Балансиращи валове

Работата на коляновия механизъм се съпровожда от появата на инерционни сили от движението на нейните конструктивни елементи. Разграничават силите на инерцията, възвратно-постъпателни движещи се маси (бутала) и въртящи се маси (пръти). При многоцилиндровия двигател инерционните сили в отделните цилиндри създават и моменти на инерция в надлъжната равнина. В съвкупност, силите и моментите причиняват вибрации на двигателя, които се предават на тялото и се съпровождат от повишено ниво на шума, претоварване и увеличаване на износването на елементите.

За да се противодейства на вибрациите, получени чрез балансиране на двигателя. Най-често срещаният метод за балансиране е да се инсталират допълнителни баланси на бузите на коляновия вал. Този метод обаче не позволява да се балансират инерционните сили, възникващи в двигатели с различни схеми на оформление. По този начин, в четирицилиндров вътрешно-линеен двигател, инерционните сили от втори ред остават небалансирани (сили, възникващи от движението на масата с удвоена честота на коляновия вал). В този случай величината на инерционните сили нараства с увеличаване на обема на двигателя.

Балансиращи валове
За балансиране на силите на инерцията от втори ред в четирицилиндровите двигатели с работен обем 2,0 литра или повече се използват допълнителни валове с противотежести – т.нар. валове за баланс . За първи път балансът валовете в автомобилите им са били използвани през 1976 г. от Mitsubishi , като технологията получи името Silent Shaft (тиха шахта). В момента балансиращите валове са широко използвани в продукти на други автомобилни производители – VW, Audi, BMW, Mercedes-Benz, GM.

Балансиращите валове се монтират по двойки на едната и на другата страна на коляновия вал , по правило симетрично. Най-предпочитано по отношение на заемания обем е монтирането на балансиращи валове в картера под коляновия вал. Валът за балансиране е част от сложна форма, обикновено метален прът с избрани прорези. Валът на баланса се върти в два лагера, смазани в системата за смазване на двигателя .

Балансиращият вал се движи директно от коляновия вал и осигурява въртене на валовете в различни посоки с удвоена ъглова скорост. Като задвижване може да се използва скоростна кутия, верижна трансмисия или комбинация от двете. За заглушаване на вибрациите при усукване, които възникват, когато валовете се въртят, в задвижващото зъбно колело на верижното задвижване е монтиран пружинен амортисьор.

Благодарение на тяхната конструкция, балансиращите шахти претърпяват значителни натоварвания по време на работа. Особено натоварени са лагерите, отдалечени от задвижването. Всичко това води до ускорено износване на лагерите, както и до задвижващите компоненти. Амортизацията е придружена от шум, вибрации и може да доведе до счупвания в задвижващата верига. Последиците за двигателя от подобна повреда е лесно да си представим.

Ремонт балансиране на валове – скъпо. Ето защо, местните майстори просто се отървете от валовете, а дупките в картера са затворени с тапи. Вибрациите, разбира се, се увеличават, но монтирането на двигателя върши добра работа с него. В допълнение към повишеното износване, използването на балансиращи валове усложнява и увеличава разходите за проектиране на двигателя. В този случай загубата на мощност на двигателя им може да достигне 15 к.с.