RU2671666C1 - Balancing device for internal combustion engine - Google Patents

Balancing device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2671666C1
RU2671666C1 RU2017116791A RU2017116791A RU2671666C1 RU 2671666 C1 RU2671666 C1 RU 2671666C1 RU 2017116791 A RU2017116791 A RU 2017116791A RU 2017116791 A RU2017116791 A RU 2017116791A RU 2671666 C1 RU2671666 C1 RU 2671666C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
crankshaft
balancing
center
balancing shaft
Prior art date
Application number
RU2017116791A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эйити КАМИЯМА
Таканобу АРАИ
Нобуки КАВАМОТО
Original Assignee
Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тойота Дзидося Кабусики Кайся filed Critical Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Application granted granted Critical
Publication of RU2671666C1 publication Critical patent/RU2671666C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02B67/04Engines 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 of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • 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
    • F02B75/06Engines with means for equalising torque
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F16F15/267Rotating balancer shafts characterised by bearing support of balancer shafts; Lubrication arrangements
    • 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
    • F16F15/28Counterweights, 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
    • F16F15/283Counterweights, 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 for engine crankshafts
    • 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
    • F16F15/32Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • F16F15/322Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels the rotating body being a shaft

Abstract

FIELD: internal combustion engines.
SUBSTANCE: balancing device for an internal combustion engine includes a crankshaft and a balancing shaft. Crankshaft includes an eccentric crankshaft load. Balancing shaft includes an eccentric weight of the balancing shaft. Point of connection with the crankshaft, deflected from the main shaft of the crankshaft, and the point of connection with the balancing shaft, deflected from the axial shaft of the balancing shaft, is connected to the connecting rod. Crankshaft connection mechanism, which ensures the relative rotation of the crankshaft and the connecting rod, is provided at the point of connection to the crankshaft. Coupling mechanism with a balancing shaft, which ensures the relative rotation of the balancing shaft and the connecting rod, is provided at the point of coupling with the balancing shaft. Guide section guides the movement of the connecting rod the way the balancing shaft rotates in the opposite direction relative to the crankshaft.
EFFECT: technical result is to reduce the size and weight of the internal combustion engine.
20 cl, 69 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к балансировочному устройству для двигателя внутреннего сгорания, и, в частности, относятся к балансировочному устройству, подходящему для монтажа на одноцилиндровом или двухцилиндровом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания.Embodiments of the present invention relate to a balancing device for an internal combustion engine, and in particular, relate to a balancing device suitable for mounting on a single cylinder or two cylinder four stroke internal combustion engine.

Уровень техникиState of the art

Балансировочное устройство, в общем, монтируется на двигателе внутреннего сгорания с возвратно-поступательным ходом. В ходе работы двигателя внутреннего сгорания, возникает сила инерции, вызываемая посредством движения поршня. Балансировочное устройство выполнено с возможностью формирования вызывающей вибрацию силы для уравновешивания вибрации, вызываемой посредством силы инерции. Если балансировочное устройство надлежащим образом уравновешивает вибрацию, может быть реализован двигатель внутреннего сгорания с превосходной плавностью работы.The balancing device is generally mounted on a reciprocating internal combustion engine. During operation of the internal combustion engine, an inertia force arises due to the movement of the piston. The balancing device is configured to generate a vibration-causing force to balance the vibration caused by the inertia force. If the balancing device appropriately balances the vibration, an internal combustion engine with excellent smoothness can be implemented.

В публикации JP 2010-169045 A раскрыто балансировочное устройство для монтажа на четырехцилиндровом двигателе внутреннего сгорания. Балансировочное устройство имеет балансировочный вал, к которому присоединяется эксцентриковый груз. Балансировочный вал соединяется с коленчатым валом через шестерни с неравной скоростью вращения. Когда коленчатый вал вращается в ходе работы двигателя внутреннего сгорания, балансировочный вал вращается через шестерни с неравной скоростью вращения.JP 2010-169045 A discloses a balancing device for mounting on a four cylinder internal combustion engine. The balancing device has a balancing shaft to which an eccentric load is connected. The balancing shaft is connected to the crankshaft through gears with an unequal speed of rotation. When the crankshaft rotates during operation of the internal combustion engine, the balancing shaft rotates through gears with an unequal speed of rotation.

В это время, эксцентриковый груз, который присоединяется к балансировочному валу, периодически формирует вызывающую вибрацию силу в соответствии с угловой скоростью и угловым ускорением балансировочного вала. Угловая скорость и угловое ускорение балансировочного вала изменяются с профилями, соответствующими характеристикам шестерен с неравной скоростью вращения. Согласно JP 2010-169045 A, шестерни с неравной скоростью вращения формируются таким образом, что большая вызывающая вибрация силу формируется при угле поворота коленчатого вала, при котором вибрация, которая должна уравновешиваться, является большой. Следовательно, согласно вышеописанному традиционному балансировочному устройству, может эффективно подавляться вибрация двигателя внутреннего сгорания, и может быть реализована превосходная плавность работы.At this time, the eccentric load, which is attached to the balancing shaft, periodically generates a vibration-causing force in accordance with the angular velocity and angular acceleration of the balancing shaft. The angular velocity and angular acceleration of the balancing shaft vary with profiles corresponding to the characteristics of gears with an unequal rotation speed. According to JP 2010-169045 A, gears with an unequal speed of rotation are formed in such a way that a large vibration-causing force is generated at the angle of rotation of the crankshaft, at which the vibration to be balanced is large. Therefore, according to the above-described conventional balancing device, vibration of the internal combustion engine can be effectively suppressed, and excellent smooth operation can be realized.

Проблема, на решение которой направлено изобретениеThe problem to which the invention is directed

Тем не менее, в балансировочном устройстве, описанном в JP 2010-169045 A, необходимо передавать вращение коленчатого вала на балансировочный вал посредством шестерен. Следовательно, в двигателе внутреннего сгорания, в котором расстояние между коленчатым валом и балансировочным валом является большим, шестерни не позволяют сдерживать увеличение размера. Как результат, размер балансировочного устройства увеличивается, и возникает ситуация, когда уменьшение размера и веса двигателя внутреннего сгорания затрудняется.However, in the balancing device described in JP 2010-169045 A, it is necessary to transmit the rotation of the crankshaft to the balancing shaft by means of gears. Therefore, in an internal combustion engine in which the distance between the crankshaft and the balancing shaft is large, the gears do not allow to contain the increase in size. As a result, the size of the balancing device increases, and a situation arises when it is difficult to reduce the size and weight of the internal combustion engine.

Варианты осуществления настоящего изобретения осуществлены для того, чтобы разрешать проблему, как описано выше, и имеют целью расположения балансировочного устройства, которое может эффективно уравновешивать вибрацию двигателя внутреннего сгорания без затруднения уменьшения размера и веса двигателя внутреннего сгорания.Embodiments of the present invention are implemented in order to solve the problem as described above, and have the goal of arranging a balancing device that can effectively balance the vibration of the internal combustion engine without the difficulty of reducing the size and weight of the internal combustion engine.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Для достижения вышеуказанной цели, первый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:To achieve the above objective, a first aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine, comprising:

коленчатый вал, который вращается вместе с главным валом коленчатого вала в качестве вращательного вала; иa crankshaft that rotates with the main shaft of the crankshaft as a rotational shaft; and

балансировочный вал, который вращается вместе с осевым валом балансировочного вала параллельно главному валу коленчатого вала в качестве вращательного вала,a balancing shaft that rotates with the axial shaft of the balancing shaft parallel to the main shaft of the crankshaft as a rotational shaft,

при этом коленчатый вал включает в себя эксцентриковый груз коленчатого вала, который задает центр тяжести коленчатого вала эксцентрическим относительно центра главного вала коленчатого вала, иwherein the crankshaft includes an eccentric load of the crankshaft, which sets the center of gravity of the crankshaft to be eccentric relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and

балансировочный вал включает в себя эксцентриковый груз балансировочного вала, который задает центр тяжести балансировочного вала эксцентрическим относительно центра осевого вала балансировочного вала,the balancing shaft includes an eccentric load of the balancing shaft, which sets the center of gravity of the balancing shaft to be eccentric relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft,

при этом балансировочное устройство дополнительно содержит:wherein the balancing device further comprises:

шатун, который соединяет точку соединения с коленчатым валом, расположенную на коленчатом валу в позиции, отклоненной от центра главного вала коленчатого вала, и точку соединения с балансировочным валом, расположенную на балансировочном валу в позиции, отклоненной от центра осевого вала балансировочного вала;a connecting rod, which connects the connection point with the crankshaft located on the crankshaft in a position deviated from the center of the main shaft of the crankshaft, and the connection point with the balancing shaft located on the balancing shaft in a position deviated from the center of the axial shaft of the balancing shaft;

механизм соединения с коленчатым валом, который обеспечивает относительное вращение коленчатого вала и шатуна с точкой соединения с коленчатым валом в качестве центра вращения;a mechanism for connecting to the crankshaft, which provides relative rotation of the crankshaft and connecting rod with a connection point with the crankshaft as the center of rotation;

механизм соединения с балансировочным валом, который обеспечивает относительное вращение балансировочного вала и шатуна с точкой соединения с балансировочным валом в качестве центра вращения; иa mechanism for connecting to the balancing shaft, which provides relative rotation of the balancing shaft and connecting rod with a connection point with the balancing shaft as the center of rotation; and

направляющую секцию, которая направляет движение шатуна таким образом, что балансировочный вал вращается в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала.a guide section that guides the movement of the connecting rod in such a way that the balancing shaft rotates in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft.

Второй аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно первому аспекту, поясненному выше, дополнительно содержащее:A second aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a first aspect explained above, further comprising:

механизм регулирования точек соединения, который предоставляет возможность по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом смещаться в направлении радиуса вращения по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом; иa mechanism for adjusting the connection points, which allows at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft to move in the direction of the radius of rotation of at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft; and

скользящую часть, расположенную в одной точке шатуна,the sliding part located at one point of the connecting rod,

при этом направляющая секция регулирует движение скользящей части до прямолинейного движения в направлении от стороны главного вала коленчатого вала к стороне осевого вала балансировочного вала и прямолинейного движения в противоположном направлении по отношению к направлению.wherein the guide section controls the movement of the sliding part to a rectilinear movement in the direction from the side of the main shaft of the crankshaft to the side of the axial shaft of the balancing shaft and the rectilinear movement in the opposite direction with respect to the direction.

Третий аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно первому аспекту, поясненному выше, дополнительно содержащее:A third aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a first aspect explained above, further comprising:

механизм регулирования точек соединения, который предоставляет возможность по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом смещаться в направлении радиуса вращения по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом;a mechanism for adjusting the connection points, which allows at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft to move in the direction of the radius of rotation of at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft;

при этом направляющая секция может вращаться в плоскости, идентичной подвижной плоскости шатуна с позицией, накладывающейся на шатун в качестве центра, и удерживает шатун с возможностью скольжения в направлении центральной линии шатуна.however, the guide section can rotate in a plane identical to the connecting plane of the connecting rod with a position superimposed on the connecting rod as the center, and holds the connecting rod with the possibility of sliding in the direction of the center line of the connecting rod.

Четвертый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно первому аспекту, поясненному выше, дополнительно содержащее:A fourth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a first aspect explained above, further comprising:

ограничительную часть, расположенную в средней точке между точкой соединения с коленчатым валом и точкой соединения с балансировочным валом шатуна,a restrictive part located at a midpoint between the connection point with the crankshaft and the connection point with the connecting rod balancing shaft,

при этом расстояние между точкой соединения с коленчатым валом и точкой соединения с балансировочным валом равно расстоянию между главным валом коленчатого вала и осевым валом балансировочного вала,the distance between the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft is equal to the distance between the main shaft of the crankshaft and the axial shaft of the balancing shaft,

расстояние между центром главного вала коленчатого вала и точкой соединения с коленчатым валом равно расстоянию между центром осевого вала балансировочного вала и точкой соединения с балансировочным валом, иthe distance between the center of the main shaft of the crankshaft and the connection point with the crankshaft is equal to the distance between the center of the axial shaft of the balancing shaft and the connection point with the balancing shaft, and

направляющая секция включает в себя направляющую на стороне балансировочного вала, которая предотвращает смещение ограничительной части в направлении вращения, идентичном направлению вращения точки соединения с коленчатым валом в позиции, в которой ограничительная часть приближается в наибольшей степени к осевому валу балансировочного вала, и направляющую на стороне коленчатого вала, которая предотвращает смещение ограничительной части в направлении вращения, идентичном направлению вращения точки соединения с коленчатым валом в позиции, в которой ограничительная часть приближается в наибольшей степени к главному валу коленчатого вала.the guide section includes a guide on the side of the balancing shaft, which prevents the restriction part from shifting in the direction of rotation identical to the direction of rotation of the connection point with the crankshaft in a position in which the restriction part is closest to the axial shaft of the balancing shaft, and the guide on the crankside side shaft, which prevents the restrictive part from shifting in the direction of rotation identical to the direction of rotation of the connection point with the crankshaft in The position in which the restrictive part is closest to the main shaft of the crankshaft.

Пятый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно второму аспекту, поясненному выше, в котором:A fifth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a second aspect explained above, in which:

коленчатый вал используется способом смещенного кривошипа, в котором центр главного вала коленчатого вала задается в позиции, которая смещается на фиксированное значение от осевой линии возвратно-поступательного движения поршня, иthe crankshaft is used by the offset crank method, in which the center of the main shaft of the crankshaft is set in a position that is offset by a fixed value from the center line of the reciprocating motion of the piston, and

балансировочный вал и направляющая секция располагаются таким образом, что по меньшей мере один из центра главного вала коленчатого вала и центра осевого вала балансировочного вала размещен в позиции, которая смещается на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the balancing shaft and the guide section are arranged so that at least one of the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft is placed in a position that is shifted by a fixed value from the axial line of rectilinear motion.

Шестой аспект и вариант осуществления настоящего изобретения представляют собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно пятому аспекту, поясненному выше, в котором центральная линия "коленчатый вал - балансировочный вал", соединяющая центр главного вала коленчатого вала и центр осевого вала балансировочного вала, смещается на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.A sixth aspect and an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a fifth aspect explained above, in which the center line of the crankshaft to the balancing shaft connecting the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft is shifted by a fixed value from the centerline of rectilinear motion.

Седьмой аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно пятому аспекту, поясненному выше, в котором:A seventh aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a fifth aspect explained above, in which:

центр главного вала коленчатого вала расположен на осевой линии прямолинейного движения, иthe center of the main shaft of the crankshaft is located on the axial line of rectilinear motion, and

центр осевого вала балансировочного вала смещается на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the center axis of the balancing shaft is shifted by a fixed value from the center line of the rectilinear motion.

Восьмой аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно пятому аспекту, поясненному выше, в котором:An eighth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a fifth aspect explained above, wherein:

центр осевого вала балансировочного вала расположен на осевой линии прямолинейного движения, иthe center of the axial shaft of the balancing shaft is located on the axial line of rectilinear motion, and

центр главного вала коленчатого вала смещается на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the center of the main shaft of the crankshaft is shifted by a fixed value from the center line of the rectilinear motion.

Девятый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно пятому аспекту, поясненному выше, в котором:A ninth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a fifth aspect explained above, in which:

центр осевого вала балансировочного вала смещается на фиксированное значение к одной стороне от осевой линии прямолинейного движения, иthe center axis of the balancing shaft is shifted by a fixed value to one side of the axial line of rectilinear movement, and

центр главного вала коленчатого вала смещается на фиксированное значение к другой стороне от осевой линии прямолинейного движения.the center of the main shaft of the crankshaft is shifted by a fixed value to the other side of the axial line of rectilinear motion.

Десятый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно третьему аспекту, поясненному выше, в котором:A tenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a third aspect explained above, in which:

коленчатый вал используется способом смещенного кривошипа, в котором центр главного вала коленчатого вала задается в позиции, которая смещается на фиксированное значение от возвратно-поступательного движения поршня, иthe crankshaft is used by the offset crank method, in which the center of the main shaft of the crankshaft is set in a position that is shifted by a fixed value from the reciprocating motion of the piston, and

центр вращения направляющей секции смещается на фиксированное значение от центральной линии "коленчатый вал - балансировочный вал", соединяющей центр главного вала коленчатого вала и центр осевого вала балансировочного вала.the center of rotation of the guide section is shifted by a fixed value from the center line "crankshaft - balancing shaft" connecting the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft.

Одиннадцатый аспект и вариант осуществления настоящего изобретения представляют собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-десятого аспектов, поясненных выше, в котором:An eleventh aspect and an embodiment of the present invention are a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to tenth aspects explained above, wherein:

точка соединения с коленчатым валом предоставляется на стороне, идентичной стороне центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала относительно центра главного вала коленчатого вала, иthe connection point with the crankshaft is provided on the side identical to the center of gravity of the eccentric load of the crankshaft relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and

точка соединения с балансировочным валом предоставляется на стороне, идентичной стороне центра тяжести эксцентрикового груза балансировочного вала относительно центра осевого вала балансировочного вала.the connection point with the balancing shaft is provided on the side identical to the center of gravity of the eccentric load of the balancing shaft relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft.

Двенадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-десятого аспектов, поясненных выше, в котором:A twelfth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to tenth aspects explained above, wherein:

точка соединения с коленчатым валом предоставляется на противоположной стороне относительно центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала относительно центра главного вала коленчатого вала, иthe connection point with the crankshaft is provided on the opposite side with respect to the center of gravity of the eccentric load of the crankshaft relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and

точка соединения с балансировочным валом предоставляется на противоположной стороне относительно центра тяжести эксцентрикового груза балансировочного вала относительно центра осевого вала балансировочного вала.the connection point with the balancing shaft is provided on the opposite side with respect to the center of gravity of the eccentric load of the balancing shaft relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft.

Тринадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-двенадцатого аспектов, поясненных выше, дополнительно содержащее:A thirteenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to twelfth aspects explained above, further comprising:

механизм приложения момента, который прикладывает к балансировочному валу вращающий момент в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала.a torque application mechanism that applies torque to the balancing shaft in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the crankshaft.

Четырнадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно тринадцатому аспекту, поясненному выше, в котором:A fourteenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to a thirteenth aspect explained above, wherein:

механизм приложения момента включает в себя кулачок, который предоставляется на балансировочном валу, и пружинный элемент, который сжимается посредством прижатия посредством кулачка, иthe torque application mechanism includes a cam, which is provided on the balancing shaft, and a spring element, which is compressed by pressing by the cam, and

кулачок формируется таким образом, что он прижимает пружинный элемент в процессе перемещения шатуна к стороне осевого вала балансировочного вала с вращением балансировочного вала и принимает вращающий момент в противоположном направлении от пружинного элемента в позиции, в которой осевая линия шатуна накладывается на осевой вал балансировочного вала.the cam is formed in such a way that it presses the spring element during the movement of the connecting rod to the side of the axial shaft of the balancing shaft with the rotation of the balancing shaft and receives a torque in the opposite direction from the spring element in the position in which the axial line of the connecting rod is superimposed on the axial shaft of the balancing shaft.

Пятнадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-четырнадцатого аспектов, поясненных выше, в котором балансировочное устройство монтируется на одноцилиндровом или четырехтактном двухцилиндровом двигателе внутреннего сгорания.A fifteenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourteenth aspects explained above, wherein the balancing device is mounted on a single cylinder or four stroke two cylinder internal combustion engine.

Шестнадцатый аспект и вариант осуществления настоящего изобретения представляют собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-пятнадцатого аспектов, поясненных выше, в котором:A sixteenth aspect and an embodiment of the present invention are a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to fifteenth aspects explained above, wherein:

шатун располагается таким образом, что он является наклонным относительно осевой линии возвратно-поступательного движения поршня в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке двигателя внутреннего сгорания,the connecting rod is positioned so that it is inclined relative to the center line of the reciprocating motion of the piston at the top dead center and bottom dead center of the internal combustion engine,

эксцентриковый груз коленчатого вала имеет центр тяжести в области, которая находится на противоположной стороне относительно точки соединения с коленчатым валом, с осевой линией коленчатого вала, которая проходит через центр главного вала коленчатого вала и является параллельной с осевой линией поршня между ними, в ситуации в верхней мертвой точке, иthe eccentric load of the crankshaft has a center of gravity in the region that is on the opposite side relative to the connection point with the crankshaft, with the axial line of the crankshaft, which passes through the center of the main shaft of the crankshaft and is parallel with the axial line of the piston between them, in the situation in the dead point and

эксцентриковый груз балансировочного вала имеет центр тяжести в области, которая находится на противоположной стороне относительно точки соединения с балансировочным валом, с осевой линией балансировочного вала, которая проходит через центр осевого вала балансировочного вала и является параллельной с осевой линией поршня между ними, в ситуации в верхней мертвой точке.the eccentric load of the balancing shaft has a center of gravity in the region that is on the opposite side with respect to the connection point with the balancing shaft, with the axial line of the balancing shaft, which passes through the center of the axial shaft of the balancing shaft and is parallel with the axial line of the piston between them, in the situation in the upper dead point.

Семнадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно шестнадцатому аспекту, поясненному выше, в котором:A seventeenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to the sixteenth aspect explained above, in which:

эксцентриковый груз коленчатого вала имеет центр тяжести и вес с абсолютной величиной, которая уравновешивает результирующую силу из вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна двигателя внутреннего сгорания, части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна,the eccentric load of the crankshaft has a center of gravity and weight with an absolute value that balances the resulting force from the vibration-induced force caused by the connecting rod of the internal combustion engine, the part that causes the vibration caused by the piston of the internal combustion engine, and the part that causes the vibration caused by the connecting rod ,

эксцентриковый груз балансировочного вала имеет центр тяжести и вес с абсолютной величиной, которая уравновешивает оставшуюся часть вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и оставшуюся часть вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна, иthe eccentric load of the balancing shaft has a center of gravity and weight with an absolute value that balances the remainder of the vibration causing force caused by the piston of the internal combustion engine and the rest of the vibration causing force caused by the connecting rod, and

упомянутые части вызывающей вибрацию силы и упомянутые оставшиеся части вызывающей вибрацию силы равны.said parts of the vibrational force and said remaining parts of the vibrational force are equal.

Восемнадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно семнадцатому аспекту, поясненному выше, в котором:An eighteenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to the seventeenth aspect explained above, in which:

балансировочный вал соединяется с шатуном на одном конце балансировочного вала, иthe balancing shaft is connected to the connecting rod at one end of the balancing shaft, and

из веса эксцентрикового груза балансировочного вала вес для уравновешивания оставшейся части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна, отражается в окрестности одного конца более значительно по сравнению с окрестностью другого конца балансировочного вала.From the weight of the eccentric load of the balancing shaft, the weight to balance the remaining part of the vibration-induced force caused by the connecting rod is reflected more significantly in the vicinity of one end compared to the vicinity of the other end of the balancing shaft.

Девятнадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-восемнадцатого аспектов, поясненных выше, в котором:A nineteenth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to eighteenth aspects explained above, wherein:

шатун имеет подшипник на стороне коленчатого вала на стороне коленчатого вала,the connecting rod has a bearing on the crankshaft side on the crankshaft side,

механизм соединения с коленчатым валом имеет эксцентриковый вал на стороне коленчатого вала, который удерживается с возможностью вращения посредством подшипника на стороне коленчатого вала,the crankshaft coupling mechanism has an eccentric shaft on the crankshaft side, which is rotatably held by a bearing on the crankshaft side,

эксцентриковый вал на стороне коленчатого вала крепится к главному валу коленчатого вала таким образом, что эксцентриковая точка коленчатого вала, которая отклоняется на фиксированное значение от его центра, совпадает с центром главного вала коленчатого вала, иan eccentric shaft on the side of the crankshaft is attached to the main shaft of the crankshaft so that the eccentric point of the crankshaft, which deviates by a fixed value from its center, coincides with the center of the main shaft of the crankshaft, and

центр эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала конфигурирует точку соединения с коленчатым валом.the center of the eccentric shaft on the crankshaft side configures the connection point with the crankshaft.

Двадцатый аспект варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно любому из первого-девятнадцатого аспектов, поясненных выше, в котором:A twentieth aspect of an embodiment of the present invention is a balancing device for an internal combustion engine according to any one of the first to nineteenth aspects explained above, wherein:

шатун имеет подшипник на стороне балансировочного вала на стороне балансировочного вала,the connecting rod has a bearing on the side of the balancing shaft on the side of the balancing shaft,

механизм соединения с балансировочным валом имеет эксцентриковый вал на стороне балансировочного вала, который удерживается с возможностью вращения посредством подшипника на стороне балансировочного вала,the balancing shaft connection mechanism has an eccentric shaft on the balancing shaft side, which is rotatably held by a bearing on the balancing shaft side,

эксцентриковый вал на стороне балансировочного вала крепится к осевому валу балансировочного вала таким образом, что эксцентриковая точка балансировочного вала, которая отклоняется на фиксированное значение от его центра, совпадает с центром осевого вала балансировочного вала, иan eccentric shaft on the side of the balancing shaft is attached to the axial shaft of the balancing shaft so that the eccentric point of the balancing shaft, which deviates by a fixed value from its center, coincides with the center of the axial shaft of the balancing shaft, and

центр эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала конфигурирует точку соединения с балансировочным валом.the center of the eccentric shaft on the balancing shaft side configures the connection point with the balancing shaft.

Преимущества вариантов осуществления изобретенияAdvantages of Embodiments

Согласно первому аспекту варианта осуществления настоящего изобретения, коленчатый вал и балансировочный вал вращаются в противоположных направлениях относительно друг друга. В то время, когда коленчатый вал и балансировочный вал и поворачиваются на один оборот, фазы центра тяжести коленчатого вала и центра тяжести балансировочного вала совпадают между собой два раза. В дальнейшем в этом документе, направление, соединяющее две точки, которые совпадают между собой, называется "направлением по оси Y", а направление, перпендикулярное направлению по оси Y, называется "направлением по оси Х". Дополнительно, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством эксцентрикового груза коленчатого вала, упоминается в качестве "вызывающей вибрацию коленчатого вала силы", а вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством эксцентрикового груза балансировочного вала, упоминается в качестве "вызывающей вибрацию балансировочного вала силы". В процессе вращения коленчатого вала и балансировочного вала в противоположных направлениях, компонент по оси X вызывающей вибрацию коленчатого вала силы и компонент по оси X вызывающей вибрацию балансировочного вала силы действуют с возможностью уравновешивать друг друга. Между тем, компоненты по оси Y этих вызывающих вибрацию сил объединяются между собой и усиливаются. Следовательно, согласно первому аспекту, поясненному выше, вызывающая вибрацию сила может формироваться в основном в направлении по оси Y. В двигателе внутреннего сгорания, при возвратно-поступательном движении поршня, сила инерции, которая является причиной вибрации, возникает в направлении возвратно-поступательного движения. Согласно первому аспекту, поясненному выше, посредством согласования направления по оси Y с направлением возвратно-поступательного движения, сила инерции поршня может уравновешиваться посредством результирующей силы из вызывающей вибрацию коленчатого вала силы и вызывающей вибрацию балансировочного вала силы.According to a first aspect of an embodiment of the present invention, the crankshaft and the balancing shaft rotate in opposite directions relative to each other. At a time when the crankshaft and balancing shaft both rotate one revolution, the phases of the center of gravity of the crankshaft and the center of gravity of the balancing shaft coincide two times. Later in this document, the direction connecting two points that coincide with each other is called the "Y axis direction", and the direction perpendicular to the Y axis is called the "X axis direction." Further, a vibration causing force caused by the eccentric load of the crankshaft is referred to as a “vibration causing crankshaft”, and a vibration causing force caused by the eccentric load of the balancing shaft is referred to as “vibration causing the balancing shaft”. During the rotation of the crankshaft and the balancing shaft in opposite directions, the component along the X axis causing the vibration of the crankshaft and the component along the X axis causing the vibration of the balancing shaft act to balance each other. Meanwhile, the components along the Y axis of these vibration-causing forces are combined and amplified. Therefore, according to the first aspect explained above, the vibration causing force can be generated mainly in the Y axis direction. In the internal combustion engine, with the reciprocating motion of the piston, the inertia force that causes the vibration arises in the reciprocating direction. According to the first aspect explained above, by matching the direction of the Y axis with the direction of reciprocating motion, the inertia of the piston can be balanced by the resultant force from the vibration causing the crankshaft and the vibration causing the balancing shaft.

В первом аспекте, поясненном выше, эксцентриковый груз коленчатого вала вращается вместе с коленчатым валом. Следовательно, компонент по оси Y вызывающей вибрацию коленчатого вала силы изменяется в форме синусоидальной волны с изменением угла поворота коленчатого вала. Между тем, эксцентриковый груз балансировочного вала вращается в противоположном направлении относительно коленчатого вала через шатун. В этом случае, вращение эксцентрикового груза балансировочного вала обязательно становится вращением на неравной скорости вращения, когда вращение коленчатого вала является вращением на равной скорости вращения. Компонент по оси Y вызывающей вибрацию балансировочного вала силы демонстрирует изменение формы искаженной синусоидальной волны относительно изменения угла поворота коленчатого вала.In the first aspect explained above, the eccentric load of the crankshaft rotates with the crankshaft. Consequently, the component along the Y axis of the vibration causing the crankshaft changes in the form of a sine wave with a change in the angle of rotation of the crankshaft. Meanwhile, the eccentric load of the balancing shaft rotates in the opposite direction relative to the crankshaft through the connecting rod. In this case, the rotation of the eccentric load of the balancing shaft necessarily becomes rotation at an unequal rotation speed, when the rotation of the crankshaft is rotation at an equal rotation speed. The y-axis component of the vibration causing vibration of the balancing shaft shows a change in the shape of the distorted sine wave relative to a change in the angle of rotation of the crankshaft.

Сила инерции, вызываемая посредством возвратно-поступательного движения поршня, демонстрирует изменение формы синусоидальной волны относительно вращения коленчатого вала, когда отношение длины 1c шатуна к радиусу rc кривошипа, т.е. коэффициент 1c/rc шатуна является бесконечностью. При практическом коэффициенте 1c/rc шатуна, сила инерции демонстрирует изменение формы искаженной синусоидальной волны относительно изменения угла поворота коленчатого вала. Согласно первому аспекту, поясненному выше, компонент по оси Y вызывающей вибрацию балансировочного вала силы изменяется на форму искаженной синусоидальной волны, результирующая сила из вызывающей вибрацию коленчатого вала силы и вызывающей вибрацию балансировочного вала силы может согласовываться с силой инерции, вызываемой посредством возвратно-поступательного движения поршня, с высокой точностью. Следовательно, согласно первому аспекту, поясненному выше, может эффективно подавляться вибрация двигателя внутреннего сгорания.The inertia caused by the reciprocating motion of the piston shows a change in the shape of the sine wave relative to the rotation of the crankshaft when the ratio of the length of the connecting rod 1c to the crank radius rc, i.e. the connecting rod ratio 1c / rc is infinity. With a practical connecting rod coefficient of 1c / rc, the inertia shows a change in the shape of the distorted sine wave relative to the change in the angle of rotation of the crankshaft. According to the first aspect explained above, the y-axis component of the vibration causing the balancing shaft changes to a distorted sine wave shape, the resulting force from the vibration causing the crankshaft and the vibration of the balancing shaft can be matched with the inertia caused by the reciprocating piston , with high accuracy. Therefore, according to the first aspect explained above, vibration of the internal combustion engine can be effectively suppressed.

Помимо этого, первый аспект варианта осуществления настоящего изобретения может реализовывать вышеописанный эффект посредством шатуна и направляющей секции без использования шестерен. Шатун и направляющая секция могут формироваться таким образом, что они легче и размещаются в небольшом пространстве по сравнению с шестернями. Следовательно, согласно первому аспекту, поясненному выше, вибрация двигателя внутреннего сгорания может эффективно уравновешиваться без затруднения уменьшения размера и веса двигателя внутреннего сгорания.In addition, the first aspect of an embodiment of the present invention can realize the above effect by means of a connecting rod and a guide section without using gears. The connecting rod and guide section can be formed in such a way that they are lighter and fit in a small space compared to gears. Therefore, according to the first aspect explained above, the vibration of the internal combustion engine can be effectively balanced without the difficulty of reducing the size and weight of the internal combustion engine.

Согласно второму аспекту, поясненному выше, позиция скользящей части на шатуне ограничивается любой из точек в прямолинейном движении, разрешенном посредством направляющей секции. В дальнейшем в этом документе, направление прямой линии называется "направлением по оси y", а направление, ортогональное к направлению по оси y, называется "направлением по оси x". Когда коленчатый вал вращается, точка соединения с коленчатым валом изменяет позицию в направлении по оси x, а также позицию в направлении по оси y. Координата x скользящей части ограничивается, и, следовательно, когда точка соединения с коленчатым валом перемещается в положительном направлении по оси x, точка соединения с балансировочным валом обязательно перемещается в отрицательном направлении по оси x. Дополнительно, когда направление смещения точки соединения с коленчатым валом изменяется на отрицательное направление по оси x с положительного направления по оси x, направление смещения точки соединения с балансировочным валом изменяется на положительное направление по оси x с отрицательного направления по оси x. В этом случае, точка соединения с балансировочным валом всегда смещается в направлении, идентичном направлению точки соединения с коленчатым валом относительно направления по оси y. Как результат, балансировочный вал вращается в противоположном направлении относительно коленчатого вала.According to a second aspect explained above, the position of the sliding part on the connecting rod is limited to any one of the points in a rectilinear movement permitted by the guide section. Hereinafter, the direction of the straight line is called the "y-axis", and the direction orthogonal to the y-axis is called the "x-axis". When the crankshaft rotates, the connection point with the crankshaft changes the position in the x-axis direction, as well as the position in the y-axis direction. The x coordinate of the sliding part is limited, and therefore, when the connection point with the crankshaft moves in the positive direction along the x axis, the connection point with the balancing shaft necessarily moves in the negative direction along the x axis. Additionally, when the direction of displacement of the connection point with the crankshaft changes to the negative direction along the x axis from the positive direction along the x axis, the direction of the offset of the points of connection to the crankshaft changes to the positive direction along the x axis from the negative direction along the x axis. In this case, the connection point with the balancing shaft always moves in a direction identical to the direction of the connection point with the crankshaft with respect to the direction along the y axis. As a result, the balancing shaft rotates in the opposite direction relative to the crankshaft.

В третьем аспекте, поясненном выше, точка соединения с коленчатым валом и точка соединения с балансировочным валом смещаются в идентичном направлении в направлении по оси y, тогда как в направлении по оси x, точка соединения с коленчатым валом и точка соединения с балансировочным валом смещаются в противоположных направлениях, как и в случае второго аспекта. Следовательно, согласно третьему аспекту, поясненному выше, балансировочный вал после вращения коленчатого вала может вращаться в противоположном направлении относительно коленчатого вала. Дополнительно, в третьем аспекте, поясненном выше, отношение BS/CS между расстоянием от точки соединения с балансировочным валом до направляющей секции (в дальнейшем в этом документе, называемым "BS-расстоянием") и расстоянием от точки соединения с коленчатым валом до направляющей секции (в дальнейшем в этом документе, называемым "CS-расстоянием") изменяется с вращением коленчатого вала. Во втором аспекте, поясненном выше, отношение всегда является постоянным. На основе принципа рычага, по мере того, как вышеописанное отношение увеличивается больше, изменение угла поворота балансировочного вала, сопровождающее изменение угла поворота коленчатого вала, становится большим. Следовательно, согласно третьему аспекту, поясненному выше, вызывающей вибрацию силе для уравновешивания силы инерции поршня может предоставляться профиль, отличающийся от случая второго аспекта, поясненного выше.In the third aspect explained above, the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft are displaced in the same direction in the y direction, while in the direction along the x axis, the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft are opposed directions, as in the case of the second aspect. Therefore, according to the third aspect explained above, the balancing shaft after rotation of the crankshaft can rotate in the opposite direction relative to the crankshaft. Additionally, in the third aspect explained above, the BS / CS ratio between the distance from the connection point with the balancing shaft to the guide section (hereinafter referred to as the "BS distance") and the distance from the connection point with the crankshaft to the guide section ( hereinafter referred to as “CS distance”) changes with the rotation of the crankshaft. In the second aspect explained above, the ratio is always constant. Based on the principle of the lever, as the above ratio increases more, the change in the angle of rotation of the balancing shaft, accompanying the change in the angle of rotation of the crankshaft, becomes large. Therefore, according to the third aspect explained above, a vibration-inducing force for balancing the piston inertia force can be provided with a profile different from the case of the second aspect explained above.

Согласно четвертому аспекту, поясненному выше, ограничительная часть шатуна приближается в наибольшей степени к осевому валу балансировочного вала в ситуации, в которой центр главного вала коленчатого вала, точка соединения с коленчатым валом, ограничительная часть, центр осевого вала балансировочного вала и точка соединения с балансировочным валом совмещаются на одной прямой линии. В дальнейшем в этом документе, эта позиция называется "первой точкой изменения". В первой точке изменения, осевая сила шатуна, которая действует на точку соединения с балансировочным валом, не формирует вращающего момента. Следовательно, если отсутствует ограничение в направлении перемещения, точка соединения с балансировочным валом может вращаться в любом направлении из первой точки изменения с изменением угла поворота коленчатого вала. Когда точка соединения с балансировочным валом смещается в направлении, идентичном с направлением вращения коленчатого вала, балансировочный вал вращается в направлении, идентичном направлению коленчатого вала. В четвертом аспекте, поясненном выше, смещение в вышеуказанном направлении предотвращается посредством ограничительной части шатуна и направляющей на стороне балансировочного вала. Следовательно, когда угол поворота коленчатого вала изменяется из вышеописанной ситуации, точка соединения с балансировочным валом смещается в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала. Когда точка соединения находится за пределами первой точки изменения, осевая сила шатуна, которая действует на точку соединения с балансировочным валом, формирует вращающий момент. Следовательно, балансировочный вал продолжает обратное вращение с вращением коленчатого вала. Когда коленчатый вал вращается на 180 градусов из состояния первой точки изменения, формируется ситуация, в которой центр главного вала коленчатого вала, точка соединения с коленчатым валом, ограничительная часть, центр осевого вала балансировочного вала и точка соединения с балансировочным валом совмещаются на одной прямой линии, в состоянии, в котором ограничительная часть шатуна приближается в наибольшей степени к главному валу коленчатого вала. В дальнейшем в этом документе, позиция называется "второй точкой изменения". Во второй точке изменения, смещение ограничительной части регулируется посредством направляющей на стороне коленчатого вала. Как результат, во второй точке изменения, точка соединения с балансировочным валом направляется в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала. Вышеуказанная операция повторяется, за счет чего балансировочный вал также может продолжать вращаться в противоположную сторону относительно коленчатого вала через шатун посредством четвертого аспекта, поясненного выше.According to the fourth aspect explained above, the restrictive part of the connecting rod approaches the balancing shaft to the greatest extent in a situation in which the center of the main shaft of the crankshaft, the connection point with the crankshaft, the restriction part, the center of the axial shaft of the balancing shaft and the connection point with the balancing shaft are combined in one straight line. Later in this document, this position is called the "first point of change." At the first point of change, the axial force of the connecting rod, which acts on the connection point with the balancing shaft, does not generate torque. Therefore, if there is no restriction in the direction of movement, the connection point with the balancing shaft can rotate in any direction from the first point of change with a change in the angle of rotation of the crankshaft. When the connection point with the balancing shaft is shifted in a direction identical with the direction of rotation of the crankshaft, the balancing shaft rotates in a direction identical to the direction of the crankshaft. In the fourth aspect explained above, displacement in the above direction is prevented by the restrictive portion of the connecting rod and the guide on the side of the balancing shaft. Therefore, when the angle of rotation of the crankshaft changes from the above situation, the connection point with the balancing shaft is shifted in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft. When the connection point is outside the first change point, the axial force of the connecting rod, which acts on the connection point with the balancing shaft, generates a torque. Consequently, the balancing shaft continues reverse rotation with the rotation of the crankshaft. When the crankshaft rotates 180 degrees from the state of the first change point, a situation is formed in which the center of the main shaft of the crankshaft, the connection point with the crankshaft, the restrictive part, the center of the axial shaft of the balancing shaft and the connection point with the balancing shaft are aligned in a straight line, in a state in which the restrictive part of the connecting rod is closest to the main shaft of the crankshaft. Later in this document, the position is called the "second point of change." At the second point of change, the displacement of the restrictive part is controlled by a guide on the side of the crankshaft. As a result, at the second change point, the connection point with the balancing shaft is guided in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft. The above operation is repeated, whereby the balancing shaft can also continue to rotate in the opposite direction relative to the crankshaft through the connecting rod by the fourth aspect explained above.

Согласно любому из пятого-девятого аспектов, поясненных выше, коленчатый вал используется способом смещенного кривошипа, так что сила инерции, вызываемая посредством движения поршня с прохождением от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, и сила инерции, вызываемая посредством движения поршня с прохождением от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, становятся асимметричными. Если скользящая часть соединительной части должна выполнять возвратно-поступательное движение на центральной линии "коленчатый вал - балансировочный вал", которая соединяет центр главного вала коленчатого вала и центр осевого вала балансировочного вала, балансировочный вал должен демонстрировать профили симметричной угловой скорости в процессе прохождения от стороны верхней мертвой точки к стороне нижней мертвой точки и в процессе, который является обратным по отношению к нему. Таким образом, вызывающие вибрацию силы, которые должны формироваться посредством эксцентрикового груза балансировочного вала наружным способом и обратным способом, становятся симметричными. В отличие от этого, в любом из пятого-девятого аспектов, поясненных выше, прямолинейное движение скользящей части направляется на прямую линию, которая не совпадает с центральной линией "коленчатый вал - балансировочный вал". В этом случае, возникает искажение в профиле угловой скорости балансировочного вала, и вызывающие вибрацию силы, которые формируются наружным способом и обратным способом посредством эксцентрикового груза балансировочного вала, становятся асимметричными. Следовательно, согласно любому из пятого-девятого аспектов, поясненных выше, могут формироваться вызывающие вибрацию силы, которые становятся асимметричными наружным способом и обратным способом, и сила инерции, сформированная посредством поршня при условии смещенного кривошипа, может надлежащим образом уравновешиваться.According to any one of the fifth to ninth aspects explained above, the crankshaft is used in an offset crank manner such that the inertia caused by the movement of the piston from the top dead center to the bottom dead center and the inertia caused by the movement of the piston from the bottom dead center to top dead center, become asymmetric. If the sliding part of the connecting part must reciprocate on the center line “crankshaft - balancing shaft”, which connects the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft, the balancing shaft must exhibit symmetrical angular velocity profiles during passage from the upper side dead center to the side of bottom dead center and in a process that is the opposite of it. Thus, the vibrational forces that must be generated by the eccentric load of the balancing shaft in an external manner and in the opposite way become symmetrical. In contrast, in any of the fifth to ninth aspects explained above, the rectilinear movement of the sliding part is directed to a straight line that does not coincide with the center line "crankshaft - balancing shaft". In this case, a distortion occurs in the profile of the angular velocity of the balancing shaft, and the forces causing vibration, which are generated externally and in the opposite way by the eccentric load of the balancing shaft, become asymmetric. Therefore, according to any one of the fifth to ninth aspects explained above, vibrational forces can be generated that become asymmetric in the external and reverse ways, and the inertia generated by the piston under the condition of the shifted crank can be properly balanced.

Согласно десятому аспекту, поясненному выше, силы инерции, которые формируются посредством поршня наружным способом и обратным способом, являются асимметричными, как и в случае девятого аспекта, поясненного выше. В конфигурации, в которой вращающаяся направляющая секция удерживает шатун, если центр вращения задается на центральной линии "коленчатый вал - балансировочный вал", профили угловой скорости балансировочного вала наружным способом и обратным способом становятся симметричными, и как результат, вызывающие вибрацию силы, сформированные посредством эксцентрикового груза балансировочного вала наружным способом и обратным способом, также становятся симметричными. В отличие от этого, если центр вращения направляющей секции находится за пределами центральной линии "коленчатый вал - балансировочный вал", вызывающие вибрацию силы, которые формируются посредством эксцентрикового груза балансировочного вала наружным способом и обратным способом, становятся асимметричными. Следовательно, согласно десятому аспекту, поясненному выше, сила инерции, сформированная посредством поршня, может надлежащим образом уравновешиваться при условии смещенного кривошипа.According to the tenth aspect explained above, the inertia forces that are generated by the piston in an external and reverse manner are asymmetric, as in the case of the ninth aspect explained above. In the configuration in which the rotating guide section holds the connecting rod, if the center of rotation is set on the center line “crankshaft - balancing shaft”, the angular velocity profiles of the balancing shaft in an external and reverse way become symmetrical, and as a result, vibration forces generated by the eccentric load balancing shaft in an external way and the reverse way, also become symmetrical. In contrast, if the center of rotation of the guide section is outside the center line of the “crankshaft - balancing shaft", vibrational forces that are generated by the eccentric load of the balancing shaft in an external manner and in the opposite way become asymmetric. Therefore, according to the tenth aspect explained above, the inertia generated by the piston can be properly balanced under the condition of a shifted crank.

Согласно одиннадцатому аспекту, поясненному выше, посредством синхронизации фазы вращения эксцентрикового груза коленчатого вала и фазы вращения эксцентрикового груза балансировочного вала между собой, вызывающая вибрацию сила, которая изменяется вдоль требуемого профиля, может формироваться в направлении по оси Y.According to the eleventh aspect explained above, by synchronizing the rotation phase of the eccentric load of the crankshaft and the rotation phase of the eccentric load of the balancing shaft with each other, a vibration-causing force that changes along the desired profile can be generated in the direction along the Y axis.

Согласно двенадцатому аспекту, поясненному выше, посредством синхронизации фазы вращения эксцентрикового груза коленчатого вала и фазы вращения эксцентрикового груза балансировочного вала между собой, вызывающая вибрацию сила, которая изменяется вдоль профиля, отличающегося от профиля, который реализован в одиннадцатом аспекте, поясненном выше, может формироваться в направлении по оси Y.According to the twelfth aspect explained above, by synchronizing the rotation phase of the eccentric load of the crankshaft and the rotation phase of the eccentric load of the balancing shaft with each other, a vibrational force that varies along a profile different from the profile realized in the eleventh aspect explained above can be formed in Y direction

В тринадцатом аспекте, поясненном выше, балансировочному валу предоставляется вращающий момент через шатун. В этой конфигурации, в точке изменения, в которой осевая линия шатуна накладывается на центр вращения балансировочного вала, осевая сила шатуна не прикладывает вращающий момент к балансировочному валу. Следовательно, если внешняя сила, которая прикладывается к балансировочному валу, представляет собой только осевую силу шатуна, балансировочный вал должен находиться в состоянии, в котором балансировочный вал может вращаться в нормальном и в обратном направлениях в точке изменения. В тринадцатом аспекте, поясненном выше, момент обратного вращения прикладывается к балансировочному валу посредством механизма приложения момента. Следовательно, согласно тринадцатому аспекту, поясненному выше, балансировочный вал может продолжать стабильно вращаться в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала.In the thirteenth aspect explained above, torque is provided to the balancing shaft through a connecting rod. In this configuration, at the point of change at which the connecting rod center line is superimposed on the center of rotation of the balancing shaft, the connecting rod axial force does not apply torque to the balancing shaft. Therefore, if the external force that is applied to the balancing shaft is only the axial force of the connecting rod, the balancing shaft must be in a state in which the balancing shaft can rotate in normal and reverse directions at the point of change. In the thirteenth aspect explained above, a reverse torque is applied to the balancing shaft by a torque application mechanism. Therefore, according to the thirteenth aspect explained above, the balancing shaft can continue to stably rotate in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the crankshaft.

Согласно четырнадцатому аспекту, поясненному выше, подходящий вращающий момент может прикладываться к балансировочному валу в точке изменения посредством кулачка и пружинного элемента.According to the fourteenth aspect explained above, a suitable torque can be applied to the balancing shaft at the point of change by means of a cam and a spring element.

Согласно пятнадцатому аспекту, поясненному выше, двигатель внутреннего сгорания включает в себя один поршень, который работает отдельно, или два поршня, которые работают в идентичной фазе. В двигателе внутреннего сгорания, поршни взаимно не уравновешивают силы инерции возвратно-поступательных движений. Согласно пятнадцатому аспекту, поясненному выше, вибрация двигателя внутреннего сгорания может надлежащим образом подавляться посредством вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства.According to the fifteenth aspect explained above, an internal combustion engine includes one piston that works separately, or two pistons that work in the same phase. In an internal combustion engine, pistons do not mutually balance the inertia forces of the reciprocating movements. According to the fifteenth aspect explained above, the vibration of the internal combustion engine can be appropriately suppressed by the vibration causing force generated by the balancing device.

Согласно шестнадцатому аспекту, поясненному выше, в ситуации в верхней мертвой точке, поршень и шатун формируют вызывающие вибрацию силы в опорном направлении, которое идет вдоль осевой линии возвратно-поступательного движения поршня. В этом случае, шатун прикладывает вызывающую вибрацию силу к эксцентриковому грузу коленчатого вала в первом направлении наклона, которое идет практически из центра главного вала коленчатого вала к точке соединения с коленчатым валом, при одновременном приложении также вызывающей вибрацию силы к эксцентриковому грузу балансировочного вала во втором направлении наклона, которое идет практически из центра осевого вала балансировочного вала к точке соединения с балансировочным валом. Результирующая сила из вышеуказанных вызывающих вибрацию сил имеет компоненты к первому направлению наклона и второму направлению наклона, в дополнение к компоненту к вышеописанному опорному направлению. В шестнадцатом аспекте, поясненном выше, центр тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала предоставляется на противоположной стороне точки соединения с коленчатым валом, с осевой линией коленчатого вала между ними. Согласно центру тяжести, компонент вызывающей вибрацию силы в первом направлении наклона может уравновешиваться в дополнение к компоненту вызывающей вибрацию силы в опорном направлении. Дополнительно, в шестнадцатом аспекте, поясненном выше, центр тяжести эксцентрикового груза балансировочного вала предоставляется на противоположной стороне точки соединения с балансировочным валом, с осевой линией балансировочного вала между ними. Согласно центру тяжести, компонент вызывающей вибрацию силы во втором направлении наклона может уравновешиваться в дополнение к компоненту вызывающей вибрацию силы в опорном направлении. В нижней мертвой точке двигателя внутреннего сгорания, уравновешивание вызывающих вибрацию сил возникает на основе аналогичного принципа. Следовательно, согласно шестнадцатому аспекту, поясненному выше, вызывающие вибрацию силы, которые, соответственно, формируются посредством поршня, шатуна и шатуна, могут надлежащим образом уравновешиваться.According to the sixteenth aspect explained above, in the situation of top dead center, the piston and the connecting rod generate vibrational forces in the support direction, which runs along the center line of the reciprocating motion of the piston. In this case, the connecting rod applies a force causing vibration to the eccentric load of the crankshaft in the first inclination direction, which extends almost from the center of the main shaft of the crankshaft to the connection point with the crankshaft, while also applying a vibration force to the eccentric load of the balancing shaft in the second direction inclination, which runs almost from the center of the axial shaft of the balancing shaft to the point of connection with the balancing shaft. The resulting force from the above vibrational forces has components to the first tilt direction and the second tilt direction, in addition to the component to the above reference direction. In the sixteenth aspect explained above, the center of gravity of the eccentric load of the crankshaft is provided on the opposite side of the connection point with the crankshaft, with the center line of the crankshaft between them. According to the center of gravity, the vibration causing force component in the first inclination direction can be balanced in addition to the vibration causing force component in the reference direction. Additionally, in the sixteenth aspect explained above, the center of gravity of the eccentric load of the balancing shaft is provided on the opposite side of the connection point with the balancing shaft, with the axial line of the balancing shaft between them. According to the center of gravity, the vibration causing force component in the second inclination direction can be balanced in addition to the vibration causing force component in the reference direction. At the bottom dead center of an internal combustion engine, balancing the vibration-causing forces occurs on the basis of a similar principle. Therefore, according to the sixteenth aspect explained above, vibration-causing forces that are respectively generated by the piston, connecting rod and connecting rod can be properly balanced.

Согласно семнадцатому аспекту, поясненному выше, в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке двигателя внутреннего сгорания, вызывающие вибрацию силы, вызываемые посредством эксцентрикового груза коленчатого вала и эксцентрикового груза балансировочного вала, могут балансироваться с вызывающими вибрацию силами, вызываемыми посредством шатуна, поршня и шатуна. Дополнительно, в ситуации за исключением верхней мертвой точки и нижней мертвой точки, вызывающие вибрацию силы, вызываемые посредством шатуна и эксцентрикового груза балансировочного вала, могут балансироваться с вызывающей вибрацию силой, вызываемой посредством эксцентрикового груза коленчатого вала. Следовательно, согласно семнадцатому аспекту, поясненному выше, вызывающие вибрацию силы, вызываемые посредством отдельных элементов, всегда могут уравновешиваться предпочтительно.According to the seventeenth aspect explained above, at the top dead center and bottom dead center of the internal combustion engine, the vibration causing forces caused by the eccentric load of the crankshaft and the eccentric load of the balancing shaft can be balanced with the vibration causing forces caused by the connecting rod, piston and connecting rod. Additionally, in a situation with the exception of top dead center and bottom dead center, the vibrational forces produced by the connecting rod and the eccentric load of the balancing shaft can be balanced with the vibrational force caused by the eccentric load of the crankshaft. Therefore, according to the seventeenth aspect explained above, vibration-causing forces caused by the individual elements can always be balanced preferably.

Согласно восемнадцатому аспекту, поясненному выше, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством шатуна, вводится в один конец балансировочного вала. Эксцентриковый груз балансировочного вала, расположенный для балансировочного вала, может уравновешивать вышеуказанную вызывающую вибрацию силу посредством веса, значительно отражаемого в окрестности одного конца. По мере того, как входная точка вызывающей вибрацию силы и точка веса для уравновешивания вызывающей вибрацию силы отдаляются друг от друга, момент, который действует на балансировочный вал, становится большим. Согласно восемнадцатому аспекту, поясненному выше, вызывающие вибрацию силы могут уравновешиваться посредством соответствующих элементов, тогда как момент подавляется таким образом, что он является достаточно небольшим.According to the eighteenth aspect explained above, the vibration causing force caused by the connecting rod is introduced at one end of the balancing shaft. The eccentric load of the balancing shaft, located for the balancing shaft, can balance the above vibration-causing force by means of a weight significantly reflected in the vicinity of one end. As the input point of the vibration causing force and the weight point to balance the vibration causing force move away from each other, the moment that acts on the balancing shaft becomes large. According to the eighteenth aspect explained above, the vibration causing forces can be balanced by the corresponding elements, while the moment is suppressed in such a way that it is small enough.

Согласно девятнадцатому аспекту, поясненному выше, шатун и главный вал коленчатого вала могут соединяться посредством эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала. Согласно конструкции, коленчатый вал и шатун могут относительно вращаться с центром подшипника на стороне коленчатого вала, расположенным в шатуне в качестве центра вращения. Таким образом, "точка соединения с коленчатым валом" в первом аспекте, поясненном выше, может формироваться в центре подшипника на стороне коленчатого вала. Дополнительно, согласно эксцентриковому валу на стороне коленчатого вала, центр главного вала коленчатого вала может задаваться эксцентрическим посредством предварительно определенного значения от центра подшипника на стороне коленчатого вала, т.е. точки соединения с коленчатым валом. Таким образом, согласно девятнадцатому аспекту, поясненному выше, может быть конкретно реализован "механизм соединения с коленчатым валом", который удовлетворяет функции, требуемой посредством первого аспекта, поясненного выше.According to the nineteenth aspect explained above, the connecting rod and the main shaft of the crankshaft can be connected by means of an eccentric shaft on the side of the crankshaft. According to the design, the crankshaft and connecting rod can relatively rotate with the bearing center on the side of the crankshaft located in the connecting rod as the center of rotation. Thus, the “connection point with the crankshaft” in the first aspect explained above can be formed in the center of the bearing on the side of the crankshaft. Further, according to the eccentric shaft on the crankshaft side, the center of the main shaft of the crankshaft can be set eccentric by a predetermined value from the center of the bearing on the side of the crankshaft, i.e. connection points with the crankshaft. Thus, according to the nineteenth aspect explained above, a “crankshaft coupling mechanism” can be specifically implemented that satisfies the function required by the first aspect explained above.

Согласно двадцатому варианту осуществления, шатун и осевой вал балансировочного вала могут соединяться посредством эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала. Согласно конструкции, балансировочный вал и шатун могут относительно вращаться с центром подшипника на стороне балансировочного вала, расположенным в шатуне в качестве центра вращения. Таким образом, "точка соединения с балансировочным валом" в первом аспекте, поясненном выше, может формироваться в центре подшипника на стороне балансировочного вала. Дополнительно, согласно эксцентриковому валу на стороне балансировочного вала, центр осевого вала балансировочного вала может задаваться эксцентрическим посредством фиксированного значения от центра подшипника на стороне балансировочного вала, т.е. точки соединения с балансировочным валом. Таким образом, согласно двадцатому аспекту, поясненному выше, может быть конкретно реализован "механизм соединения с балансировочным валом", который удовлетворяет функции, которая требуется посредством первого аспекта, поясненного выше.According to a twentieth embodiment, the connecting rod and the axial shaft of the balancing shaft can be connected by means of an eccentric shaft on the side of the balancing shaft. According to the design, the balancing shaft and the connecting rod can relatively rotate with the center of the bearing on the side of the balancing shaft located in the connecting rod as the center of rotation. Thus, the “connection point with the balancing shaft” in the first aspect explained above can be formed in the center of the bearing on the side of the balancing shaft. Additionally, according to the eccentric shaft on the side of the balancing shaft, the center of the axial shaft of the balancing shaft can be set eccentric by a fixed value from the center of the bearing on the side of the balancing shaft, i.e. connection points with balancing shaft. Thus, according to the twentieth aspect explained above, a “balancing shaft coupling mechanism" that specifically satisfies the function required by the first aspect explained above can be specifically implemented.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 является видом для пояснения конфигурации первого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a view for explaining a configuration of a first embodiment of the present invention;

Фиг. 2 является схемой для пояснения взаимосвязи между состоянием балансировочного устройства, показанного на фиг. 1, и углом θ поворота коленчатого вала;FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the state of the balancing device shown in FIG. 1, and an angle θ of rotation of the crankshaft;

Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и углом α поворота балансировочного вала в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 1;FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the angle of rotation θ of the crankshaft and the angle α of rotation of the balancing shaft in the balancing device shown in FIG. one;

Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и угловой скоростью dα/dθ балансировочного вала в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 1;FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the crank angle θ and the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft in the balancing device shown in FIG. one;

Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и угловым ускорением d2α/dθ2 балансировочного вала в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 1;FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the angle θ of rotation of the crankshaft and the angular acceleration d2α / dθ2 of the balancing shaft in the balancing device shown in FIG. one;

Фиг. 6 является схемой для пояснения взаимосвязи между работой поршня и углом θ поворота коленчатого вала в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 1;FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the operation of the piston and the angle θ of rotation of the crankshaft in the balancing device shown in FIG. one;

Фиг. 7 иллюстрирует профили силы инерции, сформированной посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства, показанного на фиг. 1;FIG. 7 illustrates the profiles of the inertia force generated by the piston of an internal combustion engine and causing vibration of the force generated by the balancing device shown in FIG. one;

Фиг. 8 является схемой, показывающей результирующую вызывающую вибрацию силу, полученную посредством объединения вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством коленчатого вала, и вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного вала, обе из которых показаны на фиг. 7;FIG. 8 is a diagram showing a resultant vibration-inducing force obtained by combining a vibration-inducing force generated by a crankshaft and a vibration-inducing force generated by a balancing shaft, both of which are shown in FIG. 7;

Фиг. 9 является схемой, показывающей результирующую силу, полученную посредством объединения силы инерции, сформированной посредством поршня, и результирующей вызывающей вибрацию силы, обе из которых показаны на фиг. 8;FIG. 9 is a diagram showing the resultant force obtained by combining the inertia force generated by the piston and the resulting vibrational force, both of which are shown in FIG. 8;

Фиг. 10 является схемой для пояснения взаимосвязи между состоянием конфигурации примера модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения и углом θ поворота коленчатого вала;FIG. 10 is a diagram for explaining a relationship between a configuration state of a modification example of the first embodiment of the present invention and a crank angle θ;

Фиг. 11 иллюстрирует профили силы инерции, сформированной посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства, показанного на фиг. 10;FIG. 11 illustrates profiles of the inertia force generated by the piston of an internal combustion engine and causing vibration of the force generated by the balancing device shown in FIG. 10;

Фиг. 12 является схемой, показывающей результирующую вызывающую вибрацию силу, полученную посредством объединения вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством коленчатого вала, и вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного вала, обе из которых показаны на фиг. 11;FIG. 12 is a diagram showing the resultant vibration-inducing force obtained by combining the vibration-inducing force generated by the crankshaft and the vibration-inducing force generated by the balancing shaft, both of which are shown in FIG. eleven;

Фиг. 13 является схемой, показывающей результирующую силу, полученную посредством объединения силы инерции, сформированной посредством поршня, и результирующей вызывающей вибрацию силы, обе из которых показаны на фиг. 12;FIG. 13 is a diagram showing a resultant force obtained by combining an inertia force generated by a piston and a resultant vibration-inducing force, both of which are shown in FIG. 12;

Фиг. 14 является схемой для пояснения взаимосвязи между состоянием балансировочного устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и углом θ поворота коленчатого вала;FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the state of the balancing device according to the second embodiment of the present invention and the angle θ of rotation of the crankshaft;

Фиг. 15 является схемой для пояснения взаимосвязи между состоянием балансировочного устройства согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения и углом θ поворота коленчатого вала;FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the state of the balancing device according to the third embodiment of the present invention and the angle θ of rotation of the crankshaft;

Фиг. 16 является схемой, показывающей траекторию шарнира шатуна в ходе работы балансировочного устройства, показанного на фиг. 15;FIG. 16 is a diagram showing a path of a connecting rod hinge during operation of the balancing device shown in FIG. fifteen;

Фиг. 17 является схемой для пояснения условий, которые должны удовлетворяться посредством направляющей секции 82, проиллюстрированной на фиг. 15;FIG. 17 is a diagram for explaining conditions that must be satisfied by the guide section 82 illustrated in FIG. fifteen;

Фиг. 18 иллюстрирует пример другой конфигурации, которая может использоваться в качестве направляющей секции в третьем варианте осуществления;FIG. 18 illustrates an example of another configuration that can be used as a guide section in a third embodiment;

Фиг. 19 является схемой для пояснения конфигурации четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 19 is a diagram for explaining a configuration of a fourth embodiment of the present invention;

Фиг. 20 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства, показанного на фиг. 19;FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the balancing device shown in FIG. 19;

Фиг. 21 иллюстрирует изменение крутящего момента от пружинного элемента, который балансировочный вал принимает от пружинного элемента при каждой ситуации, проиллюстрированной на фиг. 20;FIG. 21 illustrates the change in torque from the spring element that the balancing shaft receives from the spring element in each situation illustrated in FIG. twenty;

Фиг. 22 иллюстрирует изменение крутящего момента от пружинного элемента, который балансировочный вал принимает от пружинного элемента в модификации четвертого варианта осуществления настоящего варианта осуществления;FIG. 22 illustrates a change in torque from a spring element that a balancing shaft receives from a spring element in a modification of a fourth embodiment of the present embodiment;

Фиг. 23 является схемой для пояснения конфигурации второй модификации четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 23 is a diagram for explaining a configuration of a second modification of a fourth embodiment of the present invention;

Фиг. 24 является схемой для пояснения конфигурации третьей модификации четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 24 is a diagram for explaining a configuration of a third modification of a fourth embodiment of the present invention;

Фиг. 25 является схемой для пояснения конфигурации пятого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 25 is a diagram for explaining a configuration of a fifth embodiment of the present invention;

Фиг. 26 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства, показанного на фиг. 25;FIG. 26 is a diagram for explaining the operation of the balancing device shown in FIG. 25;

Фиг. 27 иллюстрирует изменение крутящего момента от пружинного элемента, который балансировочный вал принимает от пружинного элемента при каждой ситуации, проиллюстрированной на фиг. 26;FIG. 27 illustrates the change in torque from the spring element that the balancing shaft receives from the spring element in each situation illustrated in FIG. 26;

Фиг. 28 является схемой для пояснения конфигурации шестого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 28 is a diagram for explaining a configuration of a sixth embodiment of the present invention;

Фиг. 29 является схемой для пояснения эффекта, полученного посредством конструкции смещенного кривошипа, расположенного в двигателе внутреннего сгорания, показанном на фиг. 28;FIG. 29 is a diagram for explaining an effect obtained by the construction of an offset crank located in the internal combustion engine shown in FIG. 28;

Фиг. 30 является схемой для пояснения взаимосвязи между позицией поршня в двигателе внутреннего сгорания, показанном на фиг. 28, и углом поворота коленчатого вала;FIG. 30 is a diagram for explaining the relationship between the position of the piston in the internal combustion engine shown in FIG. 28, and the angle of rotation of the crankshaft;

Фиг. 31A является схемой для пояснения конфигурации шестого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 31A is a diagram for explaining a configuration of a sixth embodiment of the present invention;

Фиг. 31B является схемой для пояснения конфигурации первой модификации шестого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 31B is a diagram for explaining a configuration of a first modification of a sixth embodiment of the present invention;

Фиг. 31C является схемой для пояснения конфигурации второй модификации шестого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 31C is a diagram for explaining a configuration of a second modification of a sixth embodiment of the present invention;

Фиг. 31D является схемой для пояснения конфигурации третьей модификации шестого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 31D is a diagram for explaining a configuration of a third modification of a sixth embodiment of the present invention;

Фиг. 32 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и угловой скоростью dα/dθ балансировочного вала в конфигурации, показанной на фиг. 31A, с использованием коэффициента h/r смещения в качестве параметра;FIG. 32 is a diagram illustrating the relationship between the angle θ of rotation of the crankshaft and the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft in the configuration shown in FIG. 31A using the bias coefficient h / r as a parameter;

Фиг. 33 иллюстрирует профили силы инерции, сформированной посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и результирующей вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства, показанного на фиг. 31A;FIG. 33 illustrates profiles of the inertia force generated by the piston of an internal combustion engine and the resulting vibrational force generated by the balancing device shown in FIG. 31A;

Фиг. 34 является схемой, показывающей результат, полученный посредством объединения результирующей вызывающей вибрацию силы и силы инерции, сформированной посредством поршня, обе из которых показаны на фиг. 33;FIG. 34 is a diagram showing a result obtained by combining the resulting vibrational and inertial forces generated by the piston, both of which are shown in FIG. 33;

Фиг. 35 является схемой для пояснения конфигурации седьмого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 35 is a diagram for explaining a configuration of a seventh embodiment of the present invention;

Фиг. 36 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и угловой скоростью dα/dθ балансировочного вала в конфигурации, показанной на фиг. 35, с использованием коэффициента h/r смещения в качестве параметра;FIG. 36 is a diagram illustrating the relationship between the angle of rotation θ of the crankshaft and the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft in the configuration shown in FIG. 35, using the displacement coefficient h / r as a parameter;

Фиг. 37 иллюстрирует профили силы инерции, сформированной посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и результирующей вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства, показанного на фиг. 35;FIG. 37 illustrates profiles of the inertia force generated by the piston of an internal combustion engine and the resulting vibrational force generated by the balancing device shown in FIG. 35;

Фиг. 38 является схемой, показывающей результат, полученный посредством объединения результирующей вызывающей вибрацию силы и силы инерции, сформированной посредством поршня, обе из которых показаны на фиг. 37;FIG. 38 is a diagram showing a result obtained by combining the resulting vibrational and inertia forces generated by a piston, both of which are shown in FIG. 37;

Фиг. 39 является схемой для пояснения конфигурации восьмого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 39 is a diagram for explaining a configuration of an eighth embodiment of the present invention;

Фиг. 40 является схемой для пояснения принципа того, как балансировочное устройство, показанное на фиг. 39, уравновешивает вызывающие вибрацию силы;FIG. 40 is a diagram for explaining the principle of how the balancing device shown in FIG. 39, balances the forces causing vibration;

Фиг. 41 является схемой для пояснения позиции центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала, расположенного в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 39;FIG. 41 is a diagram for explaining the position of the center of gravity of an eccentric load of a crankshaft located in the balancing device shown in FIG. 39;

Фиг. 42 является видом в перспективе для пояснения признаков коленчатого вала, расположенного в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 39;FIG. 42 is a perspective view for explaining features of a crankshaft located in the balancing device shown in FIG. 39;

Фиг. 43 является видом в перспективе для пояснения признаков балансировочного вала, расположенного в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 39;FIG. 43 is a perspective view for explaining the features of the balancing shaft located in the balancing device shown in FIG. 39;

Фиг. 44 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства, показанного на фиг. 39;FIG. 44 is a diagram for explaining the operation of the balancing device shown in FIG. 39;

Фиг. 45 является видом в перспективе для пояснения признаков другого балансировочного вала, применимого для использования в балансировочном устройстве согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 45 is a perspective view for explaining the features of another balancing shaft applicable for use in a balancing device according to an eighth embodiment of the present invention;

Фиг. 46 является схемой для пояснения конфигурации девятого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 46 is a diagram for explaining a configuration of a ninth embodiment of the present invention;

Фиг. 47 является схемой для пояснения принципа того, как балансировочное устройство, показанное на фиг. 46, уравновешивает вызывающие вибрацию силы;FIG. 47 is a diagram for explaining the principle of how the balancing device shown in FIG. 46, balances the forces causing vibration;

Фиг. 48 является схемой для пояснения позиции центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала, расположенного в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 46;FIG. 48 is a diagram for explaining the position of the center of gravity of an eccentric load of a crankshaft located in the balancing device shown in FIG. 46;

Фиг. 49 является видом в перспективе для пояснения признаков балансировочного вала, расположенного в балансировочном устройстве, показанном на фиг. 46;FIG. 49 is a perspective view for explaining the features of the balancing shaft located in the balancing device shown in FIG. 46;

Фиг. 50 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства, показанного на фиг. 46;FIG. 50 is a diagram for explaining the operation of the balancing device shown in FIG. 46;

Фиг. 51 является видом в перспективе для пояснения признаков другого балансировочного вала, применимого для использования в балансировочном устройстве согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 51 is a perspective view for explaining the features of another balancing shaft applicable for use in a balancing device according to a ninth embodiment of the present invention;

Фиг. 52 является покомпонентным видом в перспективе балансировочного устройства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 52 is an exploded perspective view of a balancing device according to a first embodiment of the present invention;

Фиг. 53 является покомпонентным видом в перспективе шатуна, показанного на фиг. 52;FIG. 53 is an exploded perspective view of the connecting rod shown in FIG. 52;

Фиг. 54 является видом сбоку в сечении основной секции балансировочного устройства согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 54 is a side sectional view of a main section of a balancing device according to a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 55 является схемой для пояснения способа для формирования эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала и эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала, показанных на фиг. 52, посредством общей машинной обработки отверстий;FIG. 55 is a diagram for explaining a method for forming an eccentric shaft on the side of the crankshaft and an eccentric shaft on the side of the balancing shaft shown in FIG. 52, through general hole machining;

Фиг. 56 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 56 is a diagram for explaining an operation of a balancing device according to a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 57 является схемой для пояснения первой модификации балансировочного устройства согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 57 is a diagram for explaining a first modification of a balancing device according to a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 58 является схемой для пояснения конфигурации эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала, расположенного во второй модификации десятого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 58 is a diagram for explaining a configuration of an eccentric shaft on a side of a balancing shaft located in a second modification of a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 59 является схемой для пояснения конфигурации эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала, расположенного в третьей модификации десятого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 59 is a diagram for explaining a configuration of an eccentric shaft on a side of a crankshaft located in a third modification of a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 60 является схемой для пояснения конфигурации и работы четвертой модификации десятого варианта осуществления настоящего изобретения;FIG. 60 is a diagram for explaining a configuration and operation of a fourth modification of a tenth embodiment of the present invention;

Фиг. 61 является покомпонентным видом в перспективе балансировочного устройства согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 61 is an exploded perspective view of a balancing device according to an eleventh embodiment of the present invention;

Фиг. 62 является покомпонентным видом в перспективе шатуна, показанного на фиг. 61;FIG. 62 is an exploded perspective view of the connecting rod shown in FIG. 61;

Фиг. 63 является видом сбоку в сечении основной секции балансировочного устройства согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 63 is a side sectional view of a main section of a balancing device according to an eleventh embodiment of the present invention;

Фиг. 64 является схемой, показывающей то, что эксцентрическая величина, возникающая в эксцентриковом валу на стороне балансировочного вала, может изменяться в одиннадцатом варианте осуществления настоящего изобретения;FIG. 64 is a diagram showing that an eccentric value occurring in an eccentric shaft on a balancing shaft side can be changed in an eleventh embodiment of the present invention;

Фиг. 65 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения; иFIG. 65 is a diagram for explaining an operation of a balancing device according to an eleventh embodiment of the present invention; and

Фиг. 66 является схемой для пояснения конфигурации и работы модификации одиннадцатого варианта осуществления настоящего изобретения.FIG. 66 is a diagram for explaining a configuration and operation of a modification of an eleventh embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Первый вариант осуществления изобретенияFirst Embodiment

Конфигурация первого варианта осуществления изобретенияConfiguration of a First Embodiment

Фиг. 1 является видом для пояснения конфигурации первого варианта осуществления настоящего изобретения. Настоящий вариант осуществления включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания имеет поршень 12. В настоящем варианте осуществления, двигатель 10 внутреннего сгорания представляет собой одноцилиндровый четырехтактный двигатель, включающий в себя только один поршень 12.FIG. 1 is a view for explaining a configuration of a first embodiment of the present invention. The present embodiment includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 has a piston 12. In the present embodiment, the internal combustion engine 10 is a single cylinder four stroke engine including only one piston 12.

Поршень 12 соединяется с коленчатым валом 16 через шатун 14 (в дальнейшем в этом документе, называемый "шатуном 14"). Коленчатый вал 16 включает в себя палец 18 кривошипа, который соединяется с шатуном 14. Палец 18 кривошипа формируется как единое целое с шейкой 22 коленчатого вала (в дальнейшем в этом документе называемой "главным валом коленчатого вала") через плечо 20 кривошипа. Главный вал 22 коленчатого вала удерживается с возможностью вращения посредством подшипника, расположенного в блоке цилиндров.The piston 12 is connected to the crankshaft 16 through a connecting rod 14 (hereinafter, referred to as "connecting rod 14"). The crankshaft 16 includes a crank pin 18 that connects to the connecting rod 14. The crank pin 18 is formed integrally with the crankshaft neck 22 (hereinafter referred to as the “crankshaft main shaft”) through the crank arm 20. The main shaft 22 of the crankshaft is rotatably held by a bearing located in the cylinder block.

Коленчатый вал 16 включает в себя эксцентриковый груз 24 коленчатого вала. Эксцентриковый груз 24 коленчатого вала предоставляется таким образом, что его центр тяжести расположен в практически противоположной стороне пальца 18 кривошипа с центром главного вала 22 коленчатого вала между ними. Дополнительно, эксцентриковому грузу 24 коленчатого вала предоставляется вес (mc) для уравновешивания веса шатуна 14 и вес для уравновешивания веса (mp/2), соответствующий половине веса поршня 12.The crankshaft 16 includes an eccentric load 24 of the crankshaft. An eccentric load 24 of the crankshaft is provided in such a way that its center of gravity is located on the almost opposite side of the crank pin 18 with the center of the main shaft 22 of the crankshaft between them. Additionally, the eccentric load 24 of the crankshaft is provided with a weight (mc) for balancing the weight of the connecting rod 14 and a weight for balancing the weight (mp / 2) corresponding to half the weight of the piston 12.

Коленчатый вал 16 выполняет одно вращение в то время, когда поршень 12 выполняет одно возвратно-поступательное движение между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой. В дальнейшем в этом документе, направление возвратно-поступательного движения поршня 12 упоминается в качестве "направления по оси Y", а направление, ортогональное к "направлению по оси Y", называется "направлением по оси Х".The crankshaft 16 performs one rotation at a time when the piston 12 performs one reciprocating movement between the top dead center and the bottom dead center. Hereinafter, the direction of reciprocating movement of the piston 12 is referred to as the "Y axis direction", and the direction orthogonal to the "Y axis direction" is called the "X axis direction".

В настоящем варианте осуществления, эксцентриковый груз 24 коленчатого вала задается таким образом, что разность фаз угла поворота коленчатого вала практически в 180° (°CA) возникает из поршня 12. Таким образом, фаза эксцентрикового груза 24 коленчатого вала задается таким образом, что устанавливаются следующие два условия:In the present embodiment, the eccentric load 24 of the crankshaft is set so that the phase difference of the crankshaft angle of almost 180 ° (° CA) arises from the piston 12. Thus, the phase of the eccentric load 24 of the crankshaft is set so that the following two conditions:

(1) когда поршень 12 расположен в верхней мертвой точке, центр тяжести эксцентрикового груза 24 коленчатого вала расположен практически на подвижном конце на стороне нижней мертвой точки в направлении по оси Y;(1) when the piston 12 is located at top dead center, the center of gravity of the eccentric load 24 of the crankshaft is located practically on the moving end on the side of the bottom dead center in the direction along the Y axis;

(2) когда поршень 12 расположен в нижней мертвой точке, центр тяжести эксцентрикового груза 24 коленчатого вала расположен практически на подвижном конце на стороне верхней мертвой точки в направлении по оси Y.(2) when the piston 12 is located at bottom dead center, the center of gravity of the eccentric load 24 of the crankshaft is located practically at the movable end on the side of top dead center in the Y axis direction.

Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя балансировочное устройство 30. Коленчатый вал 16 представляет собой компонент балансировочного устройства 30. Коленчатый вал 16 содержит точку 32 соединения с коленчатым валом в позиции, отклоняющейся от центра главного вала 22 коленчатого вала. Более конкретно, точка 32 соединения с коленчатым валом предоставляется на противоположной стороне эксцентрикового груза 24 коленчатого вала с центром главного вала 22 коленчатого вала между ними.The internal combustion engine 10 includes a balancing device 30. The crankshaft 16 is a component of the balancing device 30. The crankshaft 16 contains a connection point 32 with the crankshaft at a position deviating from the center of the main shaft 22 of the crankshaft. More specifically, the connection point 32 with the crankshaft is provided on the opposite side of the eccentric load 24 of the crankshaft with the center of the main shaft 22 of the crankshaft between them.

Шатун 36 соединяется с точкой 32 соединения с коленчатым валом через механизм 34 соединения с коленчатым валом. Шатун 36 удерживается с возможностью вращения посредством механизма 34 соединения с коленчатым валом. Следовательно, коленчатый вал 16 и шатун 36 могут относительно вращаться в плоскости, параллельной с поверхностью вращения коленчатого вала 16, с точкой 32 соединения с коленчатым валом в качестве центра вращения.The connecting rod 36 is connected to the crankshaft connection point 32 through the crankshaft connection mechanism 34. The connecting rod 36 is rotatably held by a crankshaft coupling mechanism 34. Therefore, the crankshaft 16 and the connecting rod 36 can relatively rotate in a plane parallel to the surface of rotation of the crankshaft 16, with a connection point 32 with the crankshaft as the center of rotation.

Другой конец шатуна 36 соединяется с балансировочным валом 40 в точке 38 соединения с балансировочным валом. Балансировочный вал 40 включает в себя механизм 42 соединения с балансировочным валом в точке 38 соединения с балансировочным валом. Шатун 36 удерживается с возможностью вращения посредством механизма 42 соединения с балансировочным валом. Следовательно, шатун 36 и балансировочный вал 40 могут относительно вращаться с точкой 38 соединения с балансировочным валом в качестве центра вращения.The other end of the connecting rod 36 is connected to the balancing shaft 40 at a point 38 of the connection with the balancing shaft. The balancing shaft 40 includes a mechanism 42 for connecting to the balancing shaft at a point 38 for connecting to the balancing shaft. The connecting rod 36 is rotatably held by means of a mechanism 42 for connecting to the balancing shaft. Therefore, the connecting rod 36 and the balancing shaft 40 can relatively rotate with the point 38 of the connection with the balancing shaft as the center of rotation.

Балансировочный вал 40 включает в себя осевой вал 44 балансировочного вала в позиции, отклоненной от точки 38 соединения с балансировочным валом. Осевой вал 44 балансировочного вала предоставляется параллельно главному валу 22 коленчатого вала и удерживается с возможностью вращения посредством подшипника, включенного посредством блока цилиндров. Следовательно, балансировочный вал 40 может вращаться в плоскости, которая является параллельной с поверхностью вращения коленчатого вала 16, с осевым валом 44 балансировочного вала в качестве вращательного вала.The balancing shaft 40 includes an axial shaft 44 of the balancing shaft in a position deviated from the point 38 of the connection with the balancing shaft. The axial shaft 44 of the balancing shaft is provided parallel to the main shaft 22 of the crankshaft and is rotatably held by a bearing engaged by the cylinder block. Therefore, the balancing shaft 40 can rotate in a plane that is parallel to the surface of rotation of the crankshaft 16, with the axial shaft 44 of the balancing shaft as the rotational shaft.

Балансировочный вал 40 содержит механизм 46 регулирования точек соединения с балансировочным валом, который удерживает механизм 42 соединения с балансировочным валом. Механизм 46 регулирования точек соединения с балансировочным валом предоставляется таким образом, что позиция механизма 42 соединения с балансировочным валом на балансировочном валу 40, т.е. позиция точки 38 соединения с балансировочным валом пассивно регулируется до корректной позиции. Посредством функции механизма 46 регулирования точек соединения с балансировочным валом, точка 38 соединения с балансировочным валом может смещаться в фиксированном диапазоне в направлении радиуса вращения балансировочного вала 40, который проходит через осевой вал 44 балансировочного вала.The balancing shaft 40 includes a mechanism 46 for adjusting the connection points with the balancing shaft, which holds the mechanism 42 for connecting to the balancing shaft. The mechanism 46 for adjusting the points of connection to the balancing shaft is provided in such a way that the position of the mechanism 42 for connecting to the balancing shaft on the balancing shaft 40, i.e. the position of the connection point 38 with the balancing shaft is passively adjusted to the correct position. By the function of the balancing shaft connection point adjustment mechanism 46, the balancing shaft connection point 38 can be shifted in a fixed range in the direction of the rotation radius of the balancing shaft 40, which passes through the axial shaft 44 of the balancing shaft.

Балансировочный вал 40 дополнительно содержит эксцентриковый груз 48 балансировочного вала. Эксцентриковый груз 48 балансировочного вала предоставляется таким образом, что его центр тяжести расположен на противоположной стороне точки 38 соединения с балансировочным валом с центром осевого вала 44 балансировочного вала между ними. Дополнительно, эксцентриковому грузу 48 балансировочного вала предоставляется вес для уравновешивания веса (mp/2), практически соответствующий половине веса поршня 12.The balancing shaft 40 further comprises an eccentric load 48 of the balancing shaft. The eccentric load 48 of the balancing shaft is provided so that its center of gravity is located on the opposite side of the connection point 38 with the balancing shaft with the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft between them. Additionally, the eccentric load 48 of the balancing shaft is provided with a weight to balance the weight (mp / 2), almost corresponding to half the weight of the piston 12.

В настоящем варианте осуществления, в то время, когда коленчатый вал 16 выполняет одно вращение, балансировочный вал 40 выполняет одно вращение в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16. Здесь, как проиллюстрировано на фиг. 1, эксцентриковый груз 48 балансировочного вала предоставляется таким образом, что он синхронизируется по фазе с эксцентриковым грузом 24 коленчатого вала. Таким образом, фаза эксцентрикового груза 48 балансировочного вала сдвигается из фазы поршня 12 посредством практически 180 °CA, аналогично фазе эксцентрикового груза 24 коленчатого вала. Следовательно, два условия, описанные следующим образом, также устанавливаются между фазой эксцентрикового груза 48 балансировочного вала и фазой поршня 12:In the present embodiment, while the crankshaft 16 performs one rotation, the balancing shaft 40 performs one rotation in the opposite direction with respect to the rotation direction of the crankshaft 16. Here, as illustrated in FIG. 1, the eccentric load 48 of the balancing shaft is provided so that it is in phase synchronized with the eccentric load 24 of the crankshaft. Thus, the phase of the eccentric load 48 of the balancing shaft is shifted from the phase of the piston 12 by almost 180 ° CA, similarly to the phase of the eccentric load 24 of the crankshaft. Therefore, the two conditions described as follows are also established between the phase of the eccentric load 48 of the balancing shaft and the phase of the piston 12:

(1) когда поршень 12 расположен в верхней мертвой точке, центр тяжести эксцентрикового груза 48 балансировочного вала расположен практически на подвижном конце на стороне нижней мертвой точки в направлении по оси Y;(1) when the piston 12 is located at top dead center, the center of gravity of the eccentric load 48 of the balancing shaft is located practically at the movable end on the side of the bottom dead center in the direction along the Y axis;

(2) когда поршень 12 расположен в нижней мертвой точке, центр тяжести эксцентрикового груза 48 балансировочного вала расположен практически на подвижном конце на стороне верхней мертвой точки в направлении по оси Y.(2) when the piston 12 is located at bottom dead center, the center of gravity of the eccentric load 48 of the balancing shaft is located practically on the movable end on the side of top dead center in the direction along the Y axis.

Шатун 36 включает в себя шарнир 50 в своей средней точке. Круглая скользящая часть 52 вставляется в шарнир 50. Блок цилиндров содержит направляющую секцию 54, которая регулирует перемещение скользящей части 52. Направляющая секция 54 имеет пространство скольжения, имеющее продольное направление в направлении центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", которая проходит через центр главного вала 22 коленчатого вала и центр осевого вала 44 балансировочного вала. Скользящая часть 52 может перемещаться вдоль внутренней стенки пространства скольжения. Как результат, движение шарнира 50 ограничено прямолинейным движением на центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал".The connecting rod 36 includes a hinge 50 at its midpoint. The circular sliding portion 52 is inserted into the hinge 50. The cylinder block includes a guide section 54 that controls the movement of the sliding part 52. The guide section 54 has a sliding space having a longitudinal direction in the direction of the center line 56 "crankshaft - balancing shaft", which passes through the center the main shaft 22 of the crankshaft and the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft. The sliding portion 52 may move along the inner wall of the sliding space. As a result, the movement of the hinge 50 is limited to rectilinear movement on the center line 56 "crankshaft - balancing shaft".

Пояснение базового режима работы балансировочного устройства первого варианта осуществления изобретенияExplanation of the basic mode of operation of the balancing device of the first embodiment of the invention

Фиг. 2 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства 30, проиллюстрированного на фиг. 1. На фиг. 2, горизонтальная ось представляет угол θ поворота коленчатого вала (°CA). В дальнейшем в этом документе, угол θ поворота коленчатого вала в 0 (°CA) или 360 (°CA) соответствует верхней мертвой точке, а угол θ поворота коленчатого вала в 180 (°CA) соответствует нижней мертвой точке. Дополнительно, направление центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал" задается как "направление по оси y", а направление, ортогональное к "направлению по оси y", задается как "направление по оси x". Следует отметить, что, на фиг. 2, для удобства пояснения, направление по оси y показано таким образом, что оно соответствует направлению по оси Y (направлению перемещения поршня 12).FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the balancing device 30 illustrated in FIG. 1. In FIG. 2, the horizontal axis represents the angle θ of rotation of the crankshaft (° CA). Hereinafter, the crank angle θ of 0 (° CA) or 360 (° CA) corresponds to top dead center, and the crank angle θ of 180 (° CA) corresponds to bottom dead center. Additionally, the direction of the center line 56 "crankshaft - balancing shaft" is specified as the "y direction", and the direction orthogonal to the "direction along the y axis" is set as the "direction along the x axis." It should be noted that, in FIG. 2, for convenience of explanation, the y-axis direction is shown in such a way that it corresponds to the y-axis direction (piston movement direction 12).

На фиг. 2, в состоянии θ=0 (°CA), угол поворота α балансировочного вала 40 (в дальнейшем в этом документе, называемый "углом α поворота балансировочного вала") также составляет 0 (градусов). В это время, центр тяжести эксцентрикового груза 24 коленчатого вала и центр тяжести эксцентрикового груза 48 балансировочного вала находятся на подвижных концах на стороне нижней мертвой точки.In FIG. 2, in the state θ = 0 (° CA), the angle of rotation α of the balancing shaft 40 (hereinafter referred to as the "angle α of rotation of the balancing shaft") is also 0 (degrees). At this time, the center of gravity of the eccentric load 24 of the crankshaft and the center of gravity of the eccentric load 48 of the balancing shaft are at the movable ends on the bottom dead center side.

На фиг. 2, коленчатый вал 16 предположительно вращается в направлении по часовой стрелке. Когда коленчатый вал 16 вращается из состояния θ=0 (°CA), точка 32 соединения с коленчатым валом смещается в направлении (положительное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). В это время, координата x шарнира 50 всегда поддерживается в исходной точке посредством направляющей секции 54. Следовательно, точка 38 соединения с балансировочным валом смещается в направлении (отрицательное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). Как результат, балансировочный вал 40 вращается в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16.In FIG. 2, the crankshaft 16 is supposedly rotated in a clockwise direction. When the crankshaft 16 rotates from the state θ = 0 (° CA), the connection point 32 with the crankshaft shifts in the direction (positive direction along the x axis, negative direction along the y axis). At this time, the x coordinate of the hinge 50 is always maintained at the starting point by the guide section 54. Therefore, the connection point 38 with the balancing shaft is shifted in the direction (negative direction along the x axis, negative direction along the y axis). As a result, the balancing shaft 40 rotates in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft 16.

До тех пор, пока θ не достигнет 90 (°CA), точка 32 соединения с коленчатым валом продолжает смещаться в направлении (положительное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). Когда координата x точки 38 соединения с балансировочным валом изменяется на расстояние, идентичное расстоянию координаты x точки 32 соединения с коленчатым валом в это время, т.е. когда шатун 36 поддерживает вертикальное состояние на фиг. 2, координата y точки 38 соединения с балансировочным валом смещается на эквивалентное расстояние с координатой y точки 32 соединения с коленчатым валом. Тем не менее, в балансировочном устройстве 30, точка 32 соединения с коленчатым валом и точка 38 соединения с балансировочным валом отдаляются друг от друга в направлении по оси x до тех пор, пока θ не достигает 90 (°CA). Чтобы компенсировать расстояние в направлении по оси x, координата y точки 38 соединения с балансировочным валом не может удерживать от значительного смещения от координаты y точки 32 соединения с коленчатым валом. Как результат, на стадии, на которой коленчатый вал 16 вращается на 90 (°CA), угол α поворота балансировочного вала превышает 90 (градусов).Until θ reaches 90 (° CA), the connection point 32 with the crankshaft continues to shift in the direction (positive direction along the x axis, negative direction along the y axis). When the x coordinate of point 38 of the connection to the balancing shaft changes by a distance identical to the distance of the x coordinate of point 32 of the connection to the crankshaft at that time, i.e. when the connecting rod 36 maintains a vertical state in FIG. 2, the y coordinate of the balancing shaft connection point 38 is shifted by an equivalent distance with the y coordinate of the crankshaft connection point 32. However, in the balancing device 30, the connection point 32 with the crankshaft and the connection point 38 with the balancing shaft are moved apart from each other in the x-axis direction until θ reaches 90 (° CA). In order to compensate for the distance in the x-axis direction, the y coordinate of the point 38 of the connection to the balancing shaft cannot deter a significant offset from the y coordinate of the point 32 of the connection to the crankshaft. As a result, at the stage where the crankshaft 16 rotates 90 (° CA), the angle α of rotation of the balancing shaft exceeds 90 (degrees).

До тех пор, пока угол θ поворота коленчатого вала не превышает 90 (°CA), чтобы достигать 180 (°CA), точка 32 соединения с коленчатым валом изменяется в направлении (отрицательное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). В это время, точка 38 соединения с балансировочным валом смещается в направлении (положительное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). Здесь, точка 32 соединения с коленчатым валом и точка 38 соединения с балансировочным валом приближаются друг к другу в направлении по оси x с увеличением угла θ поворота коленчатого вала. Следовательно, изменение координаты y точки 38 соединения с балансировочным валом меньше изменения координаты y точки 32 соединения с коленчатым валом. Затем на стадии, на которой угол θ поворота коленчатого вала достигает 180 [°CA], угол α поворота балансировочного вала аналогично достигает 180 (градусов).As long as the angle of rotation of the crankshaft does not exceed 90 (° CA), to reach 180 (° CA), the point 32 of the connection with the crankshaft changes in the direction (negative direction along the x axis, negative direction along the y axis). At this time, the connection point 38 with the balancing shaft is shifted in the direction (positive direction along the x axis, negative direction along the y axis). Here, the connection point 32 with the crankshaft and the connection point 38 with the balancing shaft approach each other in the x axis direction with increasing angle θ of rotation of the crankshaft. Therefore, the change in the y coordinate of the connection point 38 with the balancing shaft is less than the change in the y coordinate of the connection point 32 of the crankshaft. Then, at the stage at which the angle of rotation of the crankshaft reaches 180 [° CA], the angle α of rotation of the balancing shaft likewise reaches 180 (degrees).

По вышеописанной причине, балансировочный вал 40 вращается с более высокой скоростью вращения, чем коленчатый вал 16 в процессе изменения угла θ поворота коленчатого вала с 0 (°CA) до 90 (°CA). Затем, скорость вращения балансировочного вала 40 ниже скорости вращения коленчатого вала 16 в процессе изменения угла θ поворота коленчатого вала с 90 (°CA) до 180 (°CA). Такое изменение скорости вращения также возникает, когда угол θ поворота коленчатого вала изменяется с 180 (°CA) до 360 (°CA) посредством аналогичного механизма.For the above reason, the balancing shaft 40 rotates at a higher rotation speed than the crankshaft 16 in the process of changing the angle of rotation θ of the crankshaft from 0 (° CA) to 90 (° CA). Then, the rotation speed of the balancing shaft 40 is lower than the rotation speed of the crankshaft 16 while changing the angle of rotation θ of the crankshaft from 90 (° CA) to 180 (° CA). This change in rotational speed also occurs when the crank angle θ is changed from 180 (° CA) to 360 (° CA) by a similar mechanism.

Как описано выше, балансировочное устройство 30 в настоящем варианте осуществления имеет следующие характеристики:As described above, the balancing device 30 in the present embodiment has the following characteristics:

(1) коленчатый вал 16 и балансировочный вал 40 вращаются в противоположных направлениях в идентичном цикле;(1) the crankshaft 16 and the balancing shaft 40 rotate in opposite directions in an identical cycle;

(2) когда коленчатый вал 16 вращается на равной скорости вращения, вращение на неравной скорости вращения возникает в балансировочном валу 40. В этом случае, скорость вращения балансировочного вала 40 выше скорости вращения коленчатого вала 16, когда угол θ поворота коленчатого вала принадлежит диапазону 0 (°CA) -90 (°CA) и диапазону 270 (°CA) -360 (°CA). Дополнительно, когда угол θ поворота коленчатого вала принадлежит диапазону 90 (°CA) -270 (°CA), скорость вращения балансировочного вала 40 ниже скорости вращения коленчатого вала 16;(2) when the crankshaft 16 rotates at an equal rotation speed, rotation at an unequal rotation speed occurs in the balancing shaft 40. In this case, the rotation speed of the balancing shaft 40 is higher than the rotation speed of the crankshaft 16, when the rotation angle θ of the crankshaft belongs to the range 0 ( ° CA) -90 (° CA) and a range of 270 (° CA) -360 (° CA). Additionally, when the angle of rotation of the crankshaft belongs to the range 90 (° CA) -270 (° CA), the rotation speed of the balancing shaft 40 is lower than the rotation speed of the crankshaft 16;

(3) в состоянии угла поворота коленчатого вала θ=0 (°CA), т.е. в состоянии, в котором поршень 12 расположен в верхней мертвой точке, центр тяжести коленчатого вала 16 и центр тяжести балансировочного вала 40 находятся на подвижном конце в нижней мертвой точке. Дополнительно, в состоянии угла поворота коленчатого вала θ=180 (°CA), т.е. в состоянии, в котором поршень 12 расположен в нижней мертвой точке, центр тяжести коленчатого вала 16 и центр тяжести балансировочного вала 40 находятся на подвижном конце на стороне верхней мертвой точки.(3) in the state of the crank angle θ = 0 (° CA), i.e. in a state in which the piston 12 is located at top dead center, the center of gravity of the crankshaft 16 and the center of gravity of the balancing shaft 40 are at the movable end at bottom dead center. Additionally, in the state of the crank angle θ = 180 (° CA), i.e. in a state in which the piston 12 is located at bottom dead center, the center of gravity of the crankshaft 16 and the center of gravity of the balancing shaft 40 are on the movable end on the top dead center side.

В ходе работы двигателя 10 внутреннего сгорания, возвратно-поступательное движение возникает в поршне 12, и вращательные движения возникают в коленчатом валу 16 и балансировочном валу 40. В это время, составное движение из возвратно-поступательного движения и вращательного движения возникает в шатуне 14. Основной вес шатуна 14 существует в части, которая вращается вместе с пальцем 18 кривошипа. Следовательно, в весе (mc+mp/2) коленчатого вала 16, (mc) уравновешивается посредством вращательной части шатуна 14. Соответственно, в ходе работы двигателя 10 внутреннего сгорания, можно считать, что следующее движение возникает во внутренней части двигателя внутреннего сгорания.During operation of the internal combustion engine 10, a reciprocating movement occurs in the piston 12, and rotational movements occur in the crankshaft 16 and the balancing shaft 40. At this time, a composite movement of the reciprocating movement and the rotational movement occurs in the connecting rod 14. The main the weight of the connecting rod 14 exists in the part that rotates with the crank pin 18. Therefore, in the weight (mc + mp / 2) of the crankshaft 16, (mc) is balanced by the rotational part of the connecting rod 14. Accordingly, during operation of the internal combustion engine 10, it can be considered that the following movement occurs in the internal part of the internal combustion engine.

(1) Возвратно-поступательное движение в направлении по оси Y груза (mp) вследствие движения поршня 12(1) Reciprocating movement in the Y direction of the load (mp) due to movement of the piston 12

(2) Нормальное вращательное движение эксцентрикового груза (mp/2) вследствие вращения коленчатого вала 16(2) Normal rotational movement of the eccentric load (mp / 2) due to rotation of the crankshaft 16

(3) Обратное вращательное движение эксцентрикового груза (mp/2) вследствие вращения балансировочного вала 40(3) Reverse rotational movement of the eccentric load (mp / 2) due to rotation of the balancing shaft 40

Возвратно-поступательное движение в направлении по оси Y груза (mp) формирует силу инерции в направлении по оси Y. Сила инерции изменяется по абсолютной величине синхронно с движением поршня 12, достигает практически отрицательного максимального значения в верхней мертвой точке и достигает практически положительного максимального значения в нижней мертвой точке.The reciprocating movement in the direction along the Y axis of the load (mp) generates the inertia force in the direction along the Y axis. The inertia force changes in absolute value synchronously with the movement of the piston 12, reaches an almost negative maximum value at top dead center and reaches an almost positive maximum value at bottom dead center.

Нормальное вращательное движение эксцентрикового груза (mp/2) и обратное вращательное движение эксцентрикового груза (mp/2) формируют вызывающие вибрацию силы, направленные наружу из соответствующих радиусов вращения. Компоненты по оси X вызывающих вибрацию сил уравновешиваются посредством друг друга, и компоненты по оси Y комбинируются. Комбинированные компоненты по оси Y вызывающей вибрацию силы уравновешивают силу инерции, сопровождающую движение поршня. Следовательно, согласно балансировочному устройству 30 в настоящем варианте осуществления, вибрация в работе двигателя 10 внутреннего сгорания может подавляться таким образом, что она является достаточно небольшой.The normal rotational movement of the eccentric load (mp / 2) and the reverse rotational movement of the eccentric load (mp / 2) form vibration-causing forces directed outward from the respective radii of rotation. The components on the X axis of the vibration-causing forces are balanced by each other, and the components on the Y axis are combined. The combined components along the Y axis of the vibration-inducing force balance the inertia that accompanies the movement of the piston. Therefore, according to the balancing device 30 in the present embodiment, vibration in the operation of the internal combustion engine 10 can be suppressed so that it is small enough.

Подробное пояснение работы балансировочного устройства первого варианта осуществления изобретенияDetailed explanation of the operation of the balancing device of the first embodiment of the invention

Фиг. 3 иллюстрирует взаимосвязь, которая устанавливается между углом θ поворота коленчатого вала и углом α поворота балансировочного вала в настоящем варианте осуществления. Фиг. 3 показывает состояние, в котором вышеуказанное вращение на неравной скорости вращения возникает в балансировочном валу 40 с вращением коленчатого вала 16.FIG. 3 illustrates the relationship that is established between the angle of rotation θ of the crankshaft and the angle α of rotation of the balancing shaft in the present embodiment. FIG. 3 shows a state in which the above rotation at an unequal rotation speed occurs in the balancing shaft 40 with the rotation of the crankshaft 16.

Фиг. 4 является схемой, в которой угол α поворота балансировочного вала, проиллюстрированный на фиг. 3, заменяется угловой скоростью dα/dθ балансировочного вала. Когда балансировочный вал 40 вращается на равной скорости вращения в противоположную сторону относительно коленчатого вала 16, угловая скорость dα/dθ балансировочного вала всегда составляет -1. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, угловая скорость dα/dθ балансировочного вала имеет значение с большим абсолютным значением в окрестности верхней мертвой точки вследствие вращения на неравной скорости вращения балансировочного вала 40. Дополнительно, в окрестности нижней мертвой точки, угловая скорость dα/dθ балансировочного вала имеет значение с небольшим абсолютным значением.FIG. 4 is a diagram in which the angle of rotation α of the balancing shaft illustrated in FIG. 3 is replaced by the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft. When the balancing shaft 40 rotates at an equal speed of rotation in the opposite direction relative to the crankshaft 16, the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft is always -1. In contrast, in the present embodiment, the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft has a value with a large absolute value in the vicinity of the top dead center due to rotation at an unequal rotation speed of the balancing shaft 40. Additionally, in the vicinity of the bottom dead center, the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft matters with a small absolute value.

Фиг. 5 является схемой, в которой угловая скорость dα/dθ балансировочного вала, проиллюстрированная на фиг. 4, дополнительно заменена угловым ускорением d2α/dθ2 балансировочного вала. Когда скорость вращения балансировочного вала 40 равна скорости вращения коленчатого вала 16, угловое ускорение d2α/dθ2 балансировочного вала всегда является нулем. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, угловое ускорение d2α/dθ2 балансировочного вала имеет значение с большим абсолютным значением в окрестности середины верхней мертвой точки и нижней мертвой точки вследствие вращения на неравной скорости вращения балансировочного вала 40.FIG. 5 is a diagram in which the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft, illustrated in FIG. 4 is further replaced by angular acceleration d2α / dθ2 of the balancing shaft. When the rotation speed of the balancing shaft 40 is equal to the rotation speed of the crankshaft 16, the angular acceleration d2α / dθ2 of the balancing shaft is always zero. In contrast, in the present embodiment, the angular acceleration d2α / dθ2 of the balancing shaft has a value with a large absolute value in the vicinity of the middle of the top dead center and bottom dead center due to rotation at an unequal rotation speed of the balancing shaft 40.

Центробежная сила, которая является пропорциональной квадрату угловой скорости, действует на балансировочный вал 40. Дополнительно, когда угловое ускорение возникает в балансировочном валу 40, сила реакции углового ускорения действует на балансировочный вал 40. Балансировочный вал 40 формирует вызывающую вибрацию силу, соответствующую составному значению из вышеуказанной центробежной силы и силы реакции. Следовательно, вызывающая вибрацию сила, которая формируется посредством балансировочного вала 40 в настоящем варианте осуществления, искажается по сравнению с вызывающей вибрацию силой, которая формируется посредством коленчатого вала 16.A centrifugal force, which is proportional to the square of the angular velocity, acts on the balancing shaft 40. Additionally, when angular acceleration occurs in the balancing shaft 40, the angular acceleration reaction force acts on the balancing shaft 40. The balancing shaft 40 generates a vibration-causing force corresponding to the composite value from the above centrifugal force and reaction force. Therefore, the vibration causing force that is generated by the balancing shaft 40 in the present embodiment is distorted compared to the vibration causing force that is generated by the crankshaft 16.

Фиг. 6 является схемой для пояснения движения поршня 12 относительно изменения угла θ поворота коленчатого вала. В двигателе 10 внутреннего сгорания, поршень 12 соединяется с главным валом 22 коленчатого вала через коленчатый вал 16 и шатун 14. Здесь, длина шатуна задается как 1c, и радиус кривошипа задается как rc. Дополнительно, отношение длины шатуна и радиуса кривошипа, т.е. коэффициент шатуна, выражается посредством 1c/rc.FIG. 6 is a diagram for explaining the movement of the piston 12 with respect to the change in the angle of rotation θ of the crankshaft. In the internal combustion engine 10, the piston 12 is connected to the main shaft 22 of the crankshaft via the crankshaft 16 and the connecting rod 14. Here, the length of the connecting rod is set to 1c and the radius of the crank is set to rc. Additionally, the ratio of the length of the connecting rod and the radius of the crank, i.e. connecting rod ratio expressed by 1c / rc.

Как проиллюстрировано на фиг. 6, в процессе изменения угла θ поворота коленчатого вала с 0 (°CA) до 90 (°CA), координаты пальца 18 кривошипа смещаются в направлении (положительное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). Поскольку координата X поршня 12 является фиксированной, палец 18 кривошипа отдаляется от поршня 12 в направлении по оси Х в этом процессе. Чтобы компенсировать расстояние в направлении по оси Х, координата Y поршня 12 не может удерживать от более значительного смещения по сравнению с координатой Y пальца 18 кривошипа. Следовательно, ход PS90, который возникает в поршне 12 во время изменения угла θ поворота коленчатого вала с 0 (°CA) до 90 (°CA), превышает величину смещения в направлении по оси Y, которое возникает в пальце 18 кривошипа в течение этого времени.As illustrated in FIG. 6, in the process of changing the angle θ of rotation of the crankshaft from 0 (° CA) to 90 (° CA), the coordinates of the crank pin 18 are shifted in the direction (positive direction along the x axis, negative direction along the y axis). Since the X coordinate of the piston 12 is fixed, the crank pin 18 moves away from the piston 12 in the X direction in this process. In order to compensate for the distance in the X-axis direction, the Y coordinate of the piston 12 cannot be held back from a more significant displacement compared to the Y coordinate of the crank pin 18. Therefore, the stroke PS90, which occurs in the piston 12 during a change in the crank angle θ from 0 (° CA) to 90 (° CA), exceeds the amount of displacement in the direction along the Y axis that occurs in the crank pin 18 during this time .

В процессе изменения угла θ поворота коленчатого вала до 180 (°CA) с 90 (°CA), координаты пальца 18 кривошипа смещаются в направлении (отрицательное направление по оси x, отрицательное направление по оси y). В этом процессе, палец 18 кривошипа приближается к поршню 12 в направлении по оси Х. Поскольку как палец 18 кривошипа, так и поршень 12 приближаются друг к другу в направлении по оси Х, величина смещения в направлении по оси Y поршня 12 становится меньшей по сравнению с величиной смещения в направлении по оси Y пальца 18 кривошипа. Следовательно, величина (PS180-PS90) смещения поршня во время изменения угла θ поворота коленчатого вала с 90 (°CA) до 180 (°CA) становится меньше вышеуказанного PS90. Аналогичное изменение величины смещения возникает, когда поршень 12 смещается от стороны нижней мертвой точки к стороне верхней мертвой точки. По вышеприведенной причине, в случае вращения на равной скорости вращения выполнения коленчатого вала 16, скорость поршня смещения 12 становится относительно высокой в окрестности верхней мертвой точки и становится относительно низкой в окрестности нижней мертвой точки.In the process of changing the angle θ of rotation of the crankshaft to 180 (° CA) from 90 (° CA), the coordinates of the crank pin 18 are shifted in the direction (negative direction along the x axis, negative direction along the y axis). In this process, the crank pin 18 approaches the piston 12 in the X-axis direction. Since both the crank pin 18 and the piston 12 approach each other in the X-axis direction, the amount of displacement in the Y-axis direction of the piston 12 becomes smaller compared to with the amount of displacement in the direction along the Y axis of the crank pin 18. Therefore, the amount (PS180-PS90) of the piston displacement during the change of the angle θ of rotation of the crankshaft from 90 (° CA) to 180 (° CA) becomes less than the above PS90. A similar change in displacement occurs when the piston 12 moves from the bottom dead center side to the top dead center side. For the above reason, in the case of rotation at an equal rotational speed of the crankshaft 16, the speed of the displacement piston 12 becomes relatively high in the vicinity of the top dead center and becomes relatively low in the vicinity of the bottom dead center.

Фиг. 7 иллюстрирует профили силы инерции, сформированной посредством поршня 12, и вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства 30. Формы 60, 62 и 64 сигнала, соответственно, представляют собой профили сил, описанные следующим образом:FIG. 7 illustrates the profiles of the inertia force generated by the piston 12 and causing the vibration of the force generated by the balancing device 30. The waveforms 60, 62 and 64, respectively, are force profiles described as follows:

Форма 60 сигнала: компонент по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством эксцентрикового груза (mp/2) коленчатого вала 16Waveform 60: component along the Y axis of the vibration-inducing force generated by the eccentric load (mp / 2) of the crankshaft 16

Форма 62 сигнала: компонент по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством эксцентрикового груза (mp/2) балансировочного вала 40Waveform 62: Y-axis component of the vibration-inducing force generated by the eccentric load (mp / 2) of the balancing shaft 40

Форма 64 сигнала: сила инерции, сформированная посредством поршня 12Waveform 64: Inertia generated by piston 12

Коленчатый вал 16 заставляет эксцентриковый груз (mp/2) выполнять вращение на равной скорости вращения. Следовательно, форма 60 сигнала, соответствующая вызывающей вибрацию силе коленчатого вала 16, является синусоидальной волной практически без искажения.The crankshaft 16 causes the eccentric load (mp / 2) to rotate at an equal speed of rotation. Therefore, the waveform 60 corresponding to the vibrating force of the crankshaft 16 is a sine wave with virtually no distortion.

Балансировочный вал 40 заставляет эксцентриковый груз (mp/2) выполнять вращение на неравной скорости вращения быстро в процессе от верхней мертвой точки к средней точке и медленно в процессе от средней точки к нижней мертвой точке. Следовательно, форма 62 сигнала, соответствующая балансировочному валу 40, имеет форму искаженной синусоидальной волны, имеющей плечи в окрестности 90 (°CA) и в окрестности 270 (°CA).The balancing shaft 40 causes the eccentric weight (mp / 2) to rotate at an unequal speed of rotation quickly in the process from top dead center to mid point and slowly in the process from mid point to bottom dead point. Therefore, the waveform 62 corresponding to the balancing shaft 40 is in the form of a distorted sine wave having shoulders in the vicinity of 90 (° CA) and in the vicinity of 270 (° CA).

Поршень 12 формирует силу инерции, соответствующую его скорости смещения. Скорость поршня смещения 12 становится высокой в окрестности верхней мертвой точки и становится низкой в окрестности нижней мертвой точки, как описано выше. Следовательно, форма 64 сигнала, соответствующая поршню 12, имеет форму искаженной синусоидальной волны, которая имеет пики в 0 (°CA) или 360 (°CA) на стороне верхней мертвой точки, но не имеет пик в окрестности 180 (°CA) на стороне нижней мертвой точки.The piston 12 generates an inertia force corresponding to its displacement speed. The speed of the displacement piston 12 becomes high in the vicinity of the top dead center and becomes low in the vicinity of the bottom dead center, as described above. Therefore, the waveform 64 corresponding to the piston 12 is in the form of a distorted sine wave that has peaks at 0 (° CA) or 360 (° CA) on the top dead center side, but does not have a peak in the vicinity of 180 (° CA) on the side bottom dead center.

Фиг. 8 является схемой, показывающей силу инерции поршня 12 с вызывающей вибрацию силой, полученной посредством объединения компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16, и компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством балансировочного вала 40. Три вида форм сигналов, проиллюстрированные на фиг. 8, соответственно, являются такими, как описано ниже.FIG. 8 is a diagram showing an inertia force of a piston 12 with a vibration-inducing force obtained by combining a component along the Y-axis of the vibration-generating force generated by the crankshaft 16 and a component along the Y-axis of the vibration-inducing force generated by the balancing shaft 40. Three kinds of waveforms illustrated in FIG. 8, respectively, are as described below.

Форма 60*2 сигнала: соответствует превышению в два раза вызывающей вибрацию силы формы 60 сигнала, проиллюстрированной на фиг. 7Waveform 60 * 2: corresponds to twice the vibrational force of the waveform 60 illustrated in FIG. 7

Форма 60+62 сигнала: соответствует составному объекту из формы 60 сигнала и формы 62 сигнала, проиллюстрированных на фиг. 7Waveform 60 + 62: corresponds to a composite object of waveform 60 and waveform 62 illustrated in FIG. 7

Форма 64 сигнала: является идентичной форме 64 сигнала, проиллюстрированной на фиг. 7Waveform 64: is identical to waveform 64 illustrated in FIG. 7

В настоящем варианте осуществления, вращение коленчатого вала 16 передается на балансировочный вал 40 через шатун 36. В отличие от этого, вращение коленчатого вала 16 также может передаваться на балансировочный вал 40 посредством использования обычной зубчатой передачи, например, в форме идеальной окружности. В этом случае, балансировочный вал 40 вращается на равной скорости вращения относительно скорости вращения коленчатого вала 16, и компонент по оси Y вызывающей вибрацию силы балансировочного вала 40 изменяется вдоль синусоидальной волны, не имеющей искажение, идентично форме 60 сигнала. Соответственно, в этом случае, результирующая сила компонентов по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированных посредством коленчатого вала 16 и балансировочного вала 40, должна соответствовать результирующей силе, которая получается посредством удвоения вызывающей вибрацию силы формы 60 сигнала. Таким образом, результирующая сила должна соответствовать форме 60*2 сигнала, проиллюстрированной на фиг. 8.In the present embodiment, the rotation of the crankshaft 16 is transmitted to the balancing shaft 40 through the connecting rod 36. In contrast, the rotation of the crankshaft 16 can also be transmitted to the balancing shaft 40 by using a conventional gear train, for example, in the form of a perfect circle. In this case, the balancing shaft 40 rotates at an equal rotational speed relative to the rotational speed of the crankshaft 16, and the y-axis component of the vibrating force of the balancing shaft 40 changes along a sinusoidal wave without distortion, identical to the waveform 60. Accordingly, in this case, the resulting force of the components along the Y axis of the vibration-causing force generated by the crankshaft 16 and the balancing shaft 40 should correspond to the resulting force, which is obtained by doubling the vibration-generating force of the waveform 60. Thus, the resulting force must correspond to the waveform 60 * 2 illustrated in FIG. 8.

Форма 60 сигнала не включает в себя искажение. Следовательно, даже когда форма 60 сигнала объединяется с формой 60 сигнала, результирующая форма 60*2 сигнала не приближается к форме 64 сигнала силы инерции поршня 12 настолько. В отличие от этого, форма 60+62 сигнала, сформированная посредством объединения формы 60 сигнала с формой 62 сигнала, является относительно плоской в окрестности нижней мертвой точки и имеет пикообразное повышение в окрестности верхней мертвой точки. Форма 60+62 сигнала гораздо ближе к симметричной форме 64 сигнала, по сравнению с формой 60*2 сигнала.Waveform 60 does not include distortion. Therefore, even when the waveform 60 is combined with the waveform 60, the resulting waveform 60 * 2 does not approach the waveform of the inertia of the piston 12 so much. In contrast, the waveform 60 + 62 generated by combining the waveform 60 with the waveform 62 is relatively flat in the vicinity of the bottom dead center and has a peak-like increase in the vicinity of the top dead center. The waveform 60 + 62 is much closer to the symmetrical waveform 64, compared to the waveform 60 * 2.

Фиг. 9 иллюстрирует формы сигналов, сформированные посредством дополнительного объединения формы 60*2 сигнала и формы 60+62 сигнала с формой 64 сигнала, проиллюстрированной на фиг. 8, соответственно. Смысловые значения соответствующих форм сигналов описываются следующим образом.FIG. 9 illustrates waveforms generated by further combining the waveform 60 * 2 and the waveform 60 + 62 with the waveform 64 illustrated in FIG. 8, respectively. The semantic values of the corresponding waveforms are described as follows.

Форма 60*2+64 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания, когда балансировочный вал 40 управляется с помощью зубчатой передачиWaveform 60 * 2 + 64: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 when the balancing shaft 40 is controlled by a gear

Форма 60+62+64 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществленияWaveform 60 + 62 + 64: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 in the present embodiment

Как показано посредством формы 60+62+64 сигнала, несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления, является достаточная небольшой во всей области угла θ поворота коленчатого вала. Несбалансированная сила является достаточно небольшой по сравнению с несбалансированной силой в случае вращения балансировочного вала 40 на равной скорости вращения с зубчатой передачей (форма 60*2+64 сигнала).As shown by the waveform 60 + 62 + 64, the unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 in the present embodiment is sufficiently small in the entire region of the crankshaft angle θ. The unbalanced force is quite small compared to the unbalanced force in the case of rotation of the balancing shaft 40 at an equal speed of rotation with a gear transmission (signal shape 60 * 2 + 64).

Шатун 36, используемый в настоящем варианте осуществления, может формироваться таким образом, что он гораздо легче и компактнее по сравнению с зубчатой передачей. Следовательно, конфигурация настоящего варианта осуществления является более преимущественной для уменьшения размера и веса двигателя 10 внутреннего сгорания и может обеспечивать более превосходную плавность работы двигателю 10 внутреннего сгорания, по сравнению со случаем вращения балансировочного вала 40 посредством использования зубчатой передачи.The connecting rod 36 used in the present embodiment can be formed in such a way that it is much lighter and more compact in comparison with the gear transmission. Therefore, the configuration of the present embodiment is more advantageous for reducing the size and weight of the internal combustion engine 10 and can provide more superior smoothness to the internal combustion engine 10 compared to the case of the balancing shaft 40 being rotated by using a gear train.

Пример модификации первого варианта осуществления изобретенияAn example of a modification of the first embodiment of the invention

Фиг. 10 является схемой для пояснения конфигурации примера модификации первого варианта осуществления настоящего изобретения. В вышеуказанном первом варианте осуществления, точка 32 соединения с коленчатым валом предоставляется на противоположной стороне эксцентрикового груза 24 коленчатого вала с центром главного вала 22 коленчатого вала между ними, и точка 38 соединения с балансировочным валом предоставляется на противоположной стороне эксцентрикового груза 48 балансировочного вала с центром осевого вала 44 балансировочного вала между ними (см. фиг. 1). Тем не менее, конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Таким образом, как проиллюстрировано на фиг. 10, точка 32 соединения с коленчатым валом может предоставляться на стороне, идентичной стороне эксцентрикового груза 24 коленчатого вала относительно центра главного вала 22 коленчатого вала, и точка 38 соединения с балансировочным валом может предоставляться на стороне, идентичной стороне эксцентрикового груза 48 балансировочного вала относительно центра осевого вала 44 балансировочного вала.FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an example modification of a first embodiment of the present invention. In the aforementioned first embodiment, the connection point 32 with the crankshaft is provided on the opposite side of the eccentric load 24 of the crankshaft with the center of the main shaft 22 of the crankshaft between them, and the connection point 38 with the balancing shaft is provided on the opposite side of the eccentric load 48 of the balancing shaft with the center of the axial the shaft 44 of the balancing shaft between them (see Fig. 1). However, the configuration of the present invention is not limited to this. Thus, as illustrated in FIG. 10, a connection point 32 with a crankshaft can be provided on a side identical to the side of the eccentric load 24 of the crankshaft relative to the center of the main shaft 22 of the crankshaft, and a connection point 38 with the balancing shaft can be provided on the side identical to the side of the eccentric load 48 of the balancer shaft shaft 44 of the balancing shaft.

Фиг. 11, 12 и 13 иллюстрируют формы сигналов сил инерции и вызывающих вибрацию сил, которые формируются при работе в вышеуказанном примере модификации. Формам сигналов, проиллюстрированным на соответствующих чертежах, назначаются общие ссылки с номерами со ссылками с номерами, показанными на фиг. 7, 8 и 9. Как проиллюстрировано на фиг. 13, согласно конфигурации настоящего примера модификации, несбалансированная сила (форма 60+62+64 сигнала), остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания, может задаваться меньшей по сравнению со случаем первого варианта осуществления. Следует отметить, что позиции точки 32 соединения с коленчатым валом и точки 38 соединения с балансировочным валом не ограничены позициями, проиллюстрированными на фиг. 10, и могут надлежащим образом задаваться в соответствии с формой сигнала компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, который должен формироваться в балансировочном устройстве 30.FIG. 11, 12 and 13 illustrate waveforms of inertial forces and vibration-causing forces that are generated when operating in the above modification example. The waveforms illustrated in the respective drawings are assigned common reference numbers with reference numbers with the numbers shown in FIG. 7, 8, and 9. As illustrated in FIG. 13, according to the configuration of the present modification example, the unbalanced force (waveform 60 + 62 + 64) remaining in the internal combustion engine 10 can be set smaller compared with the case of the first embodiment. It should be noted that the positions of the connection point 32 with the crankshaft and the connection points 38 with the balancing shaft are not limited to the positions illustrated in FIG. 10, and can be appropriately set in accordance with the waveform of the component along the Y axis of the vibration causing force to be generated in the balancing device 30.

Дополнительно, в вышеуказанном первом варианте осуществления, двигатель 10 внутреннего сгорания описывается как одноцилиндровый двигатель, но конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Например, в четырехтактном двухцилиндровом двигателе, поршни двух цилиндров выполняют возвратно-поступательные движения в идентичной фазе. Настоящее изобретение может использоваться для того, чтобы уравновешивать силы инерции, сформированные посредством двух поршней.Further, in the above first embodiment, the internal combustion engine 10 is described as a single cylinder engine, but the configuration of the present invention is not limited thereto. For example, in a four-stroke two-cylinder engine, the pistons of the two cylinders perform reciprocating movements in the identical phase. The present invention can be used to balance inertia generated by two pistons.

Дополнительно, в вышеуказанном первом варианте осуществления фаза центра тяжести коленчатого вала 16 и фаза центра тяжести балансировочного вала 40 задаются таким образом, что они соответствуют друг другу в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке, но фазы обоих из них при необходимости могут задаваться таким образом, что они отличаются друг от друга, с тем чтобы получать требуемую вызывающую вибрацию силу. Фазы обоих из них, в частности, могут отличаться в соответствии с необходимостью в пределах диапазона в 45 (°CA), в пределах диапазона в 30 (°CA), в пределах диапазона в 15 (°CA) или в пределах диапазона в 5 (°CA).Additionally, in the above first embodiment, the phase of the center of gravity of the crankshaft 16 and the phase of the center of gravity of the balancing shaft 40 are set so that they correspond to each other at top dead center and bottom dead center, but the phases of both of them can be set in such a way, if necessary that they are different from each other in order to obtain the required force causing vibration. The phases of both of them, in particular, may differ according to need within a range of 45 (° CA), within a range of 30 (° CA), within a range of 15 (° CA), or within a range of 5 ( ° CA).

Следует отметить, что вышеуказанные три модификации могут использоваться не только в качестве модификации первого варианта осуществления, но также и использоваться в качестве модификаций всех других вариантов осуществления, которые описываются ниже.It should be noted that the above three modifications can be used not only as a modification of the first embodiment, but also be used as modifications of all other embodiments, which are described below.

Дополнительно, в вышеуказанном первом варианте осуществления, скользящая часть 52, которая удерживается посредством направляющей секции 54, задается круглой, но конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Скользящая часть 52 может представлять собой что угодно, что может заставлять шарнир 50 выполнять прямолинейное движение вдоль направляющей секции 54, и ее форма может представлять собой квадратную форму или прямоугольную форму, в которой углы исключены.Further, in the above first embodiment, the sliding portion 52 which is held by the guide section 54 is circular, but the configuration of the present invention is not limited thereto. The sliding portion 52 may be anything that may cause the hinge 50 to perform a rectilinear movement along the guide section 54, and its shape may be a square shape or a rectangular shape in which corners are excluded.

Дополнительно, в вышеуказанном первом варианте осуществления, шарнир 50, который удерживается посредством направляющей секции 54, предоставляется в средней точке шатуна 36, но конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Таким образом, шарнир 50 шатуна 36 может предоставляться в произвольной точке на шатуне 36 в пределах диапазона, в котором обеспечивается работа балансировочного устройства 30.Additionally, in the above first embodiment, the hinge 50, which is held by the guide section 54, is provided at the midpoint of the connecting rod 36, but the configuration of the present invention is not limited to this. Thus, the hinge 50 of the connecting rod 36 can be provided at an arbitrary point on the connecting rod 36 within the range in which the balancing device 30 is operated.

Дополнительно, в вышеуказанном первом варианте осуществления, механизм 46 регулирования точек соединения с балансировочным валом предоставляется в балансировочном валу 40, но конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Таким образом, механизм регулирования точек соединения может предоставляться в каждом из балансировочного вала 40 и коленчатого вала 16 либо в коленчатом валу 16, чтобы обеспечивать работу балансировочного устройства 30.Further, in the above first embodiment, the balancing shaft connection point adjusting mechanism 46 is provided in the balancing shaft 40, but the configuration of the present invention is not limited thereto. Thus, a mechanism for adjusting the connection points can be provided in each of the balancing shaft 40 and the crankshaft 16, or in the crankshaft 16, so that the balancing device 30 can operate.

Второй вариант осуществления изобретенияSecond Embodiment

Далее описывается второй вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 14. Фиг. 14 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства 66 в настоящем варианте осуществления. Конфигурация настоящего варианта осуществления может быть реализована посредством монтажа балансировочного устройства 66, проиллюстрированного на фиг. 14, на двигателе 10 внутреннего сгорания, проиллюстрированном на фиг. 1, вместо балансировочного устройства 30, проиллюстрированного на фиг. 2. В дальнейшем в этом документе, на фиг. 14, общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 2, назначаются общие ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14. FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the balancing device 66 in the present embodiment. The configuration of the present embodiment can be realized by mounting the balancing device 66 illustrated in FIG. 14, on the internal combustion engine 10 illustrated in FIG. 1, instead of the balancing device 30 illustrated in FIG. 2. Hereinafter, in FIG. 14, common elements with elements illustrated in FIG. 2, common references with numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

Балансировочное устройство 66, проиллюстрированное на фиг. 14, включает в себя направляющую секцию 68, чтобы регулировать траекторию шатуна 36. Направляющая секция 68 имеет канавку 70, практически равную ширине шатуна 36. Шатун 36 может скользить в канавке 70 в состоянии, в котором шатун 36 размещен в канавке 70.The balancing device 66 illustrated in FIG. 14 includes a guide section 68 to adjust the path of the connecting rod 36. The guide section 68 has a groove 70 substantially equal to the width of the connecting rod 36. The connecting rod 36 can slide in the groove 70 in a state in which the connecting rod 36 is located in the groove 70.

Направляющая секция 68 включает в себя вращательный вал 72 в части, в которой шатун 36 накладывается на фиг. 14 (первоначально находится на задней стороне шатуна 36 и не может визуально распознаваться). Вращательный вал 72 является параллельным с главным валом 22 коленчатого вала и осевым валом 44 балансировочного вала и предоставляется в позиции, наложенной на центральную линию 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", соединяющую центр главного вала 22 коленчатого вала и центр осевого вала 44 балансировочного вала. Следовательно, направляющая секция 68 может вращаться в подвижной плоскости шатуна 36 при удерживании шатуна 36.The guide section 68 includes a rotational shaft 72 in a portion in which the connecting rod 36 is superimposed in FIG. 14 (initially located on the rear side of the connecting rod 36 and cannot be visually recognized). The rotary shaft 72 is parallel with the main shaft 22 of the crankshaft and the axial shaft 44 of the balancing shaft and is provided in a position superimposed on the center line 56 of the "crankshaft - balancing shaft" connecting the center of the main shaft 22 of the crankshaft and the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft. Therefore, the guide section 68 can rotate in the moving plane of the connecting rod 36 while holding the connecting rod 36.

На фиг. 14, точка 74 в виде черного круга, начерченная на шатуне 36, выражает среднюю точку шатуна 36. В вышеуказанном первом варианте осуществления, движение шатуна 36 регулируется таким образом, что средняя точка (шарнир 50) шатуна 36 перемещается на центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал" (см. фиг. 2). В этом случае, шатун 36 всегда передает смещение, которое возникает в точке 32 соединения с коленчатым валом, в точку 38 соединения с балансировочным валом с рычагом 1:1.In FIG. 14, a black circle point 74 drawn on the connecting rod 36 expresses the midpoint of the connecting rod 36. In the above first embodiment, the movement of the connecting rod 36 is controlled so that the midpoint (hinge 50) of the connecting rod 36 moves on the center line 56 "crankshaft - balancing shaft "(see Fig. 2). In this case, the connecting rod 36 always transfers the displacement that occurs at the point 32 of the connection with the crankshaft to the point 38 of the connection with the balancing shaft with a 1: 1 lever.

В настоящем варианте осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 14, в ситуации угла поворота коленчатого вала θ=0 (°CA), средняя точка 74 шатуна 36 отклоняется от направляющей секции 68 к вышерасположенной стороне, т.е. к стороне точки 38 соединения с балансировочным валом. В этом случае, смещение, возникающее с точкой 32 соединения с коленчатым валом, передается в точку 38 соединения с балансировочным валом при усилении с рычагом, большим единицы. Затем, когда угол θ поворота коленчатого вала превышает 90 (°CA), средняя точка 74 шатуна 36 находится в состоянии, отклоненном к нижней стороне направляющей секции 68, т.е. к стороне точки 32 соединения с коленчатым валом. На этой стадии, смещение, которое возникает на стороне точки 32 соединения с коленчатым валом, передается в точку 38 соединения с балансировочным валом при уменьшении с рычагом меньше единицы.In the present embodiment, as illustrated in FIG. 14, in the situation of the crank angle θ = 0 (° CA), the midpoint 74 of the connecting rod 36 deviates from the guide section 68 to the upstream side, i.e. to the side of the connection point 38 with the balancing shaft. In this case, the displacement that occurs with the connection point 32 with the crankshaft is transmitted to the connection point 38 with the balancing shaft when amplified with a lever greater than one. Then, when the angle of rotation of the crankshaft exceeds 90 (° CA), the midpoint 74 of the connecting rod 36 is in a state deflected toward the lower side of the guide section 68, i.e. to the side of the point 32 of the connection with the crankshaft. At this stage, the displacement that occurs on the side of the connection point 32 with the crankshaft is transmitted to the connection point 38 with the balancing shaft when decreasing with the lever less than unity.

Таким образом, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, смещение, которое возникает в точке 32 соединения с коленчатым валом, может передаваться в точку 38 соединения с балансировочным валом надлежащим образом с различными рычагами. Более конкретно, в области в окрестности верхней мертвой точки, в которой угол θ поворота коленчатого вала имеет значение около 0 (°CA), балансировочный вал 40 может вращаться с более высокой скоростью вращения по сравнению со случаем первого варианта осуществления относительно вращения угла θ поворота коленчатого вала. В области в окрестности нижней мертвой точки, в которой угол θ поворота коленчатого вала составляет около 180 (°CA), балансировочный вал 40 может вращаться более медленно по сравнению со случаем первого варианта осуществления относительно вращения угла θ поворота коленчатого вала.Thus, according to the configuration of the present embodiment, the displacement that occurs at the connection point 32 of the crankshaft can be transmitted to the connection point 38 to the balancing shaft properly with various levers. More specifically, in a region in the vicinity of the top dead center where the crank angle θ is about 0 (° CA), the balancing shaft 40 can rotate at a higher rotation speed than the case of the first embodiment relative to the rotation of the crank angle θ shaft. In the region in the vicinity of the bottom dead center where the crank shaft angle θ is about 180 (° CA), the balancing shaft 40 can rotate more slowly compared to the case of the first embodiment with respect to the rotation of the crank shaft angle θ.

Когда профиль скорости вращения балансировочного вала 40 изменяется, профиль вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного вала 40, также отличается. Следовательно, согласно балансировочному устройству 66 в настоящем варианте осуществления, может формироваться профиль вызывающей вибрацию силы, отличающийся от случая первого варианта осуществления.When the profile of the rotation speed of the balancing shaft 40 changes, the profile of the vibration causing force generated by the balancing shaft 40 is also different. Therefore, according to the balancing device 66 in the present embodiment, a vibration causing force profile different from the case of the first embodiment can be formed.

Сила инерции, сформированная посредством поршня 12 двигателя 10 внутреннего сгорания, демонстрирует различные профили в соответствии с различными расчетными значениями. Согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, превосходная плавность работы может обеспечиваться для двигателя 10 внутреннего сгорания в случае, если профиль силы инерции, сформированной посредством поршня 12, является в значительной степени аналогичным профилю вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством балансировочного устройства 66, проиллюстрированного на фиг. 14.The inertia force generated by the piston 12 of the internal combustion engine 10 exhibits different profiles in accordance with different design values. According to the configuration of the present embodiment, excellent smoothness of operation can be ensured for the internal combustion engine 10 if the profile of the inertia force generated by the piston 12 is substantially similar to the profile of the vibration causing force generated by the balancing device 66 illustrated in FIG. fourteen.

Третий вариант осуществления изобретенияThird Embodiment

Далее описывается третий вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 15-18. Фиг. 15 является схемой для пояснения работы балансировочного устройства 78 в настоящем варианте осуществления. Конфигурация настоящего варианта осуществления может быть реализована посредством монтажа балансировочного устройства 78, проиллюстрированного на фиг. 15, на двигателе 10 внутреннего сгорания, проиллюстрированном на фиг. 1, вместо балансировочного устройства 30, проиллюстрированного на фиг. 2. Балансировочное устройство 78 является аналогичным балансировочному устройству 30, проиллюстрированному на фиг. 2, за исключением трех аспектов, описанных следующим образом. Следует отметить, что на фиг. 15, общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 2, назначаются общие ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.The following describes a third embodiment of the present invention with reference to FIG. 15-18. FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the balancing device 78 in the present embodiment. The configuration of the present embodiment can be realized by mounting the balancing device 78 illustrated in FIG. 15, on the internal combustion engine 10 illustrated in FIG. 1, instead of the balancing device 30 illustrated in FIG. 2. The balancing device 78 is similar to the balancing device 30 illustrated in FIG. 2, with the exception of three aspects described as follows. It should be noted that in FIG. 15, to common elements with the elements illustrated in FIG. 2, common references with numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

Отличие 1Difference 1

Балансировочное устройство 78 настоящего варианта осуществления включает в себя балансировочный вал 80. Механизм 42 соединения с балансировочным валом непосредственно присоединяется к балансировочному валу 80 без использования механизма 46 регулирования точек соединения с балансировочным валом (см. фиг. 2).The balancing device 78 of the present embodiment includes a balancing shaft 80. The mechanism 42 for connecting to the balancing shaft is directly connected to the balancing shaft 80 without using the mechanism 46 for adjusting the points of connection with the balancing shaft (see Fig. 2).

Отличие 2Difference 2

Балансировочное устройство 78 настоящего варианта осуществления удовлетворяет следующим условиям:The balancing device 78 of the present embodiment satisfies the following conditions:

(1) Расстояние LCB между центром главного вала 22 коленчатого вала и центром осевого вала 44 балансировочного вала равно расстоянию lcb между точкой 32 соединения с коленчатым валом и точкой 38 соединения с балансировочным валом.(1) The distance L CB between the center of the main shaft 22 of the crankshaft and the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft is equal to the distance l cb between the connection point 32 to the crankshaft and the connection point 38 to the balancing shaft.

(2) Радиус r1 вращения точки 32 соединения с коленчатым валом равен радиусу r2 вращения точки 38 соединения с балансировочным валом.(2) The radius r1 of rotation of the point 32 of the connection with the crankshaft is equal to the radius r2 of rotation of the point 38 of the connection with the balancing shaft.

Отличие 3Difference 3

Балансировочное устройство 78 настоящего варианта осуществления включает в себя направляющую секцию 82. На фиг. 15, пунктирная линия в форме восьмерки, проиллюстрированной в направляющей секции 82, показывает траекторию 84 шарнира 50. Направляющей секции 82 предоставляется ширина, большая диаметра скользящей части 52, так что шарнир 50 может перемещаться вдоль траектории 84.The balancing device 78 of the present embodiment includes a guide section 82. In FIG. 15, a figure-eight dashed line illustrated in the guide section 82 shows the path 84 of the hinge 50. The width of the guide section 82 is greater than the diameter of the sliding part 52, so that the hinge 50 can move along the path 84.

На фиг. 15, в состоянии угла θ поворота коленчатого вала в 0 (°CA), центральная линия шатуна 36 накладывается на линию, соединяющую центр осевого вала 44 балансировочного вала и точку 38 соединения с балансировочным валом. В дальнейшем в этом документе, эта точка называется "первой точкой изменения". В первой точке изменения, осевая сила, которая предоставляется точке 38 соединения с балансировочным валом из шатуна 36, не предоставляет вращающий момент балансировочному валу 80. Следовательно, балансировочный вал 80 находится в состоянии возможности вращения, как в направлении нормального вращения, так и в направлении обратного вращения в первой точке изменения.In FIG. 15, in the condition of the angle of rotation θ of the crankshaft at 0 (° CA), the center line of the connecting rod 36 is superimposed on the line connecting the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft and the connection point 38 to the balancing shaft. Later in this document, this point is called the "first point of change." At the first point of change, the axial force that is provided to the connection point 38 with the balancing shaft from the connecting rod 36 does not provide torque to the balancing shaft 80. Therefore, the balancing shaft 80 is in a state of rotation, both in the direction of normal rotation and in the direction of reverse rotation at the first point of change.

Когда коленчатый вал 16 нормально вращается из первой точки изменения, незначительно смещение в направлении (положительное направление по оси x, отрицательное направление по оси y) возникает в точке 32 соединения с коленчатым валом. Расстояние между точкой 32 соединения с коленчатым валом и точкой 38 соединения с балансировочным валом всегда является постоянным, и следовательно, если вышеописанное смещение возникает в точке 32 соединения с коленчатым валом, точка 38 соединения с балансировочным валом не может удерживать от смещения ни в одном из направлений, чтобы компенсировать смещение.When the crankshaft 16 normally rotates from the first point of change, a slight displacement in the direction (positive direction along the x axis, negative direction along the y axis) occurs at the point 32 of connection with the crankshaft. The distance between the connection point 32 with the crankshaft and the connection point 38 with the balancing shaft is always constant, and therefore, if the above-described displacement occurs at the connection point 32 with the crankshaft, the connection point 38 with the balancing shaft cannot be prevented from shifting in any of the directions to compensate for the offset.

Если шатун 36 может свободно смещаться, точка 38 соединения с балансировочным валом может смещаться как в положительном направлении по оси x, так и в отрицательной позиции по оси x, т.е. как в направлении нормального вращения, так и направлении обратного вращения. Когда точка 38 соединения с балансировочным валом смещается в направлении нормального вращения с точкой 32 соединения с коленчатым валом, шарниром 50 в шатуне 36, который расположен в средней точке между точкой 32 соединения с коленчатым валом и точкой 38 соединения с балансировочным валом, обязательно смещается в направлении нормального вращения вдоль идеальной круговой траектории. С другой стороны, когда точка 38 соединения с балансировочным валом смещается в противоположном направлении относительно точки 32 соединения с коленчатым валом, небольшое смещение по оси x и большое смещение по оси y возникают в шарнире 50, который расположен в средней точке между точкой 32 соединения с коленчатым валом и точкой 38 соединения с балансировочным валом. В этом случае, шарнир 50 смещается вдоль траектории 84 в форме восьмерки.If the connecting rod 36 can move freely, the connection point 38 with the balancing shaft can be displaced both in the positive direction along the x axis and in the negative position along the x axis, i.e. both in the direction of normal rotation and in the direction of reverse rotation. When the connection point 38 with the balancing shaft is displaced in the normal rotation direction with the connection point 32 of the crankshaft, the hinge 50 in the connecting rod 36, which is located at the midpoint between the connection point 32 with the crankshaft and the connection point 38 with the balancing shaft, is necessarily shifted in the direction normal rotation along an ideal circular path. On the other hand, when the connection point 38 with the balancing shaft is displaced in the opposite direction relative to the connection point 32 with the crankshaft, a small x-axis offset and a large y-axis offset occur in the hinge 50, which is located at the midpoint between the crankshaft connection 32 shaft and point 38 connection with the balancing shaft. In this case, the hinge 50 moves along the figure-eight path 84.

Фиг. 16 является схемой, показывающей траекторию 84 (в дальнейшем в этом документе, называемую "траекторией обратного вращения") в форме восьмерки, описанную выше, отличающуюся от траектории 86 (в дальнейшем в этом документе, называемой "траекторией нормального вращения") шарнира 50 согласно нормальному вращению точки 38 соединения с балансировочным валом. Следует отметить, что траектория 88 скольжения, проиллюстрированная посредством назначения ссылки с номером 88 на фиг. 16, выражает форму, которой придерживается наружная стенка скользящей части 52, когда шарнир 50 смещается вдоль траектории 84 обратного вращения.FIG. 16 is a diagram showing a path 84 (hereinafter referred to as a "reverse rotation path") in the form of a figure eight described above, different from a path 86 (hereinafter referred to as a "normal rotation path") of the hinge 50 according to the normal the rotation of the point 38 of the connection with the balancing shaft. It should be noted that the slide path 88 illustrated by assigning the reference number 88 in FIG. 16 expresses the shape that the outer wall of the sliding portion 52 adheres to when the hinge 50 moves along the reverse rotation path 84.

Фиг. 17 является схемой для пояснения подробностей направляющей секции 82, проиллюстрированной на фиг. 15. Как проиллюстрировано на фиг. 17, направляющая секция 82 включает в себя направляющую 90 на стороне балансировочного вала на одном конце. Направляющая 90 на стороне балансировочного вала предоставляется в точке, в которой скользящая часть 52 расположена в первой точке изменения, и имеет форму, идентичную форме верхней концевой части траектории 88 скольжения, проиллюстрированной на фиг. 16. Направляющая 90 на стороне балансировочного вала может предотвращать смещение скользящей части 52 вдоль траектории 86 нормального вращения и заставлять скользящую часть 52 смещаться вдоль траектории 84 обратного вращения в первой точке изменения.FIG. 17 is a diagram for explaining the details of the guide section 82 illustrated in FIG. 15. As illustrated in FIG. 17, the guide section 82 includes a guide 90 on the side of the balancing shaft at one end. A guide 90 on the side of the balancing shaft is provided at the point at which the sliding portion 52 is located at the first change point and has a shape identical to that of the upper end portion of the sliding path 88 illustrated in FIG. 16. The guide 90 on the side of the balancing shaft can prevent the sliding portion 52 from moving along the normal rotation path 86 and cause the sliding portion 52 to move along the reverse rotation path 84 at the first change point.

По причине, описанной выше, в балансировочном устройстве 78 настоящего варианта осуществления (см. фиг. 15), во время незначительного вращения коленчатого вала 16 из первой точки изменения, скользящая часть 52 может всегда смещаться вдоль траектории 84 обратного вращения. Как результат, направление смещения точки 38 соединения с балансировочным валом обязательно становится направлением обратного вращения, т.е. отрицательным направлением по оси x. Когда точка 38 соединения с балансировочным валом даже незначительно смещается в отрицательном направлении по оси x от первой точки изменения, осевая сила, сформированная посредством шатуна 36, предоставляет вращающий момент балансировочному валу 40. После этого, до тех пор, пока угол θ поворота коленчатого вала не достигает 180 (°CA), балансировочный вал 80 принимает вращающий момент и поддерживает стабильное обратное вращение.For the reason described above, in the balancing device 78 of the present embodiment (see FIG. 15), during a slight rotation of the crankshaft 16 from the first change point, the sliding portion 52 can always move along the reverse rotation path 84. As a result, the direction of displacement of the connection point 38 with the balancing shaft necessarily becomes the direction of reverse rotation, i.e. negative direction along the x axis. When the connection point 38 with the balancing shaft even moves slightly in the negative direction along the x axis from the first change point, the axial force generated by the connecting rod 36 provides torque to the balancing shaft 40. After that, until the crank shaft angle θ of rotation reaches 180 (° CA), balancing shaft 80 receives torque and maintains stable reverse rotation.

Когда угол θ поворота коленчатого вала достигает 180 (°CA), состояние, в котором линия, соединяющая центр осевого вала 44 балансировочного вала и точки 38 соединения с балансировочным валом, накладывается на центральную линию шатуна 36, формируется снова. В дальнейшем в этом документе, точка называется "второй точкой изменения". Во второй точке изменения, балансировочный вал 80 находится в состоянии, в котором балансировочный вал 80 может вращаться как в направлении нормального вращения, так и в направлении обратного вращения, аналогично первой точке изменения.When the angle of rotation of the crankshaft reaches 180 (° CA), a state in which the line connecting the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft and the connection point 38 to the balancing shaft is superimposed on the center line of the connecting rod 36 is formed again. Later in this document, the point is called the "second point of change." At the second change point, the balancing shaft 80 is in a state in which the balancing shaft 80 can rotate both in the normal rotation direction and in the reverse rotation direction, similarly to the first change point.

Как проиллюстрировано на фиг. 17, направляющая секция 82 в настоящем варианте осуществления включает в себя направляющую 92 на стороне коленчатого вала на противоположной стороне направляющей 90 на стороне балансировочного вала. Направляющая 92 на стороне коленчатого вала предоставляется в точке, в которой скользящая часть 52 расположена во второй точке изменения, и имеет форму, идентичную форме нижней концевой части траектории 88 скольжения, проиллюстрированной на фиг. 16. Направляющая 92 на стороне коленчатого вала может предотвращать смещение скользящей части 52 вдоль траектории 86 нормального вращения и заставлять скользящую часть 52 смещаться вдоль траектории 84 обратного вращения во второй точке изменения.As illustrated in FIG. 17, the guide section 82 in the present embodiment includes a guide 92 on the side of the crankshaft on the opposite side of the guide 90 on the side of the balancing shaft. A guide 92 on the side of the crankshaft is provided at the point at which the sliding portion 52 is located at the second change point and has a shape identical to that of the lower end portion of the sliding path 88 illustrated in FIG. 16. A guide 92 on the side of the crankshaft can prevent the sliding portion 52 from moving along the normal rotation path 86 and cause the sliding portion 52 to move along the reverse rotation path 84 at the second change point.

Вследствие регулирования посредством направляющей 92 на стороне коленчатого вала, скользящая часть 52 всегда смещается вдоль траектории 84 обратного вращения, когда коленчатый вал 16 вращается из второй точки изменения. Когда небольшое смещение возникает, вращающий момент в направлении обратного вращения действует на балансировочный вал 80 стабильно до тех пор, пока коленчатый вал 16 не возвратится в первую точку изменения. Вышеуказанная операция повторяется, за счет чего в настоящем варианте осуществления, балансировочному валу 80 также обеспечивается возможность выполнять вращение на неравной скорости вращения в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16.Due to the adjustment by the guide 92 on the side of the crankshaft, the sliding part 52 always moves along the reverse rotation path 84 when the crankshaft 16 rotates from the second change point. When a slight bias occurs, the torque in the reverse direction of rotation acts on the balancing shaft 80 stably until the crankshaft 16 returns to the first point of change. The above operation is repeated, due to which, in the present embodiment, the balancing shaft 80 is also provided with the ability to perform rotation at an unequal speed of rotation in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft 16.

Как проиллюстрировано на фиг. 16, во время перемещения шарнира 50 вдоль траектории 84 обратного вращения, наружная стенка скользящей части 52 придерживается траектории 88 скольжения, имеющей суженную часть в центральной части. Следовательно, внутренняя стенка направляющей секции 82 может формироваться посредством набора кривых линий, аналогично траектории 88 скольжения. Тем не менее, функция, которая требуется направляющей секции 82 в настоящем варианте осуществления, представляет собой только регулирование движения скользящей части 52 в первой точке изменения и второй точке изменения.As illustrated in FIG. 16, while the hinge 50 moves along the reverse rotation path 84, the outer wall of the sliding portion 52 adheres to the sliding path 88 having a tapered portion in the central portion. Therefore, the inner wall of the guide section 82 can be formed by a set of curved lines, similar to the sliding path 88. However, the function required by the guide section 82 in the present embodiment is only to control the movement of the sliding part 52 at the first change point and the second change point.

Другими словами, если движение скользящей части 52 может надлежащим образом регулироваться в первой точке изменения и второй точке изменения в настоящем варианте осуществления, в процессе между первой точкой изменения и второй точкой изменения, балансировочный вал 80 может принудительно выполнять обратное вращение стабильно посредством осевой силы шатуна 36. Следовательно, направляющая секция 82 не обязательная должна контактировать со скользящей частью 52 между первой точкой изменения и второй точкой изменения.In other words, if the movement of the sliding part 52 can be properly controlled at the first change point and the second change point in the present embodiment, in the process between the first change point and the second change point, the balancing shaft 80 can force the reverse rotation stably by the axial force of the connecting rod 36 Therefore, the guide section 82 does not have to be in contact with the sliding portion 52 between the first change point and the second change point.

На фиг. 17, направляющая секция 82 включает в себя прямолинейные боковые стенки 94 и 96 между направляющей 90 на стороне балансировочного вала и направляющей 92 на стороне коленчатого вала. Поскольку эти боковые стенки 94 и 96 являются прямолинейными и, следовательно, легко формируются по сравнению с боковыми стенками в искривленных формах траектории 88 скольжения (см. фиг. 16). Дополнительно, эти боковые стенки 94 и 96 не создают помехи для скользящей части 52, которая смещается вдоль траектории 88 скольжения. Следовательно, согласно направляющей секции 82, как проиллюстрировано на фиг. 17, требуемая функция может быть реализована при упрощении процесса изготовления.In FIG. 17, the guide section 82 includes straight side walls 94 and 96 between the guide 90 on the side of the balancing shaft and the guide 92 on the side of the crankshaft. Since these side walls 94 and 96 are rectilinear and, therefore, are easily formed compared to the side walls in curved forms of the sliding path 88 (see FIG. 16). Additionally, these side walls 94 and 96 do not interfere with the sliding portion 52, which moves along the sliding path 88. Therefore, according to the guide section 82, as illustrated in FIG. 17, the desired function can be realized while simplifying the manufacturing process.

Как описано выше, посредством конфигурации настоящего варианта осуществления, балансировочный вал 80 также может принудительно выполнять вращение на неравной скорости вращения в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16 посредством конструкции посредством использования шатуна 36. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, также может быть реализован компактный двигатель 10 внутреннего сгорания, который имеет превосходную плавность работы, как и в случае первого или второго варианта осуществления.As described above, by the configuration of the present embodiment, the balancing shaft 80 can also be forced to rotate at an unequal rotation speed in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the crankshaft 16 by means of a structure using a connecting rod 36. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, can also be realized compact internal combustion engine 10, which has excellent smooth operation, as in the case of the first sludge second embodiment.

Следует отметить, что в вышеуказанном третьем варианте осуществления, шарнир 50 и скользящая часть 52 шатуна 36 соответствуют "ограничительной части" в четвертом варианте осуществления изобретения.It should be noted that in the above third embodiment, the hinge 50 and the sliding part 52 of the connecting rod 36 correspond to the “restrictive part” in the fourth embodiment of the invention.

Пример модификации третьего варианта осуществления изобретенияAn example of a modification of a third embodiment of the invention

Фиг. 18 иллюстрирует пример другой конфигурации, которая может использоваться в качестве направляющей секции 82 в третьем варианте осуществления. В вышеуказанном третьем варианте осуществления, прямолинейные боковые стенки 94 и 96 предоставляются между направляющей 90 на стороне балансировочного вала и направляющей 92 на стороне коленчатого вала. В примере, проиллюстрированном на фиг. 18, эти боковые стенки 94 и 96 опускаются. Направляющая секция 82 в третьем варианте осуществления может быть реализована посредством такой простой конфигурации.FIG. 18 illustrates an example of another configuration that can be used as the guide section 82 in the third embodiment. In the above third embodiment, straight side walls 94 and 96 are provided between the guide 90 on the balancing shaft side and the guide 92 on the crankshaft side. In the example illustrated in FIG. 18, these side walls 94 and 96 are lowered. The guide section 82 in the third embodiment may be implemented by such a simple configuration.

Четвертый вариант осуществления изобретенияFourth Embodiment

Далее описывается четвертый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 19-24. Фиг. 19 является схемой для пояснения конфигурации настоящего варианта осуществления. Конфигурация настоящего варианта осуществления может быть реализована посредством добавления механизма 98 приложения момента в конфигурацию третьего варианта осуществления, описанного выше. Следует отметить, что на фиг. 19, общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 1 или фиг. 15, назначаются общие ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.Next, a fourth embodiment of the present invention is described with reference to FIG. 19-24. FIG. 19 is a diagram for explaining a configuration of the present embodiment. The configuration of the present embodiment may be implemented by adding a torque application mechanism 98 to the configuration of the third embodiment described above. It should be noted that in FIG. 19, to common elements with the elements illustrated in FIG. 1 or FIG. 15, common reference numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

Механизм 98 приложения момента включает в себя кулачок 100. Кулачок 100 присоединяется к осевому валу 44 балансировочного вала. Кулачок 100 имеет рабочий выступ кулачка 106, который вращается вместе с осевым валом 44 балансировочного вала.The torque application mechanism 98 includes a cam 100. A cam 100 is attached to the axial shaft 44 of the balancing shaft. The cam 100 has a cam projection 106 that rotates with the axial shaft 44 of the balancing shaft.

Механизм 98 приложения момента также включает в себя пружинные элементы 102 и 104. Пружинные элементы 102 и 104 располагаются таким образом, что они передают силы сжатия пружины боковой поверхности кулачка 100 в позициях, которые являются на 180 (градусов) несинфазными между собой.The torque application mechanism 98 also includes spring elements 102 and 104. The spring elements 102 and 104 are arranged so that they transmit spring compressive forces to the lateral surface of the cam 100 in positions that are 180 (degrees) out of phase with each other.

Конфигурация настоящего варианта осуществления включает в себя балансировочное устройство 78, как и в случае третьего варианта осуществления. В балансировочном устройстве 78, возникают состояния, в которых вращающий момент не передается на балансировочный вал 80 в первой точке изменения и второй точке изменения. Механизм 98 приложения момента предоставляется для приложения вращающего момента в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16 к балансировочному валу 80 в этих состояниях.The configuration of the present embodiment includes a balancing device 78, as in the case of the third embodiment. In balancing device 78, conditions arise in which no torque is transmitted to balancing shaft 80 at the first change point and the second change point. A torque application mechanism 98 is provided for applying torque in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the crankshaft 16 to the balancing shaft 80 in these states.

Фиг. 20 является схемой для пояснения работы конфигурации настоящего варианта осуществления. Дополнительно, фиг. 21 иллюстрирует абсолютную величину крутящего момента от пружинного элемента, который кулачок 100 принимает из пружинных элементов 102 и 104 в ситуациях (1)-(8), проиллюстрированных на фиг. 20. Следует отметить, что на фиг. 21, область, в которой крутящий момент от пружинного элемента является отрицательным, представляет собой область, в которой пружинные элементы 102 и 104 сжимаются, и область, в которой крутящий момент от пружинного элемента является положительным, представляет собой область, в которой пружинные элементы 102 и 104 высвобождаются.FIG. 20 is a diagram for explaining a configuration operation of the present embodiment. Additionally, FIG. 21 illustrates the absolute amount of torque from the spring element that the cam 100 receives from the spring elements 102 and 104 in situations (1) to (8) illustrated in FIG. 20. It should be noted that in FIG. 21, the region in which the torque from the spring element is negative is the region in which the spring elements 102 and 104 are compressed, and the region in which the torque from the spring element is positive is the region in which the spring elements 102 and 104 are released.

На фиг. 20 и 21, в секции от (1) до (2), осевая сила 108 шатуна 36 формирует момент 110, который вращает балансировочный вал 80, и смещение 112 в направлении сжатия возникает в пружинном элементе 102 с вращением кулачка 100. В секции от (2) до (4), смещение 112 в направлении высвобождения возникает в пружинном элементе 102, и момент 110 передается на балансировочный вал 80 через кулачок 100. Конфигурация настоящего варианта осуществления спроектирована таким образом, что первая точка изменения включена в секцию от (2) до (4). Если момент 110 передается на балансировочный вал 80 в этой секции, балансировочный вал 80 может принудительно сохранять стабильность обратного вращения.In FIG. 20 and 21, in the section from (1) to (2), the axial force 108 of the connecting rod 36 generates a moment 110 that rotates the balancing shaft 80, and an offset 112 in the compression direction occurs in the spring element 102 with the rotation of the cam 100. In the section from ( 2) to (4), an offset 112 in the release direction occurs in the spring member 102, and a moment 110 is transmitted to the balancing shaft 80 through the cam 100. The configuration of this embodiment is designed so that the first change point is included in section (2) to (four). If torque 110 is transmitted to balancing shaft 80 in this section, balancing shaft 80 can forcibly maintain reverse rotation stability.

Кулачок 100 настоящего варианта осуществления формируется таким образом, что растягивание и сжатие не возникает в пружинном элементе 102 в секции от (4) до (5). Следовательно, балансировочный вал 80 поддерживает обратное вращение в основном посредством осевой силы шатуна 36 в этой секции. В секции от (5) до (8), момент 110, который является практически аналогичным моменту 110 в секции от (1) до (4), возникает вследствие функции пружины 104. Конфигурация настоящего варианта осуществления спроектирована таким образом, что вторая точка изменения включена в секцию от (6) до (8), в которой сила сжатия пружины формирует момент 110. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, балансировочный вал 80 может стабильно вращаться в противоположную сторону относительно коленчатого вала 16 во всей области вращения.The cam 100 of the present embodiment is formed so that stretching and compression does not occur in the spring element 102 in the section (4) to (5). Therefore, the balancing shaft 80 maintains the reverse rotation mainly by the axial force of the connecting rod 36 in this section. In the section (5) to (8), the moment 110, which is almost the same as the moment 110 in the section (1) to (4), arises due to the function of the spring 104. The configuration of this embodiment is designed so that the second change point is turned on to section (6) to (8), in which the compression force of the spring generates a moment 110. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the balancing shaft 80 can stably rotate in the opposite direction relative to the crankshaft 16 in the entire rotation region.

Модификация четвертого варианта осуществления изобретенияModification of the Fourth Embodiment

В этой связи, в вышеуказанном четвертом варианте осуществления, секция от (4) до (5) и секция от (8) до (1), проиллюстрированные на фиг. 20 и 21, задаются как секции, в которых крутящий момент от пружинного элемента не формируется. Тем не менее, конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. В этих секциях, осевая сила шатуна 36 формирует большой момент, и, следовательно, чтобы сглаживать крутящий момент приведения в действие, эти секции могут использоваться в качестве секций для сжатия пружинных элементов 102 и 104, как проиллюстрировано на фиг. 22.In this regard, in the above fourth embodiment, the section (4) to (5) and the section (8) to (1) illustrated in FIG. 20 and 21 are defined as sections in which no torque is generated from the spring element. However, the configuration of the present invention is not limited to this. In these sections, the axial force of the connecting rod 36 generates a large moment, and therefore, to smooth the actuating torque, these sections can be used as sections for compressing the spring elements 102 and 104, as illustrated in FIG. 22.

Дополнительно, в вышеуказанном четвертом варианте осуществления, требуемый вращающий момент формируется как в окрестности первой точки изменения, так и в окрестности второй точки изменения посредством использования двух пружинных элементов 102 и 104. Тем не менее, конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Фиг. 23 иллюстрирует конфигурацию с использованием кулачка 114, имеющего два рабочих выступа кулачка. Согласно такой конфигурации, как в первой точке изменения, так и во второй точке изменения, одному пружинный элемент 102 может принудительно формировать требуемый вращающий момент.Further, in the above fourth embodiment, a desired torque is generated both in the vicinity of the first change point and in the vicinity of the second change point by using two spring elements 102 and 104. However, the configuration of the present invention is not limited thereto. FIG. 23 illustrates a configuration using a cam 114 having two cam cam projections. According to such a configuration, both at the first point of change and at the second point of change, the spring element 102 alone can forcibly generate the required torque.

Дополнительно, в вышеуказанном четвертом варианте осуществления, кулачок 100 присоединяется к осевому валу 44 балансировочного вала, чтобы формировать вращающий момент. Тем не менее, конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Фиг. 24 иллюстрирует пример, в котором два кулачковых механизма 116 и 118 предоставляются на стороне стационарного элемента, такого как блок цилиндров. Кулачковые механизмы 116 и 118, соответственно, имеют функции преобразования операции вращения точки 38 соединения с балансировочным валом в крутящий момент от пружинного элемента. Согласно такой конфигурации, может надлежащим образом формироваться вращающий момент для принудительного продолжения, посредством балансировочного вала 80, стабильного обратного вращения, как и в случае четвертого варианта осуществления.Additionally, in the above fourth embodiment, the cam 100 is attached to the axial shaft 44 of the balancing shaft to form a torque. However, the configuration of the present invention is not limited to this. FIG. 24 illustrates an example in which two cam mechanisms 116 and 118 are provided on the side of a stationary member, such as a cylinder block. The cam mechanisms 116 and 118, respectively, have the function of converting the rotation operation of the connection point 38 to the balancing shaft into torque from the spring element. According to such a configuration, a torque can be appropriately generated for forcing, by means of the balancing shaft 80, stable reverse rotation, as in the case of the fourth embodiment.

Дополнительно, в вышеуказанном четвертом варианте осуществления, чтобы прикладывать требуемый вращающий момент к балансировочному валу 80, кулачок 100 и пружинные элементы 102 и 104 вновь включаются в двигатель 10 внутреннего сгорания. Тем не менее, конфигурация настоящего изобретения не ограничена этим. Например, рядный цилиндровый бензиновый двигатель с прямым впрыском топлива и дизельный двигатель включают в себя высоконапорные насосы для впрыска топлива. Высоконапорный насос для впрыска топлива может включать в себя кулачок, который работает синхронно с рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания, и пружинный элемент, который зацепляется с кулачком. Вращающий момент, сформированный в четвертом варианте осуществления, может формироваться посредством использования существующего кулачка, пружинного элемента и т.п.Additionally, in the above fourth embodiment, in order to apply the required torque to the balancing shaft 80, the cam 100 and the spring elements 102 and 104 are again included in the internal combustion engine 10. However, the configuration of the present invention is not limited to this. For example, a direct-injection inline cylinder gasoline engine and a diesel engine include high-pressure fuel injection pumps. A high-pressure fuel injection pump may include a cam that operates in synchronization with the duty cycle of the internal combustion engine, and a spring element that engages with the cam. A torque generated in the fourth embodiment may be generated by using an existing cam, a spring element, and the like.

Дополнительно, в вышеуказанном четвертом варианте осуществления, механизм 98 приложения момента включен в конфигурацию третьего варианта осуществления. Балансировочное устройство 78 третьего варианта осуществления проще вызывает самоблокировку в первой точке изменения и второй точке изменения, по сравнению с балансировочным устройством 30 в первом варианте осуществления и балансировочным устройством 66 во втором варианте осуществления. Следовательно, конфигурация четвертого варианта осуществления демонстрирует особенно высокую применимость в случае базирования на конфигурации третьего варианта осуществления. Тем не менее, комбинированное условие не ограничено этим. Таким образом, механизм 98 приложения момента в четвертом варианте осуществления может комбинироваться с конфигурацией первого варианта осуществления или второго варианта осуществления.Further, in the above fourth embodiment, the torque application mechanism 98 is included in the configuration of the third embodiment. The balancing device 78 of the third embodiment makes it easier to self-lock at the first change point and the second change point, compared with the balancing device 30 in the first embodiment and the balancing device 66 in the second embodiment. Therefore, the configuration of the fourth embodiment shows particularly high applicability in the case of basing on the configuration of the third embodiment. However, the combined condition is not limited to this. Thus, the torque application mechanism 98 in the fourth embodiment can be combined with the configuration of the first embodiment or the second embodiment.

Пятый вариант осуществления изобретенияFifth Embodiment

Далее описывается пятый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 25-27. Фиг. 25 является схемой для пояснения конфигурации настоящего варианта осуществления. Конфигурация настоящего варианта осуществления может быть реализована посредством добавления механизма 120 приложения момента в конфигурацию третьего варианта осуществления, описанного выше. Следует отметить, что, на фиг. 25, общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 1 или фиг. 15, назначаются общие ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.A fifth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 25-27. FIG. 25 is a diagram for explaining a configuration of the present embodiment. The configuration of the present embodiment may be implemented by adding a torque application mechanism 120 to the configuration of the third embodiment described above. It should be noted that, in FIG. 25, common elements with the elements illustrated in FIG. 1 or FIG. 15, common reference numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

В настоящем варианте осуществления, механизм 120 приложения момента включает в себя первый пружинный элемент 122. Первый пружинный элемент 122 включает в себя пружинный элемент 124 и контактную часть 126. Контактная часть 126 предоставляется таким образом, что она входит в контакт с точкой 38 соединения с балансировочным валом в первой точке изменения, в которой осевая линия шатуна 36 накладывается на центр осевого вала 44 балансировочного вала. Дополнительно, пружинный элемент 124 предоставляется таким образом, чтобы формировать силу сжатия пружины, которая подталкивает точку 38 соединения с балансировочным валом в направлении против часовой стрелки на фиг. 24 при возможности.In the present embodiment, the torque application mechanism 120 includes a first spring element 122. The first spring element 122 includes a spring element 124 and a contact part 126. The contact part 126 is provided so that it comes into contact with the balancing connection point 38 the shaft at the first point of change at which the axial line of the connecting rod 36 is superimposed on the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft. Additionally, the spring member 124 is provided so as to generate a compression force of the spring that pushes the connection point 38 to the balancing shaft counterclockwise in FIG. 24 if possible.

Механизм 120 приложения момента также включает в себя второй пружинный элемент 128. Второй пружинный элемент 128 предоставляется в позиции практически на 180 (градусов) несинфазной с первым пружинным элементом 122. Второй пружинный элемент 128 включает в себя пружинный элемент 132 и контактную часть 130. Контактная часть 130 предоставляется таким образом, что она входит в контакт с точкой 38 соединения с балансировочным валом во второй точке изменения, указывающей состояние, в котором балансировочный вал 80 вращается на 180 (градусов) из первой точки изменения. Дополнительно, пружинный элемент 132 предоставляется, чтобы формировать силу сжатия пружины, которая подталкивает точку 38 соединения с балансировочным валом в направлении против часовой стрелки на фиг. 25 при возможности.The torque application mechanism 120 also includes a second spring element 128. The second spring element 128 is provided at a position substantially 180 (degrees) out of phase with the first spring element 122. The second spring element 128 includes a spring element 132 and a contact portion 130. The contact portion 130 is provided in such a way that it contacts the balancing shaft connection point 38 at a second change point indicating a state in which the balancing shaft 80 rotates 180 (degrees) from the first measurement point eniya. Additionally, the spring member 132 is provided to generate a compression force of the spring that pushes the connection point 38 to the balancing shaft in a counterclockwise direction in FIG. 25 if possible.

Фиг. 26 является схемой для пояснения работы конфигурации настоящего варианта осуществления. Дополнительно, фиг. 27 иллюстрирует абсолютную величину толкающей силы в направлении по оси x, принимаемой посредством точки 38 соединения с балансировочным валом, в ситуациях (1)-(8), проиллюстрированных на фиг. 26. Как проиллюстрировано на фиг. 26, в секции от (1) до (2), осевая сила 134, которая предоставляет смещение 136 первого пружинного элемента 122 в направлении сжатия, возникает при вращении коленчатого вала 16. В секции от (3) до (4), смещение 136 в направлении прохождения возникает в первом пружинном элементе 122. Затем точка 38 соединения с балансировочным валом продолжает прием силы реакции 138 в отрицательном направлении по оси x практически по всей секции от (1) до (4).FIG. 26 is a diagram for explaining a configuration operation of the present embodiment. Additionally, FIG. 27 illustrates the absolute value of the pushing force in the x-axis direction received by the connection point 38 with the balancing shaft in situations (1) to (8) illustrated in FIG. 26. As illustrated in FIG. 26, in section (1) to (2), an axial force 134 that provides an offset 136 of the first spring element 122 in the compression direction occurs when the crankshaft 16 rotates. In section (3) to (4), an offset of 136 the direction of passage occurs in the first spring element 122. Then, the connection point 38 with the balancing shaft continues to receive the reaction force 138 in the negative direction along the x axis over almost the entire section from (1) to (4).

Когда точка 38 соединения с балансировочным валом расположена в верхней стороне относительно центра осевого вала 44 балансировочного вала, сила реакции 138 в отрицательном направлении по оси x формирует момент, который вращает балансировочный вал 80 в противоположном направлении относительно коленчатого вала. В настоящем варианте осуществления, балансировочное устройство 78 спроектировано таким образом, что первая точка изменения включена в секцию от (1) до (4). Следовательно, согласно устройству 78, балансировочный вал 80 может стабильно вращаться в направлении обратного вращения в окрестности первой точки изменения.When the connection point 38 with the balancing shaft is located in the upper side relative to the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft, the reaction force 138 in the negative direction along the x axis generates a moment that rotates the balancing shaft 80 in the opposite direction relative to the crankshaft. In the present embodiment, the balancing device 78 is designed so that the first change point is included in the section (1) to (4). Therefore, according to the device 78, the balancing shaft 80 can stably rotate in the reverse rotation direction in the vicinity of the first change point.

На фиг. 26, в секции от (5) до (8), второй пружинный элемент 128 подталкивает точку 38 соединения с балансировочным валом в положительном направлении по оси x. Когда точка 38 соединения с балансировочным валом расположена в нижней стороне относительно центра осевого вала 44 балансировочного вала, сила в положительном направлении по оси x, которая действует на точку 38 соединения с балансировочным валом, формирует момент, который вращает балансировочный вал 80 в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала 16. В настоящем варианте осуществления, балансировочное устройство 78 спроектировано таким образом, что вторая точка изменения включена в секцию от (5) до (8). Следовательно, согласно устройству 78, балансировочный вал 80 может стабильно вращаться в направлении обратного вращения в окрестности второй точки изменения.In FIG. 26, in section (5) to (8), the second spring element 128 pushes the connection point 38 with the balancing shaft in the positive x-axis direction. When the connection point 38 with the balancing shaft is located in the lower side relative to the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft, the force in the positive direction along the x axis, which acts on the connection point 38 with the balancing shaft, generates a moment that rotates the balancing shaft 80 in the opposite direction relative to the direction rotation of the crankshaft 16. In the present embodiment, the balancing device 78 is designed so that the second change point is included in the section from (5) to (8). Therefore, according to the device 78, the balancing shaft 80 can stably rotate in the reverse rotation direction in the vicinity of the second change point.

Как описано выше, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, балансировочный вал 80 также может стабильно вращаться в противоположном направлении относительно коленчатого вала 16, как и в случае четвертого варианта осуществления. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, также может предоставляться компактный двигатель 10 внутреннего сгорания с превосходной плавностью работы.As described above, according to the configuration of the present embodiment, the balancing shaft 80 can also stably rotate in the opposite direction relative to the crankshaft 16, as in the case of the fourth embodiment. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, a compact internal combustion engine 10 with excellent smooth operation can also be provided.

Шестой вариант осуществления изобретенияSixth Embodiment

Конфигурация шестого варианта осуществления изобретенияConfiguration of a Sixth Embodiment

Далее описывается шестой вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 28-34. Фиг. 28 является схемой для пояснения конфигурации шестого варианта осуществления настоящего изобретения. Конфигурация настоящего варианта осуществления является аналогичной конфигурации первого варианта осуществления (см. фиг. 1) за исключением такого аспекта, что балансировочное устройство 30 заменяется балансировочным устройством 140 со смещенной конструкцией.Next, a sixth embodiment of the present invention is described with reference to FIG. 28-34. FIG. 28 is a diagram for explaining a configuration of a sixth embodiment of the present invention. The configuration of the present embodiment is similar to the configuration of the first embodiment (see FIG. 1) with the exception that the balancing device 30 is replaced with the offset balancing device 140.

В настоящем варианте осуществления, коленчатый вал 16 двигателя 10 внутреннего сгорания используется способом смещенного кривошипа. На фиг. 28, пунктирная линия, показанная посредством назначения ссылки с номером 142, представляет собой осевую линию возвратно-поступательного движения поршня 12. В двигателе 10 внутреннего сгорания осевая линия 144 коленчатого вала 16 располагается в позиции, отделенной от осевой линии 142 поршня 12 на расстояние H параллельно с осевой линией 142.In the present embodiment, the crankshaft 16 of the internal combustion engine 10 is used by the offset crank method. In FIG. 28, the dashed line shown by assigning the reference number 142 is the center line of the reciprocating motion of the piston 12. In the internal combustion engine 10, the center line 144 of the crankshaft 16 is located at a position separated from the center line 142 of the piston 12 by a distance H parallel with centerline 142.

Эффект посредством смещенного кривошипаThe effect through an offset crank

Фиг. 29 является схемой для пояснения эффекта, полученного способом смещенного кривошипа. Чертеж в левой стороне на фиг. 29 показывает конструкцию сравнительного примера. В конструкции, центр главного вала 22 коленчатого вала накладывается на осевую линию 142 возвратно-поступательного движения поршня 12. Чертеж в правой стороне на фиг. 29 схематично иллюстрирует конструкцию с использованием способа смещенного кривошипа. В конструкции, центр главного вала 22 коленчатого вала смещается на расстояние H от осевой линии 142 возвратно-поступательного движения поршня 12.FIG. 29 is a diagram for explaining an effect obtained by an offset crank method. The drawing on the left side in FIG. 29 shows the construction of a comparative example. In the design, the center of the main shaft 22 of the crankshaft is superimposed on the center line 142 of the reciprocating motion of the piston 12. The drawing on the right side in FIG. 29 schematically illustrates a construction using an offset crank method. In the design, the center of the main shaft 22 of the crankshaft is offset a distance H from the center line 142 of the reciprocating movement of the piston 12.

На фиг. 29, стрелка, показанная посредством назначения ссылки с номером 146, выражает давление сгорания, которое действует на поршень 12. Давление 146 сгорания достигает большого значения, когда поршень 12 незначительно проходит верхнюю мертвую точку в рабочем ходе. Два чертежа, проиллюстрированные на фиг. 29, показывают состояние, в котором большое давление 146 сгорания действует на поршень 12.In FIG. 29, the arrow shown by assigning the reference number 146 expresses the combustion pressure that acts on the piston 12. The combustion pressure 146 reaches a large value when the piston 12 slightly passes the top dead center in the stroke. The two drawings illustrated in FIG. 29 show a state in which a large combustion pressure 146 acts on the piston 12.

Поршень 12 соединяется с пальцем 18 кривошипа через шатун 14. Следовательно, сила 148 реакции давления 146 сгорания вводится в поршень 12 из шатуна 14. Когда шатун 14 наклоняется под δ (градусов) относительно осевой линии 142 поршня 12, сила 148 реакции включает в себя горизонтальный компонент 150, выражаемый посредством (сила 148 реакции * sin δ). Горизонтальный компонент 150 выступает в качестве силы, которая прижимает поршень 12 к боковой стенке в цилиндре.The piston 12 is connected to the crank pin 18 through the connecting rod 14. Therefore, the reaction force 148 of the combustion pressure 146 is introduced into the piston 12 from the connecting rod 14. When the connecting rod 14 is tilted at δ (degrees) relative to the center line 142 of the piston 12, the reaction force 148 includes horizontal component 150 expressed by (reaction force 148 * sin δ). The horizontal component 150 acts as a force that presses the piston 12 against the side wall in the cylinder.

В конструкции сравнительного примера, в котором осевая линия 142 возвратно-поступательного движения поршня 12 накладывается на центр главного вала 22 коленчатого вала, большое давление 146 сгорания прилагается к поршню 12 в состоянии, в котором шатун 14 наклоняется относительно осевой линии 142. Следовательно, в этой конфигурации, большой горизонтальный компонент 150 формируется, и трение поршня 12 имеет тенденцию быть большим.In the construction of the comparative example, in which the axial line 142 of the reciprocating movement of the piston 12 is superimposed on the center of the main shaft 22 of the crankshaft, a large combustion pressure 146 is applied to the piston 12 in a state in which the connecting rod 14 is inclined relative to the axial line 142. Therefore, in this configuration, a large horizontal component 150 is formed, and the friction of the piston 12 tends to be large.

Согласно способу смещенного кривошипа, угол наклона δ шатуна 14 во время действия большого давления 146 сгорания на поршень 12 может задаваться равным небольшому значению. Следовательно, согласно конфигурации, поршень 12 может выполнять возвратно-поступательное движение в цилиндре без приема большого горизонтального компонента 150. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, может уменьшаться трение поршня 12, и повышается эффективность использования топлива, по сравнению с конфигурацией сравнительного примера.According to the offset crank method, the angle of inclination δ of the connecting rod 14 during the action of the high combustion pressure 146 on the piston 12 can be set to a small value. Therefore, according to the configuration, the piston 12 can reciprocate in the cylinder without receiving the large horizontal component 150. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the friction of the piston 12 can be reduced and fuel efficiency is improved, compared with the configuration of the comparative example.

Асимметрия вследствие смещенияAsymmetry due to bias

Фиг. 30 является схемой для пояснения асимметрии профиля скорости вращения, показанного посредством поршня 12 в настоящем варианте осуществления. На фиг. 30, поршень 12 расположен в верхней мертвой точке при угле поворота коленчатого вала θ=0 (°CA) и расположен в нижней мертвой точке при θ=180 (°CA).FIG. 30 is a diagram for explaining the asymmetry of the rotational speed profile shown by the piston 12 in the present embodiment. In FIG. 30, the piston 12 is located at top dead center at an angle of rotation of the crankshaft θ = 0 (° CA) and is located at bottom dead center at θ = 180 (° CA).

Относительно угла θ поворота коленчатого вала, θ=90 (°CA) и θ=270 (°CA) являются средними точками между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой. Тем не менее, между углом наклона δ90 шатуна 14 в θ=90 (°CA) и углом наклона δ 270 в θ=270 (°CA), значительные различия возникают вследствие влияния смещенного кривошипа. Как результат, ход PS90 поршня, который возникает при угле поворота коленчатого вала θ=90 (°CA) и ход PS270 поршня, который возникает при θ=270 (°CA), имеют различные значения. Обязательно, ход (PS180-PS90), который возникает, когда θ изменяется с 90 до 180 (°CA) и ход (PS270-PS180), который возникает, когда изменения θ с 180 до 270 (°CA) также имеют различные значения.Regarding the angle of rotation θ of the crankshaft, θ = 90 (° CA) and θ = 270 (° CA) are the midpoints between top dead center and bottom dead center. However, between the angle of inclination δ90 of the connecting rod 14 at θ = 90 (° CA) and the angle of inclination δ 270 at θ = 270 (° CA), significant differences arise due to the influence of the offset crank. As a result, the piston stroke PS90 that occurs when the crank angle θ = 90 (° CA) and the piston stroke PS270 that occurs when θ = 270 (° CA) have different meanings. Necessarily, the course (PS180-PS90) that occurs when θ changes from 90 to 180 (° CA) and the course (PS270-PS180) that occurs when θ changes from 180 to 270 (° CA) also have different meanings.

Как описано выше, в двигателе 10 внутреннего сгорания, в котором используется способ смещенного кривошипа, поршень 12 демонстрирует асимметричные профили смещения в процессе наружным способом с прохождением угла θ поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке и в процессе обратным способом с прохождением от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Когда профили смещения являются асимметричными, силы инерции, которые возникают со смещениями, также становятся асимметричными. Следовательно, чтобы уравновешивать силу инерции, сформированную посредством поршня 12 двигателя 10 внутреннего сгорания, с высокой точностью, эффективно заставлять балансировочное устройство 140 формировать асимметричную вызывающую вибрацию силу.As described above, in the internal combustion engine 10, which uses the offset crank method, the piston 12 exhibits asymmetric displacement profiles in the external process with the passage of the angle θ of rotation of the crankshaft from top dead center to bottom dead center and in the opposite way with passage from bottom dead center to top dead center. When displacement profiles are asymmetric, the inertia forces that occur with displacements also become asymmetric. Therefore, in order to balance the inertia generated by the piston 12 of the internal combustion engine 10 with high accuracy, it is effective to cause the balancing device 140 to generate an asymmetric vibration-inducing force.

Конфигурация балансировочного устройства настоящего варианта осуществления изобретенияBalancing Device Configuration of the Present Embodiment

Фиг. 31A иллюстрирует конфигурацию балансировочного устройства 140, которое используется в настоящем варианте осуществления. Балансировочное устройство 140 является аналогичным балансировочному устройству 30 (см. фиг. 2) в первом варианте осуществления за исключением такого аспекта, что центральная линия 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", которая соединяет центр главного вала 22 коленчатого вала и осевого вала 44 балансировочного вала, смещается таким образом, что она отделена от осевой линии 152 направляющей секции 54 на расстояние h. В дальнейшем в этом документе, на фиг. 31A, общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 2, назначаются общие ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.FIG. 31A illustrates the configuration of the balancing device 140 that is used in the present embodiment. The balancing device 140 is similar to the balancing device 30 (see FIG. 2) in the first embodiment, with the exception that the center line 56 is “crankshaft - balancing shaft”, which connects the center of the main shaft 22 of the crankshaft and the axial shaft 44 of the balancing shaft , is offset so that it is separated from the center line 152 of the guide section 54 by a distance h. Further in this document, in FIG. 31A, common elements with elements illustrated in FIG. 2, common references with numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

В балансировочном устройстве 140, проиллюстрированном на фиг. 31A, скользящая часть 52 шатуна 36 выполняет прямолинейное движение в направляющей секции 54 с вращением коленчатого вала 16. При движении, шарнир 50 шатуна 36 перемещается вдоль осевой линии 152 из направляющей секции 54. Если шарнир 50 перемещается на центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", угол α поворота балансировочного вала должен демонстрировать симметричные профили изменения в процессе наружным способом, в котором угол θ поворота коленчатого вала изменяется с нуля до 180 (°CA), и в процессе обратным способом, в котором θ изменяется с 180 до 360 (°CA). Тем не менее, когда шарнир 50 перемещается на осевой линии 152, которая отклоняется от центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", профили угла α поворота балансировочного вала становятся асимметричными в процессе наружным способом и в процессе обратным способом.In the balancing device 140 illustrated in FIG. 31A, the sliding portion 52 of the connecting rod 36 performs a linear motion in the guide section 54 with rotation of the crankshaft 16. When moving, the hinge 50 of the connecting rod 36 moves along the center line 152 from the guide section 54. If the hinge 50 moves on the center line 56 "crankshaft - balancing shaft ", the angle of rotation α of the balancing shaft must show symmetrical profiles of changes in the process in an external way, in which the angle θ of rotation of the crankshaft changes from zero to 180 (° CA), and in the opposite way, in which θ changes It is a C of 180 to 360 (° CA). However, when the hinge 50 moves on the axial line 152, which deviates from the center line 56 "crankshaft - balancing shaft", the profiles of the angle α of rotation of the balancing shaft become asymmetric in the process of the external method and in the opposite way.

Асимметрия угла α поворота балансировочного вала, как описано выше, возникает, поскольку шарнир 50 перемещается на осевой линии 152, отклоненной от центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал". Фиг. 31B, 31C и 31D иллюстрируют примеры других балансировочных устройств, в которых возникает такая асимметрия. Более конкретно, фиг. 31B иллюстрирует балансировочное устройство 154, в котором центр осевого вала 44 балансировочного вала смещается на расстояние h от осевой линии 152 из направляющей секции 54. Фиг. 31C иллюстрирует балансировочное устройство 156, в котором центр главного вала 22 коленчатого вала смещается на расстояние h от осевой линии 152 из направляющей секции 54. Дополнительно, фиг. 31D иллюстрирует балансировочное устройство 158, в котором и центр главного вала 22 коленчатого вала и центр осевого вала 44 балансировочного вала смещаются на расстояние h, соответственно, в противоположных направлениях от осевой линии 152. Эти балансировочные устройства 154, 156 и 158 могут использоваться посредством надлежащей замены вместо балансировочного устройства 140, проиллюстрированного на фиг. 31A, в соответствии с асимметрией силы инерции, которая формируется посредством поршня 12.The asymmetry of the angle α of rotation of the balancing shaft, as described above, occurs because the hinge 50 moves on the axial line 152, deviated from the Central line 56 "crankshaft - balancing shaft". FIG. 31B, 31C and 31D illustrate examples of other balancing devices in which such asymmetry occurs. More specifically, FIG. 31B illustrates a balancing device 154 in which the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft is offset a distance h from the center line 152 from the guide section 54. FIG. 31C illustrates a balancing device 156 in which the center of the main shaft 22 of the crankshaft is offset a distance h from the center line 152 from the guide section 54. Additionally, FIG. 31D illustrates a balancing device 158 in which both the center of the main shaft 22 of the crankshaft and the center of the axial shaft 44 of the balancing shaft are offset by a distance h, respectively, in opposite directions from the center line 152. These balancing devices 154, 156 and 158 can be used by appropriate replacement instead of the balancing device 140 illustrated in FIG. 31A, in accordance with the asymmetry of the inertia force that is generated by the piston 12.

Вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством балансировочного устройства варианта осуществления изобретенияVibration causing force generated by balancing device of an embodiment of the invention

В дальнейшем в этом документе, со ссылкой на фиг. 32-34, а также фиг. 31A, описывается вызывающая вибрацию сила, которая формируется посредством балансировочного устройства 140 настоящего варианта осуществления. Различные размеры балансировочного устройства 140 становятся различными параметрами, которые имеют влияние на профиль угла α поворота балансировочного вала. Здесь, описывается результат моделирования. Моделирование выполняется посредством задания отношения r1/1cb радиуса r1 вращения точки 32 соединения с коленчатым валом и длины 1cb шатуна 36 фиксированно равным нормальному значению и изменения отношения h/r1 значения h смещения и радиуса r1 вращения на "-a", "-b" и "+a". Следует отметить, что знаки "+" и "-", назначаемые "a" и "b," выражают отличия в направлении, в котором выполняется смещение на расстояние h.Hereinafter, with reference to FIG. 32-34, as well as FIG. 31A, a vibration causing force which is generated by the balancing device 140 of the present embodiment is described. The different sizes of the balancing device 140 become different parameters that have an effect on the profile of the angle of rotation α of the balancing shaft. Here, the simulation result is described. The simulation is performed by setting the ratio r1 / 1cb of the radius r1 of rotation of the point 32 of the connection with the crankshaft and the length 1cb of the connecting rod 36 is fixed equal to the normal value and changing the ratio h / r1 of the displacement value h and the radius of rotation r1 to "-a", "-b" and "+ a". It should be noted that the signs “+” and “-”, assigned by “a” and “b,” express differences in the direction in which the offset by the distance h is performed.

Фиг. 32 иллюстрирует взаимосвязь между углом θ поворота коленчатого вала и угловой скоростью dα/dθ балансировочного вала. Поскольку балансировочный вал 40 вращается в противоположном направлении относительно коленчатого вала 16, угловая скорость dα/dθ балансировочного вала становится равной -1, если α и θ демонстрируют идентичное изменение. Например, в форме сигнала "-a", появляется такая асимметрия, что изменение α является небольшим относительно θ наружным способом с прохождением от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, и тенденция, противоположная вышеуказанной, появляется обратным способом от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Дополнительно, в форме сигнала "-b", меньшая асимметрия по сравнению с формой сигнала "-a" появляется. Дополнительно, в форме сигнала "+a", асимметрия, противоположная асимметрии "-a", появляется.FIG. 32 illustrates the relationship between the crank angle θ and the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft. Since the balancing shaft 40 rotates in the opposite direction relative to the crankshaft 16, the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft becomes -1 if α and θ exhibit an identical change. For example, in the form of the “-a” signal, such an asymmetry appears that the change in α is small outside θ relative to θ, passing from top dead center to bottom dead center, and a trend opposite to the above appears in the opposite way from bottom dead center to top dead point. Additionally, in the “-b” waveform, less asymmetry than the “-a” waveform appears. Additionally, in the form of the “+ a” signal, an asymmetry opposite to the “-a” asymmetry appears.

Как описано выше, балансировочное устройство 140 настоящего варианта осуществления может формировать угловую скорость dα/dθ балансировочного вала, которая имеет асимметричные профили наружным способом и обратным способом. На балансировочный вал 40 действует центробежная сила, пропорциональная квадрату угловой скорости и силы реакции на угловую скорость. Балансировочный вал 40 формирует вызывающую вибрацию силу, соответствующую составному значению центробежной силы и силы реакции. В настоящем варианте осуществления, угловая скорость dα/dθ балансировочного вала имеет асимметричные профили, и, следовательно, вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством балансировочного вала 40, также имеет асимметричные профили наружным способом и обратным способом, аналогично силе инерции поршня 12.As described above, the balancing device 140 of the present embodiment can generate an angular velocity dα / dθ of the balancing shaft, which has asymmetric profiles in an external and reverse manner. A centrifugal force proportional to the square of the angular velocity and the reaction force to the angular velocity acts on the balancing shaft 40. The balancing shaft 40 generates a vibration causing force corresponding to the composite value of the centrifugal force and the reaction force. In the present embodiment, the angular velocity dα / dθ of the balancing shaft has asymmetric profiles, and therefore the vibration-induced force generated by the balancing shaft 40 also has asymmetric profiles in an external and reverse manner, similar to the inertia force of the piston 12.

Фиг. 33 является схемой, показывающей вызывающую вибрацию силу, полученную посредством объединения компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16, и компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством балансировочного вала 40, по сравнению с силой инерции поршня 12. Пять видов форм сигналов, проиллюстрированные на фиг. 33, соответственно, описываются следующим образом:FIG. 33 is a diagram showing a vibration causing force obtained by combining the Y axis component of the vibration causing force generated by the crankshaft 16 and the Y axis component of the vibration causing force generated by the balancing shaft 40, compared to the inertia of the piston 12. Five types of waveforms illustrated in FIG. 33, respectively, are described as follows:

Форма 60*2 сигнала: соответствует превышению в два раза компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16 (см. фиг. 8)Signal form 60 * 2: corresponds to a two-fold excess of the component along the Y axis of the vibration-causing force generated by the crankshaft 16 (see Fig. 8)

Форма 160 сигнала: асимметричная сила инерции, сформированная посредством поршня 12Waveform 160: asymmetric inertia generated by piston 12

Форма 162 сигнала: соответствует составному объекту компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством балансировочного вала 40 при условии "-a", и компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16Waveform 162: corresponds to a component object of the component along the Y axis of the vibration causing force generated by the balancing shaft 40 under the condition “-a”, and the component along the Y axis of the vibration causing force generated by the crankshaft 16

Форма 164 сигнала: соответствует составному объекту компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством балансировочного вала 40 при условии "-b", и компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16Waveform 164: corresponds to a component object of the y-axis causing the vibration force generated by the balancing shaft 40 under the condition “-b”, and the y-axis component of the vibration causing force generated by the crankshaft 16

Форма 166 сигнала: соответствует составному объекту компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством балансировочного вала 40 при условии "+a", и компонента по оси Y вызывающей вибрацию силы, сформированного посредством коленчатого вала 16Waveform 166: corresponds to a component object of the component along the Y axis of the vibration causing force generated by the balancing shaft 40 under the condition “+ a”, and the component along the Y axis of the vibration causing force generated by the crankshaft 16

Вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством коленчатого вала 16, имеет форму синусоидальной волны практически без искажения относительно изменения угла θ поворота коленчатого вала. Если балансировочный вал 40 вращается на равной скорости вращения относительно скорости вращения коленчатого вала 16, вызывающие вибрацию силы, сформированные посредством обоих из них, должны быть практически идентичными. В этом случае, сила инерции, сформированная посредством балансировочного устройства 140, должна демонстрировать практически симметричные профили наружным способом и обратным способом, как показано посредством формы 60*2 сигнала. Формы 162, 164 и 166 сигнала имеют асимметричные профили. Поскольку сила инерции, сформированная посредством поршня 12, имеет асимметрию, считается, что эти формы 162, 164 и 166 сигнала имеют более высокую способность по сравнению с формой 60*2 сигнала в отношении уравновешивания силы инерции поршня 12.The vibration-causing force generated by the crankshaft 16 is in the form of a sine wave with little or no distortion with respect to the change in the angle of rotation θ of the crankshaft. If the balancing shaft 40 rotates at an equal rotational speed relative to the rotational speed of the crankshaft 16, the vibrational forces generated by both of them should be almost identical. In this case, the inertia force generated by the balancing device 140 should show almost symmetrical profiles in an external way and in the opposite way, as shown by the waveform 60 * 2. Waveforms 162, 164, and 166 have asymmetric profiles. Since the inertia generated by the piston 12 has an asymmetry, it is believed that these waveforms 162, 164 and 166 have a higher ability than the waveform 60 * 2 with respect to balancing the inertia of the piston 12.

Фиг. 34 иллюстрирует формы сигналов несбалансированных сил, остающихся в двигателе 10 внутреннего сгорания как результат объединения различных видов вызывающих вибрацию сил, проиллюстрированных на фиг. 33, с силой инерции поршня 12. Смысловые значения форм сигналов, проиллюстрированные на фиг. 34, соответственно, описываются следующим образом:FIG. 34 illustrates waveforms of unbalanced forces remaining in an internal combustion engine 10 as a result of combining various types of vibration causing forces illustrated in FIG. 33, with the inertia of the piston 12. The semantic meanings of the waveforms illustrated in FIG. 34, respectively, are described as follows:

Форма 160+162 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания при условии "-a"Waveform 160 + 162: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 under condition “-a”

Форма 160+164 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания при условии "-b"Waveform 160 + 164: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 under condition “-b”

Форма 160+166 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания при условии "+a"Waveform 160 + 166: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 under the condition "+ a"

Форма 160+60*2 сигнала: несбалансированная сила, остающаяся в двигателе 10 внутреннего сгорания, когда балансировочный вал 40 управляется посредством зубчатой передачиWaveform 160 + 60 * 2: unbalanced force remaining in the internal combustion engine 10 when the balancing shaft 40 is controlled by a gear train

Как проиллюстрировано на фиг. 34, при любом из условий, согласно балансировочному устройству 140 настоящего варианта осуществления, оставшаяся несбалансированная сила может уменьшаться, по сравнению со случаем управления балансировочного вала 40 посредством зубчатой передачи. В частности, при моделировании в этот раз, в случае использования условия "-b", оставшаяся несбалансированная сила может задаваться равной достаточно небольшому значению (см. форму 160+164 сигнала). Таким образом, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, даже в случае, если используется способ смещенного кривошипа, превосходная плавность работы также может обеспечиваться для двигателя 10 внутреннего сгорания с помощью компактного механизма с использованием шатуна 36.As illustrated in FIG. 34, under any of the conditions according to the balancing device 140 of the present embodiment, the remaining unbalanced force may be reduced compared to the case of controlling the balancing shaft 40 by means of a gear transmission. In particular, when simulating this time, in the case of using the “-b” condition, the remaining unbalanced force can be set equal to a sufficiently small value (see waveform 160 + 164). Thus, according to the configuration of the present embodiment, even if the offset crank method is used, excellent smoothness of operation can also be provided for the internal combustion engine 10 using a compact mechanism using a connecting rod 36.

Седьмой вариант осуществления изобретенияSeventh Embodiment

Конфигурация седьмого варианта осуществления изобретенияSeventh Embodiment Configuration

Далее поясняется седьмой вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 35-38.Next, a seventh embodiment of the present invention is explained with reference to FIG. 35-38.

Фиг. 35 является схемой для пояснения конфигурации балансировочного устройства 168, которое используется в седьмом варианте осуществления настоящего изобретения. Конфигурация настоящего варианта осуществления является аналогичной конфигурации первого варианта осуществления (см. фиг. 1) или конфигурации шестого варианта осуществления (см. фиг. 28), за исключением такого аспекта, что балансировочное устройство 30 заменяется балансировочным устройством 168.FIG. 35 is a diagram for explaining a configuration of a balancing device 168 that is used in a seventh embodiment of the present invention. The configuration of the present embodiment is similar to the configuration of the first embodiment (see FIG. 1) or the configuration of the sixth embodiment (see FIG. 28), except for such an aspect that the balancing device 30 is replaced by the balancing device 168.

Дополнительно, балансировочное устройство 168 настоящего варианта осуществления является аналогичным балансировочному устройству 66 во втором варианте осуществления (см. фиг. 14), за исключением такого аспекта, что центр вращательного вала 72 направляющей секции 68 смещается таким образом, что он отделен от центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал" на расстояние h. В дальнейшем в этом документе, на фиг. 35, идентичным или общим элементам с элементами, проиллюстрированными на фиг. 14, назначаются идентичные ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.Additionally, the balancing device 168 of the present embodiment is similar to the balancing device 66 in the second embodiment (see FIG. 14), except that the center of the rotational shaft 72 of the guide section 68 is offset so that it is separated from the center line 56 " crankshaft - balancing shaft "at a distance h. Further in this document, in FIG. 35, identical or common elements with the elements illustrated in FIG. 14, identical reference numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

Балансировочное устройство 168 настоящего варианта осуществления приспособлено к способу смещенного кривошипа, аналогично балансировочному устройству 140 шестого варианта осуществления. Другими словами, балансировочное устройство 168, проиллюстрированное на фиг. 35 вращает балансировочный вал 40 асимметрично на неравной скорости вращения в процессе, в котором угол θ поворота коленчатого вала изменяется с нуля до 180 (°CA), и в процессе, в котором θ изменяется с 180 до 360 (°CA), аналогично балансировочному устройству 140 в шестом варианте осуществления.The balancing device 168 of the present embodiment is adapted to the offset crank method, similarly to the balancing device 140 of the sixth embodiment. In other words, the balancing device 168 illustrated in FIG. 35 rotates the balancing shaft 40 asymmetrically at an unequal speed in a process in which the angle θ of rotation of the crankshaft changes from zero to 180 (° CA), and in a process in which θ changes from 180 to 360 (° CA), similar to a balancing device 140 in a sixth embodiment.

Если центр вращательного вала 72 направляющей секции 68 накладывается на центральную линию 56 "коленчатый вал - балансировочный вал" в балансировочном устройстве 168, проиллюстрированном на фиг. 35, угол α поворота балансировочного вала должен демонстрировать симметричные профили изменения на положительной стороне (стороне 90 (°CA)) и на отрицательной стороне (стороне 270 (°CA)) с углом поворота коленчатого вала θ=0 (°CA) в качестве границы. Тем не менее, когда центр вращательного вала 72 отклоняется от центральной линии 56 "коленчатый вал - балансировочный вал", вышеописанная симметрия нарушается, и профили изменения угла α поворота балансировочного вала становятся асимметричными.If the center of the rotary shaft 72 of the guide section 68 is superimposed on the crankshaft-balancing shaft center line 56 in the balancing device 168 illustrated in FIG. 35, the angle of rotation α of the balancing shaft should show symmetrical change profiles on the positive side (side 90 (° CA)) and on the negative side (side 270 (° CA)) with the angle of rotation of the crankshaft θ = 0 (° CA) as the boundary . However, when the center of the rotational shaft 72 deviates from the center line 56 "crankshaft - balancing shaft", the above symmetry is broken, and the profiles of the angle of rotation α of the balancing shaft become asymmetric.

Фиг. 36, 37 и 38 надлежащим образом соответствуют фиг. 32, 33 и 34 в вышеуказанном шестом варианте осуществления. Пояснения этих чертежей являются общими для пояснений соответствующих чертежей, и, следовательно, лишнее пояснение опускается здесь.FIG. 36, 37 and 38 suitably correspond to FIG. 32, 33 and 34 in the above sixth embodiment. The explanations of these drawings are common to the explanations of the respective drawings, and therefore, an additional explanation is omitted here.

Как проиллюстрировано на фиг. 36-38, посредством балансировочного устройства 168 в настоящем варианте осуществления, может формироваться асимметричная вызывающая вибрацию сила, которая является подходящей для уравновешивания асимметричной силы инерции, как и в случае шестого варианта осуществления. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, превосходная плавность работы также может обеспечиваться для двигателя 10 внутреннего сгорания, в котором используется способ смещенного кривошипа, без затруднения уменьшения размера и веса, как и в случае шестого варианта осуществления.As illustrated in FIG. 36-38, by means of the balancing device 168 in the present embodiment, an asymmetric vibration-inducing force which is suitable for balancing the asymmetric inertia force can be generated, as in the case of the sixth embodiment. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, excellent smoothness of operation can also be provided for the internal combustion engine 10 using the offset crank method, without the difficulty of reducing size and weight, as in the case of the sixth embodiment.

Восьмой вариант осуществления изобретенияEighth Embodiment

Конфигурация восьмого варианта осуществления изобретенияConfiguration of Eighth Embodiment

Далее поясняется восьмой вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 39-45.Next, an eighth embodiment of the present invention is explained with reference to FIG. 39-45.

Фиг. 39 иллюстрирует конфигурацию двигателя внутреннего сгорания, на котором монтируется балансировочное устройство 170 восьмого варианта осуществления настоящего изобретения. Балансировочное устройство 170 имеет шатун 36, который располагается посредством наклона относительно осевой линии 172 возвратно-поступательного движения поршня 12, как в случаях первого-седьмого вариантов осуществления, описанных выше. Здесь, угол наклона осевой линии 172 поршня 12 и шатуна 36 предположительно составляет "β" градусов. Дополнительно, прямая линия, которая является параллельной с осевой линией 172 поршня 12 и проходит через главный вал 22 коленчатого вала, и прямая линия, которая проходит через осевой вал 44 балансировочного вала, соответственно, упоминаются в качестве "осевой линии 174 коленчатого вала" и "осевой линии 176 балансировочного вала".FIG. 39 illustrates the configuration of an internal combustion engine on which a balancing device 170 of an eighth embodiment of the present invention is mounted. The balancing device 170 has a connecting rod 36, which is located by tilting relative to the axial line 172 of the reciprocating movement of the piston 12, as in the cases of the first to seventh embodiments described above. Here, the angle of inclination of the centerline 172 of the piston 12 and the connecting rod 36 is presumably “β” degrees. Additionally, a straight line that is parallel with the axial line 172 of the piston 12 and passes through the main shaft 22 of the crankshaft, and a straight line that passes through the axial shaft 44 of the balancing shaft, respectively, are referred to as "the axial line 174 of the crankshaft" and " center line 176 of the balancing shaft. "

Балансировочное устройство 170 настоящего варианта осуществления включает в себя коленчатый вал 178 и балансировочный вал 180. Коленчатый вал 178 и балансировочный вал 180, соответственно, имеют эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала. Балансировочное устройство 170 настоящего варианта осуществления является аналогичным балансировочному устройству 30 (см. фиг. 1) первого варианта осуществления за исключением такого аспекта, что эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала включают в себя центры 186 и 188 тяжести в позициях, соответственно, показанных посредством точек в виде черного круга на фиг. 39.The balancing device 170 of the present embodiment includes a crankshaft 178 and a balancing shaft 180. The crankshaft 178 and the balancing shaft 180, respectively, have an eccentric load 182 of the crankshaft and an eccentric load 184 of the balancing shaft. The balancing device 170 of the present embodiment is similar to the balancing device 30 (see FIG. 1) of the first embodiment except that the eccentric crankshaft load 182 and the balancing shaft eccentric load 184 include centers of gravity 186 and 188, respectively, in positions shown by dots in the form of a black circle in FIG. 39.

Фиг. 40 является схемой для пояснения принципа того, как балансировочное устройство 170 настоящего варианта осуществления уравновешивает вызывающие вибрацию силы, которые возникают в двигателе внутреннего сгорания. В частности, левая сторона на фиг. 40 является чертежом, иллюстрирующим условия, которым должны удовлетворять эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fp, вызываемую посредством поршня 12, и вызывающую вибрацию силу Fc, вызываемую посредством шатуна 14. Дополнительно, правая сторона на фиг. 40 является чертежом, иллюстрирующим условия, которым должны удовлетворять эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fc, вызываемую посредством шатуна 36. В дальнейшем в этом документе, аналогично пояснению в первом варианте осуществления, вес поршня 12 выражается посредством "mp", а вес шатуна выражается посредством "mc". Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, вес шатуна 36 выражается посредством "mr".FIG. 40 is a diagram for explaining the principle of how the balancing device 170 of the present embodiment balances the vibrational forces that arise in an internal combustion engine. In particular, the left side in FIG. 40 is a drawing illustrating conditions that an eccentric crankshaft load 182 and a balancer shaft eccentric load 184 must meet to balance the vibrational force Fp caused by the piston 12 and the vibrational force Fc caused by the connecting rod 14. Further, the right side on FIG. 40 is a drawing illustrating the conditions that an eccentric crankshaft load 182 and a balancer shaft eccentric load 184 must meet in order to balance the vibrational force Fc caused by the connecting rod 36. Hereinafter, similar to the explanation in the first embodiment, the weight of the piston 12 expressed by "mp", and the weight of the connecting rod is expressed by "mc". Additionally, in the present embodiment, the weight of the connecting rod 36 is expressed by “mr”.

Два чертежа, проиллюстрированные на фиг. 40, выражают состояние времени, в которое поршень 12 достигает верхней мертвой точки. В этом случае, поршень 12 и шатун 14 формируют вызывающую вибрацию силу (FCS+FBS), соответствующую "mp+mc", в восходящем направлении на фиг. 40 вдоль осевой линии 172 возвратно-поступательного движения поршня 12. Чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу (FCS+FBS), эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала должны формировать вызывающую вибрацию силу с идентичной абсолютной величиной в нисходящем направлении на фиг. 40.The two drawings illustrated in FIG. 40, express the state of time at which the piston 12 reaches top dead center. In this case, the piston 12 and the connecting rod 14 generate a vibration causing force (FCS + FBS) corresponding to “mp + mc” in the upward direction in FIG. 40 along the center line 172 of the reciprocating motion of the piston 12. In order to balance the vibration causing force (FCS + FBS), the eccentric crankshaft load 182 and the balancing shaft eccentric load 184 must generate a vibration causing force with an identical absolute value in the downward direction in FIG. 40.

В настоящем варианте осуществления, чтобы реагировать на вышеописанное требование, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала принудительно отвечает за нисходящую вызывающую вибрацию силу на фиг. 40, которая соответствует "mc+mp/2", как проиллюстрировано в левой стороне на фиг. 40. Дополнительно, эксцентриковый груз балансировочного вала принудительно отвечает за нисходящую вызывающую вибрацию силу на фиг. 40, которая соответствует "mp/2". Согласно такой настройке, вызывающая вибрацию сила (FCS+FBS), которая формируется посредством поршня 12 и шатуна 14 в верхней мертвой точке, может надлежащим образом уравновешиваться.In the present embodiment, in order to respond to the above requirement, the eccentric crankshaft load 182 is forcibly responsible for the downward force causing vibration in FIG. 40, which corresponds to “mc + mp / 2”, as illustrated on the left side in FIG. 40. Additionally, the eccentric load of the balancing shaft is forcibly responsible for the downward force causing vibration in FIG. 40, which corresponds to "mp / 2". According to this setting, the vibration causing force (FCS + FBS), which is generated by the piston 12 and the connecting rod 14 at top dead center, can be properly balanced.

В ситуации, в которой поршень 12 достигает нижней мертвой точки, поршень 12 и шатун 14 формируют вызывающую вибрацию силу (FCS+FBS) с направлением, инвертированным по отношению к случаю верхней мертвой точки. В это время, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала также формируют вызывающие вибрацию силы с инвертированными направлениями. Следовательно, согласно вышеописанной настройке, вызывающие вибрацию силы также могут уравновешиваться посредством друг друга в нижней мертвой точке.In a situation in which the piston 12 reaches bottom dead center, the piston 12 and the connecting rod 14 generate a vibration-causing force (FCS + FBS) with a direction inverted with respect to the top dead center case. At this time, the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft also generate vibrational forces with inverted directions. Therefore, according to the above setting, vibration causing forces can also be balanced by each other at bottom dead center.

Между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, поршень 12 перемещается только вертикально вдоль осевой линии 172 возвратно-поступательного движения поршня 12 и не формирует вызывающей вибрацию силы, отличной от вызывающей вибрацию силы в направлении осевой линии 172. Шатун 14 вращается вокруг главного вала 22 коленчатого вала и формирует вызывающую вибрацию силу Fc, соответствующую центробежной силе веса mc. На этой стадии, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала, который аналогично вращается, формирует вызывающую вибрацию силу, соответствующую центробежной силе веса "mc+mp/2". Вызывающая вибрацию сила Fc, вызываемая посредством шатуна 14, уравновешивается посредством части, соответствующей "mc" вызывающей вибрацию силы эксцентрикового груза 182 коленчатого вала. Дополнительно, оставшаяся часть вызывающей вибрацию силы, сформированной посредством эксцентрикового груза 182 коленчатого вала, т.е. часть, соответствующая "mp/2", уравновешивается посредством вызывающей вибрацию силы эксцентрикового груза 184 балансировочного вала, который вращается в противоположном направлении относительно эксцентрикового груза 182 коленчатого вала. Таким образом, согласно условию, проиллюстрированному в левой стороне на фиг. 40, вызывающая вибрацию сила (FCS+FBS), сопровождающая движения поршня 12 и шатуна 14, может всегда уравновешиваться посредством эксцентрикового груза 182 коленчатого вала и эксцентрикового груза 184 балансировочного вала.Between the top dead center and the bottom dead center, the piston 12 moves only vertically along the axis of reciprocating movement of the piston 12 and does not generate a vibration force other than the vibration force in the direction of the axial line 172. The connecting rod 14 rotates around the main shaft 22 of the crankshaft shaft and generates a vibrational force Fc corresponding to the centrifugal force of weight mc. At this stage, the eccentric load 182 of the crankshaft, which rotates similarly, generates a vibration-causing force corresponding to the centrifugal force of the weight "mc + mp / 2". The vibration causing force Fc caused by the connecting rod 14 is balanced by the part corresponding to the “mc” vibration causing force of the crankshaft eccentric load 182. Additionally, the remainder of the vibration causing force generated by the crankshaft eccentric load 182, i.e. the part corresponding to "mp / 2" is balanced by the vibration-causing force of the eccentric load 184 of the balancing shaft, which rotates in the opposite direction relative to the eccentric load 182 of the crankshaft. Thus, according to the condition illustrated on the left side in FIG. 40, the vibration-causing force (FCS + FBS) accompanying the movement of the piston 12 and the connecting rod 14 can always be balanced by the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft.

Чертеж в правой стороне по фиг. 40 иллюстрирует состояние, в котором шатун 36 достигает рабочего конца в верхней правой стороне на фиг. 40 синхронно с поршнем 12, достигающим верхней мертвой точки. В этом состоянии, шатун 36 формирует вызывающую вибрацию силу Fr к верхнему правому углу на фиг. 40 при угле наклона в β градусов относительно осевой линии 174 коленчатого вала. В настоящем варианте осуществления, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала принудительно формируют вызывающие вибрацию силы, направленные в нижнюю левую сторону на фиг. 40, каждая из которых соответствует весу "mr/2".The drawing on the right side of FIG. 40 illustrates a state in which the connecting rod 36 reaches the working end in the upper right side of FIG. 40 in synchronization with piston 12 reaching top dead center. In this state, the connecting rod 36 generates a vibration causing force Fr to the upper right corner in FIG. 40 with an inclination angle of β degrees relative to the center line of the crankshaft 174. In the present embodiment, in order to balance the vibration causing force Fr, the eccentric crankshaft load 182 and the balancing shaft eccentric load 184 forcefully generate vibrational forces directed to the lower left side of FIG. 40, each of which corresponds to a weight of "mr / 2".

В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 40, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала, соответственно, формируют вызывающие вибрацию силы, соответствующие весу "mr/2". Вызывающие вибрацию силы проходят к нижней левой стороне на фиг. 40 при угле в β градусов относительно осевой линии 174 коленчатого вала и осевой линии 176 балансировочного вала. Согласно вызывающим вибрацию силам, может надлежащим образом уравновешиваться вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36.In the situation illustrated in FIG. 40, the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft, respectively, generate vibrational forces corresponding to a weight of "mr / 2". The vibration-causing forces extend to the lower left side of FIG. 40 at an angle of β degrees relative to the axial line 174 of the crankshaft and the axial line 176 of the balancing shaft. According to the vibration causing forces, the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36 can be appropriately balanced.

Когда поршень 12 достигает нижней мертвой точки, шатун 36 формирует вызывающую вибрацию силу Fr, соответствующую весу mr, к нижней левой стороне на фиг. 40. В это время, эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала формируют вызывающие вибрацию силы в восходящим направлении вправо на фиг. 40. Следовательно, согласно вышеописанной настройке, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством шатуна 36, также может уравновешиваться в нижней мертвой точке.When the piston 12 reaches bottom dead center, the connecting rod 36 generates a vibrational force Fr corresponding to the weight mr to the lower left side in FIG. 40. At this time, the eccentric load of the crankshaft 182 and the eccentric load of the balancing shaft 184 generate vibrational forces in the upward direction to the right in FIG. 40. Therefore, according to the above setting, the vibration causing force caused by the connecting rod 36 can also be balanced at the bottom dead center.

Между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, шатун 36 не формирует большую вызывающую вибрацию силу. С другой стороны, вес "mr/2", который предоставляется эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала, и вес "mr/2", который предоставляется эксцентриковому грузу 184 балансировочного вала, формируют вызывающие вибрацию силы при вращении в противоположных направлениях, соответственно. Эти вызывающие вибрацию силы находятся в противоположных направлениях относительно друг друга и, следовательно, уравновешиваются.Between the top dead center and the bottom dead center, the connecting rod 36 does not generate a large vibration causing force. On the other hand, the weight "mr / 2" that is provided to the eccentric load 182 of the crankshaft and the weight "mr / 2" that is provided to the eccentric load 184 of the balancing shaft generate vibrational forces when rotated in opposite directions, respectively. These forces causing vibration are in opposite directions relative to each other and, therefore, are balanced.

Когда эксцентриковый груз 182 коленчатого вала и эксцентриковый груз 184 балансировочного вала удовлетворяют условиям, показанным в правой стороне на фиг. 40, вызывающая вибрацию сила, сопровождающая движение шатуна 36, может всегда уравновешиваться посредством эксцентрикового груза 182 коленчатого вала и эксцентрикового груза 184 балансировочного вала.When the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft satisfy the conditions shown on the right side in FIG. 40, the vibration-causing force accompanying the movement of the connecting rod 36 can always be balanced by the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft.

В настоящем варианте осуществления, условия, проиллюстрированные в левой стороне на фиг. 40, и условия, проиллюстрированные в правой стороне, объединяются и прикладываются к эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 184 балансировочного вала, соответственно. В частности, эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 184 балансировочного вала, соответственно, предоставляются такие веса и центры тяжести, которые удовлетворяют условиям, описанным следующим образом.In the present embodiment, the conditions illustrated on the left side in FIG. 40, and the conditions illustrated on the right side are combined and applied to the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft, respectively. In particular, the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft, respectively, are provided with such weights and centers of gravity that satisfy the conditions described as follows.

Эксцентриковый груз коленчатого валаCrankshaft eccentric load

Эксцентриковый груз коленчатого вала формирует вызывающую вибрацию силу, которая получается посредством объединения двух вызывающих вибрацию сил, имеющих абсолютные величины и направления, описанные следующим образом, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки.The eccentric load of the crankshaft generates a vibration causing force, which is obtained by combining two vibration causing forces having absolute values and directions described as follows when the piston 12 reaches top dead center.

(1) Абсолютная величина: соответствует весу (mc+mp/2)(1) Absolute value: corresponds to weight (mc + mp / 2)

Направление: противоположное направление относительно вызывающей вибрацию силы Fp (в дальнейшем в этом документе, называемое "направлением, противоположным Fp")Direction: The opposite direction with respect to the vibrating force Fp (hereinafter referred to as the “direction opposite to Fp”)

(2) Абсолютная величина: соответствует весу (mr/2)(2) Absolute value: corresponds to weight (mr / 2)

Направление: противоположное направление относительно вызывающей вибрацию силы Fr (в дальнейшем в этом документе, называемое "направлением, противоположным Fr")Direction: The opposite direction with respect to the vibrating force Fr (hereinafter referred to as the “direction opposite to Fr”)

Эксцентриковый груз балансировочного валаEccentric load balancing shaft

Эксцентриковый груз балансировочного вала формирует вызывающую вибрацию силу, которая получается посредством объединения двух вызывающих вибрацию сил, имеющих абсолютные величины и направления, описанные следующим образом, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки.The eccentric load of the balancing shaft generates a vibration causing force which is obtained by combining two vibration causing forces having absolute values and directions described as follows when the piston 12 reaches top dead center.

(1) Абсолютная величина: соответствует весу (mp/2)(1) Absolute value: corresponds to weight (mp / 2)

Направление: направление, противоположное FpDirection: Direction opposite to Fp

(2) Абсолютная величина: соответствует весу (mr/2)(2) Absolute value: corresponds to weight (mr / 2)

Направление: направление, противоположное FrDirection: Direction opposite to Fr

Фиг. 41 является укрупненным видом коленчатого вала 178, проиллюстрированного на фиг. 39, т.е. коленчатого вала 178, который используется в настоящем варианте осуществления. Коленчатый вал 178 имеет вес и центр тяжести, которые удовлетворяют вышеописанным условиям. В частности, коленчатый вал 178 имеет вес практически в (mc+mp/2+mr/2) и имеет центр 186 тяжести в позиции, проиллюстрированной посредством точки в виде черного круга на фиг. 41.FIG. 41 is an enlarged view of a crankshaft 178 illustrated in FIG. 39, i.e. crankshaft 178, which is used in the present embodiment. The crankshaft 178 has a weight and a center of gravity that satisfy the conditions described above. In particular, the crankshaft 178 has a weight of almost (mc + mp / 2 + mr / 2) and has a center of gravity 186 at the position illustrated by the black circle dot in FIG. 41.

Если коленчатый вал 178 задается таким образом, что он уравновешивает только вызывающую вибрацию силу (Fp+Fc), вызываемую посредством поршня 12 и шатуна 14, позиция центра 186 тяжести в верхней мертвой точке предпочтительно должна накладываться на осевую линию 174 коленчатого вала. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, вызываемую посредством шатуна 36, позиция центра 186 тяжести сдвигается к стороне направления, противоположного Fr, на βcs градусов от осевой линии 174 коленчатого вала. Таким образом, коленчатый вал 178 настоящего варианта осуществления имеет центр 186 тяжести на противоположной стороне точки 32 соединения с коленчатым валом относительно осевой линии 174 коленчатого вала. Следует отметить, что угол сдвига в βcs градусов центра 186 тяжести обязательно становится углом, меньшим угла наклона в β градусов шатуна 36.If the crankshaft 178 is set so that it balances only the vibrational force (Fp + Fc) caused by the piston 12 and the connecting rod 14, the center of gravity position 186 at top dead center should preferably overlap the crankshaft center line 174. In contrast, in the present embodiment, in order to balance the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36, the position of the center of gravity 186 is shifted to the direction opposite to Fr by βcs degrees from the crankshaft center line 174. Thus, the crankshaft 178 of the present embodiment has a center of gravity 186 on the opposite side of the connection point 32 with the crankshaft relative to the crankshaft center line 174. It should be noted that the shear angle in βcs degrees of the center of gravity 186 necessarily becomes an angle smaller than the angle of inclination in β degrees of the connecting rod 36.

Фиг. 42 является видом в перспективе коленчатого вала 178. Здесь, шатун 36 предположительно соединяется в левой стороне коленчатого вала 178. Коленчатый вал 178 имеет два эксцентриковых груза 182 коленчатого вала с пальцем 18 кривошипа между ними. Вызывающая вибрацию сила (FCS+FBS) поршня 12 и шатуна 14 действует на палец 18 кривошипа. Следовательно, вес "mc+mp/2", который уравновешивает вызывающую вибрацию силу, предпочтительно равномерно распределяется в два эксцентриковых груза 182 коленчатого вала. С другой стороны, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, действует на окрестность левого конца на фиг. 42 из коленчатого вала 178. Если вес для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr прикладывается к эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала в правой стороне на фиг. 42, вызывающая вибрацию сила Fr, которая формируется посредством шатуна 36, и вызывающая вибрацию сила, которая формируется посредством эксцентрикового груза 182 коленчатого вала в правой стороне на фиг. 42, должны предоставлять большой момент коленчатому валу 178. Следовательно, вес "mr/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, предпочтительно предоставляется эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала на стороне около шатуна 36.FIG. 42 is a perspective view of the crankshaft 178. Here, the connecting rod 36 is supposedly connected on the left side of the crankshaft 178. The crankshaft 178 has two eccentric weights 182 of the crankshaft with a crank pin 18 between them. The vibration-causing force (FCS + FBS) of the piston 12 and the connecting rod 14 acts on the crank pin 18. Therefore, the weight “mc + mp / 2”, which balances the force causing vibration, is preferably evenly distributed in two crankshaft eccentric weights 182. On the other hand, the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 acts on the vicinity of the left end in FIG. 42 from the crankshaft 178. If the weight to balance the vibrational force Fr is applied to the eccentric load 182 of the crankshaft on the right side in FIG. 42, the vibration causing force Fr, which is generated by the connecting rod 36, and the vibration-causing force, which is generated by the crankshaft eccentric load 182 on the right side in FIG. 42 should provide great torque to the crankshaft 178. Therefore, the weight “mr / 2” to balance the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is preferably provided to the eccentric load 182 of the crankshaft on the side near the connecting rod 36.

В настоящем варианте осуществления, в ответ на вышеописанное требование, только половина веса "mc+mp/2" предоставляется эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала в правой стороне на фиг. 42. Следует отметить, что центр тяжести непосредственно этого эксцентрикового груза 182 коленчатого вала присутствует в позиции, которая накладывается на осевую линию 174 коленчатого вала в верхней мертвой точке. Эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала в левой стороне на фиг. 42 предоставляется весь вес "mr/2" в дополнение к половине веса "mc+mp/2". Следует отметить, что вес "mr/2" предоставляется эксцентриковому грузу 182 коленчатого вала в левой стороне на фиг. 42, так что центры тяжести двух эксцентриковых грузов 182 коленчатого вала становятся центром 186 тяжести, проиллюстрированным на фиг. 41. Согласно такой настройке, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, может уравновешиваться без вызывания большого момента, который действует на коленчатый вал 178.In the present embodiment, in response to the above requirement, only half the weight “mc + mp / 2” is provided to the eccentric crankshaft load 182 on the right side of FIG. 42. It should be noted that the center of gravity directly of this eccentric crankshaft load 182 is present at a position that overlays the crankshaft center line 174 at top dead center. The eccentric load 182 of the crankshaft on the left side in FIG. 42 provides all the weight "mr / 2" in addition to half the weight "mc + mp / 2". It should be noted that the weight “mr / 2” is provided to the eccentric load 182 of the crankshaft on the left side in FIG. 42, so that the centers of gravity of the two eccentric weights 182 of the crankshaft become the center of gravity 186 illustrated in FIG. 41. According to this setting, the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 can be balanced without causing a large moment that acts on the crankshaft 178.

Фиг. 43 является укрупненным видом балансировочного вала 180, проиллюстрированного на фиг. 39, т.е. балансировочного вала 180, используемого в настоящем варианте осуществления. Здесь, шатун 36 предположительно располагается в левой стороне балансировочного вала 180. Эксцентриковый груз 184 балансировочного вала балансировочного вала 180 имеет часть 190 с большим диаметром и часть 192 с небольшим диаметром. Часть 190 с большим диаметром предоставляется в окрестности одного конца 194 на стороне, которая должна соединяться с шатуном 36. Часть 192 с небольшим диаметром предоставляется на стороне другого конца 196 балансировочного вала 180.FIG. 43 is an enlarged view of the balancing shaft 180 illustrated in FIG. 39, i.e. balancing shaft 180 used in the present embodiment. Here, the connecting rod 36 is supposedly located on the left side of the balancing shaft 180. The eccentric load 184 of the balancing shaft of the balancing shaft 180 has a large diameter part 190 and a small diameter part 192. Part 190 with a large diameter is provided in the vicinity of one end 194 on the side that should be connected to the connecting rod 36. Part 192 with a small diameter is provided on the side of the other end 196 of the balancing shaft 180.

Эксцентриковому грузу 184 балансировочного вала предоставляется вес практически в "mp/2+mr/2". Из веса, вес "mp/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fp, вызываемой посредством поршня 12, распределяется в равной степени в часть 190 с большим диаметром и часть 192 с небольшим диаметром. С другой стороны, вес "mr/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, предоставляется только части 190 с большим диаметром. Как результат, часть 190 с большим диаметром имеет больший наружный диаметр, чем часть 192 с небольшим диаметром.The eccentric load 184 of the balancing shaft is provided with a weight of almost "mp / 2 + mr / 2". From the weight, the weight "mp / 2" to balance the vibrational force Fp caused by the piston 12 is distributed equally to the large diameter part 190 and the small diameter part 192. On the other hand, a weight “mr / 2” for balancing the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is provided only to the larger diameter part 190. As a result, the larger diameter part 190 has a larger outer diameter than the small diameter part 192.

Центр 188 тяжести эксцентрикового груза 184 балансировочного вала предоставляется на противоположной стороне точки 38 соединения с балансировочным валом с осевой линией 176 балансировочного вала между точкой 38 соединения с балансировочным валом и центром 188 тяжести, как и в случае коленчатого вала 178 (см. фиг. 39). В частности, центр 188 тяжести эксцентрикового груза 184 балансировочного вала отклоняется от осевой линии 176 балансировочного вала посредством фиксированного угла в направлении наклона шатуна 36. Угол отклонения обязательно становится меньшим углом, чем угол наклона в β градусов шатуна 36. Согласно такой настройке, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, может уравновешиваться без вызывания большого момента, который действует на балансировочный вал 180.The center of gravity 188 of the eccentric load 184 of the balancing shaft is provided on the opposite side of the connection point 38 with the balancing shaft with the axial line 176 of the balancing shaft between the connection point 38 with the balancing shaft and the center of gravity 188, as in the case of the crankshaft 178 (see Fig. 39) . In particular, the center of gravity 188 of the eccentric load 184 of the balancing shaft deviates from the axial line 176 of the balancing shaft by a fixed angle in the direction of inclination of the connecting rod 36. The angle of deviation necessarily becomes a smaller angle than the angle of β degrees of the connecting rod 36. According to this setting, the force causing vibration Fr caused by the connecting rod 36 can be balanced without causing a large moment, which acts on the balancing shaft 180.

Фиг. 44 является схемой для пояснения работы двигателя внутреннего сгорания, нагруженного балансировочным устройством 170 настоящего варианта осуществления. В частности, фиг. 44 выражает состояние двигателя внутреннего сгорания с интервалами в 45 (°CA) от 0 (°CA) до 360 (°CA). На фиг. 44, вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством эксцентрикового груза 182 коленчатого вала, обозначается как FCS, а вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством эксцентрикового груза 184 балансировочного вала, обозначается как FBS. Следует отметить, что вызывающие вибрацию силы FCS и FBS выражаются посредством разложения на две вызывающих вибрацию силы, которые представляют собой вызывающую вибрацию силу для уравновешивания (Fp+Fc) и вызывающую вибрацию силу для уравновешивания Fr, чтобы упрощать понимание. Как проиллюстрировано на фиг. 44, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, не только вызывающая вибрацию сила (Fp+Fc), вызываемая посредством поршня 12 и шатуна 14, но также и вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, всегда могут уравновешиваться надлежащим образом.FIG. 44 is a diagram for explaining an operation of an internal combustion engine loaded with a balancing device 170 of the present embodiment. In particular, FIG. 44 expresses the state of the internal combustion engine at intervals of 45 (° CA) from 0 (° CA) to 360 (° CA). In FIG. 44, the vibration causing force generated by the eccentric load 182 of the crankshaft is referred to as FCS, and the vibration causing force generated by the eccentric load 182 of the balancing shaft is referred to as FBS. It should be noted that the vibrational forces FCS and FBS are expressed by decomposing into two vibrational forces, which are the vibrational force to balance (Fp + Fc) and the vibrational force to balance Fr, to facilitate understanding. As illustrated in FIG. 44, according to the configuration of the present embodiment, not only the vibrational force (Fp + Fc) caused by the piston 12 and the connecting rod 14, but also the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36, can always be balanced properly.

Пример модификации восьмого варианта осуществления изобретенияAn example of a modification of an eighth embodiment of the invention

Фиг. 45 является видом в перспективе другого примера балансировочного вала, который является применимым к балансировочному устройству 170 настоящего варианта осуществления. Балансировочный вал 198, проиллюстрированный на фиг. 45, имеет эксцентриковый груз 200 балансировочного вала. Эксцентриковый груз 200 балансировочного вала формируется таким образом, что наружный диаметр постепенно становится меньшим от одного конца 194 на стороне, которая должна соединяться с шатуном 36, до другого конца 196. Согласно такой конфигурации, вес mr для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, может отражаться на стороне одного конца 194 более значительно по сравнению со стороной другого конца 196, как и в случае балансировочного вала 180, проиллюстрированного на фиг. 43. Следовательно, согласно балансировочному валу 198, проиллюстрированному на фиг. 45, вызывающая вибрацию сила Fr также может уравновешиваться без формирования большого момента.FIG. 45 is a perspective view of another example of a balancing shaft that is applicable to the balancing device 170 of the present embodiment. The balancing shaft 198 illustrated in FIG. 45 has an eccentric load 200 of a balancing shaft. The eccentric load 200 of the balancing shaft is formed so that the outer diameter gradually becomes smaller from one end 194 on the side to be connected to the connecting rod 36, to the other end 196. According to this configuration, the weight mr to balance the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 may be reflected on the side of one end 194 more significantly than the side of the other end 196, as is the case with the balancing shaft 180 illustrated in FIG. 43. Consequently, according to the balancing shaft 198 illustrated in FIG. 45, the vibrational force Fr can also be balanced without generating a large moment.

В этой связи, в вышеуказанном восьмом варианте осуществления, вес для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, отражается значительно на стороне около шатуна 36. Тем не менее, признак не является существенным для настоящего изобретения. Таким образом, вес (mr/2), который предоставляется коленчатому валу 178, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, может быть равномерно распределен в два эксцентриковых груза 182 коленчатого вала. Аналогично, для балансировочного вала 180, вес (mr/2) может быть равномерно распределен по всей области балансировочного вала 180.In this regard, in the above eighth embodiment, the weight for balancing the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is reflected significantly on the side near the connecting rod 36. However, the feature is not essential for the present invention. Thus, the weight (mr / 2) that is provided to the crankshaft 178 to balance the vibrational force Fr can be evenly distributed into the two eccentric weights 182 of the crankshaft. Similarly, for the balancing shaft 180, the weight (mr / 2) can be evenly distributed over the entire area of the balancing shaft 180.

Дополнительно, в вышеуказанном восьмом варианте осуществления, конфигурация для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, включена в балансировочное устройство в первом варианте осуществления, но настоящее изобретение не ограничено этим. Таким образом, можно включать конфигурацию для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, в любой из второго-седьмого вариантов осуществления.Further, in the above eighth embodiment, the configuration for balancing the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36 is included in the balancing device in the first embodiment, but the present invention is not limited thereto. Thus, a configuration for balancing the vibrational force Fr in any of the second to seventh embodiments can be included.

Дополнительно, в вышеуказанном восьмом варианте осуществления, вес для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, равномерно отражается в эксцентриковом грузе 182 коленчатого вала и эксцентриковом грузе 184 балансировочного вала, но настоящее изобретение не ограничено этим. Таким образом, вес для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr может неравномерно отражаться в эксцентриковом грузе 182 коленчатого вала и эксцентриковом грузе 184 балансировочного вала. Этот аспект аналогично применяется к девятому варианту осуществления, который описывается ниже.Further, in the above eighth embodiment, the weight for balancing the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is uniformly reflected in the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft, but the present invention is not limited thereto. Thus, the weight for balancing the vibrational force Fr can be unevenly reflected in the eccentric load 182 of the crankshaft and the eccentric load 184 of the balancing shaft. This aspect likewise applies to the ninth embodiment, which is described below.

Девятый вариант осуществления изобретенияNinth Embodiment

Далее поясняется девятый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 46-51.Next, a ninth embodiment of the present invention is explained with reference to FIG. 46-51.

Фиг. 46 иллюстрирует конфигурацию двигателя внутреннего сгорания, на котором монтируется балансировочное устройство 202 девятого варианта осуществления настоящего изобретения. Балансировочное устройство 202 включает в себя коленчатый вал 204 и балансировочный вал 206. Коленчатый вал 204 и балансировочный вал 206 имеют эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала, соответственно. Балансировочное устройство 202 настоящего варианта осуществления является аналогичным балансировочному устройству 170 (см. фиг. 39) восьмого варианта осуществления за исключением двух следующих аспектов.FIG. 46 illustrates the configuration of an internal combustion engine on which a balancing device 202 of a ninth embodiment of the present invention is mounted. The balancing device 202 includes a crankshaft 204 and a balancing shaft 206. The crankshaft 204 and the balancing shaft 206 have an eccentric load 208 of the crankshaft and an eccentric load 210 of the balancing shaft, respectively. The balancing device 202 of the present embodiment is similar to the balancing device 170 (see FIG. 39) of the eighth embodiment except for the following two aspects.

(1) Точка 32 соединения с коленчатым валом предоставляется на стороне веса эксцентрикового груза 208 коленчатого вала относительно главного вала 22 коленчатого вала, и точка 38 соединения с балансировочным валом предоставляется на стороне веса эксцентрикового груза 210 балансировочного вала относительно осевого вала 44 балансировочного вала.(1) A connection point 32 with the crankshaft is provided on the weight side of the eccentric load 208 of the crankshaft relative to the main shaft 22 of the crankshaft, and a connection point 38 with the balancing shaft is provided on the weight side of the eccentric load 210 of the balancing shaft relative to the axial shaft 44 of the balancing shaft.

(2) Эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала включают в себя центры 212 и 214 тяжести в позициях, которые показаны посредством точек в виде черного круга на фиг. 46, соответственно.(2) The eccentric weight of the crankshaft 208 and the eccentric weight of the balancing shaft 210 include centers of gravity 212 and 214 at the positions shown by the black circle dots in FIG. 46, respectively.

Фиг. 47 является схемой для пояснения принципа балансировочного устройства 202 настоящего варианта осуществления, уравновешивающего вызывающие вибрацию силы, которые формируются в двигателе внутреннего сгорания. Левая сторона на фиг. 47 является чертежом, иллюстрирующим условия, которым эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала должны удовлетворять, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу (Fp+Fc), вызываемую посредством поршня 12 и шатуна 14. Условия являются практически аналогичными условиям, поясненным в восьмом варианте осуществления со ссылкой на левую колонку на фиг. 40.FIG. 47 is a diagram for explaining the principle of the balancing device 202 of the present embodiment, balancing the vibration causing forces that are generated in the internal combustion engine. The left side in FIG. 47 is a drawing illustrating the conditions that the crankshaft eccentric weight 208 and the balancing shaft eccentric weight 210 must satisfy in order to balance the vibrational force (Fp + Fc) caused by the piston 12 and the connecting rod 14. The conditions are almost similar to the conditions explained in the eighth with reference to the left column in FIG. 40.

Два чертежа, проиллюстрированных на фиг. 47, каждый выражают состояние во время достижения посредством поршня 12 верхней мертвой точки. В конфигурации настоящего варианта осуществления, шатун 36 смещается вниз и влево сверху справа на фиг. 47 в процессе перемещения поршня 12 из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. В ситуации в верхней мертвой точке, шатун 36 достигает подвижного конца в нижней левой стороне на фиг. 47.The two drawings illustrated in FIG. 47, each express a state at the time of reaching the top dead center by means of the piston 12. In the configuration of the present embodiment, the connecting rod 36 slides down and to the left from the top to the right of FIG. 47 in the process of moving the piston 12 from bottom dead center to top dead center. In the situation of top dead center, the connecting rod 36 reaches the movable end in the lower left side in FIG. 47.

Чертеж в правой стороне на фиг. 47 иллюстрирует состояние, в котором шатун 36 достигает подвижного конца в нижней левой стороне на фиг. 47 синхронно с поршнем 12, достигающим верхней мертвой точки. В этом состоянии, шатун 36 формирует вызывающую вибрацию силу Fr к нижней левой стороне на фиг. 47 при угле наклона в β градусов относительно осевой линии 174 коленчатого вала. В настоящем варианте осуществления, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала принудительно формируют вызывающие вибрацию силы к верхней правой стороне на фиг. 47, которые соответствуют весу "mr/2", соответственно, в ситуации верхней мертвой точки.The drawing on the right side in FIG. 47 illustrates a state in which the connecting rod 36 reaches the movable end in the lower left side of FIG. 47 in synchronization with piston 12 reaching top dead center. In this state, the connecting rod 36 generates a vibration causing force Fr to the lower left side in FIG. 47 with an inclination angle of β degrees relative to the center line of the crankshaft 174. In the present embodiment, in order to balance the vibration causing force Fr, the eccentric crankshaft load 208 and the balancing shaft eccentric load 210 force the vibration causing forces to the upper right side in FIG. 47, which correspond to a weight of "mr / 2", respectively, in a top dead center situation.

В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 47, эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала, соответственно, формируют вызывающие вибрацию силы, соответствующие весу "mr/2". Эти вызывающие вибрацию силы направлены вверх вправо на фиг. 47 при угле в β градусов относительно осевой линии 174 коленчатого вала и осевой линии 176 балансировочного вала. Согласно этим вызывающим вибрацию силам, может надлежащим образом уравновешиваться вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36.In the situation illustrated in FIG. 47, the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft, respectively, generate vibrational forces corresponding to a weight of "mr / 2". These vibrational forces are directed upward to the right in FIG. 47 at an angle of β degrees relative to the axial line 174 of the crankshaft and the axial line 176 of the balancing shaft. According to these vibration causing forces, the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36 can be appropriately balanced.

Когда поршень 12 достигает нижней мертвой точки, шатун 36 достигает подвижного конца в верхней правой стороне на фиг. 47 и формирует вызывающую вибрацию силу Fr, соответствующую весу mr, к верхней правой стороне. В этом случае, эксцентриковый груз 208 коленчатого вала и эксцентриковый груз 210 балансировочного вала формируют вызывающие вибрацию силы к нижней левой стороне на фиг. 47. Следовательно, согласно вышеописанной настройке, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством шатуна 36, также может уравновешиваться в нижней мертвой точке.When the piston 12 reaches bottom dead center, the connecting rod 36 reaches the movable end in the upper right side of FIG. 47 and generates a vibrational force Fr corresponding to the weight mr to the upper right side. In this case, the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft generate vibrational forces to the lower left side in FIG. 47. Therefore, according to the above setting, the vibration causing force caused by the connecting rod 36 can also be balanced at the bottom dead center.

Между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, шатун 36 не формирует большую вызывающую вибрацию силу. С другой стороны, вес "mr/2", который предоставляется эксцентриковому грузу 208 коленчатого вала, и вес "mr/2", который предоставляется эксцентриковому грузу 210 балансировочного вала, взаимно уравновешивают вызывающие вибрацию силы при соответствующем вращении в противоположных направлениях.Between the top dead center and the bottom dead center, the connecting rod 36 does not generate a large vibration causing force. On the other hand, the weight "mr / 2" that is provided to the eccentric load 208 of the crankshaft and the weight "mr / 2" that is provided to the eccentric load 210 of the balancing shaft mutually balance the vibration-causing forces with corresponding rotation in opposite directions.

Как описано выше, в случае эксцентрикового груза 208 коленчатого вала и эксцентрикового груза 210 балансировочного вала, удовлетворяющих условиям, проиллюстрированным в правой стороне на фиг. 47, вызывающая вибрацию сила, сопровождающая движение шатуна 36, может всегда уравновешиваться посредством эксцентрикового груза 208 коленчатого вала и эксцентрикового груза 210 балансировочного вала.As described above, in the case of an eccentric load 208 of the crankshaft and an eccentric load 210 of the balancing shaft satisfying the conditions illustrated on the right side in FIG. 47, the vibration-causing force accompanying the movement of the connecting rod 36 can always be balanced by the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft.

В настоящем варианте осуществления, условия, проиллюстрированные в левой стороне на фиг. 47, и условия, проиллюстрированные в правой стороне, объединенно прикладываются к эксцентриковому грузу 208 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 210 балансировочного вала, соответственно. В частности, веса и центры тяжести, которые удовлетворяют условиям, описанным следующим образом, соответственно, предоставляются эксцентриковому грузу 208 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 210 балансировочного вала.In the present embodiment, the conditions illustrated on the left side in FIG. 47, and the conditions illustrated on the right side are jointly applied to the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft, respectively. In particular, weights and centers of gravity that satisfy the conditions described as follows, respectively, are provided to the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft.

Эксцентриковый груз коленчатого валаCrankshaft eccentric load

Эксцентриковый груз коленчатого вала формирует вызывающую вибрацию силу, полученную посредством объединения двух вызывающих вибрацию сил, имеющих абсолютные величины и направления, описанные следующим образом, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки.The eccentric load of the crankshaft generates a vibration causing force obtained by combining two vibration causing forces having absolute values and directions described as follows when the piston 12 reaches top dead center.

(1) Абсолютная величина: соответствует весу (mc+mp/2)(1) Absolute value: corresponds to weight (mc + mp / 2)

Направление: направление, противоположное FpDirection: Direction opposite to Fp

(2) Абсолютная величина: соответствует весу (mr/2)(2) Absolute value: corresponds to weight (mr / 2)

Направление: направление, противоположное FrDirection: Direction opposite to Fr

Эксцентриковый груз балансировочного валаEccentric load balancing shaft

Эксцентриковый груз балансировочного вала формирует вызывающую вибрацию силу, полученную посредством объединения двух вызывающих вибрацию сил, имеющих абсолютные величины и направления, описанные следующим образом, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки.The eccentric load of the balancing shaft generates a vibration-causing force obtained by combining two vibration-causing forces having absolute values and directions described as follows when the piston 12 reaches top dead center.

(1) Абсолютная величина: соответствует весу (mp/2)(1) Absolute value: corresponds to weight (mp / 2)

Направление: направление, противоположное FpDirection: Direction opposite to Fp

(2) Абсолютная величина: соответствует весу (mr/2)(2) Absolute value: corresponds to weight (mr / 2)

Направление: направление, противоположное FrDirection: Direction opposite to Fr

Фиг. 48 является увеличенной схемой коленчатого вала 204, проиллюстрированного на фиг. 46, т.е. коленчатого вала 204 для использования в настоящем варианте осуществления. Коленчатый вал 204 имеет вес и центр тяжести, которые удовлетворяют вышеописанным условиям. В частности, коленчатый вал 204 имеет вес практически в (mc+mp/2-mr/2) и имеет центр 212 тяжести в позиции, показанной посредством точки в виде черного круга на фиг. 48.FIG. 48 is an enlarged diagram of a crankshaft 204 illustrated in FIG. 46, i.e. crankshaft 204 for use in the present embodiment. The crankshaft 204 has a weight and a center of gravity that satisfy the conditions described above. In particular, the crankshaft 204 has a weight of almost (mc + mp / 2-mr / 2) and has a center of gravity 212 at the position shown by the black circle dot in FIG. 48.

Если коленчатый вал 204 уравновешивает только вызывающую вибрацию силу (Fp+Fc), вызываемую посредством поршня 12 и шатуна 14, позиция центра 212 тяжести в верхней мертвой точке предпочтительно должна накладываться на осевую линию 174 коленчатого вала. В этом отношении, в настоящем варианте осуществления, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, вызываемую посредством шатуна 36, позиция центра 212 тяжести сдвигается на βcs градусов к стороне направления, противоположного Fr, от осевой линии 174 коленчатого вала. Таким образом, коленчатый вал 204 настоящего варианта осуществления имеет центр 212 тяжести на противоположной стороне точки 32 соединения с коленчатым валом относительно осевой линии 174 коленчатого вала.If the crankshaft 204 only balances the vibrational force (Fp + Fc) caused by the piston 12 and the connecting rod 14, the center of gravity 212 at top dead center should preferably overlap the crankshaft center line 174. In this regard, in the present embodiment, in order to balance the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36, the position of the center of gravity 212 is shifted by βcs degrees to the direction direction opposite to Fr from the crankshaft center line 174. Thus, the crankshaft 204 of the present embodiment has a center of gravity 212 on the opposite side of the connection point 32 with the crankshaft relative to the crankshaft center line 174.

Коленчатый вал 204 включает в себя два эксцентриковых груза 208 коленчатого вала, аналогично коленчатому валу 178, проиллюстрированному на фиг. 42. В настоящем варианте осуществления, вес "Fr/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, отражается только в эксцентриковом грузе 208 коленчатого вала, который располагается около шатуна 36, как и в случае восьмого варианта осуществления. В частности, эксцентриковому грузу 208 коленчатого вала, который располагается в позиции далеко от шатуна 36, предоставляется половина веса "mc+mp/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы (Fp+Fc). С другой стороны, эксцентриковому грузу 208 коленчатого вала, который располагается около шатуна 36, предоставляется вес "(mc+mp/2)/2-mr/2", который является результатом вычитания веса "mr/2" для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr из половины веса "mc+mp/2". Второй эксцентриковый груз 208 коленчатого вала формируется таким образом, что центры тяжести двух эксцентриковых грузов 208 коленчатого вала становятся центром 212 тяжести, проиллюстрированным на фиг. 48. Согласно такой конфигурации, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, может уравновешиваться без вызывания большого момента, который действует на коленчатый вал 204, как и в случае восьмого варианта осуществления.The crankshaft 204 includes two eccentric weights 208 of the crankshaft, similar to the crankshaft 178 illustrated in FIG. 42. In the present embodiment, the weight “Fr / 2” for balancing the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is reflected only in the eccentric load 208 of the crankshaft, which is located near the connecting rod 36, as in the case of the eighth embodiment. In particular, the eccentric load 208 of the crankshaft, which is located at a position far from the connecting rod 36, is provided with half the weight “mc + mp / 2” to balance the vibrational force (Fp + Fc). On the other hand, the eccentric load 208 of the crankshaft, which is located near the connecting rod 36, is provided with a weight of "(mc + mp / 2) / 2-mr / 2", which is the result of subtracting the weight of "mr / 2" to balance the vibrational force Fr half the weight is "mc + mp / 2". A second crankshaft eccentric weight 208 is formed such that the centers of gravity of the two crankshaft eccentric weights 208 become the center of gravity 212, illustrated in FIG. 48. According to such a configuration, the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 can be balanced without causing a large moment that acts on the crankshaft 204, as in the case of the eighth embodiment.

Фиг. 49 является укрупненным видом балансировочного вала 206, проиллюстрированного на фиг. 46, т.е. балансировочного вала 206, который используется в настоящем варианте осуществления. Эксцентриковый груз 210 балансировочного вала балансировочного вала 206 содержит часть 216 с небольшим диаметром и часть 218 с большим диаметром. Часть 216 с небольшим диаметром формируется в окрестности одного конца 194 на стороне, которая соединяется с шатуном 36. Часть 218 с большим диаметром формируется в окрестности другого конца 196 балансировочного вала 206.FIG. 49 is an enlarged view of a balancing shaft 206 illustrated in FIG. 46, i.e. balancing shaft 206, which is used in the present embodiment. The eccentric load 210 of the balancing shaft of the balancing shaft 206 comprises a small diameter part 216 and a large diameter part 218. Part 216 with a small diameter is formed in the vicinity of one end 194 on the side that connects to the connecting rod 36. Part 218 with a large diameter is formed in the vicinity of the other end 196 of the balancing shaft 206.

Эксцентриковому грузу 210 балансировочного вала предоставляется вес практически в "mp/2-mr/2". Из веса, вес "mp/2" распределяется в равной степени в часть 216 с небольшим диаметром и часть 218 с большим диаметром. Величина "mr/2" уменьшения веса отражается только в части 216 с небольшим диаметром. Центр 214 тяжести эксцентрикового груза 210 балансировочного вала предоставляется на противоположной стороне точки 38 соединения с балансировочным валом с осевой линией 176 балансировочного вала между точкой 38 соединения с балансировочным валом, и центр 214 тяжести, как и в случае коленчатого вала 204 (см. фиг. 46). Согласно такой настройке, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, может уравновешиваться без вызывания большого момента, который действует на балансировочный вал 206.The eccentric load 210 of the balancing shaft is provided with a weight of almost "mp / 2-mr / 2". From the weight, the weight of "mp / 2" is distributed equally to part 216 with a small diameter and part 218 with a large diameter. The magnitude of "mr / 2" weight reduction is reflected only in part 216 with a small diameter. The center of gravity 214 of the eccentric load of the balancing shaft 210 is provided on the opposite side of the point 38 of the connection with the balancing shaft with the axial line 176 of the balancing shaft between the point 38 of the connection with the balancing shaft, and the center of gravity 214, as in the case of the crankshaft 204 (see Fig. 46 ) According to this setting, the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 can be balanced without causing a large moment that acts on the balancing shaft 206.

Фиг. 50 является схемой для пояснения работы двигателя внутреннего сгорания, на котором монтируется балансировочное устройство 202 настоящего варианта осуществления. В частности, фиг. 50 выражает состояние двигателя внутреннего сгорания с интервалами в 45 (°CA) от 0 (°CA) до 360 (°CA). На фиг. 50, вызывающая вибрацию сила, сформированная посредством эксцентрикового груза 208 коленчатого вала, выражается посредством FCS и (-FCS). "FCS" обозначает виртуальную вызывающую вибрацию силу, соответствующую весу "mc+mp/2", а "-FCS" обозначает виртуальную отрицательную вызывающую вибрацию силу, которая формируется посредством величины "-mr/2" уменьшения веса. Фактически, эксцентриковый груз 208 коленчатого вала формирует вызывающую вибрацию силу, соответствующую результирующему вектору из вектора "FCS" и вектора "-FCS".FIG. 50 is a diagram for explaining an operation of an internal combustion engine on which a balancing device 202 of the present embodiment is mounted. In particular, FIG. 50 expresses the state of the internal combustion engine at intervals of 45 (° CA) from 0 (° CA) to 360 (° CA). In FIG. 50, the vibrational force generated by the crankshaft eccentric load 208 is expressed by FCS and (-FCS). “FCS” stands for virtual vibration-causing force corresponding to the weight of “mc + mp / 2”, and “-FCS” stands for virtual negative vibration-causing force, which is generated by the “-mr / 2” weight reduction value. In fact, the eccentric load 208 of the crankshaft generates a vibration-inducing force corresponding to the resulting vector from the FCS vector and the -FCS vector.

Фиг. 50 аналогично выражает вызывающую вибрацию силу, сформированную посредством эксцентрикового груза 210 балансировочного вала, посредством FBS и (-FBS). "FBS" обозначает виртуальную вызывающую вибрацию силу, соответствующую весу "mp/2", "-FBS" обозначает виртуальную отрицательную вызывающую вибрацию силу, которая формируется посредством величины "-mr/2" уменьшения веса. Фактически, эксцентриковый груз 210 балансировочного вала формирует вызывающую вибрацию силу, соответствующую результирующему вектору из вектора "FBS" и вектора "-FBS".FIG. 50 likewise expresses a vibration-inducing force generated by the eccentric load of the balancing shaft 210 by FBS and (-FBS). “FBS” stands for virtual vibration-inducing force corresponding to the weight of “mp / 2”, “-FBS” refers to virtual negative vibration-inducing force that is generated by the “-mr / 2” weight reduction value. In fact, the eccentric load 210 of the balancing shaft generates a vibrational force corresponding to the resulting vector from the "FBS" vector and the "-FBS" vector.

Как проиллюстрировано на фиг. 50, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, вызывающая вибрацию сила (Fp+Fc), вызываемая посредством поршня 12 и шатуна 14, уравновешивается посредством вызывающей вибрацию силы (FCS+FBS), вызываемой посредством эксцентрикового груза 208 коленчатого вала и эксцентрикового груза 210 балансировочного вала. Дополнительно, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 36, уравновешивается посредством эффекта (-FCS-FBS) снижения веса эксцентрикового груза 208 коленчатого вала и эксцентрикового груза 210 балансировочного вала. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, вызывающие вибрацию силы, сопровождающие работу двигателя внутреннего сгорания, всегда могут уравновешиваться надлежащим образом.As illustrated in FIG. 50, according to the configuration of the present embodiment, the vibrational force (Fp + Fc) caused by the piston 12 and the connecting rod 14 is balanced by the vibrational force (FCS + FBS) caused by the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft. Further, the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is balanced by the effect of (-FCS-FBS) of reducing the weight of the eccentric load 208 of the crankshaft and the eccentric load 210 of the balancing shaft. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the vibration-causing forces accompanying the operation of the internal combustion engine can always be properly balanced.

Пример модификации девятого варианта осуществления изобретенияAn example of a modification of the ninth embodiment of the invention

Фиг. 51 является видом в перспективе другого примера балансировочного вала, который является применимым к балансировочному устройству 202 настоящего варианта осуществления. Балансировочный вал 220, проиллюстрированный на фиг. 51, имеет эксцентриковый груз 222 балансировочного вала. Эксцентриковый груз 222 балансировочного вала формируется таким образом, что наружный диаметр постепенно становится большим от одного конца 194 на стороне, который соединяется с шатуном 36, до другого конца 196. Согласно такой конфигурации, вес mr для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, может отражаться на стороне одного конца 194 более значительно по сравнению со стороной другого конца 196, как и в случае балансировочного вала 206, проиллюстрированного на фиг. 49. Следовательно, согласно балансировочному валу 220, проиллюстрированному на фиг. 51, вызывающая вибрацию сила Fr также может уравновешиваться без формирования большого момента.FIG. 51 is a perspective view of another example of a balancing shaft that is applicable to the balancing device 202 of the present embodiment. The balancing shaft 220 illustrated in FIG. 51, has an eccentric load 222 balancing shaft. The eccentric load 222 of the balancing shaft is formed so that the outer diameter gradually becomes large from one end 194 on the side that connects to the connecting rod 36 to the other end 196. According to this configuration, the weight mr to balance the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 , may be reflected on the side of one end 194 more significantly than the side of the other end 196, as in the case of the balancing shaft 206 illustrated in FIG. 49. Accordingly, according to the balancing shaft 220 illustrated in FIG. 51, the vibrational force Fr can also be balanced without generating a large moment.

В этой связи, в вышеуказанном девятом варианте осуществления, вес для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна, 36, отражается значительно на стороне около шатуна 36. Тем не менее, признак не является существенным для настоящего изобретения. Таким образом, вес (mr/2), который вычитается из коленчатого вала 204, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, может равномерно вычитаться из двух эксцентриковых грузов 208 коленчатого вала. Аналогично, для балансировочного вала 206, вес (mr/2) может равномерно вычитаться из всей области балансировочного вала 206.In this regard, in the above ninth embodiment, the weight for balancing the vibrational force Fr caused by the connecting rod 36 is reflected significantly on the side near the connecting rod 36. However, the feature is not essential for the present invention. Thus, the weight (mr / 2) that is subtracted from the crankshaft 204 to balance the vibrational force Fr can be evenly subtracted from the two eccentric weights 208 of the crankshaft. Similarly, for the balancing shaft 206, the weight (mr / 2) can be evenly subtracted from the entire area of the balancing shaft 206.

Дополнительно, в вышеуказанном девятом варианте осуществления, конфигурация для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr, вызываемой посредством шатуна 36, включена в балансировочное устройство на основе первого варианта осуществления, но настоящее изобретение не ограничено этим. Таким образом, также можно включать конфигурацию для уравновешивания вызывающей вибрацию силы Fr в балансировочное устройство на основе любого из второго-седьмого вариантов осуществления.Further, in the above ninth embodiment, the configuration for balancing the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 36 is included in the balancing device based on the first embodiment, but the present invention is not limited thereto. Thus, it is also possible to include a configuration for balancing the vibration-causing force Fr in a balancing device based on any of the second to seventh embodiments.

Десятый вариант осуществления изобретенияTenth Embodiment

Конфигурация десятого варианта осуществления изобретенияConfiguration of Tenth Embodiment

Далее поясняется десятый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 52-60.Next, a tenth embodiment of the present invention is explained with reference to FIG. 52-60.

Балансировочное устройство 30 (см. фиг. 1) вышеуказанного первого варианта осуществления имеет такую конфигурацию, в которой точка 38 соединения с балансировочным валом может скользить в радиальном направлении балансировочного вала 40. В дальнейшем в этом документе, этот тип называется "скользящим типом". Из балансировочных устройств, раскрытых здесь, балансировочные устройства во втором варианте осуществления (см. фиг. 14), шестом варианте осуществления (см. фиг. 28), седьмом варианте осуществления (см. фиг. 35), восьмом варианте осуществления (см. фиг. 39) и девятом варианте осуществления (см. фиг. 46) имеют скользящий тип, помимо балансировочного устройства первого варианта осуществления.The balancing device 30 (see FIG. 1) of the above first embodiment is configured in such a way that the connection point 38 to the balancing shaft can slide in the radial direction of the balancing shaft 40. Hereinafter, this type is called the “sliding type”. Of the balancing devices disclosed here, the balancing devices in the second embodiment (see FIG. 14), the sixth embodiment (see FIG. 28), the seventh embodiment (see FIG. 35), the eighth embodiment (see FIG. .39) and the ninth embodiment (see FIG. 46) are of a sliding type, in addition to the balancing device of the first embodiment.

Между тем, в балансировочном устройстве 78 третьего варианта осуществления, точка 38 соединения с балансировочным валом соединяется с балансировочным валом 80 таким образом, что обеспечивается только относительное вращение. В дальнейшем в этом документе, этот тип называется "звеньевым типом". Из балансировочных устройств, раскрытых здесь, балансировочные устройства в четвертом варианте осуществления (см. фиг. 19) и пятом варианте осуществления (см. фиг. 25) имеют звеньевой тип, помимо балансировочного устройства третьего варианта осуществления.Meanwhile, in the balancing device 78 of the third embodiment, the connection point 38 to the balancing shaft is connected to the balancing shaft 80 in such a way that only relative rotation is provided. Later in this document, this type is called the "link type". Of the balancing devices disclosed herein, the balancing devices in the fourth embodiment (see FIG. 19) and the fifth embodiment (see FIG. 25) are of the link type, in addition to the balancing device of the third embodiment.

Фиг. 52 является покомпонентным видом в перспективе балансировочного устройства 224 десятого варианта осуществления настоящего изобретения. Балансировочное устройство 224 настоящего варианта осуществления имеет признак в аспекте расположения одного примера конкретной конфигурации, реализующей балансировочное устройство звеньевого типа, описанное выше.FIG. 52 is an exploded perspective view of a balancing device 224 of a tenth embodiment of the present invention. The balancing device 224 of the present embodiment has a feature in the aspect of arranging one example of a specific configuration implementing the link type balancing device described above.

Балансировочное устройство 224 включает в себя коленчатый вал 226. Коленчатый вал 226 включает в себя палец 228 кривошипа. Палец 288 кривошипа соединяется с поршнем (не проиллюстрирован) двигателя внутреннего сгорания через шатун (не проиллюстрирован). Эксцентриковые грузы 230 коленчатого вала предоставляются на обеих сторонах пальца 228 кривошипа. Дополнительно, коленчатый вал 226 включает в себя главный вал 232 коленчатого вала в качестве вращательного вала.The balancing device 224 includes a crankshaft 226. The crankshaft 226 includes a crank pin 228. The crank pin 288 is connected to a piston (not illustrated) of the internal combustion engine through a connecting rod (not illustrated). Eccentric weights 230 of the crankshaft are provided on both sides of the crank pin 228. Additionally, the crankshaft 226 includes a main shaft 232 of the crankshaft as a rotational shaft.

Балансировочное устройство 224 включает в себя эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала, который крепится к главному валу 232 коленчатого вала. Эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала содержит сквозное отверстие 236, которое находится во взаимосвязи для вставки с главным валом 232 коленчатого вала. Сквозное отверстие 236 предоставляется в позиции, которая является эксцентрической посредством фиксированного значения от центра эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала. Сквозное отверстие 236 содержит позиционирующую канавку 238. Эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала присоединяется к главному валу 232 коленчатого вала таким образом, что позиционирующая направляющая 240 на главном валу 232 коленчатого вала зацепляется с позиционирующей канавкой 238. Как результат, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала крепится к главному валу 232 коленчатого вала в состоянии, в котором относительное вращение не разрешается. Эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала содержит множество облегчающих отверстий 242 в позициях, которые не создают помехи для сквозного отверстия 236.The balancing device 224 includes an eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft, which is attached to the main shaft 232 of the crankshaft. The eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft contains a through hole 236, which is interconnected for insertion with the main shaft 232 of the crankshaft. A through hole 236 is provided at a position that is eccentric by a fixed value from the center of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side. The through hole 236 comprises a positioning groove 238. An eccentric shaft 234 on the crankshaft side is connected to the main shaft 232 of the crankshaft so that the positioning guide 240 on the main shaft 232 of the crankshaft engages with the positioning groove 238. As a result, the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft the shaft is attached to the main shaft 232 of the crankshaft in a state in which relative rotation is not permitted. The eccentric shaft 234 on the crankshaft side contains a plurality of lightening holes 242 at positions that do not interfere with the through hole 236.

Балансировочное устройство 224 включает в себя балансировочный вал 244. Балансировочный вал 244 включает в себя эксцентриковый груз 246 балансировочного вала. Дополнительно, балансировочный вал 244 включает в себя осевой вал 248 балансировочного вала, который является параллельным с главным валом 232 коленчатого вала. Балансировочный вал 244 может вращаться с осевым валом 248 балансировочного вала в качестве вращательного вала.The balancing device 224 includes a balancing shaft 244. The balancing shaft 244 includes an eccentric load 246 of the balancing shaft. Additionally, balancing shaft 244 includes an axial shaft 248 of the balancing shaft, which is parallel to the main shaft 232 of the crankshaft. The balancing shaft 244 can rotate with the axial shaft 248 of the balancing shaft as a rotational shaft.

Эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала присоединяется к осевому валу 248 балансировочного вала. Эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала содержит сквозное отверстие 252, которое находится во взаимосвязи для вставки с осевым валом 248 балансировочного вала. Сквозное отверстие 252 предоставляется в позиции, которая является эксцентрической посредством фиксированного значения от центра эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала. Эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала крепится к осевому валу 248 балансировочного вала в состоянии, в котором относительное вращение не разрешается, как и в случае эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала. Эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала дополнительно содержит множество облегчающих отверстий 254 в позициях, которые не создают помехи для сквозного отверстия 252.The eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is connected to the axial shaft 248 of the balancing shaft. The eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft contains a through hole 252, which is interconnected for insertion with the axial shaft 248 of the balancing shaft. A through hole 252 is provided at a position that is eccentric by a fixed value from the center of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft. The eccentric shaft 250 on the balancing shaft side is attached to the axial shaft 248 of the balancing shaft in a state in which relative rotation is not permitted, as in the case of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side. The eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft further comprises a plurality of relief holes 254 at positions that do not interfere with the through hole 252.

Балансировочное устройство 224 включает в себя шатун 256.Balancing device 224 includes a connecting rod 256.

Фиг. 53 является покомпонентным видом в перспективе шатуна 256. Как проиллюстрировано на фиг. 53, шатун 256 включает в себя основной корпус 258 шатуна. Основной корпус 258 шатуна включает в себя кольцеобразную часть 260 на стороне коленчатого вала и кольцеобразную часть 262 на стороне балансировочного вала. Кольцеобразная часть 260 на стороне коленчатого вала и кольцеобразная часть 262 на стороне балансировочного вала выполнены как единое целое посредством соединительной части 264.FIG. 53 is an exploded perspective view of a connecting rod 256. As illustrated in FIG. 53, connecting rod 256 includes a connecting rod main body 258. The connecting rod main body 258 includes an annular portion 260 on the crankshaft side and an annular portion 262 on the balancing shaft side. The annular portion 260 on the crankshaft side and the annular portion 262 on the balancing shaft side are integrally formed by the connecting portion 264.

После того, как подшипник 266 на стороне коленчатого вала размещен в кольцеобразной части 260 на стороне коленчатого вала, стопорное кольцо 268 присоединяется к кольцеобразной части 260 на стороне коленчатого вала. Стопорное кольцо 268 препятствует опусканию подшипника 266 на стороне коленчатого вала. Аналогично, после того, как подшипник 270 на стороне балансировочного вала размещен в кольцеобразной части 262 на стороне балансировочного вала, стопорное кольцо 272 присоединяется к кольцеобразной части 262 на стороне балансировочного вала. Стопорное кольцо 272 препятствует опусканию подшипника 270 на стороне балансировочного вала. Подшипник 266 на стороне коленчатого вала и подшипник 270 на стороне балансировочного вала представляют собой роликовые подшипники, содержащие множество шариков подшипника.After the bearing 266 on the crankshaft side is placed in the annular portion 260 on the crankshaft side, the retaining ring 268 is attached to the annular portion 260 on the crankshaft side. Circlip 268 prevents the lowering of bearing 266 on the crankshaft side. Similarly, after the bearing 270 on the balancing shaft side is placed in the annular portion 262 on the balancing shaft side, the retaining ring 272 is attached to the annular portion 262 on the balancing shaft side. The retaining ring 272 prevents the lowering of the bearing 270 on the side of the balancing shaft. Bearing 266 on the side of the crankshaft and bearing 270 on the side of the balancing shaft are roller bearings comprising a plurality of bearing balls.

Шарнир 274 вставляется в соединительную часть 264 шатуна 256. Шарнир 274 может выступать в качестве роликового подшипника. Шарнир 274 крепится посредством гайки 276, которая располагается на противоположной стороне с соединительной частью 264 между шарниром 274 и гайкой 276.The hinge 274 is inserted into the connecting portion 264 of the connecting rod 256. The hinge 274 can act as a roller bearing. The hinge 274 is secured by a nut 276, which is located on the opposite side with the connecting part 264 between the hinge 274 and the nut 276.

Далее пояснение продолжается со ссылкой на фиг. 52. Вышеуказанный эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала вставляется в подшипник 266 на стороне коленчатого вала. Как результат, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала удерживается с возможностью вращения посредством шатуна 256. Аналогично, вышеуказанный эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала вставляется в подшипник 270 на стороне балансировочного вала. Как результат, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала удерживается с возможностью вращения посредством шатуна 256.Further explanation continues with reference to FIG. 52. The above eccentric shaft 234 on the crankshaft side is inserted into the bearing 266 on the crankshaft side. As a result, the eccentric shaft 234 on the crankshaft side is rotatably held by the connecting rod 256. Similarly, the above eccentric shaft 250 on the balancing shaft side is inserted into the bearing 270 on the balancing shaft side. As a result, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is rotatably held by a connecting rod 256.

Балансировочное устройство 224 включает в себя направляющую секцию 278. Направляющая секция 278 имеет продолговатое отверстие 280 внутри. Направляющая секция 278 закрепляется в предварительно определенной позиции таким образом, что шарнир 274 размещен в продолговатом отверстии 280. Продолговатое отверстие 280 имеет ширину, немного большую диаметра шарнира 274, и направляет его движение таким образом, что шарнир 274 рисует траекторию восьмерки, аналогично направляющей секции 8 в третьем варианте осуществления.The balancing device 224 includes a guide section 278. The guide section 278 has an elongated hole 280 inside. The guide section 278 is fixed in a predetermined position so that the hinge 274 is placed in the elongated hole 280. The oblong hole 280 has a width slightly larger than the diameter of the hinge 274 and directs its movement so that the hinge 274 draws a figure eight path similar to the guide section 8 in the third embodiment.

Фиг. 54 является видом сбоку в сечении балансировочного устройства 224 настоящего варианта осуществления. На фиг. 54, секция балансировочного вала 244 нарисована в верхней стороне, а секция коленчатого вала 26 нарисована в нижней стороне, соответственно. В двигателе внутреннего сгорания, коленчатый вал 226 выступает в качестве источника приведения в действие масляного насоса, а также источника приведения в действие цепи механизма газораспределения, которая приводит в действие впускные и выпускные клапаны. Здесь, в качестве одного примера, проиллюстрировано состояние, в котором звездочка 282 предоставляется на главном валу 232 коленчатого вала, и цепь 284 механизма газораспределения находится на звездочке 282.FIG. 54 is a side cross-sectional view of balancing device 224 of the present embodiment. In FIG. 54, a section of the balancing shaft 244 is drawn in the upper side, and a section of the crankshaft 26 is drawn in the lower side, respectively. In an internal combustion engine, the crankshaft 226 acts as a source of actuation of the oil pump, as well as a source of actuation of the timing chain, which drives the intake and exhaust valves. Here, as one example, a state is illustrated in which an asterisk 282 is provided on a crankshaft main shaft 232, and a timing chain 284 is located on an asterisk 282.

Как проиллюстрировано на фиг. 54, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала присоединяется к концу верхушки главного вала 232 коленчатого вала посредством установочного болта 286. В дальнейшем в этом документе, центральная точка главного вала 232 коленчатого вала называется "C232", а центральная точка эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала называется "C234". В настоящем варианте осуществления, эксцентрическая величина A обеспечивается между точкой C232 и точкой C234.As illustrated in FIG. 54, the eccentric shaft 234 on the crankshaft side is attached to the end of the top of the main shaft 232 of the crankshaft by means of a mounting bolt 286. Hereinafter, the center point of the main shaft 232 of the crankshaft is called “C232” and the center point of the eccentric shaft 234 on the crankshaft the shaft is called "C234". In the present embodiment, an eccentric value A is provided between point C232 and point C234.

Как описано выше, главный вал 232 коленчатого вала крепится к эксцентриковому валу 234 на стороне коленчатого вала таким образом, что относительное вращение не возникает. Следовательно, когда главный вал 232 коленчатого вала вращается, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала вращается вместе с главным валом 232 коленчатого вала при поддержании эксцентрической величины A. В это время, точка C234 рисует круговую траекторию, имеющую радиус A с точкой C232 в качестве центра.As described above, the main shaft 232 of the crankshaft is attached to the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft so that relative rotation does not occur. Therefore, when the main shaft 232 of the crankshaft rotates, the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft rotates together with the main shaft 232 of the crankshaft while maintaining the eccentric value A. At this time, point C234 draws a circular path having a radius A with point C232 as the center .

Эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала удерживается с возможностью вращения в шатуне 256. Следовательно, шатун 256 может вращаться вокруг эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала с точкой C234 в качестве центра вращения. Эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала выполнен как единое целое с коленчатым валом 226. Соответственно, шатун 256 и коленчатый вал 226 могут относительно вращаться с точкой C234 в качестве центра. Из этой точки, центральная точка C234 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала соответствует точке 32 соединения с коленчатым валом в вышеуказанном третьем варианте осуществления.The eccentric shaft 234 on the crankshaft side is rotatably held in the connecting rod 256. Therefore, the connecting rod 256 can rotate around the eccentric shaft 234 on the crankshaft side with a point C234 as the center of rotation. The eccentric shaft 234 on the crankshaft side is integral with the crankshaft 226. Accordingly, the connecting rod 256 and the crankshaft 226 can relatively rotate with the point C234 as the center. From this point, the center point C234 of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side corresponds to the connection point 32 with the crankshaft in the above third embodiment.

Когда главный вал 232 коленчатого вала вращается на 90 (°CA) из состояния, проиллюстрированного на фиг. 54, точка C234 опускается до высоты, идентичной высоте точки C232. В ходе этого вращения, шатун 256 перемещается на расстояние A в нисходящем направлении на фиг. 54. Когда главный вал 232 коленчатого вала дополнительно вращается на 90 (°CA), точка C234 перемещается в точку, которая отстоит в нисходящем направлении от точки C232 на расстоянии A. В ходе этого вращения, шатун 256 дополнительно выполняет ход на расстояние A, с тем чтобы достигать подвижного конца в нижней стороне на фиг. 54. Таким образом, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, при вращении коленчатого вала 226, шатун 256 может принудительно формировать возвратно-поступательное движение на расстояние 2A хода.When the main shaft 232 of the crankshaft rotates 90 (° CA) from the state illustrated in FIG. 54, point C234 drops to a height identical to the height of point C232. During this rotation, the connecting rod 256 moves down a distance A in FIG. 54. When the main shaft 232 of the crankshaft rotates an additional 90 (° CA), point C234 moves to a point that is downward from point C232 at a distance A. During this rotation, the connecting rod 256 additionally moves to a distance of A, s in order to reach the movable end in the lower side of FIG. 54. Thus, according to the configuration of the present embodiment, when the crankshaft 226 is rotated, the connecting rod 256 can forcibly form a reciprocating movement over a travel distance 2A.

В этой связи, в настоящем варианте осуществления, главный вал 232 коленчатого вала имеет радиус B. Следовательно, расстояние от центральной точки C234 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала до внешней окружности главного вала 232 коленчатого вала составляет максимум "A+B". В настоящем варианте осуществления, диаметр эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала задается равным достаточно большому значению, так что расстояние A+B находится в достаточной степени в пределах радиуса (D/2) эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала. Следовательно, согласно настоящему варианту осуществления, сквозное отверстие 236 (см. фиг. 52), которое может размещать весь диаметр главного вала 232 коленчатого вала, может обеспечиваться в наружном диаметре эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала без потери требуемой прочности.In this regard, in the present embodiment, the crankshaft main shaft 232 has a radius B. Therefore, the distance from the center point C234 of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side to the outer circumference of the crankshaft main shaft 232 is a maximum of “A + B”. In the present embodiment, the diameter of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side is set to a sufficiently large value so that the distance A + B is sufficiently within the radius (D / 2) of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side. Therefore, according to the present embodiment, the through hole 236 (see FIG. 52), which can accommodate the entire diameter of the main shaft 232 of the crankshaft, can be provided in the outer diameter of the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft without losing the required strength.

Как проиллюстрировано в верхней стороне на фиг. 54, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала присоединяется к концу верхушки осевого вала 248 балансировочного вала посредством установочного болта 288. В дальнейшем в этом документе, центральная точка осевого вала 248 балансировочного вала называется "C248", а центральная точка эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала называется "C250". В настоящем варианте осуществления, эксцентрическая величина A обеспечивается между точкой C248 и точкой C250, аналогично стороне главного вала 232 коленчатого вала.As illustrated in the upper side in FIG. 54, the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side is connected to the end of the top of the axial shaft 248 of the balancing shaft by means of a set screw 288. Hereinafter, the center point of the axial shaft 248 of the balancing shaft is called “C248” and the central point of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft the shaft is called "C250". In the present embodiment, an eccentric value A is provided between point C248 and point C250, similarly to the side of the main shaft 232 of the crankshaft.

Когда коленчатый вал 226 вращается таким образом, что центральная точка C234 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала вращается из состояния, проиллюстрированного на фиг. 54, к передней стороне чертежа с точкой C232 в качестве центра, направляющая секция 278 функционирует аналогично направляющей секции 82 в третьем варианте осуществления. В частности, направляющая секция 278 не разрешает шарниру 274 смещаться к передней стороне чертежа в это время и ограничивает движение шарнира 274 движением к задней стороне чертежа. Как результат, движение, которое смещает эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала к задней стороне чертежа, возникает в шатуне 256.When the crankshaft 226 rotates so that the center point C234 of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side rotates from the state illustrated in FIG. 54, toward the front of the drawing with the point C232 as the center, the guide section 278 functions similarly to the guide section 82 in the third embodiment. In particular, the guide section 278 does not allow the hinge 274 to move toward the front side of the drawing at this time and restricts the movement of the hinge 274 to the back side of the drawing. As a result, a movement that biases the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft to the rear side of the drawing occurs in the connecting rod 256.

Движение эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала ограничивается посредством шатуна 256 и осевого вала 248 балансировочного вала. С другой стороны, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала может вращаться в шатуне 256. Согласно ограничению шатуна 256, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала должен смещаться к нижней стороне чертежа, чтобы смещаться из состояния, проиллюстрированного на фиг. 54, к задней стороне чертежа, одновременно. Дополнительно, точка C248 фиксируется посредством осевого вала 248 балансировочного вала, и, следовательно, вышеописанное смещение должно возникать в то время, когда расстояние между точкой C250 и точкой C248 поддерживается при эксцентрической величине A.The movement of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is limited by the connecting rod 256 and the axial shaft 248 of the balancing shaft. On the other hand, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft can rotate in the connecting rod 256. According to the limitation of the connecting rod 256, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft must be shifted to the lower side of the drawing to move from the state illustrated in FIG. 54, to the rear side of the drawing, simultaneously. Additionally, the point C248 is fixed by the axial shaft 248 of the balancing shaft, and therefore, the above-described displacement should occur while the distance between the point C250 and the point C248 is maintained at an eccentric value A.

Когда вращение коленчатого вала 226 продолжается из состояния, проиллюстрированного на фиг. 54, при ограничительном условии, как указано выше, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала демонстрирует такое движение, что он обращается вокруг осевого вала 248 балансировочного вала таким образом, что его центральная точка C250 рисует круговую орбиту, имеющую радиус A с точкой C248 в качестве центра. Как описано выше, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала крепится к осевому валу 248 балансировочного вала таким образом, что он не вращается относительно. Следовательно, вращение эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала непосредственно передается на осевой вал 248 балансировочного вала.As the rotation of the crankshaft 226 continues from the state illustrated in FIG. 54, under the restrictive condition as indicated above, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft exhibits such a motion that it revolves around the axial shaft 248 of the balancing shaft so that its center point C250 draws a circular orbit having a radius A with point C248 as center. As described above, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is attached to the axial shaft 248 of the balancing shaft so that it does not rotate relatively. Therefore, the rotation of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is directly transmitted to the axial shaft 248 of the balancing shaft.

В конфигурации настоящего варианта осуществления, шатун 256 может вращаться относительно эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала с осевой линией, проходящей через точку C250, в качестве оси вращения. Эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала выполнен как единое целое с балансировочным валом 244. Соответственно, шатун 256 и балансировочный вал 244 могут относительно вращаться с точкой C250 в качестве центра. В этом отношении, центральная точка C250 эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала соответствует точке 38 соединения с балансировочным валом в балансировочном устройстве звеньевого типа (см. фиг. 15).In the configuration of the present embodiment, the connecting rod 256 can rotate relative to the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft with an axial line passing through point C250 as the axis of rotation. The eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is integral with the balancing shaft 244. Accordingly, the connecting rod 256 and the balancing shaft 244 can relatively rotate with the point C250 as the center. In this regard, the center point C250 of the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side corresponds to the connection point 38 with the balancing shaft in the link type balancing device (see FIG. 15).

В то время когда эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала обращается вокруг осевого вала 248 балансировочного вала один раз, точка C250 демонстрирует возвратно-поступательное движение на расстояние 2A хода. В ходе этого перемещения, шатун 256 аналогично демонстрирует возвратно-поступательное движение на расстояние 2A хода. Возвратно-поступательное движение выполняется синхронно с возвратно-поступательным движением, которое возникает на стороне главного вала 232 коленчатого вала. Как результат, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, может быть реализована работа и функция, поясненная в третьем варианте осуществления.While the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft revolves around the axial shaft 248 of the balancing shaft once, the point C250 exhibits a reciprocating movement over a travel distance 2A. During this movement, the connecting rod 256 likewise exhibits a reciprocating movement over a stroke distance 2A. The reciprocating movement is performed synchronously with the reciprocating movement that occurs on the side of the main shaft 232 of the crankshaft. As a result, according to the configuration of the present embodiment, the operation and function explained in the third embodiment can be realized.

В этой связи, в настоящем варианте осуществления, осевой вал 248 балансировочного вала имеет радиус E. Следовательно, расстояние от центральной точки C250 эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала до внешней окружности осевого вала 248 балансировочного вала составляет максимум "A+E". В настоящем варианте осуществления, диаметр F эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала задается равным достаточно большому значению, так что расстояние A+E размещается в достаточной степени в пределах радиуса (F/2) эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала. Следовательно, согласно настоящему варианту осуществления, сквозное отверстие 252 (см. фиг. 52), которое может размещать весь диаметр осевого вала 248 балансировочного вала, может обеспечиваться в наружном диаметре эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала без потери требуемой прочности.In this regard, in the present embodiment, the balancing shaft axial shaft 248 has a radius E. Therefore, the distance from the center point C250 of the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side to the outer circumference of the balancing shaft axial shaft 248 is a maximum of “A + E”. In the present embodiment, the diameter F of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft is set to a sufficiently large value, so that the distance A + E is located sufficiently within the radius (F / 2) of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft. Therefore, according to the present embodiment, the through hole 252 (see FIG. 52), which can accommodate the entire diameter of the axial shaft 248 of the balancing shaft, can be provided in the outer diameter of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft without losing the required strength.

Способ машинной обработки эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала и эксцентрикового вала на стороне балансировочного валаMethod for machining an eccentric shaft on the side of the crankshaft and an eccentric shaft on the side of the balancing shaft

Фиг. 55 является схемой для пояснения способа для формирования эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала в настоящем варианте осуществления посредством общей машинной обработки отверстий. Как описано выше, в балансировочном устройстве 224 настоящего варианта осуществления, эксцентрическая величина главного вала 232 коленчатого вала и эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и эксцентрическая величина осевого вала 248 балансировочного вала и эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала задаются равными идентичной величине "A".FIG. 55 is a diagram for explaining a method for forming an eccentric shaft 234 on a side of a crankshaft and an eccentric shaft 250 on a side of a balancing shaft in the present embodiment by means of a general hole machining. As described above, in the balancing device 224 of the present embodiment, the eccentric value of the main shaft 232 of the crankshaft and the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft and the eccentric value of the axial shaft 248 of the balancing shaft and the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft are set to the same value as “A” .

Как описано для третьего варианта осуществления, в балансировочном устройстве звеньевого типа, радиус r1 вращения точки соединения с коленчатым валом и радиус r2 вращения точки соединения с балансировочным валом должны иметь идентичные значения. В настоящем варианте осуществления, точка соединения с коленчатым валом представляет собой C234, и ее радиус r1 вращения соответствует эксцентрической величине A. Аналогично, точка соединения с балансировочным валом представляет собой C250, и ее радиус r2 вращения соответствует эксцентрической величине A. Соответственно, в настоящем варианте осуществления, эксцентрическая величина A на стороне главного вала 232 коленчатого вала и эксцентрическая величина A на стороне осевого вала 248 балансировочного вала должны точно совпадать между собой.As described for the third embodiment, in the link type balancing device, the rotation radius r1 of the connection point with the crankshaft and the rotation radius r2 of the connection point with the balancing shaft should have identical values. In the present embodiment, the connection point with the crankshaft is C234, and its rotation radius r1 corresponds to the eccentric value A. Similarly, the connection point to the balancing shaft is C250, and its rotation radius r2 corresponds to the eccentric value A. Accordingly, in the present embodiment of implementation, the eccentric value A on the side of the main shaft 232 of the crankshaft and the eccentric value A on the side of the axial shaft 248 of the balancing shaft must exactly match.

Фиг. 55 конкретно иллюстрирует состояние, в котором эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала и эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала задаются в идентичном зажимном приспособлении 290. Зажимное приспособление 290 имеет пазы 292 и 294 с двумя уступами с осевой линией, проиллюстрированной посредством назначения C234, C250 на фиг. 55, в качестве центра. Паз 292 формируется с круглой формой, имеющей диаметр, равный диаметру эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала. Дополнительно, паз 294 формируется с круглой формой, имеющей диаметр, равный диаметру эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала. Эти пазы 292 и 294 подвергаются машинной обработке таким образом, что они являются коаксиальными между собой.FIG. 55 specifically illustrates the state in which the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft and the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft are defined in an identical jig 290. The jig 290 has grooves 292 and 294 with two ledges with an axial line illustrated by assigning C234, C250 in FIG. 55, as a center. The groove 292 is formed with a circular shape having a diameter equal to the diameter of the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft. Additionally, the groove 294 is formed with a circular shape having a diameter equal to the diameter of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft. These grooves 292 and 294 are machined so that they are coaxial with each other.

В настоящем варианте осуществления, эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала на стадии, на которой машинная обработка внешней формы и облегчающих отверстий 242 закончена, задается в пазе 294 зажимного приспособления 290 сначала. Затем, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала на стадии, на которой машинная обработка внешней формы и облегчающих отверстий 254 закончена, задается в пазе 292 зажимного приспособления 290. После этого, сквозное отверстие 252 эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала и сквозное отверстие 236 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала последовательно предоставляются посредством способа общей машинной обработки отверстий. Согласно такому способу, эксцентрическая величина A эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и эксцентрическая величина A эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала могут точно совпадать между собой.In the present embodiment, the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft in the stage at which the machining of the external shape and the relief holes 242 is completed is defined in the groove 294 of the jig 290 first. Then, the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft at the stage where the machining of the external shape and the relief holes 254 is completed is defined in the groove 292 of the clamping device 290. After that, the through hole 252 of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft and the through hole 236 of the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft are sequentially provided by a method of general hole machining. According to such a method, the eccentric value A of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side and the eccentric value A of the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft can exactly match.

Эффект от облегчающих отверстийEffect of lightening holes

Фиг. 56 является видом спереди двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя балансировочное устройство 224 настоящего варианта осуществления. Более конкретно, левая сторона на фиг. 56 выражает состояние, в котором поршень 12 расположен в верхней мертвой точке. Дополнительно, правая сторона на фиг. 56 выражает состояние, в котором поршень 12 расположен в нижней мертвой точке.FIG. 56 is a front view of an internal combustion engine including a balancing device 224 of the present embodiment. More specifically, the left side in FIG. 56 expresses the state in which the piston 12 is located at top dead center. Additionally, the right side in FIG. 56 expresses the state in which the piston 12 is located at bottom dead center.

Балансировочное устройство 224 настоящего варианта осуществления имеет такую конфигурацию, в которой шатун 256 достигает подвижного конца в верхней правой стороне на фиг. 56, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки, и шатун 256 достигает подвижного конца в нижней левой стороне на фиг. 56, когда поршень 12 достигает нижней мертвой точки. Таким образом, балансировочное устройство 224 настоящего варианта осуществления имеет конфигурацию, которая заставляет эксцентриковый груз 230 коленчатого вала и эксцентриковый груз 246 балансировочного вала работать практически в противоположном направлении относительно шатуна 256.The balancing device 224 of the present embodiment has such a configuration that the connecting rod 256 reaches the movable end in the upper right side of FIG. 56, when the piston 12 reaches top dead center and the connecting rod 256 reaches the moving end in the lower left side of FIG. 56 when the piston 12 reaches bottom dead center. Thus, the balancing device 224 of the present embodiment has a configuration that causes the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft to work in almost the opposite direction relative to the connecting rod 256.

В балансировочном устройстве с такой конфигурацией, вес mr шатуна 256 должен добавляться в эксцентриковый груз 230 коленчатого вала и эксцентриковый груз 246 балансировочного вала, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, вызываемую посредством шатуна 256. Следовательно, с точки зрения уменьшения веса двигателя внутреннего сгорания, чем легче шатун 256, тем это более желательно. В этом смысле, чем легче эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала и эксцентриковый вал 250 на стороне балансировочного вала, которые смещаются как единое целое с шатуном 256, тем это более желательно.In a balancing device with such a configuration, the weight mr of the connecting rod 256 must be added to the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft in order to balance the vibrational force Fr caused by the connecting rod 256. Therefore, from the point of view of reducing the weight of the internal combustion engine than the lighter the connecting rod 256, the more desirable it is. In this sense, the lighter the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft and the eccentric shaft 250 on the side of the balancing shaft, which move as a unit with the connecting rod 256, the more desirable.

Дополнительно, в балансировочном устройстве 224 настоящего варианта осуществления, широкая часть (часть, в которой формируются облегчающие отверстия 242) эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и широкая часть (часть, в которой формируются облегчающие отверстия 254) эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала доходят до подвижного конца в верхней правой стороне на фиг. 56 синхронно со временем, в которое шатун 256 достигает подвижного конца в идентичном направлении на фиг. 56. Следовательно, если широкие части имеют большие веса, большая вызывающая вибрацию сила возникает вследствие центробежной силы самого эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и центробежной силы самого эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала. Таким образом, снижение веса является особенно желательным относительно широкой части эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и широкой части эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала.Additionally, in the balancing device 224 of the present embodiment, the wide part (the part in which the lightening holes 242 are formed) of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side and the wide part (the part in which the lightening holes 254 are formed) of the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side reach to the movable end in the upper right side of FIG. 56 in synchronization with the time at which the connecting rod 256 reaches the movable end in the same direction in FIG. 56. Therefore, if the wide parts have large weights, a large vibrational force is due to the centrifugal force of the eccentric shaft 234 itself on the crankshaft side and the centrifugal force of the eccentric shaft 250 itself on the side of the balancing shaft. Thus, weight reduction is particularly desirable with respect to a wide portion of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side and a wide portion of the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side.

Как проиллюстрировано на фиг. 56, в настоящем варианте осуществления, облегчающие отверстия 242 и 254 предоставляются в широких частях. Согласно облегчающим отверстиям 242 и 254, веса вышеописанных широких частей могут значительно уменьшаться. Как результат, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством центробежной силы эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала и центробежной силы эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала, значительно уменьшается. Дополнительно, вызывающая вибрацию сила, вызываемая посредством веса шатуна 256, также значительно уменьшается. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, достигается снижение веса эксцентрикового груза 230 коленчатого вала и эксцентрикового груза 246 балансировочного вала. Это приводит к снижению веса двигателя внутреннего сгорания.As illustrated in FIG. 56, in the present embodiment, the relief holes 242 and 254 are provided in wide parts. According to the relief holes 242 and 254, the weights of the above wide parts can be significantly reduced. As a result, the vibration causing force caused by the centrifugal force of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side and the centrifugal force of the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side is significantly reduced. Additionally, the vibration causing force caused by the weight of the connecting rod 256 is also significantly reduced. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the weight reduction of the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft is achieved. This leads to a decrease in the weight of the internal combustion engine.

Пример модификации десятого варианта осуществления изобретенияAn example of a modification of the tenth embodiment of the invention

Фиг. 57 является видом сбоку в сечении примера модификации балансировочного устройства 224 настоящего варианта осуществления. Балансировочное устройство 224 настоящего варианта осуществления спроектировано таким образом, что диаметр главного вала 232 коленчатого вала содержится в достаточной степени в пределах внешней формы эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала, как описано выше. Следовательно, главный вал 232 коленчатого вала может проникать через эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала при поддержании круглой формы.FIG. 57 is a side cross-sectional view of an example of a modification of the balancing device 224 of the present embodiment. The balancing device 224 of the present embodiment is designed so that the diameter of the main shaft 232 of the crankshaft is sufficiently contained within the external shape of the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft, as described above. Therefore, the crankshaft main shaft 232 can penetrate through the eccentric shaft 234 on the crankshaft side while maintaining a circular shape.

Дополнительно, в балансировочном устройстве 224 настоящего варианта осуществления, шарнир 274 и направляющая секция 278 располагаются на стороне коленчатого вала 226 и балансировочного вала 244, за счет чего сторона поверхности (левая сторона на фиг. 57) шатуна 256 может переходить в практически плоское состояние. Следовательно, согласно балансировочному устройству 224, главный вал 232 коленчатого вала выступает из шатуна 256 на значительную длину и может использоваться для приведения в действие различных устройств. Фиг. 57 иллюстрирует пример, в котором ведущий вал 296 масляного насоса вставляется в главный вал 232 коленчатого вала, в дополнение к 282 для приведения в действие впускных и выпускных клапанов. Таким образом, согласно балансировочному устройству 224 настоящего варианта осуществления, может стимулироваться уменьшение размера двигателя внутреннего сгорания.Additionally, in the balancing device 224 of the present embodiment, the hinge 274 and the guide section 278 are located on the side of the crankshaft 226 and the balancing shaft 244, due to which the surface side (left side in Fig. 57) of the connecting rod 256 can become almost flat. Therefore, according to the balancing device 224, the main shaft 232 of the crankshaft protrudes from the connecting rod 256 for a considerable length and can be used to drive various devices. FIG. 57 illustrates an example in which the drive shaft 296 of the oil pump is inserted into the main shaft 232 of the crankshaft, in addition to 282 for actuating the intake and exhaust valves. Thus, according to the balancing device 224 of the present embodiment, the size reduction of the internal combustion engine can be stimulated.

Фиг. 58 является схемой для пояснения конфигурации примера модификации эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала, который может использоваться в настоящем варианте осуществления. Эксцентриковый вал 298 на стороне балансировочного вала, проиллюстрированный на фиг. 58, имеет диаметр G, т.е. радиус (G/2). Радиус (G/2) иногда не может удерживать от становления меньше суммы эксцентрической величины A и радиуса E осевого вала 248 балансировочного вала вследствие различных ограничений. Конфигурация, проиллюстрированная на фиг. 58, иллюстрирует пример решения в таком случае. В конфигурации, эксцентриковый вал 298 на стороне балансировочного вала имеет меньшее сквозное отверстие, чем секция осевого вала 248 балансировочного вала. С другой стороны, конец верхушки осевого вала 248 балансировочного вала подвергается машинной обработке в форму, которая предоставляет возможность вставки конца верхушки в сквозное отверстие. Подвергнутый машинной обработке конец верхушки осевого вала 248 балансировочного вала крепится в состоянии, в котором конец верхушки вставляется в сквозное отверстие эксцентрикового вала 298 на стороне балансировочного вала. Согласно такой конфигурации, даже в случае, если достаточно большое пространство не может обеспечиваться для эксцентрикового вала 298 на стороне балансировочного вала, балансировочное устройство с использованием шатуна 256 может быть реализовано.FIG. 58 is a diagram for explaining a configuration of an example of a modification of an eccentric shaft on a balancing shaft side that can be used in the present embodiment. The eccentric shaft 298 on the balancing shaft side, illustrated in FIG. 58 has a diameter G, i.e. radius (G / 2). The radius (G / 2) sometimes cannot keep from becoming less than the sum of the eccentric value A and the radius E of the axial shaft 248 of the balancing shaft due to various restrictions. The configuration illustrated in FIG. 58 illustrates an example solution in such a case. In the configuration, the eccentric shaft 298 on the balancing shaft side has a smaller through hole than the axial shaft section 248 of the balancing shaft. On the other hand, the tip end of the axial shaft 248 of the balancing shaft is machined into a mold that enables insertion of the tip end into the through hole. The machined end of the top of the axial shaft 248 of the balancing shaft is mounted in a state in which the end of the top is inserted into the through hole of the eccentric shaft 298 on the side of the balancing shaft. According to such a configuration, even if a sufficiently large space cannot be provided for the eccentric shaft 298 on the side of the balancing shaft, a balancing device using a connecting rod 256 can be implemented.

Фиг. 59 является схемой для пояснения конфигурации примера модификации эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала, который является применимым в настоящем варианте осуществления. Эксцентриковый вал 300 на стороне коленчатого вала, проиллюстрированный на фиг. 59, имеет диаметр H, т.е. радиус (H/2). Радиус (H/2) иногда не может удерживать от становления меньше суммы эксцентрической величины A и радиуса B главного вала 232 коленчатого вала вследствие различных ограничений. Конфигурация, проиллюстрированная на фиг. 59, показывает один пример решения в таком случае. В конфигурации, эксцентриковый вал 300 на стороне коленчатого вала имеет меньшее сквозное отверстие, чем секция главного вала 232 коленчатого вала. С другой стороны, конец верхушки главного вала 232 коленчатого вала подвергается машинной обработке в форму, которая предоставляет возможность вставки конца верхушки в сквозное отверстие. Подвергнутый машинной обработке конец верхушки главного вала 232 коленчатого вала имеет установочный болт 288, прикрепленный к нему, в состоянии, в котором конец верхушки вставляется в сквозное отверстие эксцентрикового вала 300 на стороне коленчатого вала. Согласно такой конфигурации, даже в случае, если достаточно большое пространство не может обеспечиваться для эксцентрикового вала 300 на стороне коленчатого вала, балансировочное устройство с использованием шатуна 256 может быть реализовано.FIG. 59 is a diagram for explaining a configuration of an example of a modification of an eccentric shaft on the crankshaft side, which is applicable in the present embodiment. The eccentric shaft 300 on the crankshaft side illustrated in FIG. 59 has a diameter H, i.e. radius (H / 2). The radius (H / 2) sometimes cannot keep from becoming less than the sum of the eccentric value A and radius B of the main shaft 232 of the crankshaft due to various restrictions. The configuration illustrated in FIG. 59, shows one example of a solution in such a case. In the configuration, the eccentric shaft 300 on the crankshaft side has a smaller through hole than the section of the main shaft 232 of the crankshaft. On the other hand, the tip end of the main shaft 232 of the crankshaft is machined into a mold that enables insertion of the tip end into the through hole. The machined end of the top of the main shaft 232 of the crankshaft has a mounting bolt 288 attached thereto in a state in which the end of the top is inserted into the through hole of the eccentric shaft 300 on the side of the crankshaft. According to such a configuration, even if a sufficiently large space cannot be provided for the eccentric shaft 300 on the crankshaft side, a balancing device using a connecting rod 256 can be implemented.

Фиг. 60 является схемой, иллюстрирующей пример модификации балансировочного устройства настоящего варианта осуществления при виде спереди. В частности, левая сторона на фиг. 60 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в верхней мертвой точке в примере модификации. Дополнительно, правая сторона на фиг. 60 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в нижней мертвой точке в примере модификации.FIG. 60 is a diagram illustrating an example of a modification of the balancing device of the present embodiment in front view. In particular, the left side in FIG. 60 shows a state in which the piston 12 is located at top dead center in a modification example. Additionally, the right side in FIG. 60 shows a state in which the piston 12 is located at bottom dead center in a modification example.

Балансировочное устройство 302, проиллюстрированное на фиг. 60, имеет такую конфигурацию, в которой шатун 256 достигает подвижного конца в нижней левой стороне на фиг. 60, когда поршень 12 достигает верхней мертвой точки, и шатун 256 достигает подвижного конца в верхней правой стороне на фиг. 60, когда поршень 12 достигает нижней мертвой точки. Таким образом, в балансировочном устройстве 302, эксцентриковый груз 230 коленчатого вала и эксцентриковый груз 246 балансировочного вала работают в направлении, практически идентичном направлению шатуна 256.The balancing device 302 illustrated in FIG. 60 has a configuration in which the connecting rod 256 reaches the movable end in the lower left side of FIG. 60, when the piston 12 reaches top dead center and the connecting rod 256 reaches the moving end in the upper right side in FIG. 60 when the piston 12 reaches bottom dead center. Thus, in the balancing device 302, the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft operate in a direction almost identical to the direction of the connecting rod 256.

В балансировочном устройстве с такой конфигурацией, вызывающая вибрацию сила Fr, вызываемая посредством шатуна 256, может использоваться в качестве силы, которая уравновешивает вызывающую вибрацию силу Fp+Fc, вызываемую посредством поршня 12 и шатуна 14. По мере того, как вызывающая вибрация силы Fr становится больше, веса, которые должны предоставляться эксцентриковому грузу 230 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 246 балансировочного вала, могут быть задаваться меньшими.In a balancing device with this configuration, the vibration causing force Fr caused by the connecting rod 256 can be used as the force that balances the vibration causing force Fp + Fc caused by the piston 12 and the connecting rod 14. As the vibration causing force Fr becomes more, the weights to be provided to the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft can be set smaller.

Эксцентриковый вал 304 на стороне коленчатого вала, проиллюстрированный на фиг. 60, не имеет облегчающего отверстия, в отличие от эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала в десятом варианте осуществления. Аналогично, эксцентриковый вал 306 на стороне балансировочного вала, проиллюстрированный на фиг. 60 не имеет облегчающего отверстия, в отличие от эксцентрикового вала 250 на стороне балансировочного вала в десятом варианте осуществления. Согласно эксцентриковому валу 304 на стороне коленчатого вала и эксцентриковому валу 306 на стороне балансировочного вала, как описано выше, большая вызывающая вибрацию сила может формироваться посредством самих центробежных сил, и шатун 256 может принудительно формировать большую вызывающую вибрацию силу Fr. Следовательно, конфигурация, проиллюстрированная на фиг. 60, может способствовать снижению веса эксцентрикового груза 230 коленчатого вала и эксцентрикового груза 246 балансировочного вала.An eccentric shaft 304 on the side of the crankshaft illustrated in FIG. 60 does not have a lightening hole, unlike the eccentric shaft 234 on the crankshaft side in the tenth embodiment. Similarly, the eccentric shaft 306 on the balancing shaft side illustrated in FIG. 60 does not have a lightening hole, unlike the eccentric shaft 250 on the balancing shaft side in the tenth embodiment. According to the eccentric shaft 304 on the side of the crankshaft and the eccentric shaft 306 on the side of the balancing shaft, as described above, a large vibrational force can be generated by the centrifugal forces themselves, and the connecting rod 256 can forcefully generate a large vibrational force Fr. Therefore, the configuration illustrated in FIG. 60 may help reduce the weight of the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft.

Дополнительно, в вышеуказанном десятом варианте осуществления, подшипник 266 на стороне коленчатого вала и подшипник на стороне балансировочного вала, которые содержатся в шатуне 256, сконфигурированы посредством роликовых подшипников. Тем не менее, эти подшипники не ограничены роликовыми подшипниками. Например, эти подшипники могут представлять собой подшипники скольжения с использованием смазочного масла. Аспект аналогично применяется к одиннадцатому варианту осуществления, который описывается ниже.Additionally, in the above tenth embodiment, the bearing 266 on the side of the crankshaft and the bearing on the side of the balancing shaft, which are contained in the connecting rod 256, are configured by roller bearings. However, these bearings are not limited to roller bearings. For example, these bearings may be plain bearings using lubricating oil. The aspect likewise applies to the eleventh embodiment, which is described below.

Одиннадцатый вариант осуществления изобретенияEleventh Embodiment

Далее поясняется одиннадцатый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 61-66.Next, an eleventh embodiment of the present invention is explained with reference to FIG. 61-66.

Фиг. 61 является покомпонентным видом в перспективе балансировочного устройства 308 одиннадцатого варианта осуществления настоящего изобретения. Балансировочное устройство 308 настоящего варианта осуществления имеет признак в аспекте расположения одного примера конкретной конфигурации, которая реализует балансировочное устройство скользящего типа, проиллюстрированное в первом варианте осуществления (см. фиг. 1), и т.п. В дальнейшем в этом документе, на фиг. 61-66, идентичным или общим элементам с элементами в вышеуказанном десятом варианте осуществления назначаются идентичные ссылки с номерами, и их пояснение опускается или упрощается.FIG. 61 is an exploded perspective view of a balancing device 308 of an eleventh embodiment of the present invention. The balancing device 308 of the present embodiment has a feature in the aspect of arranging one example of a specific configuration that implements a sliding type balancing device illustrated in the first embodiment (see FIG. 1), and the like. Further in this document, in FIG. 61-66, identical or common elements with elements in the above tenth embodiment, identical reference numbers are assigned, and their explanation is omitted or simplified.

В балансировочном устройстве 308, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала крепится к главному валу 232 коленчатого вала, как и в случае десятого варианта осуществления. Эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала крепится к осевому валу 248 балансировочного вала. Эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала имеет продолговатое отверстие 312 на поверхности напротив поверхности, которая крепится к осевому валу 248 балансировочного вала. Внешняя форма эксцентрикового вала 310 на стороне балансировочного вала является цилиндрической, и продолговатое отверстие 312 предоставляется вдоль радиального направления окружности.In balancing device 308, an eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft is attached to the main shaft 232 of the crankshaft, as in the case of the tenth embodiment. The eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is attached to the axial shaft 248 of the balancing shaft. The eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft has an elongated hole 312 on the surface opposite the surface that is attached to the axial shaft 248 of the balancing shaft. The outer shape of the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is cylindrical, and an elongated hole 312 is provided along the radial direction of the circle.

Балансировочное устройство 308 включает в себя шатун 314, который соединяет эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала и эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала.The balancing device 308 includes a connecting rod 314, which connects the eccentric shaft 234 on the side of the crankshaft and the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft.

Фиг. 62 является покомпонентным видом в перспективе шатуна 314. Как проиллюстрировано на фиг. 62, шатун 314 имеет основной корпус 316 шатуна. Основной корпус 316 шатуна имеет столбчатую часть 318, которая идет из кольцеобразной части 260 на стороне коленчатого вала. Шарнир 322 балансировочного вала крепится к концевой части столбчатой части 318 посредством гайки 320. Дополнительно, в столбчатой части 318, шарнир 274 крепится к окрестности границы относительно кольцеобразной части 260 на стороне коленчатого вала посредством гайки 276. Шарнир 322 балансировочного вала выступает в качестве роликового подшипника, аналогично шарниру 274.FIG. 62 is an exploded perspective view of a connecting rod 314. As illustrated in FIG. 62, the connecting rod 314 has a connecting rod main body 316. The connecting rod main body 316 has a column portion 318 that extends from the annular portion 260 on the crankshaft side. The hinge 322 of the balancing shaft is attached to the end of the columnar part 318 by means of a nut 320. Additionally, in the columnar part 318, the hinge 274 is attached to the vicinity of the boundary relative to the annular part 260 on the side of the crankshaft by the nut 276. The hinge 322 of the balancing shaft acts as a roller bearing, similar to hinge 274.

Далее пояснение продолжается со ссылкой на фиг. 61. Вышеуказанный эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала вставляется в подшипник 266 на стороне коленчатого вала шатуна 314, как и в случае десятого варианта осуществления. С другой стороны, эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала соединяется с шатуном 314 посредством помещения шарнира 322 балансировочного вала в продолговатое отверстие 312.Further explanation continues with reference to FIG. 61. The above eccentric shaft 234 on the crankshaft side is inserted into the bearing 266 on the crankshaft side of the connecting rod 314, as in the case of the tenth embodiment. On the other hand, the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is connected to the connecting rod 314 by placing the hinge 322 of the balancing shaft in the elongated hole 312.

Балансировочное устройство 308 включает в себя направляющую секцию 324. Направляющая секция 324 имеет продолговатое отверстие 326 внутри. Продолговатое отверстие 326 имеет ширину, соответствующую диаметру шарнира 274, и регулирует движение шарнира 274 до прямолинейного движения, аналогично направляющей секции 54 в первом варианте осуществления.The balancing device 308 includes a guide section 324. The guide section 324 has an elongated hole 326 inside. The oblong hole 326 has a width corresponding to the diameter of the hinge 274, and adjusts the movement of the hinge 274 to a rectilinear motion, similar to the guide section 54 in the first embodiment.

Фиг. 63 является видом сбоку в сечении балансировочного устройства 308 настоящего варианта осуществления. На фиг. 63, секция балансировочного вала 244 нарисована в верхней стороне, а секция коленчатого вала 226 нарисована в нижней стороне, соответственно. Коленчатый вал 226 содержит звездочку 282, которая приводит в действие цепь 284 механизма газораспределения, как и в случае десятого варианта осуществления.FIG. 63 is a side cross-sectional view of a balancing device 308 of the present embodiment. In FIG. 63, the balancing shaft section 244 is drawn in the upper side, and the crankshaft section 226 is drawn in the lower side, respectively. The crankshaft 226 comprises an asterisk 282, which drives the timing chain 284, as in the case of the tenth embodiment.

В конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 63, эксцентриковый вал 234 на стороне коленчатого вала работает так, как и в случае десятого варианта осуществления. В частности, в настоящем варианте осуществления, центральная точка C234 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала также соответствует точке 32 соединения с коленчатым валом балансировочного устройства. Когда коленчатый вал 226 вращается, его точка 32 соединения с коленчатым валом (C234) рисует круговую траекторию вокруг центральной точки C232 главного вала коленчатого вала при поддержании эксцентрической величины A. Вследствие этого, шатун 314 выполняет возвратно-поступательное движение при ходе на расстояние 2A.In the configuration illustrated in FIG. 63, the eccentric shaft 234 on the crankshaft side operates as in the case of the tenth embodiment. In particular, in the present embodiment, the center point C234 of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side also corresponds to the connection point 32 with the crankshaft of the balancing device. When the crankshaft 226 rotates, its connection point 32 with the crankshaft (C234) draws a circular path around the center point C232 of the main shaft of the crankshaft while maintaining the eccentric value A. As a result, the connecting rod 314 performs a reciprocating movement at a distance of 2A.

Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления, радиус (D/2) эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала задается равным достаточно большому значению относительно суммы эксцентрической величины A и радиуса B главного вала 232 коленчатого вала. Следовательно, в конструкции настоящего варианта осуществления, также можно применять конструктивное оформление, подходящее для уменьшения размера, как проиллюстрировано на фиг. 57.It should be noted that in the present embodiment, the radius (D / 2) of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side is set to a sufficiently large value with respect to the sum of the eccentric value A and the radius B of the main shaft 232 of the crankshaft. Therefore, in the construction of the present embodiment, it is also possible to apply a design suitable for downsizing, as illustrated in FIG. 57.

Как проиллюстрировано в верхней стороне на фиг. 63, эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала крепится к концу верхушки осевого вала 248 балансировочного вала посредством установочного болта 328. Шарнир 322 балансировочного вала шатуна 314 помещается в продолговатое отверстие 312 эксцентрикового вала 310 на стороне балансировочного вала. В дальнейшем в этом документе, центральная точка осевого вала 248 балансировочного вала называется "C248", а центральная точка шарнира 322 балансировочного вала называется "C322".As illustrated in the upper side in FIG. 63, the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is attached to the end of the top of the axial shaft 248 of the balancing shaft by means of a mounting bolt 328. The hinge 322 of the balancing shaft of the connecting rod 314 is placed in the elongated hole 312 of the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft. Hereinafter, the center point of the axial shaft 248 of the balancing shaft is called “C248”, and the center point of the hinge 322 of the balancing shaft is called “C322”.

В конфигурации настоящего варианта осуществления, шатун 314 может вращаться относительно эксцентрикового вала 310 на стороне балансировочного вала с осевой линией, проходящей через точку C322, в качестве оси вращения. Эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала выполнен как единое целое с балансировочным валом 244. Соответственно, шатун 314 и балансировочный вал 244 могут относительно вращаться с точкой C322 в качестве центра. Из этой точки, центральная точка C322 шарнира 322 балансировочного вала соответствует точке 38 соединения с балансировочным валом в балансировочном устройстве скользящего типа (см. фиг. 2).In the configuration of the present embodiment, the connecting rod 314 can rotate relative to the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft with an axial line passing through point C322 as the axis of rotation. The eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is integral with the balancing shaft 244. Accordingly, the connecting rod 314 and the balancing shaft 244 can relatively rotate with the point C322 as the center. From this point, the center point C322 of the balancing shaft hinge 322 corresponds to the connection point 38 with the balancing shaft in the sliding type balancing device (see FIG. 2).

Как пояснено со ссылкой на фиг. 2, в балансировочном устройстве 30 скользящего типа, расстояние между точкой 38 соединения с балансировочным валом и центральной точкой балансировочного вала 40 изменяется в соответствии с работой шатуна 36. Балансировочное устройство 308 настоящего варианта осуществления имеет также скользящий тип, и следовательно, расстояние между точкой 38 соединения с балансировочным валом и центральной точкой балансировочного вала 244, т.е. расстояние между центральной точкой C322 шарнира 322 балансировочного вала и центральной точкой C248 осевого вала 248 балансировочного вала, должно быть изменяемым.As explained with reference to FIG. 2, in the balancing device 30 of the sliding type, the distance between the connection point 38 with the balancing shaft and the center point of the balancing shaft 40 changes in accordance with the operation of the connecting rod 36. The balancing device 308 of the present embodiment also has a sliding type, and therefore, the distance between the connection point 38 with balancing shaft and center point of balancing shaft 244, i.e. the distance between the center point C322 of the balancing shaft hinge 322 and the center point C248 of the axial shaft 248 of the balancing shaft should be variable.

Фиг. 64 является схемой, показывающей позиционную взаимосвязь между центральной точкой C248 осевого вала 248 балансировочного вала и центральной точкой C322 шарнира 322 балансировочного вала при просмотре вдоль LXIV-стрелок на фиг. 63. Как проиллюстрировано на фиг. 64, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, эксцентрическая величина I C322-C248 изменяется посредством плавного перемещения шарнира 322 балансировочного вала вдоль продолговатого отверстия 312. Следовательно, согласно конфигурации эксцентрикового вала 310 на стороне балансировочного вала и шатуна 314 в настоящем варианте осуществления, может удовлетворяться требование, необходимое для работы балансировочного устройства скользящего типа.FIG. 64 is a diagram showing a positional relationship between the center point C248 of the balancing shaft axial shaft 248 and the center point C322 of the balancing shaft hinge 322 when viewed along the LXIV arrows in FIG. 63. As illustrated in FIG. 64, according to the configuration of the present embodiment, the eccentric value I C322-C248 is changed by smoothly moving the balancing shaft hinge 322 along the oblong hole 312. Therefore, according to the configuration of the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft and the connecting rod 314 in the present embodiment, the requirement can be satisfied. necessary for the operation of the balancing device of the sliding type.

Кроме того, ниже описывается работа балансировочного устройства 308 со ссылкой на фиг. 63. Когда коленчатый вал 226 вращается из состояния, проиллюстрированного на фиг. 63, так что центральная точка C234 эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала вращается к передней стороне чертежа с точкой C232 в качестве центра, направляющая секция 324 функционирует аналогично направляющей секции 54 в первом варианте осуществления. В частности, в это время, направляющая секция 324 не разрешает шарниру 274 смещаться к передней стороне чертежа и ограничивает движение шарнира 274 только движением к нижней стороне чертежа. Как результат, в шатуне 314 возникает движение, которое смещает шарнир 322 балансировочного вала к задней стороне и нижней стороне чертежа.In addition, the operation of the balancing device 308 is described below with reference to FIG. 63. When the crankshaft 226 rotates from the state illustrated in FIG. 63, so that the center point C234 of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side rotates to the front side of the drawing with the point C232 as the center, the guide section 324 functions similarly to the guide section 54 in the first embodiment. In particular, at this time, the guide section 324 does not allow the hinge 274 to move toward the front side of the drawing and restricts the movement of the hinge 274 to only the movement toward the underside of the drawing. As a result, a movement occurs in the connecting rod 314 that biases the hinge 322 of the balancing shaft to the rear side and the lower side of the drawing.

Движение шарнира 322 балансировочного вала придает вращение в противоположном направлении относительно вращения коленчатого вала 226 для эксцентрикового вала 310 на стороне балансировочного вала. Поскольку эксцентриковый вал 310 на стороне балансировочного вала крепится к осевому валу 248 балансировочного вала, вращательное движение возникает в осевом валу 248 балансировочного вала синхронно со смещением шарнира 322 балансировочного вала. Затем по мере того, как коленчатый вал 226 продолжает вращаться, центральная точка C322 шарнира 322 балансировочного вала продолжает обращаться вокруг C248, и возникает непрерывное вращение балансировочного вала 244. Как результат, вертикальное движение с расстоянием 2A в качестве длины хода возникает в шатуне 314.The movement of the hinge 322 of the balancing shaft imparts rotation in the opposite direction relative to the rotation of the crankshaft 226 for the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft. Since the eccentric shaft 310 on the side of the balancing shaft is attached to the axial shaft 248 of the balancing shaft, rotational movement occurs in the axial shaft 248 of the balancing shaft in synchronization with the offset of the hinge 322 of the balancing shaft. Then, as the crankshaft 226 continues to rotate, the center point C322 of the balancing shaft hinge 322 continues to rotate around C248, and the balancing shaft 244 rotates continuously. As a result, vertical movement with a distance of 2A as a stroke length occurs in the crank 314.

Эффект от облегчающих отверстийEffect of lightening holes

Фиг. 65 является схемой, показывающей двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя балансировочное устройство 308 настоящего варианта осуществления при виде спереди. Более конкретно, левая сторона на фиг. 65 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в верхней мертвой точке. Дополнительно, правая сторона на фиг. 65 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в нижней мертвой точке.FIG. 65 is a diagram showing an internal combustion engine including a balancing device 308 of the present embodiment in front view. More specifically, the left side in FIG. 65 shows a state in which the piston 12 is located at top dead center. Additionally, the right side in FIG. 65 shows a state in which the piston 12 is located at bottom dead center.

Балансировочное устройство 308 настоящего варианта осуществления имеет конфигурацию работы эксцентрикового груза 230 коленчатого вала и эксцентрикового груза 246 балансировочного вала практически в противоположном направлении относительно шатуна 314, как и в случае десятого варианта осуществления. В балансировочном устройстве с такой конфигурацией, чем легче шатун 314, тем это более желательно, с точки зрения уменьшения веса двигателя внутреннего сгорания. В настоящем варианте осуществления, облегчающие отверстия 242 предоставляются в широкой части эксцентрикового вала 234 на стороне коленчатого вала, как и в случае десятого варианта осуществления. Следовательно, согласно конфигурации настоящего варианта осуществления, вес двигателя внутреннего сгорания также может уменьшаться, как и в случае десятого варианта осуществления.The balancing device 308 of the present embodiment has the configuration of the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft in almost the opposite direction relative to the connecting rod 314, as in the case of the tenth embodiment. In a balancing device with this configuration, the lighter the connecting rod 314, the more desirable this is, in terms of reducing the weight of the internal combustion engine. In the present embodiment, the relief holes 242 are provided in a wide part of the eccentric shaft 234 on the crankshaft side, as in the case of the tenth embodiment. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the weight of the internal combustion engine can also be reduced, as in the case of the tenth embodiment.

Модификация одиннадцатого варианта осуществления изобретенияModification of the Eleventh Embodiment

Как описано выше, в одиннадцатом варианте осуществления, эксцентриковому валу 234 на стороне коленчатого вала предоставляется в достаточной степени больший радиус (D/2) по сравнению с суммой эксцентрической величины A и радиуса B главного вала 232 коленчатого вала. Тем не менее, может возникать случай, когда радиус (D/2) главного вала 232 коленчатого вала не может удерживать от становления меньше A+B вследствие различных ограничений. В балансировочном устройстве 308 настоящего варианта осуществления, конфигурация, как проиллюстрировано на фиг. 59, может приспосабливаться в таком случае, как и в случае десятого варианта осуществления.As described above, in the eleventh embodiment, the eccentric shaft 234 on the crankshaft side is provided with a sufficiently large radius (D / 2) compared to the sum of the eccentric value A and radius B of the main shaft 232 of the crankshaft. However, there may be a case where the radius (D / 2) of the main shaft 232 of the crankshaft cannot keep from becoming less than A + B due to various restrictions. In the balancing device 308 of the present embodiment, the configuration, as illustrated in FIG. 59 may be adapted in such a case as in the case of the tenth embodiment.

Фиг. 66 является видом спереди примера модификации балансировочного устройства настоящего варианта осуществления. В частности, левая сторона на фиг. 66 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в верхней мертвой точке в примере модификации. Дополнительно, правая сторона на фиг. 66 показывает состояние, в котором поршень 12 расположен в нижней мертвой точке в примере модификации. В балансировочном устройстве 330, проиллюстрированном на фиг. 66, эксцентриковый груз 230 коленчатого вала и эксцентриковый груз 246 балансировочного вала работают в направлении, практически идентичном направлению шатуна 314, в отличие от случая одиннадцатого варианта осуществления.FIG. 66 is a front view of an example of a modification of the balancing device of the present embodiment. In particular, the left side in FIG. 66 shows a state in which the piston 12 is located at top dead center in a modification example. Additionally, the right side in FIG. 66 shows a state in which the piston 12 is located at bottom dead center in a modification example. In the balancing device 330 illustrated in FIG. 66, the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft operate in a direction almost identical to the direction of the connecting rod 314, in contrast to the case of the eleventh embodiment.

В балансировочном устройстве 330 с такой конфигурацией, вес шатуна 314 может использоваться для того, чтобы уравновешивать вызывающую вибрацию силу Fr, вызываемую посредством поршня 12 и шатуна 14. Следовательно, в балансировочном устройстве 330, веса, которые должны предоставляться эксцентриковому грузу 230 коленчатого вала и эксцентриковому грузу 246 балансировочного вала, могут снижаться посредством оставления большого веса в шатуне 314. Таким образом, в конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 66, облегчающее отверстие не предоставляется в эксцентриковом валу на стороне коленчатого вала, в отличие от случая одиннадцатого варианта осуществления. Согласно такой конфигурации, может достигаться снижение веса эксцентрикового груза 230 коленчатого вала и эксцентрикового груза 246 балансировочного вала.In balancing device 330 with this configuration, the weight of the connecting rod 314 can be used to balance the vibrational force Fr caused by the piston 12 and the connecting rod 14. Therefore, in the balancing device 330, the weights to be provided to the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric the load 246 of the balancing shaft can be reduced by leaving a lot of weight in the connecting rod 314. Thus, in the configuration illustrated in FIG. 66, a relief hole is not provided in the eccentric shaft on the crankshaft side, in contrast to the case of the eleventh embodiment. According to this configuration, a reduction in the weight of the eccentric load 230 of the crankshaft and the eccentric load 246 of the balancing shaft can be achieved.

Claims (70)

1. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:1. A balancing device for an internal combustion engine, comprising: коленчатый вал, который вращается вместе с главным валом коленчатого вала в качестве вращательного вала; иa crankshaft that rotates with the main shaft of the crankshaft as a rotational shaft; and балансировочный вал, который вращается вместе с осевым валом балансировочного вала параллельно главному валу коленчатого вала в качестве вращательного вала,a balancing shaft that rotates with the axial shaft of the balancing shaft parallel to the main shaft of the crankshaft as a rotational shaft, при этом коленчатый вал включает в себя эксцентриковый груз коленчатого вала, который задает центр тяжести коленчатого вала эксцентрическим относительно центра главного вала коленчатого вала, аwherein the crankshaft includes an eccentric load of the crankshaft, which sets the center of gravity of the crankshaft eccentric relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and балансировочный вал включает в себя эксцентриковый груз балансировочного вала, который задает центр тяжести балансировочного вала эксцентрическим относительно центра осевого вала балансировочного вала,the balancing shaft includes an eccentric load of the balancing shaft, which sets the center of gravity of the balancing shaft to be eccentric relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft, причем балансировочное устройство дополнительно содержит:moreover, the balancing device further comprises: шатун, который соединяет точку соединения с коленчатым валом, расположенную на коленчатом валу в позиции, отклоненной от центра главного вала коленчатого вала, и точку соединения с балансировочным валом, расположенную на балансировочном валу в позиции, отклоненной от центра осевого вала балансировочного вала;a connecting rod, which connects the connection point with the crankshaft located on the crankshaft in a position deviated from the center of the main shaft of the crankshaft, and the connection point with the balancing shaft located on the balancing shaft in a position deviated from the center of the axial shaft of the balancing shaft; механизм соединения с коленчатым валом, который обеспечивает относительное вращение коленчатого вала и шатуна с точкой соединения с коленчатым валом в качестве центра вращения;a mechanism for connecting to the crankshaft, which provides relative rotation of the crankshaft and connecting rod with a connection point with the crankshaft as the center of rotation; механизм соединения с балансировочным валом, который обеспечивает относительное вращение балансировочного вала и шатуна с точкой соединения с балансировочным валом в качестве центра вращения; иa mechanism for connecting to the balancing shaft, which provides relative rotation of the balancing shaft and connecting rod with a connection point with the balancing shaft as the center of rotation; and направляющую секцию, которая направляет движение шатуна таким образом, что балансировочный вал вращается в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала.a guide section that guides the movement of the connecting rod in such a way that the balancing shaft rotates in the opposite direction relative to the direction of rotation of the crankshaft. 2. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, дополнительно содержащее:2. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: механизм регулирования точек соединения, который обеспечивает по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом возможность смещения в направлении радиуса вращения указанной по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом; иa mechanism for adjusting the connection points, which provides at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft the possibility of shifting in the direction of the radius of rotation of the specified at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft; and скользящую часть, расположенную в одной точке шатуна,the sliding part located at one point of the connecting rod, при этом направляющая секция регулирует движение скользящей части до прямолинейного движения в направлении от стороны главного вала коленчатого вала к стороне осевого вала балансировочного вала и прямолинейного движения в противоположном направлении по отношению к указанному направлению.wherein the guide section controls the movement of the sliding part to a rectilinear movement in the direction from the side of the main shaft of the crankshaft to the side of the axial shaft of the balancing shaft and the rectilinear movement in the opposite direction with respect to the specified direction. 3. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, дополнительно содержащее:3. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: механизм регулирования точек соединения, который обеспечивает по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом возможность смещения в направлении радиуса вращения указанной по меньшей мере одной из точки соединения с коленчатым валом и точки соединения с балансировочным валом;a mechanism for adjusting the connection points, which provides at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft the possibility of shifting in the direction of the radius of rotation of the specified at least one of the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft; при этом направляющая секция выполнена с возможностью вращения в плоскости, идентичной подвижной плоскости шатуна с позицией, накладывающейся на шатун в качестве центра, и удержания шатуна с возможностью скольжения в направлении центральной линии шатуна.however, the guide section is made to rotate in a plane identical to the connecting plane of the connecting rod with a position superimposed on the connecting rod as the center, and holding the connecting rod with the possibility of sliding in the direction of the center line of the connecting rod. 4. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, дополнительно содержащее:4. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: ограничительную часть, расположенную в средней точке между точкой соединения с коленчатым валом и точкой соединения с балансировочным валом шатуна,a restrictive part located at a midpoint between the connection point with the crankshaft and the connection point with the connecting rod balancing shaft, при этом расстояние между точкой соединения с коленчатым валом и точкой соединения с балансировочным валом равно расстоянию между главным валом коленчатого вала и осевым валом балансировочного вала, аthe distance between the connection point with the crankshaft and the connection point with the balancing shaft is equal to the distance between the main shaft of the crankshaft and the axial shaft of the balancing shaft, and расстояние между центром главного вала коленчатого вала и точкой соединения с коленчатым валом равно расстоянию между центром осевого вала балансировочного вала и точкой соединения с балансировочным валом,the distance between the center of the main shaft of the crankshaft and the connection point with the crankshaft is equal to the distance between the center of the axial shaft of the balancing shaft and the connection point with the balancing shaft, причем направляющая секция включает в себя направляющую на стороне балансировочного вала, которая предотвращает смещение ограничительной части в направлении вращения, идентичном направлению вращения точки соединения с коленчатым валом в позиции, в которой ограничительная часть приближается в наибольшей степени к осевому валу балансировочного вала, и направляющую на стороне коленчатого вала, которая предотвращает смещение ограничительной части в направлении вращения, идентичном направлению вращения точки соединения с коленчатым валом в позиции, в которой ограничительная часть приближается в наибольшей степени к главному валу коленчатого вала.moreover, the guide section includes a guide on the side of the balancing shaft, which prevents the restrictive part from shifting in the direction of rotation identical to the direction of rotation of the connection point with the crankshaft in a position in which the restrictive part is closest to the axial shaft of the balancing shaft, and the guide on the side crankshaft, which prevents the restrictive part from shifting in the direction of rotation identical to the direction of rotation of the connection point with the crankshaft waste in a position in which the restrictive part approaches the most to the main shaft of the crankshaft. 5. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 2, в котором:5. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 2, in which: коленчатый вал используется способом смещенного кривошипа, в котором центр главного вала коленчатого вала задается в позиции, которая смещается на фиксированное значение от осевой линии возвратно-поступательного движения поршня, иthe crankshaft is used by the offset crank method, in which the center of the main shaft of the crankshaft is set in a position that is offset by a fixed value from the center line of the reciprocating motion of the piston, and балансировочный вал и направляющая секция располагаются таким образом, что по меньшей мере один из центра главного вала коленчатого вала и центра осевого вала балансировочного вала размещен в позиции, которая смещается на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the balancing shaft and the guide section are arranged so that at least one of the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft is placed in a position that is shifted by a fixed value from the axial line of rectilinear motion. 6. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 5, в котором центральная линия "коленчатый вал - балансировочный вал", соединяющая центр главного вала коленчатого вала и центр осевого вала балансировочного вала, смещена на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.6. The balancing device for the internal combustion engine according to claim 5, in which the center line "crankshaft - balancing shaft" connecting the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft is shifted by a fixed value from the axial line of rectilinear movement. 7. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 5, в котором:7. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 5, in which: центр главного вала коленчатого вала расположен на осевой линии прямолинейного движения, аthe center of the main shaft of the crankshaft is located on the axial line of rectilinear motion, and центр осевого вала балансировочного вала смещен на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the center of the axial shaft of the balancing shaft is offset by a fixed value from the axial line of the rectilinear motion. 8. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 5, в котором:8. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 5, in which: центр осевого вала балансировочного вала расположен на осевой линии прямолинейного движения, аthe center of the axial shaft of the balancing shaft is located on the axial line of rectilinear motion, and центр главного вала коленчатого вала смещен на фиксированное значение от осевой линии прямолинейного движения.the center of the main shaft of the crankshaft is offset by a fixed value from the center line of the rectilinear motion. 9. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 5, в котором:9. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 5, in which: центр осевого вала балансировочного вала смещен на фиксированное значение к одной стороне от осевой линии прямолинейного движения, аthe center of the axial shaft of the balancing shaft is shifted by a fixed value to one side of the axial line of the rectilinear movement, and центр главного вала коленчатого вала смещен на фиксированное значение к другой стороне от осевой линии прямолинейного движения.the center of the main shaft of the crankshaft is shifted by a fixed value to the other side of the axial line of rectilinear motion. 10. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, в котором:10. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 3, in which: коленчатый вал используется способом смещенного кривошипа, в котором центр главного вала коленчатого вала задается в позиции, которая смещается на фиксированное значение от возвратно-поступательного движения поршня, иthe crankshaft is used by the offset crank method, in which the center of the main shaft of the crankshaft is set in a position that is shifted by a fixed value from the reciprocating motion of the piston, and центр вращения направляющей секции смещается на фиксированное значение от центральной линии "коленчатый вал - балансировочный вал", соединяющей центр главного вала коленчатого вала и центр осевого вала балансировочного вала.the center of rotation of the guide section is shifted by a fixed value from the center line "crankshaft - balancing shaft" connecting the center of the main shaft of the crankshaft and the center of the axial shaft of the balancing shaft. 11. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором:11. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, in which: точка соединения с коленчатым валом расположена на стороне, идентичной стороне центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала относительно центра главного вала коленчатого вала, аthe connection point with the crankshaft is located on the side identical to the center of gravity of the eccentric load of the crankshaft relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and точка соединения с балансировочным валом расположена на стороне, идентичной стороне центра тяжести эксцентрикового груза балансировочного вала относительно центра осевого вала балансировочного вала.the connection point with the balancing shaft is located on the side identical to the center of gravity of the eccentric load of the balancing shaft relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft. 12. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором:12. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, in which: точка соединения с коленчатым валом расположена на противоположной стороне относительно центра тяжести эксцентрикового груза коленчатого вала относительно центра главного вала коленчатого вала, аthe connection point with the crankshaft is located on the opposite side relative to the center of gravity of the eccentric load of the crankshaft relative to the center of the main shaft of the crankshaft, and точка соединения с балансировочным валом расположена на противоположной стороне относительно центра тяжести эксцентрикового груза балансировочного вала относительно центра осевого вала балансировочного вала.the connection point with the balancing shaft is located on the opposite side relative to the center of gravity of the eccentric load of the balancing shaft relative to the center of the axial shaft of the balancing shaft. 13. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, дополнительно содержащее механизм приложения момента, который прикладывает к балансировочному валу вращающий момент в противоположном направлении относительно направления вращения коленчатого вала.13. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a torque application mechanism that applies torque in the opposite direction to the balancing shaft relative to the direction of rotation of the crankshaft. 14. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 13, в котором:14. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 13, in which: механизм приложения момента включает в себя кулачок, который расположен на балансировочном валу, и пружинный элемент, который сжимается посредством прижатия посредством кулачка,the torque application mechanism includes a cam, which is located on the balancing shaft, and a spring element, which is compressed by pressing by the cam, причем кулачок выполнен с возможностью прижатия пружинного элемента в процессе перемещения шатуна к стороне осевого вала балансировочного вала с вращением балансировочного вала и принятия вращающего момента в противоположном направлении от пружинного элемента в позиции, в которой осевая линия шатуна накладывается на осевой вал балансировочного вала.moreover, the cam is capable of pressing the spring element during the movement of the connecting rod to the side of the axial shaft of the balancing shaft with the rotation of the balancing shaft and the adoption of torque in the opposite direction from the spring element in the position in which the axial line of the connecting rod is superimposed on the axial shaft of the balancing shaft. 15. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, устанавливаемое на одноцилиндровом или четырехтактном двухцилиндровом двигателе внутреннего сгорания.15. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, mounted on a single-cylinder or four-stroke two-cylinder internal combustion engine. 16. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором:16. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, in which: шатун расположен наклонно относительно осевой линии возвратно-поступательного движения поршня в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке двигателя внутреннего сгорания,the connecting rod is inclined relative to the axial line of the reciprocating motion of the piston at the top dead center and bottom dead center of the internal combustion engine, причем эксцентриковый груз коленчатого вала имеет центр тяжести в области, которая находится на противоположной стороне относительно точки соединения с коленчатым валом, с осевой линией коленчатого вала, которая проходит через центр главного вала коленчатого вала и является параллельной с осевой линией поршня между ними, в ситуации в верхней мертвой точке,moreover, the eccentric load of the crankshaft has a center of gravity in the region that is on the opposite side relative to the connection point with the crankshaft, with the axial line of the crankshaft, which passes through the center of the main shaft of the crankshaft and is parallel with the axial line of the piston between them, in a situation top dead center при этом эксцентриковый груз балансировочного вала имеет центр тяжести в области, которая находится на противоположной стороне относительно точки соединения с балансировочным валом, с осевой линией балансировочного вала, которая проходит через центр осевого вала балансировочного вала и является параллельной с осевой линией поршня между ними, в ситуации в верхней мертвой точке.the eccentric load of the balancing shaft has a center of gravity in the region that is on the opposite side relative to the connection point with the balancing shaft, with the axial line of the balancing shaft, which passes through the center of the axial shaft of the balancing shaft and is parallel to the axial line of the piston between them, in a situation at top dead center. 17. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 16, в котором:17. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 16, in which: эксцентриковый груз коленчатого вала имеет центр тяжести и вес с абсолютной величиной, которая уравновешивает результирующую силу из вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна двигателя внутреннего сгорания, части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна,the eccentric load of the crankshaft has a center of gravity and weight with an absolute value that balances the resulting force from the vibration-induced force caused by the connecting rod of the internal combustion engine, the part that causes the vibration caused by the piston of the internal combustion engine, and the part that causes the vibration caused by the connecting rod , причем эксцентриковый груз балансировочного вала имеет центр тяжести и вес с абсолютной величиной, которая уравновешивает оставшуюся часть вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством поршня двигателя внутреннего сгорания, и оставшуюся часть вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна,moreover, the eccentric load of the balancing shaft has a center of gravity and weight with an absolute value that balances the remainder of the vibration causing force caused by the piston of the internal combustion engine and the rest of the vibration causing force caused by the connecting rod, при этом упомянутые части вызывающей вибрацию силы и упомянутые оставшиеся части вызывающей вибрацию силы равны.wherein said parts of the vibration causing force and said remaining parts of the vibration causing force are equal. 18. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 17, в котором:18. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 17, in which: балансировочный вал соединен с шатуном на одном конце балансировочного вала, иthe balancing shaft is connected to the connecting rod at one end of the balancing shaft, and из веса эксцентрикового груза балансировочного вала вес для уравновешивания оставшейся части вызывающей вибрацию силы, вызываемой посредством шатуна, отражается в окрестности одного конца более значительно по сравнению с окрестностью другого конца балансировочного вала.From the weight of the eccentric load of the balancing shaft, the weight to balance the remaining part of the vibration-induced force caused by the connecting rod is reflected more significantly in the vicinity of one end compared to the vicinity of the other end of the balancing shaft. 19. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором:19. A balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, in which: шатун имеет подшипник на стороне коленчатого вала на стороне коленчатого вала,the connecting rod has a bearing on the crankshaft side on the crankshaft side, механизм соединения с коленчатым валом имеет эксцентриковый вал на стороне коленчатого вала, который удерживается с возможностью вращения посредством подшипника на стороне коленчатого вала,the crankshaft coupling mechanism has an eccentric shaft on the crankshaft side, which is rotatably held by a bearing on the crankshaft side, эксцентриковый вал на стороне коленчатого вала прикреплен к главному валу коленчатого вала таким образом, что эксцентриковая точка коленчатого вала, которая отклоняется на фиксированное значение от его центра, совпадает с центром главного вала коленчатого вала, иan eccentric shaft on the side of the crankshaft is attached to the main shaft of the crankshaft so that the eccentric point of the crankshaft, which deviates by a fixed value from its center, coincides with the center of the main shaft of the crankshaft, and центр эксцентрикового вала на стороне коленчатого вала конфигурирует точку соединения с коленчатым валом.the center of the eccentric shaft on the crankshaft side configures the connection point with the crankshaft. 20. Балансировочное устройство для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором:20. The balancing device for an internal combustion engine according to claim 1, in which: шатун имеет подшипник на стороне балансировочного вала на стороне балансировочного вала,the connecting rod has a bearing on the side of the balancing shaft on the side of the balancing shaft, механизм соединения с балансировочным валом имеет эксцентриковый вал на стороне балансировочного вала, который удерживается с возможностью вращения посредством подшипника на стороне балансировочного вала,the balancing shaft connection mechanism has an eccentric shaft on the balancing shaft side, which is rotatably held by a bearing on the balancing shaft side, эксцентриковый вал на стороне балансировочного вала прикреплен к осевому валу балансировочного вала таким образом, что эксцентриковая точка балансировочного вала, которая отклоняется на фиксированное значение от его центра, совпадает с центром осевого вала балансировочного вала, иan eccentric shaft on the side of the balancing shaft is attached to the axial shaft of the balancing shaft so that the eccentric point of the balancing shaft, which deviates by a fixed value from its center, coincides with the center of the axial shaft of the balancing shaft, and центр эксцентрикового вала на стороне балансировочного вала конфигурирует точку соединения с балансировочным валом.the center of the eccentric shaft on the balancing shaft side configures the connection point with the balancing shaft.
RU2017116791A 2016-05-17 2017-05-15 Balancing device for internal combustion engine RU2671666C1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016099067 2016-05-17
JP2016-099067 2016-05-17
JP2017-006799 2017-01-18
JP2017006799A JP6597652B2 (en) 2016-05-17 2017-01-18 Internal combustion engine balance device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671666C1 true RU2671666C1 (en) 2018-11-06

Family

ID=60416400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116791A RU2671666C1 (en) 2016-05-17 2017-05-15 Balancing device for internal combustion engine

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6597652B2 (en)
KR (1) KR101958548B1 (en)
BR (1) BR102017010304A2 (en)
RU (1) RU2671666C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11506119B2 (en) 2020-07-02 2022-11-22 Impact Consulting And Engineering Llc Multiple cylinder engine
US11603793B2 (en) 2020-07-02 2023-03-14 Fna Group, Inc. Multiple cylinder engine
US11635020B2 (en) 2020-07-02 2023-04-25 Fna Group, Inc. Multiple cylinder engine
US11674434B2 (en) 2020-07-02 2023-06-13 Impact Consulting And Engineering Llc Multiple cylinder engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019214943A (en) 2018-06-11 2019-12-19 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP6801141B1 (en) * 2020-08-27 2020-12-16 徹夫 関根 Hollow molding machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU878990A1 (en) * 1977-11-09 1981-11-07 Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе I.c. engine
EP0481837B1 (en) * 1990-10-17 1994-08-31 Automobiles Peugeot Driving device for two balanced shafts, in particular for motor vehicle engines
RU2059850C1 (en) * 1990-06-16 1996-05-10 Ман Нуцфарцойге, АГ Device for compensating moments of second order inertia forces in five-cylinder row internal combustion engines
RU2351784C2 (en) * 2007-05-03 2009-04-10 Владимир Александрович Ворогушин Vorogushin's tie rod and rocker mechanism
RU2400656C2 (en) * 2005-05-12 2010-09-27 Рено С.А.С. Ice with balancing shafts that can be cotter-pined and method of mounting balancing cassette on ice unit
DE102010055584A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-21 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Device for balancing idle mass force of lifting cylinder crankshaft machine, has anti-parallel crankshaft-and-connecting-rod drive element to drive balancer shaft which is connected firmly to coupling element through eccentric cam
RU2519128C1 (en) * 2013-01-24 2014-06-10 Анатолий Константинович Маришкин Supercharged internal combustion engine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2378179A1 (en) * 1977-01-25 1978-08-18 Chrysler France Balancing of in line four cylinder IC engine - uses three shafts, two driven from camshaft and third having gear wheel engaging single driven shaft to rotate in opposite direction
JP2010169045A (en) 2009-01-26 2010-08-05 Daihatsu Motor Co Ltd Balance device in multicylinder internal combustion engine
KR20130065438A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 현대자동차주식회사 Two cylinder engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU878990A1 (en) * 1977-11-09 1981-11-07 Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе I.c. engine
RU2059850C1 (en) * 1990-06-16 1996-05-10 Ман Нуцфарцойге, АГ Device for compensating moments of second order inertia forces in five-cylinder row internal combustion engines
EP0481837B1 (en) * 1990-10-17 1994-08-31 Automobiles Peugeot Driving device for two balanced shafts, in particular for motor vehicle engines
RU2400656C2 (en) * 2005-05-12 2010-09-27 Рено С.А.С. Ice with balancing shafts that can be cotter-pined and method of mounting balancing cassette on ice unit
RU2351784C2 (en) * 2007-05-03 2009-04-10 Владимир Александрович Ворогушин Vorogushin's tie rod and rocker mechanism
DE102010055584A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-21 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Device for balancing idle mass force of lifting cylinder crankshaft machine, has anti-parallel crankshaft-and-connecting-rod drive element to drive balancer shaft which is connected firmly to coupling element through eccentric cam
RU2519128C1 (en) * 2013-01-24 2014-06-10 Анатолий Константинович Маришкин Supercharged internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11506119B2 (en) 2020-07-02 2022-11-22 Impact Consulting And Engineering Llc Multiple cylinder engine
US11603793B2 (en) 2020-07-02 2023-03-14 Fna Group, Inc. Multiple cylinder engine
US11635020B2 (en) 2020-07-02 2023-04-25 Fna Group, Inc. Multiple cylinder engine
US11674434B2 (en) 2020-07-02 2023-06-13 Impact Consulting And Engineering Llc Multiple cylinder engine

Also Published As

Publication number Publication date
BR102017010304A2 (en) 2017-12-12
JP6597652B2 (en) 2019-10-30
KR101958548B1 (en) 2019-03-14
KR20170129618A (en) 2017-11-27
JP2017207053A (en) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671666C1 (en) Balancing device for internal combustion engine
US10514081B2 (en) Balance device for internal combustion engine
US7434550B2 (en) Internal combustion engine
EP3272998B1 (en) Drive device provided with xy-separating crank mechanism
CN111566314B (en) Mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa and use thereof
JPWO2008010490A1 (en) Cycloid reciprocating engine and pump device using this crank mechanism
JP5393907B1 (en) XY separation crank mechanism and drive device provided with the same
JP2009516123A (en) Reciprocating piston type internal combustion engine with variable compression ratio
JP6052748B2 (en) Drive device having XY separation crank mechanism
JP2015101959A (en) Engine
KR20000029539A (en) Rotational motion mechanism and engine
WO2016103414A1 (en) Drive device equipped with xy separation crank mechanism
US10208662B2 (en) Internal combustion engine
RU2011061C1 (en) Balancing mechanism for piston machine
US10047669B2 (en) Internal combustion engine
JP6734464B1 (en) Vibration-free reciprocating engine
JP2015059565A (en) Internal combustion engine
JP2017223210A (en) Two-piece housing connecting rod l-shaped yoke opposing piston type stroke capacity continuous variable device
JPH10252496A (en) Rotary motion mechanism and engine
CN110573713B (en) Improved variable stroke constant compression ratio engine
JPH062566A (en) Power transmitting device
JP2023016651A (en) Locker arm oscillating shaft position variable compression ratio continuous variable device
JP2015169203A (en) Parallel double shafts cranks-crank holder swing type compression ratio variable device
US20170298863A1 (en) Internal combustion engine
RU2267674C1 (en) Balanced device for converting rotation into reciprocation