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.
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.
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.
Балансировка коленвала после капремонта мотора
Если автолюбитель решил заменить маховик или его венец, а также улучшить работу сцепления, то без балансировки коленвала ему уже не обойтись.
Пренебрежение данной ремонтной нормой приведет к тому, что даже при медленном движении двигатель будет сотрясаться, лишая машину комфортности и делая ее потенциально опасной.
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.
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.
Эксплуатация балансировочных валов
Как уже было сказано ранее, основная причина поломки балансирных валов – естественный износ. Но автомобилист может предпринять несколько шагов, которые позволят продлить ресурс данного механизма.
- Первый шаг – не использовать агрессивный стиль вождения. Чем резче будет работать силовой агрегат, тем быстрее выйдут из строя шестерни валов. Кстати, это касается также массы других деталей автомобиля.
- Второй шаг – своевременное обслуживание. Замена масла и масляного фильтра обеспечит качественную смазку всех контактных элементов, а установка нового ремня (или цепи) привода позволит вращаться шестерням без дополнительных нагрузок.
Монтаж контргаек и опорных стоек
Накануне балансировки раму выставляют четко горизонтально. По окончании выравнивания на гайки накручиваются контргайки.
Затем рядом с каждым углом рамы проделываются пазы для четырех 25-сантиметровых прутов, которые будут опорами конструкции.
Балансировка коленвала в домашних условиях
При желании произвести балансировку можно прямо в своем гараже. Это позволит сэкономить немалые деньги на визите в автосервис.
Для успешного уравновешивания коленвала в домашних условиях потребуется особое устройство. Это станок, в котором будет монтироваться маховик.
Конструкция такого станка предельно элементарна. Вот почему собрать его собственноручно будет по силам даже тому, кто не имеет опыта в производстве орудий труда.
Восстановление старых и новых коленвалов
Чаще всего балансировка коленвала производится на машинах с многотысячным пробегом.
Однако в некоторых случаях она необходима и для сравнительно новых автомобилей, особенно, если те много ездили по холмистой и пересеченной местности, что привело к ускоренной выработке ресурса силовой установки.
Необходимость в балансировке коленвала
Механический износ коленвала приводит к тому, что он крутится с биениями. Такой режим работы разрушителен для силовой установки, поскольку она начинает сильно вибрировать.
Это чревато ослаблением целого ряда креплений и разрегулировкой множества чувствительных агрегатов.
- Для того, чтобы предотвратить подобное развитие событий, необходимо произвести тщательную балансировку коленвала.
- Данная процедура позволяет повысить эффективность мотора и заметно увеличить его срок эксплуатации.
Стандартные методы восстановления коленвала
Балансировка изношенного коленвала производится двумя хорошо отработанными методами:
- Статическим, к которому прибегают при малозаметных отклонениях параметров от нормы. При таком ремонте вал подвергается обработке в неподвижном состоянии. Его более тяжелая часть направляется вниз, а легкая балансируется с применением грузиков, фиксируемых на ее краю. Далее производится инструментальное стачивание металла с более тяжелого участка;
- Динамическим, который выгодно отличается от предыдущего повышенной точностью обработки. К данному методу прибегают, когда появляется необходимость избавиться от хорошо заметных неравномерностей. Для такой процедуры применяют особый станок. Зафиксированный в нем вал раскручивается до необходимой скорости. Далее лазерным методом выявляется зона, где имеет место наибольшее утяжеление. Именно этот участок подвергается шлифованию ради удаления излишков металла.
Изготовление рамки и установка гаек
Первым делом следует изготовить рамную основу станка. Ее габариты определяются протяженностью конкретного коленвала. На данном этапе мастеру понадобятся трубы и профили.
- Сварив из них раму, в паре ее уголков и по центру расположенной напротив трубки следует проделать пазы для шпилек.
- На эти места методом сварки насаживаются гайки, резьба которых соответствует ширине шпилек.
При конструировании коленчатого вала так подбирают его форму, чтобы он был уравновешен, т. е. ось вращения вала является главной центральной осью инерции. Однако в процессе изготовления коленчатого вала вследствие неизбежных технологических погрешностей и неоднородности материала указанное условие нарушается и любой реальный коленчатый вал всегда в той или иной мере неуравновешен. Для устранения неуравновешенности подбирают дополнительные массы (уравновешивающие грузы) так, чтобы после закрепления их на коленчатом валу центробежные силы этих масс уравновешивали центробежные силы приведенных (неуравновешенных) масс. Часто вместо установки уравновешивающего груза снимают металл в той же плоскости, в которой должен быть расположен груз, но с диаметрально противоположной стороны. В конструкции коленчатых валов предусматриваются для этого специальные (балансировочные) участки.
Процесс предварительного подбора уравновешивающих грузов и их последующее закрепление на коленчатом валу или, что то же самое, снятие металла с балансировочных участков коленчатого вала,называется балансировкой.
Различают два вида балансировки: статическую и динамическую.
Статическая балансировка применяется в основном для деталей дисковой формы, когда диаметр балансируемой детали больше ее длины. Во всех остальных случаях применяют динамическую балансировку.
Динамическая балансировка обеспечивает большую точность уравновешенности, чем статическая. Поэтому даже детали дисковой формы, к которым предъявляются повышенные требования в отношении уравновешенности, подвергают динамической балансировке.
Динамическая балансировка проводится на специальных балансировочных станках, обычно представляющих собой системы с одной степенью свободы, подвижные части которых колеблются вокругнеподвижнойоси,определяемойконструкциейстанка.
На раме 1 станка на стойках 4 устанавливают балансируемую деталь 5.Рама связана со станиной неподвижным шарниром 2, вокруг которого она может поворачиваться, и упругой опорой 3. Вследствие этого рама может вращаться только вокруг горизонтального шарнира 2. Положение детали на раме относительножесткойопоры можно изменять.
Балансировку детали производят в плоскостях 7—7 и 77—77 в два этапа. На первом этапе плоскость 7—7 проходит через ось неподвижного шарнира 2 и балансировку производят в плоскости 77—77; на втором этапе плоскость 77—77 проходит через ось неподвижного шарнира 2 и балансировку проводят в плоскости 7—7.
Деталь приводится во вращение с помощью специального привода. Шкив 8, сидящий на валу электродвигателя 9, связан непрерывной лентой 10 со шкивом 11, закрепленным на стержне, который может поворачиваться вокруг оси, совпадающей с осью электродвигателя. Натяжение ленты регулируют, перемещая шкив 11 по стержню 6. Для уравновешивания стержня со шкивом на стержне закреплен груз 7, положение которого фиксируется стопорным винтом. Если при включенном электродвигателе движущуюся ленту прижать к поверхности детали с помощью рукоятки 12, то вследствие трения между лентой и деталью последняя также начнет вращаться. При достижении деталью требуемой угловой скорости с помощью рукоятки 12 привод отводят от детали.
При вращении детали центробежные силы приведенных масс оказывают динамическое воздействие, вызывая колебания рамы 1 на пружинной опоре 3. Амплитуда колебаний зависит от степени неуравновешенности детали, упругих свойств опоры 3 и режима работы. Наибольшего значения амплитуда достигает на резонансных режимах: чем меньше жесткость опоры, тем больше амплитуда. При уменьшении жесткости опоры 3 снижается частота собственных колебаний и поэтому резонансные колебания могут возникнуть при небольшой угловой скорости детали. Балансировку проводят или на резонансном режиме или при угловых скоростях, значительно больших резонансных.
Для полного уравновешивания детали необходимо опытным путем определить массу и положение уравновешивающих грузов в плоскостях, т. е. найти диаметральные плоскости, в которых эти грузы надо установить и определить их статические моменты относительно оси вращения детали. Для решения этих двух задач применяют специальную измерительную аппаратуру, устанавливаемую на балансировочных станках. В ряде современных балансировочных станков устанавливается счетно-решающее устройство. С помощью этого устройства можно определить положение уравновешивающего груза, массу которого подбирают последовательными пробами, ориентируясь на показания приборов. Если станок применяется для балансировки одной определенной детали в крупносерийном или массовом производстве, то создают тарировочные графики для разметки шкалы измерительных приборов, по показаниям которых сразу находят массууравновешивающихгрузов.
При балансировке V-образных двигателей их рассматривают состоящими из двух цилиндровых отсеков. На каждый отсек приходится один кривошип с двумя шатунами, смещенными по оси шатунной шейки. Для динамической уравновешенности коленчатого вала в период балансировки на шатунные шейки устанавливают грузы, равные по величине массам возвратно-движущихся частей одного отсека и двум вращающимся массам шатунов всборе.
Дисбаланс вала с маховиком для двигателя ЗИЛ-130 не превышает 70 Г-см, а для двигателя КДМ-46—не более 126 Г — см при числе оборотов 100 в минуту.
