Единственным способом дополнительного уменьшения вибрации ДВС является балансировка агрегата. Рядный четырехцилиндровый мотор получает неуравновешенные силы, которые возникают при движении масс с учетом той или иной частоты вращения коленвала. Величина инерции зависит от объема ДВС, с ростом объема силовой установки инерция увеличивается.

Балансировочный вал устанавливается на рядных четырехцилиндровых моторах с рабочим объемом выше двух литров. Стоит отметить, что установка таких валов приводит к заметному удорожанию конструкции и не особенно активно применяется на автомобилях даже среднего ценового сегмента.

Балансирные валы ставятся парами. Их зачастую располагают симметрично по обеим сторонам коленвала. Местом установки балансирных валов чаще всего становится картер двигателя, чтобы валы оказались ниже коленчатого вала ДВС. Получается, что указанные валы находятся под коленвалом, а местом их установки становится масляный поддон.

Балансирные валы имеют прямой привод от коленвала. Привод реализует вращение уравновешивающих валов в разные стороны.

Угловая скорость вращения балансиров удвоена. Привод может быть выполнен как отдельно посредством зубчатого редуктора или цепной передачи, так и представлять собой совокупность решений. Крутильные колебания от вращения самих валов гасятся пружинным гасителем колебаний, который размещен в приводной звездочке привода уравновешивающего вала.

В процессе работы и благодаря особенностям конструкции привода балансирные валы подвержены серьезным нагрузкам. Наиболее перегружены подшипники, которые расположены в противоположной от привода стороне. Имеет место их быстрый износ, который проявляется дополнительными шумами и появлением усиленных вибраций. В худших случаях может произойти обрыв приводной цепи. Дополнительным недостатком становится отбор мощности ДВС, которая расходуется на привод балансирных валов.

Читайте также

Почему двигатель может вибрировать на холостых оборотах. Причины неисправности, диагностика. Советы и рекомендации по снижению уровня вибраций мотора.

Особенности и отличия оппозитного двигателя от других поршневых ДВС. Преимущества оппозитного мотора, минусы данной конструкции, нюансы обслуживания.

Бывает, что на двигателе нужно заменить маховик, его зубчатый венец или корзину сцепления и после замены перечисленных деталей, и даже после замены (после промывки масляных каналов), его нужно обязательно отбалансировать. Если пренебречь этой операцией, то ваш двигатель, даже при повышении скорости машины всего лишь до 70 км/ч, начнёт сильно вибрировать из за дисбаланса. Естественно такое допускать нельзя, и коленчатый вал, перед установкой его на двигатель, нужно отбалансировать. Как сделать простое устройство для балансировки всего за пару часов, и что для этого потребуется мы и рассмотрим в этой статье.

Большинство автомобильных или мотоциклетных заводов балансируют свои коленчатые валы в сборе с маховиком и корзиной сцепления, а некоторые, например коленвал мотоцикла Днепр или автомобиля Запорожец, балансируют ещё и в сборе с центрифугой. Это надо учитывать и перед балансировкой одевать все детали на коленвал, и даже шкив или шестерню на переднюю часть вала, если конечно они существуют в конструкции именно вашего двигателя.

Ну и естественно все шатуны в сборе с поршнями, кольцами и пальцами, нужно будет взвесить и добиться их абсолютно одинакового веса. Многие заводы (как правило отечественные) пренебрегают этим, поэтому советую ещё при первом ремонте двигателя, обязательно взвесить выше перечисленные детали и если есть разница в весе, устранить её (снятием лишнего металла).

Кстати, при форсировке двигателя, многие механики облегчают маховик его протачиванием, и после облегчения маховика, тоже обязательно нужно сделать балансировку коленвла, в сборе с облегчённым маховиком.

Приспособление для балансировки коленвала.

Устройство для балансировки, которое будет описано в этой статье (см. фото), очень простое и изготовить его сможет любой, даже не опытный в слесарных делах водитель. Для работы вам потребуется немного профильной трубы, или уголка, стальной пруток диаметром 12 — 16 мм, (можно строительный), болгарка и .

Сначала нужно будет изготовить основу — рамку, размером примерно 400 х 400 или 500 х 500 мм, которая сваривается из уголка или профильной трубы (ширина уголка или трубы 45 — 60 мм). А вообще габариты рамки и самого устройства зависят от длины вашего коленвала, ведь если вам нужно будет отбалансировать коленвал от грузовика, то естественно это приспособление нужно будет изготавливать бóльших размеров.

После того, как вы сварите рамку и зачистите сварные швы, в двух углах рамки (цифры 1 и 2 на фото) и в середине противоположной трубы (цифра 3 на фото) нужно будет просверлить отверстия (диаметр их зависит от толщины прутка, из которого делаются шпильки). К отверстиям сверху привариваются гайки, диаметр внутренней резьбы которых зависит от диаметра трёх шпилек, которые вы купите или изготовите из прутка.

Почему всего три шпильки, а не четыре в каждом углу рамки? Потому что, чтобы выставить рамку перед балансировкой строго горизонтально (с помощью уровня), достаточно покрутить всего лишь три шпильки, а четвёртая только усложняет регулировку. На каждую шпильку нужно будет накрутить ещё и контргайки, которые после регулировки рамки контрятся. В верху каждой шпильки, полезно подточить болгаркой по две лыски для гаечного ключа, чтобы потом было легко их крутить, при регулировке уровня.

Теперь нужно будет ближе к каждому углу рамки просверлить четыре отверстия, диаметром 14 — 16 мм. В эти отверстия вставляются и зажимаются гайками 4 шпильки (стойки), сделанные из прутка, толщиной примерно 14 — 16 мм, и диной примерно 250 мм (длина всех четырёх шпилек абсолютно одинаковая) .

Теперь на верхнюю часть каждой пары шпилек — стоек, нужно надеть два уголка (20 — 40 мм шириной и примерно 300 мм длиной) уголка, (перед этим в уголках сверлим отверстия). Уголки одеваем и прихватываем сваркой так, чтобы их острая кромка оказалась вверху, на эту кромку будет укладываться коленвал. Получатся напротив друг-друга расположенные две П-образные стойки (как два турника). Вот и всё — устройство для балансировки коленвала в гаражных или даже домашних условиях готово!

Балансировка коленвала.

Перед балансировкой сначала нужно выставить приспособление строго горизонтально, относительно силы притяжения Земли. Для этого сначала укладываем уровень на уголок(20 мм) П-образной стойки, расположенной около цифр 1 и 2 и крутим шпильки 1 и 2, пока не добьёмся абсолютно горизонтального его расположения и соответственно уголка, на котором он лежит.

Затем разворачиваем уровень перпендикулярно и укладываем уровень поперёк, то есть сразу на два уголка обоих П-образных стоек, и добиваемся с помощью вращения шпильки 3, абсолютно горизонтального положения всего приспособления в целом.

Выставив приспособление точно горизонтально, можно укладывать на него коленчатый вал в сборе с деталями как на фото. Если имеется дисбаланс, то коленвал сразу же начнёт проворачиваться, то есть катиться по кромке уголков, пока центр тяжести деталей не окажется в самой нижней точке (притяжение Земли нам помогает). Естественно этот дисбаланс (перевес) нужно устранять.

Чтобы устранить перевес, нужно в самой тяжёлой (нижней — на фото указано стрелкой) части маховика высверлить лишний металл, чтобы убрать лишний вес. Но как узнать точно этот вес. Для этого, к самой лёгкой противоположной стороне маховика (вверху) нужно приклеить магнитики разного веса или кусочки большого магнита (можно разбить на кусочки магнит от динамика).

Добавлять (приклеивать) магнитики к маховику нужно будет до тех пор, пока коленчатый вал в сборе с деталями, как бы вы его не повернули на уголках, должен лежать неподвижно (не катиться ни в право ни в лево). Все магнитики, которые были приклеены, нужно взвесить, и этот точный вес и будет перевесом (дисбалансом). Сейчас в продаже полно китайских электронных весов — их нужно будет купить, они не дорогие (или попросить взвесить магниты в магазине).

Теперь нужно будет высверлить с маховика столько металла, чтобы вес стружки был такой же как и вес магнитиков, которые компенсировали дисбаланс. При высверливании желательно постелить под маховиком ткань, чтобы можно было собрать стружку и взвесить. Но практически одного высверливания отверстия (примерно 7 — 8 мм) всегда не хватает, и приходится сверлить несколько. Если есть фрезерный станок, то можно в маховике выфрезеровать лишний металл. Но главное не переборщить в этом деле, а то придётся потом сверлить на противоположной стороне маховика.

Кстати, если у вас на другом конце коленвала находится шкив, шестерня или центрифуга, и вы меняли именно их а не маховик, то тогда нужно будет и балансировать вместе с этими деталями(как на фото) и высверливать лишний металл именно в них, а не в маховике. Ну а если вы меняли корзину сцепления, то балансировать ваш коленвал нужно именно с закреплённой на маховике корзиной (здесь можно будет высверливать лишний металл в корзине, там где отверстия для её крепления).

Ну и напоследок добавлю, что это устройство может быть использовано и для проверки биения коленвала, с помощью индикаторной стойки с часового типа. Для этого нужно будет всего лишь просверлить по два отверстия в верхних уголках (на которые укладывается коленвал) и закрепить на них две призмы, на которые и будет впоследствии укладываться коленвал, для проверки его биения часовым индикатором.

Надеюсь эта статья поможет всем водителям, любящим всё делать на своей машине сами, и которые с помощью этого устройства, смогут легко отбалансировать коленчатый вал у себя в гараже.

Для полноты картины, а так же чтобы все поняли, как влияет балансировка коленвалов любого двигателя на мягкость его работы, посмотрите видеоролик ниже; успехов всем!

ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ НА СТАНКЕ С КАЧАЮЩЕЙСЯ РАМОЙ

Балансировка роторов – это процедура, необходимая, если вращающаяся часть машины не уравновешена. В этом случае, при вращении появляется сотрясение (вибрация) всей машины. В свою очередь, это может привести к разрушению подшипников, фундамента и, впоследствии, самой машины. Чтобы избежать этого, все вращающиеся части должны быть отбалансированы.

Сам по себе ротор - это вращающаяся деталь, удерживающаяся при вращении с помощью несущих поверхностей в опорах (цапфы и др.). Осью ротора является прямая, соединяющая центры тяжести контуров на поперечных сечениях центра несущих поверхностей. Различают детали нескольких видов:

Двухопорные;

Многоопорные;

Межопорные;

Консольные;

Двухконсольные.

Различают балансировку роторов статическую и динамическую. Первая выполняется на призмах, вторая при вращении балансируемой детали.

Специалисты компании «КарданБаланс» предлагают услуги по качественной балансировке ротора. Наши центры оснащены современным оборудованием, гарантирующем точность балансировки. Этого добиться достаточно сложно, ведь она должна полностью совпадать с точностью изготовления ротора. Все работы осуществляются на стендах собственной разработки, которые дают точность балансировки, впятеро превышающую заводские требования!

В данном разделе вы сможете ознакомиться с основной технической информацией относительно способов динамической балансировки ротора (способ исключений, метод Б.В.Шитикова). Полезный практический материал, который даст основное представление о проблеме. Что такое гидравлическая балансировка, что из себя представляет станок для балансировки колес и другая информация понятно изложена на нашем ресурсе. Также Вы сможете воспользоваться нашими услугами, которые включают ремонт карданов, балансировку грузовых колес, коленчатого вала и пр. Сколько стоит балансировка и другие работы описано в разделе «Услуги и цены».

1. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

При вращении m (массы) вокруг точки (неподвижной) с w (угловая скорость) F (центробежная сила инерции) этой массы:

(1.1)
где а n – нормальное ускорение массы; – расстояние от оси вращения до центра массы. При перемещении массы F будет изменять направление и оказывать воздействие (вибрационное) на опоры и через них на конструкции, прикрепленные к стойке.
D (дисбаланс) - векторная величина, которая равна произведению неуравновешенной массы на эксцентриситет (радиус-вектор центра массы). Величина измеряется в гр/мм.

Причем векторы «D» и «е» коллинеарные величины.

В векторном виде формула имеет следующий вид:

Пропорциональными друг другу оказываются векторы F и D.

2. НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ РОТОРА И ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЕ

По ГОСТ 19534-74, ротор – тело, при вращении удерживаемое в опорах своими несущими поверхностями. В автомобилях это может быть зубчатое колесо, шкив, ротор электродвигателя, барабан, коленчатый вал и т.д.
Если массы распределены в роторе так, что во время вращения они вызывают нагрузки в опорах, то его называют неуравновешенным. Причем различают 3 типа неуравновешенности ротора:

• Статическую. При которой ось вращения и главная ось инерции параллельны. При этом переменные давления равны 0

• Динамическую. При которой главная ось и ось вращения перекрещиваются или пересекаются, но не в центре масс, из-за этого и возникает разбалансированность чаще всего.
• Моментную

Во всех случаях неуравновешенности ротора, силы инерции его масс создают динамические нагрузки. Устраняются они перераспределением масс (установкой противовесов).

Динамическая балансировка осуществляется с помощью специального станка, оснащенного качающейся рамой

3. Балансировка ротора способом исключений

Для того, чтобы определить параметры массы (корректирующей) в плоскости П, ротор устанавливают на станке и назначают эксцентриситет массы. В плоскости намечается окружность, причем ее центр должен совпадать с геометрической осью вращения. Радиус принимают равным выбранному эксцентриситету. Окружность делится на 4 части. Мастику (пластилин) прикрепляем так, чтобы центр кусочка совпал с точкой 1. Приведем ротор во вращение и измерим амплитуда колебаний. Показатель записываем возле точки 1.

Переносим мастику в точку 2, разгоняем ротор и опять фиксируем его амплитуду. Записываем ее. Фиксируем остальные 2 точки.

Сравниваем амплитуды до тех пор, пока они не окажутся наименьшими. Точка К, найденная нами, определяет конечное положение массы корректирующей. Противоположная точка H – неуравновешенная масса.

Теперь начинаем менять массу мастики на точки K и измерять колебания ротора. Так мы найдем величину корректирующей массы.

4. БАЛАНСИРОВКА РОТОРА СПОСОБОМ Б.В. ШИТИКОВА

Установим ротор на раму и разгоним его. После это зафиксируем амплитуду A 1 .

В точку П 1 установим дополнительную массу m g с эксцентриситетом e g . При резонансе фиксируем амплитуду AS.

Переставляем массу в противоположную точку и фиксируем вторую амплитуду. Обозначаем точки на плоскости в соответствии с неравенством, при котором первая амплитуда больше второй.

По 3-м амплитудам строим параллелограмм и находим четвертую амплитуду и угол

1

Используя формулу, определяем коэффициент пропорциональности массы

m = А g /D g =А g /(m g e g) ,

Определяем дисбаланс масс

Теперь задаем величину массы (корректирующей) из равенства дисбалансов и находим нужный эксцентриситет

D к =D 1 е к =D 1 /m к.

Осталось определить точки установки грузов и пробными пусками определить остаточную амплитуду, а также оценить качество уравновешивания в плоскости.

D oct =A oct /m

В компании «КарданБаланс» вы можете купить карданный вал Шевроле Нива, карданный вал УАЗ, карданный вал Мерседес Вито, а также комплектующие для других автомобилей. Мы осуществляем не только продажу запчастей, но и их последующую установку.

Балансировка коленвала в домашних условиях может понадобиться тем, кто очень хочет полностью узнать свой автомобиль и не доверяет специалистам на СТО. Ниже будут рассмотрены все нюансы, связанные с этим вопросом.

Зачем нужна балансировка коленчатых валов?

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.

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 . 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.

Балансировка коленвала в домашних условиях

В основном, в домашних условиях осуществляется балансировка коленвала с маховиком . Для этого также необходимо определить самую тяжелую точку. Делается это следующим образом: устанавливаются две Т-образные пластины, естественно по уровню, и сверху на них кладется деталь. В случае дисбаланса коленчатый вал будет катиться, пока его наиболее тяжелая точка не окажется в нижнем положении. Таким образом, определяется место, с которого необходимо снять немного металла. Повторять эту процедуру следует до достижения полного равновесия.

Балансировка коленчатого вала, если она выполняется в условиях гаража, может потребоваться тем, кто желает максимально изучить свой автомобиль и недоверчиво относится к специалистам автосервиса. Далее мы рассмотрим некоторые нюансы, с которыми вы можете столкнуться, занимаясь данным вопросом.

Зачем нужна балансировка коленвала?

Как одна из основных деталей двигателя внутреннего сгорания оказывает значительное влияние на другие элементы системы, поэтому, чтобы снизить вибрации и прочие механические нагрузки, выполняется механическая операция под названием балансировка. Вследствие этого повышается надёжность, производительность и работоспособность коленчатого вала. Естественно, в проведении данной операции нуждаются уже достаточно проработавшие механизмы, но, как показывает практика, случается и так, что дисбаланс наблюдается в автомобилях, которые только приобретены в салоне.

Как же понять, что вам предстоит балансировать коленчатый вал, и стоит ли уже закатывать рукава? Для этого есть следующие признаки. Во-первых, обратите внимание на селектор переключения передач в момент работы двигателя на холостых оборотах, он начинает дёргаться. Так же себя ведёт и двигатель, так что загляните под капот своего автомобиля, чтобы убедиться в этом.

Касательно причин подобного поведения, их может быть несколько. Не исключён, на самом деле, и такой банальный вариант как допущенные погрешности во время изготовления на заводе сопряжённых деталей. Не лучшим образом влияет неоднородный состав материалов, из которых произведены элементы коленчатого вала. В сопряжённых узлах могут увеличиваться зазоры, что приводит к появлению люфта. Несоосность размещения деталей, некачественный монтаж и недостаточное центрирование – также причины разбалансировки коленвала. Но не стоит обходить стороной и естественный износ коленчатого вала, который ещё никогда положительно не сказывался на жизненном цикле детали.

Где отбалансировать коленвал?

Существует два способа балансировки коленчатого вала.

1. Статический метод – менее точный. В данном случае применяются специальные ножи, на которые и укладывается деталь. Коленвал начинают вращать, и по его положению в этот момент определяется степень дисбаланса. Если верхняя часть детали по массе меньше нижней, то на неё прикрепляют грузики и производят замеры, догружая по мере достижения равновесия. И только после этого на противоположной стороне просверливают отверстия для противовеса.

2. Метод динамической балансировки коленчатого вала. Чтобы осуществить её, нужно воспользоваться специальным оборудованием. Коленчатый вал крепится на плавающие постели и раскручивается до необходимых оборотов. Световой луч, направленный на коленвал, сканирует его и находит самую тяжёлую точку, провоцирующую тряску. Далее она выводится на экран. Чтобы достичь баланса, нужно сделать немного – избавиться от лишнего веса в данной точке.

Балансировка коленвала в домашних условиях

Зачастую балансировка коленчатого вала в домашних условиях выполняется с маховиком. Нужно также определить наиболее тяжёлую точку. Сделать это можно следующим образом: установите две пластины в форме буквы «Т», выставите по уровню и сверху положите на них деталь. При дисбалансе коленвал начнёт скатываться до тех пор, пока его наиболее тяжёлая точка не окажется снизу. Таким образом, и определяется та область, в которой находится место, с которого нужно снять немного металла, и повторять так нужно до тех пор, пока не будет достигнута полная балансировка.

Если говорить об автомобилях, которые ещё находятся на гарантии, то лучше прибегать к методу модульной сборки. В таком случае все элементы коленчатого вала балансируются по отдельности, а не в сборе. Такую процедуру лучше доверить хорошим специалистам, ведь гарантия – это то, что даётся только один раз, и этим не нужно пренебрегать. Помните, что не столь важно место проведения балансировки коленчатого вала; главное, что эта процедура значительно увеличивает ресурс и мощность силового агрегата и в целом автомобиля.