Как балансируют коленвал

Как отбалансировать коленвал

Балансировка коленчатого вала является одной из важнейших процедур, выполняемых при техническом обслуживании автомобилей. Этот процесс позволяет определить и устранить дисбаланс, который может негативно сказаться на работе двигателя и других элементов автомобиля.

Условия и необходимость балансировки

Для того чтобы выполнить балансировку коленчатого вала, необходимо использовать специальный динамический стенд. Это оборудование, присутствующее в крупных станциях технического обслуживания, позволяет определить места и массу компенсаторов дисбаланса с высокой точностью. Балансировка необходима как для новых коленчатых валов с дефектами сборки и изготовления, так и для коленчатых валов, находящихся в эксплуатации.

Процесс балансировки

Коленчатый вал с маховиком закрепляется на балансировочном стенде и приводится во вращение с частотой, соответствующей рабочим оборотам. С помощью лазерного датчика, перемещающегося вдоль длины коленвала, определяется дисбаланс. Полученная информация записывается и обрабатывается с помощью специализированного программного обеспечения на компьютере, входящем в состав стенда. На основе результатов определения дисбаланса, определяются места установки балансировочных грузов или точки съема металла. Также указывается масса компенсаторов.

Статическая балансировка в гаражной автомастерской

В условиях гаражной автомастерской можно выполнить статическую балансировку коленчатого вала с маховиком. Для этого коленвал устанавливается на 2 призмы, затем методом подбора добавляется балансировочный груз, пока ротор не перестанет проворачиваться под воздействием собственного веса. При тестировании временным грузом можно использовать пластилин.

Устранение дисбаланса

Как при статической, так и при динамической балансировке коленвала, дисбаланс требуется устранить. Это может быть выполнено двумя способами — наваркой дополнительного металла или высверливанием отверстий в определенных местах. Для снятия металла в конструкции коленвала предусмотрены специальные балансировочные пояски, поэтому наличие отверстий не ослабляет деталь.

Выводы

Балансировка коленчатого вала является важной процедурой при техническом обслуживании автомобилей. Она позволяет устранить дисбаланс, повысить длительность жизненного цикла вала, снизить потери мощности, уменьшить шум в салоне и снизить износ элементов кузова и трансмиссии. Для балансировки необходимо использовать специальный динамический стенд, который точно определит места и массу компенсаторов дисбаланса. В гаражной автомастерской можно выполнить статическую балансировку с использованием призм и пластилина. Устранение дисбаланса может быть выполнено путем наварки металла или высверливания отверстий в определенных местах.

Балансируем v-образный коленвал

Почему мы так редко балансируем неуравновешанные коленвалы? Одна из причин . высокая стоимость на данный вид работы. Примерно в пять раз дороже балансировки обычного (рядного) коленвала. А почему стоимость завышенная? Потому, что обьем работы шире. Мы просим за балансировку v-образного коленвала 10т.р. (в других местах просят 25 тр)

Предлагаем прочесть перевод мануала по балансировке v-образных коленвалов. ТУТ

Если Вы прочли мануал, то Вам понятен термин БобВейт и Боб-Фактор. Для балансировки v-образных коленвалов Вам потребуются Бобвейты. Их можно купить, а можно сделать у любого фрезеровщика. Очевидно, что Бобвейт для балансировки КАМАЗовского коленвала будет покрупнее, чем для малютки Матиз (имеется ввиду коленвал трехцилиндрового Матиза, он так же неуравновешанный), а значит арсенал Бобвейтов должен быть больше (если Вы планируете балансировать мотоциклетную и грузовую технику). Мы разделим статью на две части. первую назовем Бобвейт, вторую Боб-фактор.

		Свои Бобвейты делали на станке ЧПУ. После этого добились полного соответствия веса обоих половинок. Более того. отбалансировали Боб в собранном виде (на фото Бобы для лодочного Вихря).
		Все кто собирает тюнинговый v-образный мотор, задумываются о балансировке. Переход на поршневую с другим весом (как и переход на поршни ремонтного размера) потребует коррекции. На фото коленвал дрифтеров из Саратова.
		Не лишним будет проверить весы на «вшивость». Хорошие весы будут стоить от 30 т.р Но кто мешает использовать весы стоимостью 5тр. если они показывают точно?
		Вес верхней и нижней головки шатунов нам нравится определять используя двое весов. Мало у кого Вы найдете такой подход, но определенно он нам нравится.
		Клиент часто сам производит развесовку своих шатунов (экономит деньги). Нам присылает самый наилегчайший шатун и поршень. Он нам нужен для определения веса Бобвейта. Мануал и большинство американцев молвят, что разница в весе ШПГ не может быть более 0.5 гр.
	Вес верхней головки шатуна и вес нижней головки у всех шатунов должны быть одинаковыми. Посмотрите на канале ЮТУБ . Crankshaft Balancing. Точно так же нужно развешивать и шатуны обычного рядного Вазовского мотора. Центр масс у шатунов должен быть одинаковым.
		Вес Бобвейта- это . полный вес нижней головки шатуна с вкладышами + вес масла в шатунной шейки. Добавляем не полный вес инерционной части ШПГ (поршень с кольцами и пальцем, стопорами и верхней головкой шатуна). Если при Балансировке Вы используете Бобфактор 50%, то берем 50% всего веса инерционной части ШПГ.
	Все Бобы готовы (почти) . им всем не хватает 1,5гр. Но эти 1.5 грамма мы планируем добавить каждому Бобу следующим шагом. При сборе Бобвейта нужного веса добиваемся полного равенства веса у двух половинок Боба . Боб будет иметь свой центр масс точно в ЦЕНТРЕ. Боб — штука универсальная, он раздвигается и может встать на шатунную шейку любого разумного диаметра. Шатунная шейка Оки (47,8мм), Toyota (52мм), Dodge (63,5мм). Как Вы думаете раздвигаясь Боб сохранит центр своей массы в самом центре?
		Никогда не гадаем, всегда проверяем. Если имеющаяся скалка на которой Вы проверяете Центр расположения масс у Бобвейта меньшего диаметра (то намотайте рулон плотной бумаги и доведите диаметр скалки до диаметра шатунной шейки Вашего v-образника). Если Скалка 52мм, а шатунная шейка 47,8мм (ВАЗ), то можно взять коленвал КИА-РИО (1.6 литра). Коренная шейка у киа-рио 48мм. Коленвал Киа-Рио балансируем «в ноль» и уже он будет Вашей скалкой (на вторую коренную шейку оденется Бобвейт и оценивается его дисбаланс).
		Вот и проверили. Колбасит нашего Бобика на 1.41гр. Вот и пришло время навесить пластилин весом 1.5 грамм на Бобвейт в определенном месте и даже на определенном радиусе.
		Бобик стал весить столько, сколько нам требуется при Бобфакторе 50%. И остаточный дисбаланс Бобика 0.1гр Метим стрелкой расположение этих паразитных 0.1гр Паразитных 1.41 гр мы уменьшили в 10раз. И привели Бобвейт к требуемому весу.

На просторах интернета нам не удалось найти ни одного американца, который бы рекомендовал отбалансировать Бобвейт. По видимому американцы слишком самоуверенны, что нацепляя на каждую половинку Бобвейта по 500гр, центр масс обязательно будет в центре шатунной шейки. Парадокс еще в том, что американцы одни из тех, кто активно тюнят Роторные моторы. И балансировка коленвала роторного мотора подразумевает насаживания на шейку коленвала имитатора ротора с Бобфатором 100%, т.е. по сути сам ротор. Но ротор америкосы реально балансируют (Балансировка Ротора от Роторного мотора с 9й минуты). Если Ротор они балансируют как у кота «ЯЙЦА» . то почему не балансируют сам Бобвейт?

Но если Вы забьете в ютубе Auswuchten der Kurbelwelle v-6 . Немецкий паренек, как и мы проделывает подобную балансировку Бобвейтов (жаль, что пренебрегает следующим нашим шагом). Шагаем дальше.

Первый пуск . 10 гр (800гр*мм) и 12 гр (941гр*мм) путем удаления металла. Есть где удалять. Ура! Саратовским парням повезло.

Устраняем металл и добиваемся приятных цифр 0.4 гр и 0.4 гр

Обратите внимание, что наши Бобики имели остаточный дисбаланс по 0.1-0.2 гр. Причем их получилось ровно половина с 0.1гр и ровно столько же с 0.2 гр. Их мы сгруппировали парами . 0.1 и 0.2 на одной шейке (а не 0.1 и 0.1. 0.2 и 0.2).

БАБАМ. 3 гр слева и 3 гр справа.

Интересно, а при дисбалансе у каждого бобвейта по 1.4-1,7 гр . какой бы результат показал Станок?

Кому удобно воспринимать информацию через видео, вот ролик трехлетней давности, где Бобвейты мы корректировали до остаточного дисбаланса 0.5-0.7 гр. https://www.youtube.com/watch?v=Qz5hyp0RjRg Бобики располагали так же парами 0.5гр компоновали с 0.7гр, чтоб каждая шейка создавала при вращении одинаковую инерцию, направленную в одинаковую сторону. Фактически расчетный вес Бобвейта будет незначительно увеличиваться или уменьшаться.

Мы использовали Боб-Фактор 50%. А что произойдет если мы повесим на коленвал Бобвейты с бобфактором 52,1% ?

Коленвал отбалансирован по 50% Боб-фактору. На каждый Бобвейт повесили по 13,4 гр веса. Что фактически означает набор Боба по Боб-фактору 52,1%. После пуска с каждой стороны просит коррекции . словно и не балансировали! Значит набор и определение веса Боба дело ответственное! Зададимся вопросом, а как так получилось, что Боб-фактор получился ровно 50% ? В мануале так написано? Весь мир так делает? И так устроена физика, что цифра 50% — это грань совершенства? Почему не цифра 50,5%.

Думается нам, что правда колеблется в диапазоне Боб-фактора 40-60 %. А цифра 50 лежит ровно по середине этого коридора. Вот и ответ почему в американских рекомендациях фигурирует 50%. без всяких обьяснений (это предположение). Вторая версия . эти амриканцы — ребята ГЕНИАЛЬНЫЕ и нужно полагаться на их опыт.

Однако существует и российская формула расчета. Вес прицепной части + шатун + поршень , где вес прицепной части расчитывается на основе центра массы шатуна (центр масс определяется путем периода качания верхней и нижней головок шатуна).

Масса(прицепной части) = масса(шатуна) * L1(от ц.м.ш до точки подвеса в.г.ш )/L(длина шатуна)

Попадает российский Боб-фактор в район 32% Боб-фактора. Цифра сильно отличается от принятой в мире. Но формула дает понять, что от длины шатуна вес Бобвейта будет меняться. А значит прямолинейно все моторы под один Боб-фактор ставить опрометчиво. Для каждого мотора свой идеальный Бобфактор. Признаемся, что мы его не знаем. Знаем, что не все балансируют при 50% Боб-фактора. Очень «крутые» чуваки балансируют со своим БОБ-фактором. Если нам доведется оказаться в поддоке Williams, то обязательно спрошу у Пади Лоу, что он посоветует делать с этим Боб-Фактором (шутка).

Путь решения нам видится следующий.

Балансируем коленвал 50% Бобфактор. Устанавливаем коленвал с ШПГ в блок. Ставим на обкаточный стенд. На обкаточном стенде замеряем вибрацию на бугелях коленвала при разных оборотах вращения. Снимаем коленвал и перебалансируем его с Боб-фактором 52% . 54%. 56%. 65% замеряем в реально собранном блоке величину вибрации на бугелях.Практическим путем находим для конкретного мотора лучший Боб-фактор. У нашего подопытного v-образного блока меняем вес ШПГ (не меняя длину шатуна) и перебалансируем коленвал снова с определенным нами оптимальным Боб-фактором, чтоб увидеть повторное подтверждение определенного Боб-фактора, как оптимальный.

П.С. Выбор Боб-фактора при балансировке обсуждается с заказчиком.

П.С.С Поиск отпимального Боб-фактора ведем и точно найдем.

Как балансируют коленвал

ВНИМАНИЕ!
Вы используете безнадёжно устаревший браузер.
Содержимое этого сайта может отображаться
на некоторых страницах некорректно.
Настоятельно рекомендуем Вам скачать
и установить Firefox, Google или любой другой
современный браузер.

Р абота балансировщика и виброналадчика никогда не станет ремеслом. Это искусство!

О трицая модный сегодня подход, при котором основная роль в балансировке отводится аппаратуре и софту, а человеку остаётся лишь скромная роль оператора, мы активно доказываем обратное.

Т аким образом, измерительный прибор или прикладная программа — всего лишь наши помощники.

О сновы векторной алгебры и теоретической механики — с этого начинаются балансировка и виброналадка , а не с изучения руководства пользователя того или иного прибора.

Р езультат — вот на что всегда направлены наши действия , а не только на составление формального отчёта: порядочность — ещё одна из основ нашей работы.

Т акой стандарт существует. Это ГОСТ ИСО 1940-1-2007 «Требования к качеству балансировки жестких роторов». Нужная Вам информация находится в § 6.2.2, табл.1 указанного документа. Этот и другие стандарты можно скачать здесь

Вы пишете, что диск сцепления не входит в комплект деталей, представляемых на балансировку. Почему? Ведь он тоже вращается вместе с коленчатым валом?

Д ело в том, что диск сцепления относится к узлу коробки передач, а не к узлу коленчатого вала. При выжатом сцеплении он с узлом коленчатого вала не связан, а при отжатом — действительно вращается вместе с ним. Поэтому диск сцепления может в процессе работы сцепления занимать различные положения относительно узла «коленчатый вал — маховик — кожух сцепления». Включить диск сцепления в балансируемый комплект было бы грубой ошибкой!
В идеале диск сцепления следует отбалансировать статически как отдельную деталь на специально изготовленной оправке. Вы можете заказать эту операцию у нас или произвести её самостоятельно.

Официальный сайт
ООО «Лаборатория вибраций «РОТОР СПб»
им. А.С. Гольдина

Балансировка коленчатых валов

Страница 1

Перейти к странице: Следующая 1 2 3 4 5

Д исбаланс (см. Дисбаланс) коленчатого вала — это не только вибрация двигателя и дискомфорт. Это не только преждевременный износ деталей. Неуравновешенность (см.Неуравновешенность) «колена» поглощает ощутимую часть полезной мощности двигателя вследствие рассеяния энергии. Проще говоря, двигатель вместо того, чтобы тратить свою силу на полезную работу, тратит её на борьбу с подушками двигателя, стараясь их растрясти и разорвать. По данным доктора тех. наук, профессора В. А. Щепетильникова, автора известной в своих кругах монографии «Основы балансировочной техники» «. надлежащая балансировка деталей автомобиля удлиняет срок службы на 25. 100%, повышает полезную мощность двигателя в среднем на 10%». Обратите внимание на снимок справа. На этом «шедевре» завода ЗМЗ пришлось сперва при помощи болгарки отрезать часть противовесов, чтобы «привести в чувства» балансировочный станок. Только после этого появилась возможность корректировки масс сверлением радиальных отверстий. А это ещё далеко не худший случай. Некоторые валы невозможно разогнать. Они сразу заходят в резонанс и пытаются уйти с опор балансировочного станка. Такая неуравновешенность — свойство практически любого вала российского производства, кроме, пожалуй, валов семейства 2108, да ещё «Камаз». Да и те непредсказуемы. Характерная подробность: самый худший сюрприз для балансировщика — это именно новый коленвал. Зачастую приходится составлять соответствующий акт, и производить возврат изделия в магазин, как не подлежащее балансировке*.

* Справедливости ради стоит отметить, что заказов на балансировку

коленчатых валов автомобилей российского производства становится в последние годы всё меньше и меньше. Но при этом, качество заводской балансировки некоторых изделий заметно улучшилось.

Коленчатые валы импортного производства нуждаются в балансировочном станке значительно реже отечественных. Качество заводской балансировки, как правило, хорошее. Но порой встречаются такие экземпляры, что просто диву даёшься. Так что, как говаривали в прошлом, не нужно преклоняться перед Западом.

Балансировка рядных коленчатых валов

1. Двухплоскостная балансировка
2. Статикомоментная балансировка (балансировка при помощи симметричной и кососимметричной систем грузов)
3. Многоплоскостная балансирока

Что нужно для балансировки рядного вала*

1. Коленчатый вал
2. Маховик
3. Кожух сцепления ( диск сцепления не нужен )
4. Передний шкив
5. Все элементы крепления, включая штатные болты

Не собирайте узел коленчатого вала! У балансировщика нет ни времени, ни желания заниматься откручиванием насмерть затянутых гаек!

БАЛАНСИРОВКА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: СТОИТ ЛИ ДЕЛАТЬ ЭТО?

Дисбаланс — это одно из самых опасных явлений, которое действует на вращающиеся детали в автомобиле, в том числе и коленчатый вал. Его внешними признаками являются повышенные вибрации, которые при разной частоте вращения могут усиливаться или уменьшаться и передаются по кузову авто. Эти проявления вызывают дополнительные нагрузки на коленчатый вал, ослабляют крепежи, что ведет к ускоренному износу вала, вкладышей и в результате поломкам. Кроме того, вибрация чрезвычайно вредна для здоровья водителя и пассажиров!

Среди основных причин появления дисбаланса можно назвать:

• не качественность изготовления деталей;
• неоднородность материала из которого сделана деталь;
• неточное центрирование сопрягаемых деталей;
• увеличенные зазоры в сопрягаемых деталях и узлов, а также несоосность их монтажа;
• деформации валов при механической и термической обработке;
• повреждения в процессе эксплуатации.

Больше всего создает дисбаланс несбалансированные детали большого диаметра, которые вращающиеся с повышенной угловой скоростью. К таким деталям относятся: колеса, карданный вал, сцепление или гидротрансформатор автоматической трансмиссии, маховик и коленчатый вал.

При динамической балансировке коленчатый вал вращают вокруг оси опорных шеек и определяют как минимум пару тяжелых мест по которым корректируется дисбаланс. Использование этого метода требует применения специального оборудования. Существует два основных варианта динамической балансировки: до резонансная и за резонансная, и для каждого — свой станок. При любом способе определения величины дисбаланса важно установить деталь так, чтобы ось ее вращения точно совпадала с осью вращения в том узле, где она работает.

На автозаводах и автомастерских предприятиях степень величины неуравновешенности коленчатых валов определяют именно таким способом. Доведение детали до допустимой уровня вибрации производят путем высверливания или срезания лишнего веса с противовесов или щек. Следует отметить, что балансировка коленчатого узла производится поэтапно. В первую очередь балансируется коленвал после крепят маховик и убирают дисбаланс с него, а потом проверяется корзина, которая крепится к маховику . Вал устанавливается на станок так же как и установлен на автомобиле (на коренные шейки), закрепляется, и производиться первый пуск. При вращении возникают динамические нагрузки от «тяжелых мест», датчики, которые установленные в опорах оборудования, считывают силу колебания, в то время датчик положения передает информацию о положении вала. С первым пуском определяется величина и фаза дисбалансов. После, определяется масса и положение мест которые создают дисбаланс. Мастеру остается только убрать лишний металл. Вал проходит повторное измерение неуравновешенности и, если дисбаланс находится в поле допуска, вал готов.

При составлении плана капитального ремонта двигателя и определения перечня обязательных механических работ такая процедура, как балансировка коленчатого вала, для многих мотористов и механиков остается открытой. На вопрос стоит ли тратить на это деньги, часто следует ответ с недоумением в глазах: оно же как-то ездило.

Решать ВАМ: коленчатый вал при весе в 20 кг, получивший смещение по оси всего 0,1 мм за счет прогиба вала, биения посадочного места под маховик или при шлифовке (попасть в прежнюю ось вала вплоть до 0,01 не возможно), а особенно после «застучавшего двигателя»; замены элементов, которые влияют на сбалансированный вал (противовесы, поршни, шатуны, маховик, «корзина» сцепления) и при частоте вращения 6000 об./мин. создает центробежную силу, равную 7729 H (или 788 кг). Данная нагрузка передается через сопрягаемые детали двигателя на шасси и кузов, создавая шум и вибрацию, которые пагубно влияют на пассажиров и груз, а также увеличивает расход топлива, снижения мощности, ослабление крепежей и уменьшает ресурс двигателя.

Качественная балансировка коленчатого вала с маховиком и корзиной увеличивает ресурс двигателя на 30-40%.

Коленчатые валы зарубежных автопроизводителей на заводе балансируются поэтапным методом. Все детали кривошипного механизма (коленчатый вал, маховик, корзина сцепления, передний шкив и пр.) соосны, сбалансированы сначала по отдельности, а потом и в сборе. Валы отечественных производителей требуют ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ балансировке, причем, новые или работавшие без разницы, особенно работавшие! На автозаводах постсоветского пространства балансировку в сборе не производят. Что порой приводит к сборе в одной из точек узла, допусков дисбаланса всех деталей. В этом случае высверливание порой не помогает, приходится срезать лишний вес, который начинает измеряться в килограммах, болгаркой.

Балансировка отдельно взятых деталей коленвального узла даст слабый эффект или произойдет наоборот. В случае балансировки отдельно маховика от вала порой приходится сверлить отверстия напротив заводского. Вероятность того что после установки его на вал он может дать ещё большую вибрацию. Установка нового маховика даст не предсказуемые последствия. Для получения результата нужно балансировать коленчатый вал с поэтапным навешиванием всех деталей, которые к нему крепятся (маховик, корзина сцепления, шкив, храповик). Следует отметить, что перед балансировкой нужно удалить грязь с масляных каналов и карманов!

Несколько важных слов о балансировке V-образных и других несимметричных коленчатых валов. Сюда относятся валы рядных двигателей с нечетным количеством цилиндров. При установке таких валов без выполнения специально технологии на балансировочный станок мощная моментная составляющая сорвет его с опор при первых же оборотах. Дело в том, что масса противовесов у таких валов на прямую привязана к массе шатунно-поршневой группы. Поэтому, на шатунные шейки необходимо установить оснастку определенной (с точностью до 1 г) массы которую нужно рассчитать или взять с технической литературы.

При изменении конструктивных особенностей коленчатого узла (облегчение и др.), а также при замене маховика, корзины, переднего шкива поршневой группы или шатунов настоятельно рекомендуем проводить модульную динамическую балансировку узла.