Themen:
- Einführung
- Ausgleichswellenbetrieb
Einführung:
Die Massenkräfte in einem Motor verursachen Vibrationen. Je mehr Zylinder ein Motor hat, desto weniger Vibrationen erzeugt er. Denn bei einem 3-Zylinder-Motor erfolgt alle 240 Grad ein Arbeitstakt, bei einem 4-Zylinder-Motor alle 180 Kurbelwellengrad, bei einem 6-Zylinder alle 120 Grad, bei einem 8-Zylinder alle 90 Grad und bei einem 12 -Zylinder-Zylinder alle 60 Grad. Wenn ein Motor mehr Zylinder hat, gibt es mehr Arbeitshübe in kurzer Zeit und der Motor ist nahezu vibrationsfrei. Die meisten Personenkraftwagen verwenden 4-Zylinder-Motoren. Dieser Motor erzeugt viele Vibrationen, die auf den Innenraum übertragen werden. Die Gegengewichte an der Kurbelwelle begrenzen vor allem Motorvibrationen.
Um Motorvibrationen weiter zu begrenzen, haben Hersteller verschiedener Automarken das „Ausgleichswellen“-Prinzip angewendet. Jede Marke hat ihre eigene Konstruktion (eine einzelne Ausgleichswelle, 2 Ausgleichswellen auf gleicher Höhe, 2 Ausgleichswellen, davon 1 niedrig und 1 höher im Block usw.). Der Ausgleichswellenantrieb erfolgt über die Verteilung (Zahnräder, Riemen oder Kette) und muss auch während der Arbeit „pünktlich“ eingestellt werden. Eine nicht richtig positionierte Ausgleichswelle erhöht die Motorvibrationen noch mehr und führt zu Komponentenausfällen.
Betrieb der Ausgleichswelle:
Die Ausgleichswelle ist eine Welle, die selbst unwuchtig ist und somit die Massenkräfte ausgleicht, die hauptsächlich durch die Ausgleichswelle verursacht werden sekundäre Kolbenbewegung entstehen. Über die gesamte Länge sind Verdickungen, Nocken oder Verformungen vorhanden, die beim Drehen für die erforderliche Unwucht sorgen. Sowohl die Primärkräfte (Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens) als auch die Sekundärkräfte (die Seitenkräfte, die durch das schräg nach unten Drücken der Pleuelstange entstehen) werden von den Ausgleichswellen aufgenommen. Um dies zu erreichen, drehen sich die Ausgleichswellen mit der doppelten Drehzahl der Kurbelwelle und in die entgegengesetzte Richtung.
1: Kolben steht auf OT. Die Ausgleichswellen zeigen nach unten. Die untere Ausgleichswelle dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und die obere Ausgleichswelle dreht sich im Uhrzeigersinn. Die Ausgleichswellen drehen sich beide doppelt so schnell wie die Kurbelwelle.
2: Die Kurbelwelle dreht sich um 45 Grad und der Kolben bewegt sich von OT zu OT. In dieser Position wirken die Massenkräfte durch die sekundäre Kolbenbewegung entstehen, die Größten. Durch die sekundäre Kolbenbewegung entstehen Massenkräfte, die nach unten gerichtet sind. Um dies auszugleichen, sind die Ausgleichswellen in dieser Position nach oben gerichtet.
3: Die Kurbelwelle dreht sich um weitere 45 Grad und befindet sich im ODP. Die Ausgleichswellen sind nach unten gerichtet.
4: Die Kurbelwelle bewegt sich vom ODP zum TDC. Nach 45 Grad Kurbelwellenwinkel sind die Ausgleichswellen wieder nach oben gerichtet. Auch in dieser Position entstehen die größten (nach unten gerichteten) Massenkräfte aus der sekundären Kolbenbewegung. Die nach oben gerichteten Ausgleichswellen kompensieren diese Massenkräfte.
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