Funkcja wałka wyrównoważającego silnika samochodowego

Technologia wałka wyrównoważającego to prosta konstrukcja i bardzo przydatna technologia silnika, która może skutecznie wyhamować drgania pojazdu i poprawić komfort jazdy. Niektórzy konsumenci mogą zapytać, po co planować taką konstrukcję w niektórych silnikach? Aby zrozumieć ten problem, musimy najpierw wyjaśnić jedną rzecz - „zasadę oscylacji silnika”.

Gdy silnik jest w stanie roboczym, prędkość ruchu tłoka jest bardzo duża, a prędkość jest bardzo nierówna. Gdy tłok znajduje się w górnym i dolnym martwym położeniu, jego prędkość wynosi zero, natomiast prędkość w środkowym położeniu górnego i dolnego martwego punktu osiąga największą wartość. Ponieważ tłok wykonuje w cylindrze powtarzalne, szybkie ruchy liniowe, na tłok, sworzeń tłokowy i korbowód muszą działać duże siły bezwładności. Chociaż przeciwwaga na korbowodzie może skutecznie równoważyć te siły bezwładności, o ile część poruszającej się masy uczestniczy w ruchu liniowym, druga część uczestniczy w obrocie. Dlatego też, z wyjątkiem górnego i dolnego martwego położenia, inne siły bezwładności nie mogą całkowicie osiągnąć stanu równowagi i silnik w tym momencie drga.

Aby wyeliminować te oscylacje, planiści wybrali wiele metod, takich jak wybór lekkich tłoków w celu zmniejszenia masy ruchomych części, poprawienie sztywności wału korbowego, czy wybór silnika w kształcie litery „V” o kącie 60 stopni. Dodanie wałka wyrównoważającego (część pokazana w środkowej pozycji na powyższym rysunku) jest również jedną z tych metod. Krótko mówiąc, wałek wyrównoważający to tak naprawdę wał wyposażony w mimośrodowy obciążnik i obracający się synchronicznie z wałem korbowym, wykorzystując odwróconą siłę oscylacyjną generowaną przez mimośrodowy obciążnik, dzięki czemu silnik osiąga dobry efekt wyważenia i zmniejsza drgania silnika.

Wałek równoważący można podzielić na dwa typy: pojedynczy wałek równoważący i podwójny wałek równoważący. Pojedynczy wałek wyrównoważający Wang Wenshengyi wybiera pojedynczy wałek wyważający i wykorzystuje do pracy metodę przekładni zębatej. Stałe koło napędowe wałka wyrównoważającego, koło napędzane wałkiem wyważającym i wałek wyrównoważający napędzane są przez obrót wału korbowego. Pojedynczy wałek wyrównoważający może zrównoważyć drgania pierwszego rzędu, które stanowią znaczną część całych drgań, dzięki czemu znacznie poprawia się oscylacja silnika. Ponieważ pojedynczy wałek równoważący ma prostą konstrukcję i zajmuje mniej miejsca, jest szeroko stosowany w silnikach jednocylindrowych i o małej pojemności skokowej. Podwójny wałek równoważący wykorzystuje metodę napędu łańcuchowego do napędzania obrotu dwóch wałków równoważących, w których jeden wałek równoważący i prędkość obrotowa silnika są takie same, co może wyeliminować oscylacje silnika pierwszego rzędu; prędkość drugiego wałka wyważającego jest dwukrotnie większa od prędkości obrotowej silnika. Może wyeliminować oscylacje silnika drugiego rzędu, a następnie osiągnąć jeszcze bardziej idealny efekt tłumienia. Ponieważ konstrukcja podwójnego wałka wyważającego jest stosunkowo skomplikowana, koszt jest wysoki, a przestrzeń zajmowana przez silnik jest stosunkowo duża, jest on powszechnie stosowany w pojazdach o dużej pojemności skokowej. Ponadto istnieje metoda montażu podwójnego wałka wyrównoważającego, to znaczy dwa wałki wyrównoważające są rozmieszczone symetrycznie z linią środkową cylindra, kierunek obrotu jest przeciwny, a prędkość obrotowa jest taka sama jak prędkość obrotowa wału korbowego w celu zrównoważenia posuwisto-zwrotna siła bezwładności silnika pierwszego rzędu.