Главное меню

Равномерность хода и уравновешенность многоцилиндровых двигателей

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе сила давления газов действует на поршень периодически через каждые три полуоборота коленчатого нала, вследствие чего даже при наличии маховика значительного веса коленчатый вал вращается неравномерно, вызывая сотрясения всего двигателя.
В четырехцилиндровых двигателях рабочих ходы действуют на каждом полуобороте вала и следуют непрерывно один за другим, в шестицилиндровых двигателях рабочие ходы перекрываются на V3 хода поршня и в восьмнцилиндровых -— на V2 хода поршня. Из-за этого при увеличении числа цилиндров обеспечивается более равномерное вращение коленчатого вала ц постоянство развиваемого на нем крутящего момента. Поэтому соответственно снижается значение массы маховика. Таким образом, вес маховика, отнесен- 

и 1лii к 1 л. с. мощности двигателя, с увеличением числа цилиндров двигателей уменьшается.
Кроме сил, возникающих от давления газов, в двигателе еще действуют силы инерции. Вследствие того, что вознратно-поступателыю движущиеся детали (поршневая группа, с верхней частью шатуна) имеют некоторый вес (массу) и движутся неравномерно с ускорениями, возникают значительные по своей величине силы инерции поступательно движущихся частей. Наибольшего своего значения эти силы достигают, когда поршни переходят через верхнюю и нижнюю мертвые точки.
Силы инерции поступательно движущихся частей в одноцилиндровом двигателе остаются свободными, т. е. ничем не уравновешенными. При переходе nopuiheii через мертвые точки сила инерции, достигая своего максимального значения и передаваясь через детали кривошипио-татунного механизма на картер двигателя, вызывает значительные его сотрясения, передающиеся и па основание, к которому кренится двигатель. Кроме того, эта сила дополнительно нагружает детали и сочленения кривошипно-шатунного механизма, повышая их износ.
В многоцилиндровых двигателях силы инерции поступательно движущихся частей, возникающие в отдельных цилиндрах, взаимно уравновешиваются. Так, например, в четырехцилиндровом двигателе при положении поршней в мертвых точках (фиг. 33) силы инерции Р1 и РА в крайних цилиндрах направлены вверх, а силы инерции Р2и Psb двух средних цилиндрах направлены вниз. Так как все эти силы при равенстве весов поршневых групп равны между собой, то сумма этих сил в каждый данный момент равна нулю и действие их в двигателе взаимно почти полностью уравновешивается (остаются неурав­новешенными так называемые силы инерции второго порядка). Еще лучшую уравновешенность имеют шести- и восьмицилиндровые двигатели.
Сочетание равномерности вращения коленчатого вала в многоцилиндровых двигателях с их уравновешенностью обеспечивает плавную и спокойную работу таких двигателей без сотрясений и толчков.
Кроме сил инерции поступательно движущихся частей, вследствие наличия смещенных от оси вращения масс шатунных шеек с нижними головками шатунов, на кривошипах при вращении вала возникают центробежные силы S, которые дополнительно могут нагружать коренные подшипники коленчатого вала. Центробежные силы уравновешивают с помощью установки на валу противовесов, создающих противоположно направленные силы Sn>
Для сохранения уравновешенности двигателей все поступательно движущиеся летали (поршень и др.) подбирают в данный двигатель одного веса, а вращающиеся детали тщательно балансируются.