Балансирний вал
Балансирні вали використовуються в поршневих двигунах для зменшення вібрації шляхом нейтралізації незбалансованих динамічних сил. Вали контрбаланса мають ексцентричні ваги та обертаються в протилежному напрямку один до одного, що створює чисту вертикальну силу.
Балансирний вал був винайдений і запатентований британським інженером Фредеріком В. Ланчестером у 1907 році[1][2]. Він найчастіше використовується в чотирирядних двигунах і двигунах V6, які використовуються в автомобілях і мотоциклах.
Огляд[ред. | ред. код]
_031.jpg)
Принцип роботи системи балансирного вала полягає в тому, що два вали з однаковими ексцентричними вагами обертаються в протилежних напрямках із подвійною швидкістю двигуна. Фазування валів таке, що відцентрові сили, створювані вагами, скасовують вертикальні сили другого порядку (при подвоєних обертах двигуна), створювані двигуном[3]. Горизонтальні сили, створювані балансирними валами, рівні та протилежні, а тому компенсують одна одну.
Балансирні вали не зменшують вібрацію, яку відчуває колінчастий вал [4].
Застосування[ред. | ред. код]
Двоциліндрові двигуни[ред. | ред. код]
Численні мотоциклетні двигуни, особливо рядні здвоєні двигуни, мають системи балансувального вала, наприклад, двигуни Yamaha TRX850 і Yamaha TDM850 мають колінчастий вал на 270° із балансирним валом. Альтернативний підхід, застосовуваний у BMW GS paralelno-twin, полягає у використанні «фіктивного» шатуна, який переміщує шарнірну противагу.
Чотирициліндрові двигуни[ред. | ред. код]
Балансувальні вали часто використовуються в чотирирядних двигунах, щоб зменшити вібрацію другого порядку (вертикальна сила, що коливається з подвійною частотою обертання двигуна), яка притаманна конструкції типового чотирирядного двигуна. Ця вібрація виникає через те, що рух шатунів у чотирирядному двигуні з рівномірним запалюванням не є симетричним протягом обертання колінчастого вала; таким чином, протягом заданого періоду обертання колінчастого вала, низхідний і висхідний поршні не завжди повністю протилежні у своєму прискоренні, породжуючи сумарну вертикальну силу двічі за кожен оберт (яка квадратично зростає з обертами на хвилину)[5].
У чотирициліндровому двигуні сили компенсуються поршнями, що рухаються в протилежних напрямках. Тому балансувальні вали не потрібні в чотирициліндрових двигунах.
П'ятициліндрові двигуни[ред. | ред. код]
Балансувальні вали також використовуються в рядних п’ятициліндрових двигунах, таких як GM Vortec 3700.
Шестициліндрові двигуни[ред. | ред. код]
У рядному шестициліндровому двигуні та шестициліндровому двигуні сили гойдання природно збалансовані, тому балансувальні вали не потрібні.
Восьмициліндрові двигуни[ред. | ред. код]
Прикладом є двигун Mercedes-Benz OM629 і Volvo B8444S[6].
Дивись також[ред. | ред. код]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ Frederick William Lanchester, 1868-1946. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. The Royal Society. 5 (16): 761. 1948. doi:10.1098/rsbm.1948.0010. ISSN 1479-571X.
- ↑ Frederick William Lanchester (31 жовтня 1912). US1163832A - Balancing means for reciprocating engines. Google Patents. Процитовано 3 квітня 2021.
- ↑ Engine Balance and the Balance Shafts. www.zzperformance.com (англ.). Процитовано 20 серпня 2019.
- ↑ Weighing the Benefits of Engine Balancing. www.babcox.com. Архів оригіналу за 24 February 2009. Процитовано 12 грудня 2004.
- ↑ "Shaking forces of twin engines" [Архівовано 2010-07-15 у Wayback Machine.], Vittore Cossalter, Dinamoto.it
- ↑ Volvo B8444S/Yamaha 4.4 V8 Engine. australiancar.reviews. Процитовано 29 грудня 2022.