Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Теңгерімсіз қозғалтқыш қозғалысын теңгеру үшін қолданылатын салмақтар. Тепе-теңдік біліктері поршеньді қозғалтқыштардағы теңгерімсіз динамикалық күштерді өтестіру арқылы дірілді азайтуға арналған. Қарсы тепе-теңдік біліктері эксцентрикалық салмақтарға ие және бір-біріне қарама-қарсы бағытта айналады, бұл нәтижесінде тік күш пайда болады. Тепе-теңдік білігін 1907 жылы британдық инженер Фредерик Ланчестер ойлап тауып, патенттеген. Ол көбінесе автомобильдер мен мотоциклдерде қолданылатын қатарлы төрт және V6 қозғалтқыштарында қолданылады.
Weights used to balance otherwise unbalanced engine movement
Balance shafts are used in piston engines to reduce vibration by cancelling out unbalanced dynamic forces. The counter balance shafts have eccentric weights and rotate in opposite direction to each other, which generates a net vertical force. The balance shaft was invented and patented by British engineer Frederick W. Lanchester in 1907. It is most commonly used in inline four and V6 engines used in automobiles and motorcycles.
Шолу
Тепе-теңдік білік жүйесінің жұмыс принципі – бірдей эксцентрикалық салмақтарды тасымалдайтын екі білік, қозғалтқыш айналу жылдамдығының екі еселенген жиілігімен қарама-қарсы бағытта айналады. Біліктердің синхронизациясы осылай жасалған, олардың центробегтік күштері қозғалтқыш тудыратын екінші реттік тік күштерді (қозғалтқыш айналымдарының екі еселенген жиілігінде) өтестіреді. Тепе-теңдік біліктерінің тудыратын көлденең күштері тең және қарама-қарсы болғандықтан, бір-бірін жояды. Тепе-теңдік біліктері коленвалдағы дірілді азайта алмайды.
The operating principle of a balance shaft system is that two shafts carrying identical eccentric weights rotate in opposite directions at twice the engine speed. The phasing of the shafts is such that the centrifugal forces produced by the weights cancel the vertical second order forces (at twice the engine RPM) produced by the engine. The horizontal forces produced by the balance shafts are equal and opposite, and so cancel each other. The balance shafts do not reduce the vibrations experienced by the crankshaft.
Екі цилиндрлі қозғалтқыштар
Көптеген мотоциклдердің қозғалтқыштарында, әсіресе қатарлы екі цилиндрлі қозғалтқыштарда тепе-теңдік білік жүйелері қолданылады. Мысалы, Yamaha TRX850 және Yamaha TDM850 қозғалтқыштары 270° бұрышпен коленвалды білікке және тепе-теңдік білікке ие. BMW GS қатарлы екі цилиндрлі қозғалтқышында қолданылатын баламалы тәсіл – шарнирлі қарсы салмақты қозғайтын «бос» шатунды пайдалану.
Numerous motorcycle engines— particularly parallel twin engines— have employed balance shaft systems, for example the Yamaha TRX850 and Yamaha TDM850 engines have a 270° crankshaft with a balance shaft. An alternative approach, as used by the BMW GS parallel twin, is to use a 'dummy' connecting rod which moves a hinged counterweight.
Төрт цилиндрлі қозғалтқыштар
Тепе-теңдік біліктері көбінесе тік төрт қозғалтқыштарда екінші реттік дірілді (қозғалтқыш айналымдарының екі есе жиілігімен тербелетін тік күш) азайту үшін қолданылады, бұл әдеттегі тік төрт қозғалтқыштың құрылысына тән. Бұл діріл тік төрт қозғалтқыштағы поршень сақиналарының қозғалысы коленвал айналуы кезінде симметриялық болмауынан туындайды; сондықтан коленвалдың белгілі бір айналымында төмен түсетін және көтерілетін поршеньдердің үдеуі әрқашан толыққанды қарсы болмайды, нәтижесінде әр айналымда екі рет таза тік күш пайда болады (бұл айналымдар санымен квадратуралық түрде артады). Дірілдің мөлшері қозғалтқыш көлемімен де артады, сондықтан тепе-теңдік біліктері көбінесе 4 литрден жоғары көлемді тік төрт қозғалтқыштарда қолданылады. Поршеньнің ұзындығының немесе диаметрінің артуы екінші реттік дірілді күшейтеді; поршеньнің ұзындығының артуы үдеу айырмашылығын, ал диаметрінің артуы поршеньдердің массасын арттырады. Ланчестердің тепе-теңдік біліктері жүйесі 1975 жылы Mitsubishi Astron 80 тік төрт қозғалтқышымен жетілдірілді. Бұл қозғалтқыш алғаш рет бір тепе-теңдік білігін екіншісінен жоғары орналастырып, қозғалтқыш айналымдарының өсуі мен төмендеуінен туындаған инерция күшінен туындаған айналу моментін (яғни коленвал осі бойынша) екінші реттік айналу жұбымен теңестіруге мүмкіндік берді. Жазық төрт қозғалтқышта күштер поршеньдердің қарама-қарсы бағытта қозғалуымен өзара теңестіріледі. Сондықтан жазық төрт қозғалтқыштарда тепе-теңдік біліктері қажет емес.
Balance shafts are often used in inline four engines, to reduce the second order vibration (a vertical force oscillating at twice the engine RPM) that is inherent in the design of a typical inline four engine. This vibration is generated because the movement of the connecting rods in an even firing inline four engine is not symmetrical throughout the crankshaft rotation; thus during a given period of crankshaft rotation, the descending and ascending pistons are not always completely opposed in their acceleration, giving rise to a net vertical force twice in each revolution (which increases quadratically with RPM). The amount of vibration also increases with engine displacement, resulting in balance shafts often being used in inline four engines with displacements of or more. Both an increased stroke or bore cause an increased secondary vibration; a larger stroke increases the difference in acceleration and a larger bore increases the mass of the pistons. The Lanchester design of balance shaft systems was refined with the Mitsubishi Astron 80, an inline four car engine introduced in 1975. This engine was the first to locate one balance shaft higher than the other, to counteract the second order rolling couple (i. e. about the crankshaft axis) due to the torque exerted by the inertia caused by increases and decreases in engine speed. In a flat four engine, the forces are cancelled out by the pistons moving in opposite directions. Therefore balance shafts are not needed in flat four engines.
Бес цилиндрлі қозғалтқыштар
Баланс біліктері GM Vortec 3700 сияқты тік бес цилиндрлі қозғалтқыштарда да қолданылады.
Balance shafts are also used in straight five engines such as GM Vortec 3700.
Алты цилиндрлі қозғалтқыштар
Тізбекті алты және жазық алты қозғалтқыштарда шайқалу күштері табиғи түрде өзара теңестіріледі, сондықтан теңестіру біліктері қажет емес. V6 қозғалтқыштары V бұрышына қарамастан, қабілеті бойынша теңгерімсіз болып келеді. Жұп емес цилиндрлер саны бар кез келген тізбекті қозғалтқыштың біріншілік тепе-теңдігі бұзылады, бұл бойлық тербеліс қозғалысына себеп болады. V6 қозғалтқышының әрбір цилиндрлік қанаты үш цилиндрден тұратындықтан, әрбір қанат осы қозғалысты бастан кешіреді. Осы тербеліс қозғалысын азайту үшін түрлі V6 қозғалтқыштарында теңестіру біліктері қолданылады.
In a straight six engine and flat six engine, the rocking forces are naturally balanced out, therefore balance shafts are not required. V6 engines are inherently unbalanced, regardless of the V angle. Any inline engine with an odd number of cylinders has a primary imbalance, which causes an end to end rocking motion. As each cylinder bank in a V6 has three cylinders, each cylinder bank experiences this motion. Balance shaft(s) are used on various V6 engines to reduce this rocking motion.
Сегіз цилиндрлі қозғалтқыштар
Мысал ретінде Mercedes Benz OM629 және Volvo B8444S двигательдерін келтіруге болады.
Examples are the Mercedes Benz OM629 and Volvo B8444S engine.