クランクシャフトのカウンターウェイト

クランクシャフトのカウンターウェイトの機能を知りたい。ピストンが戻って爆発ストロークを繰り返すことができると聞いた。しかし、他のシリンダーのピストンが押し下げられているため、一方のシリンダーのピストンが上に戻りませんか？これにより、最初のシリンダーが上下します。

カウンターウェイトには2つの主要な機能があります。

1. クランクシャフトの曲げ荷重を減らします。フラットプレーンクランクシャフトを備えた4気筒エンジンを想像してください。最初のシリンダーは上死点（TDC）にあり、2番目のシリンダーは下死点（BDC）にあります。コンロッドと最初のシリンダーのピストンは、メインベアリングに固定された状態でクランクシャフトを「引き上げ」、2番目のシリンダーを引き下げます。クランクシャフトはメインベアリングで変形します。これは、ベアリングの隣のフィレットに多くの応力がかかることを意味し、ベアリングシェルの寿命に悪影響を及ぼします。各シリンダーのクランクシャフトにカウンターウェイトを追加し、これらのサイズを慎重に調整すると、コンロッドおよびピストンと同じ力でクランクシャフトを引っ張りますが、反対方向に、クランクシャフトには曲げ荷重がありません
2. ほとんどのエンジンでは、力の大部分が内部で打ち消されます（たとえば、4シリンダーエンジンでは2つのピストンが上に移動し、2つが下に移動するため、エンジン自体はそのままです）。しかし、場合によっては、単一シリンダーエンジンや3シリンダーエンジンのように、内部力のバランスが取れていません。これらのエンジンには追加のカウンターウェイトが必要なので、クランクトレインが回転しているときにエンジンが揺れません。

実際には、回転方向と交互方向の力が発生するため、少し複雑です。カウンターウェイトサイズを調整して、ピストンではなく、一定量のコンロッドの質量力（「回転質量」）のみをキャンセルします。コスト、品質、重量、速度、サイズの妥協点はいくらですか。

また、クランク機構の力は正確に正弦波ではありません（コンロッドの有限長から継承）。クランクシャフトのカウンターウェイトを使用すると、最初の順序でのみバランスに影響を与えることができます。より高い周波数の場合、クランクケースまたはオイルパンの余分なバランサーシャフトなどの追加の対策が必要です。それらはクランクシャフトの2倍の速度で回転し、二次力をキャンセルします。