Одноцилиндровые двигатели с коленчатым валом отличаются большой неуравновешенностью движущихся масс. Частично вредное влияние несбалансированности кривошипно-шатунного механизма и цилиндро-поршневой группы решается выполнением уравновешивающего груза в массивных щеках коленчатого вала.

Следует ясно понимать, что полное уравновешивание достигнуто быть не может, этого не позволяет разнородный характер движения масс - поршня, шатуна, коленвала с противовесами. В практике двигателестроения используют понятие "коэффициент уравновешенности" (Ку). При Ку=0 коленчатый вал не содержит противовесов, вибрация (тряска) двигателя весьма сильна, а ее направление совпадает с осью цилиндра.
При попытке полного уравновешивания (Ку=1) получаем следующий результат: вибрация по оси цилиндра снижается до минимума, однако появляется такая же сильная, как и раньше, тряска поперек оси цилиндра.

На практике выбирают Ку близким к 0,5. При этом неуравновешенные силы снижаются вдвое, а их действие приобретает "круговой" характер (приложенная к подшипникам коленвала сила меняет свое направление, как стрелка часов, при вращении коленвала. Причем сила "вращается" в обратную сторону.)

При Ку меньшем 0,5 осевая составляющая несколько больше поперечной. При Ку большем 0,5 поперечные вибрации больше продольных. Таким образом, на выбор Ку влияет способность рамы, подвеса двигателя воспринимать нагрузки тех или иных направлений.

На практике Ку находится в пределах 0,45..0,6 [Григорьев]. В любом случае, точно подбирать этот коэффициент и пытаться строго уравновешивать коленвал одноцилиндрового двигателя - задача довольно бессмысленная. Дисбаланс не исчезнет и не уменьшится.
Мифы об улучшении работы таких двигателей "в результате балансировки" не имеют под собой оснований, кроме психологических. Однако, понятное желание проверить балансировку коленвала можно удовлетворить "без жертв", измерив коэффициент уравновешенности.
Проверка коэффициента уравновешенности коленвала
Опираясь на книгу Григорьева, замечу, что практически точно такие же цифры и расчетные формулы получаются и в других источниках. Возьмем за основу схему из Григорьевской книги
(первая формула применяется при заранее заданном Ку , вторая - при отыскании неизвестного Ку некоторого коленвала):
схема взвешивания
Где
А = вес поршня в сборе
(то есть поршень + палец + кольца + стопорные кольца + верхний подшипник)
В = 0,336 М (одна третья часть от веса головки шатуна) .

Определение балансировочного веса X показано на следующем рисунке (груз подбирается таким, чтобы уравновесить коленвал, при свободном вращении в центрах и свободно свешенном шатуне):
схема балансировки
Помимо общих соображений по выбору Ку, у Григорьева находим несколько практических наблюдений: для двигателей с более высокими оборотами Ку выбирается конструкторами несколько большим, чем для низкооборотистых. Так, для 6000..6500 об/мин (номинальных расчетных) Ку=0,5. Для двигателей, работающих при 8000 об/мин, Ку обычно выбирается в пределах 0,55...0,57.

Итак, взвесив детали двигателя и вычислив коэффициент уравновешенности, можно проверить нахождение его в ожидаемых границах, а при необходимости - скорректировать его известными приемами. Однако, помня о невозможности сколько-нибудь полного уравновешивания одноцилиндрового двигателя, к точной подгонке уравновешивающих масс коленвала стремиться не нужно.
Лашманов Андрей Евгеньевич (alash); октябрь 2006 г.