Двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) поділяються на два основні типи: урівноважені та самоурівноважені. Розуміння їх відмінностей є ключовим для аналізу ефективності та роботи силових агрегатів.
Природа сил та моментів у ДВЗ
Двигун внутрішнього згоряння являє собою складний механізм з численними деталями, що рухаються з прискоренням. Добуток маси на прискорення визначає сили, які виникають в процесі роботи ДВЗ. До таких сил належать сили інерції поступально-рухомих мас (поршні та їхні компоненти), а також сили інерції нерівновідроважених обертових мас (шийки колінчастого валу та приєднані елементи).
Сили, помножені на відповідні плечі, генерують обертальні моменти. Усі ці сили та моменти передаються на опори двигуна та кузов транспортного засобу, спричиняючи вібрації. Характер цих взаємодій залежить від таких конструктивних особливостей, як:
- Тип двигуна
- Кількість циліндрів
- Конфігурація блоків циліндрів
- Кут розвалу блоків
- Порядок роботи циліндрів
- Частота обертання колінчастого валу
Поняття самоурівноваженості
У випадках, коли зазначені фактори взаємно компенсують один одного, двигун вважається повністю самоурівноваженим.
Ознаки повної самоурівноваженості
Повна самоурівноваженість характеризується шістьма основними ознаками:
- Рівність нулю сумарних сил інерції поступально-рухомих мас, викликаних прискоренням з частотою, що дорівнює частоті обертання колінчастого валу (сили першого порядку), та подвоєною частотою обертання (сили другого порядку).
- Рівність нулю сумарних відцентрових сил.
- Рівність нулю моментів зазначених сил, що діють відносно центральної точки колінчастого валу у площині його осі.
Прикладами повністю самоурівноважених двигунів є рядний шестициліндровий двигун та V-подібний дванадцятициліндровий двигун.
Методи урівноваження інших двигунів
Для досягнення необхідного рівня урівноваженості в інших типах двигунів інженери застосовують специфічні конструктивні рішення:
- Усунення неврівноважених моментів: досягається шляхом використання спеціальних дисбалансів на маховиках або додаткових противаг на колінчастому валу.
- Ліквідація сил інерції першого та другого порядку: здійснюється за допомогою спеціалізованих урівноважувальних механізмів. Ці механізми, що приводяться в дію від колінчастого валу, можуть обертатися з його власною швидкістю (для сил першого порядку) або з подвоєною частотою обертання (для сил другого порядку).
Інформація підготовлена на основі матеріалів: www.avtomir.ua