Уравновешивание мотоциклетного двигателя

Июль 23rd, 2013

144Характер движения разных частей кривошипного механизма неодинаков: одни вращаются постоянно в одном направлении, другие движутся прямолинейно, меняя свое направление и скорость. Поршень, например, движется прямолинейно, меняя свое направление дважды в течение одного оборота вала; скорость же его изменяется непрерывно на протяжении каждого хода; в мертвой точке она равна нулю, в начале хода поршень постепенно ускоряет свое движение, в средней части хода его скорость максимальная, затем он начинает замедлять свое движение и к моменту прихода поршня в другую мертвую точку скорость его снова падает до нуля. Такое же "возвратно-поступательное" движение совершает поршневой палец, а также верхняя головка шатуна.

Палец кривошипа, нижняя головка шатуна и маховики движутся иначе: они вращаются по кругу все время в одну сторону; скорость их при данном числе оборотов тоже можно считать постоянной. Несколько труднее определить характер движения шатуна, участвующего в обоих видах движения. Поэтому стержень шатуна делят условно на две неравные части и считают, что нижняя часть шатуна (около 2/3 его веса) относится к вращающимся частям двигателя, а верхняя 1/3 — к движущимся возвратно-поступательно.

При движении всех этих масс возникают разные силы инерции, которые передаются раме мотоцикла и его рессорам и вызывают сотрясения всей машины. Эти сотрясения легко наблюдать на мотоцикле, работающем на месте, на холостом ходу. Они бывают иногда весьма значительны.

При движении всякого тела по кругу возникает, как известно, центробежная сила, которая направлена по радиусу от центра круга.

Она возникает и при движении вращающихся частей двигателя.

Однако уравновешивание ее не представляет никаких затруднений. Действительно, маховик, как всякий правильный диск, сам себя уравновешивает и не требует никаких дополнительных мер.

Неуравновешенными вращающимися частями являются только палец кривошипа и нижняя часть шатуна. Они создают центробежную силу, величина которой при данном числе оборотов постоянна.

Следовательно, достаточно поместить на таком же расстоянии от центра, но с противоположной стороны, груз-противовес такого же веса, как сами вращающиеся части, чтобы получить требуемый результат: противовес будет создавать другую центробежную силу, противоположную первой, и обе силы будут взаимно уничтожать друг друга. Мы видели выше, что такие противовесы действительно и устраиваются на коленчатом валу или на маховиках.

Значительно большую трудность представляет уравновешивание сил инерции, вызываемых возвратно движущимися частями, так как эти силы непостоянные; они непрерывно изменяют свою величину, между тем, всякий противовес создает постоянную центробежную силу. Следовательно, если в некоторые моменты он и будет уравновешивать силы инерции возвратно движущихся частей, то в другие моменты он сам будет создавать неуравновешенную центробежную силу.

Отсюда следует, что полное уравновешивание сил инерции путем вращающегося противовеса, вообще, невозможно. Этим путем возможно получить только частичное уравновешивание, с чем, однако, и приходится мириться в одноцилиндровых и двухцилиндровых двигателях.

С этой целью массу противовесов увеличивают настолько, чтобы создаваемая ими центробежная сила уравновешивала не только центробежную силу цапфы и нижней головки шатуна, но и некоторую часть инерции поступательно движущихся деталей (от 1/2 до 2/3 максимальной силы инерции).

В двухцилиндровых двигателях со встречным движением поршней силы инерции поршней в значительной мере уравновешивают друг друга. Остаток же неуравновешенных сил может быть частично погашен противовесами. Поэтому такого рода двигатели гораздо лучше уравновешены, чем одноцилиндровые, и работают с меньшими вибрациями.

Рубрики: Мотоциклы | Теги: , ,