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.
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.
Для экономии затрат, идущих на техническое обслуживание в автосервисе, можно выполнять балансирование коленчатого вала в условиях гаража. В статье описываются варианты, как можно проводить балансировку коленвала своими руками.
[ Скрыть ]
Зачем нужна балансировка коленчатых валов?
При дисбалансе коленчатого вала неравномерно распределяется масса вдоль и поперек оси, то есть нарушается баланс: один край легче другого. В основном причиной поперечного дисбаланса является износ деталей вала при продолжительной эксплуатации.
Балансировка коленвала проводится, чтобы снизить нагрузку и вибрации на узлы силового агрегата. Эта операция дает возможность поднять производительность двигателя, продлить срок эксплуатации. В основном балансировка необходима для изношенных элементов двигателя, но встречаются случаи, когда в балансировке нуждается новый автомобиль.
Определить, нужна ли балансировка коленвала, можно по поведению ручки переключения передач: она начинает болтаться при передвижении на холостом ходу. То же самое касается двигателя: если на холостом ходу мотор работает с рывками.
Причины появления неполадок могут быть разные:
- некачественное изготовление сопряженных деталей;
- неоднородность материала, который использован для коленчатого вала;
- люфты, возникшие в результате нарушения зазоров между сопряженными элементами;
- некачественная сборка;
- неточное центрирование;
- естественный износ.
После замены маховика или его зубчатого венца, корзины сцепления необходимо отбалансировать коленвал. Если не выполнить эту процедуру, то даже при небольших скоростях мотор начнет вибрировать из-за нарушения баланса.
Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта
Отбалансировать коленчатый вал можно двумя способами:
Процедура балансировки своими руками
Балансировку можно выполнить в автосервисе, где, естественно, процедура будет проведена более точно, либо в собственном гараже. Для проведения процедуры в домашних условиях нужно изготовить специальное приспособление – станок, на который будет устанавливаться маховик. Сложного ничего нет. Сделать такой станок своими руками сможет даже человек, неимеющий слесарного опыта.
Приспособление
В первую очередь нужно сварить рамку, которая служить будет основой станка. Размеры рамки и приспособления зависят от длины коленчатого вала. Для изготовления нужна профильная труба и уголок. После изготовления рамки и затирки швов, в двух уголках рамки и в середине противоположной трубы, нужно просверлить отверстия для трех шпилек. К отверстиям приваривают гайки с диаметром внутренней резьбы равным диаметру шпилек, которые изготавливаются из железных прутов.
Перед балансировкой рамку нужно выставить с помощью уровня строго горизонтально. Это легче сделать, если она будет стоять на трех штырях, чем на четырех. После регулировки на приваренные гайки сверху следует накрутить контргайки. Далее нужно сделать недалеко от каждого угла рамки отверстия для 4 прутов диаметром 14-16 мм, которые будут исполнять роль стоек. Длина прутов должна быть одинаковой – примерно 250 мм.
Теперь нужно взять 4 уголка шириной 2-4 см и длиной около 30 см и просверлить в них отверстия диаметром, соответствующим диаметру стоек. На каждую пару стоек надевается уголок ребрами вверх. Уголки нужно приварить. Получается приспособление напоминающее турник с брусьями: напротив друг друга устанавливаются стойки в виде буквы «П». На эти стойки будет устанавливаться коленчатый вал. Таким образом, станок для балансировки коленвала готов.
Последовательность действий
Балансировка коленчатого вала с помощью устройства, сделанного своими руками, состоит из следующих шагов:
- В первую очередь нужно выставить станок строго горизонтально. Для этого уровень укладывается сначала на одну перекладину-уголок. Затем следует подкручивать шпильки-стойки, пока уголок не будет расположен строго горизонтально. Далее уровень поворачиваем перпендикулярно, кладем его на два уголка-перекладины одновременно и крутим шпильку, высверленную посередине трубы. Добиваемся полной горизонтальности всей конструкции.
- Когда станок выставлен, на него можно устанавливать коленчатый вал в сборе с комплектующими. Если присутствует дисбаланс, вал начнет проворачиваться по уголку, пока самая тяжелая точка не окажется в нижней точке. Этот дисбаланс (перевес) нужно ликвидировать.
- Для устранения перевеса нужно убрать лишнюю часть металла в нижней (тяжелой) точке маховика. Определить точный вес металла, который нужно высверлить, можно с помощью небольших магнитиков. Их нужно цеплять на противоположной – легкой стороне маховика. Цеплять магнитики следует до тех пор, пока коленвал в сборе с деталями не будет переворачиваться, а будет лежать неподвижно.
- Добившись неподвижного положения коленчатого вала, нужно снять магнитики и взвесить их на весах. Это и будет тот вес, который нужно убрать, чтобы устранить дисбаланс.
- Теперь с маховика снимается столько стружки, чтобы ее вес был равен весу магнитов, которые мы перед этим взвешивали. Под приспособлением нужно постелить ветошь, чтобы собрать и взвесить стружку. Высверливать приходится порой несколько отверстий, так как одного диаметром 7-8 мм обычно не достаточно. Главное, не высверлить больше, чем нужно, иначе придется сверлить маховик с противоположной стороны.
- Если тяжелая точка приходится на какую-то деталь маховика, которая менялась, например, шкив. То высверливать нужно эту деталь. Если менялась корзина сцепления, то в ней удаляется лишний металл около отверстий ее крепления.
С данным приспособлением, изготовленным своими руками, можно легко отбалансировать коленчатый вал. Конечно, без специального оборудования достичь точности трудно, зато можно сэкономить на посещении автосервиса.
Видео «Балансировка коленчатого вала»
В этом видео демонстрируется, как правильно отбалансировать коленвал.
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
1Используя 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.
Все компоненты автомобиля должны работать исправно, чтобы обеспечить его максимальные характеристики. Однако со временем детали изнашиваются. Поэтому их нужно периодически менять и по необходимости проводить балансировку. Особенно это касается маховика.
Что такое маховик?
Маховиком называется дискообразный компонент автомобиля, который соединяется с коленчатым валом. Хотя он практически не имеет двигающихся частей, он крайне важен для нормального функционирования коленвала. Его основная задача — создание инерции для некоторых деталей автомобиля. Кроме того, он соединяет собой стартер и вал, что и обеспечивает начало работы двигателя.
Это довольно массивный элемент автомобиля, который не дает поршням оставаться неподвижными. Благодаря большой массе он позволяет без труда начать движение остальных механизмов.
Однако из-за высокой массы создается одна проблема — балансировка. Если этот элемент имеет смещенный центр тяжести, то вращение приводит к возникновению дополнительных сил. Смещение происходит по разным причинам, будь то брак, износ детали или неправильная установка. Однако важно, что эти силы приводят к возникновению вибрации, что крайне опасно для деталей автомобиля.
В данной части автомобиля даже небольшая вибрация может привести к существенному повреждению деталей. Разрушение стартера, коленвала и других компонентов — это не предел при пренебрежении этим фактором. Поэтому важно следить за центром тяжести маховика и по необходимости проводить балансировку.
Основы балансировки
Балансировка — это процесс, при котором центр тяжести возвращается в геометрический центр маховика. Особенно часто он проводится после процедуры облегчения этой детали, что нередко практикуется автомобилистами. Балансировка крайне важна, ведь в противном случае на двигатель могут действовать разрушительные силы.
Отмечают несколько видов дисбаланса на маховике, среди них:
- статический;
- моментальный;
- динамический.
В статическом случае на оси детали возникает какая-то масса. Из-за этого ось устройства смещается относительно оси вращения, что приводит к возникновению вибраций. В моментальном же, дополнительные массы возникают на краях детали. Если маховик не двигается, то вибрации не возникают, но при вращении они могут проявляться крайне сильно. Последний вариант — динамический. Он совмещает в себе предыдущие виды дисбаланса.
Совет! Для устранения динамического дисбаланса нередко проводят балансировку колес. Она помогает избежать этого эффекта.
Зачастую для устранения подобных проблем автомобиль везут в сервис. Там проводят тщательную балансировку маховика, возвращая центр тяжести в первоначальное положение. Однако осуществить эту процедуру можно и без сторонней помощи, проводя ее в домашних условиях. Сложностей здесь минимум
Балансировка маховика своими руками
Наиболее простым решением является статическая балансировка. Хотя провести ее можно различными способами, далее будет использоваться один из самых простых. Он позволяет полностью осуществить процедуру без специальных инструментов.
Для начала важно определить точку смещения веса. Для этого через центр маховика продевается металлический прут, который может выдержать подобный вес без деформации. Если в его конструкции все еще имеется вал, то можно использовать его для этой задачи. Далее нужно взять две прямых опоры и закрепить их параллельно.
Важно! Стоит проводить эту процедуру с водяным уровнем, ведь малейший просчет может привести к ошибочным выводам в процессе диагностики.
Далее маховик размещается на этих опорах. После этого наиболее тяжелая сторона будет смещаться вниз, проворачивая ось. Это даст понять приблизительное расположение центра тяжести. Кстати, для этой же задачи можно заменить прямые опоры тисками, зажав вал, на котором находится деталь.
Хотя мастера рекомендуют вешать грузики для балансировки, зачастую лишний метал попросту высверливается. Проблема в том, что это не только приводит к снижению общего веса маховика, но и может попросту привести деталь в негодность.
Также можно проводить балансировку на весу, если в детали имеется подшипник. Задумка та же, имеется несколько грузов и маховик под углом. Постепенно вращая и определяя недостаток веса, нужно размещать грузы до полного баланса детали. Многие считают такой вариант более удобным, ведь маховик нигде не закрепляется и постоянно находится в подвешенном состоянии
Зачастую в сервисах проводится динамическая балансировка данного элемента. Она более надежная и быстрая, а результат представляет собой абсолютный баланс детали. Такой подход рекомендуется всем, однако для этого необходимо ехать в сервис. Самостоятельно провести такую процедуру практически невозможно, ведь для этого нужен специальный стенд с оборудованием. Кроме того, здесь используется не только маховик, а также коленвал и сцепление.
Так что для самостоятельного проведения работ лучше подойдет статическая балансировка. Она позволяет быстро и достаточно неплохо вернуть на место центр тяжести, используя лишь подручные средства. Хотя на стенде это делается быстрее и точнее, такой вариант подойдет для бюджетного ремонта.
А для лучшего понимания процедуры балансировки маховика рекомендуется посмотреть это видео. Здесь демонстрируется закрепленная деталь, на которой можно определить смещение центра тяжести. Это основа для дальнейших процедур по балансировке: