(57)【要約】【課題】クランク軸のねじり振動、アンバランスモーメントが低減できる着火順序としたＶ型１８気筒エンジンを提供すること。【解決手段】Ｖ型１８気筒エンジンにおいて、クランクピンの配置は、第１クランクピン→第９クランクピン→第２クランクピン→第７クランクピン→第４クランクピン→第５クランクピン→第６クランクピン→第３クランクピン→第８クランクピンの順序で等配であり、着火順序を、右バンク第１気筒→左バンク第８気筒→右バンク第２気筒→左バンク第９気筒→右バンク第４気筒→左バンク第７気筒→右バンク第６気筒→左バンク第５気筒→右バンク第８気筒→左バンク第３気筒→右バンク第９気筒→左バンク第１気筒→右バンク第７気筒→左バンク第２気筒→右バンク第５気筒→左バンク第４気筒→右バンク第３気筒→左バンク第６気筒の順序とした。【選択図】        図４
2004204690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型１８気筒エンジンにおいて、
左右気筒のバンク角度は４０度から１２０度であって、
左右一対のピストンは同一のクランクピンに接続され、
クランクピンの配置は、
第１クランクピン→第９クランクピン→第２クランクピン→第７クランクピン→第４クランクピン→第５クランクピン→第６クランクピン→第３クランクピン→第８クランクピン
の順序で等配であり、
着火順序を、
右バンク第１気筒→左バンク第８気筒→右バンク第２気筒→左バンク第９気筒→右バンク第４気筒→左バンク第７気筒→右バンク第６気筒→左バンク第５気筒→右バンク第８気筒→左バンク第３気筒→右バンク第９気筒→左バンク第１気筒→右バンク第７気筒→左バンク第２気筒→右バンク第５気筒→左バンク第４気筒→右バンク第３気筒→左バンク第６気筒
の順序としたことを特徴とするＶ型１８気筒エンジン。
【請求項２】
請求項１記載のＶ型１８気筒エンジンにおいて、左右気筒のバンク角度を６０度としたことを特徴とするＶ型１８気筒エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型１８気筒エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのねじり振動が大きくなると、エンジンが駆動するギヤトレインの歯打ち音の増大、ギヤ歯面のピッチング発生、またクランクシャフトの折損等が発生するため、エンジンの着火順序はねじれ振動が最小となるように考慮される。特に、Ｖ型１８気筒エンジンの着火順序は、設計上、非常に多くの組合せが考えられ、その組合せが約２０，０００通りにもなるが、その中からクランク軸のねじり振動、アンバランスモーメントが最小となると考えられるものを選定している。そして、計算上クランク軸のねじり振動、アンバランスモーメントが最小となると考えられる着火順序が、非特許文献１に示されている。その非特許文献１に示されている着火順序は、図５に示すように、
右バンク第１気筒Ｃ１Ｒ→左バンク第１気筒Ｃ１Ｌ→右バンク第２気筒Ｃ２Ｒ→左バンク第２気筒Ｃ２Ｌ→右バンク第４気筒Ｃ４Ｒ→左バンク第４気筒Ｃ４Ｌ→右バンク第６気筒Ｃ６Ｒ→左バンク第６気筒Ｃ６Ｌ→右バンク第８気筒Ｃ８Ｒ→左バンク第８気筒Ｃ８Ｌ→右バンク第９気筒Ｃ９Ｒ→左バンク第９気筒Ｃ９Ｌ→右バンク第７気筒Ｃ７Ｒ→左バンク第７気筒Ｃ７Ｌ→右バンク第５気筒Ｃ５Ｒ→左バンク第５気筒Ｃ５Ｌ→右バンク第３気筒Ｃ３Ｒ→左バンク第３気筒Ｃ３Ｌ
となっている。図５の丸数字は着火順序を示している。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｗ．Ｋｅｒ  Ｗｉｌｓｏｎ著「ＰＲＡＣＴＩＣＡＬ  ＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＯＦ  ＴＯＲＳＩＯＮＡＬ  ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＰＲＯＢＬＥＭＳ
Ｗｉｔｈ  Ｅｘａｍｐｌｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｍａｒｉｎｅ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ，ａｎｄ  Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ」  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ｉｎｃ．出版  Ｔｈｉｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ：１９６３年
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記非特許文献１の着火順序を使用して、Ｖ型１８気筒エンジンのクランク軸のねじり振動をさらに下げるためにはクランク軸の軸径を大きくしなければならずエンジンの重量が増加してしまう。また、近年Ｖ型１８気筒エンジンにおいても、高速運転が求められているが、前記非特許文献１の着火順序を使用したＶ型１８気筒エンジンではねじり振動が大きくなり高速運転には不利となる。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、クランク軸のねじり振動、アンバランスモーメントが低減できる着火順序としたＶ型１８気筒エンジンを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、Ｖ型１８気筒エンジンにおいて、左右気筒のバンク角度は４０度から１２０度であって、左右一対のピストンは同一のクランクピンに接続され、クランクピンの配置は、第１クランクピン→第９クランクピン→第２クランクピン→第７クランクピン→第４クランクピン→第５クランクピン→第６クランクピン→第３クランクピン→第８クランクピンの順序で等配であり、着火順序を、右バンク第１気筒→左バンク第８気筒→右バンク第２気筒→左バンク第９気筒→右バンク第４気筒→左バンク第７気筒→右バンク第６気筒→左バンク第５気筒→右バンク第８気筒→左バンク第３気筒→右バンク第９気筒→左バンク第１気筒→右バンク第７気筒→左バンク第２気筒→右バンク第５気筒→左バンク第４気筒→右バンク第３気筒→左バンク第６気筒の順序とした構成としている。
【０００７】
第１の発明によると、従来の点火順序としたエンジンに比べ、左右のバンクの一対の左右の気筒を着火する間に、先に着火した気筒とは別の一対であって、先に着火した気筒とは反対側のバンクの１つの気筒を着火するようにできるので、クランクシャフトに対するねじり力の発生箇所が分散され、ねじり振動を大幅に低減することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、左右気筒のバンク角度を６０度とした構成としている。
【０００９】
第２の発明によると、従来の点火順序としたエンジンに比べクランクシャフトのねじり応力が従来の８割に低減し、ねじれ角が従来の４分の１に低減する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のエンジンのクランクシャフト１１の概念図である。図２は本発明のクランクシャフト１１のクランクピンの配置を示す概念図である。図３は本発明のエンジンのバンク角度を示す概念図である。図４は本発明のエンジンの着火順序を示す概念図である。
【００１１】
図１は左側がエンジンの前方を示しており、数字はクランクピンの番号を示している。Ｘ方向はエンジンの上方であり、Ｙ方向はエンジンの左側である。本発明のエンジンはＶ型１８気筒エンジンであり、クランクシャフト１１にはクランクピンが、クランクシャフト１１の前部から、第１クランクピンＰ１、第２クランクピンＰ２、第３クランクピンＰ３、第４クランクピンＰ４、第５クランクピンＰ５、第６クランクピンＰ６、第７クランクピンＰ７、第８クランクピンＰ８、第９クランクピンＰ９の順序で９箇所に設けられている。
【００１２】
そして、図２に示すように、クランクピンの配置は、エンジンの前方、すなわちクランクシャフト１１の前方から見て、最上部の位置に第１クランクピンＰ１を配置した位置を基準とすると、左回り方向に、第１クランクピンＰ１→第９クランクピンＰ９→第２クランクピンＰ２→第７クランクピンＰ７→第４クランクピンＰ４→第５クランクピンＰ５→第６クランクピンＰ６→第３クランクピンＰ３→第８クランクピンＰ８の順序で等配、すなわち、４０度ずつ角度をずらして配置してある。クランクシャフト１１の回転方向は矢印で示すように、時計回りの右回転である。なお、回転中心ＣＬはクランクシャフト１１の回転中心を示している。
【００１３】
図３に示すように、左右のバンクの第１気筒において、右バンク第１気筒Ｃ１Ｒのピストン１２は連接棒１３によりクランクシャフト１１の第１クランクピンＰ１と連結し、左バンク第１気筒Ｃ１Ｌのピストン１２は連接棒１３によりクランクシャフト１１の第１クランクピンＰ１と連結している。つまり、右バンクと左バンクの左右一対の気筒のピストン１２，１２は同一のクランクピンに連結している。そして、第１気筒Ｃ１Ｒの中心と左バンク第１気筒Ｃ１Ｌの中心とのなす角度、つまりバンク角度は６０度である。なお、本発明のエンジンのバンク角度は、一例として、６０度としているが、バンク角度は４０度を越えて１２０度未満の範囲であれば良い。左右のバンクの第２気筒〜第９気筒についても同様なので説明は省略する。
【００１４】
本発明のエンジンの着火順序は、図４に示すように、右バンク第１気筒Ｃ１Ｒ→左バンク第８気筒Ｃ８Ｌ→右バンク第２気筒Ｃ２Ｒ→左バンク第９気筒Ｃ９Ｌ→右バンク第４気筒Ｃ４Ｒ→左バンク第７気筒Ｃ７Ｌ→右バンク第６気筒Ｃ６Ｒ→左バンク第５気筒Ｃ５Ｌ→右バンク第８気筒Ｃ８Ｒ→左バンク第３気筒Ｃ３Ｌ→右バンク第９気筒Ｃ９Ｒ→左バンク第１気筒Ｃ１Ｌ→右バンク第７気筒Ｃ７Ｒ→左バンク第２気筒Ｃ２Ｌ→右バンク第５気筒Ｃ５Ｒ→左バンク第４気筒Ｃ４Ｌ→右バンク第３気筒Ｃ３Ｒ→左バンク第６気筒Ｃ６Ｌの順序としている。図４の丸数字は着火順序を示している。
【００１５】
なお、図４はクランクシャフト１１のクランクピンの位置に対応して気筒の位置を図示しており、左右のバンクの同じ側の気筒の位置は４０度ずつ角度がずれていることを示し、左右一対の気筒の相対角度は６０度ずれていることを示している。例えば、右バンク第１気筒Ｃ１Ｒは右バンク第９気筒Ｃ９Ｒとは４０度角度がずれており、右バンク第８気筒Ｃ８Ｒと左バンク第８気筒Ｃ８Ｌとは６０度ずれている。
【００１６】
このように、本発明のエンジンは、図４の丸数字の順番で着火し、左右のバンクのうちの右側バンクにある、右バンク第１気筒Ｃ１Ｒが着火し、次に左側バンクにある左バンク第８気筒Ｃ８Ｌに着火し、次に右側バンクにある、右バンク第２気筒Ｃ２Ｒに着火し、その後も同様に図４に示す順序で着火している。従来の非特許文献１の着火順序は、左右のバンクの一対の気筒の右側の右バンク第１気筒が着火し、次に左側の左バンク第１気筒が着火し、次に左右のバンクの一対の気筒の右側の右バンク第２気筒が着火し、次に左側の左バンク第２気筒が着火している。
【００１７】
つまり、従来の着火順序では、左右のバンクの一対の左右の気筒が連続して着火しているのに対して、本発明のエンジンの着火順序では、左右のバンクの一対の左右の気筒を着火する間に、先に着火した気筒とは別の一対であって、先に着火した気筒とは反対側のバンクの１つの気筒を着火するようにしている。従って、クランクシャフト１１に対するねじり力の発生箇所が分散され、ねじり振動を大幅に低減することができる。
【００１８】
その結果、従来の非特許文献１の着火順序による、クランクシャフト１１のねじれ応力は１０６０９ＰＳＩ、ねじれ角度は０．４５１度であるのに対して、本発明のエンジンの着火順序によるクランクシャフト１１のねじれ応力は８６３６ＰＳＩ、ねじれ角度は０．１２１度となり、従来の点火順序としたエンジンに比べクランクシャフトのねじり応力が従来の８割に低減し、ねじれ角が従来の４分の１に低減することができる。
【００１９】
また、バンク角度が、４０度から１２０度までの範囲であれば、例えば図４においては、左バンク第８気筒Ｃ８Ｌは、右バンク第１気筒Ｃ１Ｒの着火と右バンク第２気筒Ｃ２Ｒの着火の間に入るので、同様に、左右のバンクの一対の左右の気筒を着火する間に、先に着火した気筒とは別の一対であって、先に着火した気筒とは反対側のバンクの１つの気筒を着火するようにでき、クランクシャフト１１に対するねじり力の発生箇所が分散され、ねじり振動を大幅に低減することができる。
【００２０】
また、本発明のエンジンの着火順序は、ディーゼルエンジンでも、ガソリンエンジンでも、その他のレシプロエンジンにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンのクランクシャフトの概念図である。
【図２】本発明のクランクシャフトのクランクピンの配置を示す概念図である。
【図３】本発明のエンジンのバンク角度を示す概念図である。
【図４】図４は本発明のエンジンの着火順序を示す概念図である。
【図５】図５は従来のエンジンの着火順序を示す概念図である。
【符号の説明】
１１…クランクシャフト、１２…ピストン、１３…連接棒、Ｃ１Ｒ…右バンク第１気筒、Ｃ１Ｌ…左バンク第１気筒、Ｃ２Ｒ…右バンク第２気筒、Ｃ２Ｌ…左バンク第２気筒、Ｃ３Ｒ…右バンク第３気筒、Ｃ３Ｌ…左バンク第３気筒、Ｃ４Ｒ…右バンク第４気筒、Ｃ４Ｌ…左バンク第４気筒、Ｃ５Ｒ…右バンク第５気筒、Ｃ５Ｌ…左バンク第５気筒、Ｃ６Ｒ…右バンク第６気筒、Ｃ６Ｌ…左バンク第６気筒、Ｃ７Ｒ…右バンク第７気筒、Ｃ７Ｌ…左バンク第７気筒、Ｃ８Ｒ…右バンク第８気筒、Ｃ８Ｌ…左バンク第８気筒、Ｃ９Ｒ…右バンク第９気筒、Ｃ９Ｌ…左バンク第９気筒、Ｐ１…第１クランクピン、Ｐ２…第２クランクピン、Ｐ３…第３クランクピン、Ｐ４…第４クランクピン、Ｐ５…第５クランクピン、Ｐ６…第６クランクピン、Ｐ７…第７クランクピン、Ｐ８…第８クランクピン、Ｐ９…第９クランクピン。
【図１】
2004204690.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004204690.tif 000006
【図５】
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