7.4. Робота гасителя крутильних коливань

Якщо носок валу закріпити нерухомо, а до маховика прикласти силу, колінчастий вал буде скручений на деякий кут. Якщо припинити дію сили кручення, то вал під впливом сил пружності і сил інерції маховика буде розкручуватися і почне коливатися з частотою, що залежить від його довжини, площі поперечного перерізу і матеріалу. Такі коливання називають вільними, пружними коливаннями кручення, а їх частоту — власною частотою. При роботі двигуна змінні сили протягом циклу створюють другий вид коливань вала — вимушені коливання, частота яких залежить від числа обертів вала, числа циліндрів і тактності двигуна.

При деякому (критичному) числі обертів частота вільних коливань кручення і частота вимушених коливань вала збігаються або стають кратними, настає явище резонансу. При резонансі коливань в матеріалі вала виникають високі внутрішні напруження, амплітуда коливань вала при цьому зростає до меж, при яких можливе його руйнування.

Для ослаблення крутильних коливань застосовують особливі гасителі — демпфери; принцип їх дії заснований на додатку до валу протидіючих сил, що викликають загасання коливань. Гасителі встановлюють на маточини шківа привода вентилятора, тобто там, де амплітуда коливань досягає найбільшої величини і де гаситель краще охолоджується.

Гаситель (рис. 7.4) складається з двох маховичків — великого 3 і малого 2, привулканізованих шарами гуми до фланців 1 і 4, укріпленим на шківі 5. Крутильні коливання колінчастого вала викликають коливальний рух маховичків 2 і 3 відносно переднього кінця вала, тому в шарах гуми виникає внутрішнє (молекулярне) тертя, що зменшує амплітуду коливань вала. Описаний гаситель крутильних коливань встановлюють у двигунах ЯМЗ-М206А.

Рис. 7.4. Гаситель крутильних коливань двигуна ЯМЗ-М206А.

Контрольні питання

1. За допомогою яких сил компресійне кільце притискається до дзеркала циліндра?

2. Переваги і недоліки поршневого пальця, запресованого в головку шатуна.

3. Переваги і недоліки поршневого пальця плаваючого типу.

4. Умови складання поршневого пальця з поршнем.

5. Які фактори враховуються при виборі порядку роботи циліндрів?

6. Як визначити кут зміщення кривошипів колінчастого вала, чергових по порядку роботи циліндрів?

7. Які сили діють вздовж осі колінчатого валу? Спосіб осьової фіксації колінчастого вала.

8. Де доцільніше розміщення шестерень приводу розподільного валу і паливного насоса високого тиску і т. п. – на носку або хвостовику вала, чому?

9. У чому призначення противаг?

10. Переваги і недоліки повноопорних колінчастих валів.

11. Які сили діють в КШМ одноциліндрового двигуна?

12. Призначення і пристрій гасителя крутильних коливань (демпфера). Чому його необхідно встановлювати на носку колінчастого вала?

13. Яким способом передається крутний момент від колінчастого вала на маховик?

14. З якою метою балансування колінчастого валу здійснюється в зборі з маховиком?

15. Чому стрижень шатуна, як правило, має двотаврове розтин?

16. З якою метою зменшують площу опори головки шатунного болта і його гайки?

17. Чому кривошипна головка шатуна повинна мати більшу жорсткість?

18. Чому не можна міняти місцями кришки різних шатунів?

19. Який вкладиш шатунний навантажений більше – верхній або нижній?