JPH0641777B2 - Engine balance mechanism - Google Patents
Engine balance mechanismInfo
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- JPH0641777B2 JPH0641777B2 JP23109490A JP23109490A JPH0641777B2 JP H0641777 B2 JPH0641777 B2 JP H0641777B2 JP 23109490 A JP23109490 A JP 23109490A JP 23109490 A JP23109490 A JP 23109490A JP H0641777 B2 JPH0641777 B2 JP H0641777B2
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- balancer
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- primary
- cylinder
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Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は1軸1次バランサーを有するエンジンのバラン
ス機構に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a balance mechanism for an engine having a uniaxial primary balancer.
(従来の技術) 1軸1次バランサーを有する従来エンジンでは、第7図
に示すようにシリンダ1の中心線C0がクランク軸3の
回転中心O1と交わっている。2は1軸1次バランサー
であって、クランク軸3と平行に配置されると共に、1
対のギヤを介してクランク軸3に連動連結しており、ク
ランク軸3と同速度でかつ逆方向に回転する。(Prior Art) In a conventional engine having a uniaxial primary balancer, the centerline C0 of the cylinder 1 intersects with the rotation center O1 of the crankshaft 3 as shown in FIG. 2 is a 1-axis primary balancer, which is arranged parallel to the crankshaft 3 and
It is linked to the crankshaft 3 through a pair of gears and rotates at the same speed as the crankshaft 3 but in the opposite direction.
このような方法により、ピストン等の往復運動により生
じるX軸方向の振動成分のうち、クランク軸3回りのカ
ウンタバランサー7が相殺した残りの部分とカウンタバ
ランサー7により生じるY軸方向の振動の両方を打ち消
し、X、Y軸方向の振動の1次成分をほとんど無くすこ
とが可能となっている。By such a method, of the vibration component in the X-axis direction generated by the reciprocating motion of the piston or the like, both the remaining portion of the counterbalancer 7 around the crankshaft 3 that cancels out and the vibration in the Y-axis direction generated by the counter balancer 7 are generated. It is possible to cancel and almost eliminate the primary component of the vibration in the X and Y axis directions.
ところが第7図のように1軸1次バランサー2を備えて
いる場合には、上述のX、Y軸方向の振動の1次成分を
打ち消すことができるが、1軸1次バランサー2による
遠心力は、クランク軸心O1から距離O1〜O2だけ離
れたところで作用する為、クランク軸心O1を中心にバ
ランサー2による遠心力の、直線O1O2に対する直角
方向成分と距離O1〜O2をかけ合わせた大きさのモー
メントが作用し、クランク軸3と直角な平面内での回転
振動が発生するという新たな課題が生じる。また従来こ
の回転振動をなくす為に、1次バランサーを2軸とし、
出力軸をはさんだ両側に配置するものもあるが、コスト
高や、コンパクト性に欠けるという課題がある。However, when the uniaxial primary balancer 2 is provided as shown in FIG. 7, it is possible to cancel the above-mentioned primary components of vibration in the X and Y axis directions. Since it acts at a distance of O1 to O2 from the crankshaft center O1, the magnitude of the centrifugal force generated by the balancer 2 about the crankshaft center O1 in the direction perpendicular to the straight line O1O2 and the distances O1 to O2. A new problem arises in that the rotational moment is generated and rotational vibration occurs in a plane perpendicular to the crankshaft 3. In addition, in order to eliminate this rotational vibration, the primary balancer has two axes,
Some of them are arranged on both sides of the output shaft, but they have the problems of high cost and lack of compactness.
このような課題に対して例えばシリンダ中心線をクラン
ク軸回転中心から1次バランサー側に偏心させることに
より、回転振動は押えられるようになるが、今度はシリ
ンダ中心線方向の振動が増加するという課題が残る。For such a problem, for example, by making the cylinder center line eccentric from the crankshaft rotation center toward the primary balancer side, the rotational vibration can be suppressed, but this time the vibration in the cylinder center line direction increases. Remains.
(発明の目的) 本発明の目的は、シリンダ中心線を1次バランサー側へ
偏心させることにより、1軸1次バランサーにより生じ
るクランク軸回りのモーメントをピストン等の往復運動
により生じるクランク軸回りのモーメントで相殺し、ク
ランク軸と直角な平面内における回転振動を低減させる
と共に、バランサーの重心位置を工夫することにより、
シリンダ中心線方向の振動の増加を防ぐことである。(Object of the Invention) An object of the present invention is to eccentric the cylinder center line to the primary balancer side so that the moment around the crankshaft caused by the uniaxial primary balancer causes the moment around the crankshaft caused by the reciprocating motion of the piston or the like. By canceling out with, reducing the rotational vibration in the plane perpendicular to the crankshaft, and devising the position of the center of gravity of the balancer,
This is to prevent an increase in vibration in the cylinder centerline direction.
(発明の構成) クランク軸と同速でかつ逆方向に回転する1軸1次バラ
ンサーを、クランク軸と平行に備え、シリンダ中心線を
クランク軸の回転中心に対して1次バランサー側へ偏心
させ、クランクウエブに設けられるカウンタバランサー
の重心を、クランクピンに対して180゜の位相差の位
置から回転方向後方へずらし、1次バランサーの重心
を、クランクピンに対して180゜の位相差の上記位置
に対称位相の位置から、1次バランサーの回転方向後方
側へずらしたことを特徴としている。(Structure of the Invention) A 1-axis primary balancer that rotates at the same speed as the crankshaft and in the opposite direction is provided parallel to the crankshaft, and the cylinder center line is eccentric to the primary balancer side with respect to the rotation center of the crankshaft. , The center of gravity of the counter balancer provided on the crank web is shifted backward from the position of the phase difference of 180 ° with respect to the crankpin in the rotational direction, and the center of gravity of the primary balancer is described above with respect to the phase difference of 180 ° with respect to the crankpin. It is characterized in that the position is shifted to the rear side in the rotational direction of the primary balancer from the position of symmetrical phase.
(実施例) 本発明を適用したエンジンのバランス機構を示す第1図
において、10はピストン、11はシリンダ、12はク
ランク軸、13はコンロッドである。コンロツド13の
大端部はクランクピン15に嵌合し、クランクピン15
はクランクウエブ16を介してクランク軸12に連結し
ている。クランクウエブ16にはカウンターバランサー
17が形成されている。(Example) In FIG. 1 showing a balance mechanism of an engine to which the present invention is applied, 10 is a piston, 11 is a cylinder, 12 is a crankshaft, and 13 is a connecting rod. The large end of the control rod 13 is fitted to the crank pin 15 and
Is connected to the crankshaft 12 via a crank web 16. A counter balancer 17 is formed on the crank web 16.
1軸1次バランサー20はクランク軸12と平行に配置
されており、1対のギヤ(図示せず)によりクランク軸
に連動連結し、クランク軸12と同速度でかつ逆方向に
回転する。即ちクランク軸12は矢印A1方向へ回転
し、1次バランサー20は矢印A2方向へ回転する。ま
た1次バランサー20の回転中心O2とクランク軸12
の回転中心O1を結ぶ線はシリンダ11の中心線C0に
対して直角である。The uniaxial primary balancer 20 is arranged in parallel with the crankshaft 12, is interlockingly connected to the crankshaft by a pair of gears (not shown), and rotates at the same speed as the crankshaft 12 but in the opposite direction. That is, the crankshaft 12 rotates in the direction of arrow A1 and the primary balancer 20 rotates in the direction of arrow A2. Further, the rotation center O2 of the primary balancer 20 and the crankshaft 12
The line connecting the rotation centers O1 of is perpendicular to the center line C0 of the cylinder 11.
シリンダ中心線C0はクランク軸12の回転中心O1に
対して、1次バランサー20側へ偏心量Eだけ偏心して
いる。The cylinder center line C0 is eccentric to the primary balancer 20 side with respect to the rotation center O1 of the crankshaft 12 by an eccentric amount E.
第2図において、カウンタバランサー重心C1の位置
を、クランプピン15に対して180゜の位相差の位置
B1から回転方向A1の後方側へ適量dθずらし、又1
次バランサー重心C2の位置を、クランクピン15に対
して180゜の位相差の位置B1に対称位相の位置B2
から回転方向A2の後方側へ適量dθtずらしている。In FIG. 2, the position of the counter balancer center of gravity C1 is shifted from the position B1 having a phase difference of 180 ° with respect to the clamp pin 15 to the rear side in the rotation direction A1 by an appropriate amount dθ, and 1
The position of the center of gravity C2 of the next balancer is changed to the position B1 having a phase difference of 180 ° with respect to the crank pin 15 and the position B2 having a symmetrical phase.
Is shifted to the rear side in the rotation direction A2 by an appropriate amount dθt.
(作用) まずクランク軸回りの回転起振力を減少させる作用につ
いて説明する。第2図において、ピストン10の往復運
動により、クランク軸12は角速度Wで矢印A1方向へ
回転し、1次バランサー20は角速度Wで矢印A2方向
へ回転する。これらエンジン内部の各質点の移動により
エンジン全体は重心を中心にクランク軸と直角な平面内
で回転振動を起こす。エンジンの重心は時間とともに移
動し、解析が複雑になるため、ここではクランク軸回り
の回転起振力をMzとし、これにより回転振動の説明を
行なう。なお実際には、ピストン側圧等も回転振動に影
響するが、以下に述べるMzには含まれていない。(Operation) First, the operation of reducing the rotational excitation force around the crankshaft will be described. In FIG. 2, the reciprocating motion of the piston 10 causes the crankshaft 12 to rotate at an angular velocity W in the arrow A1 direction, and the primary balancer 20 to rotate at an angular velocity W in the arrow A2 direction. Due to the movement of each mass point inside the engine, the entire engine causes rotational vibration about a center of gravity in a plane perpendicular to the crankshaft. Since the center of gravity of the engine moves with time and the analysis becomes complicated, the rotational excitation force around the crankshaft is referred to as Mz, and the rotational vibration will be described. Although the piston side pressure and the like actually affect the rotational vibration, they are not included in Mz described below.
1次バランサー20の回転によりクランク軸回りの慣性
モーメントMzaが生じるが、シリンダ中心線C0が1
次バランサー20側へ偏心しているので、ピストン10
の往復重量WRECによるクランク軸回りのモーメント
Mが上記モーメントMzaを打ち消すように生じ、それ
によりクランク軸回りの回転起振力Mzは大幅に減少す
る。なお第2図のWROTは回転重量、Wcoはカウン
ターバランサー17の釣合重量、WBIは1次バランサ
ー20の釣合重量である。The inertial moment Mza about the crankshaft is generated by the rotation of the primary balancer 20, but the cylinder center line C0 is 1
Since it is eccentric to the next balancer 20 side, the piston 10
The moment M about the crankshaft due to the reciprocating weight WREC of the above is generated so as to cancel out the moment Mza, and thereby the rotational excitation force Mz about the crankshaft is greatly reduced. Note that WROT in FIG. 2 is a rotational weight, Wco is a counterweight of the counter balancer 17, and WBI is a counterweight of the primary balancer 20.
シリンダ中心線C0を従来の第6図のようにクランク軸
回転中心O1から偏心させない場合、クランク軸回りの
回転起振力は、第2図の1次バランサー20によるクラ
ンク軸回り慣性モーメントMzaと等しくなる。上記従
来例の回転起振力Mzaと、シリンダ中心線C0を偏心
させた場合のクランク軸回りの回転起振力Mzbを式で
表すと次のようになる。When the cylinder center line C0 is not eccentric from the crankshaft rotation center O1 as in the conventional FIG. 6, the rotational excitation force around the crankshaft is equal to the inertial moment Mza about the crankshaft by the primary balancer 20 in FIG. Become. The rotational excitation force Mza of the above conventional example and the rotational excitation force Mzb around the crankshaft when the cylinder center line C0 is eccentric are expressed by the following equations.
Mza=WBI×RW2cosθ/g×(Y1+RBIsinθ)−WBI ×RW2sinθ/g×(−X1+RBIcosθ) Mzb=Mza−M =Mza−WREC×RW2[cosθ+{λcos2θ+sinθ (λsinθ−ε)3+εsinθ}/{1−(λsinθ −ε)2}3/2]g×E WREC…往復重量、WROT…回転重量、WBI…1
次バランサー釣合重量、R…クランク半径、RBI…1
次バランサー重心半径、L…コンロッド長、λ…連桿比
(R/L)、ε…偏心比(E/L)、θ…クランク角、
δ…オーバーバランス率、g…重力加速度、X1、Y1
…クランク軸回転中心を原点とした場合の1次バランサ
ーのX、Y座標 上記2式を比較すると、 |Mza|max>|Mzb|maxとなる。 Mza = WBI × RW 2 cosθ / g × (Y1 + RBIsinθ) -WBI × RW 2 sinθ / g × (-X1 + RBIcosθ) Mzb = Mza-M = Mza-WREC × RW 2 [cosθ + {λcos2θ + sinθ (λsinθ-ε) 3 + εsinθ} / {1- (λ sin θ −ε) 2 } 3/2 ] g × E WREC ... reciprocating weight, WROT ... rotating weight, WBI ... 1
Next balancer balance weight, R ... crank radius, RBI ... 1
Next balancer radius of gravity, L ... connecting rod length, λ ... continuous rod ratio (R / L), ε ... eccentricity ratio (E / L), θ ... crank angle,
δ ... overbalance rate, g ... gravitational acceleration, X1, Y1
The X and Y coordinates of the primary balancer when the center of rotation of the crankshaft is used as the origin. When the above two expressions are compared, | Mza | max> | Mzb | max.
通常、1次バランサー20の釣合重量WB1は往復重量
WRECの概ね1/2に設定する為、例えばシリンダ中心
線C0の偏心量Eを距離O1〜O2の1/2にすると、 |Mzb|max0 偏心量Eを距離O1〜O2の1/4にすると、 |Mzb|max1/2×|Mza|max となり、第2図のバランス機構によるクランク軸回り回
転起振力Mzbは、従来例Mzaに比べて著しく小さく
することが可能となる。Normally, the balance weight WB1 of the primary balancer 20 is set to about 1/2 of the reciprocating weight WREC. Therefore, for example, when the eccentricity E of the cylinder center line C0 is set to 1/2 of the distances O1 to O2, | Mzb | max0 When the amount of eccentricity E is set to 1/4 of the distances O1 to O2, | Mzb | max1 / 2 × | Mza | max becomes, and the crankshaft rotation excitation force Mzb by the balance mechanism of FIG. 2 is larger than that of the conventional example Mza. It is possible to make it extremely small.
第3図は従来例の回転起振力Mza(破線)と第2図の
バランス機構による回転起振力Mzb(実線)を比較し
たグラフである。横軸はクランク角θ、縦軸はクランク
軸回りMzである。なお第3図のMza、Mzbのグラ
フは、前述のMza、Mzbの式に次の具体的な数値を
代入した例である。FIG. 3 is a graph comparing the rotational excitation force Mza (broken line) of the conventional example and the rotational excitation force Mzb (solid line) by the balance mechanism of FIG. The horizontal axis represents the crank angle θ, and the vertical axis represents the crankshaft rotation Mz. The graph of Mza and Mzb in FIG. 3 is an example in which the following specific numerical values are substituted into the above-described formulas of Mza and Mzb.
WBI=0.155kg、R=36mm、RBI=13mm、
L=118mm、λ=0.305、E=12mm、δ=0.
5、g=9.8m/sec2、X1=0mm、Y1=72
mm、WREC=0.31kg、WROT=0.3865kg 第3図によると、クランク軸12回りの回転振動の起振
モーメントは、従来例Mzaに比べ本案によるMzbの
方がクランク角0゜から360゜にかけてほぼ全領域で
その絶対値が小さく、かつピークでの絶対値が最も低減
幅が大きく、振動低減に大きく寄与することがわかる。WBI = 0.155 kg, R = 36 mm, RBI = 13 mm,
L = 118 mm, λ = 0.305, E = 12 mm, δ = 0.
5, g = 9.8 m / sec 2 , X1 = 0 mm, Y1 = 72
mm, WREC = 0.31 kg, WROT = 0.3865 kg According to FIG. 3, the excitation moment of the rotational vibration around the crankshaft 12 is Mzb according to the present invention from 0 ° to 360 ° in the crank angle compared with the conventional example Mza. It can be seen that the absolute value is small over almost the entire region, and the absolute value at the peak has the largest reduction range, which greatly contributes to vibration reduction.
またエンジンを試作し、回転振動を測定すると、従来の
エンジンに比べ13〜45%の振動低減が見られた。回
転振動は第4図に示すように自由振動台上で横方向の振
動加速度を測定し、平行振動成分を減じた値を回転中心
からの距離で除した値で評価した。結果を第5図に示
す。第5図において実線のグラフは本発明を適用した場
合のグラフ、点線のグラフは従来例である。なお実験条
件は以下の通りである。Further, when an engine was prototyped and the rotational vibration was measured, a vibration reduction of 13 to 45% was observed as compared with the conventional engine. Rotational vibration was evaluated by measuring the lateral vibration acceleration on a free vibration table as shown in FIG. 4, and dividing the value obtained by subtracting the parallel vibration component by the distance from the center of rotation. Results are shown in FIG. In FIG. 5, the solid line graph is a graph when the present invention is applied, and the dotted line graph is a conventional example. The experimental conditions are as follows.
新案と従来例の共通条件 コンロッド長さL=120mm クランク半径R=34mm 1次ダイナミックバランサー座標Y1=67.6mm 1次ダイナミックバランサー座標X1=−18mm 新案と従来例との異なる条件 新案の偏心量E=12mm 従来の偏心量E=0mm 次にシリンダ中心線方向起振力の増加防止作用について
説明する。Common conditions between new model and conventional example Connecting rod length L = 120mm Crank radius R = 34mm Primary dynamic balancer coordinate Y1 = 67.6mm Primary dynamic balancer coordinate X1 = -18mm Different conditions between new model and conventional example Eccentricity E of new model = 12 mm Conventional eccentricity E = 0 mm Next, the function of preventing the increase of the motive force in the cylinder center line direction will be described.
上記のようにシリンダ中心線C0をクランク軸回転中心
O1から偏心させた場合において、仮に、カウンタバラ
ンサー重心C1の位置を、クランクピン15に対して1
80゜の位相差の位置B1に一致させ、かつ1次バラン
サー重心C2の位置を、クランクピン15に対して18
0゜の位相差の位置B1に対称位相の位置B2に一致さ
せるとすると、シリンダ中心線C0の偏心による上、下
死点のずれにより、慣性力の位相がずれ、それにより1
次慣性力が残り、シリンダ中心方向起振力FXにまだ課
題が残る。When the cylinder centerline C0 is eccentric from the crankshaft rotation center O1 as described above, the position of the counterbalancer center of gravity C1 is temporarily set to 1 with respect to the crankpin 15.
The position of the primary balancer center of gravity C2 is set to 18 with respect to the crankpin 15 by making it coincide with the position B1 of the phase difference of 80 °.
If the position B1 of 0 ° phase difference is made to coincide with the position B2 of symmetrical phase, the phase of the inertial force is shifted due to the deviation of the top dead center due to the eccentricity of the cylinder center line C0, and thus
The secondary inertial force remains, and a problem still remains in the cylinder center exciting force FX.
これに対して本発明のようにカウンタバランサー重心C
1及び1次バランサー重心C2をそれぞれ回転方向後方
へずらすことにより、カウンタバランサー17及び1次
バランサー20と往復重量WRECの1次振動成分の位
相を合わせることが可能となり、シリンダ中心線方向起
振力FXの発生を押えることができる。即ち第7図の場
合より回転起振力Mzを大幅に減じさせ、かつシリンダ
中心線方向起振力FXは増加させないことが可能とな
る。On the other hand, as in the present invention, the counter balancer center of gravity C
By displacing the center of gravity C2 of the primary and primary balancers rearward in the rotational direction, it is possible to match the phase of the primary vibration component of the reciprocating weight WREC with the counter balancer 17 and the primary balancer 20, and the vibration force in the cylinder center line direction is generated. The generation of FX can be suppressed. That is, it becomes possible to significantly reduce the rotational excitation force Mz and not increase the cylinder centerline direction excitation force FX compared to the case of FIG.
このことを詳しく説明する。第2図の構造によるシリン
ダ中心線方向起振力Fxbと、第7図の構造によるシリ
ンダ中心線方向起振力Fxaを式で表すと次のようにな
る。This will be described in detail. The cylinder centerline direction excitation force Fxb according to the structure of FIG. 2 and the cylinder centerline direction excitation force Fxa according to the structure of FIG. 7 are expressed as follows.
Fxb=WREC×RW2[cosθ+{λcos2θ+sinθ(λsinθ −ε)3+εsinθ}/{1−(λsinθ−ε)2}3/2]/g+WRO
T ×RW2cosθ/g−(WROT+δWrec)×RW2cos(θ−dθ) /g−δWREC×RW2cos(θ−dθ1)/g FXa=WREC×RW2cosθ/g+WROT×RW2cosθ/g −(WROT+δWrec)×RW2cosθ/g 上記2式を比較すると |FXb|max|FXa|max となる。なお上式における位相調整角dθ、dθ1、及
びオーバーバランス率δは、FXの式をフーリエ展開
し、2次以上を無視した近似式を用い、FXa=FX
b、FYa=FYb=0とおくことにより、求めること
ができる。Fxb = WREC × RW 2 [cos θ + {λ cos 2 θ + sin θ (λ sin θ −ε) 3 + ε sin θ} / {1- (λ sin θ−ε) 2 } 3/2 ] / g + WRO
T × RW 2 cos θ / g− (WROT + δWrec) × RW 2 cos (θ−dθ) / g−δWREC × RW 2 cos (θ−dθ1) / g FXa = WREC × RW 2 cos θ / g + WROT × RW 2 cos θ / g − (WROT + δWrec) × RW 2 cos θ / g When the above two expressions are compared, it becomes | FXb | max | FXa | max. For the phase adjustment angles dθ, dθ1 and the overbalance rate δ in the above equation, FXa = FX is used by using an approximation equation in which the equation of FX is subjected to Fourier expansion and quadratic or higher is ignored.
It can be obtained by setting b and FYa = FYb = 0.
第6図はシリンダ中心線方向起振力FXの比較グラフで
ある。FXa(破線)は第7図の構造によるシリンダ中
心線方向起振力、FXb(実線)は第1図の構造による
シリンダ中心線方向起振力、FXc(仮想線)はバラン
サー重心C1、C2をそれぞれ例えば第1図の位置B
1、B2に一致させた場合のシリンダ中心線方向起振力
である。即ちバランサー重心C1、C2をそれぞれ第1
図の位置B1、B2に一致させた場合には|FXc|m
axが大きくなるという課題が残るが、第1図の構造で
は|FXb|maxの増加を防止できているのである。FIG. 6 is a comparative graph of the vibration force FX in the cylinder center line direction. FXa (broken line) is the cylinder centerline direction exciting force according to the structure of FIG. 7, FXb (solid line) is the cylinder centerline direction exciting force according to the structure of FIG. 1, FXc (phantom line) is the balancer center of gravity C1, C2. For example, position B in FIG. 1
Cylinder center line direction exciting force when they are matched with 1 and B2. That is, the balancer center of gravity C1 and C2 are respectively set to the first
When the positions B1 and B2 in the figure are matched, | FXc | m
Although the problem that ax becomes large remains, the structure of FIG. 1 can prevent the increase of | FXb | max.
第6図のグラフのFXbは、カウンタバランサーの位相
調整角dθを2゜にとり、1次バランサーの位相調整角
dθtを6.6゜にとった例である。FXb in the graph of FIG. 6 is an example in which the phase adjustment angle dθ of the counter balancer is set to 2 ° and the phase adjustment angle dθt of the primary balancer is set to 6.6 °.
なお上記両調整角dθ、dθtはエンジンの大きさ等に
よっても異なるが、少なくとも第2図に示すように、挾
角範囲α1内に収める。挾角範囲α1とは、上死点にお
けるコンロッド中心線L1の延長線と、クランク軸回転
中心O1を通りシリンダ中心線C0と平行な線L2との
間で形成される範囲α1である。なおオーバーバランス
率δは、dθ、dθtの値により最適な値に設定し、バ
ランスさせる。Although both the adjustment angles dθ and dθt are different depending on the size of the engine and the like, they are set within the range of angle α1 at least as shown in FIG. The flank angle range α1 is a range α1 formed between an extension line of the connecting rod center line L1 at the top dead center and a line L2 passing through the crankshaft rotation center O1 and parallel to the cylinder center line C0. The overbalance rate δ is set to an optimum value according to the values of dθ and dθt and balanced.
(発明の効果) 以上説明したように本発明によると、 (1)バランサーにより生じるクランク軸回りのモーメン
トに対し、偏心したピストン等の往復慣性力により生じ
るクランク軸回り逆方向のモーメントが打ち消すように
作用する。従ってクランク軸回りの回転振動が低減す
る。このため特に低付加時の振動が減少する。シリンダ
中心線を偏心させることにより、1次バランサーを2軸
備えることなく、回転振動を低減することができる。即
ち特に1次バランサーを2軸備える必要がないので、エ
ンジンのコンパクト化を保ち、かつコストの増加を抑制
することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, (1) The moment in the reverse direction around the crankshaft generated by the reciprocating inertia force of the eccentric piston or the like is canceled with respect to the moment around the crankshaft generated by the balancer. To work. Therefore, rotational vibration around the crankshaft is reduced. Therefore, the vibration is reduced especially when the load is low. By making the cylinder center line eccentric, it is possible to reduce the rotational vibration without providing the two primary balancers. That is, since it is not particularly necessary to provide the two primary balancers, it is possible to keep the engine compact and suppress an increase in cost.
(2)クランクウエブに設けられるカウンタバランサーの
重心を、クランクピンに対して180゜の位相差の位置
から回転方向後方へずらし、1次バランサーの重心を、
クランクピンに対して180゜の位相差の上記位置に対
称位相の位置から、1次バランサーの回転方向後方側へ
ずらしているので、カウンターバランサー17及び1次
バランサー20と往復重量WRECの1次振動成分の位
相を合わせることが可能となり、シリンダ中心線方向起
振力FXの増加を防ぐことができる。即ち第7図の場合
より回転起振力Mzを大幅に減じさせ、かつシリンダ中
心線方向起振力FXは増加させないことが可能となる。(2) The center of gravity of the counter balancer provided on the crank web is shifted backward from the position of the phase difference of 180 ° with respect to the crank pin in the rotational direction, and the center of gravity of the primary balancer is
From the position of symmetrical phase to the above position with a phase difference of 180 ° with respect to the crank pin, since it is shifted to the rear side in the rotation direction of the primary balancer, the primary vibration of the counter balancer 17 and the primary balancer 20 and the reciprocating weight WREC. It is possible to match the phases of the components, and it is possible to prevent an increase in the cylinder centerline direction exciting force FX. That is, it becomes possible to significantly reduce the rotational excitation force Mz and not increase the cylinder centerline direction excitation force FX compared to the case of FIG.
第1図は本発明を適用したエンジンの縦断面略図、第2
図は第1図の力関係図、第3図はクランク軸回り回転起
振力の変化を示すグラフ、第4図は回転振動の測定方法
を示す概略図、第5図はその結果を示すグラフ、第6図
はシリンダ中心線方向起振力の変化を示すグラフ、第7
図は従来例の縦断面図である。11……シリンダ、12
……クランク軸、15……クランクピン、16……クラ
ンクウエブ、17……カウンタバランサー、20……1
軸1次バランサー、C0……シリンダ中心線、O1……
クランク軸回転半径中心、C1……カウンタバランサー
の重心、C2……1次バランサーの重心FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of an engine to which the present invention is applied, and FIG.
Fig. 1 is a force relationship diagram of Fig. 1, Fig. 3 is a graph showing changes in rotational excitation force around a crankshaft, Fig. 4 is a schematic diagram showing a method for measuring rotational vibration, and Fig. 5 is a graph showing the result. , FIG. 6 is a graph showing a change in exciting force in the cylinder center line direction,
The figure is a vertical sectional view of a conventional example. 11 ... Cylinder, 12
...... Crank shaft, 15 ...... Crank pin, 16 ...... Crank web, 17 ...... Counter balancer, 20 ...... 1
Axis primary balancer, C0 …… Cylinder center line, O1 ……
Crankshaft rotation radius center, C1 ... Center of gravity of counter balancer, C2 ... Center of gravity of primary balancer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 味口 明夫 兵庫県明石市川崎町1―1 川崎重工業株 式会社明石工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akio Amiguchi 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries Ltd. Akashi Factory
Claims (1)
1軸1次バランサーを、クランク軸と平行に備え、シリ
ンダ中心線をクランク軸の回転中心に対して1次バラン
サー側へ偏心させ、クランクウエブに設けられるカウン
タバランサーの重心を、クランクピンに対して180゜
の位相差の位置から回転方向後方へずらし、1次バラン
サーの重心を、クランクピンに対して180゜の位相差
の上記位置に対称位相の位置から、1次バランサーの回
転方向後方側へずらしたことを特徴とするエンジンのバ
ランス機構。1. A 1-axis primary balancer that rotates at the same speed as the crankshaft and in the opposite direction is provided parallel to the crankshaft, and the cylinder center line is eccentric to the primary balancer side with respect to the rotation center of the crankshaft. , The center of gravity of the counter balancer provided on the crank web is shifted backward from the position of the phase difference of 180 ° with respect to the crankpin in the rotational direction, and the center of gravity of the primary balancer is described above with respect to the phase difference of 180 ° with respect to the crankpin. An engine balance mechanism characterized by being shifted rearward in the rotational direction of the primary balancer from the position of symmetrical phase to the position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23109490A JPH0641777B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Engine balance mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23109490A JPH0641777B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Engine balance mechanism |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59099302A Division JPS60245852A (en) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | Balance mechanism for engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115745A JPH03115745A (en) | 1991-05-16 |
| JPH0641777B2 true JPH0641777B2 (en) | 1994-06-01 |
Family
ID=16918201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23109490A Expired - Lifetime JPH0641777B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Engine balance mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641777B2 (en) |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23109490A patent/JPH0641777B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115745A (en) | 1991-05-16 |
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