Motocykl poleca:

Układ i wał korbowy

Poleć ten artykuł:

Mówiąc najprościej, silnik twojego motocykla zamienia ruch posuwisty tłoków na ruch obrotowy wału korbowego. Odbywa się to tak, że ogromne siły – powstałe w wyniku spalania mieszanki paliwowej – napierające na tłoki działają przez korbowody na wał korbowy.  

Układ i wał korbowy Zobacz całą galerię

Kiedy tłoki niemal całą energię, jaka została wytworzona przez spalającą się mieszankę, zaczynają przekazywać wałowi korbowemu, w silniku powstają siły i momenty bezwładności. Są one tak wielkie, że gdyby konstruktorzy ich nie okiełznali, po kilku kilometrach motocykl zamieniłby się w kupę złomu. Jak wiemy z poprzedniego odcinka, na tłok silnika beemki S 1000 RR, kręcącego 12 000 obr/min, działa siła rzędu 6000 N, co odpowiada sytuacji, gdy na tłok naciska odważnik o masie 600 kg. W dodatku każdy pełny obrót oznacza, że siła zmienia kierunek dwa razy – gdy tłok przechodzi przez górny i dolny martwy punkt. Wtedy wyhamowuje ze 130 km/h do zera, a następnie ponownie ostro przyspiesza. I tak 400 razy na sekundę.

Największym problemem towarzyszącym tak nagłym zmianom prędkości ruchu (posuwistego i obrotowego) jest to, że siły i momenty bezwładności układu korbowego są przekazywane elementom konstrukcyjnym silnika, a dalej także do podwozia. W zależności od liczby cylindrów i ich układu, wywołują mniejsze lub większe wibracje. Nawet jeśli są one częściowo wyrównoważone przez przeciwwagi na wale korbowym, pozostaje ich niemało. W nowoczesnych silnikach łagodzą je wałki wyrównoważające.

Siły bezwładności
Dwucylindrowe silniki rzędowe, z czopami korbowodowymi przesuniętymi względem siebie o 180°, charakteryzują się dobrym wyrównoważeniem sił bezwładności, ale problemem są momenty obrotowe, które chcą przechylić silnik poprzecznie do osi wału korbowego. Wspomniane momenty obrotowe powstają przez to, że dwie siły, pochodzące od dwóch przeciwbieżnie pracujących tłoków, są przesunięte względem siebie o odległość równą odległości między cylindrami. Odległość ta jest spowodowana konstrukcją silnika.

Tłok najpierw rozpędza się do 130 km/h, potem wyhamowuje do zera, aby znów ostro ruszyć. I tak 400 razy na sekundę.

Dzięki niewielkiemu przesunięciu czopów korbowodowych, silniki typu bokser mają z tym mniej problemów. W silnikach czterocylindrowych, z czopami korbowodowymi przesuniętymi o 180° siły bezwładności pierwszego rzędu i momenty bezwładności są całkowicie neutralizowane przez pracujące przeciwbieżnie tłoki i korbowody.

Inaczej natomiast rzecz się ma w silniku typu big bang Yamahy YZF-R1 z asymetrycznym przesunięciem czopów korbowych i odpowiadającymi mu odstępami zapłonu. Tutaj wałek wyrównoważający jest niezbędny w celu zapewnienia silnikowi kultury pracy.

Tym, co zostaje w jedno-, dwu-, trzy i czterocylindrowych silnikach rzędowych, są siły bezwładności drugiego rzędu. Przyczyna leży w kinematyce mechanizmu korbowego (współpraca korbowodu i ramienia wału korbowego). Tłok rozpoczynający ruch z dolnego martwego punktu do góry ma inne wartości przyspieszeń niż tłok poruszający się z górnego martwego punktu w dół. Odpowiednio do zmiennych wartości przyspieszeń zmieniają się wartości sił bezwładności. Można je zmniejszyć tylko przez zastosowanie wałka wyrównoważającego, który obraca się z prędkością dwa razy większą niż wał korbowy, jak na przykład w silniku Kawasaki Z 1000.

Duże masy wirujące, w postaci masywnych przeciwwag albo ciężkiego wirnika alternatora, sprzyjają równomiernej i łagodnej pracy silnika, zwłaszcza przy niskich prędkościach obrotowych. Natomiast duże masy wirujące wału korbowego pogarszają poręczność: podczas skręcania powodują one konieczność użycia większej siły przy szybkich naprzemiennych złożeniach lub błyskawicznym wejściu w zakręt i złożeniu sprzęta. Jest to uwarunkowane dużymi stabilizującymi momentami żyroskopowymi.

Tagi: korbowody | wał korbowy | technika | serwis

Oceń artykuł:

4.0

Motocykl OnlinePorady dla motocyklistów

Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij