Για να δουλέψει σωστά ένας κινητήρας δεν αρκεί μόνο να βγάζει ίππους , αλλά χρειάζεται και ο περιορισμός των κραδασμών στο ελάχιστο δυνατόν , ώστε και να μην ταλαιπωρείται ο αναβάτης , αλλά και να αποφεύγονται οι ρωγμές στην μηχανή . Είναι γεγονός ότι δεν συγκρίνεται με το αποτέλεσμα των κραδασμών που μπορεί να φτάσουν μέχρι και να διαλύσουν τον κινητήρα κάθε οχήματος. Εάν δεν εκμηδενιστούν (ή έστω να περιοριστούν στο ελάχιστο) οι συνέπειες μπορεί μακροπρόθεσμα να αποβούν καταστροφικές. Έχουν παρατηρηθεί περιπτώσεις που εμφανίστηκαν ρωγμές όχι μόνο στο εσωτερικό του κινητήρα αλλά και σε ολόκληρη το όχημα. Αυτοί που ασχολούνται με ιστορικά οχήματα, καταλαβαίνουν καλύτερα για τι πράγμα μιλάμε. Κολλήσεις που ανοίγουν και πλαίσια που χωρίζουν στη μέση, εξαιτίας των κραδασμών, είναι καθημερινό φαινόμενο. Ειδικότερα το πρόβλημα εμφανιζόταν σε μονοκύλινδρους ή δικύλινδρους κινητήρες μηχανών θαλάσσης με απλή αρχιτεκτονική σχεδίαση, (μεγάλους κυλίνδρους, και μεγάλα φορτία) δηλαδή μηχανές σχεδιασμένες να δουλεύουν ψηλά.


Πώς όμως δημιουργούνται οι κραδασμοί ; Ας πάρουμε ένα μονοκύλινδρο κινητήρα, την πιο απλή αρχιτεκτονική. Κατά τη διάρκεια της περιστροφής ο στρόφαλος πρέπει να είναι τέλεια ζυγισμένος, γιατί αλλιώς η εμφάνιση κραδασμών είναι αναπόφευκτη. Στο ένα άκρο της κίνησης έχουμε συνδεδεμένα το πιστόνι, το κομβίο σύνδεσης, και την μπιέλα. Η κίνηση της μπιέλας είναι «ενδιάμεση» μεταξύ δύο διαφορετικών τύπων κινητικής ενέργειας, της ευθύγραμμής (πιστόνι) και της περιστροφικής (στρόφαλος) Αμέσως το μυαλό πάει στην λύση της προσαρμογής ενός κατάλληλου αντίβαρου, στο σημείο εκείνο που βρίσκεται αντιδιαμετρικά του κομβίου που πιάνει η μπιέλα στο στρόφαλο, και έτσι θα πετύχουμε καλή ισορροπία περιστρεφόμενων μαζών. Σε αυτό το σημείο θα πρέπει να προσδιορίσουμε τι ακριβώς εννοούμε με τον όρο «κατάλληλο αντίβαρο». Τα αντίβαρα λοιπόν αυτά θα πρέπει να εξισορροπούν τις περιστρεφόμενες μάζες, στην αντίθετη πλευρά του στρόφαλου. Με άλλα λόγια αυτές του κουζινέτου, και μέρος της μπιέλας.

Για να εξισορροπήσεις τις ασκούμενες δυνάμεις σε μία περιστρεφόμενη μάζα, πρέπει να προσαρμόσεις μία αντίστοιχη μάζα σε αντιδιαμετρική θέση και ίση απόσταση από το σημείο σύνδεσης. Δυστυχώς όμως εκτός απο τη δύναμη της μάζας που περιστρέφεται, πρέπει να εξισορροπήσεις και τη δύναμη που αναπτύσσεται λόγω αδράνειας της περιστρεφόμενης μάζας. Όμως αυτές οι δυνάμεις, σε αντίθεση με τη φυγόκεντρο, δεν είναι ποτέ σταθερές κατά τη διάρκεια της περιστροφής του στρόφαλου καθώς εξαρτώνται άμεσα απο τη θέση του πιστονιού. Αντίθετα η δράση του αντίβαρου είναι σταθερή και κινείται συνεχώς προς την αντίθετη κατεύθυνση απο το κουζινέτο . Για το λόγο αυτό όπως αναφέραμε και πιο πάνω, οι δυνάμεις που αναπτύσσονται απο τις περιστρεφόμενες μάζες, είναι αδύνατον να εξουδετερώσουν εκείνες που προκαλούνται λόγω της αδράνειας. Η υιοθέτηση της λύσης των αντίβαρων προκαλεί την ανάπτυξη τεράστιων δυνάμεων για μερικές θέσεις του κουζινέτου, οι οποίες όμως δεν είναι αρκετές για μερικές άλλες θέσεις. Εάν το αντίβαρο αντισταθμίζει το 100% των δυνάμεων που αναπτύσσονται όταν το πιστόνι βρίσκεται στο ΑΝΣ, αυτό σημαίνει ότι σε όλες τις υπόλοιπες θέσεις, η δύναμη απο την περιστροφή του στρόφαλου θα είναι πολύ μεγαλύτερη απο εκείνη που έχει κατασκευαστεί για να αντισταθμίσει το αντίβαρο, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται κραδασμοί. Για αυτό το λόγο τελικά, η επίτευξη απόλυτης ισορροπίας στο στρόφαλο, (άρα και μηδενισμός των κραδασμών) είναι πάντα ένα προϊόν καθαρά συμβιβασμού.

Αν και μερικά χρόνια πριν η συγκεκριμένη λύση είχε ικανοποιητικά αποτελέσματα, σήμερα δεν είναι πλέον αποδεκτή. Με στόχο την εξάλειψη των ενοχλητικών κραδασμών, έχουν υιοθετηθεί όπως οι πρόσθετοι άξονες εξισορρόπησης, για τις μοτοσικλέτες δρόμου. Πρόκειται για έναν μονό άξονα συγκεκριμένης μάζας, με συγκεκριμένη κατανομή, που περιστρέφεται κατά την αντίθετη φορά απο εκείνη του στροφαλοφόρου με την ίδια ακριβώς ταχύτητα. Συνήθως οδηγείται απο συστοιχία γραναζιών , ή απο κοντή αλυσίδα . Η λύση του άξονα εξισορρόπησης είναι αρκετή στο να φέρει τους κραδασμούς σε ένα αποδεκτό επίπεδο, αλλά για να φτάσουμε στην τελειότητα, χρειάζεται σύστημα δύο αξόνων, όπως στον κινητήρα της Aprilia V 2, που χρησιμοποιείται το «πατενταρισμένο» σύστημα AVDC ( Anti - Vibration Double Countershaft ) Το AVDC χρησιμοποιεί δύο άξονες εξισορρόπησης (ο ένας στο κάρτερ του κινητήρα, και ο άλλος σε έναν απο τους 4 εκκεντροφόρους) με σκοπό την εκμηδένιση των κραδασμών. Δεν είναι τυχαίο το γεγονός ότι ο V 60 μαγνησίου στην RSV είναι ένας απο τους καλύτερους δικύλινδρους κινητήρες μοτοσικλετών, σε ότι αφορά το επίπεδο των κραδασμών.

Ας ρίξουμε μία ματιά στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την μείωση των κραδασμών ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα.


ΕΛΑΣΤΙΚΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ

Αυτή η μέθοδος χρησιμεύει στην απομόνωση του κινητήρα απο το πλαίσιο ώστε να μην μεταδίδονται οι κραδασμοί σε ολόκληρη τη μηχανή. Πρόκειται για συμπαγή ελαστικά παρεμβύσματα ( silent blocks ) που τοποθετούνται στα σημεία στήριξης του κινητήρα με το πλαίσιο, ώστε να απορροφούν τις ταλαντώσεις του κινητήρα και να μην επιτρέπουν να περνάνε στο πλαίσιο. Το σύστημα αυτό εφαρμόζεται σε μονοκύλινδρους, δικύλινδρους και εν σειρά κινητήρες, αλλά και στους κινητήρες V με περιεχόμενη γωνία μικρότερη των 90° . Και εδώ όμως υπάρχουν δύο μειονεκτήματα : α) Δεν επιτυγχάνεται πλήρως η εκμηδένιση των κραδασμών και β) δεν επιτυγχάνεται η απόλυτη στιβαρότητα του κινητήρα.


ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟΙ
Εδώ μιλάμε για τους πιο δύσκολους κινητήρες γιατί απλούστατα η δράση κυλίνδρου δεν μπορεί να αντισταθμιστεί απο έναν άλλο κύλινδρο. Η ιδανική λύση θα ήταν η χρησιμοποίηση 4 αξόνων εξισορρόπησης, δύο για τις δυνάμεις αδράνειας και άλλους δύο για τις δευτερεύουσες δυνάμεις (που εξαρτώνται άμεσα απο την παραγόμενη ισχύ, που απαιτείται κάθε συγκεκριμένη στιγμή απο τις εντολές του γκαζιού). Συνήθως χρησιμοποιείται ένας, δύο το πολύ. Η συγκεκριμένη λύση περιορίζει τους κραδασμούς χωρίς να απορροφά μεγάλη ισχύ.


ΔΙ-ΚΥΛΙΝΔΡΟΙ
Σε κινητήρες με δύο εν σειρά κυλίνδρους όπου ο χρονισμός είναι στις 360° το μηχανικό πρόβλημα είναι το ίδιο με τους μονοκύλινδρους. Εάν ο χρονισμός είναι στις 180° τότε επιτυγχάνεται εξισορρόπηση των πρωτογενών δυνάμεων. Για τις δευτερογενείς δυνάμεις χρειάζεται ένα ζεύγος αντικραδασμικών αξόνων όπως ακριβώς και στους μονοκύλινδρους. Η μετάθεση του χρονισμού, είναι μία απο τις πιθανές λύσεις για κινητήρες στενού V . Η αρχιτεκτονική του V -90° είναι εν γένει η καλύτερη σε δικύλινδρους κινητήρες, σε ότι αφορά την προσπάθεια ακύρωσης όλων των κραδασμών. Η δεύτερη λύση είναι η τοποθέτηση ενός ή δύο αξόνων εξισορρόπησης.


3 ΚΙΛΥΝΔΡΟΙ
Εάν με τον χρονισμό στις 120° καταλήγουμε σε έναν τέλεια ζυγισμένο κινητήρα, σε ότι αφορά πολύστροφους κινητήρες είναι τυπικό να ακολουθείται η υιοθέτηση ενός άξονα εξισορρόπησης στην συνηθισμένη θέση στο κάρτερ και μπροστά απο τον άξονα μετάδοσης.(στρόφαλο)


4-ΚΙΛΥΝΔΡΟΙ
Εάν στους κινητήρες με εν σειρά αρχιτεκτονική κυλίνδρων, έχουμε τέλεια εξισορρόπηση πρωτογενών δυνάμεων, δεν έχουμε στις δευτερογενείς. Στους κινητήρες μηχανών, αυτές οι δυνάμεις δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλες, και έτσι προτιμάται να μην χρησιμοποιούνται άξονες εξισορρόπησης, που απορροφούν ισχύ. Οι άξονες εξισορρόπησης υιοθετούνται σε εξαιρετικά «σοφιστικέ» κινητήρες, μεγάλου κυβισμού. Οι κινητήρες V 4, καθώς και αυτοί έχουν την ίδια συμπεριφορά με τους δικύλινδρους.

Ύστερα σου λέει πως οι μηχανές με πολλούς κραδασμούς δεν διαφέρουν στην αξιοπιστοία ...

iliasRC31 έγραψε: . Η αρχιτεκτονική του V -90° είναι εν γένει η καλύτερη σε δικύλινδρους κινητήρες, σε ότι αφορά την προσπάθεια ακύρωσης όλων των κραδασμών. Η δεύτερη λύση είναι η τοποθέτηση ενός ή δύο αξόνων εξισορρόπησης.

κι αν τον βάλεις και εγκάρσια έχεις ..."χρυσό"...