Как в домашних условиях отбалансировать коленвал


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 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!

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. 

Самостоятельная балансировка коленвала: тонкости процесса

Иногда автомобилисты могут изъявить желание самостоятельно  выполнить балансировку коленвала. В домашних условиях такая процедура может особенно понадобиться тем, кто желает самостоятельно узнать свой автомобиль или не доверяет его ремонт и обслуживание специалистам сервисных центров. По сути, балансировка коленчатых валов представляет собой механическую операцию в результате которой должны снизиться вибрация и прочие виды нагрузок на элементы силового агрегата. За счет балансировки можно повысить надежность, работоспособность и даже производительность двигателя.

Тонкости правильной балансировки коленвала

В большинстве случаев в выполнении подобной манипуляции нуждаются сильно изношенные механизмы. Однако бывает и так, что дисбаланс наблюдается в новом автомобиле, который был только приобретен у дилера. Понять необходимость проведения такой операции можно по нескольким признакам. Первый из них проявляется в болтании ручки переключения передач во время движения на холостом ходу. Абсолютно также будет вести себя и мотор. Происходить так может из-за некоторых погрешностей, которые могли быть допущены во время изготовления сопряженных деталей.  Иногда это может свидетельствовать о неоднородности материалов коленчатого вала. Кроме того, это может приводить к появлению люфта.

Как отбалансировать коленчатый вал: варианты

Существует два способа балансировки коленчатого вала. Первый из них носит название статического. Для него используются специальные ножницы, которые необходимо установить на деталь. Статический метод балансировки коленвала считается менее точным. Дисбаланс в нем определяется по положению детали во время вращения. Когда верхняя часть коленвала ниже, на нее крепятся грузики. После чего производятся замеры и выполняется догрузка до получения равновесия. второй способ — динамическая балансировка коленчатого вала.  Для ее выполнения необходимо специальное оборудование. В этом случае коленвал устанавливается в плавающие постели и раскручивается до нужных оборотов. Тогда световой луч находит и выполняет сканирование наиболее тяжелой точки, которая и выступает провокатором тряски. Информацию об этом выводят на экран. Что касается устранения дисбаланса, то здесь дело остается за малым просто удалить лишний вес.

О том, как выполнить балансировку коленвала в домашних условиях более подробно пойдет речь в этом видеоматериале:

Опубликовано: 05 сентября 2019

Как отбалансировать коленвал 🚩 балансировка коленвалов 🚩 Ремонт и сервис

Правильная балансировка автомобильного коленвала не только повышает длительность его жизненного цикла, но и снижает потери мощности, уменьшает шум в салоне и способствует снижению износа элементов кузова и трансмиссии. Балансировке подвергаются как находящиеся в эксплуатации коленчатые валы, так и новые, имеющие дефекты сборки и изготовления.

Для устранения дисбаланса коленчатого вала необходима его проверка на динамическом стенде. Данное оборудование входит в состав оснащения всех крупных станций технического обслуживания и позволяет производить балансировку коленвалов различной конструкции.

Коленчатый вал необходимо балансировать вместе с маховиком, так как они работают на двигателе в составе единого ротора. Вал крепится к цапфам балансировочного станка, имеющим цанговые или трехкулачковые патроны для закрепления балансируемого узла.

Закрепленный в станке коленвал с маховиком приводятся во вращение, частота которого соответствует рабочим оборотам. Дисбаланс определяется с помощью лазерного датчика, который может перемещаться вдоль длины коленвала.

Балансировочная характеристика записывается и обрабатывается с помощью специализированного программного обеспечения, установленного на компьютере, который входит в состав оборудования балансировочного стенда.

По результатам определения дисбаланса, выполненного на динамическом балансировочном стенде, определяются места установки балансировочных грузов либо точки съема металла. Также указывается масса компенсаторов.

В условиях гаражной автомастерской можно выполнить статическую балансировку коленчатого вала в сборе с маховиком. Для этого нужно установить коленвал на 2 призмы, после чего методом подбора добавлять балансировочный груз, пока ротор не перестанет проворачиваться под действием собственного веса. В качестве временного груза при тестировании можно использовать пластилин.

И статическая, и динамическая балансировка коленвала предполагают последующее устранение дисбаланса. Данные мероприятия могут осуществляться двумя методами – путем наварки дополнительного металла либо высверливания отверстий в определенных местах. Для снятия металла в конструкции коленвала предусмотрены специальные балансировочные пояски, поэтому наличие отверстий не ослабляет деталь ниже допустимого уровня.

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 отлично работает для большинства уличных и гоночных двигателей V8 с углом наклона 90 градусов, на самом деле почти невозможно идеально сбалансировать коленчатый вал .Это связано с тем, что балансир не может учитывать такие переменные, как давление в цилиндре, сопротивление кольца, длину стержня, 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, однако традиционная математическая формула, используемая для расчета веса штанги, их полностью игнорирует. Вместо этого, расчет веса штанги основан исключительно на измерении веса при вращении и возвратно-поступательном движении, 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-плоскостей V8.

Неудивительно, что с увеличением числа оборотов двигателя и выходной мощности традиционные методы балансировки коленчатых валов становятся менее эффективными. Самая 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 являются 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, изучить некоторые из передовых решений, с которыми экспериментировали ведущие гоночные команды, чтобы продлить срок службы двигателя в условиях экстремальных гонок с высокими оборотами.

Основы балансировки

Правильная балансировка вращающегося узла в двигателе любой конструкции имеет первостепенное значение для достижения максимальной 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 массы вращения и 50 процентов массы возвратно-поступательного движения. Чтобы определить, сколько массы нужно добавить или убрать с противовесов кривошипа, необходимо измерить все компоненты во вращающемся узле по отдельности с помощью высокоточной шкалы. 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 расположение 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 машиностроения в стране. От NASCAR Sprint Cup до NHRA Pro Stock выпускники SAM входят в ведущие гоночные команды отрасли. .

Как сбалансировать двигатель - основы балансировки двигателя

«В наши дни мир производительности полон крутых комбинаций двигателей со строкером, которые занимают больше страниц в каталогах коленчатых валов, чем когда-либо прежде. Мы говорим о длиннорычажных 460 Ford, 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 ваше». Но вся эта ажиотажная реклама тоже может вызвать недоумение.

Автомобильные мастера 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 придет время балансировать вращающийся узел. Балансировка звучит просто, но, как мы выяснили, есть много магазинов, которые все еще просверливают отверстия традиционным способом, когда применение нескольких простых приемов может упростить и удешевить жизнь. 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.

Просмотреть все 15 фотографий

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

Вопрос баланса
Перед тем, как углубиться в кастомный материал, 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 по направлению наружу от средней линии коленчатого вала, ограничена как блоком цилиндров, так и расположением нижней части цилиндров. Противовес, расположенный дальше от осевой линии кривошипа, имеет больший балансирующий эффект, но он ограничен шириной картера блока. Грузы, помещенные к обоим концам кривошипа, также имеют больший эффект и, следовательно, не должны быть такими большими, чтобы эффективно сбалансировать двигатель.Это делает рукоятку в целом легче.

Внутренний баланс против внешнего
Упаковка также является важным вопросом. Во время разработки малого блока 400ci главной инженерной проблемой было недостаточное пространство внутри картера малого блока для более крупных противовесов, требуемых сверхразмерным 4,125-дюймовым поршнем модели 400. 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 противовесов на гармоническом балансире и маховике / гибкой пластине. Одним из преимуществ внешних грузов является то, что они, как правило, легче, потому что расположены на крайних концах коленчатого вала. Недостатком является то, что эти смещенные грузы передают свои крутящие силы обратно в коленчатый вал, что нехорошо. Такая же ситуация наблюдается с Chevy с большим блоком 454ci, который также является единственным серийным большим блоком, в котором для балансировки двигателя используются внешние веса.

Посмотреть все 15 фото

Внешне сбалансированный двигатель легко обнаружить, посмотрев либо смещенный груз внутри переднего гармонического балансира, либо грузы, расположенные на гибкой пластине. Вместо увеличения веса внешне сбалансированных маховиков, большинство сверлит отверстия в противоположном положении для создания того же эффекта.

Малоблочные автомобили Ford 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 Форды использовали 28 унций дюймов в качестве величины внешнего веса, изменившись в 1981 году до 50 унций дюймов. Подобно малоблочным Chevys, детали могут заменяться между ранними и поздними двигателями, но чтобы гарантировать плавную работу двигателя, коленчатый вал, балансир и гибкая пластина / маховик должны все 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, на которую вы натолкнетесь, - это что-то, называемое весом 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 весь коленчатый вал в сборе можно будет должным образом сбалансировать, мастерская сначала взвешивает все компоненты по отдельности, а затем рассчитывает эффективный вес боба системы.Затем к шейкам шатунов коленчатого вала добавляются соответствующие веса, 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 унций. 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 рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это работает:

Вращающийся вес (г) Поршневой вес (г)
Подшипник стержня 50
Шатуны штанги 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.Математика выглядит 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 превышает вес боба ваших новых шатунов, поршней и колец, то необходимо снять вес с коленчатого вала, чтобы сбалансировать узел. Это относительно простая задача - просверлить несколько отверстий в противовесах коленчатого вала.Если значение веса боба для коленчатого вала меньше, чем для комбинации поршень и шток, 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, поэтому чистый выигрыш составляет всего около 19 граммов. Таким образом, добавление 50 граммов может быть дорогим, потому что металл Мэллори не дешев. Это также означает, что тщательное исследование вашего комплекта Stroker-Engine, чтобы избежать серьезных проблем с балансировкой головных болей и затрат, стоит затраченных усилий.

Многие производители автомобилей предпочитают собирать детали для строкера из разных источников, чтобы сэкономить деньги. Когда это может вызвать серьезные трудности, так это когда несоответствующие компоненты собираются бессистемно, и балансировочный цех должен внести серьезные изменения в коленчатый вал, чтобы правильно сбалансировать двигатель. Простой способ избежать этой проблемы - купить полный узел вращения у одних рук. Большинство этих комплектов ходовых поршней уже должным образом согласованы, поэтому 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 балансировки этой комбинации, Ишиго снял часть веса с балансира.

Ярлык настраиваемой 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, стержни с двутавровой балкой Scat 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 с противовесов нужно было снять чрезмерный вес. 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 осложнилась тем, что специальный маховик, необходимый для двигателя, нельзя было использовать на стенде двигателя. Это означало, что Ishigo не мог уменьшить вес, просверлив маховик, потому что при тестировании двигателя на динамометрическом стенде использовался 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 поэтому необходимо было снять такой большой вес, первым шагом Ишиго было убрать 77 грамм смещенного груза на болтах 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 балансировочных мастерских не оборудованы 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 small-block. 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 маленьком блоке 383, который был нашим испытательным двигателем для гигантской истории испытаний деталей «Стоят ли детали премиум-класса такой цены?» в номере за сентябрь 2007 г.

Посмотреть все 15 фото

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 просверленные несколько 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, так как вам не нужно использовать балансир со смещенным весом или гибкую пластину / маховик. Однако цельный задний фланец заднего основного уплотнения не позволяет компенсировать вес, который используется в двигателе с задним основным уплотнением, состоящим из двух частей. Чтобы учесть эту разницу в весе, всем цельным гибким пластинам заднего главного уплотнения (и маховикам) требуется смещение внешнего веса.Но с внутренне сбалансированным кривошипом 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.

.

Как работает коленвал - Все подробности

При сгорании топлива поршень выстреливает прямо вниз по цилиндру, работа коленчатого вала заключается в преобразовании этого поступательного движения во вращение - в основном за счет поворота и подталкивания поршня вверх по цилиндру.

Терминология коленчатого вала достаточно специализированная, поэтому мы начнем с названия нескольких частей. А журнал это часть вала, которая вращается внутри подшипника. Как видно выше, шейки коленчатого вала бывают двух типов: коренные шейки образуют ось вращения коленчатого вала, а шатунные шейки закреплены на концах шатунов, доходящих до поршней.

Для дополнительной путаницы шейки шатунов сокращенно обозначаются как шейки шатунов и также обычно называются шатуны , или цапфы головные . Цапфы стержней соединены с главными шейками посредством полотна .

Расстояние между центром коренной шейки и центром пальца коленчатого вала называется радиус шатуна , также называемый ход кривошипа . Это измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала - это расстояние сверху вниз известно как ход .Ход поршня будет в два раза больше радиуса кривошипа.

Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и заканчивается фланец маховика . Этот прецизионно обработанный фланец прикреплен болтами к маховик , большая масса которого помогает сгладить пульсацию поршней, срабатывающих в разное время. Через маховик вращение передается через трансмиссию и главную передачу на колеса. В АКПП коленчатый вал прикручен к кольцевая шестерня , несущий гидротрансформатор, передавая привод на автоматическую коробку передач.По сути, это мощность двигателя, а мощность передается туда, где она необходима: гребные винты для лодок и самолетов, индукционные катушки для генераторов и опорные колеса транспортного средства.

Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носиком, представляет собой вал, выходящий за пределы картера. Этот вал будет заблокирован с зубчатым колесом, которое приводит в движение клапанный механизм через зубчатый ремень или цепь [или, в высокотехнологичных приложениях, зубчатые передачи], и шкив, который передает мощность через приводной ремень на такие аксессуары, как генератор переменного тока и водяной насос. .

Детали коленчатого вала

Основные журналы

коренные шейки или просто главные шейки зажаты в блоке двигателя, и двигатель вращается вокруг этих шейек. Все шейки коленчатого вала будут обработаны идеально гладкими и круглыми и часто закалены. Основные шейки закреплены в седлах, в которых установлена ​​сменная вкладыш подшипника буду сидеть. Подшипник мягче, чем шейка, и может быть заменен по мере износа и предназначен для поглощения небольшого количества загрязнений, если таковые имеются, чтобы не повредить коленчатый вал.А крышка коренного подшипника затем прикручивается к шейке болтами и затягивается с точным крутящим моментом.

[Схема главной цапфы с подшипниками и отверстиями]

Цепи движутся по масляной пленке, которая вдавливается в пространство между шейкой и подшипником через отверстие в седле коленчатого вала и соответствующее отверстие во вкладыше подшипника. При правильном давлении масла и подаче масла шейка и подшипник не должны соприкасаться.

Шатунные шейки

шатунные шейки смещены от оси вращения и прикреплены к большие концы шатунов поршней.Как ни странно, их также часто называют шатуны или Шатунные опоры . Подача масла под давлением идет через наклонный масляный канал, просверленный от основной шейки.

В некоторых шатунах просверлено отверстие для масла, позволяющее распылять масло на стенку цилиндра. В этом случае опорные подшипники шатуна будут иметь канавку для подачи масла в шатун.

Смазка коленчатого вала

Контакт металл-металл - враг эффективного двигателя, поэтому и главные шейки, и шейки стержней движутся по масляной пленке, которая находится на поверхности подшипника.

Подать масло к коренному подшипнику скольжения легко: масляные каналы от блока цилиндров ведут к каждому седлу коленчатого вала, а соответствующее отверстие в корпусе подшипника позволяет маслу достигать шейки.

Подшипники шейки шатуна требуют такой же смазки, но они вращаются вокруг коленчатого вала со смещением. Для подачи масла к этим подшипникам масляные каналы проходят внутри коленчатого вала - через главную шейку, по диагонали через перемычку и через отверстия в шейках шатунов.Канавка в подшипнике коренной тяги позволяет маслу непрерывно продавливаться по каналу к шейкам шатунов, чему способствует выброс наружу центробежной силой вращающегося коленчатого вала.

Зазоры между шейками и подшипниками являются основным источником давления масла в двигателе. Если зазоры слишком велики, масло вытекает свободно, а давление не поддерживается. Слишком малые зазоры вызовут высокое давление масла и риск контакта металла с металлом. Поэтому важно, чтобы зазор между подшипниками и шейками измерялся при ремонте двигателя.

Противовесы

Коленчатый вал подвержен сильным вращающим силам, а масса шатуна и поршня, движущиеся вверх и вниз, оказывает значительную силу. Противовесы отлиты как часть коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы обеспечивают более плавную работу двигателя и более высокие обороты.

Коленчатый вал балансируется на заводе. В этом процессе прикрепляется маховик, и весь узел вращается на машине, которая измеряет, где он находится вне баланса. Балансировочные отверстия просверлены в противовесах для уменьшения веса. Если необходимо добавить вес, просверливается отверстие, которое затем заполняется хэви-металлом или меллори. Это повторяется до тех пор, пока коленчатый вал не будет сбалансирован.

Упорные шайбы коленчатого вала

В какой-то момент по его длине будут установлены две или более упорных шайб, чтобы предотвратить продольное перемещение коленчатого вала. На изображенном коленчатом валу с обеих сторон центральной шейки имеются упорные шайбы.Эти упорные шайбы устанавливаются между обработанными поверхностями перемычки и седла коленчатого вала, поддерживая заданный небольшой зазор и сводя к минимуму величину бокового движения, доступного для коленчатого вала. Расстояние, на которое коленчатый вал может перемещаться из конца в конец, называется его осевым люфтом, и допустимый диапазон будет указан в руководствах по обслуживанию.

В некоторых двигателях эти упорные шайбы являются частью коренных подшипников, в других, как правило, более старых типов, используются отдельные шайбы.

Основные сальники

Оба конца коленчатого вала выходят за пределы картера, поэтому необходимо предусмотреть какой-либо метод предотвращения утечки масла через эти отверстия.Это работа двух основных масляных уплотнений, одного спереди и одного сзади.

задний главный сальник устанавливается между задней главной шейкой и маховиком. Обычно это манжетное уплотнение из синтетического каучука. Прокладка вдавливается в углубление между блоком цилиндров и масляным поддоном. Уплотнение имеет фасонную кромку, которая плотно прижимается к коленчатому валу пружиной, называемой подвязкой.

Неисправное масляное уплотнение является серьезной проблемой, поскольку оно находится рядом с главными шейками, которые получают и нуждаются в хорошей подаче масла под давлением.В сочетании с вращением коленчатого вала это приводит к быстрой потере моторного масла из-за любого нарушения сальника.

сальник передний похож на задний, хотя его выход из строя менее катастрофичен, и к нему легче получить доступ. Передний сальник будет за шкивами и шестерней привода ГРМ.

Сальник сам по себе является дешевой деталью, но для доступа к нему требуется много труда по снятию трансмиссии, сцепления, маховика и, возможно, коленчатого вала.Поэтому рекомендуется заменять сальники каждый раз, когда двигатель разбирается и детали доступны.

Схемы коленчатого вала

Базовый коленчатый вал, показанный выше, от рядного 4-цилиндрового двигателя. Другие конструкции коленчатого вала будут зависеть от компоновки двигателя. Более подробно эта тема освещена в статье о компоновке двигателя. Но следует отметить, что в двигателях V-образной формы и W два шатуна могут иметь общую шейку штока.Ниже показаны некоторые типовые схемы коленчатого вала.

Коленчатый вал V6

Коленчатый вал V6 является в некотором роде специализированным, потому что он требует, чтобы шейки шатуна были разделены для поддержания равномерного интервала зажигания. Это требует, чтобы цапфы стержней были расколоты или раздвинуты, что известно как шплинт или Журнал разъемный дизайн.

Неисправности

Коленчатый вал, будучи очень прочным, является надежным элементом, и отказы коленчатого вала случаются редко, если только двигатель не работает в экстремальных условиях.

Изношенные журналы

Без достаточного давления масла шейки коленчатого вала будут контактировать с опорными поверхностями, постепенно увеличивая зазор и ухудшая давление масла. В крайнем случае это может привести к разрушению подшипников и серьезному повреждению двигателя. Если журналы изношены до предела, предусмотренного для их использования, или уже не имеют идеально круглой формы, их необходимо отшлифовать, как описано ниже.

Усталость

Постоянные силы, действующие на коленчатый вал, могут привести к усталостным трещинам, обычно обнаруживаемым на галтеле, где шейки соединяются со стенкой.Гладкий радиус этого галтеля имеет решающее значение для предотвращения слабых мест, ведущих к усталостным трещинам. Коленчатый вал можно проверить на наличие трещин с помощью магнитофлюкс .

Модификации и обновления

Шлифовка коленчатого вала

Журналы изнашиваются со временем. У них может появиться шероховатая поверхность, они могут стать некруглыми или суженными. В этих случаях их поверхность можно восстановить с помощью шлифовки коленчатого вала. Когда коленчатый вал заточен, его шейки будут уменьшаться в диаметре и, следовательно, увеличиваться в размерах, поэтому потребуется установка более толстых подшипников.

Коленчатые валы Stroker

Объем цилиндра можно увеличить, перемещая поршни на более длинный ход. Ход двигателя определяется радиусом кривошипа, который представляет собой расстояние между шейками шатуна и коренными шейками. Коленчатый вал с большим радиусом коленчатого вала будет производить более длинный ход и больший объем цилиндра - это известно как коленчатый вал с ходовым механизмом. При установке строкера потребуются более короткие шатуны. В противном случае поршни могут перемещаться в цилиндре слишком высоко, вызывая неприемлемо более высокое сжатие или удар о крышу цилиндра.

Коленчатые валы Stroker

для часто модифицируемых двигателей продаются в комплекте с более короткими шатунами и поршнями. Строкер-комплект для двигателя Mazda MX5 Miata 1.8L может преобразовать его в двигатель 2L по цене около 5500 долларов.

Офсетное шлифование

Альтернативой установке коленчатого вала с ходовым механизмом является шлифовка шейки шатуна до меньшего размера со смещением - таким образом, центр шейки смещается от средней линии коленчатого вала.Это проиллюстрировано выше.

Видно, что при перемещении центра шейки штока радиус кривошипа был увеличен, что привело к увеличению хода. Это специализированная обработка, и достигаемое увеличение хода будет зависеть от толщины шейки.

Как делается коленчатый вал

В большинстве серийных двигателей используется чугунный коленчатый вал, который изготавливается путем заливки расплавленного чугуна в форму. Кованые коленчатые валы используются в некоторых высокопроизводительных двигателях.Кованый коленчатый вал изготавливается путем нагревания стального блока до докрасна, а затем с использованием чрезвычайно высокого давления для придания ему формы.

После ковки или литья коленчатого вала его шейки и опорные поверхности обрабатываются идеально гладкими. Просверливаются масляные каналы или масляные каналы. Серийные двигатели обычно оставляют перемычки с их первоначальной черновой отделкой, но двигатели с высокими рабочими характеристиками обрабатывают каждую часть коленчатого вала, чтобы уменьшить сопротивление масла.

Шейки должны быть тверже, чем их подшипники, чтобы износ заменялся на подшипниках, а не на коленчатом валу, который должен служить в течение всего срока службы двигателя.Производственный процесс будет включать упрочнение этих участков посредством азотирования или термообработки.

Коленчатые валы с исключительно высокими характеристиками и нестандартными характеристиками изготавливаются из блока твердого материала, в результате чего получается коленчатый вал в виде заготовки. Производство одноразового коленчатого вала с помощью этого процесса будет стоить как минимум около 3000 долларов, поэтому он предназначен для соревнований, гонок и восстановления.

.

Руководство по устранению прогиба коленчатого вала

Очень важно следить за деформацией коленчатого вала судового двигателя. Это помогает вам определить, когда коленчатый вал вашего двигателя отклоняется в положительную или отрицательную сторону.

В этой статье мы хотели бы вкратце обсудить, что такое коленчатый вал, зачем он нам действительно нужен, а также узнать, как правильно снимать показания.

Определение прогиба коленчатого вала

Во-первых, как мы можем определить прогиб коленчатого вала; Это измерение выполняется на коленчатом валу двигателя путем размещения индикатора часового типа по центру шатунов коленчатого вала.При повороте двигателя по часовой стрелке или против часовой стрелки циферблатный индикатор определяет состояние, показывая показания вертикальной и горизонтальной точек с обеих сторон.

Эти значения можно сравнить с пределами, рекомендованными производителем. Используя движок Wartsila в качестве примера, показанного на изображении ниже, он позволяет вам понять, что нужно делать для снятия показаний.

Кроме того, узнайте больше об общих проблемах с запуском на судовом вспомогательном дизельном двигателе

Положения отклонения коленчатого вала

Мы измеряем отклонение коленчатого вала, чтобы убедиться, что кривошип работает и поддерживает надлежащий баланс.Как вы, возможно, знаете, коленчатый вал двигателя состоит из шейки, шатунной шейки и шатунов; все они поддерживаются коренными подшипниками через журналы. Поэтому во время работы двигателя из-за некоторого трения между подшипниками и шатунной шейкой подшипники изнашиваются и сохраняют дисбаланс по длине коленчатого вала.

Когда это происходит, вы получаете высокие показания, которые указывают на фактическое положение (закрытое или открытое).

Как я уже сказал ранее, чтобы сделать эту статью короткой и понятной, я хотел бы объяснить, как снимать показания прогиба коленчатого вала вашего основного или вспомогательного двигателя.

Как снимать показания прогиба коленчатого вала?

Для получения правильных показаний необходимо выполнить следующие шаги;

  • Установите циферблатный индикатор на ноль
  • Откройте все крышки картера

  • Включите поворотный механизм

  • Переключите поворотный механизм на ручной (в автоматическом режиме)

  • Поверните двигатель до горизонтального положения коленчатого вала до точки (чтобы вы могли разместить циферблатный индикатор в нужной точке)

  • После размещения циферблатного индикатора убедитесь, что он на нуле (при необходимости установите снова), затем снимите показания с верхней стороны порта (TP) (между -0.01 до -0,35 и от +0,01 до +0,035…. см. рекомендации производителя)

- поверните назад в исходную точку «P» (левый или правый борт по горизонтали, в зависимости от того, с какой стороны вы начали) снимите показания горизонтального положения.

Повторите вышеперечисленное для всех устройств и запишите, если необходимо.

Связанное сообщение : 8 Основные причины, по которым судовой двигатель не запускается или не вращается

Соответствующий стандарт см. В руководстве производителя двигателя.

По любым вопросам, пожалуйста, оставьте их в поле для комментариев ниже или свяжитесь с нами для получения дополнительных указаний. Надеюсь, эта статья вам поможет.

Вышеупомянутая программа поможет вам легко рассчитать центровку двигателя и износ коренных подшипников.

Посмотрите короткое видео о том, как измерить прогиб коленчатого вала, чтобы узнать больше

Как вы оцениваете прогиб коленчатого вала двигателя? оставьте свои рекомендации в поле для комментариев ниже.

Хотели бы вы читать наши сообщения, когда мы публикуем новые статьи? Если да, пожалуйста, подпишитесь ниже для получения дополнительных обновлений .

Нравится:

Нравится Загрузка ...

.

Смотрите также