FI121484B

FI121484B - Sovitelma ja menetelmä mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi sekä mäntämoottori

Info

Publication number: FI121484B
Application number: FI20095332A
Authority: FI
Inventors: Haakan Nynaes
Original assignee: Waertsilae Finland Oy
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-11-30
Also published as: KR101828611B1; CN102326012B; EP2414701A1; WO2010112665A9; WO2010112665A1; FI20095332A0; KR20110129445A; FI20095332A; JP2012522171A; JP5542197B2; EP2414701B1; CN102326012A; KR20160114740A

Description

5

SOVITELMA JA MENETELMÄ MÄNTÄMOOTTORIN VÄRÄHTELYN VAIMENTAMISEKSI SEKÄ MÄNTÄMOOTTORI

Tekniikan ala

Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen sovitelmaa mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi. Keksintö 10 kohdistuu myös patenttivaatimuksen 7 johdanto-osan mukaiseen mäntä-moottoriin, jossa on ainakin yksi sylinteriin järjestetty edestakaisin liikkuva mäntä, joka on kytketty moottorin kampiakselille. Edelleen keksintö liittyy patenttivaatimuksen 10 johdanto-osan mukaiseen mäntämoottorin värähtelyn vaimennusmenetelmään, jossa moottorin käydessä värähtely vai-15 mennetaan viritetyllä massavaimentimella, jossa on moottorin yhteyteen järjestetty ainakin yksi värähtelevä massaelementti ja ainakin yksi jou-sielementti, jossa menetelmässä moottorista tulevat herätteet aiheuttavat vaimentimen massaelementin värähtelyn vaimentaen mäntämoottorin värähtelyn.

20

Taustaa Mäntämoottorin värähtely on sinänsä tunnettua ja sen pienentämiseksi on 25 olemassa joukko erilaisia ratkaisuja. Moottoreissa voi olla tunnettuja vä-rähtelymuotoja, joihin sekä moottori että siihen liitetyt lisälaitteet, kuten kompressori tai kompressorit, ovat osallisena. Tässä tapauksessa kyseessä on globaali värähtelymuoto, toisin sanoen moottori ja sen lisälaitteet yhdessä muodostavat värähtelyjärjestelmän.

30 2

Erityyppisissä mäntämoottorikokoonpanoissa on joko vapaita voimia ja/tai vapaita momentteja, jotka on tasapainotettava. Näitä voi olla eri kertaluvuilla. Esimerkiksi suorassa nelisylinterisessä moottorissa on toisen kertaluvun vapaita voimia, mutta ei vapaita momentteja.

5

Vapaat voimat ovat peräisin mäntien ja kiertokankien edestakaisesta liikkeestä. Näitä ei voida täysin tasapainottaa kampiakselilla olevilla vastapainoilla. Voimat, jotka on tasapainotettava, riippuvat moottorin edestakaisin liikkuvista (massoista) voimistaja moottorin nopeudesta.

10

Kaikissa värähtelytyypeissä pääasiassa moottorin massa- ja kaasuvoimat toimivat herätteenä. Eräs erityinen vaikeus moottorien värähtelyn vaimennuksessa on se, että erisuuruisten (sylinterien lukumäärä, sylinterin halkaisija jne.) moottorien värähtelyominaisuudet poikkeavat toisistaan. Edel-15 leen moottorin käyntinopeudella on myös vaikutus värähtelyyn.

On tunnettua käyttää pyöriviä tasapainotusakseleita. Näitä akseleita käytetään kampiakselilta ja ne pyörivät kampiakseliin verrattuna kaksinkertaisella nopeudella (suoran nelisylinterisen moottorin ollessa kyseessä). Akselit 20 on järjestetty tyypillisesti pareittain ja ne pyörivät toisiinsa nähden eri suuntiin. Ne on myös synkronoitu kampiakselin kanssa niin, että syntyvät voimat tasapainottavat moottorin voimat.

Kyseiset pyörivät tasapainotusakselit ovat tehokkaita erityisesti vaimennet-25 taessa toisen kertaluvun värähtelyä. Tällaisilla rakenteilla on kuitenkin joitakin haittapuolia. Pyörivä akseli on lisäelementti, joka täytyy huoltaa ja se myös lisää moottorin liikkuvien osien hitautta. Kyseisten pyörivien tasapai-notusakselien käyttö aiheuttaa myös loishäviöitä. Tämä puolestaan vähentää moottorin suorituskykyä siirtymätoiminnossa. Lisäksi jatkuvasti pyörivät 30 tasapainotusakselit ovat jossakin määrin alttiita toimintahäiriöille ja vaativat huomattavan määrän huoltoa.

3

Pienissä moottoreissa, kuten auton moottoreissa, tavanomainen käytäntö on käyttää hyvin pehmeille kumielementeille asennettua moottoria. Asen-nelma käy ylikriittisellä nopeudella, reilusti moottorin aiheuttaman taajuu-5 den yläpuolella. Tällaisessa tapauksessa moottorin voimia ei vaimenneta moottorin sisällä, vaan pyrkimyksenä on estää värähtelyä saavuttamasta auton runkoa pehmeillä kumielementeillä varustetuilla moottorin ripustuksilla. Tämäntyyppistä järjestelyä on vaikea käyttää suuremmilla moottoreilla, esim. moottoreilla, joita on tarkoitus käyttää laivapropulsion voimako-10 neina ja apumoottoreina, joiden sylinterihalkaisija on suurempi tai yhtä suuri kuin 200 mm ja/tai jotka pystyvät tuottamaan tehoa yli 150 kW / sylinteri. Yhtenä syynä on se, että on vaikea löytää ripustuselementtejä, joilla on riittävän matala taajuus. Toisena syynä on moottorin iskutilavuus käynnin aikana. Tämä tekee kaikkien liitäntöjen järjestämisen moottoriin hyvin 15 hankalaksi.

Värähtelyjä vaimentamaan on kehitetty vaimentimia, joissa värähtelevän, jousien tukeman kappaleen sallitaan liikkua tilassa, joka on täytetty vaimentavalla väliaineella, kuten kaasulla tai nesteellä. Värähtelyjen vaimen-20 tamiseksi esim. US-patentissa 5816373 esitetään ratkaisu, jossa värähtelevä kappale on järjestetty jousien väliin tilaan, joka sisältää kokoonpuristuvaa kaasua. Koska vaimentimen toiminta riippuu mm. värähtelevän kappaleen massasta ja sen ulottuvuuksista (kuristus), kaasun ominaisuuksista ja jousien ominaisuuksista, tällainen ratkaisu täytyy aina mitoittaa ja val-25 mistaa tapauskohtaisesti vaimentamaan tietyn taajuuden värähtelyjä.

US-patentissa 6029541 esitetään mäntävoimakone, jossa jousipoikkeutet-tu tasapainomassa on järjestetty liikkumaan edestakaisin kampiakselin nokkaelimen ohjaamana.

30 4 US-julkaisussa 1640634 esitetään polttomoottori, jossa jousiohjattu massa liikkuu edestakaisin moottorin kampiakselin ohjaaman toimilaitteen säätelemänä.

5 Keksinnön eräänä tavoitteena on aikaansaada sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi käsittäen viritetyn massavaimentimen, jossa on ainakin yksi massaelementti ja ainakin yksi jousielementti ja joka on toiminnaltaan luotettavampi ja vähemmän altis toimintahäiriöille.

10 Keksinnön eräänä toisena tavoitteena on aikaansaada mäntämoottori, jossa on ainakin yksi edestakaisin liikkuva sylinteriin järjestetty mäntä, joka on kytketty moottorin kampiakseliin, jossa värähtelyn vaimennus toteutetaan tehokkaasti ja mutkattomasti.

15 Vielä eräänä toisena keksinnön tavoitteena on aikaansaada mäntämoottorin värähtelyn vaimennusmenetelmä, jossa moottorin käydessä värähtely vaimennetaan viritetyllä massavaimentimella, jossa moottorin yhteyteen on järjestetty ainakin yksi värähtelevä massaelementti ja ainakin yksi jousielementti ja jossa moottorin herätteet aikaansaavat vaimentimen massa- 20 elementin värähtelyn, joka vaimentaa mäntämoottorin värähtelyä, ja joka menetelmä aikaansaa värähtelyjen tehokkaan vaimennuksen ja on toiminnaltaan luotettava.

25 Keksinnön kuvaus

Keksinnön tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksissa 1, 7 ja 10, sekä muissa patenttivaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla. 1

Keksinnön tavoitteita saavutetaan olennaisesti keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti mäntämoottorin värähtelyn vaimennussovitelmalla, 5 joka käsittää viritetyn massavaimentimen, jossa on ainakin yksi massa-elementti ja ainakin yksi jousielementti, jossa massaelementti on tuettu kiertyvästi niin, että kiertoakseli on poikkeutettu massaelementin painopis-teakselista ja mainittu ainakin yksi jousielementti on järjestetty massaele-5 menttiin, ja joka jousielementti pyrkii ylläpitämään viritetyn massavaimentimen kiertolepoaseman.

Mainittu ainakin yksi jousielementti käsittää edullisesti sauvan tai vastaavan, jonka pituusakseli on olennaisen kohtisuorassa sitä tasoa vastaan, 10 jossa massaelementin värähtelyliike tapahtuu. Sauva toimii siten vääntö-jousena vaikuttaen vähäisesti viritettyyn taajuuteen.

Sauva on ensimmäisestä päästään kiinnitetty irrotettavasti massaelement-tiin ja sauvan kiertyvä liike on lukittu sen toisessa päässä. Tällä tavoin 15 sauva toimii vääntösauvana aikaansaaden massavaimentimeen jousivai-kutuksen.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti sovitelma käsittää ainakin yhden parin viritettyjä massavaimentimia, jotka on kytketty toisiinsa niin, 20 että niiden kiertoliike on synkronoitu. Tällä tavalla vaadittu kokonaisvai-mennus voidaan saavuttaa usealla pienemmällä yksiköllä, jotka helpottavat sovitelman sijoittamista mäntämoottoriin.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa sovitelmassa 25 mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi värähtelevä massaelementti käsittää massakappaleen, jonka vastakkaisissa päissä on kaksi korvaket-ta, ensimmäiseen korvakkeeseen kiinnitetyn ensimmäisen akselin, joka ulottuu ensimmäisestä korvakkeesta ensimmäiseksi tukipinnaksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi, toiseen korvakkeeseen kiinnitetyn 30 toisen akselin, joka ulottuu toisesta korvakkeesta toiseksi tukipinnaksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi. Lisäksi toinen akseli toimii jou- 6 sielementtinä ja ensimmäinen ja toinen akseli on järjestetty siten, että niillä on yhtenevät keskiakselit. Tämänkaltaista massaelementtiä voidaan helposti käyttää erityisesti mäntämoottorin yhteydessä, mutta ei pelkästään muotonsa takia.

5

Keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon mukaisesti massakappale käsittää irrotettavasti kiinnitetyt lisämassat, joka mahdollistaa sovitelman toiminnallisten ominaisuuksien asettamisen.

10 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti mäntämoottori, jossa on ainakin yksi edestakaisin liikkuva, sylinteriin järjestetty mäntä, joka on kytketty moottorin kampiakseliin, on varustettu värähtelyn vaimennussovitel-malla, joka käsittää viritetyn massavaimentimen, jossa on ainakin yksi massaelementti ja ainakin yksi jousielementti, jossa massaelementti on 15 kiertyvästi tuettu niin, että kiertoakseli on poikkeutettu massaelementin painopisteakselista ja mainittu ainakin yksi jousielementti on järjestetty massaelementtiin vaikuttaen massaelementin kiertoasemaan.

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisesti mäntämoottori, jossa 20 on ainakin yksi edestakaisin liikkuva, sylinteriin järjestetty mäntä, joka on kytketty moottorin kampiakseliin, on varustettu värähtelyn vaimennussovi-telmalla, joka käsittää viritetyn massavaimentimen, jossa on ainakin yksi massaelementti, joka massaelementti käsittää massakappaleen, jonka vastakkaisissa päissä on kaksi korvaketta, ensimmäiseen korvakkeeseen 25 kiinnitetyn ensimmäisen akselin, joka ulottuu ensimmäisestä korvakkeesta ensimmäiseksi tukipinnaksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi, toiseen korvakkeeseen kiinnitetyn toisen akselin, joka ulottuu toisesta korvakkeesta toiseksi tukipinnaksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi. Lisäksi toinen akseli toimii jousielementtinä ja ensimmäinen ja toinen akse-30 li on järjestetty siten, että niillä on yhtenevät keskiakselit. Tämänkaltaista 7 massaelementtiä voidaan helposti käyttää mäntämoottorin yhteydessä, erityisesti, mutta ei pelkästään muotonsa takia.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti moottori on niin kutsuttu suuri 5 mäntämoottori, jonka sylinterin halkaisija on 200 mm tai enemmän ja/tai se on kykenevä tuottamaan tehoa yli 150 kW / sylinteri.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti värähtelyn vaimen-nussovitelma on järjestetty moottorin öljypohjaan.

10

Keksinnön vielä erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti värähtelyn vaimennussovitelma on järjestetty moottorin lohkoon.

Keksinnön vielä erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti väräh-15 telyn vaimennussovitelma on erillinen moottoriin irrotettavasti kiinnitetty mäntämoottorin värähtelyn vaimennusyksikkö.

Keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon mukaisesti mäntämoottori-generaattoriyksikkö, joka käsittää toisiinsa kytketyt mäntämoottorin ja ge-20 neraattorin, on varustettu mäntämoottori-generaattoriyksikön värähtelyn vaimennussovitelmalla, joka käsittää viritetyn massavaimentimen, jossa on ainakin yksi massaelementti ja ainakin yksi jousielementti, jossa massa-elementti on tuettu kiertyvästi niin, että kiertoakseli on poikkeutettu mas-saelementin painopisteakselista ja mainittu ainakin yksi jousielementti on 25 järjestetty massaelementtiin vaikuttaen massaelementin kiertoasemaan. Tällä on hyvin edullisia vaikutuksia toiminnan aikana, koska mäntämootto-ri-generaattoriyksikköä käytetään sähköä tuotettaessa pääasiassa vakio-käyntinopeudella ja värähtelyn vaimennussovitelma vaimentaa pääasiallisesti mainittua käyntinopeutta vastaavalla taajuudella olevat värähtelyt. 30 Koska mäntämoottori-generaattoriyksiköllä on huomattavan suppea toi-mintakäynnin nopeusalue, värähtelyn vaimennussovitelma voidaan tehok- 8 kaasti mitoittaa vaimentamaan värähtelyä vain olennaisen suppealla taajuusalueella.

5 Piirustusten lyhyt kuvaus

Seuraavassa keksintöä kuvataan viitaten liitteenä oleviin esimerkinomaisiin kaavamaisiin kuvioihin, joista

Kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista mäntämootto-10 ria,

Kuvio 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista viritettyä mas-savaimenninta,

Kuvio 3 esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista viritettyä massavaimenninta, 15 Kuvio 4 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon mukaista viritettyä massavaimenninparia mäntämoottorissa,

Kuvio 5 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon mukaista viritettyä massavaimenninparia mäntämoottorissa,

Kuvio 6 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon, 20 Kuvio 7 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon,

Kuvio 8 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen viritetyn mas- savaimentimen edullista sijoittelua, ja

Kuvio 9 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon.

25

Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti etukuvannon mäntämoottorista 10. Moottori koostuu ainakin yhdestä sylinteristä 15, jossa mäntä 20 on järjestetty liik-30 kumaan edestakaisin moottorin käydessä sinänsä tunnetulla tavalla. Mäntä 20 on kytketty moottorin kampiakseliin 25 kiertokangella 30. Moottorin 9 käydessä, kun moottori on monisylinterinen moottori, männän tai mäntien edestakainen liike aiheuttaa moottorin värähtelyä, jota kuvataan kaavamaisesti nuolella V. Värähtelyn vaimentamiseksi moottori on varustettu moottoriin kiinnitetyllä värähtelyn vaimennussovitelmalla 100. Kuvion 1 5 suoritusmuodossa värähtelyn vaimennussovitelma 100 on kiinnitetty moottorin öljypohjaan 35, mikä on edullinen sijoituskohta, koska tällä tavoin siellä olevaa tilaa voidaan käyttää tehokkaasti hyödyksi ja sovitelman asennus moottoriin vaatii vain minimaalisia muutoksia moottoriin. On ajateltavissa, että moottorin ja sovitelman 100 muotoilu on sellainen, että vä-10 rähtelyn vaimennussovitelma on kiinnitetty moottorin muuhun osaan, kuten moottorin lohkoon.

Olisi huomattava, että tässä suoritusmuodossa värähtelyn vaimennussovi-telman 100 kiertoakseli 135 yhtyy kampiakselin 25 kiertoakseliin 40. Tämä 15 on käytännössä edullinen tapa järjestää värähtelyn vaimennussovitelma 100. Tällä tavoin liikkuvista osista peräisin olevien voimien hallinta on mutkattomampaa.

Värähtelyn vaimennussovitelma 100 koostuu viritetystä massavaimenti-20 mesta 110. Viritetty massavaimennin toimii niin, että sen jousielementti-massaelementti-järjestelmä on viritetty niin, että moottorin ja massa-vaimentimen liikkeissä on 180 asteen vaihesiirto. Siten moottorin liikahtaessa yhteen suuntaan sen vaimentava massaelementti liikkuu vastakkaiseen suuntaan siten vaimentaen moottorin liikettä. Massavaimennin sisäl-25 tää ainakin yhden massaelementin 120, joka voidaan saada värähtele-mään moottorin herätteellä. Massavaimennin 110 sisältää myös ainakin yhden jousielementin 130, joka on järjestetty massaelementtiin vaikuttamaan sen kiertoasemaan. Jousielementti 130 on järjestetty niin, että pyrkii säilyttämään viritetyn massavaimentimen kiertolepoaseman. Se on ase-30 ma, johon sovitelma hakeutuu, kun vaimentimeen ei vaikuta mitään ulkoisia voimia painovoimaa lukuun ottamatta. Massaelementti on kiertyvästi 10 tuettu siten, että se on kierrettävissä pyörähdysakseliinsa 135 nähden jousivoimaa vastaan. Termi ’’kierrettävissä” tarkoittaa käytännössä hyvin pientä moottorin värähtelyn aiheuttaman kiertovärähtelyn kulmaliikettä. Pyö-rähdysakseli 135 on järjestetty poikkeutetuksi massaelementin painopis-5 teakselista Gn0. Sovitelmalla mäntämoottorin värähtelyt voidaan vaimentaa tehokkaasti.

Kampiakselilta ei oteta lainkaan tehoa värähtelyn vaimennussovitelman 100 käyttämiseksi. Tällä sovitelmalla on pienemmät mekaaniset häviöt 10 järjestelmää ajettaessa ja sillä saadaan moottorille pienempi polttoaineenkulutus.

Mäntämoottori on edullisesti suuri mäntämoottori, jonka sylinterin halkaisija on 200 mm tai enemmän ja/tai se on kykenevä tuottamaan tehoa yli 150 15 kW / sylinteri. Viritetty massavaimennin on viritetty toimimaan rajoitetulla moottorin nopeusalueella. Tämä alue määritellään niin, että suurin vaikutus saavutetaan moottorin ominaisnopeudella. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti moottori on kytketty sähkögeneraattoriin ja sitä käytetään rajoitetulla moottorin nopeusalueella. Tällöin viritetty massavaimennin 20 toimii erittäin tehokkaasti.

Kuvio 2 kuvaa keksinnön erään suoritusmuodon mukaista viritettyä mas-savaimenninta 110, osion I esittäessä massavaimenninta pystysuorasti ylhäältä, osion II ensimmäiseltä sivulta ja osion III päätykuvantoa osion I 25 massavaimentimesta. Viritetty massavaimennin 100 käsittää massaelementin 120. Massaelementti käsittää massakappaleen 121, jossa on ainakin kaksi korvaketta 122, 123 massakappaleen 121 vastakkaisissa päissä. Korvakkeet on varustettu sama-akselisesti järjestetyillä kiinnityssyvennyk-sillä 124, jotka ovat tässä tapauksessa pyöreitä läpimeneviä aukkoja mas-30 savaimentimen 110 akseleita varten. Akselit käsittävät ensimmäiseen kor- 11 vakkeeseen 122 kiinnitetyn ensimmäisen akselin 140 ja toiseen korvak-keeseen 123 kiinnitetyn toisen akselin 150.

Ensimmäinen akseli 140 ulottuu ensimmäisestä korvakkeesta 122 niin, 5 että se muodostaa ensimmäisen tukialueen 160 värähtelevän massan tukemiseksi kiertyvästi laakerilla 161. Myös toiseen korvakkeeseen 123 kiinnitetty toinen akseli ulottuu toisesta korvakkeesta muodostaen toisen tukialueen 180 tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi laakerilla tai vastaavalla 181. Toinen akseli toimii vääntöjousielementtinä ja ensimmäisellä 10 ja toisella akselilla on yhtenevät keskiakselit. Akselit on irrotettavasti kiinnitetty massaan sinänsä tunnetulla tavalla.

Jousielementti 130 koostuu vääntösauvasta. Tässä suoritusmuodossa toinen akseli 150 toimii myös jousielementtinä 130. Näin ollen sauvaan 15 voidaan tässä yhteydessä viitata myös viitenumerolla 150. Toinen akseli 150 on kiinnitetty ensimmäisestä päästään massaelementtiin ja toinen pää on varustettu lukitusjärjestelyllä 190, jolla toisen akselin (eli vääntösauvan) kiertoliike lukitaan sen toisessa päässä. Lukitusjärjestely käsittää laippa-elimen, joka on irrotettavasti kiinnitetty esimerkiksi moottorin runkoon. 20 Laippa on varustettu syvennyksellä toisen akselin 150 päätyosaa varten. Lukitus aikaansaadaan esimerkiksi akselin päätyosassa ja laippaelimessä olevilla hammasuurroksilla.

Massaelementin 120 pituus L on edullisesti ainakin kaksi kertaa painopis-25 teakselin Gn0 etäisyys D kiertoakselista 135. Siten sovitelman vaatima tila on huomattavan kapea. Massaelementti 120 on järjestetty värähtelemään, toisin sanoen suorittamaan edestakaista kulmaliikettä olennaisesti tasossa P. Taso P on olennaisesti kohtisuorassa jousielementin, eli toisen akselin 150, pituusakselia vastaan. Moottoriin asennettuna massavaimennin on 30 järjestetty edullisesti niin, että taso P on samassa suunnassa kuin mootto- 12 rin (kuvio 8, viitenumero 801) massavoimien vektori. Taso P kulkee myös massaelementin painopisteen G no kautta.

Massaelementti on edullisesti varustettu irrotettavilla massayksiköillä 121', 5 joiden lukumäärä valitaan kullekin tapaukselle sopivaksi massavaimennin-ta viritettäessä.

Ensimmäinen akseli 140 ulottuu ensimmäisestä korvakkeesta niin, että se muodostaa ensimmäisen tukialueen 160 tukemaan värähtelevää massaa 10 kiertyvästi laakerilla 161.

Massavaimennin 110 on varustettu tahdistusjärjestelyllä 200. Näin siinä tapauksessa, että vaimennin on tarkoitettu osaksi sovitelmaa, joka koostuu ainakin yhdestä viritetystä massavaimenninparista. Tahdistusjärjestely 200 15 helpottaa vaimentimien kytkemistä toisiinsa niin, että niiden kiertoliike tahdistetaan. Kuvion 3 suoritusmuodossa tahdistusjärjestely 200 on hammas-kehä 202. Tämä on mahdollista, koska massavaimentimen kiertoliike on edestakaista liikettä maksimi- ja minimiasemien välillä suhteessa lepo-asemaan. Kuviossa 3 on esitetty myös vaihtoehto, jossa massavaimen-20 ninpari on lepoasemassa kulmassa a.

Kuviossa 4 on esitetty tarkemmin, kuinka värähtelyn vaimennussovitelma 100 kiinnitetään moottorin öljypohjaan 35. Värähtelyn vaimennussovitelma 100 koostuu parista viritettyjä massavaimentimia, jotka on kytketty toisiin-25 sa hammaspyörällä kunkin ensimmäiselle akselille 140 (kuvio 2) järjestetyn massavaimentimen etupäästä 200. Viritettyjen massavaimentimien kiinnittämiseksi ja tukemiseksi öljypohjaan 35 öljypohja on varustettu alustoilla 351, 352 laakereita 161, 181 varten. Vääntösauvan eli toisen akselin 150 lukitusjärjestely 190 on järjestetty öljypohjan takaseinään 353 öljypoh-30 jän ulkopuolelle. Massavaimentimet on edullisesti järjestetty niin, että massaelementit ovat lepoasennossaan suunnattu olennaisesti samaan 13 tasoon. Taso on edullisesti olennaisen kohtisuorassa moottorin sylinterinen pääsuuntaa vastaan.

Kuvio 5 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon, jossa on 5 käytetty samoja viitenumeroja kuin kuvion 2 samoille tai vastaaville mas-savaimentimen 110 osille. Kuvio 5 esittää suoritusmuotoa, jossa pari samanlaisia massavaimentimia 110 on järjestetty koteloon 500 muodostamaan mäntämoottorin 10 värähtelyn vaimennusyksikkö. Lisäksi tässä suoritusmuodossa ensimmäinen akseli 140 on ontto ja toinen akseli 150 on 10 järjestetty ulottumaan toisesta korvakkeesta 123 ensimmäisen akselin 140 läpi massavaimentimen etupuolelle. Toinen akseli 150 voidaan tukea kier-tyvästi ensimmäisellä akselilla 140 tai se voidaan johtaa sen läpi ilman kosketusta ensimmäiseen akseliin, toisin sanoen niin, että ensimmäisen akselin sisäpinnan ja toisen akselin ulkopinnan välille on järjestetty rako. 15 Tämä suoritusmuoto säästää tilaa pituussuunnassa.

Lukitusjärjestely on kuviota 2 vastaavalla tavalla varustettu lisäksi vaihtoehtoisella lisäjousella ja/tai vaimennussovitelmalla 130', joka sijoittuu kotelon 500 ulkopuolelle mahdollistaen esimerkiksi massavaimentimen omi-20 naisuuksien muuttamisen helposti asennuksen jälkeen tai jopa moottorin toiminnan aikana.

Edelleen kuviossa 5 on esitetty mäntämoottorin värähtelyn vaimennussovi-telman voitelujärjestelmä 520, jonka avulla esimerkiksi voiteluöljy voidaan 25 kierrättää sovitelman läpi synkronointisovitelman 200 ja/tai laakereiden 161, 181 voitelemiseksi. Erityisesti eräässä suoritusmuodossa, jossa sovi-telmaa ei ole sijoitettu moottorin öljypohjaan, lisävoitelu on edullista. Voitelujärjestelmä 520 on edullisesti liitetty mäntämoottorin voitelujärjestelyyn. 1

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön eräs lisäsuoritusmuoto, jossa kaksi mas-saelementtiä 120 on järjestetty tahdistettuun yhteyteen toistensa kanssa 14 tahdistusjärjestelynä 200 toimivan hammaspyörälaitteen avulla. Vain toinen massaelementeistä on varustettu jousielementillä 130, jonka vaikutus siirretään toiseen massaelementtiin tahdistusjärjestelyn 200 kautta.

5 Kuvio 7 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon, jossa viritetty massavaimennin 110 käsittää akselin tai sauvan 150, joka on vapaasti kiertyvästi tuettu laakereilla 162, 182. Akseli on varustettu kahdella mas-saelementillä 120, jotka on järjestetty sauvalle 150 välimatkan päähän toisistaan. Sauva 150 on järjestetty toimimaan viritetyn massavaimentimen 10 vääntöjousena 130. Massaelementit on edullisesti sijoitettu vääntöjousen 130 päihin. Akseli on vapaasti kierrettävä ainakin massavaimentimen toiminnan vaatimassa määrin, mutta sen kiertoa voidaan kuitenkin rajoittaa. Tässä tapauksessa on edullista järjestää massaelementit niin, että mas-saelementtien painopiste on vertikaalisesti matalammalla kuin sovitelman 15 kiertoakseli 135. Tämä parantaa sovitelman staattista vakautta.

Kuviossa 8 on esitetty kaavamaisesti moottorin 10 etu- ja sivukuvannot, jotka esittävät värähtelyn vaimennussovitelman 100 erästä edullista sijoitusta. Tasapainotettavalla yksiköllä (esimerkiksi moottorilla tai moottori-20 generaattoriyksiköllä) on painopiste G10. Nuoli 801 esittää moottorin mas-savoimien vektoria ja nuoli 802 värähtelyn vaimennussovitelman 100 kehittämien voimien vektoria. Edullisesti moottorin massavoimien vektori on olennaisesti samalla pystysuoralla linjalla L värähtelyn vaimennussovitelman kehittämien voimien vektorin kanssa. Edullisesti suora L yhtyy myös 25 kuvion 2 yhteydessä kuvattuun tasoon P.

Kuviossa 8 on myös esitetty keksinnön eräs suoritusmuoto, jossa värähtelyn vaimennussovitelman 100 kiertoakseli 135 poikkeaa kampiakselin 25 (esitetty kuviossa 1) kiertoakselista 40. Tarkemmin sanoen värähtelyn 30 vaimennussovitelman 100 kiertoakseli 135 on tässä kohtisuorassa kampiakselin 25 kiertoakselia 40 vastaan.

15

Kuviossa 9 on esitetty keksinnön vielä eräs toinen suoritusmuoto, jossa massavaimennin 110 on järjestetty moottorin öljypohjaan 35 niin, että vääntöjousielementti 130, eli akseli, on sijoitettu öljypinnan yläpuolelle niin, 5 että roiskeöljy jäähdyttää sitä. Edelleen tässä suoritusmuodossa massa-elementit 120 on järjestetty erilliseen kammioon tai koteloon 90 niin, että massaelementit voivat liikkua olennaisen vapaina öljykylvystä, toisin sanoen ilman öljyn vaimentavaa vaikutusta.

10 Vaikka esillä olevaa keksintöä on tässä kuvattu esimerkkien avulla niissä yhteyksissä, joita tällä hetkellä pidetään sen edullisimpina suoritusmuotoina, on ymmärrettävä, että keksintöä ei ole rajattu esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sen on tarkoitus kattaa erilaisia sen piirteiden yhdistelmiä tai muunnelmia ja useita muita keksinnön suojapiiriin kuuluvia sovellutuksia 15 siten kuin oheisissa patenttivaatimuksissa on määritelty. Minkä tahansa edellä kuvatun suoritusmuodon yhteydessä mainittuja yksityiskohtia voidaan käyttää toisen suoritusmuodon yhteydessä, mikäli kyseinen yhdistelmä on tekniseksi toteuttamiskelpoinen. 1

Claims

1. Sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, joka sovitelma 5 käsittää viritetyn massavaimentimen (110), jossa on ainakin yksi massa- elementti (120) ja ainakin yksi jousielementti (130), tunnettu siitä, että massaelementti on kiertyvästi tuettu niin, että kiertoakseli (135) on poikkeutettu (D) massaelementin (120) painopisteakselista (G110), ja että mainittu ainakin yksi jousielementti (130) on järjestetty massaelementtiin 10 (120), joka jousielementti (130) pyrkii ylläpitämään viritetyn massavaimen timen (110) kiertolepoaseman.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi jousielementti 15 (130) käsittää sauvan (150), jonka pituusakseli on kohtisuorassa sitä tasoa (P) vastaan, jossa massaelementin (120) värähtelyliike tapahtuu.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että sauva (150) on irrotettavasti kiinnitet- 20 ty massaelementtiin (120) ensimmäisestä päästään, ja että sauvan kiertoliike on lukittu (190) sen toisesta päästä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu aina- 25 kin yksi pari viritettyjä massavaimentimia, jotka on kytketty toisiinsa niin, että niiden kiertoliike on tahdistettu. 1 2 3 4 Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen sovitelma mäntämoottorin 2 värähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että värähtelevä massaele- 3 30 mentti (120) käsittää massakappaleen, jonka vastakkaisissa päissä on 4 kaksi korvaketta, ensimmäiseen korvakkeeseen kiinnitetyn ensimmäisen akselin, joka ulottuu ensimmäisestä korvakkeesta ensimmäiseksi tukipin-naksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi, toiseen korvakkeeseen kiinnitetyn toisen akselin, joka ulottuu toisesta korvakkeesta toiseksi tuki-pinnaksi tukemaan värähtelevää massaa kiertyvästi, jolloin toinen akseli 5 toimii jousielementtinä, ja että ensimmäisellä ja toisella akselilla on yhtenevät keskiakselit.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että massakappale käsittää irrotettavasti 10 kiinnitetyt lisämassat.

7. Mäntämoottori, jossa on ainakin yksi edestakaisin liikkuva mäntä järjestettynä sylinteriin männän ollessa kytketty moottorin kampiakseliin, tunnettu siitä, että moottori on varustettu jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mu- 15 kaisella värähtelyn vaimennussovitelmalla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen mäntämoottori, tunnettu siitä, että värähtelyn vaimennussovitelma on järjestetty moottorin öljypohjaan.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen mäntämoottori, tunnettu siitä, että värähtelyn vaimennussovitelma on järjestetty niin, että sen kiertoakseli yhtyy kampiakselin kiertoakseliin. 1 Menetelmä mäntämoottorin värähtelyn vaimentamiseksi, jossa mene-25 telmässä moottorin käydessä moottorivärähtely vaimennetaan viritetyllä massavaimentimella, jossa on moottorin yhteydessä ainakin yksi värähtelevä massaelementti ja ainakin yksi jousielementti, jossa menetelmässä moottorin herätteet aikaansaavat vaimentimen massaelementin värähtelyn vaimentamaan mäntämoottorin värähtelyä, tunnettu siitä, että massaele-30 mentin värähtelyliike ohjataan tapahtumaan kiertyvänä liikkeenä suhteessa massaelementin kiertoakseliin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mäntämoottorin värähtelyn vaimen-nusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi jousielementti aikaansaa massaelementille kiertyvän jousivaikutuksen. 5

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mäntämoottorin värähtelyn vaimen-nusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi jousielementti aikaansaa kiertyvän jousivaikutuksen vääntövaikutuksen avulla.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen mäntämoottorin väräh telyn vaimennusmenetelmä, tunnettu siitä, että mäntämoottorin värähtely vaimennetaan ainakin yhdellä parilla viritettyjä massavaimentimia, joiden värähtelyliike on tahdistettu.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen mäntämoottorin värähte lyn vaimennusmenetelmä, tunnettu siitä, että massaelementin liike yhtyy olennaisesti mäntämoottorin sylinterin pituusakseliin.