توازن المحرك

الكتلة الساكنة

ومن ناحية أخرى، إذا كان الوزن — أو توزيع الكتلة — للأجزاء المتحركة غير متجانس، فإن حركتها قد تولّد قوى غير متوازنة تؤدي إلى الاهتزاز. فمثلًا، إذا اختلفت أوزان المكابس أو أذرع التوصيل بين الأسطوانات، فإن الحركة الترددية الناتجة قد تولّد قوى اهتزازية عمودية. وبالمثل، فإن دوران عمود مرفق ذي أذرع غير متساوية الكتلة، أو حذافة (Flywheel) ذات توزيع كتلي غير منتظم، يمكن أن يؤدي إلى عدم توازن دوراني.

تخطيط الأسطوانات

وفي السياق ذاته، حتى مع وجود توزيع مثالي لكتلة الأجزاء الساكنة، فإن بعض ترتيبات الأسطوانات قد تُسبب عدم توازن نتيجة عدم إلغاء القوى الناتجة عن كل أسطوانة لبعضها البعض في جميع الأوقات. فمثلًا، يولّد المحرك المستقيم رباعي الأسطوانات اهتزازاً عمودياً عند ضعف سرعة دوران المحرك. هذه الاختلالات تكون متأصلة في التصميم ولا يمكن تجنبها، ولذلك يجب إدارة الاهتزاز الناتج باستخدام أعمدة التوازن أو غيرها من تقنيات تقليل الضوضاء والاهتزاز والخشونة، وذلك للحد من الاهتزاز الذي يصل إلى مقصورة الركاب.

أسباب عدم التوازن

• أما الحركات الدورانية الرئيسية التي قد تسهم في عدم التوازن فتشمل:
• عمود المرفق (Crankshaft).
• أعمدة الكامات (Camshafts).

وفي هذا السياق، أذرع التوصيل (التي تدور حول نهاية المكبس حسب ما يتطلبه الإزاحة الأفقية المتغيرة بين المكبس ومرفق الكرنك).

ومن جهة أخرى، حركة أذرع التوصيل صعوداً وهبوطاً نتيجة الحركة الترددية للمكبس.

من جانب آخر، وباستخدام مثال المحرك المستقيم (حيث تكون الأسطوانات رأسية)، فإن الحركات الترددية الرئيسية هي:

حركة المكابس صعوداً وهبوطاً داخل الأسطوانات.

وعلى صعيد آخر، على الرغم من أن بعض مكونات المحرك (مثل أذرع التوصيل) تقوم بحركات معقدة، إلا أنه يمكن تحليل جميع هذه الحركات إلى مكونات ترددية ودورانية، مما يساعد في دراسة حالات عدم التوازن.

إضافةً إلى ذلك، حركة أذرع التوصيل جانبياً (يميناً ويساراً) أثناء دورانها حول عمود المرفق، إلا أن الاهتزازات الجانبية الناتجة عن هذه الحركة تكون عادةً أصغر بكثير من الاهتزازات الرأسية (صعوداً وهبوطاً) الناتجة عن حركة المكابس.

في هذا الإطار، وقد ينتج عدم التوازن إما عن الكتلة غير المتوازنة للمكونات الفردية أو عن ترتيب الأسطوانات داخل المحرك، كما سيُوضح لاحقاً.