|
|
Балансировка двигателя
Сильная вибрация возникает в том случае, если двигатель
плохо сбалансирован. Эта вибрация может возникнуть из-за
недостатков конструкции или из-за плохого технического
обслуживания двигателя.
Для сведения вибрации к минимуму необходимо обратить
внимание на следующее:
Первичную балансировку
Балансировку деталей
Интервалы зажигания
Вторичную балансировку
Первичная балансировка
Когда поршень проходит через ВМТ и НМТ, изменение
направления вызывает появление сил инерции, которые пытаются
удержать направление движение поршня, которое было до
изменения. Эта сила, называемая природной силой инерции,
увеличивается в случае увеличения оборотов вала двигателя и
если ее не скомпенсировать, она может вызвать сильную
вибрацию в вертикальной плоскости, то есть на одной линии с
осью цилиндра.
Одноцилиндровый двигатель
На рис. 12.10 изображен график силы инерции, возникающей в
одноцилиндровом двигателе; на графике видно
направление и амплитуда силы инерции за один оборот
коленчатого вала, причем направление движения поршня вверх
считается положительным направлением.
Из графика видно, что в положении ВМТ
замедление движущихся поступательно масс (поршень в сборе и
одна треть шатуна) вызывает силу, направленную вверх и
приложенную к двигателю.
В положении НМТ возникает такая же сила, но при этом
положении поршня сила направлена вниз. Если рассмотреть
действие этих двух сил, то станет видно, что вращение
коленчатого вала двигателя будет приводить к возникновению
колебаний, направленных вверх и вниз, с частотой, равной
оборотам двигателя.
Эта вибрация может быть уменьшена, если добавить
компенсирующие массы А и В, создающие при вращении
коленчатого вала противоположно направленные силы. Путем
подбора величины этих двух масс внешняя сила может быть
сделана равной силам инерции F, и F2, но в положении,
отличном от мертвых точек, компенсирующие массы будут сами
производить разбалансирующие силы. Это нежелательно,
поскольку это приведет только к сдвигу плоскости вибрации от
вертикали к горизонтали. Вследствие этого компенсирующие
массы, применяемые в одноцилиндровом двигателе,
устанавливаются только для балансировки половины
поступательно движущихся масс. В результате, вибрация в
вертикальной и в горизонтальной плоскостях остается, а это
означает, что все гайки и болты на автомобилях, оснащенных
одноцилиндровым двигателем, должны быть тщательно затянуты.
Четырехцилиндровый двигатель
На рис. 12.11 изображено расположение коленчатого вала
четырехцилиндрового двигателя с рядным расположением
цилиндров и направления действия сил инерции.
Первичная балансировка достигается
благодаря тому, что силы, создаваемые движением двух
поршней, находящихся в положении ВМТ, равны силам,
создаваемым движением поршней, находящихся в положении НМТ.
Как видно из рис. 12.11, колена коленчатого вала расположены
таким образом, что силы, действующие на поршень 1 и 2,
производят вращающий момент (называемый моментом вращения),
противоположный моменту, создаваемому поршнями 3 и 4.
Противоположные моменты вращения, создаваемые при таком
расположении коленчатого вала, воздействуют на двигатель и в
результате сводят к минимуму вибрацию двигателя.
Изгибание вала, вызываемое моментами вращения, а также
большую нагрузку на средний коренной подшипник можно
уменьшить добавлением к коленчатому валу компенсирующих
масс. Таким же образом, если использовать для опоры вала
пять коренных подшипников вместо трех, использовавшихся
прежде, можно получить более жесткую конструкцию, которая
требуется для современных двигателей из-за их высоких
угловых скоростей вращения коленчатого вала.
Трехцилиндровый двигатель
Рассмотрение трехцилиндрового двигателя с расположением
цилиндров в ряд полезно, поскольку такая конструкция не
только используется непосредственно в двигателях, но также
образует базовый узел для шестицилиндровых двигателей с
рядовым расположением цилиндров и двигателей V6.
На рис. 12.12 изображено расположение коленчатого вала и
действующие силы инерции, когда поршень 1 находится в
положении ВМТ.
Поскольку колена вала расположены под углом 120°, большие
силы, действующие в мертвых точках на один поршень,
уравновешиваются меньшими силами, действующими на два других
поршня. Эти меньшие силы есть результат от ускорения или
замедления поршня при приближении к мертвой точке или начале
движения в начале такта.
назад
>> |
|
