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I n d i c a t i n ε

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⁰

174

T油le8.6まadialSkirt Deformation詰yHead Pressure島ThermalExpansion (Skirt Lower Portion)

Facior 1000rpmXFull Load 5000rpmXFull Load by Head Pressure ‑10.7μm ‑23. 2μm by Therma1 Expansion(^本⁾ 十77.4μm 十77.4μm

No te ⁽^キ⁾Thermal Expansion is approximately Calculated by Thermal Coefficient and Skirt Radius

スカート熱膨張を考慮したスカートフロファイルに対してスカート変形量は小さスカート変ピストン挙動解析において，

以上より，

形量の影響は無視できることが分かる.

く無視できるためと考える.

9 .

負荷の影響

FTDC前後のシリン夕、内圧力が小さいNoLoadでのスラッ本章

6

箭で示すように，

本節ではスラップブ^ρはFu11Loadでのスラップに対して無視できると予測した.

に及ぼす負荷の影響の計算結果について示す.

スカート部の計算ク 3000rpmXNo Loadで，

3000rpmXFロ11Load，計算条件は，

それぞれ1000rpmXFu11 Load，リアランス分布はFig.6. ，1Fig. 6. 2に示すように，

1000rpmXNo Loadでのクリアランスで代用した.Fig.8.41に計算に用いたシリンダ内圧力を示す.

ad 3000rpm x Ful1

3000rpm x No L~ad

5 ( 4 F

円吉

) 3

む﹄ロ∞∞ω﹄仏

720 (TDC) 540

360 (FTDC) Crank Angle (deg) 180

(TDC)

Fig.8.41 Cylinder Pressure

⁝ 一一千

Ful1

L o

ad No:lρad

FulJ Load

いMC 0 C

Ath Side 0.10

0.05

。

(日

目)

言︒

E8 2仏凶明白石仏

‑0.05

Th Side

‑0.10

。

‑0.1

( ・凶 ω ‑ v ) ﹄凶ロ

︿書 F H

Ful1 Lbad Clockwise

ー0.2 2.0 1.5 1.0 0.5

0 1

。

‑1

(hg)

間的

︒︑ 同局包回同

( Z U { ) 8 8 h H

窃E

720 (TDC) 540

360 (FTDC) Crank Angle (deg) 180

Th Side

‑2 (TDC)

Fig.8.42 Effect of Engine Load on Piston Secondary Movement (Engine Revolution: 3000rpm)

176

F i g . 8 . 4 2

にピン穴中心のX軸方向変位，ピストンの傾き角，損失エネルギ，スラスト力をエンジン 1サイクルに渡って示す.

F u l l

Load， No Loadの条件共，スラストカの変化によってピストンのピン穴中心変位，傾き角は変化し，スラップが発生していることが確認できる.さらにNoLoadではシリン夕、内圧力の影響が小さいため，

吸入，排気行程でスラッフが大きくなるが，

F u l l

Loadにおいては，

F T D C

前後のスラップが最も大きい.

No Loadでのサイクル中の最大スラップの大きさ(最大損失エネルギ)は排気行程で発生しており，

F u l l

Loadでの

F T D C

前後のスラッフの大きさの

7 0 %

以上に達しており，

決して無視できる大きさでは無い.原因としてNoLoadではスラップ時，特にピストンの傾き角の波形においてオーバーシュート部が見られ，更に本章第3節で考察したように，スカートとシリンダ間のクリアランスが広いためにスラップが大きくなったものと考える.従って，クリアランスの大きさもスラップに及ぼす重要な要国であるため，特に冷開時のスラップについて注意しなければならない.

10.

クランク軸オフセットの影響

クランク軸中心を

T h

側にオフセットすることによって，圧縮，排気行程時のコンロッドの揺動角

φ

が大きくなるが，吸入，爆発行程の揺動角

φ

の値を低減することができるため，

F T D C

後のスラストカ

( Fr )

を低減することができることを本章

6

節にて予測した.ここでは，クランク軸に及ぼすスラッフの強さの影響について考察する.

F i g . 8 . 4 3

，

F i g . 8 . 4 4

にそれぞれ

3 0 0 0 r p r n X F u l l

Load，

5 0 0 0 r p r n X F u l l

Loadにおけるピストンビンの変位，ピストンの傾き角，損失エネルギについてクランク軸オフセッ

トの影響を示す.爆発行経での

T h

側へのピストンビンの最大変位はクランク軸の中心が

T h

側から

A t h

側へとオフセットされるにつれて増加しており，

F i g . 8 . 1 3

，

F i g . 8 . 1 4

に示すように，

A t h

側にクランク軸をオフセットすることによって，スラス

ト力(Fr)が増加したことによる.

しかしながら，開題となる

F T D C

前後の最大損失エネルギはスラスト力

( Fr )

が最も小さい

T h

側へ

1 0 r n r n

オフセットしたものが最小にならず，

3 0 0 0 r p r n

，

5 0 0 0 r p r n

の両方の場合共にクランク軸オフセット

0 "

が最も小さい.この原因は，ピストンがシリンダか

ら受ける回転モーメント

( M

_t)がクランク軸オフセットによって変化するためで，式

( 8 . 1 0 )

による匝転モーメント(描t)計算結果を

F i g . 8 . 4 5

に示す.これより，

F T D C

前後の

t i ‑ C l o c k w i s e A t h S i d e

0.05

。

開0.05

‑0.10 (日

目)

ω 冨

E8 2 品早口昌弘

T h S i d e

C l o c k w i s e

0.2

。

‑0.2

A斗

. 0 o n u ( ・凶

ω司

) o ‑ 凶ロ

︿ヨト

6 4

(円

E )

凶由

︒同局包ロ凶

720

( T D C ) 5 4 0

3 6 0 ( F T D

C r a n k A n g l e ( d e g ) 1 8 0

。。

( T D C )

F i g . 8 . 4 3 E f f e c t o f C r a n k C e n t e r O f f s e t o n P i s t o n S e c o n d a r y M o v e m e n t E n g i n e C o n d i 1 i o n : 3 0 0 0 r p m X F u l l L o a d

P i n O f f s e 1

二一

O .8 m m ( S T D )

C r a n k C e n 1 e r O f f s e 1 = 0 ( S T D )

C r a n k C e n 1 e r O f f s e 1

ニー

1 0 m m( 1 0 T h S i d e ) C r a n k C e n 1 e r O f f s e t = 1 0 m m ( 1 0 A 1 h S i d e )

178

A n t i ‑ C l o c k w i s e A t h S i d e

0.05

。

‑0.05

‑0.10 (日

目)

ω 冒

E8 2 品目明白眉仏

T h S i d e

0.2

。

‑0.2

( ・凶

ω甘

)ぷ凶ロ

︿ヨト

C l o c k w i s e

‑0.4 8

2 (門

田) 認︒

μ話相

ωロ

凶

昌"'"品中品Z孟L

720

( T D C ) 5 4 0

360

( F T D

C r a n k A n g l e ( d e g ) 1 8 0

。。

( T D C )

F i g . 8 . 4 4 E f f e c t o f C r a n k C e n t e r O f f s e t o n P i s t o n S e c o n d a r y M o v e m e n t E n g i n e C o n d i t i o n : 5 0 0 0 r p m X F u l l L o a d

P i n O f f s e t

^{二一}

O .8 m m ( S T D )

C r a n k C e n t e r O f f s e t = O ( S T D )

C r a n k C e n t e r O f f s e t = ‑ 1 0 m m 0 0 T h S i d e )

C r a n k C e n t e r O f f s e t = 1 0 m m ( t o A t h S i d e )

720 (TDC) 540

360 (FTDC) Crank Angle (deg)

J u

h a

u 山

口U

n u n u

ドキュメント内ピストンの2次運動を考慮したスカート部の3次元接触面圧と変形に関する研究 (ページ 176-182)

( d e g )

f r o m T h

2 0 A n g l e

。

マ

一

‑ ‑

4 0 U p p e r

P i n C e n t e r

。

ヘ

‑

‑

4 0 U p p e r

P i n C e n t e r

L o w e r L o w e r

( d e g )

f r o m T h

2 0 A n g l e

( d e g )

f r o m T h

2 0 A n g l e

。

，

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ヘ

、

4 0 U p p e r

P i n C e n t e r

。

‑ ‑

4 0 U p p e r

P i n C e n t e r

L o w e r L o w e r

1 5 . 8

。

1 5 . 1 F i g . 8 . 4 0 E f f e c t o f S k i r t D e f o r m a t i o n

H e a d P r e s s u r e o n S k i r t C o n t a c t P r e s s u r e ( U n i t : M P a )

。

。

I n d i c a t i n ε

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⁝ 一 一 千

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F i g . 8 . 4 2

F u l l

F u l l

F T D C

F u l l

F T D C

7 0 %

10.

T h

φ

φ

F T D C

( Fr )

6

F i g . 8 . 4 3

F i g . 8 . 4 4

3 0 0 0 r p r n X F u l l

5 0 0 0 r p r n X F u l l

T h

T h

A t h

F i g . 8 . 1 3

F i g . 8 . 1 4

A t h

F T D C

( Fr )

T h

1 0 r n r n

3 0 0 0 r p r n

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。。

。。