(SR) 続、エンジンの振動とは。6気筒エンジンの1.5次偶力振動

もう誰も興味が続いてないと思いますが、前回のブログで身近な完全バランスのエンジンは直列６気筒に成りますね的に触れました「直列６気筒エンジン」ですが、、

ホント些細な事を言うようですが、動弁系を震源とする１.５次の偶力振動が発生するそうです。（どうも完璧では無いらしい。。）

ココまで細かい所まで来るとググってもさらりと文言だけの説明で済まされているページが少数あるだけで、メカニズムが分かる様な説明が無く理解が出来ません。。


と言う訳で、説明が無いという事は需要が無いという事だとは思うのですが、気になってしまったので仕方無し。今回は直列6気筒エンジンの動弁系から発する1.5次の偶力振動を紐解いてみたいと思います。


サラリと行きますね。




標準的な６気筒エンジンの点火順序に成ります。120度間隔の等間隔燃焼です。





バルブタイミングを書き入れました。今回は１.５次の振動という事なので、360度/1.5=240度 の240がミソになりそうなので、カムの作用角は240度としました。(中心角は120度としてオーバーラップ0にします。)





今回は動弁系の振動の考察なので、バルブリフト中のバルブリフトの方向を記入しておきます。開いて閉じてを矢印で示します。





6気筒分書き込みました。
なるほどね～ですね。





少し分かり易い様に図を切り出しました。
＃1~3を前側シリンダー
#3~6を後ろ側シリンダーとグループ分けしました。

こう見ると、前側グループのバルブが閉じる方向に動く時に、後ろ側グループのバルブは開く方に動作します。
その逆も然りで１２０度毎に交互に入れ替わる仕組みになっているのが見て取れます。
なので、動くバルブとカムノーズの重量分だけ直列6気筒エンジンをシーソーの様に揺する偶力振動の発生源になるって言うレイアウトになっちゃってるんですね。
120度で行って、120度で帰って、240度で1サイクルの振動なので、クランク１回転360度で1.5回。2回転720度で3回の「1.5次の偶力振動」と言う訳ですね。直列6気筒エンジンも完璧とは行かない様です。ですが重たい直列6気筒の軽い？バルブを発生源とする振動なので、些細な？振動なのかな？？



こう言うのもエンジンの面白い所ですね。気にしなくても良いのだけれど、考えればキチンと答えがある。しかも目に見える機械仕掛けの話なので答えを導き出すのが簡単。ナガ～イクロスワードパズルを解いているみたいです。



この６気筒の動弁系を震源とする偶力振動ですが、水平対向6気筒にするとバルブの動きも向かい合う事に成るので打ち消しあう動作となるそうです。（言葉だけ。理解はしていません。。）
身近で完璧なレイアウトとなるエンジンは水平対向６気筒まで大袈裟？なレイアウトにしなければ実現できないみたいです。
そうなると走りへのこだわりの強いポルシェが水平対向６気筒を採用している理由が見えて、更にポルシェがかっこよく見えてきます笑。


クランクマスのアンバランスを震源とする１次振動。コンロッドの倒れからのピストンスピードのアンバランスを震源とする２次振動。打ち消しあう気筒のコンロッドのオフセットや今回の動弁系を震源とする偶力振動。すべてを相殺できるエンジンまでやっとたどり着きましたが、バイクに載せるのにはちょっとね。と言った感じです。
エンジンの「振動」と言う切り口からスリムなバイクエンジンを考えると、やはりＶツインエンジンは理に適ってるかな？軽自動車もVツインモデル出ないかな？

シングルエンジンはピストンを軽くするしか手段は無いかな？？？


因みに水平対向４気筒エンジンも６気筒ヴァージョンの完璧なレイアウトのイメージに載っかって、対向だからすべての振動がキャンセルされている。かの様に言われていますが、左右バンクのコンロッドのオフセットが有るので当然ですが偶力振動の発生があります。


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