アーム14Hには第2中間バランスウェイト16Bが設
けられており、この第2中間バランスウェイト16Bと
第5、第6クランクピン13IF、、13Fとの位置関
係は、上記第1中間バランスウェイ目6Aと第1、第2
クランクピン13Δ、13Bとのそれと同様で、Z軸を
中心として各ビア13 E、131?の反対側に第2中
間バランスウェイト16Bが配設されている(第10図
参照)。15Bは第9クランクアーム141に設けられ
た第2端部バランスウェイトを示し、この第2端部パラ
ンスウェイ[513は、上記第1端部バランスウェイ)
−15Aと同一形状テ、XY平面内でZ軸を中心として
第6クランクピ刈3Fの反対側に位置するように配設さ
れている(第9図参照)。
。第3図乃至第10図において、11は■型6気筒内燃
機関(バンク角:δ=60°)のクランク軸を示し、こ
のクランク軸11はプ〜すの取付けられる前端部からフ
ライホイールの固着される後端部に向かって(以下、順
方向)第1、第2、第3、第4主軸部12A、12B、
12C112Dを順次有している。以下、同一部分は順
方向に順次番号を付し、図中(A、B、−−−−>で示
ず。第1主軸部12Aと第2主軸部12Bとの間には第
1クランクピン13Aと第2クランクピン13Bとが順
方向に順次配設され、これらの主軸部12Δ、12B1
クランクビン13A、13Bは第1〜第3クランクアー
ム14A、14B、14cにより連結されている。また
、上記第1、第2クランクピン13A、13Bはクラン
ク軸の回転中心軸(以下、Z軸)に垂直な平面(にJ、
下、XY平面、また、両パンク中心線R,Lのなす角の
二等分線をX軸、XY平面内にてX軸と直交する軸をY
軸)内にてZ軸を中心としてそのZ軸回りに互いに60
°離隔している(第5図参照)。さらに、第1アーム1
4AにおいてはXY平面内にて第1ピン13AとZ軸を
中心として反対側に第1端部バランスウェイト15Aが
設けられており (第6図参照)、第2アーム14Bに
はXY平面内に゛ζ第1、第2ピン13A、13Bの反
対側に(両ピン13A、13BがZ軸となす角の二等分
線上でZ軸を中心として両ピン13A、13Bの反対側
に)位置するよう第1中間バランスウェイト16Aが設
けられている(第7図参照)。第2主軸部12Bと第3
主軸部12Cとの間には第3クランクビン13Cと第4
クランクピン13Dとが順方向に順次配設され、第2主
軸部12Bと第3クランクビン13cとは第4クランク
アームi4Dで、第3、第4クランクピン13C813
Dは第5クランクアーム14Bで、第5クランクアーム
14 Eと第3主軸部12Cとは第6クランクアーム1
4Fでそれぞれ連結されている。これらの第4〜第6ア
ーム14r)〜14Fは上記第1〜第371.14A−
14Cと同様にXY平面上に延在し、また、隣り合う第
3、第4クランクピン13C1+3Dは第1、第2クラ
ンクピン13A、13Bと同様に該XY平面内で互いに
60″離隔して配設されている。ここ゛乙17は第5ク
ランクアーム14Bに設りた中央バランスウェイトであ
り、この中央バランスウェイト17は第8図に示すよう
に第3、第4クランクビン13G、13Dの反対側に(
第1中間バランスウェイト16Aが第11第2クランク
ピン13A、13Bの反対側に位置する場合と同様の関
係で)位置している。次に、第3主軸部12Cと第4主
軸部12Dとの間には第5クランクピン13E及び第6
クランクビン13Fが順方向に順次配設され、第3主軸
部12Cと第5クランクピンf3Eとは第7クランクア
ーム14Gで、第5クランクピン13Eと第6クランク
ピン13Fとは第8クラ7り7’−414Hで、第6ク
ランクビンi3Fと第4主軸部12Dとは第9クランク
アーム14 Iでそれぞれ連結されている。また、これ
らの第7〜第9クランクアーム14G〜14 Iは上記
第1〜第6クランクアーム14A〜14Fと同じ<’
X Y平面上にそれぞれ延在しくZ軸に垂直)、また、
第5、第6クランクピン13B、13Fは上記第1、第
2クランクピン13A、13B及び第3、第4クランク
ピン13c、+3Dと同様の関係(XY平面内で互いに
60°離隔)に配置されている。さらに、第8クランク
アーム14Hには第2中間バランスウェイト16Bが設
けられており、この第2中間バランスウェイト16Bと
第5、第6クランクピン13IF、、13Fとの位置関
係は、上記第1中間バランスウェイ目6Aと第1、第2
クランクピン13Δ、13Bとのそれと同様で、Z軸を
中心として各ビア13 E、131?の反対側に第2中
間バランスウェイト16Bが配設されている(第10図
参照)。15Bは第9クランクアーム141に設けられ
た第2端部バランスウェイトを示し、この第2端部パラ
ンスウェイ[513は、上記第1端部バランスウェイ)
−15Aと同一形状テ、XY平面内でZ軸を中心として
第6クランクピ刈3Fの反対側に位置するように配設さ
れている(第9図参照)。
また、上記各主軸01112A〜12Dはそれぞれシリ
ンダブロックに軸受メタルを介して回転自在に支持され
、各クランクビン13八〜13Fは各気筒のピストンに
コンロッドで連結されている。
ンダブロックに軸受メタルを介して回転自在に支持され
、各クランクビン13八〜13Fは各気筒のピストンに
コンロッドで連結されている。
また、第5図に示すように、XY゛平面内における上記
クランクピン13A〜13F及び各バランスウェイト1
5A、15B、16A、16B、+7の位置関係は、同
図中反時計回りの方向に第1、第2、第5、第6、第3
、第4クランクピン13A、13B、13E、、13F
、13C,13D(71順に等間隔60”をなすととも
に、第1、第2端部バランスウェイl−15A、15B
はZ軸を中心として対称ニ(]80 ” NIL隔)配
置され、さらに、第1、第2中間バランスウェイト16
八、16B及び中央パランスウェイ目7も等間隔(12
0’)に配置されている。なお、上記クランクビア13
A 〜13 Fの質量及びZ軸からその質量中心まで
の長さく距離)は同一であり、各端部バランスウェイl
−15A。
クランクピン13A〜13F及び各バランスウェイト1
5A、15B、16A、16B、+7の位置関係は、同
図中反時計回りの方向に第1、第2、第5、第6、第3
、第4クランクピン13A、13B、13E、、13F
、13C,13D(71順に等間隔60”をなすととも
に、第1、第2端部バランスウェイl−15A、15B
はZ軸を中心として対称ニ(]80 ” NIL隔)配
置され、さらに、第1、第2中間バランスウェイト16
八、16B及び中央パランスウェイ目7も等間隔(12
0’)に配置されている。なお、上記クランクビア13
A 〜13 Fの質量及びZ軸からその質量中心まで
の長さく距離)は同一であり、各端部バランスウェイl
−15A。
15B、各中間バランスウェイ目6Δ、16Bのそれも
同一としている。また、端a1≦バランスウェイト15
A、15Bの質量は従来のそれよりも軽量化している。
同一としている。また、端a1≦バランスウェイト15
A、15Bの質量は従来のそれよりも軽量化している。
次に作用について説明する。
バンク角δが60’のV型6気筒内燃機関において、そ
のクランク軸11に働く不平衡偶力Mば(jが(で表さ
れる。
のクランク軸11に働く不平衡偶力Mば(jが(で表さ
れる。
M= 3 (r (Wc +%Wr) + (1+4)
WR1・r・C1・eえθ−−−−(11 ここで、各記号は以下のとおりである(第11.12図
容重(6)。
WR1・r・C1・eえθ−−−−(11 ここで、各記号は以下のとおりである(第11.12図
容重(6)。
WC:クランクピン及びコンロット小端部の重量
Wr:往復動部分の重量(コンロット小端部及びピスト
ンの重量) W淑:クランクアーム111?ilの等1i11i重量
と回転半径との積 r:ストローク半径 ω:回転角度 p:ボアピッチ したがって、クランク軸11の軸受荷重は3モーメント
の定理を用いてめられる。以下は荷重の大きな第2主軸
部12Bの軸受(1:1重についてのものであるが、他
の軸受荷重も同様の方法でめられる。
ンの重量) W淑:クランクアーム111?ilの等1i11i重量
と回転半径との積 r:ストローク半径 ω:回転角度 p:ボアピッチ したがって、クランク軸11の軸受荷重は3モーメント
の定理を用いてめられる。以下は荷重の大きな第2主軸
部12Bの軸受(1:1重についてのものであるが、他
の軸受荷重も同様の方法でめられる。
第2主軸部12Bの軸受筒k F 21:J: f2)
式テ表される。
式テ表される。
F2 =FA −1ljp →−F r−−+21ごこ
で、l・A :ハラシスウェイ1を除く回転質ゼ及び行
改質量に、ノーる荷重 Fp:シリンダ内ガスErE力による荷重Fc:ハラン
スウコーイ1による荷重 である。
で、l・A :ハラシスウェイ1を除く回転質ゼ及び行
改質量に、ノーる荷重 Fp:シリンダ内ガスErE力による荷重Fc:ハラン
スウコーイ1による荷重 である。
(イ)このFAはX軸方向成分FAXとY軸方向成勿F
Ay とからなり、それぞれ(3)、(4)式で表され
る。この場合、第1クランクピン13八がX hb上に
位置する時を基14p、 o ゛ として、第12図中
時計回りの方向にクランク角θを正C1二とり、(3)
、(4)式はクランク角θの時の向車でi: i’。
Ay とからなり、それぞれ(3)、(4)式で表され
る。この場合、第1クランクピン13八がX hb上に
位置する時を基14p、 o ゛ として、第12図中
時計回りの方向にクランク角θを正C1二とり、(3)
、(4)式はクランク角θの時の向車でi: i’。
g−FAx/J =f、・Wa −co++θ1f2[
Wc −r −cosθ− Wr−r (cor、(θ争π/2) +1 /λ ・ Cじ (2θ 奢 δ) )CO”i
δ/2] I−r、・Wa ・cos+ (θ−δ/2)+−・− f+W HWR+ CO3(θ+180° )、−−−
−−+31 g−FAY /ω’ =f+ ・Wa −5in θ+
f2 [Wc−r ”sin θ− Wr−r (cos (θ+δ/2) +1/λ ・cos (2θ+δ)) sin−δ/2]+f3 ・W12 ・sin (θ−δ/2)+−−〜− + f+s・We −5in (θ+180° )−−
−−−+41 ここで、f l−f 2−−−− f+l;: 3モー
メントの定理により定められる係数 λ:コンロッドの長さLOとクランク半径rとの比 g:重力加速度 である。
Wc −r −cosθ− Wr−r (cor、(θ争π/2) +1 /λ ・ Cじ (2θ 奢 δ) )CO”i
δ/2] I−r、・Wa ・cos+ (θ−δ/2)+−・− f+W HWR+ CO3(θ+180° )、−−−
−−+31 g−FAY /ω’ =f+ ・Wa −5in θ+
f2 [Wc−r ”sin θ− Wr−r (cos (θ+δ/2) +1/λ ・cos (2θ+δ)) sin−δ/2]+f3 ・W12 ・sin (θ−δ/2)+−−〜− + f+s・We −5in (θ+180° )−−
−−−+41 ここで、f l−f 2−−−− f+l;: 3モー
メントの定理により定められる係数 λ:コンロッドの長さLOとクランク半径rとの比 g:重力加速度 である。
(シ+)次に、FpはX軸方向成分FpxとY軸方向成
分FpYとからなり、(5)、(6)式で示される。
分FpYとからなり、(5)、(6)式で示される。
1悄)x/ (71) ) −−f2 ・P (θ+δ
/2)・cos δ/2f’+ ・ P (θ+δ/ 2−120° ) ・cos δ/2fq ・ P (θ+δ/ 2−240° ) ・cos δ/2−−−−−− f ・ P (θ+δ/ 2−600 ° )・cos δ
/ 2−−−− (51 ・sin δ/2f−< ・ P (θ+δ/ 2−120° ) −sinδ/’l+f、・ P (θ+δ/2−240”) ・sin δ/ 2 + −−−−−f、4・P (θ
+δ/2−600’) ・sin δ/ 2−−・(6) (ハ)次に、PCは個々のバランスウェイトの発生する
ベクトルに係数を乗じたものの和で表される((7)式
)。
/2)・cos δ/2f’+ ・ P (θ+δ/ 2−120° ) ・cos δ/2fq ・ P (θ+δ/ 2−240° ) ・cos δ/2−−−−−− f ・ P (θ+δ/ 2−600 ° )・cos δ
/ 2−−−− (51 ・sin δ/2f−< ・ P (θ+δ/ 2−120° ) −sinδ/’l+f、・ P (θ+δ/2−240”) ・sin δ/ 2 + −−−−−f、4・P (θ
+δ/2−600’) ・sin δ/ 2−−・(6) (ハ)次に、PCは個々のバランスウェイトの発生する
ベクトルに係数を乗じたものの和で表される((7)式
)。
ここで、W の添次(15A −−−−−15B )は
同符号のバランスウェイト15A、 16A、 17.
16’ B、15Bを示す。また、従来の端部バランス
ウェイトのみでは次式(8)を満足する。
同符号のバランスウェイト15A、 16A、 17.
16’ B、15Bを示す。また、従来の端部バランス
ウェイトのみでは次式(8)を満足する。
WR+6/II = WRt7 = Wpt6a =
0−−−− (81以上の(イ)、(ロ)、(ハ)の結
果、(2)式より各クランク角毎に軸受荷重が決定され
る。
0−−−− (81以上の(イ)、(ロ)、(ハ)の結
果、(2)式より各クランク角毎に軸受荷重が決定され
る。
第13図はクランク軸11が2回転する間(θ−〇〜7
20°)の軸受荷重の大きさと方向とを表す線図である
。図中、実線が本発明を、破線が従来例(第1.2図)
を示す。ごの結果、当該実施例にあっては、最大荷重は
約20%(従来比)低減し、荷重方向も変化している。
20°)の軸受荷重の大きさと方向とを表す線図である
。図中、実線が本発明を、破線が従来例(第1.2図)
を示す。ごの結果、当該実施例にあっては、最大荷重は
約20%(従来比)低減し、荷重方向も変化している。
なお、中間、中央バランスウェイト+6A、16 )3
.17の質量をさらに増加し、かつ、端部バランスウェ
イ1−15A、15Bのそれを低減するごとで第2、第
3主軸部12B、12Cの軸受荷重をさらに低減できる
。
.17の質量をさらに増加し、かつ、端部バランスウェ
イ1−15A、15Bのそれを低減するごとで第2、第
3主軸部12B、12Cの軸受荷重をさらに低減できる
。
第14図は第1〜第4主軸部12A〜12Dの最大荷重
を示す軸受荷重分布線図である。この図からもわかるよ
うに、従来例(破線)に比して本実施例(実線)では全
主軸部にわたって軸受荷重が低減できる。なお、第2、
第3主軸部12B、12Cの荷重低下は第1、第2中間
バランスウェイト16A、16B及び中央バランスウェ
イト17による結果であり、第1、第4主軸部12A、
12Dのそれは第1、第2端部バランスウェイト15A
、15Bの質量低減の結果である。
を示す軸受荷重分布線図である。この図からもわかるよ
うに、従来例(破線)に比して本実施例(実線)では全
主軸部にわたって軸受荷重が低減できる。なお、第2、
第3主軸部12B、12Cの荷重低下は第1、第2中間
バランスウェイト16A、16B及び中央バランスウェ
イト17による結果であり、第1、第4主軸部12A、
12Dのそれは第1、第2端部バランスウェイト15A
、15Bの質量低減の結果である。
第15図乃至第20図は本発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では中間バランスウェイト16A、16
Bの中心X、、X2をその両側のクランクピン13A、
13B、13E、13Fの中心とZ軸とを結ふ線(中心
角の二等分線y1、y2よりオフセント角βだげオフセ
ットさせ(第16図、ff119図参照)、さらに、こ
のオフセノ1−により住するアンバランスを釣合せるた
め、端部バランスウェイト15A、15Bを逆方向に(
XY平面で反時計回りの方向に)オフセット角αだけオ
フセットしたものである(第15.18図参照)。なお
、第17図に示すように中央バランスウェイト17はオ
フセットしていない。この中間バランスウェイト16A
、16Bのオフセントにより主軸部の軸受荷重をさらに
低下することができる。この軸受荷重は前記(7)式に
おいてベクトル゛の向きをオフセント角だけずらすこと
でめられる。第20図は第1中間バランスウェイl−1
6Aのオフセント量と第2主軸部12’Bの軸受荷重と
の関係を示している。この場合、第16図においてy、
を基準として時計回り方向を正としてオフセント角βを
示している。第2中間バランスウェイl−16Bは第1
中間バランスウェイト16Aに対し、Y軸を中心として
対称形状となっている。第1、第2端部バランスウェイ
]・15Δ、15134)同イ・pにY ili+I+
対称である。なお、軸受荷重はオフモノ1−角βを増大
して所定値まで達するとそれ以上では再び増大する(第
20図参照)。
る。この実施例では中間バランスウェイト16A、16
Bの中心X、、X2をその両側のクランクピン13A、
13B、13E、13Fの中心とZ軸とを結ふ線(中心
角の二等分線y1、y2よりオフセント角βだげオフセ
ットさせ(第16図、ff119図参照)、さらに、こ
のオフセノ1−により住するアンバランスを釣合せるた
め、端部バランスウェイト15A、15Bを逆方向に(
XY平面で反時計回りの方向に)オフセット角αだけオ
フセットしたものである(第15.18図参照)。なお
、第17図に示すように中央バランスウェイト17はオ
フセットしていない。この中間バランスウェイト16A
、16Bのオフセントにより主軸部の軸受荷重をさらに
低下することができる。この軸受荷重は前記(7)式に
おいてベクトル゛の向きをオフセント角だけずらすこと
でめられる。第20図は第1中間バランスウェイl−1
6Aのオフセント量と第2主軸部12’Bの軸受荷重と
の関係を示している。この場合、第16図においてy、
を基準として時計回り方向を正としてオフセント角βを
示している。第2中間バランスウェイl−16Bは第1
中間バランスウェイト16Aに対し、Y軸を中心として
対称形状となっている。第1、第2端部バランスウェイ
]・15Δ、15134)同イ・pにY ili+I+
対称である。なお、軸受荷重はオフモノ1−角βを増大
して所定値まで達するとそれ以上では再び増大する(第
20図参照)。
(効果)
以上説明してきたように、本発明によれば、クランク軸
の主軸部の軸受荷重が低下し、該軸受の摩耗、焼付ある
いは異音発生等を防止できるという効果が得られる。
の主軸部の軸受荷重が低下し、該軸受の摩耗、焼付ある
いは異音発生等を防止できるという効果が得られる。
第1図は従来のクランク軸を示す正面図、第2図はその
模式化した図、第3図〜第14図は本発明の一実施例を
示すもので、第3図はクランク軸の正面図、第4図、第
5図はクランク軸の模式化した図、第6図〜第10図は
第3図の■−■、■−■、■−■、IX−IX、X−X
各矢視断面図、第11図、第12図は該実施例の作用を
説明するための模式化した図、第13図は軸受荷重の大
きさ及び方向を示すグラフ、第14図は各主軸部におけ
る軸受荷重の分布を示すグラフ、第15図〜第20図は
本発明の他の実施例を示すものであり、第15図〜第1
9図は第6図〜第10図と同部位の断面図、第20図は
オフモノ1−角と軸受荷重との関係を示すグラフである
。 11−−−クランク軸、 12 A −12D−−一−−−第1〜第4主軸部、1
3A〜13 F −−−−−第1〜第6クランクピン、
14A〜14I−−−−一第1〜第9クランクアーム、
15A、15B−−−一第1、第2端部バランスウェイ
ト、 16A、16 B−一一一一・第1、第2中間バランス
ウェイ ト、 17−−−−−一中央バランスウェイト、Z軸−・−−
−−クランク軸中心。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第13図 ベアリ、フ゛うし、ブイeす 第14図
模式化した図、第3図〜第14図は本発明の一実施例を
示すもので、第3図はクランク軸の正面図、第4図、第
5図はクランク軸の模式化した図、第6図〜第10図は
第3図の■−■、■−■、■−■、IX−IX、X−X
各矢視断面図、第11図、第12図は該実施例の作用を
説明するための模式化した図、第13図は軸受荷重の大
きさ及び方向を示すグラフ、第14図は各主軸部におけ
る軸受荷重の分布を示すグラフ、第15図〜第20図は
本発明の他の実施例を示すものであり、第15図〜第1
9図は第6図〜第10図と同部位の断面図、第20図は
オフモノ1−角と軸受荷重との関係を示すグラフである
。 11−−−クランク軸、 12 A −12D−−一−−−第1〜第4主軸部、1
3A〜13 F −−−−−第1〜第6クランクピン、
14A〜14I−−−−一第1〜第9クランクアーム、
15A、15B−−−一第1、第2端部バランスウェイ
ト、 16A、16 B−一一一一・第1、第2中間バランス
ウェイ ト、 17−−−−−一中央バランスウェイト、Z軸−・−−
−−クランク軸中心。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第13図 ベアリ、フ゛うし、ブイeす 第14図
Claims (1)
- 一端部から他端部に向かって順次第1〜第4主軸部を有
し、第1、第2主軸部間に順次第1、第2ピンを、第2
、第3主軸部間に順次第3、第4ビンを、′第3、第4
主軸部間に順次第5、第6ピンをそれぞれ配し、上記主
軸受部及びビンの隣接するもの同士を順次第1〜第9ア
ームで連結した■型6気筒内燃機関のクランク軸におい
て、クランク軸中心に対して第1、第6ピンのそれぞれ
略反対側に位置するよう、第1、第9アームに第1、第
2端部バランスウェイトをそれぞれ設けるとともに、ク
ランク軸中心に対し第1、第2ピンの略反対側に位置す
る一ヨウ、第2アームに第1中間バランスウェイトを、
クランク軸中心に対し第3、第4ピンの略反対側に位置
するよう、第5アームに中央バランスウェイトを、クラ
ンク軸中心に対し第5、第6ピンの略反対側に位置する
よう、第8アームに第2中間バランスウェイトを、それ
ぞれ配設したことを特徴とする■型6気筒内燃機関のク
ランク軸。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58110412A JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | V型6気筒内燃機関のクランク軸 |
US06/620,517 US4552104A (en) | 1983-06-20 | 1984-06-14 | Crankshaft of V-6 internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58110412A JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | V型6気筒内燃機関のクランク軸 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS604645A true JPS604645A (ja) | 1985-01-11 |
JPS6324178B2 JPS6324178B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=14535120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58110412A Granted JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | V型6気筒内燃機関のクランク軸 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4552104A (ja) |
JP (1) | JPS604645A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6246827U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-23 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6141034A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Toyota Motor Corp | V型8気筒四サイクル内燃機関 |
US4730512A (en) * | 1984-10-23 | 1988-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine crankshaft structure |
US4819505A (en) * | 1986-02-19 | 1989-04-11 | Mazda Motor Corporation | Balancer shafts for use in multicylinder engines |
JPH054570Y2 (ja) * | 1987-02-06 | 1993-02-04 | ||
IT1232439B (it) * | 1989-09-11 | 1992-02-17 | Fiat Auto Spa | Sistema di equilibratura per un motore a combustione interna a quattro tempi, particolarmente a cinque cilindri in linea |
US5195398A (en) * | 1991-10-24 | 1993-03-23 | General Motors Corporation | Crankshaft counterweights |
US5481942A (en) * | 1991-12-30 | 1996-01-09 | Hyundai Motor Company | Crankshaft of V-type 6-cylinder internal combustion engine |
JPH06307429A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-11-01 | Suzuki Motor Corp | クランクシャフト |
GB2279426B (en) * | 1993-06-29 | 1997-11-05 | Hyundai Motor Co Ltd | Crankshaft of V-type 6-cylinder internal combustion engine |
GB2392210A (en) * | 2002-08-21 | 2004-02-25 | Maxsym Engine Tech Ltd | Arrangement of balancing system and pistons on a crankshaft |
JP2007040125A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Toyota Industries Corp | V型6気筒エンジンのクランクシャフト |
JP2007071227A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 直列4気筒エンジンのクランクシャフト |
KR100957164B1 (ko) * | 2008-08-25 | 2010-05-11 | 현대자동차주식회사 | 크랭크 샤프트의 발란스 웨이트 시스템 |
US20190309792A1 (en) * | 2018-04-09 | 2019-10-10 | GM Global Technology Operations LLC | Crankshafts and methods of balancing the same |
CN110360216A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-22 | 广西玉柴机器股份有限公司 | V6曲轴结构 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1283970A (en) * | 1916-06-03 | 1918-11-05 | Horace T Thomas | Six-cylinder v-type engine. |
US1898459A (en) * | 1928-04-26 | 1933-02-21 | Edward C Newcomb | Crank shaft balancing |
US2632340A (en) * | 1949-04-07 | 1953-03-24 | Gen Motors Corp | V-6 engine |
US3166054A (en) * | 1962-09-18 | 1965-01-19 | Outboard Marine Corp | Engine |
CA1158179A (en) * | 1979-03-29 | 1983-12-06 | Calvin E. Wade | Engine camshaft and piston lubrication |
JPS57107453A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-03 | Komatsu Ltd | Counterweight for crankshaft in internal combustion engine |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110412A patent/JPS604645A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-14 US US06/620,517 patent/US4552104A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6246827U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-23 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4552104A (en) | 1985-11-12 |
JPS6324178B2 (ja) | 1988-05-19 |
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