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Das Fliehkraftpendel ist eine Art von Schwingungstilger zur Dämpfung von Dreh- bzw. Torsionsschwingungen. Aufgrund der Drehzahlproportionalität wird das Fliehkraftpendel auch als adaptiver Tilger bezeichnet.

HintergrundBearbeiten

Um eine optimale Tilgerwirkung zur Herabsetzung von Schwingungsamplituden zu erreichen, werden Tilger auf die Frequenz der Anregung abgestimmt. Bei Feder-Masse-Systemen sind die Federkonstante und die schwingende Masse dafür ausschlaggebend. Zur Schwingungstilgung bei Systemen mit variabler Erregerfrequenz muss sich für eine breitbandige Wirkung die Steifigkeit des Tilgers quadratisch mit der Erregerfrequenz ändern, was mit konventionellen Federn nicht möglich ist.

Wirkungsweise/FunktionsprinzipBearbeiten

Beim Fliehkraftpendel entsteht die Rückstellkraft nicht durch eine Feder, sondern wie beim Fadenpendel durch eine Beschleunigung. Beim Fadenpendel hängt die Eigenfrequenz   von der Erdbeschleunigung   und der Fadenlänge   ab:

 

Im Gegensatz dazu ist beim Fliehkraftpendel die Pendelmasse an einer rotierenden Scheibe angebracht, wodurch statt der Schwerkraft die Fliehkraft der mit der Frequenz   rotierenden Scheibe wirksam wird:

Mit

 

und

 

gilt

 

Dabei bezeichnet   den Abstand der Pendelmasse von der Achse der Scheibe und   deren Winkelgeschwindigkeit.   ist der Abstand des Pendelaufhängepunkts von der Achse der Scheibe. Die Tilgerfrequenz ist also proportional zur Drehzahl und kann durch die Wahl von   und   genau abgestimmt werden.

In vielen Fällen von Drehungleichförmigkeiten dominiert eine Anregungsfrequenz, die zudem in einem festen Verhältnis zur Drehzahl steht. Bei einem 4-Zylinder-4-Takt-Motor beträgt diese Motorordnung   und es ergibt sich folgender Zusammenhang:

 

Aufgrund der dann stets gegebenen Abstimmung der Resonanz ist die Schwingungsamplitude des Pendels erhöht und die Dämpfungswirkung bereits bei kleinen Pendelmassen gegeben.

Die alternative Verwendung von Zweimassenschwungrädern hat den Nachteil konstanter Resonanzfrequenz, sodass die Resonanz nicht ausgenutzt werden kann. Vielmehr wird das System auf den nichtresonanten Fall ausgelegt und die Resonanz vermieden. Diese liegt dann am unteren Ende des für einen niedrigen Kraftstoffverbrauch wünschenswerten niedrigen Drehzahlbereichs.

LiteraturBearbeiten