クランクシャフト、コネクティングロッド及びクランクケース | 世界珍ネタHunter!

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レシプロの航空機エンジンに用いられていた列型エンジンと星型エンジンのクランクシャフトの構成は比較的簡単であるが、複列及び多列星型エンジンとなるとその各列結合方法が問題となった。初期の2列星型エンジンは一体のクランクシャフトを用いて一般的なコネクティングロッドとコネクティングロッドキャップで分割し組立式としていたが、、これはコネクティングロッドの強度と軸受の耐久性が困難なばかりでなく、中央軸受も設け難くて軸系の剛性保持にも不利であったので、その後はブラット式のスプライン接手でピン部を繋ぐ組立式クランクシャフトが定番となった。この方式は戦後のZ1、Z2等の二輪車にも採用されていて存じている方は多いかと思う。サイクロン流のボルト接手による結合は二列星型にはいささか無理であり、又ヒルト式接手、BMW式栓圧入接手などもあったが実用には至らなかった。クランクシャフトで最も大きな問題となるのは捻り振動による疲労破壊である。列型エンジンでは川崎の12シリンダーと液冷のBMWが此の故障を頻発したが此れは鋳造されたマグネシュウム製のクランクケースが剛性不足により故障を誘発していた。星型エンジンでは寿2型が最も酷く、光にもその傾向が見えた。1935年頃アメリカでテーラー教授が発案したダイナミックダンパーがライト社のエンジンにも広く採用されて好成績が伝えられたので、中島社でもその後のエンジンに採用されたが、寿2型だけはダイナミックダンパーを用いてもクランクケースの剛性不足から来る歪によりダイナミックダンパーウエイトの支持ピンがどうしても焼けキズを生じて使えない程猛烈だった。その反面三菱のエンジンではクランクシャフトの折損問題が少なく最後迄ダンパーを採用しなかった。コネクティングロッドも設計者の頭を悩ます部分で、クランクシャフトを組立式としてコネクティングロッドを一体にするかクランク軸を一体にしてコネクティングロッドを組立式にするかが選択に迷うが、星型エンジンでは一体型コネクティングロッドが定番となった。コネクティングロッドはクランクケース、クランクシャフト同様に過酷な条件下に於かれる為に設計時の安全率は10とされていた。つまり、これは他の部品の10場合もの強度が有り、それ以外の部品は1割程度の強度しか有していない事を意味する。


つづく









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