<< Powrót
DYNAMIKA UKŁADU KORBOWEGO cd.
- 73-
- 74 -
Dalej >>
WYRÓWNOWAŻANIE SILNIKÓW
Na rysunku niżej pokazano jak zmienia się moment obrotowy w zależności od kąta obrotu 
wału korbowego w silniku jednocylindrowym.
Z powyższego wykresu wyciąga się następujące wnioski: 
    - Moment obrotowy w każdej chwili jest ma inną wartość, chociaż moment oporu jaki 
      musi pokonać silnik jest praktycznie stały i równy momentowi średniemu (linia 
      kreskowa). 
    - Nadwyżka momentu obrotowego podczas suwu pracy zostaje zużyta na zwiększenie 
      energii kinetycznej koła zamachowego i masz wirujących silnika. Energia ta jest 
      odzyskiwana podczas pozostałych suwów, kiedy wartość momentu jest mniejsza od 
      wartości średniej. 
    - Zmienność momentu obrotowego wywołuje nierównomierny bieg silnika i jest 
      źródłem niepożądanych drgań.
   
Ćwiczenie 2. Obliczyć maksymalną siłę gazową w silniku, którego wymiary i parametry 
obliczono na lekcji 29 (dla tego silnika 
= 88,56 mm = 0,08856 m). Do obliczeń przyjąć 
ciśnienie przy końcu suwu spalania 
p3 = 5000 kPa (średnia wartość z lekcji nr 20) 
Rozwiązanie:  
Uwaga: Dla porównania siła bezwładności FA obliczona w ćwiczeniu 1 jest prawie 
               czterokrotnie mniejsza. 
        
(Ćwiczenie 2 można podać jako zadanie domowe) 
1. Pojęcie wyrównoważenia silnika i jego cel 
Wyrównoważenie ogólnie polega na doborze mas ruchomych w taki sposób, aby siły 
masowe (bezwładności) nie przenosiły się na konstrukcję silnika, dalej na jego 
zawieszenie, ramę lub nadwozie pojazdu.
     
Celem wyrównoważenia silnika jest: 
    - zmniejszenie drgań i wstrząsów silnika, 
    - niedopuszczenie do przyspieszonego zużycia łożysk i czopów wału korbowego oraz 
      innych elementów ruchomych silnika i elementów mocujących silnik w pojeździe, 
    - likwidacja do minimum drgań i wstrząsów, które mogą być przenoszone na  
      zawieszenie silnika a dalej na konstrukcję pojazdu, 
    - niedopuszczenie do rezonansowych drgań elementów nadwozia i w konsekwencji ich 
      uszkodzenia o charakterze zmęczeniowym itp.
    
2. Sposoby wyrównoważenia sił w silniku 
    - Projektowanie silnika z odpowiednią liczbą cylindrów oraz odpowiednio dobranymi 
       kątami rozstawienia wykorbień wału korbowego (w niektórych tak zaprojektowanych 
       układach siły bezwładności i powstałe od nich momenty znoszą się wzajemnie). 
    - Osadzanie przeciwciężarów na wykorbieniach wału korbowego (częściowe 
       wyrównoważenie sił bezwładności i ich momentów) -  rys. 3.20 str. 40. 
    - Umieszczanie w silniku dodatkowych wałków wyrównoważających (możliwość prawie 
       całkowitego wyrównoważenia silnika) - rys. 3.21. str. 40.
       
3. Wyodrębnienie sił masowych (bezwładności) działających w jednym cylindrze 
    wywołujących niewyrównoważenie silnika 
3. 1. Siła masowa pierwszego i drugiego rzędu działające w osi cylindra 
Na lekcji 31 poznano siłę bezwładności mas wykonujących ruch postępowo-zwrotny
określaną wzorem: 
Jest ona sumą dwóch sił odpowiednio nazywane:
- siła masowa pierwszego rzędu, 
 
   - siła masowa drugiego rzędu. 
Zatem
3.2. Siła masowa (odśrodkowa) działająca wzdłuż wykorbienia wału korbowego 
Jest to znana siła bezwładności wykonująca ruch obrotowy, czyli