Wałek wyrównoważający: czwórka rzędowa i siły II rzędu
Wałek wyrównoważający, zwany też balanserem, to wał z mimośrodowymi odważnikami, który obraca się w silniku i niweluje drgania pochodzące od ruchu tłoków. Najczęściej montuje się dwa takie wałki w rzędowym silniku czterocylindrowym.
Skąd w czwórce drgania
Rzędowa czwórka ma tłoki ułożone parami: skrajne idą w górę, gdy środkowe zjeżdżają w dół. Siły pierwszego rzędu równoważą się, ale zostaje siła drugiego rzędu, która szarpie silnik w pionie dwa razy w czasie jednego obrotu wału. Bierze się z geometrii układu korbowego: tłok startujący z dolnego martwego punktu ma inne przyspieszenia niż ten, który rusza z górnego.
Siła rośnie z obrotami i masą tłoków. Dlatego wałki wyrównoważające pojawiają się w czwórkach o większej pojemności, od około dwóch litrów.
Jak działa układ Lanchestera
Dwa wałki obracają się w przeciwne strony z prędkością dwa razy większą niż wał korbowy. Każdy niesie odważnik, a ich siły odśrodkowe sumują się w pionie, w przeciwfazie do tłoków, i znoszą w poziomie. Wałki siedzą w bloku, często pod wałem korbowym, a napęd biorą z niego łańcuchem albo paskiem.
Wynalazek przypisuje się Frederickowi Lanchesterowi, który opracował go na początku XX wieku. Przez długi czas pozostawał rzadkością. Zmieniło się to w połowie lat 70., gdy Mitsubishi wprowadziło układ Silent Shaft w silniku Astron, a rozwiązanie licencjonowały następnie m.in. Fiat, Lancia, Saab i Porsche.
Gdzie występują i kiedy bywają kłopoty
Wałki wyrównoważające spotyka się w czwórkach rzędowych, a także w niektórych silnikach V6. Dokładają jednak własne łożyska i napęd, więc tworzą dodatkowe miejsce zużycia.
Objawy awarii to wycie, grzechotanie lub metaliczne stuki z dolnej części silnika, a także wzmożone wibracje i nierówna praca. Przyczyną bywa zużycie łożysk, luz na kołach zębatych albo kłopot z napinaczem napędu. Samo pęknięcie wałka zdarza się bardzo rzadko.
W Mitsubishi 4G63, montowanym między innymi w modelach Lancer i Eclipse, wałki napędza osobny pasek. Zużyte łożyska potrafią go zerwać, a zerwany pociąga za sobą pasek rozrządu. W silnikach 2,0 TDI znane jest wycieranie napędu pompy oleju, osadzonej na wałku. Kończy się to utratą smarowania.
Naprawę napędu zostaw warsztatowi. Pokrewne tematy opisują poradniki o wale korbowym i nierównej pracy silnika oraz hasło o silniku typu boxer.