Иногда автомобилисты могут изъявить желание самостоятельно выполнить балансировку коленвала. В домашних условиях такая процедура может особенно понадобиться тем, кто желает самостоятельно узнать свой автомобиль или не доверяет его ремонт и обслуживание специалистам сервисных центров. По сути, балансировка коленчатых валов представляет собой механическую операцию в результате которой должны снизиться вибрация и прочие виды нагрузок на элементы силового агрегата. За счет балансировки можно повысить надежность, работоспособность и даже производительность двигателя.
Зачем нужна балансировка коленчатых валов?
Балансировка коленчатых валов является ничем иным, как механической операцией, вследствие которой значительно снижаются вибрации и прочие виды нагрузок на элементы двигателя. Это позволяет повысить его надежность, работоспособность и производительность. Безусловно, чаще всего в подобной операции нуждаются уже изношенные механизмы, хотя бывают случаи, когда дисбаланс наблюдается и в новеньком автомобиле, только что приобретенном из салона.
Понять то, что вам светит балансировка коленвала своими руками, и пора засучить рукава, можно по следующим признакам. Прежде всего, обратите внимание на ручку переключения передач во время движения на холостом ходу, она начинает болтаться. Точно также себя будет вести и сам двигатель, так что не забудьте заглянуть под капот своего «железного коня».
Что же насчет причин подобного поведения, так их может быть несколько. Среди них нельзя исключить и возможные погрешности, допущенные во время изготовления сопряженных деталей. Кроме того, не самым лучшим образом сказывается неоднородность материалов, из которых изготовлены элементы коленчатого вала. Появлению люфта также способствуют увеличенные зазоры в сопряженных узлах, их несоосность, некачественный монтаж и, конечно же, недостаточно точное центрирование.
И не стоит забывать о естественном износе, который никогда еще не играл положительной роли.
Долой вибрацию. Балансировка КВ и маховика в гараже.
Каждый, кто сталкивался с оппозитом, знает о его адской вибрации, у одного больше, у другого меньше, которая вносит свои огромные минусы в работу двигателя. Постоянное ослабление винтов и гаек, расколбас на холостых, невозможность раскрутить двигатель, сбои в зажигание и т.п.. Из-за невозможности отбалансировать КВ где либо в какой-либо конторе, поломав голову и полазив интернете, наткнулся на вот это видео — https://www.youtube.com/watch?v=tnhVK1mInLQ&list=UUorynE2CPqF5NB_sBpCgxSQ… поэтому в плагиате не обвинять. Проведя всю эту операцию со своим двигателем, решил описать более подробно. Приладил эл.двигатель, 1280 об/мин, сначала сделал пластиковый шкивок, но потом от него отказался, накидывая ремень прямо на колено (эл.дв. крутился постоянно, ремень проскальзывал на колене, нагревая его, но не сильно. Это основная причина отказа от шкива на КВ (экономия времени на вкл. и выкл)).
Сначала раскручивал с установленным маховиком, от переклада веса двигатель кидало как самолет в зоне турбулентности, раскручиваться он никак не хотел, эл.дв. просто не хватало мощности, настолько огромная разница (а мы хотим крутильный моторчик зделать, гы-гы), полдня шаманских танцев и нулевой результат, желание переплавить его в горне и утопить слиток в пруду. Ошибка была в том, что я пытался сразу вывесить, да не тут то было. Снял маховик и обнаружил, что на колене переклад еще больше, приходилось его держать двумя руками, картер был безжалостно распят гвоздями на полу.
Пошарив в куче всякого барахла от ремонта всего, нашел ролик натяжителя ремня от своей Волги, внутреннее отверстие подогрел газовой горелочкой и насадил на конус, не сильно, болт маховика зацепился всего 2-3мя витками, насверлил отверстий по кругу и нарезал резьбу диам. 8мм и 6мм (шуруповерт с метчиком рулит). Взял болтиков различной длины. Беру самый большой, вкручиваю в ролик, ставлю метку мелом, раскручиваю КВ до максимума (пока эл.двигатель не начинает тухнуть), остановка КВ, перемещаю болтик на 90гр, опять раскручивание и т.д.. Отмечаю сектора с наименьшей вибрацие, и уже ищу в них, находим минимальное значение вибрации (а двигатель прыгает), добавляю или уменьшаю вес до тех пор, пока не найду минимум. Нашел (двигатель все равно скачет, не обращать внимание), напротив сверлю отверстие в противовесе, приблизительно как болтики на глаз. Ставлю метку на ролике, где был груз, для дальнейшего анализа. Раскручиваю, ОПАНЬКИ, лучше. Опять болтик, сектора, метки, вес, сверлю. Болтик, сектора, метки, вес, сверлю. И так день. КВ стал раскручиваться мягко, приятное шелестение подшипников, разгон, ХЗ, тысяч десять наверно разгонялся точно КВ, вибрация очень мелкая и мягкая, её я не смог вывесить, ни большими, ни маленькими грузиками, да и не нужно, она даже приятная. Устал, спина болит, маховик думаю на завтра, решил все таки поставить, попробовать. Ставлю, раскручиваю и… ЙОПТ. ТИШИНА. От комара вибрации больше. А маховик облегчен дядей Васей, проточка под ремень, думал дисбаланс-дисбаланс, а оно вот как оказалось. А вот как выглядит колено Теперь двигатель намного легче и веселее будет крутиться и планка оборотов также поднимется (анализируя поведение эл.дв. до и после). Осталось промежуточные диски сцепления рассверлить, проверить, и все. Мужику за идею респект!!! Добавлю: в КВ перед балансировкой выкрутить заглушки, прочистить, промыть, продуть каналы, вернуть заглушки на исходную. Могу снять видео раскрученного движка, стоит как вкопанный. А для сравнения, есть у меня еще одно колено.
Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта
Есть два способа, как отбалансировать коленвал. Первый – статический, он является менее точным. В этом случае используются специальные ножи, на которые и устанавливается деталь. А дисбаланс определяется по ее положению во время вращения. Если верхняя часть коленвала легче нижней, то на нее крепят грузики и производят такие замеры и догрузку до достижения равновесия. И только после этого на противоположной стороне высверливаются отверстия для противовеса.
Второй вид – динамическая балансировка коленчатого вала. Для ее осуществления необходимо специальное оборудование. Коленчатый вал устанавливается в плавающие постели и раскручивается до нужных оборотов. Световой луч находит и сканирует наиболее тяжелую точку, которая провоцирует тряску, и выводит ее на экран. А для достижения баланса дело остается за малым – удалить с нее лишний вес.
Виды балансировки коленавала
В настоящее время применяют два основных вида балансировки:
- Динамическую, обеспечивающую высокую точность и требующую применения специальных станков.
- Статическую. Этот вид балансировки используют для деталей, выполненных в форме диска и имеющих следующее соотношение диаметра (D) и длины (L): D>L.
Балансировка коленчатого вала, имеющего несимметричное (например,V-образное) исполнение или нечетное количество цилиндров, отличается определенными особенностями, поскольку моментальная составляющая таких валов достаточно высока и способна сорвать его с опор крепления.
Избежать этого поможет установка втулок-компенсаторов, обладающих выверенной до одного грамма массой, на шатунные шейки. В случае отсутствия данных параметров в специальных разделах технико-эксплуатационной документации силового агрегата, они рассчитываются дискретно. Для этого существуют индивидуальные методики.
Следующим моментом, требующим достаточно ясного понимания, является определение случаев, вызывающих необходимость балансировки коленвала:
- Установка нештатных или выполнение облегчающих мероприятий на штатных шатунно-поршневых группах.
- Проведение работ по правке деформированных коленчатых валов.
- Замена маховика. Здесь следует оговориться, что в данном случае динамическая балансировка не всегда обязательна. В некоторых случаях достаточно выполнения лишь балансировки статического типа.
Итак, считаем установленным, что балансировка незеркальносимметричных коленчатых валов, частным случаем которых является и V-образный коленвал, требует использования компенсирующих втулок (нередко изготовленных по специальному заказу), создающих имитацию динамического воздействия аналогичного воздействию шатунно-поршневых групп.
На каких двигателях применяются балансирные валы
Первой балансирные валы применила японская компания Mitsubishi в 1976 году. Новинка получила название «Silent Shaft», что в переводе означает «бесшумный вал».
Главным образом они устанавливаются на четырехцилиндровых двигателях с объемом больше двух литров и с рядным расположением цилиндров, так как именно эта схема наиболее подвержена вибрациям и шумам.
Также балансирные валы часто применяются на мощных дизельных моторах. Сейчас их можно встретить не только на японских моделях, но и на европейских и американских.
Для чего предназначены балансиры
Главной задачей балансировочных валов является поглощение лишней инерции и уменьшение вибрации. Это стало актуальным после появления более мощных двигателей с объемом от двух литров.
Блок балансирных валов с шестеренчатым приводом от коленчатого вала двигателя
Немалую роль в балансе работы ДВС играет и расположение цилиндров. Можно выделить три распространённые схемы:
- Расположение в ряд, когда цилиндры располагаются в одной плоскости.
- Оппозитная схема, когда оси цилиндров находятся в одной плоскости противоположно направлены друг другу.
- V-образное расположение цилиндров.
Расположение осей цилиндров напрямую влияет на балансировку двигателя. Рядная схема хорошо себя зарекомендовала в 4-х цилиндровых двигателях небольшого объема. Оппозитная схема дает самые лучшие показатели балансировки. V-образное расположение требует точно выверенных углов между цилиндрами, чтобы достичь оптимального баланса.
Как бы то ни было, идеального баланса не удается достичь ни в одной схеме, поэтому и устанавливают балансиры.
Как пользоваться?
Пользоваться съемником каретки для ее извлечения довольно просто:
- снимите шатуны при помощи съемника шатунов;
- если каретка под квадрат, то начинать лучше с левой стороны;
- сопоставьте шлицы съемника со шлицами на вашей каретке;
- если съемник имеет центровочную ось, вкрутите ее в вал каретки;
- выкрутите чашку каретки, затем повторите те же действия со второй стороны.
Помните, что на большинстве кареток справа нарезана правая резьба, а слева – левая. За исключение итальянок, где обе чашки с правой резьбой. У разных фирм разные инструменты. Возможно, вам понадобится дополнительный ключ, чтобы провернуть сам съемник каретки, а может, ваш съемник уже оборудован ручкой. Впрочем, каких-то очень сложных и непонятных моментов в использовании съемника нет, и разобраться с ним получится у каждого.
Типы привода
Так как балансировочные валы предназначены для балансировки коленвала, то их работа должна быть синхронизирована с этой деталью агрегата. По этой причине они подсоединяются к приводу ГРМ.
Чтобы гасить вращательные колебания, приводная шестерня балансирных валов имеет пружины. Они позволяют немного проворачиваться приводу вокруг оси, обеспечивая плавное начало движения устройства.
Чаще всего используется общий приводной ремень или цепь, установленные на моторе. Намного реже встречаются приводы редукторного типа. Также бывают комбинированные модификации. В них валы приводятся в движение и зубчатым ремнем, и редуктором.
Балансировка коленвала китайских велодвигателей
Цена учебника 45 коп. О. К Дедушкин, О. Г Вагнер
Мопедоведение 3 класс
Балансировка коленвала китайских велодвигателей.
Издание третье, дополненное, с иллюстрациями
Глава 1: Получаем данные для балансировки.
Для произведения операций по балансировке коленвала китайского двигателя (далее КД) нам необходимо извлечь из мотора сам коленвал и его навеску в виде магнита и центробежного сцепления (или без оного).
Извлечение коленвалов мы с вами проходили во втором классе, думаю, все помнят этот материал. Вижу, что Ржевский помнит.
Также (нудным голосом продолжал учитель)
нам с вами потребуется поршень с навеской в виде колец, стопоров, игольчатого подшипника и пальца. Разбирать поршень на атомы совсем не обязательно.
Артёмка, не вертись, ты мешаешь Павлу усваивать урок.
Взвешиваем головку шатуна. Для этого весы уравновесим рваными газетками. Никто не хихикает, а то выгоню из класса.
После чего головку шатуна укладываем на одну чашу, а на вторую чашу устанавливаем грузики так, чтобы головка
(Ржевский, вон из класса)
шатуна поднялась в горизонтальное положение.
Отнесите Ржевскому воды, у него эпилепсия началась. И поднимите его с пола.
После взвешивания головки шатуна необходимо взвесить поршень с навеской. Теперь у нас есть данные для произведения расчётов.
Возьмём балансировочный коэффициент 0,6. Не спрашивайте меня, что это за цифра, это изучают в высшей школе математики, после пределов приращений и сложений матриц. Можете прочитать в книге Иерусалимского «Теория расчётов мотоциклов»
Итак, формула:
(m поршня с навеской +
m головки шатуна)*0,6 –m головки шатуна =m балансировочного груза
Балансировочный груз вешается на головку шатуна. Удобно изготовить груз в виде болта с гайкой. Для точного подбора веса используют шайбы и пластилин.
В идеале, после подвешивания груза, коленвал на подшипниках должен занимать положение статического равновесия. То есть занимать произвольное положение и не стремиться повернутся куда-либо.
В нашем же случае коленвал резко поворачивает шатуном вниз. Для равновесия надо более 28 грамм. Противовесы удобно использовать в виде магнитов, можно использовать пластилин. Противовесы нужны для определения очень приблизительной массы для корректировки веса щёк коленвала.
На самом деле масса может быть больше. Но для первого приближения полученных данных вполне достаточно.
(Притихли все: «Вот сразу бы так, Дедушкин всегда важные вещи рассказывает. Тот, кто услышит, познает дзен»)
Глава 2: Операции по компенсации веса сложнобалансируемой системы с вертикальными и горизонтальными составляющими.
Коленвал придётся разобрать. Каждая накладка щеки крепится тремя винтами, винты законтрены эпоксидной смолой. Поэтому каждый винт надо перед отворачиванием нагреть паяльником или тепловым пистолетом. Без фанатизма, газовых горелок и паяльных ламп. Обязательно отмечайте положение накладок относительно коленвала, что и как было установлено. Чтобы потом прикрутить на то же место в том же положении.
Что интересно, следы балансировки присутствуют. Но это балансировка под более лёгкий поршень КД-50. Иначе как объяснить, что компенсационный вес завязан на разницу в весе поршней? (КД50 – 70 грамм, КД 80 – 120 грамм) Предположение об одном универсальном коленвале для пяти абстрактных моторов подтверждается.
Для начала определим, что даёт высверливание. Сверлим пять лунок наполовину глубины остаточной толщины накладки — это всего лишь жалких 4 грамма. А нам нужно примерно на треть больше, чем 28,5:2, ведь у нас две накладки.
Сверлим отверстия насквозь. Материал накладок напоминает чугун, крошится в мелкую пыль. Поэтому перегородки надо сохранить. Сплошняком фрезой не вариант. Тут уже интереснее, более 15 грамм.
Теперь, в угоду динамическому равновесию, вес щёк надо уравнять. Это решается подпиливанием, снятию фасок и так далее. Точное значение веса накладки на данном этапе не важно.
Окончательно подбирают вес после сборки коленвала. Винты так же контрят эпоксидкой, после чего через отверстия в накладках подсверливают коленвал. Периодически проверяют коленвал на статическое равновесие. Сам коленвал сверлится очень плохо, обычное сверло его берёт через постоянную заточку и подсверливание твёрдосплавным сверлом меньшего диаметра. Тут китайцы на металле не экономили.
Сверлить лунки надо симметрично справа и слева щёк. Пять балансировочных отверстий с каждой стороны дают возможность настроить статику в идеал. Теперь коленвал занимает произвольное положение с подвешенным к головке шатуна грузом.
Глава 3: Балансировка навески коленвала.
Как уже упоминалось ранее, колокол имел осевое биение более 3 мм. Для выравнивания колокола относительно оси вращения пришлось выточить оправку под точный внутренний диаметр отверстия в ведущей шестерне главной пары. Оправку зажимаем в патрон токарного станка и помещаем агрегат в тиски. Теперь удобно контролировать процесс с помощью обычного штангенциркуля.
Специальными калибровочными струбцинами выравниваем колокол. В результате осевой люфт ликвидирован. Теперь радиальный люфт, который ранее мы не измеряли, а теперь можно измерить. Измеряем, зажав колокол за центральное отверстие в патрон токарного станка. Понятно, что Дедушкин проточил колокол на станке. Но 1 мм снаружи и 1 мм внутри полностью убрать нереально. Толщина стенок будет стремиться к нулю. Поэтому осталось 0,2 мм снаружи и 0,2 мм внутри. При минимальной толщине стенки 1,5 мм.
Это всё, что можно сделать на благо мопедизма. Станок и вправду перестал прыгать по комнате, как было в начале, до проточки. Но осадок в душе остался. После чего Дедушкин долго и печально заглаживал вину китайских производителей шкуркой.
Всё, урок закончен, можете бежать в гараж делать мопеды.
И снимите Ржевского с дерева.
Получить текст
Принцип работы
Балансирные валы устанавливаются парами с каждой стороны коленвала и представляют собой сложные по конструкции цилиндрические стержни. Каждый балансирный вал имеет сложную геометрическую форму. Вращаются валы в противоположную сторону в два раза быстрее скорости движения коленвала, тем самым уравновешивая инертные силы второго порядка.
Устанавливаются валы в картере двигателя на подшипниках скольжения (либо игольчатых) и приводятся в движение при помощи привода от коленвала. Подшипники связаны с системой смазки двигателя. Именно они испытывают самую большую нагрузку в процессе работы валов. Это обуславливает их быстрый износ, который сопровождается шумом и вибрацией.
Типы привода
Привод балансировочных валов
Наиболее распространенным вариантом привода балансиров является цепной или зубчатый ремень. Также приводом может служить зубчатый редуктор или комбинированный вариант: зубчатый редуктор плюс ремень. Чтобы снизить колебания самих валов, в звездочке привода устанавливается пружинный гаситель.
Ремонт балансировочных валов
Нагрузки на балансирные валы сопровождаются износом подшипников и других деталей привода. Ремонт обходится дорого, что обусловлено его сложностью. Поэтому некоторые автовладельцы вместо замены или дорогого ремонта предпочитают просто демонтировать блок валов. При этом крепления и отверстия закрываются заглушками.
Отсутствие балансиров повышает уровень вибрации и шума, нарушается балансировка двигателя. Однако, многие автолюбители заверяют, что вибрации при этом остаются незначительные и их успешно компенсируют подушки двигателя. Также работа валов забирает часть мощности самого двигателя. Снижение может достигать до 15 л.с.
При этом всем следует понимать, что демонтаж блока балансирных валов является существенным изменением конструкции двигателя и никто не сможет спрогнозировать как это отразится на работе мотора и его ресурсе в дальнейшем. Решаясь на данную процедуру, владелец автомобиля полностью берет на себя всю ответственность и риски за его исправность и срок службы. Наилучшим вариантом будет замена неисправной детали на новую в специализированном центре.
