Belső égésű motor hajtórúd igénybevételeinek elemzése
A forgattyús mechanizmus a körmozgást egyenes vonalú lengőmozgássá illetve az egyenes vonalú lengőmozgást körmozgássá alakítja át. Ezt a műszaki gyakorlatban széles körben alkalmazzák.
Többek között belső égésű motorokban is megtalálható ez a mechanizmus: a hajtórúd köti össze az egyenes vonalú mozgást végző dugattyút a forgó mozgást végző főtengellyel. A hajtórúd viszi át a dugattyúra ható erőt a forgattyúcsapra, így hoz létre forgatónyomatékot a főtengelyen.
A hajtókar a motor egyik legnagyobb terhelésnek kitett része. A gyújtási fázisnál fokozatosan felépülő terhelést kap: az általa felvett húzó és nyomó igénybevétel percenként 6-10 ezerszer is irány változtathat, tehát az alkarészt igen nagyciklusú fárasztó igénybevételre kell méretezni.
Fontos figyelembe venni a hajtórudak anyagminőségét és a kialakított profilját is. Kis tehetetlenségűnek kell lenniük, ezért általában alumínium ötvözetből gyártják, de előfordul verseny és néhány standard motoroknál, hogy a hajtókar titánból vagy szénszálas anyagból készül. Többfajta hajtórúd profil használatos az autóiparban, de talán a legelterjedtebb a fenti képen baloldalt látható “I” profil. A mellette lévő “H” profil már a versenysport képviselője, így a nagyszériás motorokban kevésbé fordulnak elő.
Dolgozatom során numerikus és analitikus módon is vizsgálom a szóban forgó hajtórúd kialakításokat. Ansys szoftverkörnyezet segítségével statikus, illetve tranziens erőhatásokat és az ebből származó feszültségeket hasonlítom össze a különböző konstrukciók esetén, végül az eredményt analitikus úton validálom. A vizsgálat célja a mechanikailag kis igénybevételű régiók azonosítása és a kiválasztott konstrukciók geometriájának módosítása, törekedve az egyenszilárdságú terhelésállapot elérésére.
