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理論上、最も振動が少ないエンジン型式は、V6エンジンですか?

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1053176710 公開 2024-10-13 22:30:00 | 显示全部楼层 |読書モード
理論上、最も振動が少ないエンジン型式は、V6エンジンですか?
1257449 公開 2024-10-14 08:09:00 | 显示全部楼层
結論から先に言うと、直列6気筒と直列8気筒です。
※エンジンの設計では、非常に大まかにいうと3つの振動を問題とします。
※回転n次
回転体は、1回転でn回発生する振動を必ず持っています。
エンジンでは、クランク1回転で1回発生する1次振動と、クランク1回転で2回発生する2次振動を主に問題とします。
実はもっと高次の振動もバリバリ発生していますが、回数が増える=高周波数になると振幅が小さくなり振動の『パワー』が減って『音』に近付いていくので、明確な振動としては1次と2次の2つに注目します。
※プリセッション(歳差運動)
エンジン全体が『ミソスリ運動』をすること。
前後左右で対称に爆発しないエンジンは、必ずプリセッションを伴います。
・・・で、実際のエンジンを見てみると。
※1~2次振動が打ち消せ、プリセッションが発生しないのは、120°クランクの直列6気筒と、”クロスプレーン”クランク(90°クランク)の直列8気筒だけです。
※ここでちょっと余談ですが。
直8というと奇妙な気がするでしょうが、戦前~戦後間もない頃かけて、『最も振動が少なく高回転まで回せる高性能エンジン』として、盛んに作られました。
戦前の高性能車のボンネットが『異様に長い』のは、巨大な直8を搭載していたからです。
たとえばこんな感じ↓ブガッティ・タイプ41、12763ccの直8エンジン搭載。
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Bugatti_Type_41_Royale_Esders_001.jpg/1024px-Bugatti_Type_41_Royale_Esders_001.jpg
またF1が始まった最初の年(1950年)の初代ドライバーズチャンピオンのマシン『アルファロメオ・158アルフェッタ』は、1.5ℓの直8にスーパーチャージャーを取り付けたエンジンでした。
1950年のF1チャンピオン、ジュゼッペ・ファリーナのマシン、158アルフェッタ↓
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Alfa-Romeo-159-%281951%29.jpg/500px-Alfa-Romeo-159-%281951%29.jpg
※さて一方、プリセッションは。
V型でも6気筒の120°クランクや8気筒のクロスプレンクランクが使え、回転1~2次に関してはバランスさせることが出来ますが、しかしV型だと今度はエンジン全体のプリセッション(歳差運動)が発生し、これが振動になります。
120°クランクの直6と、クロスプレンクランクの直8は、プリセッションを起こしません。
※水平対向(ボクサー)も直列に匹敵する低振動エンジンですが、しかしクランクシャフトの形状から、厳密には対向するピストンを完全に同一線上に配置することが出来ず、ほんの少しですが歳差運動が発生します。(ボクサーは、直6・直8より振動面で劣るということです。)
※直6や直8の倍数、V型12気筒やV型16気筒、或いは半分に折ったV6やV8も直6や直8同様振動が少なそうですが、しかしV型にするとプリセッションが起こります。
実のところ、Vバンク角を工夫すると打ち消せるという話もある様ですが、エンジンを設計したことが無いのでこの点は判りません。(実際のV型エンジンのバンク角は色々あり、振動を考えて決められているとは思えません。)
とりあえずV6やV12は、一般論としてはプリセッションで直6に劣ると考えてよいでしょう。
※但し。
現代では、全てがムダです。
全ての振動に対し、逆位相の振動を出すバランスシャフト(サイレントシャフト)という『偏芯した軸』を回して振動を打ち消す、という設計手法が確立しています。
例えば4気筒だと、回転1次とプリセッションは打ち消せますが、2次は打ち消せません。そこで2次を打ち消すバランスシャフトを取り付ければ、直6と同じ振動特性になります。
この技術があって、6気筒以上の大排気量エンジンを小排気量4気筒+ターボやスーパーチャージャー、という『ダウンサイジング』が可能となりました。
※などと言いつつ。
クルマというものは、家電やPCと違い、高性能であればよいというわけではありません。
運転者が感じる『感触』とか『印象』とか、そういうものも重要です。
例えば、直6と直4+バランスシャフトの高回転での感触は『違う』というヒトがいます。
例えば、直6よりV12の高回転の音がスキ、というヒトがいます。
例えば、2ℓ以上の大型の4気筒は、バランスシャフトのない『ガロロロロロン』というフケ上がりの方がスキというヒトがいます。
例えばV8では、振動が少ないクロスプレーンクランクより、バランスシャフトの無い直4の様な感触となるフラットプレーンクランク(180°クランク)の方がスキというヒトがいます。
そしてバイクでは、巨大な単気筒こそがエンジンだ、と主張するヒトが大勢います。
エンジンの気筒数やシリンダー形式は、単純に性能だけでは優劣が決められない、ということです。
1040779006 公開 2024-10-14 00:50:00 | 显示全部楼层
直6です。
V6は3気筒エンジンふたつを一体化したものと考えてください。直6よりも劣ります。
oba105320672 公開 2024-10-13 23:42:00 | 显示全部楼层
内燃機関ならガスタービン
軸流圧縮機使っていて往復運動が皆無なので
ピストンエンジンなら星形9気筒や2列にした18気筒。
列型シリンダーは気筒数増やすと高回転でクランク軸の
ねじれ振動出る。
1250075723 公開 2024-10-13 23:32:00 | 显示全部楼层
エイブラムスに積んでるタービンでしょう。
ローターの偏心のあるロータリーより理論上 振動少い。
125182395 公開 2024-10-13 23:08:00 | 显示全部楼层
【水平対向エンジン】
クランクシャフトを中心に水平かつ左右対称に配置されたピストンが、互いの慣性力を打ち消し合うことで、振動の少ないスムーズなエンジンフィールを提供。このスムーズな回転はアクセルワークに忠実なレスポンスも実現し、あらゆるシーンで気持ち良くスポーティなドライビングを愉しめます。 また水平対向エンジンは、直列やV型といった他のエンジン形式よりもエンジン全高が低く、低重心であることに加え、軽量かつコンパクトに設計できます。このアドバンテージは、高い走行安定性とハンドリング性能を約束。「ドライバーが思い通りに、心から安心して走りを愉しめる」という理想を叶えるのです。
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