CS258175B1 - Zařízeni pro uloženi viskózntho tlumiče torzních kmitů, zejména pro klikové hřídele spalovacích motorů - Google Patents

Abstract

Zařízení pro uložení viskózního tlumiče je vytvořeno teleskopicky uspořádanou torzní tyčí a nábojem nesoucím alespoň jeden viskózní tlumič. Řešení se týká vymezeni příčných pohybů na straně volného konce náboje a jeho podstata je v tom, že povrchem torzní tyče a vnitřní stěnou náboje je na straně jeho volného konce vytvořen alespoň jeden funkční prostor pro tlakovou kapalinu. Vrstva kapaliny ve funkčním prostoru svou tuhostí a tlumicími účinky v příčném směru vymezuje pohyby na straně volného konce náboje. Tím odpadá nutnost použití mechanického prvku pro vymezení příčných pohybů, zpravidla tlakovým olejem mazaného ložiskového kroužku. Řešení je použitelné zejména pro klikové hřídele spalovacích motorů a u rotorů rotačních strojů.

Description

Vynález se týká zařízení pro uložení viskózního tlumiče torzních kmitů, které je vytvořeno teleskopicky uspořádanou torzní tyčí a nábojem nesoucím viskózní tlumič, zajištěnými proti vzájemnému posuvu a natáčení na straně volného konce torzní tyče, přičemž prostor mezi nimi je propojen s přívodním kanálem tlakové kapaliny v torzní tyči. Na takto uspořádaném zařízení řeší vynález vymezení příčných pohybů na straně volného konce náboje.

Jsou známa zařízení tohoto druhu, u nichž vymezení příčných pohybů na straně volného konce náboje zajištuje tlakovým olejem mazaný ložiskový kroužek mezi torzní tyčí a volným koncem náboje, s vůli na vnitřním nebo vnějším průměru, popř. s vůlí na vnitřním i vnějším průměru.

Nevýhodou takového řešení je jeho konstrukční i výrobní složitost, jakož i potřeba nedostatkových ložisek materiálů. Zhotovení ložiskového kroužku nástřikem ložiskového materiálu vyžaduje navíc drahé výrobní zařízení.

Těmto nevýhodám se čelí řešením podle vynálezu. Jeho podstata je v tom, že meziprostor, vytvořený souvislou mezerou mezi torzní tyčí a vnitřní stěnou náboje, opatřený alespoň jedním v torzní tyči provedeným vstupním kanálem tlakové kapaliny, je uspořádán na straně volného konce náboje alespoň jako jeden funkční prostor tlakové kapalíny, v němž poměry vnitřních průměrů náboje a průměrů torzní tyče, ležících v rovinách kolmých k její ose, jsou menší než 1,018, a ve zbytkové části jako zbytkový prostor tlakové kapaliny.

Za těchto podmínek vznikne za provozu ve funkčním prostoru vrstva tlakové kapaliny takové tlouštky, že při střídavém namáhání, vyvolávaném nevyvážeností viskózního tlumiče a vnějšími silami působícími na tlumič, vykazuje v příčném směru potřebnou tuhost a tlumicí účinky. V důsledku toho vrstva tlakové kapaliny ve funkčním prostoru svou tuhostí a tlumicími účinky v příčném směru dostatečně vymezuje za provozu zařízení příčné pohyby na straně volného konce náboje, nesoucího viskózní tlumič, vůči protilehlé části torzní tyče, a to bez použiti jakkoli konstrukčně nebo technologicky provedeného ložiskového kroužku.

Vynálezem byla takto zcela odstraněna potřeba zajištovat pohyb volného konce náboje v příčném směru mechanickým prvkem. Při torzním kmitání jsou relativní obvodové rychlosti volného konce náboje a protilehlé části torzní tyče řádově menší než obvyklé obvodové rychlosti v kluzném ložisku uloženého čepu o průměru, jaký má torzní tyč. Vyplývá to z malých úhlových amplitud torzních kmitů a velikosti běžných frekvencí při torzním kmitání. Vzhledem k tomu je i v extrémním případě vyloučeno poškození v oblasti funkčního prostoru tlakové kapaliny zadřením. Proto je též nanášení ložiskových materiálů na stěny funkčního prostoru technicky i ekonomicky neúčelné. Povrch stěn funkčního prostoru tlakové kapaliny je vytvořen rotačními plochami, např. válcovou, kuželovou, vypouklou, vydutou, popř. jejich kombinacemi.

Jelikož takto vymezený funkční prostor tlakové kapaliny je rovnoměrně rozložen po celém obvodu, vytváří se v něm všude sťejně působící vrstva tlakové kapaliny. Tím je zajištěno rovnoměrné vymezení příčných pohybů na straně volného konce náboje ve všech směrech. Vypuštění ložiskového kroužku zjednodušuje zároveň konstrukci i výrobu zařízení pro uložení viskózního tlumiče torzních kmitů za současné úspory ložiskových materiálů, popř. drahých speciálních zařízení k nanášení kroužků nástřikem ložiskového materiálu.

Podle dalšího předmětu vynálezu je povrch stěn funkčního prostoru tlakové kapaliny uspořádán ve tvaru válcových ploch. Toto provedení je zvláště výhodné po stránce výrobní i funkční. Funkční prostor má v tomto případě tvar dutého rotačního válce, čímž se dosahuje rovnoměrného rozložení tlakové kapalinové vrstvy po celém obvodě i délce.

Je-li podle vynálezu alespoň jeden vstupní kanál tlakové kapaliny vyústěn do jejího funkčního prostoru, zkrátí se délka části přívodního kanálu v ose torzní tyče. Toto řešení je výhodné z výrobních důvodů.

Dalším předmětem vynálezu je řešeni, při němž alespoň jeden vstupní kanál tlakové kapaliny je vyústěn do zbytkového prostoru, tj. mezi povrchem torzní tyče a vnitřní stěnou náboje mimo funkční prostor tlakové kapaliny. Ve zbytkovém prostoru tlakové kapaliny mohou být radiální vůle mezi torzní tyčí a vnitřní stěnou náboje větší než ve funkčním prostoru tlakové kapaliny. Jejich volba se provede podle konstrukčních a technologických potřeb. Jelikož oba tyto prostory navzájem souvisejí, dosáhne se rovnoměrného rozložení tlaku v kapalině před vstupem do funkčního prostoru tlakové kapaliny.

Jiné řešeni navržené vynálezem spočívá v tom, že alespoň jeden vstupní kanál tlakové kapaliny je vyústěn částečně do funkčního prostoru tlakové kapaliny a částečně do jejího zbytkového prostoru. Tím se zkrátí délka části přívodního kanálu tlakové kapaliny v ose torzní tyče, přičemž částečné vyústění vstupního kanálu do zbytkového prostoru zajištuje rovnoměrné rozložení tlaků v kapalině před vstupem do funkčního prostoru tlakové kapaliny bez škodlivého seškrcení.

Rovnoměrnému rozvodu tlakové kapaliny po celém obvodu funkčního prostoru tlakové kapaliny se konečně podle vynálezu účinně napomáhá tím, že vstupní kanál tlakové kapaliny vyústuje do obvodové drážky v torzní tyči, anebo jeho vyústěni směřuje proti obvodové drážce ve vnitřní stěně náboje, popř. je použito obou těchto řešení ve vhodné kombinaci. Provedení obvodové drážky ve vnitřní stěně náboje může se ukázat nezbytným opatřením zejména pak, nelze-li např. z konstrukčních důvodů zeslabovat pevnost tělesa torzní tyče obvodovou drážkou. Rovnoměrný rozvod tlakové kapaliny se stejným tlakem po celém obvodu funkčního prostoru tlakové kapaliny lze účinně zvýšit zmíněnou kombinací dvou protilehlých obvodových drážek.

Ve všech těchto případech zajištuje obvodová drážka rovnoměrný rozvod tlakové kapaliny po celém obvodu. Za této podmínky je také dosaženo stejného tlaku kapaliny po celém obvodu před vstupem do funkčního prostoru tlakové kapaliny.

Přiklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese, na němž představuje obr. 1 podélný řez zařízením pro uloženi viskózniho tlumiče torzních kmitů a obr. 2 detail obvodové drážky ve vnitřní stěně náboje a části vstupního kanálu tlakové kapaliny v torzní tyči.

Jak je patrno z obr. 1, má torzní tyč 2 na svých koncích jednak osazeni 22» jednak přírubu 11 s otvory 12 pro upevněni k nezakreslenému klikovému hřídeli šroubovým spojem.

Na osazení 10 torzní tyče 2 nalisováním, svařením elektronovými paprsky apod. upevněný náboj 2 je na volném konci spojen šrouby 21 se skříni 2 viskózniho tlumiče, v niž je s vůlí uložen ve viskózní kapalině prstenec 32· Mezi povrchem torzní tyče 2 ^a vnitřní stěnou náboje 2 je na straně jeho volného konce funkční prostor 4 tlakové kapaliny, mající tvar dutého rotačního válce. Funkční prostor tlakové kapaliny 2 přechází ve zbytkový prostor 2 tlakové kapaliny mezi povrchem torzní tyče 2 ^a vnitřní stěnou náboje 2. Torzní tyč 2 3® opatřena přívodním kanálem 13 tlakové kapaliny, vyústujicím vstupním kanálem 14 do funkčního prostoru 2 tlakové kapaliny.

Jako alternativní řešení jsou čárkovaně zakresleny prodloužená část přívodního kanálu 15 tlakové kapaliny se vstupním kanálem 22» vyústujicím částečně do funkčního prostoru 2» částečně do zbytkového prostoru 5, jakož i vstupní kanál 17.» vyústěný do zbytkového prostoru 2· Podle konstrukčních a technologických požadavků a potřeb je zařízení opatřeno bud jen jedním, popř. dvěma či více vstupními kanály 14, anebo jen jedním, popř. dvěma či více vstupními kanály 22» nebo jedním, popř. dvěma či více vstupními kanály 22» popř. jejich kombinacemi. Efekty, jichž se těmito řešeními dosahuje, byly již popsány vpředu.

Obr. 2 ukazuje část tělesa torzní tyče 2 opatřenou vstupním kanálem 14 tlakové kapaliny, vyústujicím do funkčního prostoru 2 proti obvodové drážce 22 ve vnitřní stěně náboje 2.

Za chodu zařízení zaplní tlaková kapalina, přiváděná přívodním kanálem 13 a vstupním kanálem 14, jak funkční prostor jt, tak zbytkový prostor 'V důsledku toho vznikne ve funkčním prostoru £ po celém obvodu rovnoměrně rozložená vrstva tlakové kapaliny, která svou tuhostí a tlumicími vlastnostmi v příčném směru vymezuje příčné kmitavé pohyby na straně volného konce náboje 2. Rovnoměrnému rozvodu tlakové kapaliny po celém obvodu napomáhá proti vstupnímu kanálu 14 torzní tyče _1 provedená obvodová drážka 22 ve vnitřní stěně náboje 2. Těmito opatřeními se tlaková kapalina rozvede se stejným tlakem po celém obvodu do funkčního prostoru 4_·

Řešení podle vynálezu je použitelné u veškerých zařízení pro uložení viskózniho tlumiče torzních kmitů, zejména pro klikové hřídele pístových spalovacích motorů s vysokými měrnými parametry a u rotorů rotačních strojů.

Claims (8)

1. Zařízení pro uložení viskózniho tlumiče torzních kmitů, zejména pro klikové hřídele spalovacích motorů, vytvořené teleskopicky uspořádanou torzní tyčí a nábojem ve tvaru rotačních těles, které jsou zajištěny proti vzájemnému posuvu a natáčení spojením volného konce torzní tyče s nábojem nesoucím alespoň jeden viskózní tlumič, přičemž meziprostor ve tvaru souviské mezery mezi torzní tyčí a vnitřní stěnou náboje ke propojen s přívodním kanálem tlakové kapaliny v torzní tyči vyústující na jejím povrchu, vyznačené tim, že meziprostor, opatřený alespoň jedním v torzní tyči (1) provedeným vstupním kanálem (14) tlakové kapaliny, je uspořádán na straně volného konce náboje (2) alespoň jako jeden funkční prostor (4) tlakové kapaliny, v němž poměry vnitřních průměrů náboje (2) a průměrů torzní tyče (1), ležících v rovinách kolmých k její ose, jsou menší než 1,018, a ve zbytkové části jako zbytkový prostor (5) tlakové kapaliny.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že povrch stěn funkčního prostoru (4) tlakové kapaliny je uspořádán ve tvaru válcových ploch.

3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že do funkčního prostoru (4) tlakové kapalíny je vyústěn alespoň jeden vstupní kanál (14) tlakové kapaliny.

4. Zařízení podle některého z bodů 1 až 3, vyznačené tím, že do zbytkového prostoru (5) tlakové kapaliny je vyústěn alespoň jeden vstupní kanál (17) tlakové kapaliny.

5. Zařízeni podle některého z bodů 1 až 4, vyznačené tím, že částečně do funkčního prostoru (4) tlakové kapaliny a částečně do zbytkového prostoru (5) tlakové kapaliny je vyústěn alespoň jeden vstupní kanál (16) tlakové kapaliny.

6. Zařízení podle některého z bodů 1 až 4, vyznačené tím, že alespoň jeden vstupní kanál (14) tlakové kapaliny je vyústěn proti obvodové drážce (22) ve vnitřní stěně náboje (2).

7. Zařízení podle kteréhokoli bodu 1 až 3 a 6, vyznačené tim, že alespoň jeden vstupní kanál (14) tlakové kapaliny je vyústěn v obvodové drážce v torzní tyči (1).

8. Zařízení podle kteréhokoli bodu 1 až 3, 6 a 7, vyznačené tím, že proti obvodové drážce (22) ve vnitřní stěně náboje (2) je obvodová drážka v torzní tyči (1) opatřena alespoň jedním vstupním kanálem (14) tlakové kapaliny.