Balanseaksel

En balanseaksel er en vektet aksel som drives av motoren og er montert inne i den nettopp for å motvirke de vibrasjonene oppbygningen iboende skaper. Den finnes fordi enkelte sylinderkonfigurasjoner, særlig den firesylindrede rekkemotoren, lager krefter under drift som veivakselen og motvektene alene ikke klarer å oppheve. Uten mottiltak ville disse kreftene nådd kupeen som en påtrengende summing, så balanseakselen legges til for å jevne ut motorgangen og bringe den nærmere finheten til iboende balanserte konstruksjoner.

Vibrasjonen den tar hånd om, er den sekundære ubalansen i en firesylindret motor. Når stemplene går opp og ned, beveger de seg ikke i perfekt harmonisk bevegelse, fordi veivstaken svinger i en vinkel og får stemplene til å akselerere litt raskere nær øvre dødpunkt enn nær det nedre. Nettoresultatet er en opp-og-ned-rystende kraft som opptrer ved dobbelt motorturtall og ikke kan fjernes med motvekter på veivakselen. Den klassiske løsningen, foredlet av Mitsubishi på 1970-tallet ut fra et eldre Lanchester-patent, er et par balanseaksler som spinner med dobbelt veivakselturtall i hver sin retning, med de eksentriske vektene timet slik at de loddrette kraftkomponentene legger seg sammen og motvirker ubalansen, mens de vannrette komponentene opphever hverandre.

Drift og fasing er avgjørende. Akselen, eller paret av aksler, dreies av veivakselen via tannhjul, en kjede eller en tannreim, og den må gå med et nøyaktig multiplum av motorturtallet og i nøyaktig riktig vinkelposisjon i forhold til stemplene. Er timingen bare litt feil, vil akselen tilføre vibrasjon i stedet for å fjerne den. De vektede knastene sitter som regel lavt i veivhuset, ofte delvis neddykket nær oljen, og massen og forskyvningen er beregnet for å passe størrelsen på kraften de skal oppheve.

Balanseaksler finnes oftest på større firesylindrede motorer, der de sekundære kreftene vokser med boring og slaglengde, og på enkelte V6-motorer, der en ujevn tenningsrekkefølge skaper et vippende kraftpar som en enkelt balanseaksel kan tøyle. Mindre firesylindrede motorer utelater dem av og til for å spare kostnad, vekt og friksjon, og godtar til gjengjeld litt mer vibrasjon. Iboende balanserte oppbygninger som rekkesekseren, boksersekseren og mange V12-ere har derimot ingen vesentlig primær eller sekundær ubalanse og trenger derfor ingen balanseaksel i det hele tatt.

I praksis er en balanseaksel en stille, vedlikeholdsfattig komponent, men den er ikke gratis. Den tar opp en liten mengde effekt gjennom friksjon og tregheten ved å bli spunnet rundt med høyt turtall, og på reim- eller kjededrevne konstruksjoner må drivverket vedlikeholdes som ethvert annet registerkomponent. Enkelte motorer har lidd av tidlig slitasje i balanseakselens lagre eller kjede, noe som kan føre til oljetrykksproblemer dersom det forsømmes. Komponenten er dermed et teknisk kompromiss: en bevisst tilføring av masse og kompleksitet, godtatt fordi gevinsten i jevnhet fra en ellers økonomisk oppbygning vurderes å være verdt kostnaden.