145746. lajstromszámú szabadalom • Tömegerőkiegyensúlyozás forgattyús hajtóművel ellátott gépekhez

Megjelent: 1959. december 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.746. SZÁM 46. a11

. OSZTÁLY — JA—333. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Tömegerő-kiegyensúlyozás forgattyús hajtóművel ellátott gépekhez Járműfejlesztési Intézet, Budapest Feltaláló: Kovácsházy Ernő oki. gm. főkonstruktőr, Budapest A bejelentés napja: 1957. szeptember 11. Forgattyús hajtóművel ellátott gépek, elsősorban nagy fordulatszámú motorok nyugodt járását nagymértékben befolyásolják a forgó és ide-oda mozgó tömegek keltette szabad tömegerők és az ezek által keltett szabad billentőnyomatékok. A szabad tömegerők és billentőnyomatékok a gép"" és a hozzá csatlakozó alapozás, vagy a hozzáerősített hajtóműegységek rázkódását okozzák. A rázkódás károsan befolyásolja a gép saját élettartamát, stabil beépítés esetén alapozási problémákat okoz, járműveknél károsodik a járműszerkezet, teherjárműnél a rakomány, személyjárműnél az utazást fáradságossá teszi és káros hatású mindkét járműfajtánál a vezető egészségére és munkaképességére. Az egyhengerű motorok forgótömegei által keltett tömegerők megfelelő ellensúlyokkal teljes mértékben kiegyensúlyozhatok. Az ide-oda mozgó tömegek tömegerőinek egyensúlyozására különféle többé-kevésbé bonyolult eljárások, illetve szerkezeti megoldások léteznek. Kiegyensúlyozás hiányában a hajtórúd egyenesbe vezetése irányában szabad rázóerők keletkeznek. Kéthengerű forgattyús hajtóművek két megoldása használatos. Egyik esetben a két hajtórúd közös forgattyúcsapra dolgozik, ebben az esetben kiegyensúlyozás szempontjából egyhengerűként kezelhető. A 180°-kai elékelt forgattyúcsapokkal rendelkező hajtómű ide-oda mozgó tömegeinek szabad tömegerőin felül az ezekből származó szabad billentőnyomatékok is keletkeznek. A szabad tömegerők egy közepes kéthengerű jármű, vagy traktor Diesel motornál a motor súlyának mintegy kétszeresét, a szabad billentőnyomatékok a motor üzemi forgató nyomatékának 4*—5-szörösét teszik ki. (A motornyomaték és a billentőnyomaték egymásra merőleges síkban van.) A forgattyútengelyre erősített ellensúlyokkal az alternáló tömegerők legfeljebb 50%-ig egyensúlyozhatok. Nagyobb mértékű ellensúlyozásra két vagy több külön melléktengelyre erősített ellensúly használható, a tengelyek a főtengelyről fogaskerekekkel vannak hajtva. E bonyolult megoldások helyett a következő — a találmány tárgyát képező — megoldás választható, amivel a szabad tömegerők, illetve nyomatékok mintegy 90%-ig kiegyensúlyozhatok. Az egyhengerű motor (1. ábra) 1 forgattyútengelyén a forgattyúcsap két oldalán elhelyezett 2 excenter súly a 3 forgattyúházra csuklósan ágyazott 4 lengőkarral van vezetve. Az ellensúlyok és az excentricitás megfelelő megválasztásával a tömegerők egyensúlyban vannak, tehát szabad rázóerő nem jelentkezik. A 4 kar, véges hossza folytán, az excenter végét íves pályán vezeti, emiatt némi kismértékű kiegyensúlyozatlanság adódik. 180° forgattyúcsap elékelésű kéthengerű hajtóműben (2. ábra) a kiegyensúlyozás módja a következő. Az 1. forgattyútengelyen a szélső forgattyúkarokra az ábra szerint a forgattyúhoz képest ellentétes beállítású 2 excenterek vagy excentrikusan elhelyezett forgattyúcsapok vannak. Az excenter ellensúlyok a 3 forgattyúházra ágyazott 4 lengőkarokhoz vannak erősítve. A dugattyúkkal ellentétesen mozgó ellenisúlyok révén szabad tömegerők nem keletkeznek és a méretek helyes megválasztásával a fennmaradó szabad billentőnyomaték is — szinte teljes mértékben — kiegyensúlyozható. A forgó tömegektől származó tömegerők az ismert és szokásos módon a forgattyúkarokra helyezett ellensúlyokkal egyensúlyozhatok ki. A leírt megoldás egyszerű eszközökkel, csuklós lengőkarral és excenteres ellensúllyal egyhengerű motoron teljes, kéthengerű motoron az elsőrendű tömegerők teljes, a másodrendű tömegerők nagymértékű, a billentőnyomatéknak pedig teljes egyensúlyozását valósítja meg. A forgattyús mechanizmusokkal épített gépek (motorok, kompresszorok stb.) fejlődése során azok fordulatszáma egyre növekszik. A keletkező tömegerők a fordulatszám négyzetével hatványozva növekednek, ezért egyre inkább előtérbe lép a forgattyús gépek kiegyensúlyozásának kérdése. A leírt módon egyszerű szerkezettel és kevés- • költséggel a rázóerők kiküszöbölése révén a gér