JPS6335858B2 - - Google Patents

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JPS6335858B2
JPS6335858B2 JP2117983A JP2117983A JPS6335858B2 JP S6335858 B2 JPS6335858 B2 JP S6335858B2 JP 2117983 A JP2117983 A JP 2117983A JP 2117983 A JP2117983 A JP 2117983A JP S6335858 B2 JPS6335858 B2 JP S6335858B2
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JP
Japan
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cylinder
mass
crank
balance
overbalance
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JP2117983A
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Japanese (ja)
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JPS59147139A (en
Inventor
Mitsumasa Matsumoto
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59147139A publication Critical patent/JPS59147139A/en
Publication of JPS6335858B2 publication Critical patent/JPS6335858B2/ja
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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
    • 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
    • F16F15/24Compensation of inertia forces of crankshaft systems by particular disposition of cranks, pistons, or the like
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、3つの気筒を直列に配設した3気筒
内燃機関において、その各気筒についての往復運
動部分及び回転運動部分のバランスを保ちなが
ら、小型・軽量化を図る技術に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a three-cylinder internal combustion engine in which three cylinders are arranged in series, while maintaining the balance between the reciprocating motion part and the rotational motion part of each cylinder. , relates to technology that aims to reduce size and weight.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

直列3気筒内燃機関のバランスを図る先行技術
としての特公昭51−7242号公報は、各気筒の位相
をクランク角で180゜の間隔にすると共に、第1気
筒と第3気筒とにおける往復運動部分の質量及び
回転運動部分の質量を同じにし、その中間に位置
する第2気筒における往復運動部分の質量及び回
転運動部分の質量を、他の気筒つまり第1気筒又
は第3気筒の往復運動部分の質量及び回転運動部
分の質量の略2倍にすることを提案している。こ
のようにすると、その第2気筒が、一般の直列4
気筒の内燃機関における第2気筒と第3気筒とを
一つの気筒にまとめたものに相当して、直列4気
筒内燃機関と実質的に同じバランス状態になる。
Japanese Patent Publication No. 51-7242, which is a prior art for balancing an in-line three-cylinder internal combustion engine, sets the phase of each cylinder at an interval of 180 degrees in terms of crank angle, and also sets the reciprocating motion part between the first and third cylinders. The mass of the reciprocating part and the mass of the rotating part in the second cylinder located in the middle are the same as that of the reciprocating part of the other cylinder, that is, the first cylinder or the third cylinder. It is proposed to make the mass approximately twice the mass of the rotating part. If you do this, the second cylinder will be a regular inline 4
This corresponds to combining the second cylinder and third cylinder in a cylinder internal combustion engine into one cylinder, and has substantially the same balance state as an in-line four-cylinder internal combustion engine.

しかし、このように、第2気筒における往復運
動部分の質量及び回転運動部分の質量を、他の気
筒における往復運動部分及び回転運動部分の質量
の略2倍にするためには、第2気筒における連接
棒の大端部の質量を、他の気筒における連接棒の
大端部の質量の略2倍にしなければならないか
ら、第2気筒における連接棒の大端部が大きくな
り、これを収容するクランクケースひいては機関
が大型になるばかりか、各気筒における連接棒を
共通部品化できない。
However, in order to make the mass of the reciprocating motion part and the mass of the rotary motion part in the second cylinder approximately twice the mass of the reciprocating motion part and the rotary motion part in the other cylinders, it is necessary to Since the mass of the large end of the connecting rod must be approximately twice the mass of the large end of the connecting rod in the other cylinders, the large end of the connecting rod in the second cylinder is large and can accommodate this. Not only does the crankcase and therefore the engine become larger, but the connecting rods for each cylinder cannot be made into a common part.

そこで、特開昭56−131852号公報は、隣接する
気筒間の位相を180゜とした直列3気筒内燃機関に
おいて、第2気筒における往復運動部分の質量
を、他の気筒における往復運動部分の質量の略2
倍にする一方、第1気筒及び第3気筒におけるク
ランクアームにそのクランクピンより180゜の位相
位置に、当該第1気筒又は第3気筒の回転運動部
分に対するバランスウエイトを設けることによ
り、第2気筒における連接棒の大端部の大型化を
回避し、連接棒を各気筒について共通化すると共
に、クランクケースひいては機関の小型化を図る
ようにしたことを提案している。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-131852 discloses that in an in-line three-cylinder internal combustion engine in which the phase between adjacent cylinders is 180°, the mass of the reciprocating part in the second cylinder is calculated as the mass of the reciprocating part in the other cylinders. Abbreviation 2
On the other hand, by providing a balance weight for the rotational movement part of the first or third cylinder on the crank arm of the first and third cylinders at a phase position of 180 degrees from the crank pin, the second cylinder It is proposed to avoid increasing the size of the large end of the connecting rod in the engine, to make the connecting rod common to each cylinder, and to downsize the crankcase and eventually the engine.

ところが、直列3気筒内燃機関におけるクラン
ク軸は、第1気筒のクランクアームと第2気筒の
クランクアームとの間、第2気筒のクランクアー
ムと第3気筒のクランクアームとの間、第1気筒
のクランクアームの外端部、第3気筒のクランク
アームの外端部の4箇所にジヤーナル部を設け、
この4箇所のジヤーナル部で軸支するものである
一方、第1気筒及び第3気筒の往復動と第2気筒
の往復動とは、その間の位相を180゜ずらせたこと
によつて一方が往行程のとき他方が復行程である
というように互に逆方向に往復動するから、第1
気筒と第2気筒との間のジヤーナル部及び第2気
筒と第3気筒との間のジヤーナル部には、該ジヤ
ーナル部の両側における両気筒の互に逆方向の往
復動によつて大きなせん断力が作用することにな
る。
However, in an in-line three-cylinder internal combustion engine, the crankshaft is located between the first cylinder's crank arm and the second cylinder's crank arm, between the second cylinder's crank arm and the third cylinder's crank arm, and between the first cylinder's crank arm and the third cylinder's crank arm. Journal parts are provided at four locations: the outer end of the crank arm and the outer end of the third cylinder crank arm,
While the cylinder is supported by these four journal parts, the reciprocating motion of the first and third cylinders and the reciprocating motion of the second cylinder are shifted in phase by 180 degrees, so that one is forward. During the stroke, the other moves in opposite directions, so the first
A large shear force is applied to the journal between the cylinder and the second cylinder and the journal between the second and third cylinders due to the reciprocating motion of both cylinders in opposite directions on both sides of the journal. will come into play.

従つてこれら両ジヤーナル部はこの大きなせん
断に十分に耐え得るように相当太径に構成しなけ
ればならないから、機関が大型で且つ重くなるば
かりか、両ジヤーナル部の軸受に前記せん断力の
ために片減りが発生する等して耐久性が低下する
問題があつた。
Therefore, these two journal parts must be configured to have a considerably large diameter in order to sufficiently withstand this large shearing force, which not only makes the engine large and heavy, but also causes the bearings of both journal parts to have a large diameter due to the shearing force. There was a problem of reduced durability due to uneven wear.

本発明は、直列3気筒内燃機関において、その
バランスを保つた状態のもとで、第1気筒のクラ
ンクアームと第2気筒のクランクアームとの間に
おけるジヤーナル部、及び、第3気筒のクランク
アームと第2気筒のクランクアームとの間におけ
るジヤーナル部に発生するせん断力を低減するこ
とを目的とするものである。
In an in-line three-cylinder internal combustion engine, the present invention provides a journal portion between a first cylinder crank arm and a second cylinder crank arm, and a third cylinder crank arm in a balanced state. The purpose of this is to reduce the shearing force generated in the journal between the cylinder and the crank arm of the second cylinder.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的を達成するため本発明は、クランク軸
を共通にして直列に配設した3つの気筒の位相を
180゜とする一方、各気筒のうち中央の第2気筒の
両側に位置する第1気筒及び第3気筒における往
復運動部分の質量及び回転運動部分の質量を両気
筒について略同じにし、前記第2気筒における往
復運動部分の質量を、前記第1気筒又は第3気筒
における往復運動部分の質量の略2倍にし、且
つ、前記クランク軸を、第1気筒と第2気筒との
間、及び第2気筒と第3気筒との間において各々
軸支して成る3気筒内燃機関において、前記第1
気筒及び第3気筒における各一対のクランクアー
ムのうち外側に位置するクランクアームには、そ
の各々におけるクランクピンより180゜の位相位置
に、当該第1気筒及び第3気筒における回転運動
部分に釣り合うバランスウエイトを各々設ける一
方、前記第1気筒及び第3気筒における各一対の
クランクアームのうち内側に位置するクランクア
ームには、その各々におけるクランクピンより
180゜の位相位置に、前記第1気筒及び第3気筒に
おける往復運動部分の質量に対して適宜バランス
率のオーババランスウエイトを各々設け、更に、
前記第2気筒における一対のクランクアームに
は、そのクランクピンより180゜の位相位置に、前
記第1気筒及び第3気筒における前記オーババラ
ンスウエイトに釣り合うオーババランスウエイト
を各々設ける構成にした。
In order to achieve this objective, the present invention has developed a system for adjusting the phase of three cylinders arranged in series with a common crankshaft.
180°, while the masses of the reciprocating parts and the masses of the rotary parts in the first and third cylinders located on both sides of the central second cylinder are made approximately the same for both cylinders, and the second cylinder is The mass of the reciprocating part in the cylinder is approximately twice the mass of the reciprocating part in the first cylinder or the third cylinder, and the crankshaft is arranged between the first cylinder and the second cylinder and between the second cylinder and the second cylinder. In a three-cylinder internal combustion engine, each of which is pivotally supported between a cylinder and a third cylinder, the first
The outer crank arm of each pair of crank arms in the cylinder and the third cylinder has a balance at a phase position of 180° from the crank pin in each cylinder, which balances the rotational movement part in the first cylinder and the third cylinder. While each weight is provided, the crank arm located on the inside of each pair of crank arms in the first cylinder and the third cylinder is provided with a weight from the crank pin in each of the crank arms.
At a phase position of 180°, overbalance weights having an appropriate balance ratio relative to the masses of the reciprocating parts in the first cylinder and the third cylinder are provided, and further,
The pair of crank arms in the second cylinder are each provided with an overbalance weight that balances the overbalance weights in the first and third cylinders at a phase position of 180 degrees from the crank pin.

〔作 用〕[Effect]

このように、第1気筒及び第3気筒におけるク
ランクアームに、第1気筒及び第3気筒における
回転運動部分に釣り合うバランスウエイトを各々
に設けたことにより、第1気筒及び第3気筒にお
ける回転運動のバランスを、当該第1気筒及び第
3気筒の各々に設けたバランスウエイトによつて
保つことができるから、第2気筒における回転運
動部分の質量を増大することなく、回転運動のバ
ランスを図ることができる。
In this way, by providing the crank arms of the first and third cylinders with balance weights that balance the rotational motion of the first and third cylinders, the rotational motion of the first and third cylinders is reduced. Since the balance can be maintained by the balance weights provided in each of the first and third cylinders, it is possible to balance the rotational motion without increasing the mass of the rotary motion part in the second cylinder. can.

そして、クランク軸のうち第1気筒と第2気筒
との間及び第2気筒と第3気筒との間における両
ジヤーナル部には、第1気筒及び第3気筒におけ
る往復運動部分の往復動による外力が、クランク
軸線と直角の方向に作用するが、第1気筒及び第
3気筒におけるクランクアームに、第1気筒及び
第3気筒における往復運動部分の質量に対して適
宜バランス率のオーババランスウエイトを各々設
けたことにより、前記両ジヤーナル部には、この
両オーババランスウエイトの回転に伴う外力が、
前記往復運動部分の往復動による外力と反対の方
向に作用するから、前記両ジヤーナル部に、第1
気筒及び第3気筒における往復運動部分の往復動
によつて発生するせん断力を低減できるのであ
る。
External forces due to the reciprocating motion of the reciprocating portions of the first and third cylinders are applied to both journal portions of the crankshaft between the first and second cylinders and between the second and third cylinders. acts in a direction perpendicular to the crank axis, but overbalance weights are applied to the crank arms of the first and third cylinders at appropriate balance rates relative to the masses of the reciprocating parts of the first and third cylinders. By providing this, the external force caused by the rotation of both overbalance weights is applied to both journal parts.
Since the external force due to the reciprocating motion of the reciprocating portion acts in the opposite direction, the first
It is possible to reduce the shearing force generated by the reciprocating motion of the reciprocating parts in the cylinder and the third cylinder.

また、第2気筒における一対のクランクアーム
に、前記第1気筒及び第3気筒の各々における前
記オーババランスウエイトに釣り合うオーババラ
ンスウエイトを設けたことにより、前記第1気筒
及び第3気筒の各々に前記オーババランスウエイ
トを設けたことによる回転運動のアンバランスを
解消することができるのである。
Further, by providing the pair of crank arms in the second cylinder with an overbalance weight that balances the overbalance weight in each of the first cylinder and third cylinder, the above-mentioned This makes it possible to eliminate the unbalance of rotational motion caused by providing an overbalance weight.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図は第1気筒1、第2気筒2及び第3気筒3
をクランク軸5の軸方向に等間隔で直列に配設し
た3気筒機関を示し、そのクランク軸5は、第1
気筒1の外側、第1気筒1と第2気筒2との間、
第2気筒2と第3気筒3との間、及び第3気筒3
の外側の4箇所にジヤーナル部51,52,5
3,54を各々備え、この4つのジヤーナル部5
1,52,53,54においてシリンダブロツク
(図示せず)又はクランクケース(図示せず)等
に軸受61,62,63,64を介して軸支さ
れ、且つこのクランク軸5には、前記各気筒の該
当箇所にクランクアーム対11,11′,21,
21′31,31′を各々一体的に備え、第1気筒
におけるクランクアーム対11,11′及び第3
気筒におけるクランクアーム対31,31′には、
クランク軸5の軸線から適宜半径r1の位置にクラ
ンクピン12,32が、第2気筒におけるクラン
クアーム対21,21′には、クランク軸5の軸
線から適宜半径r2の位置にクランクピン22が
各々一体的に設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings.
This shows a three-cylinder engine in which the first and second cylinders are arranged in series at equal intervals in the axial direction of the crankshaft 5.
Outside of cylinder 1, between first cylinder 1 and second cylinder 2,
Between the second cylinder 2 and the third cylinder 3, and the third cylinder 3
There are journal parts 51, 52, 5 at four locations on the outside of the
3 and 54, respectively, and these four journal parts 5
1, 52, 53, and 54 are pivotally supported by a cylinder block (not shown) or a crank case (not shown), etc. via bearings 61, 62, 63, and 64, and each of the above-mentioned Crank arm pairs 11, 11', 21,
21'31, 31' are integrally provided, and the crank arm pair 11, 11' and the third crank arm pair in the first cylinder are integrally provided.
In the crank arm pair 31, 31' in the cylinder,
Crank pins 12, 32 are located at an appropriate radius r 1 from the axis of the crankshaft 5, and crank pins 22 are installed at an appropriate radius r 2 from the axis of the crankshaft 5 on the crank arm pair 21, 21' in the second cylinder. are each provided integrally.

また、各気筒において各々ピストンピン14,
24,34を備えたピストン13,23,33
は、それぞれ連接棒15,25,35を介して前
記各クランクピン12,22,32に連結され
る。この場合、第1気筒1におけるクランクピン
12と第3気筒3におけるクランクピン32とは
クランク軸5の回転角に対して同じ位相の位置で
あるが、第2気筒2におけるクランクピン22は
両側における他の気筒つまり第1気筒のクランク
ピン12及び第3気筒のクランクピン32に対し
て180゜の位相の位置に配設されている。すなわ
ち、各気筒は隣接する気筒間の位相が180゜になる
ように構成されている。
Also, in each cylinder, the piston pin 14,
Piston 13, 23, 33 with 24, 34
are connected to the respective crank pins 12, 22, 32 via connecting rods 15, 25, 35, respectively. In this case, the crank pin 12 in the first cylinder 1 and the crank pin 32 in the third cylinder 3 are in the same phase position with respect to the rotation angle of the crankshaft 5, but the crank pin 22 in the second cylinder 2 is in the same phase position with respect to the rotation angle of the crankshaft 5. It is arranged at a phase position of 180 degrees with respect to the other cylinders, that is, the crank pin 12 of the first cylinder and the crank pin 32 of the third cylinder. That is, each cylinder is configured such that the phase between adjacent cylinders is 180°.

この3気筒機関における各気筒の往復運動部分
の質量は、第1気筒1における往復運動部分の質
量M1(ピストン13の質量、ピストンピン14の
質量、及び連接棒15の質量のうちその小端部に
作用する質量の合計)と、第3気筒3における往
復運動部分の質量M3(ピストン33の質量、ピス
トンピン34の質量、及び連接棒35の質量のう
ちその小端部に作用する質量の合計)とを等しい
か略等しくする一方、第2気筒2における往復運
動部の質量M2(ピストン23の質量、ピストンピ
ン24の質量、及び連接棒25の質量のうちその
小端部に作用する質量の合計)を、前記第1気筒
1の往復運動部分の質量M1又は第3気筒3の往
復運動部分の質量M3の2倍又は略2倍にするこ
とによりバランスをとる。
The mass of the reciprocating part of each cylinder in this three-cylinder engine is the mass M1 of the reciprocating part of the first cylinder 1 (the smaller end of the mass of the piston 13, the mass of the piston pin 14, and the mass of the connecting rod 15). mass of the reciprocating part in the third cylinder 3 (the mass of the piston 33 , the mass of the piston pin 34, and the mass of the connecting rod 35 that acts on its small end) The mass M 2 of the reciprocating part in the second cylinder 2 (the sum of the piston 23, the piston pin 24, and the mass of the connecting rod 25) is made equal or approximately equal. Balance is achieved by making the total mass of the reciprocating portion of the first cylinder 1 twice or approximately twice the mass M 1 of the reciprocating portion of the first cylinder 1 or the mass M 3 of the reciprocating portion of the third cylinder 3.

また、各気筒についての回転運動部分の質量に
対しては、第1気筒1におけるクランクアーム対
11,11′のうち外側のクランクアーム11、
及び第3気筒3におけるクランクアーム対31,
31′のうち外側のクランクアーム31に、その
各々のクランクピン12,32に対して180゜の位
相位置に、第1気筒1又は第3気筒3の回転運動
部分の質量に対するバランスウエイト71,73
を設けることによつてバランスをとる。
In addition, with respect to the mass of the rotational movement part for each cylinder, the outer crank arm 11 of the crank arm pair 11, 11' in the first cylinder 1,
and a crank arm pair 31 in the third cylinder 3,
Balance weights 71, 73 for the mass of the rotary moving part of the first cylinder 1 or the third cylinder 3 are mounted on the outer crank arm 31 of the crank arm 31' at a phase position of 180 degrees with respect to the respective crank pins 12, 32.
Balance is achieved by providing .

すなわち、第1気筒1における回転運動部分の
質量(クランクピン12の質量、クランクアーム
11,11′の質量のうちクランクピン12箇所
に作用する質量、及び連接棒15の質量のうちそ
の大端部に作用する質量の合計)と、第3気筒3
における回転運動部分の質量(クランクピン32
の質量、クランクアーム31,31′の質量のう
ちクランクピン32箇所に作用する質量、及び連
接棒35の質量のうちその大端部に作用する質量
の合計)とを各々m1、m3、第2気筒2における
回転運動部分の質量(クランクピン24の質量、
クランクアーム21,21′の質量のうちクラン
クピン24に作用する質量、及び連接棒25の質
量のうちその大端部に作用する質量の合計)を
m2とし、前記両バランスウエイト71,73の
質量を各々mw1、mw3、クランク軸5の中心から
バランスウエイト71,73の重心までの半径を
rwとすれば、そのバランスを保つためには、 m1r1+m3r1=m2r2+2mwrw(但しmw1=mw3
mw)の式が成立し、ここにr1=rwとし、つまり、
両バランスウエイト71,73をその重心が第1
気筒1又は第3気筒3のクランク半径r1と等しく
なる半径寸法の所に設けるとすると、両バランス
ウエイト71,73の質量mwは、 mw=m1−1/2m2r1/r2 となつて、回転質量のバランスがとれることにな
る。
That is, the mass of the rotating parts in the first cylinder 1 (the mass of the crank pin 12, the mass of the crank arms 11 and 11' that acts on the 12 crank pins, and the mass of the connecting rod 15 at its large end) ) and the total mass acting on the third cylinder 3
The mass of the rotating part (crank pin 32
m 1 , m 3 , The mass of the rotational movement part in the second cylinder 2 (the mass of the crank pin 24,
The sum of the mass of the crank arms 21, 21' that acts on the crank pin 24, and the mass of the connecting rod 25 that acts on its large end)
m 2 , the masses of the balance weights 71 and 73 are m w1 and m w3 respectively, and the radius from the center of the crankshaft 5 to the center of gravity of the balance weights 71 and 73 is
r w , in order to maintain the balance, m 1 r 1 + m 3 r 1 = m 2 r 2 + 2m w r w (however, m w1 = m w3 =
m w ) holds true, and here we set r 1 = r w , that is,
The center of gravity of both balance weights 71 and 73 is the first
If it is installed at a radius dimension equal to the crank radius r 1 of cylinder 1 or third cylinder 3, the mass m w of both balance weights 71 and 73 is m w = m 1 -1/2 m 2 r 1 /r 2 , and the rotating mass is balanced.

そして、第1気筒1におけるクランクアーム対
11,11′のうち内側のクランクアーム11′、
及び第3気筒3におけるクランクアーム対31,
31′における内側のクランクアーム31′には、
その各々のクランクピン12,32より180゜の位
相位置に、第1気筒1及び第3気筒3の往復運動
部分の往復動によつて両ジヤーナル部52及び5
3の各々に作用するせん断力を低減するためのオ
ーババランスウエイト81,83を設ける一方、
第2気筒2における両クランクアーム21,2
1′には、そのクランクピン22より180゜の位相
位置に、前記両オーババランスウエイト81,8
3に対して釣合うオーババランスウエイト82,
82′を各々設ける。
The inner crank arm 11' of the crank arm pair 11, 11' in the first cylinder 1,
and a crank arm pair 31 in the third cylinder 3,
The inner crank arm 31' at 31' has a
The two journal parts 52 and 5 are moved to a phase position of 180 degrees from the respective crank pins 12 and 32 by the reciprocating motion of the reciprocating parts of the first cylinder 1 and the third cylinder 3.
Overbalance weights 81 and 83 are provided to reduce the shear force acting on each of 3.
Both crank arms 21, 2 in the second cylinder 2
1', both overbalance weights 81, 8 are placed at a phase position of 180° from the crank pin 22.
an overbalance weight 82 balanced against 3;
82' are provided respectively.

すなわち、クランク軸5におけるジヤーナル部
52には、第1気筒におけるピストン13等の往
復運動部分の角速度r1ω2の往復動により、
M1r1ω2の外力がクランク軸5の軸線に対して直
角方向にせん断力として作用し、クランク軸5に
おけるジヤーナル部53にも同様に第3気筒3に
おける往復運動部の往復動によりM3r1ω2の外力
がクランク軸5に軸線に対して直角方向にせん断
力として作用するが、第1気筒1における内側の
クランクアーム11′、及び第3気筒3における
内側のクランクアーム31′にその各々のクラン
クピン12,32より180゜の位相位置にオーババ
ランスウエイト81,83を各々設けると、前記
両ジヤーナル部52,53には各オーババランス
ウエイト81,83の回転によるm0r0ω2の外力
(但し、m01、m03は各オーババランス81,83
の質量、r0は各オーババランスウエイト81,8
3の回転半径)が、クランク軸5の軸線と直角で
且つ前記M1r1ω2及びM3r1ω2の外力と反対方向に
作用するから、前記M1r1ω2及びM3r1ω2の外力に
よるせん断力は、各オーババランスウエイト8
1,83によつて低減できる。
That is, the journal portion 52 of the crankshaft 5 is caused to reciprocate at an angular velocity r 1 ω 2 of the reciprocating parts such as the piston 13 in the first cylinder.
An external force of M 1 r 1 ω 2 acts as a shearing force in the direction perpendicular to the axis of the crankshaft 5, and similarly, M An external force of 3 r 1 ω 2 acts on the crankshaft 5 as a shearing force in a direction perpendicular to the axis, but the inner crank arm 11' of the first cylinder 1 and the inner crank arm 31' of the third cylinder 3 When overbalance weights 81 and 83 are respectively provided at a phase position of 180 degrees from the respective crank pins 12 and 32, m 0 r 0 is generated in both journal parts 52 and 53 due to the rotation of each overbalance weight 81 and 83. External force of ω 2 (however, m 01 and m 03 are each overbalance 81, 83
mass, r 0 is each overbalance weight 81,8
3) is perpendicular to the axis of the crankshaft 5 and acts in the opposite direction to the external forces of M 1 r 1 ω 2 and M 3 r 1 ω 2 , so the M 1 r 1 ω 2 and M 3 The shear force due to the external force of r 1 ω 2 is applied to each overbalance weight 8
It can be reduced by 1.83.

この場合、第2気筒2の中心線から第1気筒1
の中心及び第3気筒の中心までの距離を各々l1
l3第2気筒2の中心線から各オーババランスウエ
イト81,83の重心までの距離を各々l01、l03
とすれば、l1=l3、l01=l03=l0であるから M1r1ω2l1=m0r0l0又はM3r1ω2l1=m0r0l0
関係が成立し、これより、各オーババランスウエ
イト81,83の質量m0は m0=M1l1/l0又はm0=M3l1/l0(但しM1=M3) となる。
In this case, from the center line of the second cylinder 2 to the first cylinder 1
and the distance to the center of the third cylinder are respectively l 1 ,
l 3 The distance from the center line of the second cylinder 2 to the center of gravity of each overbalance weight 81, 83 is l 01 and l 03 respectively.
Then, since l 1 = l 3 and l 01 = l 03 = l 0 , M 1 r 1 ω 2 l 1 = m 0 r 0 l 0 or M 3 r 1 ω 2 l 1 = m 0 r 0 The relationship l 0 is established, and from this, the mass m 0 of each overbalance weight 81, 83 is m 0 = M 1 l 1 / l 0 or m 0 = M 3 l 1 / l 0 (however, M 1 = M 3 ).

このようにオーババランスウエイト81,83
を設けると両ジヤーナル部52,53に作用する
せん断力は低減するから、両ジヤーナル部52,
53の軸径をそれだけ小径にできると共に、この
両ジヤーナル部52,53を軸支する軸受62,
63も小型になり、ひいては機関の小型・軽量化
ができ、更には、両ジヤーナル部52,53の軸
受62,63における片減りも低減して耐久性が
増大するのである。
In this way, overbalance weights 81, 83
Since the shear force acting on both journal parts 52, 53 is reduced by providing both journal parts 52, 53,
The shaft diameter of 53 can be reduced accordingly, and a bearing 62, which pivotally supports both journal parts 52, 53, is provided.
63 is also made smaller, which in turn allows the engine to be made smaller and lighter.Furthermore, the wear on one side of the bearings 62, 63 of both journal parts 52, 53 is reduced, increasing durability.

また、このように第1気筒1及び第3気筒3の
クランクアームにオーババランスウエイト81,
83を設けることによつて、回転運動に対するバ
ランスがアンバランスになるから、この両オーバ
バランスウエイト81,83によるアンバランス
については、第2気筒2における両クランクアー
ム21,21′にも、そのクランクピン22より
180゜の位相位置に、前記両オーババランスウエイ
ト81,83と同じ質量のオーババランスウエイ
ト82,82を設けることによつて、バランスを
とるのである。
In addition, overbalance weights 81 are attached to the crank arms of the first cylinder 1 and the third cylinder 3 in this way.
By providing 83, the balance with respect to rotational motion becomes unbalanced. Therefore, the unbalance due to both overbalance weights 81 and 83 is also caused by both crank arms 21 and 21' in the second cylinder 2. From pin 22
Balance is achieved by providing overbalance weights 82, 82 having the same mass as the two overbalance weights 81, 83 at a phase position of 180°.

前記式中におけるはバランス率と称するもの
で、このバランス率は式から明らかなように1に
すれば良いと考えられるが、バランス率を1とす
ることは、第1気筒1及び第3気筒3の両オーバ
バランスウエイト81,83と、この両オーババ
ランスウエイト81,83に釣合うために第2気
筒2にも設けた両オーババランスウエイト82,
82′との合計4個のオーババランスウエイトを、
それぞれ第1気筒又は第3気筒の往復運動部分の
質量と略同じにしなければならず、機関の重量の
著しい増大を招来することになるから、4個のオ
ーババランスウエイトを設けて両ジヤーナル部5
2,53におけるせん断力を低減することによつ
て、機関の小型・軽量化を図るためには、前記バ
ランス率は0.5以下にすることが好ましい。
In the above formula, is called the balance rate, and as is clear from the formula, it is considered that it is sufficient to set the balance rate to 1, but setting the balance rate to 1 means that the first cylinder 1 and the third cylinder 3 both overbalance weights 81, 83, and both overbalance weights 82, which were also provided in the second cylinder 2 to balance the two overbalance weights 81, 83.
A total of 4 overbalance weights with 82',
The mass must be approximately the same as that of the reciprocating parts of the first cylinder or the third cylinder, respectively, which would result in a significant increase in the weight of the engine.
In order to reduce the size and weight of the engine by reducing the shear force at 2 and 53, the balance ratio is preferably 0.5 or less.

また、前記のようにクランク軸5に、バランス
ウエイト71,73、オーババランスウエイト8
1,83及び82,82′を設けた場合、これら
バランスウエイトの回転によつてクランク軸に生
ずる偶力を、第2気筒2の中心線を挾む左右両側
で等しくなるように、つまり、mwlw1+m01l01
m02l2=mwlw3+m03l03−m02l2(但し、lw1及びlw3
第2気筒2の中心からバランスウエイト71,7
3の重心までの距離、m02は第2気筒2における
オーババランスウエイト82,82′の質量、l2
は第2気筒2の中心からそのオーババランスウエ
イト82,82′までの距離)の式の両辺の値が
等しくなるようにしなければならず、このために
は、ウエイト71と73、ウエイト81,83
と、及びウエイト82と82′とはその質量及び
第2気筒からの距離が互に相等しくなるように調
整しなければならないが、この各ウエイトの調整
を各ウエイトの個々について行なうことはその調
整が著しく複雑で且つ困難である。これに対し本
発明は、各ウエイトのうち最も重い質量となる両
バランスウエイト71,73を、第1気筒1及び
第3気筒3における外側のクランクアーム11,
13に設けて、第2気筒2からの距離が最も遠い
位置にする一方、この両バランスウエイト71,
73に適宜の調整代の質量を加算しておき、両バ
ランスウエイト71,73を、これに穿設する
各々一又は複数個の調整孔等適宜手段によつて削
り取つて前記式の両辺の値が等しくなるように調
整するようにしたものであり、この場合、両バラ
ンスウエイト71,73は、第2気筒2の中心線
から最も離れていて、この両バランスウエイト7
1,73の削り取り量が、前記式の両辺の値に及
す影響は大きく、換言すれば、前記式の両辺の値
は、オーババランスウエイト81,83及び/又
は82,82′を削り取る場合よりも大きく変化
するから、両バランスウエイト71,73におけ
る小量の削り取りのみで両辺の値が等しくなるよ
うに調整することが可能であつて、オーババラン
スウエイト81と83との対応調整及びオーババ
ランスウエイト82と82′との対応調整が不必
要となるのである。
In addition, as described above, the crankshaft 5 is provided with balance weights 71 and 73, and an overbalance weight 8.
1, 83 and 82, 82', the force couple generated on the crankshaft by the rotation of these balance weights is made equal on both the left and right sides of the center line of the second cylinder 2, that is, m w l w1 +m 01 l 01
m 02 l 2 = m w l w3 + m 03 l 03 −m 02 l 2 (However, l w1 and l w3 are the balance weights 71, 7 from the center of the second cylinder 2.
3, m 02 is the mass of the overbalance weights 82, 82' in the second cylinder 2, l 2
is the distance from the center of the second cylinder 2 to its overbalance weights 82 and 82').
The weights 82 and 82' must be adjusted so that their masses and distances from the second cylinder are equal to each other. is extremely complex and difficult. In contrast, in the present invention, both balance weights 71 and 73, which are the heaviest of each weight, are connected to the outer crank arms 11 and 73 of the first cylinder 1 and the third cylinder 3.
13, and the distance from the second cylinder 2 is the farthest position, while both balance weights 71,
73 and the mass for an appropriate adjustment allowance, and then shave off both balance weights 71 and 73 by appropriate means such as one or more adjustment holes drilled in each of them to obtain the values on both sides of the above equation. In this case, both balance weights 71 and 73 are farthest from the center line of the second cylinder 2, and both balance weights 71 and 73 are
The amount of removal of 1,73 has a large effect on the values on both sides of the above equation.In other words, the values on both sides of the above equation are smaller than when the overbalance weights 81, 83 and/or 82, 82' are removed. Since the values on both sides change greatly, it is possible to adjust the values on both sides to be equal by only removing a small amount from both balance weights 71 and 73. Correspondence adjustment between 82 and 82' becomes unnecessary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上要するに本発明は、特許請求の範囲に記載
した構成にしたことにより、各気筒における往復
運動部分及び回転運動部分のバランスを保つた状
態の下で、クランク軸における各気筒間の両ジヤ
ーナル部に対するせん断力を低減することができ
て、従つて、前記両ジヤーナル部の小径化によつ
て、機関を小型・軽量化できると共に、両ジヤー
ナル部における軸受の片減りを低減できて耐久性
を向上できるのであり、しかも、本発明は第1気
筒及び第3気筒におけるクランクアームにバラン
スウエイト及びオーババランスウエイトを設ける
に際して、第1気筒及び第3気筒における各一対
のクランクアームのうち外側のクランクアームに
バランスウエイトを、内側のクランクアームにオ
ーババランスウエイトを分けて設けたことによ
り、一つの気筒におけるバランスウエイトとオー
ババランスウエイトとを一体化したことによつて
全体としてのバランスウエイトが大きくなり、そ
の結果クランクケースを大型にしなければならな
いことを回避できるのである。
In summary, the present invention has the structure described in the claims, and the reciprocating motion part and the rotational motion part of each cylinder are balanced, and the crankshaft is able to maintain the balance between the two journal parts between each cylinder. Shearing force can be reduced, and by reducing the diameter of both journal parts, the engine can be made smaller and lighter, and it is possible to reduce uneven wear of the bearings in both journal parts, improving durability. Furthermore, when providing balance weights and overbalance weights to the crank arms of the first and third cylinders, the present invention provides balance weights to the outer crank arms of each pair of crank arms of the first and third cylinders. By separately providing the overbalance weight on the inner crank arm, the balance weight and overbalance weight for one cylinder are integrated, which increases the overall balance weight, and as a result, the crank This makes it possible to avoid having to make the case larger.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例による3気筒内燃機関
の配列図、第2図は第1図の−視断面図、第
3図は第1図の−視断面図、第4図は第1図
の−視断面図である。 1……第1気筒、2……第2気筒、3……第3
気筒、5……クランク軸、11,11′,21,
21′,31,31′……クランクアーム、12,
22,32……クランクピン、51,52,5
3,54……ジヤーナル部、61,62,63,
64……軸受、71,73……バランスウエイ
ト、81,83,82,82′……オーババラン
スウエイト。
FIG. 1 is an arrangement diagram of a three-cylinder internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 1...1st cylinder, 2...2nd cylinder, 3...3rd cylinder
Cylinder, 5... Crankshaft, 11, 11', 21,
21', 31, 31'... crank arm, 12,
22, 32...Crank pin, 51, 52, 5
3, 54... Journal part, 61, 62, 63,
64... Bearing, 71, 73... Balance weight, 81, 83, 82, 82'... Over balance weight.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 クランク軸を共通にして直列に配設した3つ
の気筒の位相を180゜とする一方、各気筒のうち中
央の第2気筒の両側に位置する第1気筒及び第3
気筒における往復運動部分の質量及び回転運動部
分の質量を両気筒について略同じにし、前記第2
気筒における往復運動部分の質量を、前記第1気
筒又は第3気筒における往復運動部分の質量の略
2倍にし、且つ、前記クランク軸を、第1気筒と
第2気筒との間、及び第2気筒と第3気筒との間
において各々軸支して成る3気筒内燃機関におい
て、前記第1気筒及び第3気筒における各一対の
クランクアームのうち外側に位置するクランクア
ームには、その各々におけるクランクピンより
180゜の位相位置に、当該第1気筒及び第3気筒に
おける回転運動部分に釣り合うバランスウエイト
を各々設ける一方、前記第1気筒及び第3気筒に
おける各一対のクランクアームのうち内側に位置
するクランクアームには、その各々におけるクラ
ンクピンより180゜の位相位置に、前記第1気筒及
び第3気筒における往復運動部分の質量に対して
適宜バランス率のオーババランスウエイトを各々
設け、更に、前記第2気筒における一対のクラン
クアームには、そのクランクピンより180゜の位相
位置に、前記第1気筒及び第3気筒における前記
オーババランスウエイトに釣り合うオーババラン
スウエイトを各々設けたことを特徴とする3気筒
内燃機関。
1 The phase of three cylinders arranged in series with a common crankshaft is 180°, while the first and third cylinders are located on both sides of the second cylinder in the center.
The mass of the reciprocating part and the mass of the rotary part in the cylinder are made substantially the same for both cylinders, and the second
The mass of the reciprocating part in the cylinder is approximately twice the mass of the reciprocating part in the first cylinder or the third cylinder, and the crankshaft is arranged between the first cylinder and the second cylinder and between the second cylinder and the second cylinder. In a three-cylinder internal combustion engine, each of which is pivotally supported between a cylinder and a third cylinder, the crank arm located on the outside of each pair of crank arms in the first cylinder and the third cylinder has a crank arm in each pair. From the pin
A balance weight is provided at a phase position of 180 degrees to balance the rotational movement portion in the first cylinder and the third cylinder, while a crank arm located inside of each pair of crank arms in the first cylinder and the third cylinder. , an overbalance weight having an appropriate balance ratio relative to the mass of the reciprocating portion in the first cylinder and the third cylinder is provided at a phase position of 180 degrees from the crank pin in each of them, and A three-cylinder internal combustion engine characterized in that each of the pair of crank arms is provided with an overbalance weight that balances the overbalance weight in the first cylinder and the third cylinder at a phase position of 180 degrees from the crank pin. .
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