Уравновешивание двухцилиндрового V-образного двигателя

Двухцилиндровый V-образный двигатель с общим кривошипом имеет угол между осями цилиндров, или угол развала цилиндров, γ = 90° (рис. 1.34). В этом случае промежуток между вспышками равен для четырехтактных двигателей 450–270°, а для двухтактных – 90–270° .

Неуравновешенные силы по цилиндрам:

левый цилиндр,

;

правый цилиндр,

;

для обоих цилиндров .

Рассмотрим уравновешивание сил инерции первого порядка:

.

Рис. 1.34. Уравновешивание V-образного двухцилиндрового двигателя

Угол между направлениями силы R₁ и осью левого цилиндра составляет 45°. Таким образом, сила R₁ постоянна по величине и всегда направлена по радиусу кривошипа, а потому может быть полностью уравновешена при помощи двух противовесов, установленных на продолжении щек коленчатого вала. Из уравнения:

определяют массу противовесов

,

где т_x1 – масса каждого противовеса;

ρ₁ – расстояние от центра тяжести массы т_x1 до оси коленчатого вала.

Полученные зависимости справедливы при условии, что оси правого и левого цилиндров находятся в одной плоскости (например, при вильчатых или прицепных шатунах).

В V-образных автомобильных и тракторных двигателях обычно применяют шатуны, расположенные на одной шейке рядом. Вследствие этого оси цилиндров находятся в разных плоскостях, и на двигатель действует дополнительный момент. Момент действует в плоскости, которая перпендикулярна плоскости колена, и вследствие его незначительности обычно не учитывается.

Равнодействующая сил инерции второго порядка:

.

Поскольку силы P²_jЛ и P²_jП всегда равны по абсолютной величине и противоположны по знаку, их равнодействующая R₂действует всегда по горизонтали, причем при значениях угла поворота коленчатого вала 0–45°, 135–225° и 315–360° она направлена влево, а при значениях углах 45–135° и 225–315° – вправо.

Сила R₂ может быть уравновешена только при помощи противовесов, установленных на двух дополнительных валах, вращающихся в разные стороны с угловой скоростью, равной удвоенной угловой скорости коленчатого вала (рис. 1.34).

.

Масса противовесов составляет:

.

Чтобы не усложнять конструкцию двигателя, сила в этих двигателях обычно не уравновешивается.

Равнодействующую центробежных сил инерции можно уравновесить полностью при помощи противовесов, установленных на продолжении щек коленчатого вала.

.

Здесь .

Моменты всех сил инерции равны нулю по причине, рассмотренной ранее.

Только схема V-образного двухцилиндрового двигателя с углом развала цилиндров γ= 90° позволяет уравновесить равнодействующую сил инерции первого порядка путем установки противовесов на продолжении щек коленчатого вала, но эта схема не обеспечивает равномерного чередования вспышек ни для двух-, ни для четырехтактных двигателей.