Уравновешивание V-образных двигателей

Чтобы снизить вибрацию двигателя при его работе, необходимо уравновесить моменты, создаваемые силами инерции. Для этого предусмотрены противовесы, закрепленные на коленчатом валу болтами или выполненные при изготовлении вала, а также уравновешивающий вал. Моментам сил инерции противостоят также противовесы на уравновешивающем вале и в шестерне его привода. Уравновешивающий вал приводится во вращение от коленчатого вала и вращается в противоположном ему направлении. Уравновешивающий вал используется также для привода масляного насоса.

Рис. Уравновешивание двигателя V 10 TDI VW:
1 – гаситель крутильных колебаний; 2 – силиконовая жидкость; 3 – задающий диск частоты вращения коленчатого вала; 4 – противовес коленчатого вала; 5 – коленчатый вал; 6 – противовес уравновешивающего вала; 7 – уравновешивающий вал; 8 – противовес уравновешивающего вала; 9 – шестерня привода масляного насоса

Противовесы изготовляются из сплава вольфрама, высокая плотность которого позволяет уменьшить их размеры.

Каким бы жестким ни был коленчатый вал, он подвергается крутильным колебаниям. Кру­тильные колебания можно представить как постоянное закручивание с последующим раскру­чиванием вала, что происходит при работе двигателя с определенной частотой. При совпадении частоты крутильных колебаний с частотой внешних сил может наступить резонанс, который приведет к резкому увеличению нагрузок, действующих на коленчатый вал, и, как следствие, к его поломке. Излом коленчатых валов (обычно в месте соединения щеки с коренной шей­кой) был частой причиной выхода из строя двигателей старых конструкций. Современные ко­ленчатые валы имеют высокую жесткость, и резонансные частоты находятся за пределами возможных частот вращения валов этих двигателей. Тем не менее, в конструкции двигателей часто применяют гасители крутильных колебаний, которые снижают до нужного уровня виб­роактивность коленчатого вала. Одним из способов гашения крутильных колебаний является разделение шкива или диска, установленного на коленчатом вале, на внутреннюю и наружную части – двухмассовый маховик. Обе части соединится уп­ругим материалом, который поглощает вибрации за счет внутреннего трения.

Рис. Двухмассовый маховик

Другим способом является заполнение корпуса маховика силиконовой жидкостью. Гашение крутильных колебаний коленчатого вала осуществляется за счет сил сдвига, действующих в силиконовой жидкости.