JP6014458B2 - Multi-cylinder engine - Google Patents
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Description
本発明は、クランクシャフト等で発生する振動を改善した水平対向4気筒等の多気筒エンジンに関する。 The present invention relates to a multi-cylinder engine such as a horizontally opposed four-cylinder engine that has improved vibration generated in a crankshaft or the like.
一般に、4気筒エンジンでは、図5の水平対向4気筒エンジンの模式図に示すように、一方の端部側から第1の気筒101と第2の気筒102と第3の気筒103と第4の気筒104と順に配設されて他方の端部にフライホイール105が設けられている。そして、この4気筒エンジン100では、クランクシャフト110には、第1の気筒101のコンロッド101aを回転自在に支持する第1のピン101bと第4の気筒104のコンロッド104aを回転自在に支持する第4のピン104bに働く力の方向と第2の気筒102のコンロッド102aを回転自在に支持する第2のピン102bと第3の気筒103のコンロッド103aを回転自在に支持する第3のピン103bに働く力の方向とが逆方向に作用する。尚、図中、符号、111、112、113、114、115は、クランクシャフト110を支承する第1ジャーナル、第2ジャーナル、第3ジャーナル、第4ジャーナル、第5ジャーナルを示す。このように、4気筒エンジン100では、構造上、第1のピン101b、第4のピン104bと第2のピン102b、第3のピン103bには、常に逆方向に慣性力が入力されるため、クランクシャフト110は、慣性力により弓なりに変形する。この慣性力で発生する弓なり変形により、各気筒上死点(TDC)タイミングで第1ジャーナル111、第3ジャーナル113、第5ジャーナル115は、常に爆発気筒側に位置する状態になるため、慣性力より大きな筒内圧入力を受けるとクランクシャフト110が押し戻され、横切り挙動が発生する(図4は、第5ジャーナル115の軸芯の横切り挙動を示す)。街乗り等の中負荷、中回転の緩加速領域にて横切り挙動が発生すると、特に、第5ジャーナル115は、近傍に締結されたフライホイール105やクラッチの重量影響により横切り挙動時の振動が大きくなるため、第4の気筒104の爆発タイミングで第5ジャーナル115の横切り挙動が発生すると、これを起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせる虞がある。このようなクランクシャフトの曲げ振動を改善するため、例えば、特開2003−227548号公報(以下、特許文献1)では、直列4気筒エンジンにおいて、第1および第4の気筒に対応する部分でクランクシャフトが備えるカウンタウェイトが、第2および第3の気筒に対応する部分でクランクシャフトが備えるカウンタウェイトよりも軽量化され、クランクプーリおよびフライホイールに、第2および第3の気筒に対応する部分でクランクシャフトにかかる慣性力と同位相の慣性力を生じさせるための付加ウェイトを設ける技術が開示されている。
In general, in a four-cylinder engine, as shown in the schematic diagram of the horizontally opposed four-cylinder engine in FIG. 5, the
しかしながら、上述の特許文献1に開示される直列4気筒エンジンの技術では、それぞれのエンジン特性に応じてカウンタウェイトの形状を形成し直す必要が生じ、様々なエンジンにおいて共通のクランクシャフトを用いることが困難となり、部品の共用化の面からもコスト的にも設計期間短縮の面からも採用が難しいという課題がある。
However, in the technology of the in-line four-cylinder engine disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特にクランクシャフトの形状を変更すること無くクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することができる多気筒エンジンを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a multi-cylinder engine that can suppress the deterioration of vibration associated with the crossing behavior of the crankshaft without changing the shape of the crankshaft.
本発明の一態様による多気筒エンジンは、一方の端部側から第1の気筒と第2の気筒と第3の気筒と第4の気筒と順に配設されて他方の端部にフライホイールとドライブプレートのどちらかの円盤部材が設けられ、上記第1の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第1のピンと上記第4の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第4のピンに働く力の方向と上記第2の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第2のピンと上記第3の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第3のピンに働く力の方向とが逆方向のクランクシャフトを備えた多気筒エンジンにおいて、上記クランクシャフトと上記円盤部材との間に、上記第3のピンの軸芯を上記円盤部材の方向に延出した直線に略直交して上記クランクシャフトの回転中心を通る方向にかけて、上記クランクシャフトの回転で発生する遠心力が上記円盤部材の方向に延出した上記第3のピンの軸芯側に作用する上記円盤部材の外側に重量が重く形成された錘部材を設け、上記クランクシャフトの上記円盤部材側端部の上記第4のピン方向への傾きを抑制し、上記第4の気筒の爆発タイミングでのジャーナルの横切り挙動を抑制した。 A multi-cylinder engine according to an aspect of the present invention includes a first cylinder, a second cylinder, a third cylinder, and a fourth cylinder arranged in this order from one end side, and a flywheel at the other end. One of the disk members of the drive plate is provided, and the force acting on the first pin that rotatably supports the connecting rod of the first cylinder and the fourth pin that rotatably supports the connecting rod of the fourth cylinder is provided. A crankshaft having a direction opposite to a direction of a force acting on a second pin rotatably supporting the connecting rod of the second cylinder and a third pin rotatably supporting the connecting rod of the third cylinder; In the multi-cylinder engine, between the crankshaft and the disk member, the axis of the third pin passes through the center of rotation of the crankshaft substantially perpendicular to a straight line extending in the direction of the disk member. Over the direction , Provided a weight member which centrifugal force is the weight on the outside of the disc member which acts on the axis side of the third pin extending in the direction of the disc member is formed heavily generated by rotation of the crankshaft, The inclination of the crankshaft side end of the crankshaft toward the fourth pin direction was suppressed, and the crossing behavior of the journal at the explosion timing of the fourth cylinder was suppressed.
本発明の多気筒エンジンによれば、特にクランクシャフトの形状を変更すること無くクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することが可能となる。 According to the multi-cylinder engine of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of vibration associated with the crossing behavior of the crankshaft without particularly changing the shape of the crankshaft.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において、符号1は多気筒エンジンとしての水平対向4気筒エンジンを示し、一方の端部側から第1の気筒11と第2の気筒12と第3の気筒13と第4の気筒14と順に配設されて他方の端部に円盤部材としてフライホイール15が設けられている。尚、オートマチックトランスミッション車の場合は、円盤部材としてドライブプレートが設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1,
この水平対向4気筒エンジン1では、クランクシャフト10には、第1の気筒11のコンロッド11aを回転自在に支持する第1のピン11bと第4の気筒14のコンロッド14aを回転自在に支持する第4のピン14bに働く力の方向と第2の気筒12のコンロッド12aを回転自在に支持する第2のピン12bと第3の気筒13のコンロッド13aを回転自在に支持する第3のピン13bに働く力の方向とが逆方向に作用する。尚、図1中、符号、21、22、23、24、25は、クランクシャフト10を支承する第1ジャーナル、第2ジャーナル、第3ジャーナル、第4ジャーナル、第5ジャーナルを示す。
In the horizontally opposed four-
ここで、本実施の形態では、図2のフライホイールの正面図(第4の気筒14側から視た正面図)に示すように、クランクシャフト10の第5ジャーナル25とフライホイール15との間(具体的には、フライホイール15の第5ジャーナル25側の表面)に、第3のピン13bの軸芯をフライホイール15の方向に延出した直線に略直交してクランクシャフトの回転中心Pcを通る方向にかけて直線Lhに沿って、クランクシャフト10の回転で発生する遠心力がフライホイール15の方向に延出した第3のピン13bの軸芯側に作用する錘部材16が固定されている。この錘部材16は、クランクシャフト10の回転中心Pc側よりも回転外側(フライホイール15の外端側)の方が重量が重く形成されている。
Here, in the present embodiment, as shown in the front view of the flywheel in FIG. 2 (front view seen from the
次に、上述のように構成される水平対向4気筒エンジン1における作用を説明する。まず、水平対向4気筒エンジン1が停止(静止)した状態では、クランクシャフト10は、図1に示すように、弓なり変形は生じていない。
Next, the operation of the horizontally opposed four-
このような状態から、水平対向4気筒エンジン1が運転され、街乗り等の中負荷、中回転の緩加速状態となると、前述の如く、水平対向4気筒エンジン1では、構造上、第1のピン11b、第4のピン14bと第2のピン12b、第3のピン13bには、常に逆方向に慣性力が入力されるため、クランクシャフト10は、前述した如く、慣性力により弓なりに変形する。
From such a state, when the horizontally opposed four-
従来、この慣性力で発生する弓なり変形により、各気筒上死点(TDC)タイミングで第1ジャーナル21、第3ジャーナル23、第5ジャーナル25は、常に爆発気筒側に位置する状態になるため、慣性力より大きな筒内圧入力を受けるとクランクシャフト10が押し戻され、横切り挙動が発生する。特に、第5ジャーナル25は、近傍に締結されたフライホイール15やクラッチの重量影響により横切り挙動時の振動が大きくなるため、第4の気筒14の爆発タイミングで第5ジャーナル25の横切り挙動が発生すると、これを起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせる虞があった。
Conventionally, due to the bow deformation generated by this inertial force, the
しかし、本実施の形態では、図2、図3に示すように、クランクシャフト10が回転されてクランクシャフト10が所定以上の回転速度で回転させられると、これによって、錘部材16に、クランクシャフト10の回転で発生する遠心力がフライホイール15の方向に延出した第3のピン13bの軸芯側(図中、矢印A側)に作用する。このクランクシャフト10のフライホイール15側の端部に作用する力によって、クランクシャフト10のフライホイール15側端部の第4のピン14b方向への傾きが抑制される(図3のα2<図5のα1)。これにより、従来生じていたような、第4の気筒14の爆発タイミングで第5ジャーナル25の横切り挙動を抑制することができ、横切り挙動を起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせることが防止される。
However, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, when the
このように本発明の実施の形態によれば、一方の端部側から第1の気筒11と第2の気筒12と第3の気筒13と第4の気筒14と順に配設されて他方の端部にフライホイール15が設けられた水平対向4気筒エンジン1において、クランクシャフト10とフライホイール15との間に、第3のピン13bの軸芯をフライホイール15の方向に延出した直線に略直交してクランクシャフト10の回転中心Pcを通る方向にかけて、クランクシャフト10の回転で発生する遠心力がフライホイール15の方向に延出した第3のピン13bの軸芯側に作用する錘部材16を設けた。このため、特にクランクシャフトの形状を変更すること無く、様々なエンジンにおいて共通のクランクシャフトを用いてクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することができ、横切り挙動を起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせることが防止することが可能となる。
Thus, according to the embodiment of the present invention, the
尚、本発明の実施の形態では、多気筒エンジンとして水平対向4気筒エンジン1に対して本発明を適用した例で説明したが、直列4気筒エンジンに対しても適用できることは云うまでもない。
In the embodiment of the present invention, the example in which the present invention is applied to the horizontally opposed four-
1 水平対向4気筒エンジン
10 クランクシャフト
11 第1の気筒
11a コンロッド
11b 第1のピン
12 第2の気筒
12a コンロッド
12b 第2のピン
13 第3の気筒
13a コンロッド
13b 第3のピン
14 第4の気筒
14a コンロッド
14b 第4のピン
15 フライホイール(円盤部材)
16 錘部材
21 第1ジャーナル
22 第2ジャーナル
23 第3ジャーナル
24 第4ジャーナル
25 第5ジャーナル
DESCRIPTION OF
16
Claims (4)
上記クランクシャフトと上記円盤部材との間に、上記第3のピンの軸芯を上記円盤部材の方向に延出した直線に略直交して上記クランクシャフトの回転中心を通る方向にかけて、上記クランクシャフトの回転で発生する遠心力が上記円盤部材の方向に延出した上記第3のピンの軸芯側に作用する上記円盤部材の外側に重量が重く形成された錘部材を設け、上記クランクシャフトの上記円盤部材側端部の上記第4のピン方向への傾きを抑制し、上記第4の気筒の爆発タイミングでのジャーナルの横切り挙動を抑制したことを特徴とする多気筒エンジン。 The first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder are arranged in this order from one end side, and a disk member of either a flywheel or a drive plate is provided at the other end. The direction of the force acting on the first pin that rotatably supports the connecting rod of the first cylinder and the fourth pin that rotatably supports the connecting rod of the fourth cylinder and the connecting rod of the second cylinder rotate. In a multi-cylinder engine provided with a crankshaft in which the direction of the force acting on the second pin that freely supports and the third pin that rotatably supports the connecting rod of the third cylinder is reversed,
Between the crankshaft and the disk member, the crankshaft extends in a direction passing through the center of rotation of the crankshaft substantially perpendicular to a straight line extending in the direction of the disk member with the axis of the third pin. A weight member formed with a heavy weight is provided on the outer side of the disk member acting on the axial center side of the third pin in which centrifugal force generated by the rotation of the third pin extends in the direction of the disk member ; The multi-cylinder engine characterized by suppressing the inclination of the disk member side end portion in the direction of the fourth pin and suppressing the crossing behavior of the journal at the explosion timing of the fourth cylinder.
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