بالانس موتور چیست و آیا لازم است؟
“تعادل” اصطلاح رایجی است که هر زمان که در مورد لاستیک خودرو صحبت می کنید، به خصوص در اطراف یک مکانیکی می شنوید. اما در زمینه موتور خودرو به چه معناست؟ آیا بالانس موتور متفاوت است و آیا برای ماشین شما ضروری است؟
بالانس موتور به معنای کاهش نیروهای چرخشی، بیرونی، درونی و رفت و برگشتی است که توسط قطعات متحرک در موتور شما ایجاد می شود. این کار با اضافه کردن وزنه در داخل یا خارج موتور برای مقابله با این نیروها انجام می شود. در حالی که لرزش و سر و صدا را کاهش می دهد، هزینه ای نیز برای شما در بر خواهد داشت و به وزن کلی خودرو می افزاید.
در این مطلب، ما به شما یک نمای کلی از بالانس موتور، نحوه کارکرد آن و اینکه آیا این کار ضروری است یا صرفاً اتلاف وقت و هزینه است، ارائه می دهیم.
بالانس موتور چیست؟
تعادل یک موتور به معنای جبران وزن قطعات متحرک و کاهش ارتعاشات و تمام عوارض جانبی ناشی از آن است. به عنوان مثال، ارتعاشات بیش از حد باعث ایجاد صدا و کاهش عملکرد کلی خودرو می شود.
همانطور که عمیق تر به موضوع تعادل موتور می پردازیم، مفید است که به کلاس های فیزیک خود در مدرسه فکر کنید. این به این دلیل است که مفهوم بالانس کردن یک موتور به معنای مقابله با فیزیک یک موتور احتراقی است.
در این مقاله، ما تاکید خواهیم کرد که چرا حفظ تعادل موتور بسیار مهم است و چه چیزی در بالانس موتور نقش دارد.
بالانس کردن موتور چه کاری انجام می دهد؟
بالانس موتور دارای مزایای زیر است:
-
راندمان موتور را افزایش می دهد
-
تحمل دور موتور بالاتر را فراهم می کند
-
عملکرد روان موتور را تضمین می کند
-
طول عمر موتور را به حداکثر می رساند
در حالی که مکانیک یا متخصص خودرو شما ممکن است سعی کند موتور شما را متعادل کند، واقعیت این است که هیچ موتوری نمی تواند کاملاً متعادل باشد. این فرآیند شامل عوامل پیچیده مختلفی از جمله طراحی و ساختار، وزن و اندازه، عملکرد، کارایی و بسیاری موارد دیگر است.
بالانس موتور چیست
عدم تعادل موتور به چه معناست؟
ما کمی بعد به بالانس موتور باز خواهیم گشت، اما ابتدا باید بدانید، عدم تعادل موتور به چه معناست؟
ما بارها این را گفته ایم، اما یک بار دیگر می گوییم، موتور خودرو از قطعات زیادی تشکیل شده است. برخی از این قطعات ثابت هستند، در حالی که برخی دیگر دارای حرکت مشخصی هستند.
حرکت قطعات، مانند پیستون ها و میله های اتصال، عدم تعادلی ایجاد می کند که باعث ایجاد لرزش در هنگام کار موتور می شود. این وضعیت خودرو همان چیزی است که ما از آن به عنوان عدم تعادل موتور یاد می کنیم.
یک نکته دیگر که باید به خاطر داشته باشید: اجزای متحرک دارای حرکات مختلفی هستند و برای کمک به تجزیه و تحلیل عدم تعادل، می توانید این حرکات را به طور کلی به سه نوع دسته بندی کنید.
انواع نیروهایی که نیاز به تعادل در موتور دارند:
-
نیروهای چرخشی
-
نیروهای متقابل
-
نیروهای شلیک به بیرون
بیایید به هر نیروی ایجاد شده و اینکه چرا آنها ممکن است به تعادل نیاز داشته باشند نگاهی بیندازیم.
نیروهای چرخشی
ممکن است قبلاً با RPM که مخفف “revolutions in minutes” است آشنا باشید. این عبارت نشان دهنده چند بار چرخش یک میل لنگ در یک دقیقه است. برای یک خودروی معمولی، یک موتور در حال آرام، میل لنگ خود را از 600 تا 1200 بار در دقیقه می‌چرخاند.
جالب اینجاست که میل لنگ همیشه 100% متعادل نیست و نیروی چرخشی نامتعادلی ایجاد می کند که منجر به لرزش و صدا می شود. همین امر در مورد هر قسمت موتور دیگری که می چرخد، چه کوچک و چه بزرگ، صادق است.
برای راننده معمولی، این نیروی چرخشی مشکلی نیست. با این حال، اگر می خواهید موتور خود را متعادل کنید، این نیروی دورانی یکی از دلایل انجام این کار است.
نیروهای شلیک بیرونی یا درونی
موتورها همچنین دارای نیروهای شلیک به داخل و خارج هستند، به ویژه آنهایی که در داخل محفظه های احتراق ایجاد می شوند. همانطور که احتراق اتفاق می افتد، آن پیستون ها با مقدار قابل توجهی قدرت به سمت داخل و خارج حرکت می کنند.
با توجه به اینکه چگونه چندین پیستون به طور همزمان این کار را انجام می دهند، نیرو باعث ایجاد ارتعاشات زیادی در داخل موتور می شود. بالانس موتور می تواند به حذف برخی از این ارتعاشات و کاهش صدای ناشی از آنها کمک کند.
نیروهای متقابل
در نهایت، قطعات متحرک موتور نیز نیروهای رفت و برگشتی ایجاد می کنند.
بیایید یک بار دیگر از مثال پیستون ها استفاده کنیم.
برای موتورهای خطی، پیستون های عمودی و میله های اتصال به صورت رفت و برگشتی حرکت می کنند. فرآیند احتراق به گونه‌ای عمل می‌کند که هرگاه برخی از پیستون‌ها بالا هستند، بقیه پایین می‌آیند.
جدای از حرکت بالا/پایین، میله‌ها حرکت چپ/راست نیز دارند، اما این حرکت بالا/پایین است که باعث ایجاد ارتعاشات مهم‌تر می‌شود.
سایر اجزایی که نوع مشابهی نیرو ایجاد می کنند، میله های فشار و سوپاپ ها هستند که دنباله ای مشابه را دنبال می کنند: وقتی برخی بالا هستند، برخی دیگر پایین هستند.
نیروهای مشابهی که در جهت مخالف حرکت می کنند به این معنی است که آنها در حال رفت و برگشت هستند یا یکدیگر را متعادل می کنند. در حالی که نیروهای متقابل عموماً اثرات یکدیگر را خنثی می کنند، اغلب با استفاده از بالانس موتور جا برای بهبود وجود دارد.
علل عدم تعادل موتور
عوامل زیر بر تعادل موتور تأثیر می گذارند و از عوامل اصلی عدم تعادل هستند:
1. جرم اجزای موتور
توزیع یکنواخت وزن به تعادل نیروهای ناشی از اجزای متحرک مختلف کمک می کند.
پیستون ها یا میله های اتصال با وزن های مختلف در سراسر سیلندرها نیروهای عمودی را در نتیجه حرکت رفت و برگشتی ایجاد می کنند. به همین ترتیب، وزن ناهموار شبکه می تواند منجر به عدم تعادل ناشی از چرخش میل لنگ یا چرخ طیار شود.
در سرعت های پایین، ارتعاشات ممکن است محسوس نباشند، اما با شتاب گرفتن محسوس خواهد شد.
2. چیدمان سیلندر
حتی با یک جرم کاملاً متعادل، همچنان ممکن است عدم تعادل در نتیجه چیدمان سیلندر رخ دهد. هنگامی که نیروها از سیلندرهای مربوطه نتوانند یکدیگر را خنثی کنند، می تواند باعث ایجاد نیرو یا ارتعاش شود.
به عنوان مثال، در یک موتور چهار خطی، عدم تعادل ناشی از ارتعاشات عمودی اجتناب ناپذیر است، اما می توان با استفاده از شفت های متعادل کننده آن را مدیریت کرد.
انواع عدم تعادل موتور
عدم تعادل موتور می تواند یکی از موارد زیر باشد:
-
عدم تعادل صفحه رفت و برگشتی – مانند نیروهای موازی متضاد (که زوج نامیده می شود) ناشی از فاصله افست بین میل لنگ در موتورهای باکسر دوقلو
-
عدم تعادل فاز رفت و برگشتی – مانند فازهای با فاصله ناهموار مرتبط با موتورهای V6 که فاقد میل لنگ افست هستند
-
عدم تعادل هواپیما در حال چرخش – معمولاً با موتورهای باکسر دوقلو همراه است
-
عدم تعادل فاز چرخشی – معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که فلایویل دارای جرمی نامنظم باشد.
-
عدم تعادل پیچشی – ناشی از گشتاور اعمال شده در فواصل مختلف (به عنوان مثال، محل میله های اتصال) در امتداد میل لنگ
این عدم تعادل می تواند منجر به ارتعاشات رفت و برگشتی، تکان خوردن و پیچشی شود. به عنوان مثال، عدم تعادل پیچشی باعث ارتعاش پیچشی می شود که می تواند میل لنگ را ضعیف کرده و در نهایت باعث از کار افتادن آن شود.
بالانس موتور چیست
روش های بالانس موتور چیست؟
همانطور که قبلا ذکر شد، بالانس موتور شامل اضافه کردن وزن به قطعات خاص برای مقابله با حرکات آنها است. انجام این کار، همه چیز را به تعادل نزدیک‌تر می‌کند و نیروهایی را که در ایجاد لرزش و سر و صدای زیاد نقش دارند، کاهش می‌دهد.
مراحل بالانس کردن موتور
برای اصلاح عدم تعادل دو مرحله وجود دارد.
1. تعادل استاتیک
هدف گام اول اطمینان از یکنواخت بودن وزن پیستون و شاتون است. حتی بارها هنگام حرکت این قطعات باعث اینرسی مساوی می شوند.
2. بالانس میل لنگ
این مرحله شامل چرخاندن میل لنگ به طور مستقل برای اطمینان از عدم تعادل چرخشی است. در صورت عدم تعادل چرخشی، وزن اضافه یا حذف می شود تا زمانی که چرخش صاف به دست آید. چرخش صاف لرزش ناشی از عدم تعادل چرخشی را از بین می برد.
یک موتور متعادل به آرامی کار می کند و می تواند سرعت های بالاتر موتور را بدون آسیب رساندن حفظ کند.
بالانس موتور داخلی و خارجی
بالانس موتور می تواند به صورت داخلی یا خارجی انجام شود.
1. تعادل داخلی
راه های مختلفی برای گنجاندن وزنه های تعادل در داخل موتور وجود دارد. یک مثال معمولی استفاده از شفت متعادل کننده موتور است که در کنار میل لنگ موتور کار می کند.
هر شفت متعادل کننده به طور ناهموار وزن می شود به طوری که هر بار که می چرخد، سایر نیروهای ذکر شده در بالا را خنثی می کند. البته، وزن دقیق هر شفت تعادل به آنچه برای رسیدن به آن نتیجه ضروری است بستگی دارد، بنابراین همه خودروها از وزنه‌های یکسانی استفاده نمی‌کنند.
شفت متعادل کننده با استفاده از یک قرقره به میل لنگ متصل می شود که اطمینان حاصل می کند که هر دو محور به طور همزمان به هم می چرخند.
2. تعادل خارجی
همچنین می توانید موتور خود را به صورت خارجی متعادل کنید. به عنوان مثال، اضافه کردن وزن به دمپر هارمونیک موتور می تواند نیروهای ایجاد شده در داخل موتور را خنثی کند.
هنگامی که وزنه های تعادل میل لنگ سنگین نیستند، موتور باید با اضافه کردن وزن به قسمت خارجی مانند چرخ فلایو بالانس شود.
از بین این دو، تعادل داخلی گزینه ارجح است زیرا وزنه های تعادل خارجی در سرعت های بالای موتور اثر خمشی روی میل لنگ دارند که می تواند باعث آسیب به موتور شود.
با این حال، تغییر از تعادل خارجی به داخلی پرهزینه است زیرا به شما نیاز دارد که یک میل لنگ، متعادل کننده هارمونیک یا فلایویل جدید تهیه کنید. توصیه می شود موتور را به همان روشی که کارخانه انجام می داد بالانس کنید.
مزایا و معایب بالانس موتور چیست؟
مزایای بالانس موتور:
-
اول، بالانس کردن مقدار انرژی هدر رفته در داخل موتور را کاهش می دهد.
-
اتلاف انرژی کمتر به این معنی است که تعادل باعث بهبود بهره وری سوخت و انرژی می شود.
-
این همچنین منجر به قدرت بیشتر موتور می شود.
-
به طور همزمان، لرزش کمتر و صدای کمتری وجود دارد.
-
به طور کلی، بالانس کردن موتوری با عملکرد نرم‌تر ایجاد می‌کند.
همه این مزایا فوق العاده به نظر می رسند، اما باید معایب این فرآیند را نیز در نظر بگیرید.
معایب بالانس موتور:
- وزن اضافه شده – به یاد داشته باشید: بالانس کردن بیشتر در مورد اضافه کردن وزنه های تعادل برای کاهش نیروهای ایجاد شده در داخل موتور است. وزن اضافی به این معنی است که موتور برای حرکت دادن خودرو باید سخت‌تر کار کند و از قضا بازده سوخت آن را کاهش می‌دهد.
- هزینه اضافی – تعداد زیادی ارتقاء مختلف وجود دارد که می توانید روی ماشین خود سرمایه گذاری کنید. هزینه بالانس موتور ممکن است برای بسیاری از رانندگان ارزش آن را نداشته باشد.
آیا بالانس موتور ارزش هزینه آن را دارد؟
احتمالا نه. برای اکثر مردم، بالانس موتور تفاوت چندانی با تجربه رانندگی روزانه شما ندارد.
به یاد داشته باشید: سازنده قبلاً موتور خودروی شما را قبل از اینکه از کارخانه خارج شود، حداقل تا حدی متعادل کرده است. اما مطمئناً سازنده تعادل موتور را با استفاده از جاده معمولی در نظر گرفته است، نه برای موقعیت‌های با عملکرد بالا.
تنها موقعیتی که در آن بالانس می تواند ارزشش را داشته باشد این است که موتور خود را اصلاح کنید و سعی کنید هر اونس عملکرد بالا را از آن خارج کنید. در چنین شرایطی، شاید بالانس موتور می تواند به شما کمک کند تا قدرت بیشتری از موتور خود دریافت کنید.
حتما بخوانید:
