168220. lajstromszámú szabadalom • Hathengeres V-elrendezésű dugattyús gépek kiegyensúlyozó szerkezettel
3 168220 4 A soros hengerelrendezésű motoroknál a motor teljes kiegyensúlyozása három forgattyú esetén és más forgattyúszámok esetében is megoldható az alternáló tömegerők szempontjából két egymással szemben forgó két segédtengelynek a motor középsíkjába való szerelésével, illetve az azokra szerelt ellensúlyokkal. Ugyanez a megoldás V-hengerelrendezés esetében is alkalmazható, a két segédtengelyes szerkezet megduplázásával, mindkét hengersor síkjában két segédtengelyes kiegyensúlyozó szerkezet elhelyezésével. Bár ez a megoldás teljes kiegyensúlyozást biztosít, a nagy szerkezeti bonyolultság miatt alkalmazása nehézségekkel jár. Ezek megkerülését célozza a 155 941 lajstromszámú magyar szabadalom szerinti megoldás, amely azonban — szerelési és egyéb okokból — csak különleges esetekben alkalmazható. A dugattyúk és hajtórudak könnyű szerelhetőségének a forgattyúház oldalán kialakított ablakok igénybevétele mellett történő biztosítása, valamint a szélességi méretek növekedésének megakadályozása ugyanis ellene szól a két-segédtengelyes kiegyensúlyozó szerkezet megduplázásának. Szükség van tehát a V-elrendezésű dugattyús gépek, különösen a hathengeres, háromforgattyús főtengelyű járműmotorok egyszerűbb szerkezeti elrendezéssel történő kiegyensúlyozására. A találmány a háromforgattyús főtengelyű, hathengeres V-elrendezésü dugattyús gépek, főleg járműmotorok fentiek szerinti kiegyensúlyozási problémáinak megoldását célozza, egyszerű szerkezeti elrendezés alkalmazása mellett. A találmány alapja az a felismerés, hogy a háromforgattyús, hathengeres V-motorok és általában az ilyen elrendezésű dugattyús gépek teljes kiegyensúlyozása a hengersoronkénti kiegyensúlyozás mellőzése mellett megoldható a motor középsíkjában elhelyezett egyetlen tengelypárral, ha biztosítjuk, hogy a két tengelyen elhelyezett ellensúlypárok tömegerői által létrehozott, különböző nagyságú, egymással szemben forgó nyomatékvektorok eredőjének végpontja — az alternáló tömegek tömegerőinek nyomatékvektorához hasonlóan— ellipszisen mozogjon és 180°-kai legyen eltolva az alternáló tömegek tömegerőinek eredő nyomatékvektorához viszonyítva. A feladat megoldható, ha a motor középsíkjában elhelyezett, egymással azonos fordulatszámmal szemben forgó tengelyek végeire diametrálisan szemben fekvő helyzetben — egyszerű számítás alapján — olyan ellensúlyokat szerelünk, melyek a tömegek és karhosszak megfelelő megválasztása révén különböző tömegerőket eredményeznek, s különböző nyomatékvektoraik eredője a kívánt fázisban, a kívánt ellipszis pályán mozog. A találmány tehát háromforgattyús főtengelyű, hathengeres V-motorok kiegyensúlyozásának olyan szerkezeti elrendezése, melynél egy tengelyen egyenlő, de tengelyenként, vagyis a tengelyek közötti viszonylatban eltérő tömegerejű két, ellensúlypárt helyezünk el a motor hosszirányú középsíkjában levő tengelyeken, s az egymással szemben forgó nyomatékok eredőjével hozzuk létre a kiegyensúlyozó hatást. A találmány megvalósítható egy tengelypárnak a hosszanti szimmetriasíkban való elhelyezésével, de előnyös, egyszerűsített szerkezeti megoldásához jutunk, ha egyik tengelynek magát a főtengelyt választjuk, s a motor középsíkjában a főtengellyel párhuzamosan csupán egyetlen segédtengelyt szerelünk, a főtengelyen levő ellensúlypárhoz viszo-5 nyitva megfelelően megválasztott tömegű és megfelelő karon elhelyezett ellensúlyokkal. A találmányt részletesen rajzokon ismertetjük, melyeknek 10 1. ábrája hathengeres, V-elrendezésű dugattyúsgép forgattyúelrendezését és a hosszanti fősíkokra merőleges síkokban elhelyezett, két-két segédtengelyből álló hagyományos kiegyensúlyozó szerkezetet mutat, 15 2. ábráján a V-hengerelrendezésű motorok alternáló tömegeiből származó eredő szabad nyomaték ellipszis alakú hodográfja látható, a 3. és 4. ábrán pedig a hathengeres V-elrendezésű dugattyús gép találmány szerinti kiegyensúlyozása 20 látható, homlok-, illetve oldalnézetben, amikoris a kiegyensúlyozást biztosító tengelyrendszer egyike maga a főtengely. Az 1. ábra hathengeres V-elrendezésű dugattyús 25 gépnél alkalmazott hagyományos megoldást mutat. E hagyományos megoldásnál a V-hengerelrendezésű motorok egy-egy síkjához két-két segédtengely tartozik, egyenlő tömegerejű ellensúlyokkal. Az ábrán két dugattyú van ábrázolva, melyek hajtó-30 rúdjaikkal az éppen függőleges helyzetben bemutatott forgattyú forgattyúcsapjához csatlakoznak, a másik két forgattyúkar az említett függőleges forgattyúval 120°-ot zár be. A jobboldali hengersorhoz az Sí és S2 segédtengely, a baloldali 35 hengersorhoz pedig az S3 és S 4 segédtengely tartozik. A főtengelyt f betű jelöli. Az 1. ábra szerinti hagyományos megoldásnál a V-hengerelrendezésű motor billentő nyomatékainak kiegyensúlyozását az S!, S2 , S 3 és S 4 segédten-40 gelyeken elhelyezett ellensúlyok biztosítják. Az egyenlő karokon elhelyezett, egyenlő súlyú tömegek tömegerői egyenlők. Mint az ábrán is látható a kiegyensúlyozásnak ez a módja helyigényes, és a motor szerkezetét számos alkatrésszel 45 nehezíti. A 2. ábrán x, y koordináta rendszerben a hathengeres, V-hengerelrendezésű motorok alternáló tömegeiből származó R eredő szabad nyomaték vektora végpontjának ellipszis pályáját mutatjuk be. 50 A vázlatos ábra feltünteti a motor 2 y hengerszögét. Az ábra érzékelteti, hogy a gyakorlatban leginkább elterjedt 40—60°-os V-szögek esetében az ellipszis nagy excentricitású, tehát a pálya erősen eltér a körtől. A számítások szerint az excentricitás 55 gyakori értéke 50%. A 3. és 4. ábra a hathengeres, V-elrendezésű dugattyús gép találmány szerinti kiegyensúlyozását szemlélteti homlok-, illetve oldalnézetben. Az ábrákon f a főtengely, és ennek végére diametrálisan 60 szembenfekvő helyzetben Ci ellensúlyok vannak rögzítve. A motor hosszanti szimmetria síkjában Sí segédtengely van elhelyezve, s ennek két végén - ugyancsak diametrálisan szemben fekvő helyzetben - C2 ellensúlyok találhatók. Az S t segéd-65 tengelyt az f főtengely fogaskerékpár segítségével 2
