**ΟΙ ΚΡΑΔΑΣΜΟΙ ΚΑΙ ΟΙ ΔΥΣΜΕΝΕΙΣ ΤΟΥΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΥΣ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ

ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥΣ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ**

Όσοι οδηγούμε αυτοκίνητο ή μοτοσικλέτα εφοδιασμένα με παλινδρομικό κινητήρα νιώθουμε τους κραδασμούς που προέρχονται από τη λειτουργία του. Αυτοί οι κραδασμοί και οι παρασιτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του παλινδρομικού κινητήρα προέρχονται από τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας του και δεν είναι δυνατόν να εξαλειφθούν τελείως αφού υπάρχουν μεγάλες αζυγοστάθμιστες μάζες που παλινδρομούν και περιστρέφονται.

Αλλού αυτοί οι κραδασμοί είναι περισσότεροι ή λίγο λιγότεροι ( μονοκύλινδρος – δικύλινδρος κινητήρας ) αλλού απλά υποφερτοί, κινητήρες ( τετρακύλινδροι ) αλλού τέλεια ή σχεδόν τέλεια ζυγισμένοι ( εξακύλινδροι σε σειρά ή 12κύλινδροι σε V ) και αλλού είναι μεταξύ τετρακύλινδρων και εξακύλινδρων ( 5κύλινδροι και 8κύλινδροι σε σχήμα V ).

Υπάρχουν και οι εξαιρέσεις αλλά σαν τέτοιες δεν μας αφορούν πια γιατί μπήκαν στο χρονοντούλαπο της ιστορίας, πχ ο 3κύλινδρος δίχρονος κινητήρας που φορούσαν τα IFA - Wartburg και DKW έχει τους ίδιους ελάχιστους κραδασμούς με ένα 12κύλινδρο τετράχρονο κινητήρα σχήματος V αφού έχουμε τη σειρά ανάφλεξης των κυλίνδρων κάθε 120 μοίρες.

Θα δούμε πως, οι κραδασμοί δεν επιτρέπουν την ομαλή λειτουργία του κινητήρα και πως αυτοί μας αφαιρούν δύναμη από αυτόν και δεν αφήνουν όλη τη δύναμη που ο κινητήρας μπορεί να παράξει να φτάσει στους τροχούς, Ας δούμε από πού προέρχονται οι κραδασμοί ξεκινώντας ανάποδα, από ψηλά από την κεφαλή και θα φτάσουμε χαμηλά, μέσα στο μπλόκ που γεννιούνται και οι περισσότεροι κραδασμοί 1ης και 2ης τάξης με τις αρμονικές τους.

Όσοι ασχολούνται σοβαρά με την κατασκευή ή την επαγγελματική βελτίωση των κινητήρων γνωρίζουν από πρώτο χέρι ότι οι αζυγοστάθμιστες δυνάμεις προκαλούν πολλά προβλήματα στους παλινδρομικούς κινητήρες.

Οι κραδασμοί αυτοί προέρχονται από την παλινδρομική κίνηση της μάζας των εμβόλων και των μπιελών, καθώς και από τα κομβία του στροφαλοφόρου άξονα επάνω στα οποία βιδώνουν οι μπιέλες, και προσπαθούν να τους περιορίσουν βάζοντας αντίβαρα στον στροφαλοφόρο άξονα που εξισώνουν το βάρος που παλινδρομεί, τα αντίβαρα αυτά λέγονται κιθάρες, μικρότεροι σε πλάτος κραδασμοί προέρχονται από τους εκκεντροφόρους, ακόμα και από την αλυσίδα χρονισμού που κινεί το valve train, ακόμα και από τον οδοντωτό ιμάντα χρονισμού, με σαφώς μικρότερη ένταση όμως.

Ειδικά για τους κραδασμούς που προέρχονται από την αλυσίδα χρονισμού, οι κατασκευαστές πολλές φορές προτιμούν να τοποθετήσουν οδοντωτό ιμάντα χρονισμού ο οποίος λόγω της ελαστικής μορφής του υλικού του και της δομής του απορροφά μεγάλο μέρος των κραδασμών οι οποίοι προέρχονται από την επαφή της οδόντωσης του με τα γρανάζια, καθώς και από τις απότομες επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις από τις ράμπες των εκκέντρων μέχρι την κορυφή τους και τούμπαλιν.

Αντίθετα η αλυσίδα παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερους κραδασμούς από την επαφή των κυλίνδρων της με τα γρανάζια και τις επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις αφού η επαφή γίνεται σίδερο με σίδερο, κραδασμοί που αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου με την λογική φθορά των εξαρτημάτων της αλυσίδας ( κύλινδροι – άξονες – λαμάκια ) καθώς και με τη φθορά των γραναζιών, ανεξάρτητα από την ποιότητα του τεντώματος της και του υλικού των εντατήρων και της όποιας γλύστρας συμμετέχει στο τέντωμα της.

Ένα ακόμα στοιχείο πρόωρης φθοράς του συστήματος – αλυσίδα / τεντωτήρες / γρανάζια / γλίστρες μπορεί να προέλθει από την απουσία μελέτης του φαινομένου του συντονισμού του συστήματος οδήγησης των εκκεντροφόρων σε μια ή δύο ορισμένες συχνότητες και τις αρμονικές τους που ταλαντώνουν το σύστημα προκαλώντας του μεγαλύτερες φθορές.

Η κίνηση της αλυσίδας στα γρανάζια παρομοιάζει με χτύπημα όσο περίεργο και αν ακούγεται, βέβαια σε καμία περίπτωση αυτό δεν είναι αντιληπτό στην κίνηση της ή με θόρυβο χωρίς εργαστηριακά όργανα ειδικά όταν είναι αυτή είναι καινούργια με καινούργια γρανάζια, για να φανεί το πρόβλημα με το μάτι και να είναι και ακουστό, πρέπει το σύστημα να έχει φτάσει στο σημείο της κατάρρευσης του.

Οι κραδασμοί αυτοί είναι υψίσυχνοι και συνεχώς μεταβαλλόμενοι αφού ο κινητήρας αυξομειώνει συνεχώς τις στροφές του, με αποτέλεσμα όλη αυτή η μη άμεσα αντιληπτή ασυνέχεια στην κίνηση να μεταφέρεται και στο καπάκι με τη μορφή μικροδονήσεων που σε βάθος χρόνου και με τη βοήθεια των κραδασμών που προέρχονται από την μη ζυγοσταθμισμένη μάζα του ή των εκκεντροφόρων, να κάνουν το καπάκι να μετακινείται επάνω στο μπλόκ, αυτό εννοώ όταν λέω ότι τα καπάκια – περπατάνε – στο μπλόκ.

Ο οδοντωτός ιμάντας με την ελαστικότητα που του παρέχουν τα υλικά και η δομή του γεννά λιγότερους κραδασμούς από την κίνηση του, ενώ παράλληλα απορροφά και μέρους των κραδασμών που προέρχονται από την αζυγοστάθμιστη μάζα των εκκεντροφόρων και του συστήματος κίνησης των βαλβίδων, και δεν μεταφέρει κραδασμούς στα κουζινέτα του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής τους και επιτρέποντας την ομαλότερη κίνηση του ίδιου του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων, επίσης δεν μεταφέρει τους κραδασμούς της κίνησης του αυτούσιους στο εμπρός άκρο τους στροφάλου όπως κάνει η αλυσίδα στην τροχαλία που δίνει την κίνηση, επιβαρύνοντας τελικά πολύ λιγότερο το 1ο κουζινέτο από τους υψίσυχνους κραδασμούς που έχουν την τάση να – σκάψουν – το υλικό του κουζινέτου το οποίο είναι λόγω της φύσης του μαλακό και χωρίς μεγάλη αντοχή σε αυτού του είδους τα παρασιτικά φορτία.

Εκεί καλείται το λάδι να απορροφήσει ότι κραδασμούς φτάνουν στα κουζινέτα βάσης από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων και από τους εκκεντροφόρους, αλλά κυρίως από την παλινδρόμηση του συστήματος εμβόλου – μπιέλας που μεταφέρουν και τις δυνάμεις των αναφλέξεων όπου προστίθενται και οι κραδασμοί από την αζυγοστάθμιστη μάζα του στροφαλοφόρου άξονα.

( Παρένθεση ) θα έχετε δει τις μαντεμένιες τροχαλίες του στροφάλου στον κινητήρα που δίνουν κίνηση σε ιμάντες και αλυσίδες, και θα έχετε αναρωτηθεί γιατί τις κάνουν θεόβαρες, να πω εδώ ότι το βάρος της τροχαλίας παίζει το ρόλο της απόσβεσης των κραδασμών δια της μάζας, κραδασμοί που προέρχονται από την κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα, των παλλινδρομούντων μερών του κινητήρα, από το σύστημα σύμπλεξης / αποσύμπλεξης ( δίσκος / πλατό ) που όσο ζυγοσταθμισμένο και αν είναι, όλο και προσφέρει και αυτό τους δικούς τους κραδασμούς συνδυαζόμενο και από τα φορτία της σύμπλεξης που έχουν την τάση να στρίψουν τον στρόφαλο καθώς πιέζουμε τον συμπλέκτη, αλλά και τις στρεπτικές τάσεις που ο στρόφαλος δέχεται από τις εκρήξεις κατά την ανάφλεξη.
Αυτές οι στρεπτικές δυνάμεις είναι η αιτία που δεν βλέπουμε πια 8κύλινδρους σε σειρά κινητήρες όπως αυτοί που υπήρχαν μέχρι τις αρχές του 2ου παγκοσμίου πολέμου. Η Alfa Romeo στους 8κύλινδρους κινητήρες της εκείνης της εποχής έπαιρνε κίνηση για τους εκκεντροφόρους από το μέσο του στροφάλου μοιράζοντας τα φορτία, έτσι ελάττωνε τις στρεπτικές δυνάμεις που αυτός δεχόταν από το valvetrain.
Το βάρος λοιπόν της τροχαλίας είναι υπολογισμένο από τον κατασκευαστή του εκάστοτε κινητήρα ώστε να απορροφήσει τους κραδασμούς εκείνους που θα φέρουν λόγω ιδιοσυχνότητας σε ταλάντωση τον στροφαλοφόρο άξονα προκαλώντας ζημιά στα κουζινέτα έδρασης του, ή ακόμα να φτάσουν στο σημείο να τον κόψουν, έχει παρατηρηθεί πολλές φορές το κόψιμο του στροφάλου κυρίως σε 6κύλινδρους σε σειρά κινητήρες που τους αφαίρεσαν τις πράγματι βαριές τροχαλίες βάζοντας στη θέση τους τροχαλίες από αλουμίνιο.
(** κλείνει η παρένθεση** )

Να λοιπόν ένας σοβαρός λόγος από τους πολλούς που κάνει τον κινητήρα να – κάψει – την φλάντζα του καπακιού αφού μειώνεται η στεγανοποίηση της φλάντζας λόγω της μετακίνησης του καπακιού από τη θέση του. Για να δούμε τώρα και τι άλλο αναγκάζει το καπάκι να
– περπατήσει – στο μπλόκ εκτός από τις εκρήξεις των αναφλέξεων που το αναγκάζουν να θέλει να ανασηκωθεί από τη φλάντζα που στεγανοποιεί τους χώρους καύσης από τις διόδους του λαδιού και του νερού.

Κραδασμοί προέρχονται και από το σύστημα που ανοίγει και κλείνει τις βαλβίδες ( valvetrain ) το οποίο είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί το στέλεχος της βαλβίδας με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του έκκεντρου με ή ακόμα χειρότερα το κοκοράκι που μεσολαβεί αν η σχεδίαση είναι με κοκοράκια και δεν ανοίγει ο εκκεντροφόρος άμεσα τις βαλβίδες, το κοκοράκι προσθέτει ένα ακόμα σημείο ελευθερίας ( τζόγου ) και βάρους, στο σύστημα. Η τέλεια επιφάνεια του εκκέντρου όμως όσο καλή και να είναι, η επαφή του εκκέντρου με το στέλεχος της βαλβίδας, διαταράσσεται από τους κραδασμούς και δεν υπάρχει συνεχής και απόλυτη επαφή μεταξύ τους.

Να δούμε εδώ ένα παράδειγμα που θα βοηθήσει περισσότερο στην κατανόηση του συστήματος κίνησης των βαλβίδων και των προβλημάτων του από τους κραδασμούς.

Το σύστημα της κίνησης των βαλβίδων όπως προείπα είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του προφίλ των έκκεντρων του εκκεντροφόρου άξονα.
Ας φανταστούμε τώρα ένα όχημα με τέλεια ζυγοσταθμισμένους τροχούς το οποίο κινείται σε τέλεια επιφάνεια, ή κίνηση του είναι τελείως ομαλή και τίποτα δεν διαταράσσει το εσωτερικό του οχήματος αφού δεν υπάρχει ο παραμικρός κραδασμός από την κίνηση του.

Ο οδηγός τώρα οδηγεί το όχημα εκτός δρόμου όπου υπάρχουν λακκούβες και ανωμαλίες, αμέσως η τέλεια κίνηση πάει περίπατο και ενώ η ζυγοστάθμιση των τροχών δεν άλλαξε, αυτό που προκαλεί το ταρακούνημα προέρχεται από τις ανωμαλίες του δρόμου που αναγκάζουν το όχημα με το βάρος του να φορτίζει και να αποφορτίζει τα ελατήρια της ανάρτησης του και οι τροχοί να ταξιδεύουν πάνω-κάτω δημιουργώντας και μεταφέροντας κραδασμούς στο εσωτερικό του οχήματος.
Όταν το όχημα επιστρέψει πάλι στον ίσιο δρόμο, η κίνηση του οχήματος επιστρέφει στην πρότερη ομαλή κατάσταση.

Έτσι και ο εκκεντροφόρος με το τέλεια γυαλισμένο προφίλ, όταν δονείται καθώς περιστρέφεται ( γιατί δονείται και μάλιστα σημαντικά ) η απόλυτη ακρίβεια στην κίνηση της βαλβίδας πάει περίπατο αφού η δόνηση του εκκεντροφόρου αυξομειώνει τα διάκενα μεταξύ του προφίλ και του συστήματος που οδηγεί τη βαλβίδα, είτε άμεσα μέσω του δονούμενου πια εκκεντροφόρου είτε μέσω μηχανισμού ( κοκοράκι )

Αν και οι εκκεντροφόροι περιστρέφονται με τη μισή ταχύτητα από ότι περιστρέφεται ο στρόφαλος, παράγει και αυτός τους δικούς του κραδασμούς αφού η μάζα του είναι αζυγοστάθμιστη. Κοιτώντας εκατοντάδες αναλύσεις ζυγοστάθμισης εκκεντροφόρων δεν βρέθηκε ούτε ένας που να πλησιάζει αυτό που λέμε, ζυγοσταθμισμένο αντικείμενο. Όλοι είχαν στατική απόκλιση βάρους από 33.6 gr στη μία τους πλευρά, έως 46.7 gr στην άλλη, και η απόκλιση της μια πλευράς από την άλλη είναι από 1ο έως 87ο όταν σε ένα ιδανικό κόσμο τα δυο αυτά σημεία έπρεπε να απέχουν μεταξύ τους 180ο .

Αυτή η εκτός φάσης 180ο ζυγοστάθμιση που κατά κάποιο είναι τρόπο ίση και αντίθετη και θα περιόριζε τους κραδασμούς, μας δημιουργεί το ίδιο φαινόμενο με τους τροχούς στο όχημα του παραδείγματος, δηλαδή της δημιουργίας και μεταφοράς κραδασμών στο προφίλ των εκκεντροφόρων και εν γένει της διατάραξης της κίνησης των βαλβίδων με ακρίβεια από το σύστημα οδήγησης τους.

Έτσι λοιπόν αν έχουμε ένα εκκεντροφόρο που περιστρέφεται με 4.000 σαλ ( την ίδια ώρα ο στρόφαλος περιστρέφεται με 8.000 στροφές ) η μια πλευρά του εκκεντροφόρου δημιουργεί μια αζυγοστάθμιστη δύναμη 23.0 kg και η άλλη 32.6 kg, ταυτόχρονα οι δύο πλευρές του εκκεντροφόρου που περιστρέφεται σφυροκοπούν 66+ φορές το δευτερόλεπτο ( 4000 σαλ ) τα σημεία έδρασης του εκκεντροφόρου, τα κουζινέτα του δηλαδή που έχουν και αυτά τα διάκενα τους αλλιώς δεν θα μπορούσε να περιστραφεί, μέσα στα διάκενα αυτά υπάρχει λάδι υπό πίεση, το ταρακούνημα αυτό μετακινεί των εκκεντροφόρο σε μια εκτός προγραμματισμού κίνηση μέσα στα όρια των διάκενων των κουζινέτων επάνω στο μαξιλάρι προστασίας που τους παρέχει το λάδι, οι κινήσεις αυτές είναι μεν απειροελάχιστες αλλά επηρεάζουν το ακριβές άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων.

Το συνεχές χτύπημα του στελέχους της βαλβίδας ή του άκρου του κοκορακίου επάνω στο προφίλ του εκκεντροφόρου δημιουργεί υψίσυχνους κραδασμούς τους οποίους μεταφέρει και στην κεφαλή, το συνεχές σφυροκόπημα από τους εκκεντροφόρους και το επίσης συνεχές ανασήκωμα του καπακιού από τις αναφλέξεις, αναγκάζουν το καπάκι να – περπατήσει -.
Για να δούμε τώρα τους κραδασμούς στον στρόφαλο

Oι κατασκευαστές των κινητήρων δέχονται σαν ανώτερη τιμή μια στατική ανοχή στη ζυγοστάθμιση των στροφάλων 56 gr ανά 2.5 εκ διάμετρο αντίβαρου στροφάλου, με μια συνήθη διάμετρο 15 εκ αντιβάρων στροφάλου έχουμε αμέσως μια μέση στατική αζυγοστάθμιστη μάζα 19 gr συγκεντρωμένη κυρίως στο εξωτερικό μέρος των αντίβαρων. ( Η μαζική παραγωγή στροφαλοφόρων αξόνων στις ημέρες μας με τις νέες μεθόδους παραγωγής έχει μειώσει κατά πολύ τη μέσα αποδεχτή ανοχή στην παραγωγή τους )

Όταν ο κινητήρας περιστρέφεται με 1000 σαλ, λίγο επάνω από το ρελαντί, το συγκεντρωμένο βάρος δημιουργεί μια φυγοκεντρική αζυγοστάθμιστη δύναμη της τάξης των 1.6 kg, αυξάνοντας τις στροφές στις 2000 η αζυγοστάθμιστη δύναμη που παράγεται κατά την περιστροφή του στροφάλου γίνεται 6.5 kg, στις 4000 σαλ γίνεται 26 kg και στις 8000 σαλ η αζυγοστάθμιστη παραγόμενη δύναμη στον στρόφαλο φτάνει να είναι 104 kg, η δύναμη αυτή μεταφέρεται 134 φορές το δευτερόλεπτο ( 8000 σαλ ) στα κουζινέτα βάσης τα οποία καλούνται και να την διαχειριστούν.

Αμέσως γίνεται κατανοητό ότι το αρχικά αζυγοστάθμιστο βάρος των 19 gr παρέμεινε το ίδιο και ότι αυτό που χρειάστηκε για να φτάσουμε στο βάρος των 104 kg αζυγοστάθμιστου βάρους είναι μόνο η αύξηση των στροφών του κινητήρα, δηλαδή αυξάνοντας τις στροφές του κινητήρα αυξάνουμε και το βάρος της αζυγοστάθμιστης μάζας.

Να πω εδώ ότι τα 6.5 kg της αζυγοστάθμιστης μάζας στις 4000 σαλ δεν είναι και κάτι το τρομερό, όμως ας φανταστούμε ότι έχουμε ένα σφυρί βάρους 6.5 kg και χτυπάμε το καπό του αυτοκινήτου, θα το γεμίσουμε άπειρες λακκούβες. Τώρα στη θέση του καπό φέρτε στο μυαλό σας τα κουζινέτα του στροφάλου που χτυπιούνται με βάρος 6.5 kg επί 66+ φορές το δευτερόλεπτο, ακόμα και αν τα κουζινέτα έχουν την ικανότητα να διαχειριστούν όλη αυτή τη δύναμη, το σφυροκόπημα αν θέλετε, ή και ακόμα περισσότερη όσο ανεβαίνουν οι στροφές του κινητήρα, όλη αυτή η ενέργεια από τα κουζινέτα μεταφέρεται και προκαλεί στρεβλώσεις στο μπλόκ δημιουργώντας νέου είδους προβλήματα, ειδικά αν το μπλόκ είναι ελαφρού κράματος, τώρα έχετε πλήρη την εικόνα τι συμβαίνει εκεί μέσα, και αν μπορούσαν τα κουζινέτα να μιλήσουν……

Μπορεί η ζυγοστάθμιση να μας ανεβάσει την ιπποδύναμη του κινητήρα ? Σίγουρα όχι με άμεσο τρόπο, εξαλείφοντας όμως τις παραγόμενες παρασιτικές δυνάμεις βοηθάει τον κινητήρα να περιστρέφεται ταχύτερα, και αφού στροφές ίσον δύναμη ? Έτσι εμμέσως με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να πούμε ότι η ζυγοστάθμιση είναι το 1ο σκαλοπάτι για την αύξηση της δύναμης του κινητήρα. Επίσης μειώνοντας ή εξαλείφοντας πλήρως τις παρασιτικές δυνάμεις που γεννά η περιστροφή του κινητήρα εξαφανίζουμε και τις στρεβλώσεις του μπλόκ που προκαλούν σημαντικές βλάβες.

Για να γίνουν κατανοητά τα φορτία που καλούνται να διαχειριστούν τα κουζινέτα, οι κατασκευαστές κουζινέτων προμηθεύουν φωτογραφίες κουζινέτων μετά από χρήση του σε διάφορους κινητήρες εξηγώντας σε κάθε φωτογραφία από τι προήλθαν οι διάφορες βλάβες στα κουζινέτα, οι φωτογραφίες αυτές ξεκαθαρίζουν για πάντα το τοπίο περί των κραδασμών στα μπλόκ.

**ΟΙ ΚΡΑΔΑΣΜΟΙ ΚΑΙ ΟΙ ΔΥΣΜΕΝΕΙΣ ΤΟΥΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΥΣ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ

ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥΣ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ**

Όσοι οδηγούμε αυτοκίνητο ή μοτοσικλέτα εφοδιασμένα με παλινδρομικό κινητήρα νιώθουμε τους κραδασμούς που προέρχονται από τη λειτουργία του. Αυτοί οι κραδασμοί και οι παρασιτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του παλινδρομικού κινητήρα προέρχονται από τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας του και δεν είναι δυνατόν να εξαλειφθούν τελείως αφού υπάρχουν μεγάλες αζυγοστάθμιστες μάζες που παλινδρομούν και περιστρέφονται.

Αλλού αυτοί οι κραδασμοί είναι περισσότεροι ή λίγο λιγότεροι ( μονοκύλινδρος – δικύλινδρος κινητήρας ) αλλού απλά υποφερτοί, κινητήρες ( τετρακύλινδροι ) αλλού τέλεια ή σχεδόν τέλεια ζυγισμένοι ( εξακύλινδροι σε σειρά ή 12κύλινδροι σε V ) και αλλού είναι μεταξύ τετρακύλινδρων και εξακύλινδρων ( 5κύλινδροι και 8κύλινδροι σε σχήμα V ).

Υπάρχουν και οι εξαιρέσεις αλλά σαν τέτοιες δεν μας αφορούν πια γιατί μπήκαν στο χρονοντούλαπο της ιστορίας, πχ ο 3κύλινδρος δίχρονος κινητήρας που φορούσαν τα IFA - Wartburg και DKW έχει τους ίδιους ελάχιστους κραδασμούς με ένα 12κύλινδρο τετράχρονο κινητήρα σχήματος V αφού έχουμε τη σειρά ανάφλεξης των κυλίνδρων κάθε 120 μοίρες.

Θα δούμε πως, οι κραδασμοί δεν επιτρέπουν την ομαλή λειτουργία του κινητήρα και πως αυτοί μας αφαιρούν δύναμη από αυτόν και δεν αφήνουν όλη τη δύναμη που ο κινητήρας μπορεί να παράξει να φτάσει στους τροχούς, Ας δούμε από πού προέρχονται οι κραδασμοί ξεκινώντας ανάποδα, από ψηλά από την κεφαλή και θα φτάσουμε χαμηλά, μέσα στο μπλόκ που γεννιούνται και οι περισσότεροι κραδασμοί 1ης και 2ης τάξης με τις αρμονικές τους.

Όσοι ασχολούνται σοβαρά με την κατασκευή ή την επαγγελματική βελτίωση των κινητήρων γνωρίζουν από πρώτο χέρι ότι οι αζυγοστάθμιστες δυνάμεις προκαλούν πολλά προβλήματα στους παλινδρομικούς κινητήρες.

Οι κραδασμοί αυτοί προέρχονται από την παλινδρομική κίνηση της μάζας των εμβόλων και των μπιελών, καθώς και από τα κομβία του στροφαλοφόρου άξονα επάνω στα οποία βιδώνουν οι μπιέλες, και προσπαθούν να τους περιορίσουν βάζοντας αντίβαρα στον στροφαλοφόρο άξονα που εξισώνουν το βάρος που παλινδρομεί, τα αντίβαρα αυτά λέγονται κιθάρες, μικρότεροι σε πλάτος κραδασμοί προέρχονται από τους εκκεντροφόρους, ακόμα και από την αλυσίδα χρονισμού που κινεί το valve train, ακόμα και από τον οδοντωτό ιμάντα χρονισμού, με σαφώς μικρότερη ένταση όμως.

Ειδικά για τους κραδασμούς που προέρχονται από την αλυσίδα χρονισμού, οι κατασκευαστές πολλές φορές προτιμούν να τοποθετήσουν οδοντωτό ιμάντα χρονισμού ο οποίος λόγω της ελαστικής μορφής του υλικού του και της δομής του απορροφά μεγάλο μέρος των κραδασμών οι οποίοι προέρχονται από την επαφή της οδόντωσης του με τα γρανάζια, καθώς και από τις απότομες επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις από τις ράμπες των εκκέντρων μέχρι την κορυφή τους και τούμπαλιν.

Αντίθετα η αλυσίδα παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερους κραδασμούς από την επαφή των κυλίνδρων της με τα γρανάζια και τις επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις αφού η επαφή γίνεται σίδερο με σίδερο, κραδασμοί που αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου με την λογική φθορά των εξαρτημάτων της αλυσίδας ( κύλινδροι – άξονες – λαμάκια ) καθώς και με τη φθορά των γραναζιών, ανεξάρτητα από την ποιότητα του τεντώματος της και του υλικού των εντατήρων και της όποιας γλύστρας συμμετέχει στο τέντωμα της.

Ένα ακόμα στοιχείο πρόωρης φθοράς του συστήματος – αλυσίδα / τεντωτήρες / γρανάζια / γλίστρες μπορεί να προέλθει από την απουσία μελέτης του φαινομένου του συντονισμού του συστήματος οδήγησης των εκκεντροφόρων σε μια ή δύο ορισμένες συχνότητες και τις αρμονικές τους που ταλαντώνουν το σύστημα προκαλώντας του μεγαλύτερες φθορές.

Η κίνηση της αλυσίδας στα γρανάζια παρομοιάζει με χτύπημα όσο περίεργο και αν ακούγεται, βέβαια σε καμία περίπτωση αυτό δεν είναι αντιληπτό στην κίνηση της ή με θόρυβο χωρίς εργαστηριακά όργανα ειδικά όταν είναι αυτή είναι καινούργια με καινούργια γρανάζια, για να φανεί το πρόβλημα με το μάτι και να είναι και ακουστό, πρέπει το σύστημα να έχει φτάσει στο σημείο της κατάρρευσης του.

Οι κραδασμοί αυτοί είναι υψίσυχνοι και συνεχώς μεταβαλλόμενοι αφού ο κινητήρας αυξομειώνει συνεχώς τις στροφές του, με αποτέλεσμα όλη αυτή η μη άμεσα αντιληπτή ασυνέχεια στην κίνηση να μεταφέρεται και στο καπάκι με τη μορφή μικροδονήσεων που σε βάθος χρόνου και με τη βοήθεια των κραδασμών που προέρχονται από την μη ζυγοσταθμισμένη μάζα του ή των εκκεντροφόρων, να κάνουν το καπάκι να μετακινείται επάνω στο μπλόκ, αυτό εννοώ όταν λέω ότι τα καπάκια – περπατάνε – στο μπλόκ.

Ο οδοντωτός ιμάντας με την ελαστικότητα που του παρέχουν τα υλικά και η δομή του γεννά λιγότερους κραδασμούς από την κίνηση του, ενώ παράλληλα απορροφά και μέρους των κραδασμών που προέρχονται από την αζυγοστάθμιστη μάζα των εκκεντροφόρων και του συστήματος κίνησης των βαλβίδων, και δεν μεταφέρει κραδασμούς στα κουζινέτα του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής τους και επιτρέποντας την ομαλότερη κίνηση του ίδιου του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων, επίσης δεν μεταφέρει τους κραδασμούς της κίνησης του αυτούσιους στο εμπρός άκρο τους στροφάλου όπως κάνει η αλυσίδα στην τροχαλία που δίνει την κίνηση, επιβαρύνοντας τελικά πολύ λιγότερο το 1ο κουζινέτο από τους υψίσυχνους κραδασμούς που έχουν την τάση να – σκάψουν – το υλικό του κουζινέτου το οποίο είναι λόγω της φύσης του μαλακό και χωρίς μεγάλη αντοχή σε αυτού του είδους τα παρασιτικά φορτία.

Εκεί καλείται το λάδι να απορροφήσει ότι κραδασμούς φτάνουν στα κουζινέτα βάσης από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων και από τους εκκεντροφόρους, αλλά κυρίως από την παλινδρόμηση του συστήματος εμβόλου – μπιέλας που μεταφέρουν και τις δυνάμεις των αναφλέξεων όπου προστίθενται και οι κραδασμοί από την αζυγοστάθμιστη μάζα του στροφαλοφόρου άξονα.

( Παρένθεση ) θα έχετε δει τις μαντεμένιες τροχαλίες του στροφάλου στον κινητήρα που δίνουν κίνηση σε ιμάντες και αλυσίδες, και θα έχετε αναρωτηθεί γιατί τις κάνουν θεόβαρες, να πω εδώ ότι το βάρος της τροχαλίας παίζει το ρόλο της απόσβεσης των κραδασμών δια της μάζας, κραδασμοί που προέρχονται από την κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα, των παλλινδρομούντων μερών του κινητήρα, από το σύστημα σύμπλεξης / αποσύμπλεξης ( δίσκος / πλατό ) που όσο ζυγοσταθμισμένο και αν είναι, όλο και προσφέρει και αυτό τους δικούς τους κραδασμούς συνδυαζόμενο και από τα φορτία της σύμπλεξης που έχουν την τάση να στρίψουν τον στρόφαλο καθώς πιέζουμε τον συμπλέκτη, αλλά και τις στρεπτικές τάσεις που ο στρόφαλος δέχεται από τις εκρήξεις κατά την ανάφλεξη.
Αυτές οι στρεπτικές δυνάμεις είναι η αιτία που δεν βλέπουμε πια 8κύλινδρους σε σειρά κινητήρες όπως αυτοί που υπήρχαν μέχρι τις αρχές του 2ου παγκοσμίου πολέμου. Η Alfa Romeo στους 8κύλινδρους κινητήρες της εκείνης της εποχής έπαιρνε κίνηση για τους εκκεντροφόρους από το μέσο του στροφάλου μοιράζοντας τα φορτία, έτσι ελάττωνε τις στρεπτικές δυνάμεις που αυτός δεχόταν από το valvetrain.
Το βάρος λοιπόν της τροχαλίας είναι υπολογισμένο από τον κατασκευαστή του εκάστοτε κινητήρα ώστε να απορροφήσει τους κραδασμούς εκείνους που θα φέρουν λόγω ιδιοσυχνότητας σε ταλάντωση τον στροφαλοφόρο άξονα προκαλώντας ζημιά στα κουζινέτα έδρασης του, ή ακόμα να φτάσουν στο σημείο να τον κόψουν, έχει παρατηρηθεί πολλές φορές το κόψιμο του στροφάλου κυρίως σε 6κύλινδρους σε σειρά κινητήρες που τους αφαίρεσαν τις πράγματι βαριές τροχαλίες βάζοντας στη θέση τους τροχαλίες από αλουμίνιο.
(** κλείνει η παρένθεση** )

Να λοιπόν ένας σοβαρός λόγος από τους πολλούς που κάνει τον κινητήρα να – κάψει – την φλάντζα του καπακιού αφού μειώνεται η στεγανοποίηση της φλάντζας λόγω της μετακίνησης του καπακιού από τη θέση του. Για να δούμε τώρα και τι άλλο αναγκάζει το καπάκι να
– περπατήσει – στο μπλόκ εκτός από τις εκρήξεις των αναφλέξεων που το αναγκάζουν να θέλει να ανασηκωθεί από τη φλάντζα που στεγανοποιεί τους χώρους καύσης από τις διόδους του λαδιού και του νερού.

Κραδασμοί προέρχονται και από το σύστημα που ανοίγει και κλείνει τις βαλβίδες ( valvetrain ) το οποίο είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί το στέλεχος της βαλβίδας με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του έκκεντρου με ή ακόμα χειρότερα το κοκοράκι που μεσολαβεί αν η σχεδίαση είναι με κοκοράκια και δεν ανοίγει ο εκκεντροφόρος άμεσα τις βαλβίδες, το κοκοράκι προσθέτει ένα ακόμα σημείο ελευθερίας ( τζόγου ) και βάρους, στο σύστημα. Η τέλεια επιφάνεια του εκκέντρου όμως όσο καλή και να είναι, η επαφή του εκκέντρου με το στέλεχος της βαλβίδας, διαταράσσεται από τους κραδασμούς και δεν υπάρχει συνεχής και απόλυτη επαφή μεταξύ τους.

Να δούμε εδώ ένα παράδειγμα που θα βοηθήσει περισσότερο στην κατανόηση του συστήματος κίνησης των βαλβίδων και των προβλημάτων του από τους κραδασμούς.

Το σύστημα της κίνησης των βαλβίδων όπως προείπα είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του προφίλ των έκκεντρων του εκκεντροφόρου άξονα.
Ας φανταστούμε τώρα ένα όχημα με τέλεια ζυγοσταθμισμένους τροχούς το οποίο κινείται σε τέλεια επιφάνεια, ή κίνηση του είναι τελείως ομαλή και τίποτα δεν διαταράσσει το εσωτερικό του οχήματος αφού δεν υπάρχει ο παραμικρός κραδασμός από την κίνηση του.

Ο οδηγός τώρα οδηγεί το όχημα εκτός δρόμου όπου υπάρχουν λακκούβες και ανωμαλίες, αμέσως η τέλεια κίνηση πάει περίπατο και ενώ η ζυγοστάθμιση των τροχών δεν άλλαξε, αυτό που προκαλεί το ταρακούνημα προέρχεται από τις ανωμαλίες του δρόμου που αναγκάζουν το όχημα με το βάρος του να φορτίζει και να αποφορτίζει τα ελατήρια της ανάρτησης του και οι τροχοί να ταξιδεύουν πάνω-κάτω δημιουργώντας και μεταφέροντας κραδασμούς στο εσωτερικό του οχήματος.
Όταν το όχημα επιστρέψει πάλι στον ίσιο δρόμο, η κίνηση του οχήματος επιστρέφει στην πρότερη ομαλή κατάσταση.

Έτσι και ο εκκεντροφόρος με το τέλεια γυαλισμένο προφίλ, όταν δονείται καθώς περιστρέφεται ( γιατί δονείται και μάλιστα σημαντικά ) η απόλυτη ακρίβεια στην κίνηση της βαλβίδας πάει περίπατο αφού η δόνηση του εκκεντροφόρου αυξομειώνει τα διάκενα μεταξύ του προφίλ και του συστήματος που οδηγεί τη βαλβίδα, είτε άμεσα μέσω του δονούμενου πια εκκεντροφόρου είτε μέσω μηχανισμού ( κοκοράκι )

Αν και οι εκκεντροφόροι περιστρέφονται με τη μισή ταχύτητα από ότι περιστρέφεται ο στρόφαλος, παράγει και αυτός τους δικούς του κραδασμούς αφού η μάζα του είναι αζυγοστάθμιστη. Κοιτώντας εκατοντάδες αναλύσεις ζυγοστάθμισης εκκεντροφόρων δεν βρέθηκε ούτε ένας που να πλησιάζει αυτό που λέμε, ζυγοσταθμισμένο αντικείμενο. Όλοι είχαν στατική απόκλιση βάρους από 33.6 gr στη μία τους πλευρά, έως 46.7 gr στην άλλη, και η απόκλιση της μια πλευράς από την άλλη είναι από 1ο έως 87ο όταν σε ένα ιδανικό κόσμο τα δυο αυτά σημεία έπρεπε να απέχουν μεταξύ τους 180ο .

Αυτή η εκτός φάσης 180ο ζυγοστάθμιση που κατά κάποιο είναι τρόπο ίση και αντίθετη και θα περιόριζε τους κραδασμούς, μας δημιουργεί το ίδιο φαινόμενο με τους τροχούς στο όχημα του παραδείγματος, δηλαδή της δημιουργίας και μεταφοράς κραδασμών στο προφίλ των εκκεντροφόρων και εν γένει της διατάραξης της κίνησης των βαλβίδων με ακρίβεια από το σύστημα οδήγησης τους.

Έτσι λοιπόν αν έχουμε ένα εκκεντροφόρο που περιστρέφεται με 4.000 σαλ ( την ίδια ώρα ο στρόφαλος περιστρέφεται με 8.000 στροφές ) η μια πλευρά του εκκεντροφόρου δημιουργεί μια αζυγοστάθμιστη δύναμη 23.0 kg και η άλλη 32.6 kg, ταυτόχρονα οι δύο πλευρές του εκκεντροφόρου που περιστρέφεται σφυροκοπούν 66+ φορές το δευτερόλεπτο ( 4000 σαλ ) τα σημεία έδρασης του εκκεντροφόρου, τα κουζινέτα του δηλαδή που έχουν και αυτά τα διάκενα τους αλλιώς δεν θα μπορούσε να περιστραφεί, μέσα στα διάκενα αυτά υπάρχει λάδι υπό πίεση, το ταρακούνημα αυτό μετακινεί των εκκεντροφόρο σε μια εκτός προγραμματισμού κίνηση μέσα στα όρια των διάκενων των κουζινέτων επάνω στο μαξιλάρι προστασίας που τους παρέχει το λάδι, οι κινήσεις αυτές είναι μεν απειροελάχιστες αλλά επηρεάζουν το ακριβές άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων.

Το συνεχές χτύπημα του στελέχους της βαλβίδας ή του άκρου του κοκορακίου επάνω στο προφίλ του εκκεντροφόρου δημιουργεί υψίσυχνους κραδασμούς τους οποίους μεταφέρει και στην κεφαλή, το συνεχές σφυροκόπημα από τους εκκεντροφόρους και το επίσης συνεχές ανασήκωμα του καπακιού από τις αναφλέξεις, αναγκάζουν το καπάκι να – περπατήσει -.
Για να δούμε τώρα τους κραδασμούς στον στρόφαλο

Oι κατασκευαστές των κινητήρων δέχονται σαν ανώτερη τιμή μια στατική ανοχή στη ζυγοστάθμιση των στροφάλων 56 gr ανά 2.5 εκ διάμετρο αντίβαρου στροφάλου, με μια συνήθη διάμετρο 15 εκ αντιβάρων στροφάλου έχουμε αμέσως μια μέση στατική αζυγοστάθμιστη μάζα 19 gr συγκεντρωμένη κυρίως στο εξωτερικό μέρος των αντίβαρων. ( Η μαζική παραγωγή στροφαλοφόρων αξόνων στις ημέρες μας με τις νέες μεθόδους παραγωγής έχει μειώσει κατά πολύ τη μέσα αποδεχτή ανοχή στην παραγωγή τους )

Όταν ο κινητήρας περιστρέφεται με 1000 σαλ, λίγο επάνω από το ρελαντί, το συγκεντρωμένο βάρος δημιουργεί μια φυγοκεντρική αζυγοστάθμιστη δύναμη της τάξης των 1.6 kg, αυξάνοντας τις στροφές στις 2000 η αζυγοστάθμιστη δύναμη που παράγεται κατά την περιστροφή του στροφάλου γίνεται 6.5 kg, στις 4000 σαλ γίνεται 26 kg και στις 8000 σαλ η αζυγοστάθμιστη παραγόμενη δύναμη στον στρόφαλο φτάνει να είναι 104 kg, η δύναμη αυτή μεταφέρεται 134 φορές το δευτερόλεπτο ( 8000 σαλ ) στα κουζινέτα βάσης τα οποία καλούνται και να την διαχειριστούν.

Αμέσως γίνεται κατανοητό ότι το αρχικά αζυγοστάθμιστο βάρος των 19 gr παρέμεινε το ίδιο και ότι αυτό που χρειάστηκε για να φτάσουμε στο βάρος των 104 kg αζυγοστάθμιστου βάρους είναι μόνο η αύξηση των στροφών του κινητήρα, δηλαδή αυξάνοντας τις στροφές του κινητήρα αυξάνουμε και το βάρος της αζυγοστάθμιστης μάζας.

Να πω εδώ ότι τα 6.5 kg της αζυγοστάθμιστης μάζας στις 4000 σαλ δεν είναι και κάτι το τρομερό, όμως ας φανταστούμε ότι έχουμε ένα σφυρί βάρους 6.5 kg και χτυπάμε το καπό του αυτοκινήτου, θα το γεμίσουμε άπειρες λακκούβες. Τώρα στη θέση του καπό φέρτε στο μυαλό σας τα κουζινέτα του στροφάλου που χτυπιούνται με βάρος 6.5 kg επί 66+ φορές το δευτερόλεπτο, ακόμα και αν τα κουζινέτα έχουν την ικανότητα να διαχειριστούν όλη αυτή τη δύναμη, το σφυροκόπημα αν θέλετε, ή και ακόμα περισσότερη όσο ανεβαίνουν οι στροφές του κινητήρα, όλη αυτή η ενέργεια από τα κουζινέτα μεταφέρεται και προκαλεί στρεβλώσεις στο μπλόκ δημιουργώντας νέου είδους προβλήματα, ειδικά αν το μπλόκ είναι ελαφρού κράματος, τώρα έχετε πλήρη την εικόνα τι συμβαίνει εκεί μέσα, και αν μπορούσαν τα κουζινέτα να μιλήσουν……

Μπορεί η ζυγοστάθμιση να μας ανεβάσει την ιπποδύναμη του κινητήρα ? Σίγουρα όχι με άμεσο τρόπο, εξαλείφοντας όμως τις παραγόμενες παρασιτικές δυνάμεις βοηθάει τον κινητήρα να περιστρέφεται ταχύτερα, και αφού στροφές ίσον δύναμη ? Έτσι εμμέσως με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να πούμε ότι η ζυγοστάθμιση είναι το 1ο σκαλοπάτι για την αύξηση της δύναμης του κινητήρα. Επίσης μειώνοντας ή εξαλείφοντας πλήρως τις παρασιτικές δυνάμεις που γεννά η περιστροφή του κινητήρα εξαφανίζουμε και τις στρεβλώσεις του μπλόκ που προκαλούν σημαντικές βλάβες.

Για να γίνουν κατανοητά τα φορτία που καλούνται να διαχειριστούν τα κουζινέτα, οι κατασκευαστές κουζινέτων προμηθεύουν φωτογραφίες κουζινέτων μετά από χρήση του σε διάφορους κινητήρες εξηγώντας σε κάθε φωτογραφία από τι προήλθαν οι διάφορες βλάβες στα κουζινέτα, οι φωτογραφίες αυτές ξεκαθαρίζουν για πάντα το τοπίο περί των κραδασμών στα μπλόκ.

**ΟΙ ΚΡΑΔΑΣΜΟΙ ΚΑΙ ΟΙ ΔΥΣΜΕΝΕΙΣ ΤΟΥΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΥΣ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ

ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥΣ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ**

Όσοι οδηγούμε αυτοκίνητο ή μοτοσικλέτα εφοδιασμένα με παλινδρομικό κινητήρα νιώθουμε τους κραδασμούς που προέρχονται από τη λειτουργία του. Αυτοί οι κραδασμοί και οι παρασιτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του παλινδρομικού κινητήρα προέρχονται από τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας του και δεν είναι δυνατόν να εξαλειφθούν τελείως αφού υπάρχουν μεγάλες αζυγοστάθμιστες μάζες που παλινδρομούν και περιστρέφονται.

Αλλού αυτοί οι κραδασμοί είναι περισσότεροι ή λίγο λιγότεροι ( μονοκύλινδρος – δικύλινδρος κινητήρας ) αλλού απλά υποφερτοί, κινητήρες ( τετρακύλινδροι ) αλλού τέλεια ή σχεδόν τέλεια ζυγισμένοι ( εξακύλινδροι σε σειρά ή 12κύλινδροι σε V ) και αλλού είναι μεταξύ τετρακύλινδρων και εξακύλινδρων ( 5κύλινδροι και 8κύλινδροι σε σχήμα V ).

Υπάρχουν και οι εξαιρέσεις αλλά σαν τέτοιες δεν μας αφορούν πια γιατί μπήκαν στο χρονοντούλαπο της ιστορίας, πχ ο 3κύλινδρος δίχρονος κινητήρας που φορούσαν τα IFA - Wartburg και DKW έχει τους ίδιους ελάχιστους κραδασμούς με ένα 12κύλινδρο τετράχρονο κινητήρα σχήματος V αφού έχουμε τη σειρά ανάφλεξης των κυλίνδρων κάθε 120 μοίρες.

Θα δούμε πως, οι κραδασμοί δεν επιτρέπουν την ομαλή λειτουργία του κινητήρα και πως αυτοί μας αφαιρούν δύναμη από αυτόν και δεν αφήνουν όλη τη δύναμη που ο κινητήρας μπορεί να παράξει να φτάσει στους τροχούς, Ας δούμε από πού προέρχονται οι κραδασμοί ξεκινώντας ανάποδα, από ψηλά από την κεφαλή και θα φτάσουμε χαμηλά, μέσα στο μπλόκ που γεννιούνται και οι περισσότεροι κραδασμοί 1ης και 2ης τάξης με τις αρμονικές τους.

Όσοι ασχολούνται σοβαρά με την κατασκευή ή την επαγγελματική βελτίωση των κινητήρων γνωρίζουν από πρώτο χέρι ότι οι αζυγοστάθμιστες δυνάμεις προκαλούν πολλά προβλήματα στους παλινδρομικούς κινητήρες.

Οι κραδασμοί αυτοί προέρχονται από την παλινδρομική κίνηση της μάζας των εμβόλων και των μπιελών, καθώς και από τα κομβία του στροφαλοφόρου άξονα επάνω στα οποία βιδώνουν οι μπιέλες, και προσπαθούν να τους περιορίσουν βάζοντας αντίβαρα στον στροφαλοφόρο άξονα που εξισώνουν το βάρος που παλινδρομεί, τα αντίβαρα αυτά λέγονται κιθάρες, μικρότεροι σε πλάτος κραδασμοί προέρχονται από τους εκκεντροφόρους, ακόμα και από την αλυσίδα χρονισμού που κινεί το valve train, ακόμα και από τον οδοντωτό ιμάντα χρονισμού, με σαφώς μικρότερη ένταση όμως.

Ειδικά για τους κραδασμούς που προέρχονται από την αλυσίδα χρονισμού, οι κατασκευαστές πολλές φορές προτιμούν να τοποθετήσουν οδοντωτό ιμάντα χρονισμού ο οποίος λόγω της ελαστικής μορφής του υλικού του και της δομής του απορροφά μεγάλο μέρος των κραδασμών οι οποίοι προέρχονται από την επαφή της οδόντωσης του με τα γρανάζια, καθώς και από τις απότομες επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις από τις ράμπες των εκκέντρων μέχρι την κορυφή τους και τούμπαλιν.

Αντίθετα η αλυσίδα παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερους κραδασμούς από την επαφή των κυλίνδρων της με τα γρανάζια και τις επιταχύνσεις / επιβραδύνσεις αφού η επαφή γίνεται σίδερο με σίδερο, κραδασμοί που αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου με την λογική φθορά των εξαρτημάτων της αλυσίδας ( κύλινδροι – άξονες – λαμάκια ) καθώς και με τη φθορά των γραναζιών, ανεξάρτητα από την ποιότητα του τεντώματος της και του υλικού των εντατήρων και της όποιας γλύστρας συμμετέχει στο τέντωμα της.

Ένα ακόμα στοιχείο πρόωρης φθοράς του συστήματος – αλυσίδα / τεντωτήρες / γρανάζια / γλίστρες μπορεί να προέλθει από την απουσία μελέτης του φαινομένου του συντονισμού του συστήματος οδήγησης των εκκεντροφόρων σε μια ή δύο ορισμένες συχνότητες και τις αρμονικές τους που ταλαντώνουν το σύστημα προκαλώντας του μεγαλύτερες φθορές.

Η κίνηση της αλυσίδας στα γρανάζια παρομοιάζει με χτύπημα όσο περίεργο και αν ακούγεται, βέβαια σε καμία περίπτωση αυτό δεν είναι αντιληπτό στην κίνηση της ή με θόρυβο χωρίς εργαστηριακά όργανα ειδικά όταν είναι αυτή είναι καινούργια με καινούργια γρανάζια, για να φανεί το πρόβλημα με το μάτι και να είναι και ακουστό, πρέπει το σύστημα να έχει φτάσει στο σημείο της κατάρρευσης του.

Οι κραδασμοί αυτοί είναι υψίσυχνοι και συνεχώς μεταβαλλόμενοι αφού ο κινητήρας αυξομειώνει συνεχώς τις στροφές του, με αποτέλεσμα όλη αυτή η μη άμεσα αντιληπτή ασυνέχεια στην κίνηση να μεταφέρεται και στο καπάκι με τη μορφή μικροδονήσεων που σε βάθος χρόνου και με τη βοήθεια των κραδασμών που προέρχονται από την μη ζυγοσταθμισμένη μάζα του ή των εκκεντροφόρων, να κάνουν το καπάκι να μετακινείται επάνω στο μπλόκ, αυτό εννοώ όταν λέω ότι τα καπάκια – περπατάνε – στο μπλόκ.

Ο οδοντωτός ιμάντας με την ελαστικότητα που του παρέχουν τα υλικά και η δομή του γεννά λιγότερους κραδασμούς από την κίνηση του, ενώ παράλληλα απορροφά και μέρους των κραδασμών που προέρχονται από την αζυγοστάθμιστη μάζα των εκκεντροφόρων και του συστήματος κίνησης των βαλβίδων, και δεν μεταφέρει κραδασμούς στα κουζινέτα του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής τους και επιτρέποντας την ομαλότερη κίνηση του ίδιου του εκκεντροφόρου ή των εκκεντροφόρων, επίσης δεν μεταφέρει τους κραδασμούς της κίνησης του αυτούσιους στο εμπρός άκρο τους στροφάλου όπως κάνει η αλυσίδα στην τροχαλία που δίνει την κίνηση, επιβαρύνοντας τελικά πολύ λιγότερο το 1ο κουζινέτο από τους υψίσυχνους κραδασμούς που έχουν την τάση να – σκάψουν – το υλικό του κουζινέτου το οποίο είναι λόγω της φύσης του μαλακό και χωρίς μεγάλη αντοχή σε αυτού του είδους τα παρασιτικά φορτία.

Εκεί καλείται το λάδι να απορροφήσει ότι κραδασμούς φτάνουν στα κουζινέτα βάσης από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων και από τους εκκεντροφόρους, αλλά κυρίως από την παλινδρόμηση του συστήματος εμβόλου – μπιέλας που μεταφέρουν και τις δυνάμεις των αναφλέξεων όπου προστίθενται και οι κραδασμοί από την αζυγοστάθμιστη μάζα του στροφαλοφόρου άξονα.

( Παρένθεση ) θα έχετε δει τις μαντεμένιες τροχαλίες του στροφάλου στον κινητήρα που δίνουν κίνηση σε ιμάντες και αλυσίδες, και θα έχετε αναρωτηθεί γιατί τις κάνουν θεόβαρες, να πω εδώ ότι το βάρος της τροχαλίας παίζει το ρόλο της απόσβεσης των κραδασμών δια της μάζας, κραδασμοί που προέρχονται από την κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα, των παλλινδρομούντων μερών του κινητήρα, από το σύστημα σύμπλεξης / αποσύμπλεξης ( δίσκος / πλατό ) που όσο ζυγοσταθμισμένο και αν είναι, όλο και προσφέρει και αυτό τους δικούς τους κραδασμούς συνδυαζόμενο και από τα φορτία της σύμπλεξης που έχουν την τάση να στρίψουν τον στρόφαλο καθώς πιέζουμε τον συμπλέκτη, αλλά και τις στρεπτικές τάσεις που ο στρόφαλος δέχεται από τις εκρήξεις κατά την ανάφλεξη.
Αυτές οι στρεπτικές δυνάμεις είναι η αιτία που δεν βλέπουμε πια 8κύλινδρους σε σειρά κινητήρες όπως αυτοί που υπήρχαν μέχρι τις αρχές του 2ου παγκοσμίου πολέμου. Η Alfa Romeo στους 8κύλινδρους κινητήρες της εκείνης της εποχής έπαιρνε κίνηση για τους εκκεντροφόρους από το μέσο του στροφάλου μοιράζοντας τα φορτία, έτσι ελάττωνε τις στρεπτικές δυνάμεις που αυτός δεχόταν από το valvetrain.
Το βάρος λοιπόν της τροχαλίας είναι υπολογισμένο από τον κατασκευαστή του εκάστοτε κινητήρα ώστε να απορροφήσει τους κραδασμούς εκείνους που θα φέρουν λόγω ιδιοσυχνότητας σε ταλάντωση τον στροφαλοφόρο άξονα προκαλώντας ζημιά στα κουζινέτα έδρασης του, ή ακόμα να φτάσουν στο σημείο να τον κόψουν, έχει παρατηρηθεί πολλές φορές το κόψιμο του στροφάλου κυρίως σε 6κύλινδρους σε σειρά κινητήρες που τους αφαίρεσαν τις πράγματι βαριές τροχαλίες βάζοντας στη θέση τους τροχαλίες από αλουμίνιο.
(** κλείνει η παρένθεση** )

Να λοιπόν ένας σοβαρός λόγος από τους πολλούς που κάνει τον κινητήρα να – κάψει – την φλάντζα του καπακιού αφού μειώνεται η στεγανοποίηση της φλάντζας λόγω της μετακίνησης του καπακιού από τη θέση του. Για να δούμε τώρα και τι άλλο αναγκάζει το καπάκι να
– περπατήσει – στο μπλόκ εκτός από τις εκρήξεις των αναφλέξεων που το αναγκάζουν να θέλει να ανασηκωθεί από τη φλάντζα που στεγανοποιεί τους χώρους καύσης από τις διόδους του λαδιού και του νερού.

Κραδασμοί προέρχονται και από το σύστημα που ανοίγει και κλείνει τις βαλβίδες ( valvetrain ) το οποίο είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί το στέλεχος της βαλβίδας με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του έκκεντρου με ή ακόμα χειρότερα το κοκοράκι που μεσολαβεί αν η σχεδίαση είναι με κοκοράκια και δεν ανοίγει ο εκκεντροφόρος άμεσα τις βαλβίδες, το κοκοράκι προσθέτει ένα ακόμα σημείο ελευθερίας ( τζόγου ) και βάρους, στο σύστημα. Η τέλεια επιφάνεια του εκκέντρου όμως όσο καλή και να είναι, η επαφή του εκκέντρου με το στέλεχος της βαλβίδας, διαταράσσεται από τους κραδασμούς και δεν υπάρχει συνεχής και απόλυτη επαφή μεταξύ τους.

Να δούμε εδώ ένα παράδειγμα που θα βοηθήσει περισσότερο στην κατανόηση του συστήματος κίνησης των βαλβίδων και των προβλημάτων του από τους κραδασμούς.

Το σύστημα της κίνησης των βαλβίδων όπως προείπα είναι σχεδιασμένο να ακολουθεί με απόλυτη ακρίβεια την κίνηση του προφίλ των έκκεντρων του εκκεντροφόρου άξονα.
Ας φανταστούμε τώρα ένα όχημα με τέλεια ζυγοσταθμισμένους τροχούς το οποίο κινείται σε τέλεια επιφάνεια, ή κίνηση του είναι τελείως ομαλή και τίποτα δεν διαταράσσει το εσωτερικό του οχήματος αφού δεν υπάρχει ο παραμικρός κραδασμός από την κίνηση του.

Ο οδηγός τώρα οδηγεί το όχημα εκτός δρόμου όπου υπάρχουν λακκούβες και ανωμαλίες, αμέσως η τέλεια κίνηση πάει περίπατο και ενώ η ζυγοστάθμιση των τροχών δεν άλλαξε, αυτό που προκαλεί το ταρακούνημα προέρχεται από τις ανωμαλίες του δρόμου που αναγκάζουν το όχημα με το βάρος του να φορτίζει και να αποφορτίζει τα ελατήρια της ανάρτησης του και οι τροχοί να ταξιδεύουν πάνω-κάτω δημιουργώντας και μεταφέροντας κραδασμούς στο εσωτερικό του οχήματος.
Όταν το όχημα επιστρέψει πάλι στον ίσιο δρόμο, η κίνηση του οχήματος επιστρέφει στην πρότερη ομαλή κατάσταση.

Έτσι και ο εκκεντροφόρος με το τέλεια γυαλισμένο προφίλ, όταν δονείται καθώς περιστρέφεται ( γιατί δονείται και μάλιστα σημαντικά ) η απόλυτη ακρίβεια στην κίνηση της βαλβίδας πάει περίπατο αφού η δόνηση του εκκεντροφόρου αυξομειώνει τα διάκενα μεταξύ του προφίλ και του συστήματος που οδηγεί τη βαλβίδα, είτε άμεσα μέσω του δονούμενου πια εκκεντροφόρου είτε μέσω μηχανισμού ( κοκοράκι )

Αν και οι εκκεντροφόροι περιστρέφονται με τη μισή ταχύτητα από ότι περιστρέφεται ο στρόφαλος, παράγει και αυτός τους δικούς του κραδασμούς αφού η μάζα του είναι αζυγοστάθμιστη. Κοιτώντας εκατοντάδες αναλύσεις ζυγοστάθμισης εκκεντροφόρων δεν βρέθηκε ούτε ένας που να πλησιάζει αυτό που λέμε, ζυγοσταθμισμένο αντικείμενο. Όλοι είχαν στατική απόκλιση βάρους από 33.6 gr στη μία τους πλευρά, έως 46.7 gr στην άλλη, και η απόκλιση της μια πλευράς από την άλλη είναι από 1ο έως 87ο όταν σε ένα ιδανικό κόσμο τα δυο αυτά σημεία έπρεπε να απέχουν μεταξύ τους 180ο .

Αυτή η εκτός φάσης 180ο ζυγοστάθμιση που κατά κάποιο είναι τρόπο ίση και αντίθετη και θα περιόριζε τους κραδασμούς, μας δημιουργεί το ίδιο φαινόμενο με τους τροχούς στο όχημα του παραδείγματος, δηλαδή της δημιουργίας και μεταφοράς κραδασμών στο προφίλ των εκκεντροφόρων και εν γένει της διατάραξης της κίνησης των βαλβίδων με ακρίβεια από το σύστημα οδήγησης τους.

Έτσι λοιπόν αν έχουμε ένα εκκεντροφόρο που περιστρέφεται με 4.000 σαλ ( την ίδια ώρα ο στρόφαλος περιστρέφεται με 8.000 στροφές ) η μια πλευρά του εκκεντροφόρου δημιουργεί μια αζυγοστάθμιστη δύναμη 23.0 kg και η άλλη 32.6 kg, ταυτόχρονα οι δύο πλευρές του εκκεντροφόρου που περιστρέφεται σφυροκοπούν 66+ φορές το δευτερόλεπτο ( 4000 σαλ ) τα σημεία έδρασης του εκκεντροφόρου, τα κουζινέτα του δηλαδή που έχουν και αυτά τα διάκενα τους αλλιώς δεν θα μπορούσε να περιστραφεί, μέσα στα διάκενα αυτά υπάρχει λάδι υπό πίεση, το ταρακούνημα αυτό μετακινεί των εκκεντροφόρο σε μια εκτός προγραμματισμού κίνηση μέσα στα όρια των διάκενων των κουζινέτων επάνω στο μαξιλάρι προστασίας που τους παρέχει το λάδι, οι κινήσεις αυτές είναι μεν απειροελάχιστες αλλά επηρεάζουν το ακριβές άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων.

Το συνεχές χτύπημα του στελέχους της βαλβίδας ή του άκρου του κοκορακίου επάνω στο προφίλ του εκκεντροφόρου δημιουργεί υψίσυχνους κραδασμούς τους οποίους μεταφέρει και στην κεφαλή, το συνεχές σφυροκόπημα από τους εκκεντροφόρους και το επίσης συνεχές ανασήκωμα του καπακιού από τις αναφλέξεις, αναγκάζουν το καπάκι να – περπατήσει -.
Για να δούμε τώρα τους κραδασμούς στον στρόφαλο

Oι κατασκευαστές των κινητήρων δέχονται σαν ανώτερη τιμή μια στατική ανοχή στη ζυγοστάθμιση των στροφάλων 56 gr ανά 2.5 εκ διάμετρο αντίβαρου στροφάλου, με μια συνήθη διάμετρο 15 εκ αντιβάρων στροφάλου έχουμε αμέσως μια μέση στατική αζυγοστάθμιστη μάζα 19 gr συγκεντρωμένη κυρίως στο εξωτερικό μέρος των αντίβαρων. ( Η μαζική παραγωγή στροφαλοφόρων αξόνων στις ημέρες μας με τις νέες μεθόδους παραγωγής έχει μειώσει κατά πολύ τη μέσα αποδεχτή ανοχή στην παραγωγή τους )

Όταν ο κινητήρας περιστρέφεται με 1000 σαλ, λίγο επάνω από το ρελαντί, το συγκεντρωμένο βάρος δημιουργεί μια φυγοκεντρική αζυγοστάθμιστη δύναμη της τάξης των 1.6 kg, αυξάνοντας τις στροφές στις 2000 η αζυγοστάθμιστη δύναμη που παράγεται κατά την περιστροφή του στροφάλου γίνεται 6.5 kg, στις 4000 σαλ γίνεται 26 kg και στις 8000 σαλ η αζυγοστάθμιστη παραγόμενη δύναμη στον στρόφαλο φτάνει να είναι 104 kg, η δύναμη αυτή μεταφέρεται 134 φορές το δευτερόλεπτο ( 8000 σαλ ) στα κουζινέτα βάσης τα οποία καλούνται και να την διαχειριστούν.

Αμέσως γίνεται κατανοητό ότι το αρχικά αζυγοστάθμιστο βάρος των 19 gr παρέμεινε το ίδιο και ότι αυτό που χρειάστηκε για να φτάσουμε στο βάρος των 104 kg αζυγοστάθμιστου βάρους είναι μόνο η αύξηση των στροφών του κινητήρα, δηλαδή αυξάνοντας τις στροφές του κινητήρα αυξάνουμε και το βάρος της αζυγοστάθμιστης μάζας.

Να πω εδώ ότι τα 6.5 kg της αζυγοστάθμιστης μάζας στις 4000 σαλ δεν είναι και κάτι το τρομερό, όμως ας φανταστούμε ότι έχουμε ένα σφυρί βάρους 6.5 kg και χτυπάμε το καπό του αυτοκινήτου, θα το γεμίσουμε άπειρες λακκούβες. Τώρα στη θέση του καπό φέρτε στο μυαλό σας τα κουζινέτα του στροφάλου που χτυπιούνται με βάρος 6.5 kg επί 66+ φορές το δευτερόλεπτο, ακόμα και αν τα κουζινέτα έχουν την ικανότητα να διαχειριστούν όλη αυτή τη δύναμη, το σφυροκόπημα αν θέλετε, ή και ακόμα περισσότερη όσο ανεβαίνουν οι στροφές του κινητήρα, όλη αυτή η ενέργεια από τα κουζινέτα μεταφέρεται και προκαλεί στρεβλώσεις στο μπλόκ δημιουργώντας νέου είδους προβλήματα, ειδικά αν το μπλόκ είναι ελαφρού κράματος, τώρα έχετε πλήρη την εικόνα τι συμβαίνει εκεί μέσα, και αν μπορούσαν τα κουζινέτα να μιλήσουν……

Μπορεί η ζυγοστάθμιση να μας ανεβάσει την ιπποδύναμη του κινητήρα ? Σίγουρα όχι με άμεσο τρόπο, εξαλείφοντας όμως τις παραγόμενες παρασιτικές δυνάμεις βοηθάει τον κινητήρα να περιστρέφεται ταχύτερα, και αφού στροφές ίσον δύναμη ? Έτσι εμμέσως με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να πούμε ότι η ζυγοστάθμιση είναι το 1ο σκαλοπάτι για την αύξηση της δύναμης του κινητήρα. Επίσης μειώνοντας ή εξαλείφοντας πλήρως τις παρασιτικές δυνάμεις που γεννά η περιστροφή του κινητήρα εξαφανίζουμε και τις στρεβλώσεις του μπλόκ που προκαλούν σημαντικές βλάβες.

Για να γίνουν κατανοητά τα φορτία που καλούνται να διαχειριστούν τα κουζινέτα, οι κατασκευαστές κουζινέτων προμηθεύουν φωτογραφίες κουζινέτων μετά από χρήση του σε διάφορους κινητήρες εξηγώντας σε κάθε φωτογραφία από τι προήλθαν οι διάφορες βλάβες στα κουζινέτα, οι φωτογραφίες αυτές ξεκαθαρίζουν για πάντα το τοπίο περί των κραδασμών στα μπλόκ.

Eυχαριστώ όλους για τα λόγια σας, προσπαθώ, η γνώση είναι δανεική και πρέπει να επιστρέφεται στο πολλαπλάσιο.

Iμάντα με όλους τους εντατήρες μεταλλικούς, όχι πλαστικούς.