DE2455667C2 - Vorrichtung zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte und Momente zweiter Ordnung für eine Vierzylinder-Reihenhubkolbenmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte und Momente zweiter Ordnung für eine Vierzylinder-ReihenhubkolbenmaschineInfo
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Description
unteren Ausgleichsgewicht Vibrationen erzeugt werden, die gerade bei einer Vorrichtung zum Schwingungsausgleich unerwünscht sind und nicht ausgeglichen werden.
Aus der DE-OS 21 47 213 ist noch eine Ausgleichsvorrichtung bekanntgeworden, bei der drei primäre Ausgleichsgewichte
zum Ausgleich der Kräfte erster Ordnung und zwei sekundäre zum Ausgleich der Kräfte zweiter
Ordnung vorhanden sind. Die primären Ausgleichsgewichte sind iämtlich als Zahnräder ausgebildet und bcfinden
sich in einer Dreiecksanordnung, die in etwa symmetrisch ist zu einer die Zylinderachse enthaltenden
Ebene. Das erste Zahnrad ist mit der Kurbelwelle drehfest verbunden und kämmt mit einem mittleren, das wiederum
das dritte antreibt. Das zweite und dritte Zahnrad sind auf gegenüberliegenden Seiten der eben erwähnten
die Zylinderachse enthaltenden Ebene angeordnet und kämmen jeweils mit einem ebenfalls als Zahnrad
ausgebildeten sekundären Ausgleichsgewicht. Sie drehen doppelt so schnell wie die Kurbelwelle.
Die links bzw. rechts von der Ebene angeordneten Zahnräder sind nur deshalb in der Höhe zueinander etwas
versetzt, da das dritte primäre Ausgleichsgewicht nicht mit dem ersten Ausgleichsgewicht kämmen darf und es
deshalb notwendig ist, die rechte Zahnradpaarung bestehend aus dem dritten Ausgleichsgewicht und dem beigeordneten
sekundären Ausgleichsgewicht etwas tiefer zu lagern.
Bei dieser Anordnung sind alle Ausgleichsgewichte in dem instabilen Bereich der Ölwanne des Motorblocks
angeordnet. Hierdurch resultieren Schwingungen, die die Wirkung der Ausgleichsvorrichtung beeinträchtigen
und die nicht ausgeglichen werden.
Aus der DE-AS 10 70 441 ist weiterhin .-,och eine Ausgleichsvorrichtung für Kolbenmaschinen bekanntgeworden,
die allerdings nur zum Ausgleich von Kräften und Momenten erster Ordnung geeignet ist. Seitlich oberhalb
der Kurbelwelle sind zwei gleichsinnig drehende Ausgleichsgewichte vorgesehen, die sich mit der Kurbelwellendrelizahl
drehen. Beide sind mit Zahnrädern bestückt, die direkt mit einem Kurbelwellenzahnrad kämmen.
Sie drehen sich gleichsinnig entgegen der Kurbelwellendrehrichtung.
Aus der FR-PS 11 06 744 ist eine weitere ähnliche Ausgleichsvorrichtung bekannt, die im Prinzip derjenigen
der DE-AS 10 70 441 entspricht, wobei allerdings der Unterschied besteht, daß das untere Ausgleichsgewicht
mit seiner Drehachse unterhalb der Kurbelwelle gelagert ist. Es können ausschließlich Kräfte erster Ordnung
ausgeglichen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, mit Hilfe welcher nicht nur die Kräfte und Momente der ersten, sondern auch der zweiten Ordnung
ausgeglichen werden können, ohne daß durch die Ausgleichsgewichte neue unerwünschte Schwingungen
erzeugt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachsen der Ausgleichsgewichte jeweils
horizontal seitlich von den beiden Totpunkten des Kolbenhubs angeordnet sind.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist einfach aufgebaut und arbeitet zuverlässig. Die Ausgleichsgewichte
sind an denjenigen Stellen des Motorblockes angeordnet, die die größte Stabilität aufweisen. Sie können deshalb
gelagert werden, ohne daß durch die Ausgleichsgewichte zusätzliche, unerwünschte Schwingungen eingetragen
werden. Anders als beim Stand der Technik, bei dem die Ausgleichsgewichte zumindest teilweise im Bereich
der Ölwanne angeordnet sind, entstehen keine Panschverluste. Die Wirkung der Ausgleichsgewichte ist auch
unabhängig von Öltemperatur und Öldruck. Die Wellen der Ausgleichsgewichte bilden zusammen mit der Kurbeiwelle
ein Dreieck, das sich vorzüglich für die Anordnung einer Steuerkette eignet. Die Steuerkette umgreift
dabei die im Eckenbereich angeordneten Ritzel auf einem Bereich von ca. 180°, wodurch sich bei den Ausgleichsgewichten
eine exakte Drehbewegung erreichen läßt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der, Unteransprüchen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
F i g. 1 eine schematische Darstellung der an den Bauteilen eines Hubkolbenmotors angreifenden Kräfte, die
durch die Verwendung eines bisher üblichen zusätzlichen Massenausgleichssystems ausgeglichen werden;
F i g. 2 eine schematische Darstellung der in den Bauteilen eines Hubkolbenmotors angreifenden Kräfte, die
durch ein zusätzliches Massenausgleichssystem gemäß der Erfindung ausgeglichen werden;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Momentenverlaufs der Schwingungserzeugenden Momente für
bestimmte Parameter; Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiei für ein Ausgleichssystem gemäß der Erfindung und
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel füi ein Ausgleichssystem gemäß der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispid soll anhand der Fig. 2 beschrieben werden. Mit den Bezugszeichen
1 und 2 sind eine Kurbelwelle bzw. ein Pleuel bezeichnet, dessen Fußende 3 auf einem Kurbelzapfen 4 der
Kurbelwelle und dessen Kopfende 5 mittels eines Kolbenbolzens 6 an einem Kolben 7 gelagert sind. Das Bezugszeichen
8 bezeichnet den Motorzylinder. Mit den Bezugszeichen 9 und 9' sind wenigstens zwei Ausgleichsgewichte
bezeichnet, die im wesentlichen in einem gleichen Abstand von den Längsachsen 10 der Motorzylinder8
angeordnet sind, und zwar entsprechend auf Linien 11 und 1Γ, die im wesentlichen parallel zu den Achsen 10
verlaufen. Darüber hinaus bezeichnen die Bezugszeichen 13 und 13' die Wellen der Ausgleichsgewichte 9 und 9',
welche gleichzeitig mit der Kurbelwelle 1 über Zahnräder, Zahnradketten oder dgl. derart angetrieben werden,
daß ihre Drehzahl doppelt so groß wie die Drehzahl der Kurbelwelle 1 ist.
Der erfindungsgemäße 4-Zylinderreihenmotor besitzt die vorbeschriebenen Konstruktionsteile deren Wirkungsweise
nachfolgend im einzelenen beschrieben werden soll.
Wenn man annimmt, daß bei einem 4-Zylinderreihenmotor das durch die hin- und hergehenden Massen
erzeugte Moment mit M1 und das von dem Verbrennungsdruck erzeugte Moment mit M2 sowie das durch die
Ausgleichsgewichte erzeugte Gegenmoment mit M3 bezeichnet wird, dann ergeben sich diese Momente M\, M2
und Λ/3 aus den folgenden Gleichungen:
(A) Moment M1
Das durch die hin- und hergehenden Massen des 4-Zylinderreihenmotors erzeugte Moment Mx ist an sich
bekannt und kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden: (Alle Momente, die in Drehrichtung der
Kurbelwelle wirken, werden als positive Momente bezeichnet)
M\ = -4ηΐΓω2ΐ2 sin 2 0-4 mr1 a>2/4 sin 4 6, -...
wobei
/i und /4 harmonische Schwingungskoeffizienten sind, die folgendermaßen ausgedrückt werden können:
wobei
/i und /4 harmonische Schwingungskoeffizienten sind, die folgendermaßen ausgedrückt werden können:
1 | 1 | |
'2 | 2 1 |
32 X* 1 |
'4 | 4?? | 8)? |
(B) Moment M2
Wie an sich bekannt ist, erhält man eine Momentenkurve durch ein Indikatordiagramm eines Motorzylinders,
und aus dieser Kurve wird dann mit Hilfe von Fourier-Reihen das Moment T folgendermaßen berechnet:
T= T0 +πD2 r[(a2 sin2 Θ + b2 cos2 Θ) + (a, sin4 Θ + b4 cos4 Θ) +...]
wobei
T0 das mittlere Moment bezeichnet, a2, aA, b2 und bA harmonische Schwingungskoeffizienten und D den
Zylinderdurchmesser bezeichnen.
Da das Moment M2, das durch den Verbrennungsdruck erzeugt wird, von der Änderung des Momentes T
abhängig ist, kann geschrieben werden:
M2 = -ff£)2r[(a2sin2e + 62cos20) + (fl4sin40 + 64cos40) + ...]
(C) Moment/W3
Die Positionen und Drehrichtungen der Ausgleichsgewichte ergeben sich aus der Fig. 2, und eine unausgeglichene
Masse eines Ausgleichsgewichtes wird angenommen mit
mr
'«β = -Tz—,
2 XrB
so daß die unter Punkt a) genannte Schwingungserzeugende Kraft zweiter Ordnung ausgeglichen wird.
Wenn die Zentrifugalkraft eines Ausgleichsgewichtes mit /"bezeichnet wird, dann kann /"durch folgende
Gleichung ausgedrückt werden:
Dann ergibt sich das Kippmoment des rechten Ausgleichsgewichtes 9' um die Kurbelwelle als Summe der
Momente:
Moment infolge der in .v-Richtung wirkenden Kraft: U
Moment infolge der in .v-Richtung wirkenden Kraft: U
-/v, sin 2 0; ||
und Moment der in v-Richtung wirkenden Kraft; F
' :_
/je, COS2 0.
I Das Kippmoment MsrerhIi des rechten Ausgleichsgewichtes 9' ergibt sich dann aus folgender Gleichung:
Mi m lm = - Fy) sin 2 0 + Fxx cos 2 0.
Ebenso ergibt sich das Kippmoment des linken Ausgleichsgewichtes um die Kurbelwelle als Summe der
Momente:
Moment infolge der in x-Richtung wirkenden Kraft:
/v2sin20;
und Moment infolge der in ^Richtung wirkenden Kraft:
-Fx2cos2 0.
Es ergibt sich also das Kippmoment M3 n„ks des linken Ausgleichsgewichtes 9 aus der folgenden Gleichung:
M3 nnks = Fy2 sin 2 0 - Fx2 cos 2 0.
Es können daher die beiden Kippmomente M3 der beiden Ausgleichsgewichte folgendermaßen ausgedrückt
werden:
Mi = M3 ,„.,,„ + M7, iinks = -F[(y] - y2) sin2 0 + (X2 - x,) cos2 0].
Wenn die Beziehung^, -y2 =y(y>0) in die vorgenannte Gleichung substituiert wird, dann ergibt sich aus
der Gleichung Tür das Kippmoment M3 folgende Beziehung:
M3 = -F[ys\n2Q + (x2 - X|)cos2 0]
M3 = -F[ys\n2Q + (x2 - X|)cos2 0]
15
= <y Fy sin2 0 + (xt - χ,) cos2 0].
Als Ergebnis ergibt sich das schwingungserzeugende Gesamtmoment M des Motors aus folgender Beziehung:
M = M1+M2 + M3
= (-4mr ω r2sin2 0 - 4/nr <y /4sin4 0 - ...) g
25
- πZ)2 r[(a2 sin 2 0 + 62cos2 0) + (a4sin4 0 + bA cos4 0) + ...]
<y2Lysin2 0 + (x2 - x,)cos2 0].
30
In der vorstehenden Gleichung sollen nur die Ausdrücke zweiter Ordnung betrachtet werden, weil die Ausdrücke
höherer Ordnungen einen kleineren Einfluß besitzen und infolgedessen weggelassen werden können.
Es ergibt sich daraus Pur das schwingungserzeugende Gesamtmioment M folgende vereinfachte Gleichung:
35
M = (2 mr2 ω2 - nD2 ra2 - yj ■ sin2 0 + - TtD2Tb1 - 2J2™L (Λ-2 - λ-,) Cos2 0 ' |
2mr2co2 - nD2a2 -—γ-ω2Α + \-nD2rb2 - ~ψ~ ω2(χ2 - X1)I -sin(20 + ö·),
a =tan"' :
50 ■
Um die Schwingungserzeugenden Momente soweit wie möglich zu verringern, müssen die Ausgleichsgewichte
derart angeordnet sein, daß der Wert M als Funktion seiner Parameter >·, je, und X2 sein Minimum
annimmt.
Bei einem Kompaktfahrzeug, dessen Motor mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichssystem ausgestattet ist,
ergibt sich die beste Position der Ausgleichsgewichte dann, wenn der senkrechte Abstand zwischen den Ausgleichsgewichtswellen
etwa 75% der Pleuellänge / beträgt und wenn die Abstände des linken und rechten Ausgleichsgewichtes
von der Achse der Zylinder einen gleichen Abstand besitzen. Wie aus der F i g. 3 zu entnehmen
ist, liegt die Widerstandskurve im Reisezustand R bei der besten Anordnung der Ausgleichsgewichte in einem
Bereich des minimalen Schwingungserzeugenden Momentes M = S, wobei die Bedingung erfüllt ist (y = 0,75 · /,
X2 - x, = 0).
Bei stationären Industriemotoren, bei welchen die Arbeitsdrehzahlen und die Last im wesentlichen konstant
sind, muß andererseits im Gegensatz zu Kraftfahrzeugmotoren nicht der ganze Drehzahlbereich befriedigend
ausgeglichen werden. Die beste Position der Ausgleichsgewichte kann daher derart bestimmt werden, daß die
kleinsten Motorschwingunger. im Arbeitsbereich auftreten.
Die gleichen Ergebnisse lassen sich sogar dann erreichen, wenn die Erfindung auf einen 4-Zylindermotor mit
quer liegenden Zylindern.
Wie dies bereits ausführlich beschrieben wurde, weist der erfindungsgemäße 4-Zylinderreihenmotor folgende
Merkmale in einer beliebigen Kombination auf:
b)
!O
20
25
30
40
45
50
C)
d)
Zur Erzielung eines befriedigenden Motorbetriebes und einer befriedigenden Motorkonstruktion wird der
Abstand vzwischen den paarweise angeordneten Ausgleichsgewichten in Axialrichtung der Motorzylinder
derart gewählt, daß er 15 bis 135% der Länge der Pleuelstangen entspricht;
zur Erzielung eines befriedigenden Motorbetriebes und einer befriedigenden Motorkonstruktion wird die
Differenz zwischen den Abständen X1 und .v2 der Ausgleichsgewichtsachsen, von der Ebene, in welcher die
Längsachsen der Zylinder und die Achse der Kurbelwelle liegen, ebenfalls derart bestimmt, daß sich ergibt
-0,5 ■ / < X2 - Xi
< + 0,5 · /
(wobei / die Länge der Pleuelstangen, x2 der Abstand zwischen dem unteren Ausgleichsgewicht und einer
Ebene, in welcher die Längsachsen der Zylinder und die Achse der Kurbelwelle liegen, und wobei x, der
Abstand zwischen dem oberen Ausgleichsgewicht und dieser Ebene sind)·
das untere Ausgleichsgewicht wird in einer entgegengesetzt zur Drehricht; ng der Kurbelwelle liegenden
Richtung angetrieben, während das obere Ausgleichsgewicht in dergleichen Richtung wie die Kurbelwelle
angetrieben wird, und
im Normalfall ist der Schwerpunkt des Ausgleichsgewichtes so dicht wie möglich zur durch die Längsmitte
des Motors gehende Radialebene angeordnet, um die Ausbildung eines Kippmomentes zu vermeiden.
Gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel können die Ausgleichsgewichte jedoch auch in der Längsrichtung
der Ausgleichsgewichtswellen verteilt angeordnet sein, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. In
diesen F i g. ist z. B. zu erkennen, daß ein Ausgleichsgewicht in zwei Hälften 9a,9b unterteilt ist, die zusammen
die gleiche Masse besitzen und in einem gleichen Abstand zum ungeteilten Ausgleichsgewicht angeordnet sind.
Bei einem anderen Ausführungsbeispie1 ;F i g. 4) ist ein Ausgleichsgewicht in Teile mit unterschiedlichen Massen
unterteilt, wobei diese Teile in einem umgekehrten proportionalen Verhältnis zu ihren Massen in Bezug zuir.
ungeteilten Ausgleichsgewicht angeordnet sind. Diese Vorschläge zur Konstruktion eines Motors könneii ·.··:
geeigneter Weise abgeändert werden.
Wie bereits ausgeführt wurde, kann ein gemäß der Erfindung konstruierter Motor die vorgenannten Merkmale
a) bis d) in beliebiger Kombination und die zwei in den Fig. 3 und 4 abgewandelten Konstruktionsmerkmale
aufweisen. Es ergibt sich daraus als Vorteil der Erfindung, daß a) die Schwingungserzeugende Kraft, die von den
hin- und hergehenden Massen erzeugt wird, b) das schwingungserzeugende Moment, das von den hin- und hergehenden
Massen erzeugt wird, und c) das schwingungserzeugende Moment, das von dem Verbrennungsdruck
erzeugt wird, durch die Verwendung eines Ausgleichsgewichtspaares eliminiert werden können, ohne daß
wesentliche Änderungen der Konstruktion des herkömmlichen Hubkolbenmotors erforderlich sind.
Gemäß der Erfindung ergibt sich daher durch die Verwendung des neuen Massenausgleichssystems ein
Motor, der bemerkenswert einfach in seiner Konstruktion und preiswert herzustellen ist und dessen Schwingungen
wesentlich verringert sind, ohne daß seine Leistung im Vergleich zu einem herkömmlichen Motor verkleinert
ist.
Der erfindungsgemäße Motor ist nicht notwendigerweise auf die Verwendung nur eines Ausgleichsgewichtspaares
beschränkt, sondern kann zwei oder mehrere Ausgleichsgewichtspaare aufweisen.
Natürlich kann auch das Seitenverhältnis umgedreht sein (jedoch muß das Verhältnis zwischen der senkrechten
Anordnung und der Drehrichtung der Ausgleichsgewichte konstant bleiben, so daß das untere Ausgleichsgewicht
entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle gedreht wird), um gleiche Ergebnisse zu erzielen und um
die Aufgabe der Erfindung zu lösen.
Obwohl die vorgenannten Ausführungsbeispiele nur in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine beschrieben
sind, kann das erfindungsgemäße Massenausgleichssystem z. B. auch bei anderen Maschinen mit hin- und
hergehenden Massen eingesetzt werden, wie z. B. bei einer Pumpe oder bei einem Kompressor, wobei gleiche
Ergebnisse erzielt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
55
60
65
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte und Momente zweiter Ordnung für eine Vierzylinder-Reihenhubkolbenmaschine
mit einem Paar von mit doppelter Kurbelwellendrehzahl zueinander gegensinnig umlaufenden exzentrischen Ausgleichsgewichten, deren Drehachsen parallel zur Kurbelwellenachse
ausgerichtet an gegenüberliegenden Seiten dar Zylinderreihenebene mit etwa gleichem horizontalen
Abstand (αί, .Y2) angeordnet sind und voneinander einen vertikalen Abstand (y) aufweisen, wobei das untere
Ausgleichsgewicht gegensinnig zur Kurbelwelle rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen
(13,130 der Ausgleichsgewichte (9,9') jeweils horizontal seitlich von den beiden Totpunkten des Kolbenhubs
angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der horizontalen Abstände
des unteren Ausgleichsgewichtes (9) und des oberen Ausgleichsgewichtes (9') von der Zylinderreihenebene
im Bereich von
liegt, wobei
/: der Länge der Pleuelstange,
.V2: dem Abstand zwischen dem unteren Ausgleichsgewicht (9) und der Ebene und
X1 : dem Abstand zwischen dem oberen Ausgleichsgewicht (9') und der Ebene entsprechen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand (y) zwischen
den Drehachsen des oberen und unteren Ausgleichsgewichtes (9', 9) im Bereich zwischen 15-135%, vornehmlich
75% der Länge (/) der Pleuelstange (2) zwischen ihren Anlenkpunkten am Kolben (7) und am Kurbelzapfen
(4) der Kurbelwelle (1) beträgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Moment um die Rotationsachse
der Kurbelwelle (1), das durch die Drehung der unteren Ausgleichsgewichtes (9) hervorgerufen
wird, gegenüber dem Moment phasenverschoben ist, das durch die Bewegung des Kolbens (7), der Pleuelstange
(2) und der Kurbelwelle (1) hervorgerufen wird, und daß das Moment, das durch die Drehung des oberen
Ausgleichsgewichtes (9') hervorgerufen wird, in die entgegengesetzte Richtung wirkt wie das durch die
Bewegung des Kolbens, der Pleuelstange und der Kurbelwelle hervorgerufene Moment.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewichtspaar
(9, 9') etwa in der durch die Längsmitte gehende Radialebene der Maschine angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein
Teil der Ausgleichswerte (9,9') in zwei gleich schwere Teilgewichte unterteilt sind, die zusammen die gleiche
Masse wie das ursprüngliche Ausgleichsgewicht aufweisen und im gleichen Abstand auf der betreffenden
Drehachse zum Einsatzort des ungeteilten Ausgleichsgewicht angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein
Teil der Ausgleichsgewichte (9, 9') durch Teilgewichte (9 a, 9 b) mit unterschiedlichen Massen ersetzt sind,
die auf den jeweiligen Drehachsen der Ausgleichsgewichte jeweils einen Abstand zum Einüatzort des
ursprünglichen Ausgleichsgewichtes einnehmen, der umgekehrt proportional ist zu der Masse des Teilgewichtes
zum Gesamtgewicht des ungeteilten Ausgleichsgewichtes.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte und Momente zweiter
Ordnung für eine Vierzylinder-Reihenhubkolbenmaschine mit einem Paar von mit doppelter Kurbelwellendrehzahl
zueinander gegensinnig umlaufenden exzentrischen Ausgleichsgewichten, deren Drehachsen parallel
zur Kurbelwellenachse ausgerichtet an gegenüberliegenden Seiten der Zylinderreihenebene mit etwa gleichem
horizontalen Abstand (λ,, .V2) angeordnet sind und voneinander einen vertikalen Abstand (y) aufweisen, wobei
das untere Ausgleichsgewicht gegensinnig zur Kurbelwelle rotiert.
Aus der Zeitschrift »Grundlagen der Landtechnik«, Band 15,1965 Nr. 1 ist eine Vorrichtung der eben genannten
Art bekanntgeworden, die bei Hubkolbenmotoren für den Schwingungsausgleich bei Kräften und Momenten
zweiter Ordnung sorgen sollte. Die bekannte Vorrichtung ist insbesondere tür den Einsatz bei Traktoren konzipiert
worden. Im gezeigten Fall liegt ihre eine Vierzylinder-Viertakt-Dieselmaschine zugrunde. Die bekannte
Ausgleichsvorrichtung ist an einem Kurbelwellenende angeordnet und umfaßt dort ein Antriebszahnrad, das
am Ende der Kurbelwelle drehfest angeordnet ist. Es kämmt einerseits mit dem einen unteren Ausgleichsgewicht,
das als Ritzel ausgebildet ist, andererseits mit einem in etwa gleich großen Zwischenzahnrad, das oberhalb
der Kurbelwellenachse gelagert ist und den Antrieb bildet für das daneben befindliche obere, ebenso als
Zahnrad ausgebildete Ausgleichsgewicht.
Die beiden Ausgleichsgewichte drehen sich gegensinnig mit doppelter Kurbelwellendrehzahl. Ihre Achsen
liegen bezüglich der Kurbelwellenachse einander diagonal gegenüber.
Die Ausgleichsgewichte sind in etwa spiegelbildlich zu der Kurbelwelle angeordnet. Das untere Ausgleichsgewicht
befindet sich dabei in der Ölwanne. Diese Anordnung ist ungünstig, weil zumindest das untere Ausgleichsgewicht
an einer Stelle des Motorblocks angeordnet ist, die zur Aufnahme der Lagerkräfte des Ausgleichsgewichts
nicht die notwendige Stabilität aufweist. Es besteht deshalb die Gefahr, daß zumindest vom
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---|---|---|---|---|
JPS5175808A (en) * | 1974-12-26 | 1976-06-30 | Mitsubishi Motors Corp | Enjinno baransakudosochi |
DE2829042C2 (de) * | 1978-07-01 | 1986-11-27 | Volkswagen AG, 3180 Wolfsburg | Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte von Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen |
FR2544823B1 (fr) * | 1983-04-21 | 1985-07-12 | Negre Guy | Procede et dispositif d'equilibrage pour une machine rotative a piston |
DE3522988A1 (de) * | 1984-12-13 | 1986-06-26 | Claudius Dr. 5000 Köln Kaniut jun. | Split - motor fuer kraftfahrzeuge mit geteilter kurbelwelle und motor - querwelle fuer hilfsgeraete - antriebe |
US4703725A (en) * | 1986-05-29 | 1987-11-03 | Chrysler Motors Corporation | Mounting of an engine balancing device |
US4703724A (en) * | 1986-05-29 | 1987-11-03 | Chrysler Motors Corporation | Engine balancing device with a lubricant side discharge |
US4677948A (en) * | 1986-05-29 | 1987-07-07 | Chrysler Motors Corporation | Lubricating system for an engine balancing device |
US5095793A (en) * | 1990-03-13 | 1992-03-17 | Gerber Garment Technology, Inc. | Cutter drive vibration dampening system |
JP3071815B2 (ja) * | 1990-10-18 | 2000-07-31 | 本田技研工業株式会社 | エンジンのバランサー装置 |
FR2971571B1 (fr) | 2011-02-15 | 2013-02-08 | Renault Sas | Moteur a combustion interne equipe d'arbres d'equilibrage et procede de pilotage d'un tel moteur |
WO2017141458A1 (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 往復スライダクランク機構を備えた機械および往復スライダクランク機構を備えた機械の設計方法 |
JP2017172419A (ja) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | ヤマハ発動機株式会社 | 直列4気筒エンジン |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1163832A (en) * | 1912-10-31 | 1915-12-14 | Frederick William Lanchester | Balancing means for reciprocating engines. |
FR1106744A (fr) * | 1953-06-03 | 1955-12-22 | Procédé et dispositif pour équilibrer des moteurs ayant les cylindres placés l'un à côté de l'autre et les manivelles placées du même côté de l'axe moteur | |
DE1070441B (de) * | 1956-01-09 | 1959-12-03 | Awm.·. Vyzkwmtny ustav naftovych motoru, Karel Oktavec, Prag und Bofivoj Odstrcil, Prag-Stfesovice | Einrichtung zum Massenausgleich für Rolbenmaschinen. 5. 1. 5>7. Tschechoslowakei |
US3511110A (en) * | 1968-07-22 | 1970-05-12 | Deere & Co | Engine balancer |
DE2147213C3 (de) * | 1971-09-22 | 1975-09-18 | Husqvarna Vapenfabriks Ab, Huskvarna (Schweden) | Anordnung zum Schwingungsausgleich an Kolbenmaschinen |
-
1974
- 1974-11-15 GB GB49636/74A patent/GB1498195A/en not_active Expired
- 1974-11-25 IT IT54197/74A patent/IT1023379B/it active
- 1974-11-25 DE DE2455667A patent/DE2455667C2/de not_active Expired
- 1974-11-26 SE SE7414849A patent/SE424904B/xx unknown
- 1974-11-27 FR FR7438919A patent/FR2252510B1/fr not_active Expired
- 1974-11-27 US US05/527,780 patent/US3995610A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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DE2455667A1 (de) | 1975-06-05 |
SE424904B (sv) | 1982-08-16 |
GB1498195A (en) | 1978-01-18 |
SE7414849L (de) | 1975-05-28 |
US3995610A (en) | 1976-12-07 |
FR2252510A1 (de) | 1975-06-20 |
US3995610B1 (de) | 1989-01-03 |
FR2252510B1 (de) | 1977-11-04 |
IT1023379B (it) | 1978-05-10 |
AU7559374A (en) | 1976-05-27 |
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