Balansas:


Op deze pagina worden de volgende onderdelen beschreven:

-Algemeen
-Werking balansas
 


Algemeen:
Door de massakrachten in een motor ontstaan trillingen. Hoe meer cilinders een motor heeft, des te minder trillingen er zullen ontstaan. Dat komt door dat bij een 3-cilinder motor elke 240 graden een arbeidsslag plaats vind, bij een 4-cilinder motor elke 180 krukasgraden, bij een 6-cilinder elke 120 graden, bij een 8-cilinder elke 90 graden en bij een 12-cilinder elke 60 graden, Als een motor meer cilinders heeft, zijn er in korte tijd dus meer arbeidsslagen en is de motor nagenoeg trillingsvrij. Bij de meeste personenauto's worden 4-cilinder motoren toegepast. In deze motor ontstaan veel trillingen die door worden gegeven aan het interieur. De contragewichten aan de krukas beperken hoofdzakelijk de motortrillingen.
Om de motortrillingen verder te beperken hebben constructeurs van een aantal automerken het "balansas" principe toegepast. Elk merk heeft zijn eigen constructie (een enkele balansas, 2 balansassen op de zelfde hoogte, 2 balansassen waarvan er 1 laag en 1 hoger in het blok zit, etc.) De balansasaandrijving vindt plaats via de distributie- (tandwielen, riem of ketting) en dient bij werkzaamheden ook "op tijd" te worden gezet. Een balansas die niet op tijd staat zal de motortrillingen nog meer versterken, met defecten aan onderdelen tot gevolg.



Werking balansas:
De balansas is een as die zelf in onbalans is en compenseert daarmee de massakrachten die vanaf de zuiger vrij komen. Over de gehele lengte zitten er verdikkingen, nokken of vervormingen aan die bij het roteren (rond draaien) de gevraagde onbalans veroorzaken. Zowel de primaire krachten (op-en-neer gaande zuigerbeweging) als de secundaire krachten (de zijdelingse krachten vanwege de drijfstang die schuin naar beneden wordt geduwd) worden door de balansassen opgevangen. Om dat te kunnen volbrengen, draaien de balansassen het dubbele toerental als de krukas en in tegengestelde richting.


In het voorbeeld hieronder staat een motor met 2 balansassen (één laag, en één hoger aangebracht).

Afb. 1:
Zuiger staat in BDP. De balansassen staan naar beneden toe gericht. De onderste balansas draait linksom en de bovenste balansas draait rechtsom. De balansassen draaien beide 2x zo snel als de krukas.

Afb. 2:
De krukas verdraaid 45 graden en de zuiger beweegt van het BDP naar het ODP. In de tijd dat de zuiger van de posities in afb. 1 naar afb. 2 beweegt, staan de balansassen naar de zuiger toe gericht. In afb. 2 staan de balansassen omhoog gericht en compenseren de kracht van de arbeidsslag op de zuigerbodem.



Afb. 3:

De krukas draait weer 45 graden verder en staat in ODP. De balansassen staan naar beneden gericht.

Afb. 4:

De krukas beweegt van ODP naar BDP. Na 45 krukasgraden staan de balansassen weer naar boven gericht.

Om de verticale krachten van de motor op te vangen (door het op-en-neer bewegen van de zuiger) draaien de balansassen in tegengestelde richting. In de tijd dat de balansassen naar links en naar rechts gericht zijn (dus in de tijd tussen de tekeningen in) vangen ze de onbalans dat een kantelmoment veroorzaakt op. Tijdens de omwenteling is de hoeveelheid onbalans niet constant, maar is de compenserende kracht van de balansas er wel. Daarom zal er altijd wel een minimale trilling overblijven.