При движении и вращении деталей кривошипно-шатунного механизма возникают инерционные силы поступательно движущихся масс и центробежные силы вращающихся масс. Эти силы передаются на остов двигателя и раму трактора. При периодическом изменении сил инерции возникает вибрация двигателя и машины в целом. Эта вибрация ослабляет резьбовые соединения деталей, дополнительно нагружает подшипники коленчатого вала и ускоряет их изнашивание.
Уравновешивание сил инерции достигается выбором определенного числа цилиндров, расположением колен вала и применением дополнительных движущихся масс — противовесов. Колена вала четырехцилиндровых двигателей расположены под углом 180°. Силы инерции двух крайних поршней и шатунов, движущихся в одну сторону, почти полностью уравновешиваются силами инерции двух средних поршней и шатунов, движущихся в противоположную сторону (рис. 19, а).
Рис. 19. Уравновешивание двигателей: а — четырехцилиндрового; б -двухцилиндрового; в — уравновешивающий механизм (дизель А-41); 1 — противовес на маховике; 2 — грузы; 3 — балансирный вал; 4 — шестерня; 5 — противовес на шкиве 6 — промежуточные шестерни; 7- шестерни с грузами; 8 — регулировочные прокладки; 9 — зубчатый венец щеки коленчатого вала; 10 корпус
В двухцилиндровом двигателе сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс может быть полностью уравновешена специальным уравновешивающим механизмом (рис. 19, б). Он состоит из двух грузов 2, закрепленных на концах балансирного вала 3. Последний опирается на втулки, приводится во вращение от коленчатого вала и имеет с ним одинаковую частоту вращения. На маховике и шкиве привода вентилятора расположены противовесы и 5. Сила инерции Ри1, действующая по оси первого цилиндра, равна силе инерции Ри2, действующей по оси второго цилиндра, и их сумма равна нулю. Но как равные и противоположно направленные, они создают момент, действующий в плоскости осей цилиндров. Этот момент уравновешивается суммарным моментом, создаваемым грузами 2, противовесами 7 и 5.
Уравновешивающий механизм устанавливают в четырехцилиндровом двигателе средней мощности. Он включает в себя два груза 2 (рис. 19, в), которые вращаются в противоположные стороны с частотой, в 2 раза превышающей частоту вращения коленчатого вала. Грузы отлиты заодно с осями, запрессованными в шестерни 7. Оси грузов вращаются в роликовых цилиндрических подшипниках, установленных в корпусе 10. Шестерни приводятся во вращение от зубчатого венца 9, вмонтированного на средней части коленчатого вала и расположенного около третьей коренной шейки.
От вращения грузов возникают центробежные силы Рц которые раскладываются на составляющие силы (горизонтальные и вертикальные). Горизонтальные силы действуют в противоположных направлениях и уравновешивают одна другую. Вертикальные силы складываются (сумма равна Вс) и уравновешивают по вертикали сумму инерционных сил Ри во всех четырех цилиндрах.
Механизм устанавливают на двигатель при положении поршня первого цилиндра в в.м.т. Шестерни должны быть установлены по меткам, нанесенным на их зубьях и впадинах. Боковой зазор в зацеплении шестерен с венцом (в пределах 0,2…0,35 мм) регулируют прокладками 8.