バランサーを横に置くと、エンジンがねじれる?|GSX-8Sが「前と真下」に置いた理由
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バランサーを横に置くと、エンジンがねじれる?|GSX-8Sが「前と真下」に置いた理由
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スズキ GSX-8Sの二本のバランサーは、なぜクランクの「前と真下」にあるのでしょう? 270度クランクのピストンのずれと、軸を横に置くことで生まれるねじれを3Dで追い、「直角」と「等距離」の二つの条件が必要な理由を確かめます。
スズキ GSX-8S(2023年〜)の776cm³並列2気筒には、振動を抑えるためのバランサー軸が二本あります。スズキはその二本を、クランクの前と真下、クランクから見て直角の位置に置き、「スズキクロスバランサー」と名付けました。なぜ直角なのかを、ピストン1本の揺れから順に組み立てて見ていきます。
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上下に往復するピストンの揺れは、クランクと同じ向きに回る半分と、逆向きに回る半分に分けて考えられます。同じ向きの半分はクランクの重りが、逆向きの半分はクランクと逆に同じ速さで回るバランサーが受け持ちます。スズキの説明では、バランサーNo.1が1番シリンダーの、No.2が2番シリンダーの1次振動を受け持ちます。ただ、バランサーはクランクの横に置くしかないため、その力はクランクのまわりにエンジンをねじろうとします。270度クランクの2気筒は二つのピストンが4分の1回転ずれて動くので、二本のバランサーもクランクのまわりに4分の1回転(直角)ずらし、同じ距離に置くと、二つのねじれが計算の上では打ち消し合います。スズキは「直角」と「等距離」の二つの条件で1次偶力振動も抑えられると説明しています。
1回転に2回の成分(2次振動)の上下の力は270度クランクで打ち消し合いますが、左右をゆする揺れは計算の上では残ります。燃える力の波(鼓動)は、バランサーが打ち消す往復の揺れとは別のものです。
動画のエンジンは配置を説明するためのモデルで、寸法・重さ・傾き・重りの形は実機のデータではありません。揺れやねじれの動きは計算をもとに誇張して描いています。クランクの回転方向と2番シリンダーの位相は、この配置と整合するように描いた模式です。実際の振動の大きさを示す数字は、今回の調査では見つかりませんでした。
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参考資料:スズキ公式サイト(GSX-8S/GSX-8R・スズキクロスバランサー、エンジン図)/スズキ ニュースリリース(2022年11月8日、2023年3月17日)/Suzuki Cycles USA(2022年11月8日)/米国特許 US 9,885,400 B2(スズキ、2018年)。「直角に2軸配置した量産二輪車は初」はスズキ調べ(2022年11月時点)。
写真:Matti Blume / Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0、展示車・トリミング・拡大)、TTTNIS / Wikimedia Commons(CC0、Vストローム800 カットモデル)。
GSX-8S写真をトリミング・拡大した場面は CC BY-SA 4.0(https://creativecommons.org/licenses/...
#スズキ #GSX8S #クロスバランサー #バランサー #バイク #仕組み
チャプター(最終タイムライン)
0:00 なぜ二本の軸を直角に?
0:45 揺らしているのは往復するピストン
1:02 シリンダー一つで考える
1:53 揺れを二つに分ける:重りとバランサー
3:16 新しい問題:横に置くとねじれる
3:41 270度の2気筒に戻す
4:35 どこに置く? 直角の理由
6:07 なぜ二本? 前と真下の理由(特許)
6:54 残る揺れ:1回転に2回の成分
7:39 鼓動感と振動は別のもの
8:29 まとめ:変わったこと・残ること