17. Уравновешивание двигателей внутреннего сгорания.

Различают внешнюю и внутреннюю неуравновешенности поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Внешняя неуравновешенность — это наличие периодических сил инерции и моментов сил инерции, -а также опрокидываю­щего момента, которые передаются на опоры двигателя и да­лее — на раму трактора, комбайна, автомобиля или на фунда­мент (для стационарного двигателя).

Внутренняя неуравновешенность — это возникновение под действием воспринимаемых двигателем нагрузок в поперечных сечениях блока цилиндров перерезывающих сил, а также мо­ментов упругих сил, которые называют внутренними изгибаю­щими моментами и внутренними скручивающими моментами.

При работе поршневых ДВС возникают силы давления га­зов, силы инерции поступательно движущихся масс, центробеж­ные силы инерции вращающихся масс, моменты от этих сил, а также крутящий и опрокидывающий моменты. В двигателях уравновешивается только сила давления газов, действующая на головку цилиндров и через коренные подшипники на остов дви­гателя. Остальные силы и моменты, непрерывно изменяясь по значению и направлению, передаются на опоры двигателя, да­лее— на подмоторную раму и всей машине. В результате де­тали, сборочные единицы и агрегаты совершают колебатель­ные движения. При этом возникают вибрации, снижающие эф­фективную мощность и топливную экономичность (примерно до 5%), вследствие затраты энергии на возбуждение вибрации и дополнительные механические потери; ослабляются крепле­ния агрегатов и деталей, что вызывает нарушение соосности валов двигателя и потребителя и ускоряет износ деталей; нару­шаются регулировки и затрудняются наблюдения за показания­ми контрольно-измерительных приборов и снижается их надеж­ность; повышается утомляемость обслуживающего персонала. Поэтому уменьшение влияния переменных сил и моментов, действующих на двигатель, относится к числу основных требо­ваний, предъявляемых к двигателям внутреннего' сгорания.

Уравновешенность — это такое состояние двигателя, при ко­тором на установившемся режиме работы на его опоры переда­ются постоянные по значению и направлению силы и моменты.

Создание конструктивно предусмотренной уравновешенности двигателя достигается выполнением соответствующих требова­ний при производстве деталей, их сборке и регулировке, а так­же при ремонте и эксплуатации двигателей. При этом обраща­ют внимание на:

1.соблюдение допусков на массы и размеры поршней, шату­нов, коленчатого вала и других деталей;

2. проведение статической и динамической балансировки ко­ленчатого вала;

3.достижение идентичности протекания рабочего процесса во всех цилиндрах за счет одинакового их наполнения, одинаковых степеней сжатия во всех цилиндрах, одинаковой регулировки зажигания или впрыскивания топлива по цилиндрам, идентич­ного теплового режима и т. д.

Эти -мероприятия относятся к условиям как производства, так и ремонта двигателей. Таким образом, уравновешивание — это комплекс конструктивных, производственных и эксплуатаци­онных мероприятий, направленных на уменьшение или полное устранение неуравновешенных свободных сил инерции и мо­ментов.

Расчет динамического уравновешивания многоцилиндрового двигателя заключается в определении значений и направления действующих неуравновешенных сил и моментов сил инерции, которые необходимо в дальнейшем уравновесить с помощью наиболее простых конструктивных мероприятий.