Балансировка коленчатого вала с маховиком: Балансировка коленчатого вала в домашних условиях с маховиком

Содержание

Балансировка коленчатого вала в домашних условиях с маховиком

Коленчатый вал, являясь  одним из важнейших конструктивных элементов силового агрегата любого автомобиля, производится с применением достаточно сложных технологий. Неизбежность присутствия в данном процессе технологических допусков и погрешностей, а также неоднородность используемых при этом материалов в совокупности с зазорами в сопряжениях деталей и узлов нарушают (пусть и незначительно) одно из его главных эксплуатационных условий – сбалансированность. 

Как определить потребность коленчатого вала в балансировке. Главными симптомами, помогающими с большой долей уверенности установить наличие «болезни», являются значительные колебания силового агрегата и рычага переключения передач при движении автомобиля в режиме «холостого хода».

И тогда приходится прибегать к выполнению такого действия,  каковым является балансировка коленчатого вала. Она (балансировка) заключается в подборе дополнительных масс, или уравновешивающих грузов, а также съеме металла в плоскостях расположения этих грузов со стороны, диаметрально противоположной.

Эти мероприятия производятся в специальных зонах коленчатого вала, называемых балансировочными участками. 

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.

Насколько важна своевременная балансировка коленчатого вала

Подавляющее большинство специалистов в качестве ответа на этот вопрос приводят следующие доводы:

  • Увеличение мощности силового агрегата (10-15%).

  • Предотвращение перерасхода автомобильного топлива (до 5%).

  • Продление эксплуатационного ресурса автомобиля в целом, и двигателя в частности.

  • Минимизация вибрационных процессов в совокупности со значительным снижением уровня шума в салоне транспортного средства.

  • Предотвращение возникновения подтеканий в зоне заднего сальника.

Самостоятельная балансировка коленчатого вала дома

Следующим животрепещущим вопросом, касающимся балансировки коленвала, является наличие возможности выполнения данной процедуры в домашних условиях (в гараже). Как правило, в этих условиях выполняют балансировку коленчатого вала с маховиком. Порядок выполнения выглядит следующим образом:

  • при помощи уровня устанавливаем две Т-образные пластины;

  • укладываем на них коленчатый вал;

  • коленвал, имеющий дисбаланс, скатится по пластинам до момента перехода самой тяжелой его точки в нижнее положение;

  • эта точка, определяет место, с которого следует снять небольшую часть металла;

  • затем еще раз укладываем коленвал на пластины;

  • операцию повторяем до момента достижения полного равновесия.   

Следует сделать еще одну оговорку. Вышеописанную процедуру выполняют на коленчатых валах, имеющих определенную (как правило, значительную) степень износа. 

Балансировка коленчатого вала - прихоть или необходимость?

 При выборе операций по механической обработке, обязательных при проведении капитального ремонта двигателя, такая необходимость как балансировка коленчатого вала двигателя, для многих клиентов, остается под вопросом. Стоит ли тратить деньги на эту дорогую операцию? Попробуем ответить на этот вопрос. По данным д-ра тех. наук проф. В. А. Щепетильникова «…надлежащая балансировка деталей автомобиля удлиняет срок службы на 25…100%, повышает полезную мощность на 10%». Несложно посчитать, что при частоте вращения n=6000об/мин коленчатый вал весом 20кг., получив эксцентриситет массы всего е=0,1мм (за счет прогиба вала, биения посадочного места под маховик, не правильной шлифовки, замены элементов, влияющих на дисбаланс (противовесы, поршни, шатуны, маховик, корзина сцепления) и т.

д.), создаёт центробежную силу эквивалентную 788кг веса. Эта разрушительная сила распределяется на опоры и приводит:

• к повышенному расходу топлива;

• падению мощности;

• снижению ресурса работы двигателя и других агрегатов автомобиля;

• повышенной вибрации и шуму в салоне, что вызывает дискомфорт и усталость, как водителя, так и пассажиров.

«Это всё теория, скажете Вы…»- поэтому позволим себе привести более веские аргументы, исходя из нашей практики. Безусловно, коленчатые валы двигателей, хороших зарубежных производителей тщательно балансируются на заводе методом модульных сборок. Т.е. все детали (коленвал, маховик, сцепление, передний шкив…) соосны относительно друг друга, отдельно сбалансированы, что даёт возможность заменить любой из узлов без последующей балансировки. Например, коленвалы массой до 10кг. имеют после балансировки остаточный дисбаланс не более 15-30гр. (здесь необходимо сказать, что на балансировочном стенде ‘Шенк’ специалисты нашего предприятия могут улучить этот результат до 1-5гр.

). Однако такие валы требуют обязательной балансировки после механических повреждений, при шлифовке после деформации, также при каком либо вмешательстве в конструктивные особенности узлов (облегчение противовесов, маховика и т.д.).При всём уважении к отечественной автомобильной промышленности и автопрому ближнего зарубежья, валы наших производителей необходимо балансировать в 99% случаев.Вообще же, что касается новых моторных запчастей, то тут замечена характерная особенность: самый худший сюрприз для балансировщика – это именно новый коленвал. На некоторых “уникальных” валах завода ЗМЗ дисбаланс, как минимум, на порядок превышает всяческие существующие нормы. Извините, что не можем Вам привести максимальные значения. Дело в том, что наш станок не воспринимает дисбаланс более 700 гр.*см. При этом на экране компьютера высвечивается “ERROR” – ошибка. И пусть нас простит американская техника – оператор в настройках не ошибся… Ошибкой является сама деталь установленная на станок. О модульных сборках речи вообще не идет. Проводя перебалансировку таких валов, приходилось сверлить отверстия в маховике напротив заводских! Из этого следует, что либо заводская коррекция сделана “для галочки“, либо вся задняя часть узла вала, включая задние противовесы, сам маховик и кожух сцепления сбалансировались за счёт маховика! Очевидно, что в обоих случаях балансировка одного лишь маховика на калибровочном (идеально сбалансированном) валу или на балансировочной оправке ничего не даст. Если маховик не менялся, то после коррекции масс он, будучи установлен на старый вал, даст, скорее всего, ещё большую вибрацию, чем до балансировки. Если же производилась замена маховика на новый, то последствия и вовсе непредсказуемы: вибрацию будет создавать дисбалансированный коленчатый вал. Таким образом, балансировать отдельные детали узла коленчатого вала — дело очень рискованное, если не сказать — безнадёжное. Но, возможно, у нас также выпускаются хорошо сбалансированные отдельно взятые коленчатые валы, маховики, корзины сцепления? Справедливости ради нужно отметить — Да.
Бывают. Попадаются. Примерно один на пятьдесят. Стоит ли рассчитывать на такое везение? Не лучше ли не пожалеть сил и отбалансировать весь узел коленчатого вала методом модульных сборок? Особое внимание стоит уделить балансировке V-образных и других несимметричных коленчатых валов, к ним относятся валы рядных двигателей с непарным количеством цилиндров. Если поставить такой вал на балансировочный станок, мощная моментная составляющая сорвёт его с опор при первых же оборотах.. Дело в том, что масса противовесов у V-образных валов неразрывно связана с массой шатунно-поршневых групп двигателя. Необходимы компенсирующие втулки строго (с точностью до 1гр.) рассчитанной массы. Масса эта может быть приведена в технической документации на двигатель, или должна быть рассчитана по специальной методике: 100% вращательной массы (нижняя головка шатуна + вкладыши) и процент возвратно-поступательной составляющей (верхняя головка шатуна + поршень + кольца + палец + замки) от 0 до 100%. К сожалению, данные о компенсирующих втулках для импортных коленвалов могут быть определены только расчетным путём.
Очевидно, что сам расчет и изготовление втулок займёт как минимум неделю времени, да и специалистов, которые могут это сделать можно сосчитать по пальцам. Наша методика и оснастка станка позволяет сбалансировать несимметричный вал в течении суток.
И всё же старайтесь избегать каких-либо вмешательств в конструктивные особенности узлов (облегчение, тюнинг…), а при замене элементов шатунно-поршневой группы, маховика, переднего шкива, настоятельно рекомендуем проконсультироваться у специалистов.
Проводя постоянный мониторинг среди наших клиентов, воспользовавшихся услугами по балансировке, констатируем факты:

• после балансировки коленчатого вала двигателя ЗМЗ-402 такое частое явление, как подтекание набивки заднего сальника исчезает навсегда.

• мощность двигателя повышается на 10-15%.

• двигатель устойчиво работает на всех режимах и холостом ходу.

• снижается расход топлива на 5-10%.

• пропадает вибрация.

В наше время высоких скоростей каждый автомобилист отлично знает и понимает насколько важна балансировка колес автомобиля, и что эта операция необходима практически после каждого посещения шиномонтажа. Но, к сожалению, далеко не каждый знает, что не менее важна балансировка коленчатого вала при капитальном ремонте двигателя внутреннего сгорания.

Делайте выводы господа автомобилисты!

Балансировка коленвала в домашних условиях – как освоить? + видео » АвтоНоватор

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?

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.

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.

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.

Если же речь идет о новых автомобилях, то в этом случае нужно прибегнуть к методу модульной сборки, когда все элементы проходят балансировку по отдельности, а не в сборе. Но осуществление данной процедуры лучше доверить профессионалам, тем более что, в основном, такие машины состоят на гарантийном обслуживании, и пренебрегать им не стоит. Не столь важно, где отбалансировать коленвал, главное помните, что данная процедура позволит значительно увеличить ресурс и мощность движка, да и авто в целом.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как отбалансировать коленвал в гаражных условиях.

Бывает, что на двигателе нужно заменить маховик, его зубчатый венец или корзину сцепления и после замены перечисленных деталей, и даже после замены пробок каленвала (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, уровень (можно строительный), болгарка и сварочный аппарат.

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 индикатором 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!

Подробная инструкция по балансировке коленвала в домашних условиях

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.

Содержание

[ Раскрыть]

[ 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.

Балансировка коленвала в гараже

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:

  1. Статический способ применяется при незначительных нарушениях баланса. В этом случае коленчатый вал находится в неподвижном состоянии. При этом тяжелая сторона опущена вниз. Легкая часть уравновешивается с помощью грузов, которые крепятся на край легкой стороны. Затем с помощью специальных ножей снимается металл с тяжелой части, пока не опустится нагруженная часть.

    Шлифовка коленчатого вала

  2. Динамический способ точнее статического. Его применяют для устранения существенного дисбаланса. В этом случае необходим специальный станок, на который устанавливается вал. Коленчатый вал начинают раскручивать до необходимых оборотов. С помощью лазера определяется точка, где находится наиболее тяжелая точка. С этого места снимается лишний металл.
 Загрузка ...

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.

Самодельный станок для балансировки

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:

  1. 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.
  2. 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.

    Приспособление для балансировки

  3. 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.
  4. Добившись неподвижного положения коленчатого вала, нужно снять магнитики и взвесить их на весах. Это и будет тот вес, который нужно убрать, чтобы устранить дисбаланс.
  5. 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.

    Процедура балансирования на СТО

  6. 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.

Балансировка коленвала после ремонта | Расточка-шлифовка

Правильная балансировка коленвала продлевает срок эксплуатации двигателя автомобиля более чем на 25%. И это вовсе не рекламный ход, а результаты исследований, которые проводили многие производителя автомобилей и станции сервисного обслуживания. Кроме того, она еще и увеличивает его мощность. Естественно, что на новом автомобиле делать балансировку коленвала вряд ли кому-то придет в голову — она обычно делается при капитальном ремонте двигателя, когда коленвал растачивается под ремонтный размер вкладышей.

Если же этого не делать, то во время вращения коленчатого вала возникает разрушительная сила, которая приводит к довольно негативным последствиям, а именно:

  1. Существенно увеличивается расход топлива.
  2. Мощность двигателя заметно снижается.
  3. Намного уменьшается ресурс автомобильного двигателя и остальных узлов.
  4. Во время работы авто в салоне ощущается сильный шум и вибрация, что вызывает дискомфорт и очень быстро приводит к усталости водителя и пассажиров.

Что касается иностранных производителей, то у них балансировка коленвалов осуществляется обязательно и очень тщательно способом модульной сборки. Это значит, что абсолютно все детали — передний шкив, сцепление, маховик, коленвал — относительно друг друга являются соосными и балансируются отдельно, что позволяет в любое время заменить данный узел и не выполнять балансировку после замены. Что касается отечественных производителей, то здесь, как это ни прискорбно, балансировка коленвала требуется более чем в 90% случаев. Исключение составляют только новые модели ВАЗа, да и то далеко не во всех случаях.

Следует отметить, что производить балансировку коленвала настоятельно рекомендуется только в сборе с маховиком. В противном случае результат может быть даже хуже, чем до вмешательства. Если отбалансировать один вал, а маховик оставить неизменным, то после его установки вибрация будет еще сильнее. Если же на сбалансированный вал установить новый маховик, то вибрация будет создаваться за счет коленвала. Следовательно, балансировать отдельные детали коленчатого вала — дело достаточно рискованное, а во многих случаях и вовсе безнадежное.

Особое внимание необходимо уделять правильной балансировке коленвала V-образного двигателя или несимметричных валов, то есть, с непарным количеством цилиндров. Дело осложняется тем, что у них масса противовесов связана с весом шатунно-поршневой группы, поэтому необходимо использовать компенсирующие втулки, подобранные с точностью до одного грамма.

Следует сказать, что балансировка коленвала — дело ответственное, поэтому делать ее должны квалифицированные специалисты на специальном оборудовании. Вообще, постарайтесь избегать кардинального вмешательства в важные конструктивные узлы двигателя, а в случае выполнения капитального ремонта и замены любых деталей шатунно-поршневой группы, переднего шкива или маховика лучше заранее проконсультироваться со специалистом.

Смотрите также:

Все статьи >>

Коленчатые валы — Балансировка - Энциклопедия по машиностроению XXL

Следует отметить, что при эксплуатации двигателя диск сцепления непрерывно меняет свое положение относительно коленчатого вала. Поэтому его неуравновешенность нельзя исключить в плоскостях исправления, связанных с коленчатым валом. Опытная балансировка дисков сцепления автомобиля Москвич показала, что начальные дисбалансы их составляют 25—50% от допуска на балансировку коленчатого вала. Из-за возможности углового смеш,ения диска сцепления, его необходимо балансировать на специальных станках.  [c.418]
Балансировка коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением и проверка осевого зазора коленчатого вала. Для балансировки коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением поставить две призмы на поверочной плите и установить на них коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением. В том случае, если коленчатый вал проворачивается на призмах, его необходимо уравновесить, прикрепляя к маховику на радиусе 95 мм мастику. Взвесив затем мастику, можно определить массу, которую необходимо удалить с маховика со стороны, противоположной месту установки мастики.  [c.30]

В условиях крупносерийного производства маховики, крыльчатки вентиляторов, диски, крупные зубчатые колеса и т. п., имеющие небольшое плечо пары сил при возможной динамической неуравновешенности, балансируются в сборе, как правило, только статически. Шпиндели станков, коленчатые, карданные и другие быстровращающиеся валы, роторы турбогенераторов, паровых турбин, якори электродвигателей, кроме статической, обязательно подвергают также и динамической балансировке. Для некоторых быстроходных двигателей коленчатые валы проходят балансировку совместно с маховиками и муфтами сцепления.  [c.490]

После предварительного шлифования шеек сверлят и зенкуют отверстия масляных каналов и производят закалку шеек токами высокой частоты на глубину 2,5— 3,0 мм с контролем твердости, которая должна быть в пределах HR 45—60. Затем производят окончательную обработку шеек коленчатого вала, их балансировку, суперфиниширование, мойку и контроль по технологии, описанной выше.  [c.154]

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.  [c.408]

Коленчатые валы подвергают динамической балансировке. Допускаемая динамическая неуравновешенность коленчатых валов 15— —30 Г см.  [c.376]

Детали, у которых величина I может достигать значительных размеров (например, коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей), должны подвергаться динамической балансировке. Чем больше число оборотов детали, тем в большей степени сказывается влияние динамической неуравновешенности. Как статическая, так и динамическая неуравновешенность исправляется добавлением груза или, наоборот, удалением части металла, обусловливающей неуравновешенность тела, путем высверливания, фрезерования и т. д.  [c.509]


Балансировка производится на специальных балансировочных приборах, стендах или станках, предназначенных для статической или динамической балансировки. Существуют автоматические линии для балансировки, например, разработанная ЭНИМСом автоматическая линия для динамической балансировки коленчатых валов автомобильных и тракторных двигателей на этой линии весь процесс балансировки, включая высверливание излишнего металла, автоматизирован.  [c.509]

На рис. 310,в показан общий вид станка для динамической балансировки коленчатого вала с маховиком и сцеплением автомобильного двигателя  [c.513]

Такой метод уравновешивания вращающихся тел широко используется в технике для уравновешивания коленчатых валов, кривошипов, спарников и т. п. При этом окончательная балансировка производится на специальных стендах.  [c.355]

Основные технологические задачи при производстве заготовок коленчатых валов и их механической обработке состоят в получении соосных коренных шеек высокой точности, точных шатунных шеек с соответствующей точностью их взаимного расположения, в достижении хорошей балансировки (динамической и статической) всего вала при вращении относительно оси коренных шеек.  [c.240]

Для расчета противовесов выделяется уравновешенная часть звена и определяются для оставшихся частей — колен, кулачков и т. д. центры тяжести их, считая, что в них сосредоточены массы этих частей. Неуравновешенность вращающейся массы, вызванная несовершенством технологического процесса производства детали, устраняется путем добавления или удаления небольшого количества материала. Исправление такой неуравновешенности называется балансировкой. Неуравновешенность же, обусловленная конфигурацией деталей (коленчатый вал, кулачок и т. д.), устраняется постановкой противовесов.  [c.418]

Для уравновешивания враш,ающихся узлов, имеюш,их большую сравнительно с диаметром длину (например, шпиндели, роторы турбин, коленчатые валы), одной статической балансировки недостаточно. Такие узлы подвергают динамической балансировке.  [c.471]

Динамической балансировке подвергаются детали и узлы длиной больше диаметра (коленчаты" валы, шпиндели, роторы лопаточных машин и т. п.). Динамическая неуравновешенность, возникающая при вращении детали вследствие образования пары центробежных сил Р (фиг. 133, а), может быть устранена при-  [c.560]

При балансировке коленчатых валов возникают затруднения с удалением дисбаланса в двух плоскостях коррекции. Может оказаться, что угловое расположение дисбаланса лежит вне конфигурации ш,ек вала. В данном случае используют четыре или даже шесть корректировочных плоскостей, позволяющих уравновесить имеющийся дисбаланс при любом угловом его расположении  [c.564]

Динамической балансировке подвергают детали, у которых размеры по длине превосходят диаметральные размеры (коленчатые валы, шпиндели, роторы турбин и электромашин и т. п.).  [c.247]

К колену установленного вала крепят с помощью шпилек два противовеса. Противовесы предназначены для балансировки коленчатого вала.  [c.162]

При балансировке ряда деталей с необходимой по современным требованиям точностью, как например, коленчатых валов автотракторных двигателей, роторов малых электродвигателей и гироскопов становится существенным влияние вертикальных составляющих внешних вибраций. Для устранения последнего приходится делать виброизоляцию. Для малых балансировочных машин виброизоляция достигается подвеской всей машины на мягких упругих элементах (модель Луна ), для средних — установкой на изолированном фундаменте (модель 3672). Установка средних машин на резиновых прокладках ухудшает исключение влияния плоскостей балансировки.  [c.12]

Имеется большая номенклатура деталей, выпускаемых в больших количествах — роторы электродвигателей, коленчатые валы И Т. п., которые должны подвергаться динамическому уравновешиванию. При выпуске этих деталей порядка 200—300 шт. в смену автоматизация процесса динамической балансировки становится технически и экономически оправданной, обеспечивая значительное сокращение количества единиц оборудования, стабильность качества продукции, сокращение числа рабочих, занятых на этой операции, разгрузку цехового транспорта, упрощение учета и пр.  [c.405]


Автоматизация балансировки также избавляет рабочего от тяжелой и однообразной работы. Например, балансировка автомобильного коленчатого вала или ротора электродвигателя 5-го габарита требует от рабочего большого физического напряжения, так как вес этих деталей 25—35 кг, а рабочему-балансировщику приходится устанавливать на станок и снимать эти детали до 100—200 раз в смену (каждая деталь устанавливается на станок несколько раз).  [c.405] На фиг. 12 представлена схема измерительного устройства балансировочного автомата модели 9722 для балансировки коленчатого вала автомобиля Волга .  [c.420]
Фиг. 28. Балансировочный автомат для балансировки коленчатого вала автомобиля Волга>.
В зарубежной литературе имеется ряд статей, из которых следует, что динамическая балансировка двигателей в сборе на станках нашла широкое применение. В нашей стране также уделяется внимание вопросу уравновешивания двигателей в сборе. Так, например, в статье, помещенной в журнале Тракторы и сельхозмашины [I], авторы рассматривают причины, вызывающие появление неуравновешенных сил инерции вращающихся масс в собранном двигателе и дают метод определения величины и угловой координаты дисбалансов, отнесенных к двум плоскостям исправления, жестко связанных с коленчатым валом. Однако, уравновешивание по этому методу требует 1,5—2 н. на каждый двигатель.  [c.412]

В настоящей статье дается теория балансировки многоцилиндровых двигателей в сборе (при отключенном карбюраторе), в двух плоскостях исправления, жестко связанных с коленчатым валом на балансировочном станке, созданном в МВТУ им. Баумана.  [c.412]

Расчеты показали, что в многоцилиндровых рядных двигателях это влияние составляет ничтожную долю от допустимой величины на балансировку коленчатого вала. Так, например, для подвижной системы, выполненной для балансировки двигателя Москвич , это влияние составляет 1,5—3%. Поэтому для того, чтобы не усложнять решение, при выводе зависимостей перемещений наблюдаемых точек от величины дисбалансов опрокидывающий момент не учитывался без ущерба для требуемой точности балансировки.  [c.415]

Как видно из таблицы, только один двигатель с начальным дисбалансом 22 г-см находится около допуска(на балансировку коленчатого вала (25 г-см). Величины же начальных дисбалансов остальных двигателей превышают этот допуск в несколько раз.  [c.418]

Перспективна балансировка V-образного двигателя в сборе путем снятия металла с маховика (задняя балансировочная плоскость) и со шкива коленчатого вала (передняя балансировочная плоскость). Балансировку ведут на обкаточном стенде, укомплектованном балансировочным прибором, с принудительным вращением коленчатого вала от приводного электродвигателя при вывернутых свечах зажигания.  [c.551]

При равенстве шатунно-поршневых групп рассматриваемой V-образной машины масса технологической втулки для балансировки коленчатого вала [7]  [c.516]

Первым в двигателе Стирлинга был использован кривошипно-балансирный механизм привода (р ис. 1.17), в котором балансир сочленяется посредством двух рычагов с рабочим и вытеснительным поршнями, а рабочий поршень приводится непосредственно от коленчатого вала. При таком типе привода неизбежно избыточное давление в картере, и поэтому он пригоден только для небольших двигателей. Такой привод не обеспечивает также динамической балансировки одноцилиндрового двигателя.  [c.29]

Посадочные поверхности колец подшипников качения нормальной точности и сопрягаемые с ними посадочные поверхности валов и корпусов. Подшипниковые шейки и вкладыши коленчатых валов тракторных и судовых двигателей, валов редукторов, паровых турбин, крупных насосов. Поршневые пальцы дизелей и газовых двигателей. Поршни, золотники, гильзы, цилиндры и другие детали гидравлической и пневматической аппаратуры при средних и низких давлениях без уплотнений или при высоких и средних давлениях с уплотнениями. Несопрягаемые поверхности вала паровой турбины и оправки для балансировки дисков турбин  [c.301]

Ротором в теории балансировки (уравновешивания) называется любое вращающееся тело. Поэтому ротором является якорь электродвигателя, коленчатый вал компрессора, ц]пиндель токарного станка, баланс часов и т. п.  [c.211]

На специальных автоматах 77 и 79 зачищаются заусенцы в пересечении каналов, по периметру шпоночных пазов, притупляются кромки выходов масляных каналов на поверхности коренных и шатунных шеек. Электролитом служит 15 %-ный раствор NaNOa. Далее коленчатый вал транспортируется на автомат 81 для динамической балансировки, где измеряют дисбаланс детали в двух плоскостях и доводят ее до нормы путем удаления металла и дополнительного сверления в противовесах.  [c.91]

На базе станка модели 9А734 был изготовлен специальный станок модели 9Б734 (фиг. 10) для балансировки коленчатых валов тепловозных дизелей. До этого балансировка валов производилась на ножах, что было сравнительно трудоемкой операцией, а главное, часто не давала требуемого результата. Введение балансировки на станке существенно улучшает балансировку вала. Основной особенностью станка является применение многоопорного крепления детали к жесткой люльке, что обеспечивает возможность динамической балансировки гибкой детали. На станке имеется специальное счетное устройство, с помощью которого неуравновешенность раскладывается на направления кривошипов. При уравновешивании вала металл снимают с приливов щек.  [c.323]


Таким образом, опытная балансировка указывает на целесооб-разность балансировки двигателей в сборе. При этом допуск на балансировку коленчатых валов на заводе-изготовителе может быть расширен в 5—8 раз, а на авторемонтных заводах операция балансировки коленчатых валов может быть исключена.  [c.418]

После шлифования на алмазно-расточном полуавтомате КК1606 растачивают отверстие во втулке. Затем продувают сжатым воздухом масляные каналы и очищают коленчатый вал в моечной машине, вворачивают пробки масляных полостей. После этого вал поступает на балансировочный стенд для динамической балансировки.  [c.427]

Производственную мощность ремонтного производства определяют по мощности основных цехов, в которых выполняются основные технологические операции ремонта и сосредоточена преобладающая часть основных фондов предприятия. Например, при расчете производственной мощности специализированного производства по ремонту двигателей учитывают такое оборудование моечные машины разборочно-очистного участка круглошлифовальные станки для обработки шеек коленчатого вала алмазно-расточные и хонинговальные станки для обработки цилиндров горизонтально-расточные станки для обработки коренных опор блока цилиндров средства для динамической балансировки деталей и испытательные стенды на слесарно-механическом участке комплект ок-расочно-сушильного оборудования на участке окрашивания.  [c.613]

Так, коленчатые валы рассмотренных че-тырехцилидровой (см. рис. 7.7.2) и шестицилиндровой (см. рис. 7.7.3) маш1ш можно динамически балансировать на балансировочном станке без технологкческих втулок, а балансировка коленчатого вала двухцилиндровой машины (см. рис. 7.7.1) должна проводиться обязательно с технологическими втулками.  [c.515]

Необходимо отметить, что условия 1 и 2 не однозначно определяют возможность балансировки коленчатых валов без технологических втулок. В этом можно убедиться на примере механизма трехцилиндрового оппозитно-го компрессора (рис. 7.7.4, а). Если уравновесить коленчатый вал без технологических втулок, то условия 1 и 2 вьтолняются. Однако после присоединения к коленчатому валу шатунов масса ГП2А > определяемая по формуле  [c.515]

Если эти условия не вьтолняются, то балансировку коленчатого вала следует проводить с технологическими втулками. Технологическая втулка делается разъемной и имеет Tai массу, чтобы ее действие на коленчатый вал во щ>емя балансировочного процесса заменяло действие шатунно-поршневой группы.  [c.515]

В некоторых случаях, например, при балансировке коленчатого вала двухцилиндровой V-образной машины с углом развала цилиндров, равным 90° (рис. 7.7.5), масса Ц. каждой технологической втулки должна включать шатунные массы ntiAi Ща шатунов 2 v. 3, кроме того, должно учитываться действие в машине неуравновешенных сил первого порядка.  [c.516]

Специальный балансировочный станок определяет дисбаланс конкретного ротора или группы однотипных роторов с корректировкой масс. Специальные балансировочные станки представляют собой наиболее широкую и многообразную группу балансировочных станков. Большинство роторов машиностроения в серийном и массовом производстве требуют для балансировки создания специальных станков. Даже некоторые однотипные роторы, как, например, коленчатые валы двигателей автомобилей, в связи с многообразием их конструкций (коленчатые валы рядных, V-образных, четырех- и шести цилиндровых двигателей и т.д.) требуют для балансировки станков специальных моделей. Для балансировки таких роторов используют гамму специальных станков, например из трех моделей станков для балансировки двух- и трехшарнирных карданных валов автомобилей. Специальные станки могут бьггь зарезонансного и дорезонансного типов, для статической и динамической балансировки. Функции специальных станков могут бьггь ограничены только процессом измерения дисбаланса ротора.  [c.532]

Станок для динамической центровки определяет координаты главной центральной оси инерции ротора по главному вектору и моменту дисбаланса или их совокупности в двух плоскостях коррекции ротора. На станках для динамической центровки по найденным двум точкам на главной центральной оси инерции проводят центровку ротора. Относительно центров осуществляется дальнейшая обработка поверхностей ротора. Например, по центрам на заготовке коленчатого вала обтачивают шейки и другие элементы. Требующаяся точность совмещения осей (ГЦОИ и оси вращения) составляет микрометры и даже доли микрометров. Такой способ совмещения осей имеет высокую стоимость, сложный и применятся реже, чем обычная балансировка. Наиболее часто применяют центровку предварительно обработанной заготовки ротора для удержания начального дисбаланса в приемлимых пределах. Но существует тип роторов, конструкции которых не допускают установки корректирующих 1рузов или съема материала (например, некоторые типы вентиляторов и турбин). Для них балансировка посредством центровки является единственно возможным способом.  [c.533]

Для многокруговых наладок с общей длиной шлифуемых поверхностей свыше 500 мм прецизионные круги изготовляют и поставляют комплектами. На каждом круге, входящем в комплект, обозначены номер комплекта и порядковый номер круга в комплекте, дисбаланс и его расположение. В отличие от обычных операций шлифования, при которых дисбаланс круга компенсируется перемещением балансировочных сухарей на фланцах, при многокруговой наладке балансировка осуществляется при сборке комплекта кругов на шпинделе путем поворота каждого круга относительно другого, с тем чтобы тяжелые части каждого круга располагались равномерно по окружности. Например, при шестикруговой наладке для шлифования шеек коленчатого вала каждый круг своей тяжелой частью должен быть смещен на 60° относительно соседне-  [c.603]


В чем разница между внутренним и внешним балансом двигателя?


Баланс двигателя: внутренний и внешний

Двигатель должен быть сбалансирован для обеспечения плавной работы. Он сводит к минимуму вибрацию и продлевает срок службы двигателя. Балансировка может быть внутренней, внешней или сочетанием того и другого.

Балансировка двигателя означает компенсацию веса поршней и штоков. Это включает в себя добавление или снятие веса с коленчатого вала. Гармонический балансир и / или гибкая пластина или маховик также могут быть утяжелены.

Внутренний баланс

У двигателя с внутренней балансировкой весь противовес находится на кривошипе. Внешние детали, такие как балансир и гибкая пластина / маховик, имеют нейтральный баланс. Они не повлияют на другие вращающиеся части.

Внешний баланс

Если противовесы кривошипа слишком легкие, двигатель необходимо сбалансировать снаружи. Это включает в себя увеличение веса гармонического балансира и / или гибкой пластины или маховика.

Как это влияет на производительность?

Вообще говоря, внутренний баланс - лучший вариант.Внешние противовесы могут вызвать прогиб коленчатого вала на высоких оборотах. Это может вызвать повреждение двигателя. Однако любой тип баланса подходит для большинства двигателей.

Преобразование внешнего баланса во внутренний может быть дорогостоящим. Для этого требуется новый коленчатый вал, гармонический балансир и / или маховик или гибкий диск. Вам также может потребоваться очистить блок от противовесов большего размера. Если вы не участвуете в гонках, проще всего сбалансировать двигатель так же, как это сделали на заводе.

Тип двигателя Метод заводской балансировки
Chevy 305/350 (двухкомпонентное заднее основное уплотнение) Внутренний
Chevy 396-427 большие блоки
Chevy LS Двигатели
Ford Модульные двигатели
Chevy 400/454 Внешний
Форд 302/351 Вт
Chevy 350 (1-компонентное заднее главное уплотнение, включая LT1) Сочетание внутреннего и внешнего

Банкноты

Сбалансированные вращающиеся узлы

поставляются предварительно сбалансированными от производителя.Их можно установить, не отвозя детали в механический цех.

Если вы покупаете несбалансированный вращающийся комплект, вам нужно будет сбалансировать его перед установкой. То же самое, если вы покупаете коленчатый вал, шатуны и поршни отдельно.

Коленчатые валы делятся на внутреннюю или внешнюю балансировку. Это не значит, что он уже сбалансирован. Он просто говорит вам, как он должен быть сбалансирован. Это необходимо проверить с использованием конкретной комбинации поршня и штока, которую вы используете.

ID ответа 4878 | Опубликовано 16.09.2017 10:28 | Обновлено 12.11.2019 14:46

Поиск баланса (часть 1): основы балансировки коленчатого вала

Машинистов и двигателестроителей давно учили, что при балансировке коленчатого вала его противовесы должны равняться весу вращающейся массы и равняться половине веса возвратно-поступательной массы.

Машинисты десятилетиями использовали эту формулу для расчета веса штанги.

Хотя этот метод очень хорошо работает для большинства уличных и гоночных двигателей V8 с углом наклона 90 градусов, на самом деле практически невозможно идеально сбалансировать коленчатый вал . Это связано с тем, что балансир не может учитывать такие переменные, как давление в цилиндре, сопротивление кольца, длину штанги, фазировку противовеса, частоту вращения двигателя, длину хода, трение подшипника, вторичные колебания, пары качания и статическую массу.

Все эти факторы играют важную роль в балансе двигателя, но традиционная математическая формула, используемая для расчета веса штанги, их полностью игнорирует.Вместо этого, расчет веса штанги основан исключительно на измерении вращающегося веса и веса возвратно-поступательного движения, что является большим упрощением реальных динамических сил, действующих внутри двигателя, которые влияют на балансировку.

Другими словами, традиционный метод балансировки кривошипа - в лучшем случае несовершенная наука. На самом деле, он вообще не основан на какой-либо реальной науке или математике. Это просто метод, основанный на пробах и ошибках, который хорошо работает в большинстве 90-градусных кросс-плоскостных V8.

Неудивительно, что с увеличением числа оборотов двигателя и выходной мощности традиционные методы балансировки коленчатых валов становятся менее эффективными. Большая проблема для производителей двигателей - выяснить, как обойти эти ограничения, чтобы как можно точнее сбалансировать коленчатый вал в соответствии с требованиями каждой конкретной комбинации двигателей. Это объясняет, почему многие производители двигателей экспериментировали с такими приемами, как превышение баланса, и почему они часто становятся предметом интенсивных дискуссий.

Балансировка коленчатого вала всегда будет компромиссом, но, чтобы лучше понять, как более эффективно балансировать двигатель, мы сначала кратко изложим основы процесса балансировки. В будущих публикациях мы объясним недостатки традиционных методов балансировки, прежде чем, наконец, исследуем некоторые из передовых решений, с которыми экспериментировали ведущие гоночные команды, чтобы продлить срок службы двигателя в экстремальных гонках с высокими оборотами.

Основы балансировки

Правильная балансировка вращающегося узла в двигателе любой конструкции имеет первостепенное значение для увеличения производительности и долговечности.Типичный хотроддер войдет в моторный цех и скажет, что хочет, чтобы его вращающийся узел был сбалансирован до одного или двух граммов. Они думают, что они хотят, чтобы вы сделали так, чтобы все поршни и штоки весили в пределах пары граммов друг от друга, но большинство производителей качественного вторичного рынка уже делают это на заводе.

Настоящая цель балансировки вращающегося узла - убедиться, что противовесы коленчатого вала компенсируют вращающие и возвратно-поступательные силы, создаваемые поршнями и шатунами.

При использовании современных облегченных поршней и штоков для достижения этой цели обычно требуется снятие массы с противовесов кривошипа. С чрезвычайно длинноходовыми кривошипами, которые имеют более короткие противовесы, или вращающимися узлами с очень тяжелыми поршнями и шатунами, металлические вольфрамовые вставки могут вдавливаться в противовесы для увеличения массы.

Масса противовесов коленчатого вала должна составлять 100 процентов вращающейся массы и 50 процентов возвратно-поступательной массы.Чтобы определить, какую массу добавить или убрать с противовесов кривошипа, необходимо по отдельности измерить все компоненты вращающегося узла на высокоточной шкале. Поршни , кольца, пальцы, фиксаторы пальцев, и малый конец шатунов , перемещаются вверх и вниз по каналам и составляют возвратно-поступательную массу вращающегося узла.

Обычно к массе, совершающей возвратно-поступательное движение, добавляется от пяти до 10 граммов, чтобы учесть вес моторного масла . Большой конец шатунов и подшипники шатунов вращаются вокруг средней линии коленчатого вала и, следовательно, представляют собой вращающуюся массу.

Во время процесса балансировки к каждой шейке штока болтами прикрепляются грузы для имитации массы пары поршней и штоков. Это потому, что каждая шейка штока поддерживает два набора поршней и штоков. После прикручивания грузиков к коленчатому валу балансир раскручивает узел примерно до 750 об / мин. Когда вращающийся узел останавливается, ЖК-дисплей балансира показывает количество и местоположение груза, который необходимо добавить или удалить, поскольку оператор медленно вращает рукоятку вручную.

Во второй части этой серии статей, посвященной балансировке двигателя, мы более подробно рассмотрим недостатки традиционных методов балансировки.

Автор: Джадсон Массингилл Джадсон Массингилл - соучредитель и главный инструктор Школы автомобильных машинистов в Хьюстоне, штат Техас. Вместе со своей женой Линдой он руководит одной из самых уважаемых школ профессионального машиностроения в стране. От NASCAR Sprint Cup до NHRA Pro Stock выпускники SAM входят в число лучших гоночных команд отрасли.

Как балансировать двигатель - Основы балансировки двигателя

«В наши дни мир производительности полон крутых комбинаций двигателей, которые занимают больше страниц в каталогах коленчатых валов, чем когда-либо прежде. Мы говорим о 460 Ford с длинными рукавами, диких комбинациях Cleveland, необычных рядных шестицилиндровых двигателях и ударных неровностях для нового поколения двигателей GM Gen III. Все это на службе у подхода к силовому героизму «мое больше, чем твое».Но вся эта ажиотажная шумиха тоже может вызвать недоумение.

Изготовители автомобилей известны тем, что покупают запчасти нетрадиционными способами, такими как обмены, распродажи магазинов и тайные сделки с хорошими парнями. Хотя цена обычно приемлемая, это также может привести к скрытым расходам, когда приходит время балансировать вращающийся узел. Балансировка звучит просто, но, как мы обнаружили, есть много магазинов, которые все еще сверлят отверстия традиционным способом, когда применение нескольких простых приемов может упростить жизнь и сделать ее дешевле.Мы столкнулись с типичной проблемой веса, когда пришло время балансировать малоблочный строкер Ford 331ci. Старый грубоватый парень из местного магазина весов сказал: «Я не собираюсь уравновешивать это. Мне пришлось бы превратить его в кусок швейцарского сыра. Отнеси его в другое место ...» Мы так и сделали и кое-чему научились. про балансировку двигателей в процессе.

Посмотреть все 15 фотографий Правильно сбалансированный высокопроизводительный коленчатый вал и вращающийся узел должны иметь вес менее 1 грамма, чтобы двигатель не страдал от проблем с долговечностью подшипников или коленчатого вала.

Вопрос баланса
Перед тем, как углубиться в кастомные вещи, мы решили, что нам лучше освежить точную информацию о том, как именно сбалансированы оригинальные двигатели, и рассмотреть вопрос о внутреннем / внешнем балансе. Чтобы начать наше путешествие, мы решили поговорить с Томом Либом из Scat Crankshaft, который имеет большой опыт в области балансировки. Либ очень категорично относится к этому вопросу, потому что он видел практически все мыслимые вариации отказа коленчатого вала. Большинство из них не из-за плохого качества, как многие думают.Обычно двигатель либо злоупотребляли чрезмерными оборотами, либо неправильно балансировали, либо часто страдали от сочетания того и другого с неправильным использованием деталей.

Начнем с небольшого урока по конструкции коленчатого вала. Противовесы коленчатого вала предназначены для компенсации (или уравновешивания, если хотите) эффекта инерции относительно тяжелого поршня и шатуна, движущихся как вращательно, так и возвратно-поступательно (вверх-вниз) со скоростью. Вес поршневой и стержневой комбинации влияет на размер и размещение противовеса.Более длинный ход в сочетании с тяжелым поршнем, штифтом и кольцом требует большего противовеса (большей массы), чтобы уравновесить больший возвратно-поступательный вес. Большинство двигателей V-8 используют большие противовесы по направлению к передней и задней части коленчатого вала, оставляя центральную часть без противовесов. Это разделяет двигатель на переднюю и заднюю половины. Положение противовесов на всех 90-градусных коленчатых валах V-8 одинаковое. Высота противовеса, измеренная наружу от средней линии коленчатого вала, ограничена как блоком цилиндров, так и расположением нижней части цилиндров.Противовес, расположенный дальше от средней линии кривошипа, имеет больший балансирующий эффект, но он ограничен шириной картера блока. Груз, помещенный к обоим концам кривошипа, также имеет больший эффект и, следовательно, не должен быть таким большим, чтобы эффективно сбалансировать двигатель. Это делает рукоятку в целом легче.

Внутренний баланс и внешний баланс
Упаковка также является важным вопросом. Во время проектирования малого блока 400ci главной инженерной проблемой было недостаточное пространство внутри картера малого блока для более крупных противовесов, требуемых сверхразмерными 4 двигателями 400CI.125-дюймовый поршень. Это было особенно сложно в задней части двигателя, потому что область заднего картера на маленьком блоке Chevy ограничена размещением масляного фильтра. Решение потребовало размещения внешних балансировочных грузов на гармоническом балансире и маховике / гибкой пластине. Одним из преимуществ внешних грузов является то, что они, как правило, легче, поскольку расположены на крайних концах коленчатого вала. Недостатком является то, что эти смещенные грузы передают свои крутящие силы обратно в коленчатый вал, что нехорошо.Та же самая ситуация происходит с Chevy с большим блоком 454ci, который также является единственным серийным большим блоком, в котором для балансировки двигателя используются внешние веса.

Посмотреть все 15 фотографий Внешне сбалансированный двигатель легко обнаружить, посмотрев либо смещенный груз внутри переднего гармонического балансира, либо грузы, расположенные на гибкой пластине. Вместо увеличения веса маховиков с внешней балансировкой, большинство сверлит отверстия в противоположном положении для создания того же эффекта. Форды

с малым блоком всегда имели внешнюю балансировку, но поскольку имя Ford является синонимом перемен, инженеры Blue Oval изменили величину внешнего баланса, когда двигатели преобразовались в неразъемное заднее основное уплотнение.Ранние малоблочные автомобили Ford использовали 28 унций дюймов в качестве внешнего веса, изменившись в 1981 году до 50 унций дюймов. Подобно малоблочным Chevys, детали могут заменяться между ранними и поздними двигателями, но для обеспечения плавной работы двигателя коленчатый вал, балансир и гибкая пластина / маховик должны находиться в одном и том же семействе балансира.

Bob Weight Blues
Когда дело доходит до любого вида покупки коленчатого вала или если вы планируете добавить набор новых облегченных поршней к существующему двигателю, балансировка этого вращающегося узла может оказаться сложной задачей.Одна из ссылок, с которой вы столкнетесь, - это что-то, что называется «вес боба». Эта спецификация относится к массе, расположенной на одной шейке коленчатого вала, которая включает в себя как возвратно-поступательные, так и вращающиеся части веса всего узла. Под вращающейся массой понимается масса нижней половины шатуна, прикрепленной к коленчатому валу. Возвратно-поступательный вес - это в основном все, от середины шатуна вверх, включая поршень, штифт и кольца.

Посмотреть все 15 фотографий Перед тем как правильно сбалансировать весь коленчатый вал в сборе, мастерская сначала взвешивает все компоненты по отдельности, а затем рассчитывает эффективный вес боба системы.Затем к шейкам шатунов коленчатого вала добавляются соответствующие грузы, чтобы имитировать как вращающийся, так и возвратно-поступательный вес.

Каждый высокопроизводительный коленчатый вал имеет определенное значение веса боба, например 1800 граммов. Грамм - это метрическая единица измерения, эквивалентная 11/428 унции. Вес боба в 1800 грамм - это, по сути, вес каждого противовеса. Однако вы не просто складываете все значения, чтобы определить вес боба. Формула: 100 процентов вращающегося веса плюс 50 процентов возвратно-поступательного веса.Давайте воспользуемся примером, чтобы увидеть, как это работает:

Вращающийся вес (г) Возвратно-поступательный вес (г)
Подшипник стержня 50
Штанга большая 420
Стержень малый 180
Поршень 450
Штифт 80
Кольца 38
Масло 2
Итого 470 750
Показать все

Прежде чем идти дальше, помните, что у нас есть пара возвратно-поступательных грузов (два поршня) на шейку кривошипа.Расчеты выглядят так:

Половина возвратно-поступательного веса составляет 750/2 = 375 x 2 поршня на шейку = 750 граммов, а общий вращающийся вес составляет 470 x 2 = 940 граммов. Таким образом, 750 + 940 = 1690 граммов.

Если вес боба для вашего нового коленчатого вала больше веса боба ваших новых шатунов, поршней и колец, то необходимо снять вес с коленчатого вала, чтобы сбалансировать сборку. Это относительно простая задача - просверлить несколько отверстий в противовесах коленчатого вала.Если значение веса боба для коленчатого вала меньше, чем для комбинации поршень-шатун, на коленчатый вал необходимо добавить металл Мэллори. Мэллори - очень плотный металл, более чем в два раза превышающий плотность стали. Пуля Мэллори диаметром 11/42 дюйма и длиной 31/44 дюйма весит 43 грамма. Проблема в том, что просверливание отверстия для установки Mallory в кривошипно удаляет примерно 24 грамма, так что чистый выигрыш составляет всего около 19 граммов. Таким образом, добавление 50 граммов может быть дорогостоящим, потому что металл Мэллори стоит недешево. Это также означает, что тщательное исследование вашего пакета Stroker-Engine, чтобы избежать серьезных проблем с балансировкой головных болей и расходов, стоит затраченных усилий.

Многие производители автомобилей предпочитают собирать детали для строкера из разных источников, чтобы сэкономить деньги. Когда это может вызвать серьезные трудности, это когда несоответствующие компоненты собираются случайно, и балансировочный цех должен внести серьезные изменения в коленчатый вал, чтобы правильно сбалансировать двигатель. Простым способом избежать этой проблемы является покупка целого вращающегося узла из одних рук. Большинство этих комплектов ходовых поршней уже должным образом согласованы, так что для завершения окончательной балансировки необходимо выполнять только незначительные машинные работы, такие как сверление кривошипа.

Посмотреть все 15 фото

Вот внешний вес балансира Professional Products для малогабаритного Ford. Чтобы уменьшить количество бурений, необходимых для уравновешивания этой комбинации, Ишиго снял часть веса с балансира.

Пользовательский ярлык балансировки
Часто приложения для высокопроизводительного строкера могут быть немного сложными. В качестве примера мы работаем над сборкой малогабаритного двигателя Ford Stroker 331ci, который включает кривошип из кованой стали Scat, шатуны Scat с двутавровой балкой и набор кованых поршней Mahle.Когда мы впервые собрали этот пакет, мы выбрали поршни Mahle из-за их высокого качества и легкого веса. К сожалению, это вызвало проблему, когда мы отнесли сборку в цех балансировки, потому что для балансировки двигателя необходимо было снять чрезмерный вес с противовесов. Тогда мы обратились к Тому Либу из Scat за советом. Его предложение было простым: «Снимите вес с балансира и маховика». Это звучало легко, и он предложил показать нам, как это делается.

В Scat ведущий технический специалист компании Крейг Ишиго показал нам эту процедуру. Наша ситуация осложнялась тем, что специальный маховик, необходимый для двигателя, нельзя было использовать на динамометрическом стенде двигателя. Это означало, что Ishigo не мог снизить вес, просверлив маховик, потому что на динамометрическом стенде, когда мы тестировали двигатель, будет использоваться другой маховик со стандартным вылетом. После взвешивания всех компонентов выяснилось, что нужно удалить более 560 граммов (20 унций) из всей сборки.Это довольно много металла.

Ишиго говорит, что хотя электронный балансир может считывать каждый противовес индивидуально, он обычно рассматривает двигатель как переднюю половину и заднюю половину. Поскольку этот Ford является внешне сбалансированным двигателем, и необходимо было снять такой большой вес, первым шагом Ишиго было снятие 77 граммов смещенного груза с болтовым креплением в балансировщике Professional Products. Но для сохранения симметричности снятого веса спереди и сзади требовалось удалить металл с противовесов кривошипа с обоих концов.Итак, Ишиго установил кривошип на большом токарном станке и снял более 400 граммов с передней и задней части коленчатого вала. Количество снимаемого веса ограничивалось высотой шейки стержня на противоположной стороне противовесов. Когда токарный станок едва коснулся броска стержня, резание прекратилось. Затем он удалил дополнительный вес, просверлив несколько отверстий во всех противовесах. Ишиго решил просверлить три неглубоких отверстия в каждом противовесе, а не две глубокие, удалив еще 82 грамма сзади, что примерно аналогично 78 граммам, снятым с балансира.Ишиго говорит, что сверление нескольких отверстий безопаснее, потому что оно меньше по глубине, но сверление отверстий вдоль прямого пути дисбаланса также менее эффективно, чем удаление веса непосредственно на линии. Все сводится к тому, сколько веса нужно убрать. Мы сложили общий вес, снятый с рукоятки, и он составил чуть менее 1 фунта 4 унции. Хотя это не так много по сравнению с общим весом всего вращающегося узла, это все же приравнивается к более легкому корпусу, который немного быстрее вращается и помогает ускорению.

Посмотреть все 15 фотографий Большинство мастерских по балансировке не оснащены такими большими токарными станками, как этот на Scat, но это отличная альтернатива сверлению слишком большого количества отверстий в коленчатом валу.

SBC Strokers Еще одна область потенциальной путаницы связана с чрезвычайно популярными строкерами Chevy 383ci с малым блоком. Модель 383 была создана с коленчатым валом двигателя 400ci в блоке 350. Как упоминалось ранее, 400 был единственным малым блоком, который был сбалансирован внешне, и большинство 383 комплектов сохраняют эту функцию внешнего баланса.Но для более дорогих приложений, использующих коленчатый вал из кованой стали 4340, идеальным вариантом является внутренняя балансировка вращающегося узла для уменьшения прогиба коленчатого вала. Теперь давайте усложним эту задачу, используя цельный блок заднего главного уплотнения и кривошип. С кривошипом Lunati Sledgehammer и вращающимся узлом, это именно та комбинация, которая использовалась в малом блоке 383, который был нашим испытательным двигателем для гигантской истории испытаний деталей «Стоят ли детали премиум-класса такой цены?» в выпуске за сентябрь 2007 г.

Посмотреть все 15 фотографий Легко определить вес гибкой пластины на цельной гибкой пластине заднего главного уплотнения (стрелка).Это нужно будет удалить для гребка 383 с внутренней балансировкой. Обратите внимание, что несколько просверленных отверстий были необходимы для нулевой балансировки этого цельного маховика с задним основным уплотнением, который изначально был сконструирован для применения с внешней балансировкой.

Поначалу это может показаться простым, поскольку вам не нужно использовать балансир со смещенным весом или гибкую пластину / маховик. Однако цельный задний фланец заднего главного уплотнения не позволяет компенсировать вес, который используется в двигателе с задним главным уплотнением, состоящим из двух частей. Чтобы учесть эту разницу в весе, все цельные гибкие пластины заднего главного уплотнения (и маховики) требуют смещения внешнего веса.Но с внутренне сбалансированной рукояткой этот вес не нужен. Таким образом, в случае гибкой пластины необходимо осторожно снять внешний вес. Для маховиков возможно изготовление маховика с нулевой балансировкой на заказ. Если у вас уже есть маховик, можно просверлить дополнительные отверстия, чтобы вернуть его в состояние нулевой балансировки. Если этого не сделать, двигатель будет испытывать вибрацию, которая в конечном итоге приведет к разрыву коренных подшипников и повреждению, которого можно легко избежать.

Балансировка коленчатого вала и двигателя: MA, CT.RI, NH, ME, NY, NJ

Балансировка идет рука об руку с производительностью двигателя. Балансировка снижает внутренние нагрузки и вибрации, которые нагружают металл и могут в конечном итоге привести к отказу компонентов.

С технической точки зрения, балансировка может быть полезной для любого двигателя независимо от области применения. Более плавный двигатель также является более мощным двигателем. Меньше энергии тратится на кривошип, когда он крутится в подшипниках, что приводит к более полезной мощности на маховике.Снижение вибрации двигателя также снижает нагрузку на опоры двигателя и внешние аксессуары, а в больших внедорожных грузовиках - шум и вибрация, которые водителю приходится переносить милю за милей.

Хотя все двигатели сбалансированы на заводе (некоторые в большей степени, чем другие), первоначальный баланс теряется при замене поршней, шатунов или коленчатого вала на поршни других двигателей. Заводская балансировка основана на возвратно-поступательном движении поршней и штоков оригинального производителя.Если будут произведены какие-либо замены или замены, нет гарантии, что новые или отремонтированные детали будут соответствовать весу оригинальных деталей достаточно близко, чтобы сохранить первоначальный баланс. Большинство запасных частей послепродажного обслуживания «сбалансированы» по среднему весу оригинальных запчастей, который может быть достаточно близким, а может и не быть достаточно близким для поддержания разумной степени сбалансированности внутри двигателя. Комплекты кривошипов для вторичного рынка еще хуже и могут значительно различаться в зависимости от семейств двигателей.

Если цилиндры изношены и требуется расточить блок для увеличения размера, новые поршни большего размера могут оказаться тяжелее оригинальных.Некоторые производители поршней принимают во внимание такие различия при разработке заменяемых поршней и стараются соответствовать «среднему» весу оригинального оборудования. Но другие этого не делают. Большинство высокопроизводительных поршней сконструированы так, чтобы быть легче, чем поршни оригинального производителя, чтобы уменьшить возвратно-поступательный вес для более быстрого ускорения и более высоких оборотов. Следовательно, при замене поршней и штоков невозможно узнать, находится ли баланс по-прежнему в допустимых пределах, если вы не проверите его.

При создании высокопроизводительного двигателя, строкера или двигателя, который, как ожидается, будет иметь много оборотов в минуту или пробегать много миль, балансировка является абсолютной необходимостью.Ни один двигатель не сможет долго работать на высоких оборотах, если он не сбалансирован. И ни один двигатель не сможет продержаться в условиях большого пробега, если кривошип изгибается и изгибается из-за статического или динамического дисбаланса.

Силы в действии

Чтобы лучше понять механику балансировки, давайте рассмотрим теорию, лежащую в основе этого. Как всем известно, вращающийся объект создает «центростремительную силу». Центростремительная сила - это действительная сила или нагрузка, создаваемая перпендикулярно направлению вращения.Привяжите веревку к кирпичу и закрутите ее, и вы почувствуете центростремительную силу, создаваемую «неуравновешенным» весом кирпича. Чем быстрее вы его раскручиваете, тем сильнее он тянет. Фактически, величина силы экспоненциально увеличивается со скоростью. Удвойте скорость, и вы увеличите силу в четыре раза.

Центростремительная сила, создаваемая дисбалансом коленчатого вала, будет зависеть от величины дисбаланса и расстояния от оси вращения (которое выражается в граммах, унциях или унциях-дюймах).Коленчатый вал с дисбалансом всего в две унции на дюйм при 2000 об / мин будет подвергаться воздействию силы в 14,2 фунта. При 4000 об / мин усилие увеличивается до 56,8 фунта! Снова удвойте скорость до 8000 об / мин, и усилие станет 227,2 фунта.

Это может показаться не таким уж большим, если учесть крутящие нагрузки, оказываемые на коленчатый вал силами сгорания. Но центростремительный дисбаланс - это не крутящий момент кривошипа. Это сила бокового отклонения, которая пытается согнуть кривошип при каждом обороте.В зависимости от величины силы изгиб вперед и назад может в конечном итоге выбить коренные подшипники или вызвать трещины от напряжения, которые могут вызвать трещину в кривошипе.

Центростремительную силу не следует путать с «центробежной» силой, которая представляет собой тенденцию объекта продолжать движение по прямой траектории, когда его отпускают во время вращения. Отпустите веревку, пока вы вращаете кирпич, и кирпич полетит по прямой (мы не рекомендуем делать это, потому что его сложно контролировать траекторию кирпича).

Обратно к центростремительной силе. Пока величина центростремительной силы компенсируется равной силой в противоположном направлении, объект будет вращаться без вибрации. Привяжите кирпичи к концам мерила, и вы можете крутить его, как дубинку, потому что вес одного кирпича уравновешивает другой. Если мы говорим о маховике, маховик будет вращаться без раскачивания, пока вес равномерно распределяется по окружности. Однако тяжелое место в любой точке вызовет вибрацию, потому что нет компенсирующего веса, уравновешивающего центростремительную силу.

Это подводит нас к другому закону физики. Каждый объект хочет вращаться вокруг своего центра тяжести. Подбросьте кусок металла неправильной формы в воздух, вращая его, и он автоматически повернется вокруг своего точного центра тяжести. Если кусок металла оказывается маховиком, центром тяжести должен быть ось маховика. Пока центр тяжести маховика и центр вращения коленчатого вала совпадают, маховик будет вращаться без вибрации.

Но если на маховике есть тяжелое пятно или если маховик не установлен в мертвой точке на кривошипе, центр тяжести и ось вращения будут смещены, и в результате возникнет дисбаланс.

Прикладная физика

Хорошо, так как же все это научное бессмыслице переводится в реальную динамику вращающегося коленчатого вала? Коленчатый вал, как и маховик, - тяжелый вращающийся объект. Более того, у него также есть набор узлов поршня и штока, совершающих возвратно-поступательное движение вдоль своей оси, что значительно усложняет задачу удержания всего в равновесии.

С рядными четырех- и шестицилиндровыми двигателями и плоскими горизонтально расположенными четверками и шестерками (например, Porsche и Subaru) все поршни движутся вперед и назад в одной плоскости и, как правило, смещены на 180 ° друг от друга, поэтому противовесы коленчатого вала не требуются для балансировки возвратно-поступательные компоненты. Уравновешивания можно достичь, тщательно взвесив все поршни, штоки, пальцы, кольца и подшипники, а затем уравняв их по самому легкому весу.

На двигателях V6, V8, V10 и V12 все по-другому, потому что поршни движутся в разных плоскостях.Для этого требуются противовесы коленчатого вала, чтобы компенсировать возвратно-поступательный вес поршней, колец, пальцев и верхней половины шатунов.

У "внутренне сбалансированных" двигателей противовесы сами выполняют работу по компенсации возвратно-поступательной массы поршней и штоков. «Внешне сбалансированные» двигатели, с другой стороны, имеют дополнительные противовесы на маховике и / или гаситель гармоник, помогающие коленчатому валу поддерживать баланс. Некоторые двигатели необходимо балансировать снаружи, потому что внутри картера недостаточно зазора для работы с противовесами достаточного размера для балансировки двигателя.Это верно для двигателей с более длинным ходом и / или большим рабочим объемом.

Если вы восстанавливаете двигатель с внутренней балансировкой, маховик и демпфер не влияют на балансировку двигателя и могут балансироваться отдельно. Но в двигателях с внешней балансировкой маховик и демпфер должны быть установлены на кривошип перед балансировкой.

Клиентам следует сообщить, какой у них тип балансировки двигателя (внутренний или внешний), и предупредить об индексировании положения маховика, если им придется снимать его позже для шлифовки.Владельцы двигателей с внешней балансировкой также должны быть предупреждены об установке различных маховиков или гасителей гармоник и о том, как это может нарушить баланс.

Балансирные валы

В последние годы автопроизводители добавили балансирные валы во многие четырех- и шестицилиндровые двигатели, чтобы нейтрализовать гармоники коленчатого вала. Уравновешивающий вал, вращающийся в противоположных направлениях, помогает компенсировать вибрации кривошипа, возникающие в процессе работы двигателя.

На этих двигателях убедитесь, что балансирный вал правильно "фазирован" или синхронизирован с вращением кривошипа.Если вал не синхронизирован, он усилит, а не уменьшит вибрацию двигателя.

Балансирные валы не заменяют обычную балансировку двигателя и не уменьшают вибрацию и напряжение, которое испытывает сам коленчатый вал при вращении.

Закон о балансировке

Процесс балансировки начинается с выравнивания возвратно-поступательной массы в каждом из цилиндров двигателя. Это делается путем взвешивания каждого поршня на чувствительных цифровых весах для определения самого легкого из них в наборе.Затем другие поршни облегчают, чтобы соответствовать этому весу, путем фрезерования или шлифования металла на ненагруженной области, например, на выступе пальца на запястье. Степень точности балансировки поршней будет варьироваться от одного производителя двигателя к другому и до некоторой степени зависит от области применения. Но в целом поршни сбалансированы с точностью до плюс-минус 0,5 грамма друг от друга.

Затем стержни взвешиваются, но только с одного конца за раз. Используется специальная опора, чтобы можно было взвесить и сравнить большие концы всех стержней, а затем маленькие концы.Как и в случае с поршнями, вес уравновешивается путем стачивания металла с точностью до 0,5 грамма. Важно отметить, что направление шлифования важно. Шатуны всегда следует шлифовать в направлении, перпендикулярном коленчатому валу и пальцу кисти, но не параллельно. Если царапины от шлифования параллельны рукоятке, они могут концентрировать напряжение, вызывая образование микротрещин.

На двигателях V6 и V8 угол в 60 или 90 градусов между рядами цилиндров требует использования «упоров» на шейках штока для имитации возвратно-поступательного движения поршня и штоков в сборе.Рядные четырех- и шестицилиндровые коленчатые валы не требуют балласта. Для определения правильного веса штанг, полный вес пары шатунных подшипников и большого конца шатуна, плюс половина веса малого конца шатуна, поршня, колец, штифта запястья (и замков, если они полны). плавающий) плюс немного масла добавляются вместе (100 процентов вращающегося веса плюс 50 процентов возвратно-поступательного веса). Затем собираются подходящие балласты и устанавливаются на шейки шатунов коленчатого вала.

Затем коленчатый вал помещается на балансир и вращается, чтобы определить точки, в которых необходимо добавить или удалить металл. Балансир индексирует кривошип и показывает точное положение и вес, который нужно добавить или вычесть. Электронный мозг в балансировочной головке производит вычисления и отображает результаты. В новейших машинах есть графические дисплеи, которые позволяют легко увидеть, где именно требуются исправления.

Если рукоятка тяжелая, металл удаляют сверлением или шлифовкой противовесов.Сверление обычно является предпочтительным средством облегчения противовесов, а балансир, позволяющий сверлить кривошип, еще находясь на станке, может реально сэкономить время.

Если кривошип слишком легкий, что обычно имеет место на двигателях с кривошипами хода или тех, которые переводятся с внешне сбалансированного на внутренне сбалансированный, добавляется тяжелый металл (вольфрамовый сплав, который в 1,5 раза тяжелее свинца). к противовесам. Обычно это делается путем сверления противовесов, затем запрессовки и приваривания заглушек из тяжелого металла.Другой способ - врезать в отверстие резьбу и ввинтить на место заглушку. Просверливание отверстий сбоку через противовесы параллельно кривошипу, а не перпендикулярно кривошипу - это метод, который многие предпочитают, потому что он предотвращает выброс металла на высоких оборотах.

После сверления коленчатый вал снова проворачивают на балансирном станке, чтобы определить, требуются ли дополнительные корректировки. Если кривошип предназначен для двигателя с внешней балансировкой (например, Chevy с большим блоком), балансировка будет выполняться с установленными маховиком и демпфером.На двигателях с внутренней балансировкой маховик и демпфер можно балансировать отдельно или устанавливать на кривошип и балансировать как единый узел после того, как сам кривошип будет сбалансирован.

Балансировка двигателя с Томом Либом от Scat Enterprises

Балансировка коленчатого вала - это всего лишь балансировка. Когда двигатель работает, существует множество различных сил, работающих друг против друга, которые должны работать в гармонии. К сожалению, многие энтузиасты редко задумываются о процессе балансировки.В конце концов, именно поэтому вы потратили лишние деньги на лучшие детали и использовали опытного производителя двигателей, вместо того, чтобы делать это самостоятельно. Но суть в том, что если вы строите двигатель, наличие правильно сбалансированного вращающегося узла должно быть одной из самых важных вещей в вашем списке сборки.

Вы можете спросить себя, почему балансировка коленчатого вала так важна, или сказать, конечно, что балансировка кривошипа важна. Хотя это может быть очевидной необходимостью, вы можете не понимать логику, лежащую в основе этого, или много знать о самом процессе балансировки.Вот почему мы сели с Томом Либом, владельцем SCAT Enterprises, чтобы получить некоторое представление о балансировке коленчатого вала.

При балансировке коленчатого вала в противовесах можно просверлить отверстия для снятия веса или заполнить их тяжелым металлом для увеличения веса.

Базовая конструкция коленчатого вала проста. Сначала посмотрим на журналы. Основные шейки - это места, где коленчатый вал «прикреплен» к блоку, а шейки шатунов - это места, где поршень и шток в сборе прикрепляются к коленчатому валу.Противовесы кривошипа предназначены для компенсации веса штока и поршня при вращении. Эти противовесы - это то место, где достигается баланс. На самом базовом уровне балансировка коленчатого вала сводит к минимуму внутреннюю вибрацию двигателя, но это игра на компромисс.

Когда двигатель работает и коленчатый вал вращается, шатун и поршень в сборе совершают возвратно-поступательное движение (перемещаются вверх и вниз). Балансировка коленчатого вала - это управление вращательным и возвратно-поступательным движением.При определении баланса необходимо учитывать оба направления движения. Но как достигается баланс?

Обычно это делается путем удаления или добавления металла к противовесам. Но, чтобы обрести равновесие, нужно знать легкий вес. Балансир - это фактический груз, который прикрепляется к шейкам шатуна коленчатого вала при балансировке, чтобы имитировать вес узла штока и поршня. Когда грузики установлены, кривошип готов к вращению на балансировочном станке. Хотя существуют простые формулы для расчета необходимого веса штанги, многое в этих расчетах не учитывается.

Балансировка коленчатого вала - это управление вращательным и возвратно-поступательным движением. Коленчатый вал вращается, а шатун и поршневые узлы совершают возвратно-поступательное движение.

Работающий двигатель чрезвычайно динамичен. Из-за этого практически невозможно идеально сбалансировать коленчатый вал. Есть много факторов, которые вступают в игру, когда вы начинаете смотреть на силы, действующие на коленчатый вал, длину шатуна, трение в подшипниках, давление в цилиндре, фазировку противовеса, частоту вращения двигателя, трение кольца, длину хода, вторичные колебания, качающиеся пары и статическая масса.Это все силы, которые машинист или производитель двигателей не могут учесть в процессе балансировки. Это «несовершенство» процесса заставило многих машинистов и производителей двигателей экспериментировать с различными стилями балансировки.

Не балансировать коленчатый вал - все равно что пасти муравьи. - Том Лейб, владелец SCAT Enterprises

Если вы говорите о стандартном двигателе для легкового автомобиля, который почти всегда будет работать в низком диапазоне оборотов и не вырабатывать большого количества лошадиных сил, процесс балансировки не столь критичен.Когда вы занимаетесь высокими оборотами и высокой мощностью, прецизионная балансировка - это все.

Для балансировки коленчатого вала требуется специальное оборудование и специально обученные механики или производители двигателей, которые понимают, что и как делать правильно. SCAT Enterprises имеет 10 балансировочных станков, которые работают по 10 часов в день. Ежедневно на предприятии SCAT выпускается 50-60 уравновешенных вращающихся узлов.

«Не балансировать коленчатый вал - все равно что пасти муравьи. Все внутри двигателя работает вместе, и если у вас есть цилиндры, которые борются друг с другом, у вас будут плохие вибрации.Это все сотрясет, - объяснил Том.

Балансировка - это игра чисел, и у большинства людей есть нереалистичные ожидания, связанные с этим процессом. Например, много раз люди ищут машиниста, который уравновесит вращающийся узел (штоки и поршни) с точностью до 1-2 граммов. К счастью, производитель обычно заботится об этом, когда штоки и поршни сгруппированы вместе.

«Дело в том, что поршни сбалансированы с точностью примерно до 2 граммов». Том продолжил: «Стержни сбалансированы с точностью плюс-минус 2 грамма, конец в конец.Большинство людей не знают, что такое на самом деле грамм. Один грамм равен 1/28 унции. Фактический вес грамма примерно равен весу долларовой банкноты. Когда люди говорят о балансировке с точностью до полграмма или балансировке до нуля, сделать это со стопроцентной точностью практически невозможно ».

«Есть смысл быть практичным, а есть смысл быть фанатичным. Ключ к балансировке - это равенство всех концов коленчатого вала. Если вы сбалансированы с точностью до грамма или двух, то все в порядке.”

Процесс обработки

Когда дело доходит до балансировки коленчатого вала, вы либо убираете, либо добавляете вес. Хотя это звучит просто и излечимо, обе ситуации требуют механической обработки кривошипа, что требует навыков и специального оборудования.

Если груз снимается, в противовесе просверливают или обрезают его, чтобы облегчить его. Противовес можно просверлить в определенных местах, или коленчатый вал можно повернуть на токарном станке, а противовес можно обрезать для достижения баланса.Если повернуть кривошип на токарном станке можно разными способами, это лучший способ уменьшить вес. Резка удаляет массу, что изменяет инерционные характеристики. Это полезно в любое время, когда можно уменьшить общую вращательную массу. К сожалению, это не всегда вариант, поскольку во многих случаях необходимо снимать вес с определенного места.

Для обработки коленчатых валов требуется специальное оборудование, чтобы облегчить противовесы или подготовить их для работы в Мэллори (тяжелый металл).

Если вам нужно добавить вес, к противовесам нужно добавить металл.Для этого необходимо просверлить противовесы в определенных местах и ​​вдавить в эти отверстия кусочки Мэллори. Мэллори - это вольфрам, который весит примерно вдвое больше стали. Это позволяет производителям двигателей добавлять очень определенные количества веса в точные места для достижения баланса.

Проблема с добавлением веса заключается в том, что перед добавлением веса необходимо удалить материал. Итак, гипотетически, если нужно добавить 28 граммов, 14 граммов будут удалены, чтобы добавить 28. Это дает вам прибавку в весе примерно на 14 граммов.

Хэви-метал (Мэллори) - это не что иное, как вольфрамовая сталь. Он весит примерно вдвое больше, чем обычная сталь. Это делает его отличным вариантом для увеличения веса коленчатого вала. Противовес обрабатывается, и кусок Мэллори вдавливается в отверстие. Это позволяет машинисту или изготовителю двигателя добавлять вес в очень точных местах.

Оператор также очень важен, помимо оборудования. Важно использовать машиниста, который понимает процесс балансировки и то, что необходимо делать.

«Когда коленчатый вал слишком тяжел в одном месте, это означает, что он слишком легкий в другом». Том продолжает: «Уметь смотреть на коленчатый вал и понимать, где находится этот вес, и принимать эти решения - не каждый может это сделать. Большинство проблем с балансировкой возникает из-за недостатка знаний или незнания того, как использовать оборудование ».

Внутренний Vs. Внешний

Когда дело доходит до двигателя внутреннего сгорания, бывают случаи, когда физическое пространство внутри двигателя ограничено.Иногда противовесы коленчатого вала просто не могут быть достаточно большими, чтобы уравновесить поршневой узел в пределах картера. Это заставляет производителей выполнять внешнюю балансировку некоторых двигателей. В этих случаях дополнительный вес добавляется к гармоническому противовесу и маховику или гибкой пластине, чтобы обеспечить необходимый противовес. Эти дополнительные веса эффективны при меньшем весе из-за их расположения на крайних концах коленчатого вала. Обратной стороной является менее точная работа по балансировке вращающегося узла.Эти грузы также оказывают на коленчатый вал собственное скручивающее усилие, которое может иметь отрицательное значение.

В конфигурации с внешней балансировкой к балансиру и маховику / гибкой пластине добавляются грузы для смещения коленчатого вала. Это делается в ситуациях, когда недвижимость внутри блока цилиндров не позволяет использовать достаточно большие противовесы, чтобы компенсировать вес шатунно-поршневых узлов.

«Внешний вес не поддерживается. Ограничивающим фактором становятся обороты. Коленчатый вал с внешней балансировкой принимает на себя вес при увеличении оборотов двигателя и в крайних случаях может вызвать смещение и поломку коленчатого вала », - пояснил Том.

По возможности внутренняя балансировка двигателя - лучший способ. Грузоподъемность каждого противовеса подобранная, чтобы соответствовать каждому набору штоков и поршней. Это обеспечивает максимально плавную работу в желаемом диапазоне оборотов. Это даст вам плавный ход двигателя с минимальной вибрацией. Минимальная вибрация обеспечивает долгий и бесперебойный срок службы.

Если вы сбалансированы с точностью до грамма или двух, то все в порядке. - Том Лейб

Независимо от того, собираете ли вы двигатель для легкой уличной езды или двигатель для гонок, точная и качественная работа по балансировке является ключевым моментом.Делайте домашнее задание и знайте, что входит в процесс. Если вы начинаете с новых деталей, SCAT предлагает настраиваемые предварительно сбалансированные вращающиеся узлы практически для любого уровня производительности. Ежедневно компания вытягивает и балансирует 50-60 вращающихся узлов. Каждый заказ индивидуален и сбалансирован для каждого клиента, поэтому вы знаете, что получаете отличные детали, которые собраны и сбалансированы правильно для вашего приложения. Не угадайте, когда дело доходит до самой важной части вашего двигателя. Пусть специалисты сделают это правильно с первого раза!

Основы балансировки двигателя

Вы, наверное, слышали, что балансировка двигателя - это хорошо, потому что она улучшает плавность хода и долговечность двигателя.Все двигатели сбалансированы на заводе, но некоторые из них сбалансированы с гораздо более жесткими допусками, чем другие, особенно двигатели с высокими оборотами. Баланс имеет решающее значение для двигателя с высокими оборотами, потому что силы, создаваемые любым дисбалансом, экспоненциально умножаются по мере увеличения скорости двигателя. Со временем эти силы могут сократить срок службы коренных и стержневых подшипников, а также самого коленчатого вала. Вибрация может привести к усталости металла и, в конечном итоге, к поломке коленчатого вала.

Причины, по которым двигатели внутреннего сгорания (как бензиновые, так и дизельные) должны быть сбалансированы, заключаются в том, что они имеют ВРАЩАЮЩИЕСЯ и ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ детали.Вращающиеся части вращаются вокруг и вокруг, часто с чрезвычайно высокой скоростью, в то время как возвратно-поступательные части движутся вверх и вниз также с высокой скоростью.

ВРАЩАЮЩИЕСЯ ЧАСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Основными вращающимися частями в двигателе являются коленчатый вал, маховик, гармонический балансир и шкив кривошипа. Распределительный вал (-ы) также вращаются, но вращаются на ПОЛОВИНЕ скорости кривошипа, поэтому любой дисбаланс в распределительном валу оказывает гораздо меньшее влияние на вибрацию и износ. Кроме того, распределительный вал имеет относительно небольшой диаметр по сравнению с коленчатым валом и маховиком, поэтому, опять же, любой дисбаланс оказывает гораздо меньшее влияние.

Дисбаланс создает наибольшую силу и вибрацию, когда дополнительная масса расположена дальше от оси вращения. Чем больше вес, тем большую центростремительную силу он создает при вращении. Это то, что заставляет деталь колебаться, когда она вращается, если она выходит из равновесия. Из-за этого относительно большой диаметр и тяжелый несбалансированный маховик будут создавать большую вибрацию, чем шкив, гармонический балансир, кулачок или кривошип, которые имеют дисбаланс.

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ И ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА

Термины «центростремительная» и «центробежная» сила - это термины, которые часто используются, когда говорят о балансировке двигателя.По сути, обе силы создаются инерцией и кинетической энергией вращающегося объекта. Привяжите камень к концу веревки и крутите его, и вы почувствуете силу, тянущую на веревку.

Центробежная сила - это внешнее притяжение, которое вращающаяся масса оказывает на вращающийся объект. Сила идет прямо от оси вращения. Это сила, которая заставляет кривошип, маховик или гармонический балансир колебаться при вращении.

Центробежная сила равна массе вращающегося объекта (или тяжелого места на кривошипе или маховике), умноженной на квадрат скорости вращения, деленный на радиус или расстояние от оси вращения.

Сила = масса x (квадрат скорости вращения, деленный на радиус вращения)

Коленчатый вал с дисбалансом всего в две унции-дюйма при 2000 об / мин будет испытывать вибрационную силу 14,2 фунта. При 4000 об / мин усилие увеличивается до 56,8 фунтов. Снова удвойте скорость до 8000 об / мин, и сила экспоненциально вырастет до 227,2 фунта! Это большая сила, дергающая коленчатый вал вбок. Изгиб в конечном итоге вызывает усталость металла, растрескивание и выход из строя коленчатого вала.

Центростремительная сила для сравнения - это сила, которая не дает вращающейся массе улететь по собственному пути.Это внутренняя сила, которая компенсирует центробежную силу.

ДЕТАЛИ ДВИГАТЕЛЯ ВОЗВРАТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Детали двигателя, совершающие возвратно-поступательное движение, которые имеют наибольшее влияние на баланс, - это поршни и шатуны. Другие части также совершают возвратно-поступательное движение, такие как толкатели клапана, толкатели, коромысла и клапаны, но любой дисбаланс в этих частях почти не влияет на вибрацию или долговечность. Почему? Потому что, как и распределительный вал, клапанный механизм совершает возвратно-поступательное движение на ПОЛОВИНЕ скорости вращения коленчатого вала.Кроме того, отдельные части относительно малы и очень легки по сравнению с массой вращающегося кривошипа и маховика.

При балансировке двигателя поршни, пальцы, поршневые кольца и верхние части шатунов взвешиваются для расчета возвратно-поступательного движения. С другой стороны, масса больших концов шатунов и стержневых подшипников рассчитывается как часть вращающегося веса.

Большинство коленчатых валов имеют большую ПРОТИВОВЕСУ как часть литья или ковки.Эти большие противовесы предназначены для компенсации колебаний, вызываемых возвратно-поступательным весом верхних штоков, пальцев, поршней и поршневых колец. Когда кривошип вращается, расположение противовесов таково, что они создают собственные центростремительные силы для компенсации или уравновешивания сил, создаваемых поршнями, движущимися вверх и вниз. Если двигатель точно сбалансирован, один будет идеально компенсировать другой, и вибрация будет минимальной или отсутствует.

ДОСТИЖЕНИЕ БАЛАНСА ДВИГАТЕЛЯ

Основная процедура балансировки двигателя начинается с взвешивания всех компонентов, совершающих возвратно-поступательное движение (малых концов шатунов, поршней, пальцев и поршневых колец) на высокоточной цифровой шкале граммов.После того, как все веса отдельных компонентов будут записаны, идентифицируются самые легкие части. Затем аналогичные детали шлифуются или обрабатываются, чтобы соответствовать весу самой легкой детали. Идея состоит в том, чтобы все поршни имели одинаковый точный вес, а все штоки имели одинаковый вес выхлопа (все большие концы были одинаковыми, а все маленькие - одинаковыми).

Заводские детали двигателей массового производства примерно одинаковы по весу, но степень соответствия набора поршней или шатунов одинаковому весу будет зависеть от производителя и области применения.Для низкооборотистого двигателя точное соответствие веса поршней и шатунов менее критично, чем согласование веса поршня и штока в высокооборотном двигателе или гоночном двигателе.

Для хорошей балансировки поршни и штоки обычно взвешиваются с точностью до плюс-минус 2 грамма. Один грамм составляет 1/28 унции, или примерно такой же вес, как долларовая банкнота. Чем ближе совпадение, тем лучше.

Следующий шаг зависит от типа двигателя (рядный, V-образный или горизонтально-оппозитный) и типа коленчатого вала.В прямом рядном четырех- или шестицилиндровом двигателе следующим шагом будет установка коленчатого вала в балансировочную машину и вращение его для выявления любого дисбаланса вращения. Датчики и оборудование в машине для балансировки двигателя будут точно определять местоположение и величину дисбаланса, поэтому исправления могут быть сделаны путем удаления металла с противовесов коленчатого вала или, в некоторых случаях, путем добавления грузов для компенсации дисбаланса.

Если кривошип имеет тяжелое место, вес обычно снимается путем сверления отверстий в противовесе (ах) рядом с тяжелым местом.Или внешний диаметр противовеса (ов) можно обработать на токарном станке, чтобы удалить тяжелое пятно.

Если кривошипу необходимо добавить вес в какой-либо области для достижения баланса, это делается путем просверливания отверстия в противовесе (ах) рядом с легкой зоной, а затем вставкой заглушки из тяжелого металла, называемого металлом Мэллори. Мэллори - это 90-процентный сплав вольфрама, который имеет плотность вдвое больше, чем сталь.

Еще один фактор, который необходимо учитывать при балансировке двигателя, - это то, как он балансируется.Многие двигатели имеют внутреннюю балансировку, что означает, что вся балансировка зависит от противовесов коленчатого вала. Следовательно, на балансировочном станке нужно вращать только кривошип, чтобы определить любые дисбалансы, которые могут вызвать вибрацию.

Другие двигатели имеют внешнюю балансировку, что означает, что балансировка кривошипа также зависит от комбинированного баланса кривошипа, маховика и гармонического балансира. Следовательно, внешне сбалансированный кривошип должен вращаться вместе с маховиком (или гибкой пластиной, если двигатель соединен с автоматической коробкой передач) и гармоническим балансиром, прикрепленным к кривошипу.Любые необходимые исправления могут включать просверливание отверстий или добавление Мэллори не только к противовесам кривошипа, но также к маховику и / или гармоническому противовесу. Это зависит от расположения тяжелого места и от того, как проще его исправить.

МАШИНЫ

Перед тем, как кривошипно-шатунный механизм вращается на балансировочном станке, к шейкам шатунов на коленчатом валу прикрепляют грузы-грузики, чтобы имитировать вращающуюся и возвратно-поступательную массу штоков и поршней на двигателе V6 или V8. Пупыры изготавливаются путем сложения утяжеленных прокладок вместе, а затем зажима грузиков на шейках кривошипа.

При балансировке плоского четырехцилиндрового кривошипа, как правило, не требуются балласты, поскольку шейки штока расположены на 180 градусов друг от друга. Такое расположение создает возвратно-поступательные силы, которые естественным образом компенсируют друг друга. То же самое относится к двигателям типа «боксер», таким как Subaru или Porsche, где поршни расположены горизонтально друг к другу на противоположных сторонах коленчатого вала. Силы, создаваемые движениями противоположных поршней, компенсируют и компенсируют друг друга (при условии, что все они имеют одинаковый вес).

Bobweights собраны таким образом, чтобы равняться 100 процентам вращающегося веса (большие концы штоков и подшипников штоков) и 50 процентам возвратно-поступательного веса (малые концы штоков, плюс поршни, пальцы и поршневые кольца), а также лишние 4 грамма для масла.

Для двигателей с высокими оборотами (7000+ об / мин) некоторые эксперты рекомендуют увеличить возвратно-поступательный вес до 53 процентов или до 55 процентов, если двигатель будет работать с высокой стороной 9000 об / мин. Это называется «перебалансировкой» двигателя, чтобы компенсировать силы сгорания, которые могут создавать собственный дисбаланс.

Пропускные грузы, равные возвратно-поступательному весу верхних штоков и поршней, собираются и устанавливаются на шейки шатунов коленчатого вала.

Затем коленчатый вал вращается, а датчики балансировочного станка обнаруживают вибрацию. Программное обеспечение балансировочного станка вычисляет, где находится дисбаланс и насколько он велик, чтобы можно было внести коррективы. Второе вращение после того, как были внесены исправления, подтвердит балансировку кривошипа.

НАСКОЛЬКО ТОЧНЫМ ДОЛЖНЫ БЫТЬ БАЛАНСЫ?

На типичном бензиновом четырехцилиндровом, рядном шестицилиндровом двигателе V6 или V8 заводской баланс должен составлять одну унцию на дюйм (28.35 грамм) или меньше. Многие двигатели поздних моделей сбалансированы с еще более жесткими допусками: ½ дюйма унции (14 граммов) или даже дюйма унции (7 граммов).

Для низкооборотных дизельных двигателей баланс коленчатого вала гораздо менее важен из-за более низких оборотов, при которых эти двигатели обычно работают. Дисбаланс будет меньше влиять на плавность работы кривошипа и двигателя. Даже в этом случае для дизельных двигателей больших тяжелых грузовиков, которые рассчитаны на много сотен тысяч миль, даже небольшой дисбаланс может со временем сказаться.

Одна унция на дюйм означает, что есть одна унция дисбаланса на расстоянии одного дюйма от центра кривошипа.

Для двигателя с высокими оборотами, чем меньше дисбаланс, тем лучше. Многие из этих двигателей имеют вес до 2 граммов или меньше!

Заводские допуски балансировки обычно достигаются путем вращения кривошипа один раз, затем внесения любых необходимых поправок, а затем вращения кривошипа во второй раз, чтобы проверить исправления дисбаланса. Но достижение еще более точного уровня дисбаланса требует многократных вращений, корректировок и перепроверок до тех пор, пока кривошип не станет настолько хорошим, насколько это возможно.Все балансировочные машины имеют небольшую погрешность (около половины грамма), поэтому существует предел того, насколько близок к нулю дисбаланс, который вы можете получить.

ЗАМЕНА ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ МЕНЯЕТ БАЛАНС. Основные части должны быть взвешены и сбалансированы для минимизации вибраций.

Некоторые комплекты шатунов для вторичного рынка предварительно уравновешены шатунами и поршнями, согласованными по весу.Это ускоряет и упрощает сборку двигателя, поскольку вам не нужны услуги механического цеха для балансировки деталей.

ВИБРАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Если у вас есть проблема с вибрацией двигателя, скорее всего, она не связана с внутренней балансировкой, а, скорее всего, является результатом поломки или разрушения опоры двигателя, трансмиссии или опоры трансмиссии. Заметные вибрации на холостом ходу почти всегда указывают на плохую опору двигателя.


НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в формате PDF.





Статьи по теме:


Крепления двигателя

Распространенные причины отказа двигателя

Советы по восстановлению двигателя

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive

Как выполняется балансировка коленчатого вала?

Какой процесс можно использовать для балансировки коленчатого вала?

Противовесы отливаются или выковываются на месте при формировании коленчатого вала, а процесс балансировки выполняется путем удаления металла с противовесов (обычно путем сверления отверстий) до тех пор, пока их общая сумма не станет правильной для компенсации компонентов двигателя.

Нужно ли балансировать коленчатый вал?

Поскольку разные штоки и разные поршни имеют разный вес, невозможно сделать коленчатый вал, который был бы сбалансирован «прямо из коробки» для любой комбинации штока и поршня. Все коленчатые валы должны быть сбалансированы для вашей конкретной комбинации штока и поршня.

Сколько стоит балансировка коленчатого вала?

Что касается стоимости, то большинство сбалансированных заданий стоит около 200 долларов и обычно занимает до двух часов - конечно, это при условии, что все прошло успешно.Если необходимо добавить вес для идеального баланса, вы можете рассчитывать, что цена и время, необходимое для выполнения работы, соответственно вырастут.

Как узнать, сбалансирован ли ваш кривошип изнутри?

Когда для уравновешивания коленчатого вала могут использоваться только противовесы, кривошип считается «внутренне сбалансированным». Если противовесы сами по себе слишком легкие, чтобы уравновесить коленчатый вал, и требуется больший вес, можно использовать «внешнюю балансировку».

Почему необходимо балансировать коленчатый вал?

Настоящая цель балансировки вращающегося узла - убедиться, что противовесы коленчатого вала компенсируют вращающие и возвратно-поступательные силы, создаваемые поршнями и шатунами.В современных легких поршнях и шатунах для этого обычно требуется снятие массы с противовесов кривошипа.

Какова функция коленчатого вала?

Коленчатый вал - это, по сути, основа двигателя внутреннего сгорания. Коленчатый вал отвечает за правильную работу двигателя и преобразование поступательного движения во вращательное.

Нужна ли балансировка двигателя?

Уличные двигатели не требуют балансировки.За исключением пары редких случаев, почти ни один заводской двигатель никогда не был полностью сбалансирован, даже большинство двигателей с высокими характеристиками не были сбалансированы. Балансировка помогает двигателю работать более плавно и с меньшими вибрациями, что снижает повреждение коренных подшипников и продлевает срок их службы.

Насколько важна балансировка двигателя?

Балансировка идет рука об руку с производительностью двигателя. Балансировка снижает внутренние нагрузки и вибрации, которые нагружают металл и могут в конечном итоге привести к отказу компонентов.Более плавный двигатель также является более мощным двигателем.

Могу ли я заменить поршни без балансировки?

Нет необходимости балансировать всю сборку. Просто принесите свои новые поршни с одним старым поршнем в механический цех, и они могут облегчить новые, чтобы они были того же веса, что и старые.

Как сбалансировать двигатель дома?

Самая простая балансировка двигателя в домашних условиях. Возьмите все соединенные движущиеся части от шейки штока до верхней части поршня, шатуна, его подшипника, пальца запястья, штока поршня, поршня и любого другого оборудования, связанного со всем этим, что движется, и взвесьте это.

В чем разница между внутренне и внешне сбалансированными?

Двигатели с внутренней балансировкой имеют грузы, добавленные к противовесам коленчатого вала для достижения надлежащего баланса во вращающемся узле. Чтобы достичь надлежащего баланса во вращающемся узле, двигатели с внешней балансировкой требуют использования дополнительного веса на маховике / гибкой пластине или веса, снятого с одной стороны маховика.

Как работает балансировка двигателя?

Противовесы коленчатого вала

предназначены для компенсации (или уравновешивания, если хотите) эффекта инерции относительно тяжелого поршня и шатуна, движущихся как вращательно, так и возвратно-поступательно (вверх-вниз) со скоростью.Вес поршневой и стержневой комбинации влияет на размер и размещение противовеса.

Является ли 396 внутренне сбалансированным?

Вы можете установить любой маховик с внутренней или «нейтральной» балансировкой на свой 396 или 427. Поскольку вся балансировка выполняется на коленчатом валу путем добавления или снятия веса.

Что такое коэффициент балансировки коленчатого вала?

Более точный способ описать это: 100% вращающейся массы и 50% возвратно-поступательной массы - 50% часто является `` стандартом '', к которому стремятся люди, и это может дать разумный компромисс между массой / инерцией коленчатого вала и пиковым подшипником.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *