Уравновешивание двигателя

Многоцилиндровые четырехтактные карбюраторные двигатели, имеющие коленчатые валы зеркально симметричной формы, практически уравновешены от действия сил инерции и их моментов, т. е. двигатель воздействует на свои опоры с постоянными по величине и направлению усилиями и не нуждается в дополнительных уравновешивающих механизмах.

Двухтактные четырех- и шестицилиндровые двигатели ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 имеют несимметричные коленчатые валы, поэтому в них моменты сил инерции оказываются неуравновешенными.

Рис. 15. Уравновешивание центробежных сил и их моментов

Как видно из рис. 15, центробежные силы Рц, действующие на двигатель, взаимно уравновешиваются, так как на всех кривошипах они одинаковы по величине, а действуют попарно в противоположные стороны. Но силы эти приложены не в одной точке, а поэтому создается два момента центробежных сил: момент пары сил первого и четвертого кривошипов (М1-4) и момент пары сил второго и третьего кривошипов (М2-3). Эти моменты не уравновешены, так как не равны по величине и действуют в разных плоскостях. Моменты центробежных сил уравновешиваются противовесами, закрепленными на коленчатом валу, которые создают моменты (Мпр), равные моментам центробежных сил, но противоположно направленные. На двигатель действуют также и силы инерции поступательно-возвратно движущихся масс P_j (ПВДМ). Силы эти действуют, как показано на рис. 16, в вертикальной плоскости, проходящей через оси цилиндров. Силы инерции ПВДМ, как и центробежные силы, взаимно уравновешены.

Рис. 16. Уравновешивание сил инерции поступательно-возвратно движущихся масс и их моментов

Моменты сил инерции ПВДМ уравновешиваются при помощи специального уравновешивающего механизма. Он состоит из двух валов (в качестве одного из них используется распределительный вал), на концах которых закреплены противовесы. Число оборотов коленчатого и уравновешивающих валов одинаково; массы и расположение противовесов на уравновешивающих, валах подобраны так, что две пары противовесов уравновешивают моменты сил инерции во всех четырех цилиндрах. На рис. 16 показано взаимодействие центробежных сил, создаваемых противовесами обоих валов при вертикальном положении крайних кривошипов: вертикальные составляющие Р_в в сумме создают уравновешивающий момент, а горизонтальные составляющие Р_г взаимно уравновешиваются и никакого действия на двигатель не оказывают.

При повороте коленчатого вала на 90° аналогичным образом уравновешиваются моменты сил инерции ПВДМ, действующие на средние кривошипы.