Гаситель крутильных колебаний
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Гаситель крутильных колебаний (а) и его нерабочее (б) и рабочее {в) положения:
1 и 9 — накладки диска; 2 — пластинчатая пружина; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные шайбы; 5 — ступица ведомого диска; 6 — регулировочная шайба; 7 — пружина; 8 —пластина гасителя.
Для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в конструкции сцепления предусмотрен гаситель крутильных колебаний (демпфер). Пружины демпфера обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей.
При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных колебаний
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Упругий элемент гасителя служит для снижения жесткости трансмиссии.
При этом уменьшаются частоты собственных колебаний трансмиссии и устраняется возможность появления высокочастотного резонанса. Поскольку минимальную жесткость упругого элемента гасителя приходится ограничивать из конструктивных соображений, трансмиссия автомобиля не может быть предохранена от резонанса на низких частотах. Поэтому помимо упругого элемента, в конструкцию гасителя приходится вводить поглотитель энергии низкочастотных резонансных колебаний обычно при помощи трения.
|
Как устроено сцепление автомобиля?
|
На рисунке показаны наиболее распространенные схемы гасителей. Упругим элементом служат пружины 3, тангенциально расположенные и вставленные в окна, прорезанные в ведущих дисках 1 и 2 и во фланце ведомой ступицы 4.
На диске 1 закреплен ведомый диск сцепления; диски 1 и 2 соединены между собой заклепками 6. Прокладки 5 (а), изготовленные из стали или фрикционного материала, по толщине и количеству подбирают так, чтобы обеспечить необходимый момент трения между ведущим и ведомым элементами гасителя для поглощения энергии колебаний при резонансе.
В сцеплениях грузовых автомобилей обычно вместо прокладок 5 устанавливают пружинные кольца 7 (б), которые при стягивании заклепками создают осевую силу, необходимую для получения определенного момента трения. В данном случае при сборке гасителя не требуется такая точная регулировка момента трения, как в первом варианте.
Конструкционные схемы гасителей в трансмиссии автомобиля.
Для более эффективного гашения колебаний иногда гасители конструируют с переменной жесткостью: сначала жесткость меньше, а затем она увеличивается.
Такое изменение начальной жесткости достигается тем, что сначала в работу вступает лишь часть пружин 3, а затем уже все остальные. Для этого длину окон во фланце ступицы и в ведомых дисках, в которые вставлены пружины 3, делают меньше, чем у остальных окон. Предельный момент Мmax, скручивающий гаситель до упоров и ограничивающий его минимальную жесткость, выбирают обычно равным моменту, определяемому сцепным весом автомобиля при коэффициенте сцепления 0,8, то есть:
Приспособления, обеспечивающие чистоту выключения сцепления.
Предохранение трансмиссии автомобиля от инерционных нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса сцепления. Дальнейшего снижения инерционных нагрузок, передаваемых от двигателя на трансмиссию, можно добиться, ограничивая резкость включения сцепления или введением гидродинамической муфты. Гаситель (демпфер) при небольшом числе оборотов коленчатого вала двигателя снижает инерционный момент, передаваемый от двигателя на трансмиссию, на 10-15%.
Полное отключение двигателя от трансмиссии достигается наличием зазора между дисками сцепления в выключенном состоянии. В однодисковых сцеплениях при отсутствии рычажков выключения, принудительно отводящих нажимной диск, для этой цели применяют слабую пружину 2, оттягивающую нажимной диск 1 от ведомого при выключенном сцеплении (а). В двухдисковых сцеплениях средний ведущий диск 4 в момент выключения сцепления отталкивается от маховика слабой витой или пластинчатой пружиной 3 (б) и упирается в болт 5, ввернуты в корпус 6 сцепления.
Что такое крутильные колебания и как их гасить? Гаситель крутильных колебаний Гаситель крутильных колебаний.
Крутильные колебания или вибрации возникают в процессе из-за его неравномерной по разные стороны формы и маховика. В этой статье мы поговорим о том, откуда они возникают, чем опасны, и расскажем об устройстве, снижающим воздействие этих вибраций – гаситель крутильных колебаний.
Любой маховик двигателя имеет определенную массу, которая не в полной мере сочетается с коленчатым валом мотора. При вращении коленвала, маховик, обладая большой массой, начнет колебаться, что приводит к появлению определенных вибраций не только на нем, но и на валу. Частота и амплитуда колебаний будет напрямую зависеть от массы маховика, а также его радиуса. Чем больше расстояние от края до центра и больше масса маховика, тем выше эта частота колебаний.
При уменьшении воздействия, которое прилагается от поршней и шатунов, уменьшаются и вибрации. Логично предположить, что если не прилагать большую нагрузку на коленвал, от этих вибраций можно избавиться, однако мы не в состоянии постоянно снижать нагрузку на вал, так как автомобиль все время находится в движении. Данный вид колебаний, получаемых при воздействии на маховик внешних сил, называется вынужденным.
Опасным явлением, в которое могут перерасти колебания – это резонанс. В процессе вращения маховика, он находится в механической связи с первичным валом коробки передач.
Вал КПП также имеет небольшую величину вибраций, которая взаимно передается на маховик коленвала. Если эти колебания совпадают, это приводит к резонансу – пропорциональному повышению колебаний обоих механических элементов и, как следствие, к разрушению обоих валов.
Гаситель крутильных колебаний
Как вы поняли, совпадение частот этих вибраций совершенно не допустимо, именно поэтому в трансмиссии автомобиля предусмотрено специальное устройство – демпфер. Он устанавливается на диске сцепления автомобиля и имеет специальную конструкцию. Задача демпфера заключается в создании самой упругой связи диска сцепления с его небольшой ступицей на коленчатом валу.
Демпфер представляет собой пружины цилиндрической формы, которые по кругу устанавливаются на всей внутренней окружности диска сцепления. Пружины гасителя обеспечивают защиту трансмиссии автомобиля от совпадения частот колебаний маховика и сцепления на больших оборотах вращения коленвала. Однако, такое устройство не способно обеспечить надежную защиту при низких частотах колебаний.
Специально для этого служить другое устройство, которое называется поглотитель низкочастотных колебаний.
В грузовых же автомобилях на сцеплении вместо демпферных пружин применяются круглые, сжимаемые при скручивании элемента. Главное отличие от демпфера – это отсутствие необходимо проводить широкую регулировку элемента. Такая пружина в процессе вращения сжимается и с помощью повышения трения передает вращающий момент на первичный вал КПП.
Видео — Теория ДВС: Коленвал часть 2, «Гаситель крутильных колебаний»
Вот так происходит снижение крутильных колебаний в двигателе и трансмиссии автомобиля при эксплуатации. Как видим, здесь нет ничего сложного или непонятного. Желаем вам удачи на дорогах!
Крутильные колебания коленчатого вала возникают при его вращении под влиянием приложенных к кривошипам периодически действующих сил. Если период действия этих сил совпадает с периодом свободных колебаний коленчатого вала или кратен ему, то возникает явление резонанса: амплитуда крутильных колебаний возрастает, и вал вследствие увеличения напряжения может разрушиться.
Двигатели конструируют так, чтобы резонанс не наступал при частоте вращения, соответствующей эксплуатационным режимам работы, однако крутильные колебания существуют всегда. Гаситель крутильных колебаний, устанавливаемый в некоторых конструкциях сцеплений, служит для предохранения трансмиссии от крутильных колебаний, которые могут возникнуть в ней вследствие неравномерности вращения коленчатого вала двигателя, вызываемой его крутильными колебаниями.
Рис. Ведомый диск сцепления с гасителем крутильных колебаний
Виды гасителей крутильных колебаний
Существуют два типа гасителей крутильных колебаний:
- фрикционные
- гидравлические
Наиболее широкое распространение получили фрикционные гасители. К ведомому диску 1 с его фрикционными накладками 10 и балансировочной пластиной 11 сцепления присоединен заклепками 7 диск 9 гасителя, который установлен между двумя дисками 5, прикрепленными к фланцу ступицы 6 ведомого диска.
В дисках гасителя и фланца ступицы имеются окна (например, их может быть восемь), в которых при сборке установлены пружины 2 гасителя вместе с опорными пластинами 3. К фланцу ступицы прикреплены также маслоотражательные кольца 4, благодаря чему исключается возможность выпадания пружин из дисков. Между дисками фланца ступицы и диском гасителя расположены фрикционные элементы 8 (в виде кольца или пластин). Диск гасителя, не связанный жестко со ступицей, при возникновении крутильных колебаний получает угловое перемещение относительно дисков фланца ступицы, которое сопровождается трением между указанными деталями и фрикционными элементами. Этим и достигается поглощение энергии крутильных колебаний и как следствие гашение колебаний ведущего вала коробки передач и связанных с ним деталей трансмиссии. Деформация пружин гасителя при взаимном перемещении дисков гасителя и фланца ступицы уменьшает резкость включения сцепления. Наличие гасителя крутильных колебаний способствует уменьшению шума и износа зубьев шестерен коробки передач.
1 и 9 — накладки диска; 2 — пластинчатая пружина; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные шайбы; 5 — ступица ведомого диска; 6 — регулировочная шайба; 7 — пружина; 8 —пластина гасителя.
Для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в конструкции сцепления предусмотрен гаситель крутильных колебаний (демпфер) . Пружины демпфера обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей.
При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных колебаний превращается в тепловую.
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний , возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Упругий элемент гасителя служит для снижения жесткости трансмиссии. При этом уменьшаются частоты собственных колебаний трансмиссии и устраняется возможность появления высокочастотного резонанса. Поскольку минимальную жесткость упругого элемента гасителя приходится ограничивать из конструктивных соображений, трансмиссия автомобиля не может быть предохранена от резонанса на низких частотах. Поэтому помимо упругого элемента, в конструкцию гасителя приходится вводить поглотитель энергии низкочастотных резонансных колебаний обычно при помощи трения.
На рисунке показаны наиболее распространенные схемы гасителей.
Упругим элементом служат пружины 3 , тангенциально расположенные и вставленные в окна, прорезанные в ведущих дисках 1 и 2 и во фланце ведомой ступицы 4 . На диске 1 закреплен ведомый диск сцепления; диски 1 и 2 соединены между собой заклепками 6 . Прокладки 5 (а), изготовленные из стали или фрикционного материала, по толщине и количеству подбирают так, чтобы обеспечить необходимый момент трения между ведущим и ведомым элементами гасителя для поглощения энергии колебаний при резонансе.
В сцеплениях грузовых автомобилей обычно вместо прокладок 5 устанавливают пружинные кольца 7 (б), которые при стягивании заклепками создают осевую силу, необходимую для получения определенного момента трения. В данном случае при сборке гасителя не требуется такая точная регулировка момента трения, как в первом варианте.
Конструкционные схемы гасителей в трансмиссии автомобиля.
Для более эффективного гашения колебаний иногда гасители конструируют с переменной жесткостью : сначала жесткость меньше, а затем она увеличивается.
Такое изменение начальной жесткости достигается тем, что сначала в работу вступает лишь часть пружин 3 , а затем уже все остальные. Для этого длину окон во фланце ступицы и в ведомых дисках, в которые вставлены пружины 3 , делают меньше, чем у остальных окон. Предельный момент М max , скручивающий гаситель до упоров и ограничивающий его минимальную жесткость, выбирают обычно равным моменту, определяемому сцепным весом автомобиля при коэффициенте сцепления 0,8 , то есть:
Приспособления, обеспечивающие чистоту выключения сцепления.
Предохранение трансмиссии автомобиля от инерционных нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса сцепления. Дальнейшего снижения инерционных нагрузок, передаваемых от двигателя на трансмиссию, можно добиться, ограничивая резкость включения сцепления или введением гидродинамической муфты. Гаситель (демпфер) при небольшом числе оборотов коленчатого вала двигателя снижает инерционный момент, передаваемый от двигателя на трансмиссию, на 10-15%.
При числе оборотов свыше 2500 в минуту инерционный момент уменьшается при наличии гасителя лишь на 5-6%.
Полное отключение двигателя от трансмиссии достигается наличием зазора между дисками сцепления в выключенном состоянии. В однодисковых сцеплениях при отсутствии рычажков выключения, принудительно отводящих нажимной диск, для этой цели применяют слабую пружину 2, оттягивающую нажимной диск 1 от ведомого при выключенном сцеплении (а). В двухдисковых сцеплениях средний ведущий диск 4 в момент выключения сцепления отталкивается от маховика слабой витой или пластинчатой пружиной 3 (б) и упирается в болт 5, ввернуты в корпус 6 сцепления.
Коленчатый вал Виброгасители 101
Я долгое время работал с амортизаторами и за последние 23 года посетил бесчисленное количество моторных мастерских по всей стране, чтобы физически проверить крутящий момент коленчатого вала. Давайте задумаемся о том, как работает коленчатый вал.  Если это рабочий ход, при котором топливо сжимается и сгорает, этот поршень затем смещается вниз. Это то, что на самом деле производит вашу силу. Вот почему коленчатый вал будет крутиться, поскольку система вынуждена вращаться при запуске двигателя Во время работы двигателя некоторые поршни толкаются вниз во время рабочего такта, некоторые прижимаются коленчатым валом, а некоторые подталкиваются коленчатым валом вверх. Теперь представьте, что вся эта система работает более 8000 раз в минуту или 133 раза в секунду! Более того, все эти разные силы действуют на один и тот же кусок металла — коленчатый вал. Эти действия заставляют коленчатый вал вращаться в одном направлении от его естественного исходного состояния, и когда он пытается вернуться в это исходное положение, его импульс заставляет его проходить мимо своего исходного положения и дальше в другом направлении. Как только крутильные колебания достигают передней части двигателя, что-то там должно противодействовать этому движению. Здесь в дело вступает демпфер. Работа демпфера состоит в том, чтобы поглощать и противодействовать как можно большему повороту. С правильным демпфером на вашем двигателе можно устранить большую часть скручивания. Однако с неправильным демпфером практически весь поворот может остаться или даже добавиться. Вы можете прочитать больше об опасностях силовых шкивов здесь. |
|
За это время я собрал значительные данные, которые позволяют мне определить, «сколько демпфера» нужно для определенного двигателя. Зная вес кривошипа, пиковые рабочие обороты, мощность, материалы вращающейся системы, правила, касающиеся характеристик амортизаторов (если они участвуют в гонках) и применение двигателя (дорожный гоночный, овальный или драговый), я могу сделать очень хороший прогноз относительно количество инерционного груза и тип устройства, которое потребуется вашему двигателю. Наличие настраиваемого ATI Super Damper, представляющего собой «2 демпфера в 1», безусловно, помогает сделать это возможным.
С одной стороны у вас есть маховик, преобразователь крутящего момента или сцепление. На другом конце цепь ГРМ/ремень/шестерня, а дальше торчит небольшое «рыло», на которое запрессованы и прикручены демпфер и всякие необходимые аксессуары. Между передней и задней частями находятся коренные крышки и подшипники, которые удерживают коленчатый вал на месте в двигателе. Количество основных крышек может быть разным от двух до шести, как и количество болтов, крепящих их к блоку. К коленчатому валу прикреплена остальная часть вращающегося узла, состоящая из шатунов и поршней с поршневыми пальцами и кольцами. Вот где действительно начинаются все крутки коленчатого вала и вредные «гармоники».
В этой системе наихудшие крутильные колебания или скручивание всегда будут происходить в самой удаленной точке от наибольшей нагрузки или самой тяжелой массы. Скручивание определяется как скручивание без изгиба. Если вы сделаете слишком много этого поворота, у вас будет изгиб, что приведет к отказу двигателя и / или кривошипа. Подумайте о скручивании куска веревки снова и снова; можно сделать один-два оборота и ничего не происходит. После этого в ней начинает получаться волна, а затем, по мере того, как вы будете больше крутить, веревка будет стягивать ваши руки ближе друг к другу.
Задача демпфера — отражать отдачу пружины. В этом случае пружина — это скручивание вашего коленчатого вала, и когда он пытается отскочить за пределы того естественного состояния, которое мы обсуждали ранее, именно тогда демпфер должен противодействовать и останавливать его.
, RCЧто делает гармонический балансировщик? К1 Технологии
Переключить навигацию
Поиск
- Сравнение товаров
Гармонические балансиры являются основным компонентом любого двигателя, но что они на самом деле делают? Вы должны иметь один? Действительно ли больше лучше? Мы очищаем воздух о правильном балансире, который можно повесить на коленчатый вал.
Гармонические балансиры названы неправильно. Они не уравновешивают двигатель, а поглощают и устраняют нежелательную вибрацию из-за кручения коленчатого вала. По сути, они являются гасителями вибрации и часто называются демпферами. Демпферы похожи на крутильные амортизаторы, используемые для гашения крутильных колебаний и вибрации в двигателе.
Крутильная вибрация представляет собой крутильную вибрацию, вызванную импульсами зажигания каждого события сгорания. Сила процесса сгорания заставляет кривошип немного отклоняться в направлении действия силы, и когда эта сила исчезает, кривошип слегка отскакивает назад. На определенных частотах кривошип может резонировать, усиливая вибрацию. При работе восьми цилиндров эти силы постоянно движутся вперед и назад и прямо друг через друга. Вот где гармонический демпфер творит свое волшебство.
В процессе сгорания каждый поршень вынужден двигаться вниз по цилиндру в результате повышения давления в камере сгорания. Этот ход сообщает внезапную вращательную силу коленчатому валу. Несмотря на то, что это очень прочный компонент, коленчатый вал не является идеально жестким.
Таким образом, во время этих событий сгорания кривошип будет слегка поворачиваться в ответ на каждое приложение давления, которое может достигать многих тысяч фунтов.
Кривошип аналогичен простому торсиону с рычагом на одном конце. Теперь предположим, что вы ударили молотком по плечу рычага. Вы можете себе представить, что при первом ударе по плечу рычага произойдет небольшой поворот, но после этого рычаг вернется на место, возможно, даже завибрирует в течение короткого времени, прежде чем остановится.
Итак, имеем крутильное скручивание, за которым следуют крутильные колебания (во время пружинного возврата). Скручивание зависит от длины детали (рядные двигатели будут иметь более длинный коленчатый вал, чем V-образные конфигурации) и толщины, модуля сдвига материала (представьте: жесткость материала) и крутящего момента (усилие от сгорания x ход кривошипа). Точно так же крутильная вибрация является функцией длины детали, жесткости при кручении и полярного момента инерции (подумайте: способность объекта сопротивляться кручению).
Круглое устройство, изготовленное из резины и металла, закреплено болтами на переднем конце коленчатого вала для поглощения вибраций. Обычно он соединен со шкивом кривошипа, который приводит в движение такие аксессуары, как кондиционер. Резина внутри шкива — это то, что на самом деле поглощает вибрации и удерживает их на безопасном уровне. По сути, устройство предназначено для предотвращения выхода из строя коленчатого вала. Резиновый материал со временем может изнашиваться. Таким образом, если ваш гармонический балансир выходит из строя, вы можете получить резкие вибрации двигателя, треснувший коленчатый вал или даже поликлиновой ремень, который собьется с гусеницы.
Демпфер состоит из двух элементов: инерционной массы и рассеивающего энергию элемента. Чаще всего из резины, этот элемент может состоять из синтетического эластомера, сцепления, пружины или жидкости.
Масса противодействует крутильным движениям кривошипа и совместно с рассеивающим энергию элементом поглощает гармонические колебания. Для правильной работы амортизаторы должны быть посажены на коленчатый вал с натягом.
Амортизатор OEM состоит из внешней массы, приклеенной/вулканизированной к внутренней ступице. Демпфер производительности послепродажного обслуживания состоит из массы, которая прикреплена / установлена к корпусу (сталь, алюминий, титан и т. Д.) В зависимости от типа демпфера и где масса регулируется по-разному. В первых трех используется более старая технология; Во-первых, это демпфер жидкостного типа, который окружает массу, погруженную в корпус, который затем соединяют или сваривают вместе. Второй тип — это кольцевой тип, который окружает массу несколькими уплотнительными кольцами, когда он находится в своем корпусе.
Третий тип — фрикционный, в котором муфты и пружина воздействуют на массу внутри внешнего корпуса. Четвертый — это новейший тип, в котором масса находится сверху и прикреплена к эластомерному кольцу, которое затем прикрепляется к внешнему корпусу.
Некоторые двигатели, такие как традиционный V8, имеют порядок зажигания, склонный к чрезмерным гармоникам по своей природе, что требует использования демпфера. Плоский V8, традиционно используемый в более экзотических двигателях, не страдает от чрезмерных гармоник и поэтому может использовать твердое устройство без демпфирования.
В супердемпферах ATI используются уплотнительные кольца высокой твердости, установленные между внутренним и наружным кольцами для гашения гармоник коленчатого вала. Без гармонического балансира существует высокий риск того, что коленчатый вал треснет или поликлиновой ремень собьется с колеи. Проще говоря, гармонический уравновешиватель — это мощное средство для снятия стресса. Он буферизует и амортизирует детали двигателя и производительность двигателя, поглощая сильное кручение современного двигателя.
Некоторые амортизаторы, одобренные SFI, такие как ATI Super Damper, используют стальные инерционные грузы, их можно настраивать и ремонтировать. Fluidamper использует тяжелую вязкую жидкость для демпфирования импульсов зажигания, а BHJ-демпфер использует элемент сухого трения. Все они эффективны для демпфирования крутильных колебаний коленчатого вала.
Использование правильного гасителя гармоник дает значительные преимущества в производительности. Правильно функционирующий демпфер также стабилизирует распредвал и угол опережения зажигания. Уменьшение крутящего момента в конце кривошипа также стабилизирует клапанный механизм. В результате увеличивается мощность и увеличивается срок службы двигателя.
Гармонические балансиры являются основным компонентом любого двигателя, но что они на самом деле делают? Вы должны иметь один? Действительно ли больше лучше? Мы очищаем воздух о правильном балансире, который можно повесить на коленчатый вал.
Гармонические балансиры названы неправильно.
Они не уравновешивают двигатель, а поглощают и устраняют нежелательную вибрацию из-за кручения коленчатого вала. По сути, они являются гасителями вибрации и часто называются демпферами. Демпферы похожи на крутильные амортизаторы, используемые для гашения крутильных колебаний и вибрации в двигателе. Крутильная вибрация представляет собой крутильную вибрацию, вызванную импульсами зажигания каждого события сгорания. Сила процесса сгорания заставляет кривошип немного отклоняться в направлении действия силы, и когда эта сила исчезает, кривошип слегка отскакивает назад. На определенных частотах кривошип может резонировать, усиливая вибрацию. При работе восьми цилиндров эти силы постоянно движутся вперед и назад и прямо друг через друга. Вот где гармонический демпфер творит свое волшебство.
Амортизатор OEM состоит из наружного и внутреннего колец, соединенных резиной. Они очень эффективны в серийных автомобилях, но со временем могут испортиться и выйти из строя из-за воздействия элементов.
В процессе сгорания каждый поршень вынужден двигаться вниз по цилиндру в результате повышения давления в камере сгорания. Этот ход сообщает внезапную вращательную силу коленчатому валу. Несмотря на то, что это очень прочный компонент, коленчатый вал не является идеально жестким. Таким образом, во время этих событий сгорания кривошип будет слегка поворачиваться в ответ на каждое приложение давления, которое может достигать многих тысяч фунтов.
Кривошип аналогичен простому торсиону с рычагом на одном конце. Теперь предположим, что вы ударили молотком по плечу рычага. Вы можете себе представить, что при первом ударе по плечу рычага произойдет небольшой поворот, но после этого рычаг вернется на место, возможно, даже завибрирует в течение короткого времени, прежде чем остановится.
Итак, имеем крутильное скручивание, за которым следуют крутильные колебания (во время пружинного возврата). Скручивание зависит от длины детали (рядные двигатели будут иметь более длинный коленчатый вал, чем V-образные конфигурации) и толщины, модуля сдвига материала (представьте: жесткость материала) и крутящего момента (усилие от сгорания x ход кривошипа).
Точно так же крутильная вибрация является функцией длины детали, жесткости при кручении и полярного момента инерции (подумайте: способность объекта сопротивляться кручению).
Во время работы двигателя гармоники от сгорания резонируют через кривошип. Работа балансировщика состоит в том, чтобы помочь устранить эти гармоники до того, как возникнут проблемы.
Круглое устройство из резины и металла крепится болтами к переднему концу коленчатого вала для поглощения вибрации. Обычно он соединен со шкивом кривошипа, который приводит в движение такие аксессуары, как кондиционер. Резина внутри шкива — это то, что на самом деле поглощает вибрации и удерживает их на безопасном уровне. По сути, устройство предназначено для предотвращения выхода из строя коленчатого вала. Резиновый материал со временем может изнашиваться. Таким образом, если ваш гармонический балансир выходит из строя, вы можете получить резкие вибрации двигателя, треснувший коленчатый вал или даже поликлиновой ремень, который собьется с гусеницы.
Демпфер состоит из двух элементов: инерционной массы и рассеивающего энергию элемента. Чаще всего из резины, этот элемент может состоять из синтетического эластомера, сцепления, пружины или жидкости. Масса противодействует крутильным движениям кривошипа и совместно с рассеивающим энергию элементом поглощает гармонические колебания. Для правильной работы амортизаторы должны быть посажены на коленчатый вал с натягом.
В некоторых двигателях балансировщик гармоник фактически является частью стратегии балансировки двигателя. К балансиру добавляются грузы, компенсирующие вес поршней и шатунов. это называется внешней балансировкой.
Амортизатор OEM состоит из внешней массы, приклеенной/вулканизированной к внутренней ступице. Демпфер производительности послепродажного обслуживания состоит из массы, которая прикреплена / установлена к корпусу (сталь, алюминий, титан и т. Д.) В зависимости от типа демпфера и где масса регулируется по-разному. В первых трех используется более старая технология; Во-первых, это демпфер жидкостного типа, который окружает массу, погруженную в корпус, который затем соединяют или сваривают вместе.
Второй тип — это кольцевой тип, который окружает массу несколькими уплотнительными кольцами, когда он находится в своем корпусе. Третий тип — фрикционный, в котором муфты и пружина воздействуют на массу внутри внешнего корпуса. Четвертый — это новейший тип, в котором масса находится сверху и прикреплена к эластомерному кольцу, которое затем прикрепляется к внешнему корпусу.
Некоторые двигатели, такие как традиционный V8, имеют порядок зажигания, склонный к чрезмерным гармоникам по своей природе, что требует использования демпфера. Плоский V8, традиционно используемый в более экзотических двигателях, не страдает от чрезмерных гармоник и поэтому может использовать твердое устройство без демпфирования.
В супердемпферах ATI используются уплотнительные кольца высокой твердости, установленные между внутренним и наружным кольцами для гашения гармоник коленчатого вала.
Без гармонического балансира существует высокий риск того, что коленчатый вал треснет или поликлиновой ремень собьется с колеи.