МЕХАНИЗМ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ А-01, А-01М и А-41
Во время работы двигателя при вращении масс коленчатого вала, шатуна и
движении деталей поршневой группы возникают центробежные силы,
постоянные по величине, но переменные по направлению, и
инерционные силы, переменные по величине, но
постоянные по направлению.
Из числа последних приходится считаться с силами первого порядка,
действующими с частотой, равной числу оборотов коленчатого вала в
минуту, и силами второго порядка, действующими с частотой, равной
удвоенному числу оборотов. Силами более высоких порядков пренебрегают
из-за их малой величины.
Все эти силы полностью уравновешены в шестицилиндровых двигателях при
принятой схеме расположения кривошипов коленчатого вала («зеркальное»
относительно оси симметрии и под углом 120° по углу поворота) и рядном
расположении цилиндров. Особенностью двигателей А-41, как и всех рядных
четырехцилиндровых двигателей, является то, что в них силы инерции
второго порядка от возвратно-поступательно движущихся масс деталей
поршневой группы остаются неуравновешенными.
За один оборот коленчатого вала они четырежды достигают максимальной
величины и действуют в вертикальной плоскости. Величина неуравновешенной
силы достигает 1500 кГ, что приводит к интенсивной вибрации двигателя.
Для устранения вибрации на двигателе А-41 и его модификациях применяют
специальный механизм уравновешивания. Его крепят по оси двигателя к
нижней плоскости блока двумя болтами 6 (рис. 18).
Механизм уравновешивания состоит из корпуса 3 и двух одинаковых
грузов-шестерен 1, зацепляющихся между собой и поэтому вращающихся в
противоположные стороны. Грузы-шестерни вращаются на роликоподшипниках
7, наружные обоймы которых запрессованы в отверстия корпуса. Один из
грузов-шестерен зацепляется с зубчатым венцом, напрессованным на
четвертую щеку коленчатого вала, тем самым грузы механизма
уравновешивания приводятся во вращение. Вращаясь, дис-балансные грузы
вызывают центробежные силы, горизонтальные составляющие которых взаимно
уничтожаются, а сумма вертикальных составляющих в каждый момент времени
противоположно направлена сумме сил инерции второго порядка и равна
примерно 70% их величины. В результате действия механизма
уравновешивания из максимальной свободной силы в 1500 кГ погашается 1000
кГ и остается неуравновешенной сила в 500 кГ, которая мало ощущается.
Модуль зубьев грузов-шестерен и зубчатого венца — 3,5 мм, число зубьев
на грузах — 36, на зубчатом венце — 72. Таким образом, передаточное
отношение между коленчатым валом и механизмом равно 2 и при числе
оборотов первого 1750 в минуту число оборотов механизма уравновешивания
составляет 3500 в минуту.
Боковой зазор в зацеплении зубьев между грузами в новом механизме не
должен выходить за пределы 0,15—0,28 мм, а боковой зазор в зацеплении с
зубчатым венцом коленчатого вала регулируют набором стальных прокладок 2
толщиной 0,15 мм, устанавливаемых между корпусом механизма и нижней
плоскостью блока. Боковой зазор должен находиться в пределах 0,25—0,40
мм.
Грузы-шестерни изготовлены из стали 45Х и термообработаны до твердости
не менее HRC 31—35. Цапфы груза-шестерни закалены до твердости HRC 48—56
на глубину 2—3 мм. Болты 6 крепления механизма уравновешивания к блоку
цилиндров затягивают динамометрическим ключом. Момент затяжки должен
быть 20—22 кГм.
Для ограничения перемещения наружной обоймы подшипников крепят на
корпусе тремя болтами М8 пластины 8. Люфт грузов-шестерен в продольном
направлении находится в пределах 0,27—1,19 мм.
Механизм уравновешивания устанавливают на двигателе по меткам,
нанесенным на торцах зубьев грузов-шестерен и венца коленчатого вала.
При этом в положении в.м.т. поршня первого цилиндра дисбаланс-ные грузы
шестерен должны быть обращены вниз.
Рис. 18. Механизм уравновешивания:
а — схема сил, действующих в механизме уравновешивания; б — устройство
механизма; 1— грузы-шестерни; 2 — регулировочная прокладка; 3 — корпус;
4 и 5 — шайбы;
6 и 11 — болты; 7 — роликоподшипник; 8 — пластина; 9 — планка; 10 —
замковая шайба.