Как балансируют маховик

К сожалению, вопросы балансировки коленчатого вала (маховика, корзины сцепления, демпфера) в доступной литературе практически не раскрыты, а если что и можно найти, то это ГОСТы и научная литература. Однако осмысление и понимание того, что там написано, требует определенной подготовки и наличия самого балансировочного станка. Это, естественно, отбивает у автомехаников все желание разобраться с этими вопросами с точки зрения ремонта ДВС. В этой короткой статье мы попытаемся раскрыть вопросы балансировки с позиции автомеханика, не вдаваясь в сложные математические расчеты и больше акцентируя внимание на практическом опыте.

Итак, наиболее частый вопрос возникающий при ремонте двигателя: нужно ли проводить балансировку после шлифовки коленчатого вала?

Для этого мы покажем все этапы балансировки коленчатого вала, которые выполняются в нашей фирме при ремонте коленчатого вала. В качестве примера возьмем коленчатый вал двигателя МВ 603.973. Это рядный 6 цилиндровый дизельный двигатель. Допустимый дисбаланс завода изготовителя на данный вал 100 гмм. Много это или мало? Что будет если дисбаланс будет меньше или больше данной цифры? Эти вопросы мы не будем рассматривать в этой статье, а опишем их позже. Но можно с уверенностью говорить, что завод изготовитель берет эти цифры не с потолка, а проводит достаточное количество экспериментов для того, чтобы найти компромисс между допустимым значением дисбаланса для нормальной эксплуатации двигателя и себестоимостью производства для обеспечения данного допуска. Просто для сравнения, допустимый дисбаланс завода изготовителя на коленчатый вал двигателя ЗМЗ 406 360 гмм. Чтобы легче представить и понять эти цифры, вспомним простую формулу из курса физики. Для вращательного движения сила инерции равна:

где:

m – неуравновешенная масса, кг;
r – радиус ее вращения, м;
w – угловая скорость вращения, рад/с;
n – частота вращения, об/мин.

Итак, подставляем цифры в формулу и принимаем частоту вращения от 1000 до 10 000 об/мин, получаем следующее:

F1000 = 0.1х 0,001х( 3,14х1000/30)2= 1,1 Н

F2000 = 0.1х 0,001х( 3,14х2000/30)2= 4,4 Н

F3000 = 0.1х 0,001х( 3,14х3000/30)2= 9,9 Н

F4000 = 0.1х 0,001х( 3,14х4000/30)2= 17,55 Н

F5000 = 0.1х 0,001х( 3,14х5000/30)2= 27,4 Н

F6000 = 0.1х 0,001х( 3,14х6000/30)2= 39,5 Н

F7000 = 0.1х 0,001х( 3,14х7000/30)2= 53,8 Н

F8000 = 0.1х 0,001х( 3,14х8000/30)2= 70,2 Н

F9000 = 0.1х 0,001х( 3,14х9000/30)2= 88,9 Н

F10000 = 0.1х 0,001х( 3,14х10000/30)2= 109,7 Н

Все конечно понимают, что этот мотор никогда не выйдет на частоту вращения 10 000 об/мин, но этот простенький расчет сделан для того, что бы «почувствовать» цифры и понять как важна балансировка при увеличении частоты вращения. Какие можно сделать предварительные выводы? Во первых, вы «почувствовали», что такое дисбаланс 100 гмм, ну и, во вторых, убедились, что это действительно достаточно жесткий допуск для данного двигателя, и нет никакой необходимости делать этот допуск жестче.

Теперь давайте покончим с цифрами и наконец-то вернемся к этому валу. Данный вал был предварительно отшлифован и после попал к нам на балансировку. И вот какие результаты мы получили при измерении дисбаланса.

Что обозначают эти цифры? На данном рисунке мы видим, что дисбаланс на левой плоскости равен 378 гмм, и дисбаланс на правой плоскости равен 301 гмм. То есть условно можно принять, что общий дисбаланс на вал получается 679 гмм, что почти в 7 раз превышает допуск, заложенный заводом изготовителем.

Вот фото этого вала на станке:

Сейчас конечно Вы начнете во всем обвинять «криворукого» шлифовщика или плохой станок. Но давайте вернемся опять к простеньким расчетам и попробуем понять, почему так получается. Для простоты расчета примем вес вала 20 кг (этот вес очень близок к истине для 6 цилиндрового коленчатого вала). Вал имеет остаточный дисбаланс допустим 0 гмм ( что является полной утопией).

И так теперь шлифовщик этот вал прошлифовал в ремонтный размер. Но при установке вала он сместил ось вращения от оси инерции всего на 0,01 мм (чтобы проще понять — у шлифовщика не совпала старая и новая ось вращения всего на 0,01 мм), и мы получили сразу же дисбаланс в 200 гмм. А если учесть, что у заводского вала всегда присутствует дисбаланс, то картина будет еще хуже. Поэтому те цифры, что мы получили, не являются из ряда вон выходящими, а являются нормой после шлифовки вала.

А если учесть, что не всегда завод изготовитель выдерживает свои же допуска, то обвинения в адрес шлифовщика или станка просто отпадают. Только не надо теперь стоять над шлифовщиком и требовать, что бы он выставлял вал с микронной точностью, все равно это не принесет желаемого результата. Единственным правильным выходом из данной ситуации является обязательная балансировка коленчатого вала после его шлифовки. Традиционно балансировку коленчатого вала выполняют высверливанием противовеса (иногда правда приходится утяжелять противовесы, но это достаточно редкий случай).

Вот, что мы получили после балансировки вала

Остаточный дисбаланс по левой плоскости 7 гмм и 4 гмм по правой плоскости. То есть общий дисбаланс на вал 11 гмм. Такая точность делалась специально, чтобы показать возможности данного станка и, как вы поняли теперь, необходимости выполнять такие требования при балансировке после шлифовки вала нет. Требований завода изготовителя вполне достаточно. Итак, с валом мы закончили, и, естественно, возникает вопрос, а нужно ли балансировать передний демпфер (шкив), маховик, корзину сцепления. Обратимся опять к ремонтной литературе. Что рекомендует тот же ЗМЗ, например, на допустимый дисбаланс этих деталей? На шкив передний с демпфером 100 гмм, на маховик 150 гмм, на корзину сцепления 100 гмм. Но есть очень важное примечание.

Все эти детали балансируются отдельно от вала ( то есть на оправках), и коленчатый вал в сборе на современных моторостроительных заводах в серию не балансируется. То есть Вы понимаете, что при установке вышеперечисленных деталей на коленчатый вал остаточный дисбаланс естественно изменится, так как совпадение осей вращения практически невозможно. Ниже представлены фото балансировки данных деталей.

Опять же, как показала практика, эти детали вносят ощутимый вклад в дисбаланс коленчатого вала, и, как показал наш опыт, дисбаланс каждой из этой детали существенно перекрывает допуски на остаточный дисбаланс. Так, цифра 150-300 гмм является «нормой» для переднего шкива (демпфера), для маховика 200-500 гмм, и 200-700 гмм для корзины сцепления. И это относится не только к российскому автопрому. Как показал наш опыт, примерно эти же цифры получаются и у зарубежного автопрома.

И есть обязательно еще один очень важный момент: после балансировки деталей по отдельности надо провести балансировку в сборе, но она должна делаться на последнем этапе. Предварительная балансировка по отдельности является также обязательной. Это надо для того, чтобы в случае, если выйдет из строя маховик или сцепление, Вам не пришлось снимать колено для повторной перебалансировки.

Итак, вот, что мы получаем окончательно при балансировке в сборе.

Итоговый дисбаланс коленчатого вала в сборе 37 гмм.

При этом следует учесть, что вес вала в сборе был около 43 кг.

Но, выполнив балансировку коленчатого вала в сборе, не стоит забывать о развесовке поршней и шатунов. Причем развесовку шатунов надо делать не просто по весу, а развесовку по центру масс, так как разница в весе этих деталей также вносит свой вклад в дисбаланс двигателя и строго регламентируется заводом изготовителем.

И вот, что хотелось бы отметить в заключении: очень многие автомеханики, прочитав эту статью, скажут, что это все ерунда. Что они собрали не один десяток моторов, и что все они без балансировки прекрасно работают, и они будут правы- действительно работают. Но давайте вспомним, сколько приходилось видеть моторов, которые работали …. при поломанных направляющих, со стертыми кулачками распредвала, с фрезерованными по плоскости ГБЦ выше нормы в 2-3 раза, с изношенными цилиндрами в 0,3 мм, с неправильно установленными поршнями- этот список можно продолжать до бесконечности.

У каждого, наверно, найдется парочка своих примеров, когда двигатель работал вопреки всем законам. Зачем хонинговать цилиндры, ведь раньше только точили и все работало? или: Зачем пользоваться хон-брусками, когда можно обычной шкуркой нанести сетку? Зачем «ловить» эти сотки, ведь это и так работает? Так почему, следуя одним требованиям завода изготовителя, пренебрегают другими? Только не надо думать, что, выполнив балансировку коленчатого вала в сборе и развесовку поршней и шатунов, Вы получите «чудо», что у Вас штатный мотор от Ваза по характеристикам станет, как мотор от болида Формулы 1. Этого у Вас не произойдет то же. Ведь балансировка — это один из кирпичиков, который вместе с выполнением остальных требований по ремонту дает Вам уверенность в том, что отремонтированный Вами двигатель отработает как минимум ресурс нового двигателя. И чем больше мотористов будут следовать требованиям автопроизводителей при ремонте двигателя, тем меньше будет автолюбителей, которые считают, что двигатель после капитального ремонта больше 50-70 тыс. км не работает.

Как отбалансировать маховик в домашних условиях

Вибрации, возникающие при работе ДВС из-за дисбаланса его вращающихся частей, являются одной из причин, сокращающих срок службы мотора. Их источником в двигателе могут служить коленвал, маховик, сцепление. При выполнении тюнинга мотора, в частности облегчения маховика, обязательной операцией при этом должна быть балансировка маховика.

Почему нужна балансировка, и как отбалансировать маховик?

Из-за того, что масса по изделию распределяется неравномерно, при его вращении на нем возникают переменные нагрузки благодаря действию сил инерции, которые, как известно, пропорциональны величине массы и квадрату скорости. Такие изменяющиеся силы приводят к возникновению вибрации, которая разрушительно действует на механизмы, вызывая их преждевременный износ, снижают эффективность и экономичность машин.

Таким образом, балансировка, т.е. уравновешивание вращающихся масс, устраняет воздействие сил инерции и обеспечивает условия для длительной и эффективной работы механизма. Возвращаясь к нашему ДВС и использованию маховика после его облегчения, связанного с удалением металла, надо отметить, что при этом возникают неуравновешенные массы. Поэтому перед установкой в автомобиль маховик необходимо отбалансировать, чтобы исключить отрицательные воздействия на мотор вследствие проведенных доработок.

Существует несколько видов дисбаланса:

1. Статический. Он возникает, когда по отношению к оси устройства появляется некий груз или масса. Это будет равносильно смещению самой оси устройства относительно оси вращения. Подобное смещение будет служить источником вибрации.
2. Моментный, когда возникают на краях, например, маховика, дополнительные массы. В этом случае, хоть массы и уравновешены и никак не проявляются в статическом состоянии, но при вращении создают сильнейшую вибрацию.
3. Динамическая неуравновешенность, представляющая собой одновременное воздействие первых двух. Именно для исключения этого проводится балансировка колес в шиномонтаже.

Устранения различных видов дисбаланса обычно производится на специальном оборудовании, но тот же самый маховик, можно отбалансировать в домашних условиях при помощи подручных средств. Во всяком случае, статическая балансировка маховика, таким образом, проводится довольно-таки просто.

Балансировка маховика в домашних условиях

Как уже было отмечено, наиболее просто выполняется статическая балансировка. Ее можно провести по-разному, с использованием вспомогательных средств и инструментов, исходя из наличия последних. В данном случае необходимо руководствоваться тем фактом, что при свободном вывешивании маховика он установится в положение, при котором его самая тяжелая часть будет располагаться внизу.

Чтобы определить такое положение, маховик располагают так, чтобы он мог свободно вращаться на опорах. Сделать это можно, закрепив его на валу, помещенном на опорах, в роли которых могут выступать уголки, как показано на рисунке

Или с этой целью могут быть использованы тиски, в которых зажимается вал, на котором на подшипниках закреплен маховик. Под собственным весом он начнет проворачиваться и встанет в нижнем положении самой тяжелой своей частью. Теперь осталось удалить лишний металл с тяжелой стороны, и можно считать, что маховик удалось уравновесить.

Для уравновешивания кроме удаления лишнего металла используют установку дополнительных грузов с противоположной стороны, выравнивая таким образом распределение масс. Однако более распространенным является высверливание лишнего металла в тяжелом месте, облегчая его и уравновешивая массы.

Дополнительную информацию о статической балансировке можно получить при просмотре видео

и
Что касается динамической балансировки, то она должна проводиться на специальном оборудовании и выполнить ее в условиях гаража вряд ли возможно. Хотя есть сообщения, что проводится и такая балансировка с помощью подручных средств. Стоит иметь в виду, что сам по себе маховик в одиночку не работает, с ним связаны коленвал и сцепление, поэтому динамическая балансировка должна проводится совместно с этими изделиями.

Таким образом, вполне возможна статическая балансировка маховика своими руками в условиях гаража с применением подручных средств. Пожалуй, на специализированном оборудовании эту операцию можно выполнить с большей точностью, но лучше использовать маховик, прошедший такую балансировку, чем вообще без всякой проверки, особенно после его облегчения.

Audi S8 путь к механиике ›
Logbook ›
балансировка маховика

Добрый день/вечер. Сегодня пойдет речь о балансировке маховика, который я сделал. Подробности изготовления тут: www.drive2.ru/l/457862756280859384/
Для начала немного теории:
«При технологической обработке вращающихся деталей (шкивов, зубчатых колес, валов, барабанов и т. д.) трудно получить их полную уравновешенность вследствие неоднородности металла (пустоты, раковины при отливке, некоторые неточности при механической обработке и сборке). Неуравновешенность вращающейся детали выражается в том, что центр тяжести не совпадает с осью вращения. Кроме того, эта ось вращения не является главной центральной осью инерции вращающейся детали. Самый процесс уравновешивания вращающейся детали называют балансировкой. Имеются два вида балансировки — статическая и динамическая.

Чтобы статически уравновесить вращающуюся деталь, надо центр ее тяжести перенести на геометрическую ось вращения. Такой вид уравновешивания называется статической балансировкой.

примерпример 2

а — положение трех главных центральных осей; б — пример балансировки; в -установка для статической балансировки: 1, 3 — направляющие, 2 -уравновешиваемая деталь, г — профили направляющих

пример 3

На рис. 110, а даны положения трех главных центральных осей XX, YY и ZZ. Если центр тяжести S вращающегося тела перенести в точку О пересечения главных центральных осей, то это тело будет находиться в равновесии.

Пусть центр тяжести S диска А удален от оси вращения YY на расстояние l1, тогда при вращении диска А появится центральная сила инерции Ри. Эта сила Ри при вращении диска А будет создавать дополнительное давление на вал и на подшипник. При этом давление от силы инерции намного превосходит задаваемые силы, особенно при больших числах оборотов вала.

Неуравновешенность центробежных сил приводит к упругим периодическим колебаниям вала. При больших скоростях эти колебания вала передаются через подшипники и станину на фундамент, который может подвергнуться преждевременному разрушению.

Поэтому рекомендуется во всех вращающихся деталях уравновешивать силы инерции, чтобы не допускать больших дополнительных нагрузок на механизм.

Чтобы уравновесить силу инерции Ри, надо центр тяжести перенести на ось вращения. Это можно осуществить, приложив с противоположной стороны в точке S’ силу Ри’ :

Pи=Ри’.

Объясним это на примерах.

На круглом вращающемся диске (рис. 110, б) закреплена масса m1, удаленная от оси вращения на расстояние r1. Требуется уравновесить массу m1 другой массой m2, закрепленной с противоположной стороны на расстоянии r2. Полное уравновешивание диска произойдет тогда, когда развиваемые массами m1 и m2 силы инерции Ри1 и Ри2 будут равны между собой.

Самым простым устройством для статической балансировки являются параллельные стенды. Конструкция их ясна из рис. 110, в. Профили направляющих, по которым перекатывается уравновешиваемая деталь, показаны на рис. 110, г. Чтобы уменьшить коэффициент трения, рабочая часть направляющих должна быть закалена и тщательно отшлифована. Ширину b делают минимальной, чтобы не создавать вмятин на поверхности цапф.

Стенд для балансировки должен быть снабжен комплектом направляющих с различной шириной опорной части.

Направляющие круглого сечения, не имеющие плоской опорной поверхности, используются для деталей массой 40-50 кг. Преимущество круглых направляющих заключается в простоте обработки и в возможности путем поворота их на небольшой угол исключать из зоны контакта поврежденные места.

Для балансировки тяжелых деталей и узлов применяются направляющие квадратного или прямоугольного сечения.

Статическое уравновешивание обычно выполняют на специальных оправках. Для корректирования и уравновешивания массы применяют различные приспособления (рис. 111).

рис 111

Неуравновешенность устраняется подвешиванием к детали металлических грузов. Линейка 1 с передвижным грузом 2 с помощью струбцины 3 прикрепляется к уравновешиваемой детали 4, а противовес 5 закрепляется отдельно. Статическая балансировка может уравновесить деталь только относительно ее оси вращения, но не может устранить действия сил, стремящихся повернуть продольную ось. Это относится к деталям и узлам, имеющим длину больше диаметра (роторы крупных турбин, турбогенераторов, электродвигателей, быстровращающиеся шпиндели станков, коленчатые валы автомобильных и авиационных двигателей и т. д.).

Чтобы выполнить динамическую балансировку длинного вала, применяют специальные балансировочные машины, на которых определяют центробежную силу, величину эксцентриситета, вес груза для уравновешивающей пары моментов. Работу эту выполняют специалисты-балансировщики.»

Из сказанного о динамическом дисбалансе следует, что при незначительной длине тела по оси вращения (например, маховик, диск сцепления) практически вполне достаточно балансировать его статически, так как действие всякой пары сил в осевой плоскости слишком незначительно при небольшой длине плеча.

Итого маховик можно отбалансировать статически и динамически. Для статической балансировки необходимо изготовить стенд. Для динамической балансировки — необходимо найти контору, которая занимается балансировкой коленвалов, разобрать двигатель, вытащить свой коленвал, отдать мастеру коленвал и маховик, получить все из балансировки и радоваться жизни.
Думал я недолго. По большому счету можно использовать хоть табуретку на которой будет производиться балансировка. Но для разового примения, я сделал небольшой «стендик» с возможностью регулировки высоты опоры.

Zoom

стендик

Zoom

регулировка опоры

Для направляющий я использовал штоки задних амортизаторов. Они достаточно крепки и не прогибаются. Так называемый «Фальш Вал» который стоит в центре моего маховика и является осью выточен под заказ. В идеале лучше подобрать шток амортизатора. Скажу по секрету подойдет от Вольво ХС90 (передний). Владельцы Вольво берегитесь.

Стенд, надо обязательно выставить по уровню.

Zoom

выставляем

Zoom

уровень? Да, нет. Сейчас подкрутим.

Дальше ставим маховик в произвольном положении, если разница значительная — маховик сразу начнет вращаться, если нет, тогда необходимо ему немного помочь. Когда маховик уже перестанет реагировать на наши колебания и будет останавливаться в произвольном положении — Готово. Кстати, я после каждого вращения с противоположной стороны высверливал маталл.

В кратце, все. Дальше фото.

>Цены на ремонт коленвала

Ремонт коленчатого вала — одна из наших специализаций!

Московская Область, Ленинградское ш. 15 км от МКАД, Полигон МАДИ Схема проезда ЗАПИСЬ

Предлагаем профессиональный ремонт коленчатого вала двигателя в Москве по самым привлекательным ценам. Все работы выполняются с применением современного высокотехнологичного оборудования, при этом все наши специалисты являются опытными, грамотными и обеспечивают высшее качество работы. Выполняем весь комплекс работ — диагностика, комплекация запчастями, ремонт. При необходимости осуществляем снятие/постановку на технику. Стандартный срок работ — 1-3 дня. За дополнительную оплату можем провести срочные работы за 1 день.

Доставка по Москве и МО Наш Автокурьер заберет детали на ремонт и отвезет вам обратно. Стоимость услуги по Москве и Московской области 500 руб в одну сторону (1000 рублей туда и обратно) Доставка по России Мы сами разместим заказ в транспортной компании на доставку деталей к нам и обратно. Вам не нужно ничего заказывать и оформлять. Стоимость доставки(мы предварительно сообщим вам сумму), равная тарифу транспортной компании, будет включена в стоимость ремонта. Выполняется на Участке Ремонта топливного оборудования тел (495) 104-57-29 Прайс-листы

Шлифовка коленвала

Полировка коленвала

Наплавка коленвала

Напыление коленвала

Рихтовка коленвала

Прочее

Когда нужен ремонт коленвала?

В процессе эксплуатации автомобиля именно на коленвал приходится наибольшая нагрузка, так как он передает крутящий момент с силового агрегата на ходовую часть автомобиля. Когда двигатель достаточно долго находился в эксплуатации и требует ремонта, для обеспечения работоспособности отремонтированного мотора требуется ремонт коленвала.Это связано с тем, что из-за высокого трения даже идеально отполированные и смазанные маслом детали постепенно стираются и изнашиваются. Если ремонт шеек коленчатого вала — шлифовка не проводится своевременно, рано или поздно двигатель попросту откажет.

С учетом индивидуальных особенностей: как мы ремонтируем коленвал

Коленвал – это сложная деталь, которая включает в себя большое количество рабочих поверхностей изнашивающихся в процессе эксплуатации двигателя, а именно: поверхности шеек, галтелей, резьбовых отверстий, фланцев и пр. Потому, осуществляя ремонт коленчатого вала или другой технологически сложной детали, важно учитывать ее индивидуальные особенности и применять оптимальные методы восстановления рабочих поверхностей. Вот основные особенности, на которые следует обратить внимание, планируя ремонт коленвала в Москве:

• К ремонту изделия всегда нужно подходить комплексно. Для начала коленвал необходимо тщательно отдефектовать — оценить состояние и степень износа рабочих поверхностей, после чего выбрать технологический процесс восстановления детали.
• Подход к ремонту зависит от степени износа детали. К примеру, зачастую вкладыши и шейки коленвала истираются настолько, что для их последующего восстановления требуется наплавка или напыление коленвала с последующей шлифовкой. Если же имели место механические нагрузки и вал имеет прогиб, то перед шлифовкой требуется рихтовка коленвала.
• Так как поверхность должна быть идеально гладкой, требуется применение высокоточного шлифовального оборудования. У нас есть необходимые станки и опытные мастера, чтобы обеспечить эффективное решение данной задачи. В частности, у нас выполняется ремонт шеек коленчатого вала методом шлифовки, если степень их износа позволяет провести шлифовку в ремонтный размер без необходимости восстановления диаметра.
• Финальным аккордом ремонта коленваля является балансировка детали в сборе с маховиком и корзиной сцепления. Именно о балансировке следует поговорить подробнее. Когда нарушается баланс коленвала, в двигателе появляются дополнительные расходы энергии (так как часть силы поглощается в ходе вращения коленвала), а также возникают технические проблемы вроде протечек сальников. Качественная балансировка коленвала и маховика позволяет добиться следующих результатов:

1. Полное исключение подтеканий, идеальная герметичность, а значит – улучшенная устойчивость к износу.
2. Компенсация потерь мощности: балансировка коленвала с маховиком может обеспечить прирост мощности двигателя до 15% за счет повышения КПД силового агрегата.
3. Повышение устойчивости работы двигателя, в том числе на холостом ходу. Именно разбалансированный коленвал часто становится, среди прочего, причиной вибраций на различных режимах работы двигателя.

Грамотные решения – выгодные цены

На ремонт коленвала цена у нас весьма привлекательная, при этом шлифовка выполняется на современном оборудовании, быстро и качественно.Если ваш автомобиль прошел уже изрядное количество километров, и возникают признаки неполадок с коленвалом, — пониженное давление масла, характерный стук при прогретом двигателе, не стоит откладывать визит в сервис в долгий ящик. Предлагаем профессиональный ремонт коленчатого вала двигателя в Москве по самым привлекательным ценам. Все работы выполняются с применением современного высокотехнологичного оборудования, при этом все наши специалисты являются опытными, грамотными и обеспечивают высшее качество работы.

> Что мы делаем кроме ремонта коленвала?

Механическая обработка КОЛЕНВАЛА

Механическая обработка КОЛЕНВАЛА

• Теория, обмер, Т.У.

  Коленчатый вал — это деталь кривошипно-шатунного механизма, которая предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение вала.

  Коленчатый вал и его составные

  Коленчатый вал состоит из:

  • — коренная шейка (опора вала в коренном подшипнике);
  • — шатунная шейка (опора вала для нижней шейки шатуна);
  • — щеки (переходы между коренными и шатунными шейками);
  • — передняя выходная часть вала (часть вала на которой крепится зубчатое колесо связи с приводом распредвала, шкив отбора мощности на генератор, различное навесное оборудование);
  • — задняя выходная часть вала (место соединения с маховиком и другое);
  • — противовесы (части коленчатого вала, которые осуществляют разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции — элемент балансировки вала).

  Обмер коленчатого вала выполняется в два этапа:

  Этап 1: проверка коленчатого вала на изгиб оси коренных шеек: Коленчатый вал укладывается на призмы. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем изгиб оси коленчатого вала, как правило сперва по центральной шейке, вращая коленчатый вал. Изгиб не должен превышать:

  • для легковых моторов 0,005 мм.
  • для грузовых моторов 0,01 мм. (или смотри мануал на ДВС)

  Измерение изгиба оси коленчатого вала

  Этап 2: микрометром измеряют, поочередно, диаметры коренных и шатунных шеек, как показано на рисунке ниже, а радиусы галтелей коренных (Rк) и шатунных (Rш) шеек измеряют шаблоном-радиусомером, а также измерительным инструментом (рейсмас или ШЦ-150) определяется радиус кривошипа (R), смотри следующий рисунок. Радиус кривошипа можно рассчитать по формуле: R= {(Фш-Фк):2}+L; где:
  R — радиус кривошипа;
  Фш — диаметр шатунной шейки;
  Фк — диаметр коренной шейки;
  L — расстояние от поверхности коренной шейки к поверхности шатунной шейки;

  Измерение коренных и шатунных шеек А, В — места измерения диаметра по осям Х и Y.
  (Измерение коренных шеек условно не показано) Измерение радиусов коренных и шатунных шеек. 1 – коленчатый вал; 2 — шаблон-радиусомер.

  После визуального осмотра и измерения основных геометрических параметров коленчатого вала проводят операцию «магнитная дефектоскопия» или дефектоскопия цветными пенетрантами, с целью выявления микротрещин, сколов.

  «Магнитная дефектоскопия» выполняется на магнитоскопе CD15. Дефектоскопия цветными пенетрантами с использованием красного пенетранта, очистителя-смывки и проявителя. Перед магнитной дефектоскопией необходимо очистить от грязи и других отложений, а также обезжирить поверхности коленчатого вала. Провести предварительную механическую обработку, например шлифовать, как чисто, остатки «приварившихся» подшипников скольжения с опор коленчатого вала, что бы получить чистую поверхность шейки.

  При использовании пенетрантов необходимо (при наличии приварившихся частей вкладышей их необходимо сошлифовать):

  • — очистить поверхность с помощью очистителя;
  • — нанести пенетрант и подождать несколько минут для того, чтобы пенетрант мог заполнить поверхностные дефекты;
  • — смыть пенетрант с поверхности коленчатого вала при помощи очистителя;
  • — нанести проявитель.

  На поверхности окрашенной проявителем визуально проникшим красителем вырисуется дефект.

  Шероховатость поверхности шеек коленчатого вала должна быть не ниже Ra 0,2 мкм (по старой классификации не ниже 9 класса). То же самое касается опорной поверхности подшипника осевого разбега.

  Рихтовка коленчатого вала

  Коленчатые валы рихтуют вынужденно, по «бедности». Чугунные коленчатые валы вообще — не рихтуют! Стальные коленчатые валы рихтуют с осторожностью с последующей проверкой на трещины по шейкам и по галтелям.

  Правильный ремонт — это переход в следующий ремонтный размер без рихтования!

  Существует несколько видов рихтовки, а именно, приложение усилия, перпендикулярно оси, растягивая или сжимая деформированные участки коленчатого вала.

  Рихтуют коленчатые валы выдержав радиальное биение относительно коренных шеек, шеек переднего и заднего сальника, шейки под привод ГРМ и относительно места под маховик — в пределах 0,08-0,1 мм. Устранение кривизны оси коленчатого вала выполняется с помощью гидравлического пресса станка AZ СР 150. Но следует помнить, что выправленные в холодном виде коленчатые валы имеют свойства в процессе своей работы опять изгибаться, и потому перед рихтовкой коленчатый вал необходимо нагреть до температуры 100…125 ºС (при такой температуре молекулы железа и углерода не меняют своей структуры). При правке оси коленчатого вала выполняют перегиб, в сторону, противоположную изгибу, а потом возвращают ось в допуск по радиальному биению до 0,1 мм. Коленчатые валы рихтуют, когда размеры шеек в следствии прогиба выходят за пределы ремонтных размеров коленчатого вала, и валы не нагруженные, то есть ДВС без турбонаддува.

  Правка оси коленчатого вала (оси коренных шеек)

  После рихтовочной операции коленчатый вал также необходимо исследовать на наличие микротрещин в районе выхода масляных каналов, на галтелях, на поверхностях шеек которые могли образоваться в процессе рихтовки. Для этого применяют магнитоскоп или технологию с применением цветных пенетрантов.

  Шлифование коленчатых валов

  Износ шатунных шеек по окружности не равномерный. Тело шейка изнашивается больше со стороны, обращенной к оси коленчатого вала.

  На шатунную шейку действует сила, возникающая в результате давления газов и передаваемая через шатун на шейку, а также центробежная сила инерции от массы шатуна — поршня, отнесенной к вращающимся частям. В результате действия этих сил шейка нагружается и изнашивается больше со стороны, обращенной к оси вращения коленчатого вала.

  Изношенные шейки исправляют операцией «шлифование шатунных и коренных шеек» на специальных кругло-шлифовальных станках марки «AMC SCHOU» К-1500 (Lвала= 1500мм), К-1200 (Lвала= 1200мм) и CG 360-3300 (Lвала= 3300мм)оснащенных специально для шлифовки шатунных шеек — центросместителями для уравновешивания коленчатого вала. Для уменьшения нарушения параллельности осей коренных и шатунных шеек, коленчатые валы шлифуют, начиная с шатунных шеек, при этом строго выдерживается (не меняется при переходе на следующую группу шатунных шеек) радиус кривошипа.

  Шлифование шатунных шеек отличается от шлифования коренных тем, что число оборотов вала подбирают в зависимости от его длины и веса. Это вызвано тем, что при вращении коленчатый вал, смещенный от оси вращения на расстояние, равное радиусу кривошипа, прогибается в сторону, противоположную оси вращения. На станках «AMC SCHOU» К1500 и К1200 при установке перед шлифовкой шатунных шеек, коленчатый вал уравновешивается противовесами станка и контролируется манометром гидравлического привода передней бабки станка. На станке фирмы AZ модели CG360-3300 контроль осуществляется электрическим прибором. Усилие поджима задней бабки регулируется гидравликой и контролируется стойкой с индикатором, что сводит к минимуму величину прогиба коленчатого вала от прижима задней бабкой. Длинные валы шлифуются обязательно с применением люнетов.

  Изгиб коленчатого вала при шлифовке шатунных шеек.
  1 — ось центров станка; 2 — узел смещения центров на ось шатунных шеек; 3 — коленчатый вал.

  При шлифовании коленчатых валов необходимо выполнить такие Технические Требования:

  • — Радиальное биение коренных шеек не более 0,005 мм. — Эллипс конус поверхности шеек не более 0,005 мм.
  • — Радиус галтелей измеряется радиусомером (шаблоном) и должен быть не менее чем на новых коленчатых валах и формируется при правке абразивного круга специальным приспособлением. Шероховатость поверхности галтелей должна быть не ниже шероховатости поверхности коренных и шатунных шеек и равна не ниже Ra 0,2 мкм (по старой классификации не ниже 9 класса).
  • — Параллельность осей шатунных и коренных шеек должна сохраняться в пределах 0,1 мм на 1000 мм длинны (параметр выдерживается технологически техническими возможностями оборудования).
  • — Одинаковый размер радиуса кривошипа (соответствующий параметрам нового коленчатого вала).
  • — Прогиб оси коренных шеек до 0,005 мм, а для коленчатых валов тягачей, карьерных ДВС прогиб согласно технических требований производителя.

  При изгибе оси коленчатого вала от 0,08 до 0,40 мм шейки шлифуют в следующие ремонтные размеры 0,25 мм; 0,50 мм; 0,75 мм; 1,0 мм; (При наличии ремонтных размеров. В противном случае меняется коленчатый вал на новый).

  После шлифовки шеек коленчатого вала, коленчатый вал диагностируется на величину дисбаланса. При обнаружении превышения норм дисбаланса проводится операция «Балансировка коленчатого вала» на специальном оборудовании.

  Балансировка коленчатых валов

  После механической обработки коленчатый вал может изменить установленные допуски балансировки, и потому следующей обязательной операцией является балансировка.

  Необходимо сначала провести балансировку самого коленчатого вала. После чего, устанавливая детали на вал поочередно, шкив маховик, корзину сцепления, провести их балансировку в сборе на коленчатом валу.

  Маховики и муфты с проведенной балансировкой отдельно, на заводах-изготовителях, требуют балансировки на коленчатом валу только в случае, если при шлифовании коренных шеек была смещена их ось вращения.

  Балансировка может быть использована тогда, когда требуется замена, например, маховика, балансированного на заводе изготовителе в сборе с коленчатым валом, а также в случаях, когда из-за неквалифицированной разборки не представляется возможным найти правильное взаимное положение снятого маховика и вала, ранее уже отбалансированных в сборе.

  Наибольшую сложность представляет собой динамическая балансировка коленчатых валов V-образных двигателей, а также рядных двух-, трех- и пяти- цилиндровых ДВС. Валы этих двигателей не имеют средней плоскости симметрии, а у некоторых из них (например у двухцилиндровых) центр масс вообще не лежит на оси вращения. Такие валы динамически балансируются только со специальными компенсационными грузами на шатунных шейках, имитирующими приведенную массу (в процентном выражении) нижних головок шатунов и величину массы поршня с пальцем.

  Балансировка проводится на специальном станке НС-500 с точностью до 1 г·см. Коленчатый вал устанавливается на призмы, независимые друг от друга, которые соединяются тягой с электронным блоком. С помощью электродвигателя, установленный в призмы, коленчатый вал раскручивается до определенных оборотов, динамика вращения считывается и анализируется компьютером.

  Компьютер, в который заносится диаметр сверла и его угол заточки, анализирует данные и осуществляет контроль за количеством съема металла. При балансировании коленчатых валов специально подготовленных для соревнований, компьютер покажет и место где надо нарастить вес участка вала.

  Балансировка — это неотъемлемая условие механической обработки коленчатых валов. Благодаря качественно выполненной балансировке улучшаются технико-технические характеристики ДВС:

  • — мощность двигателя повышается на 10-15%;
  • — двигатель устойчиво работает на всех режимах и холостом ходу;
  • — снижается расход топлива на 5-10%;
  • — пропадает вибрация.

  Балансировка является заключительной операцией технологического процесса механической обработки коленчатого вала, после которой снятие материала с тела вала — не допускается!

Сообщества ›
Автотюнинг ›
Блог ›
Балансировка коленчатого вала

И так друзья новый этап в сборке двигателя. На днях с Костяном 754 наконец то доехали и сделали балансировку коленвала.И скажу Вам что делали её не зря. балансировка показала не маленькие отклонения от нормы, особенно это касалось маховика и корзины сцепления, но и сам коленвал был не без греха.Но в итоге всё исправили, и вывели практически в ноль. Доволен как слон)) теперь низ мотора полностью готов к сборке. для тех кто не знает что это такое и для чего это нужно прилагаю инфу по этому вопросу.

Дисбаланс — одно из самых опасных явлений, которое действует на все 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. Эти проявления вызывают дополнительные нагрузки на детали, ослабляют крепеж, что ведет к ускоренному износу и поломкам. Кроме того, они чрезвычайно вредны для здоровья водителя и пассажиров.

Среди основных причин появления дисбаланса можно назвать:

неточность изготовления деталей;
неоднородность материала детали;
неточное центрирование сопряженных деталей;
увеличенные зазоры в сопряжениях деталей и узлов и несоосность их монтажа;
деформации валов при механической и термической обработке, а также из-за повреждений в процессе эксплуатации.
Наибольший вклад вносят несбалансированные детали большого диаметра, вращающиеся с большой угловой скоростью. На практике ими становятся колеса, карданный вал, сцепление или гидротрансформатор автоматической трансмиссии, маховик и коленчатый вал.

Так что же что такое дисбаланс? У любой вращающейся детали по той или иной причине центр массы находится не на оси вращения, а смещен от неё на расстояние R (так называемый эксцентриситет). В этом случае имеется дисбаланс, равный произведению массы детали M на величину эксцентриситета R. При массе детали М=1 кг и эксцентриситете R=3 мм дисбаланс будет равен 3000 гмм. При вращении детали будет возникать центробежная сила F, вызывающая вибрацию. Эта сила пропорциональна дисбалансу и квадрату угловой скорости детали, а также зависит от жесткости соответствующего узла. Поэтому с теоретической точки зрения балансировка состоит в том, чтобы создать у детали дисбаланс, равный по величине (модулю) и противоположный по знаку исходному дисбалансу. Сумма этих дисбалансов (результирующий дисбаланс) будет равна нулю, а значит наша деталь сбалансирована, и при вращении вибрации не будет.

Существуют два способа балансировки: статическая и динамическая. При первом способе не нужно вращать деталь — достаточно лишь качнуть ее. Второй способ применяется в случае более сложной неуравновешенности — так называемая моментная балансировка. При этом на деталь действует не одна сила F, а несколько. Поскольку силы приложены не в одной плоскости, то при вращении детали будет возникать момент, стремящийся повернуть ось вращения детали. Этот момент будет вращаться синхронно с деталью, что также приведет к появлению сильной вибрации, причем очень опасной. На практике статический или моментный дисбаланс никогда не применяются в чистом виде — только их сочетание.

При динамической балансировке нужно вращать балансируемую деталь и находить как минимум пару «тяжелых» мест и корректировать их. Этот способ требует применения специальных станков. Существует несколько вариантов динамической балансировки, и для каждого — свой станок. Но при любом способе важно установить деталь так, чтобы ось ее вращения точно совпадала с осью вращения в том узле, где она должна работать. Все вышесказанное в полной мере относится и к коленчатым валам.

Кстати, на автосборочных или авторемонтных предприятиях степень дисбаланса коленчатых валов определяют именно таким способом. А избавляются от этого явления путем снятия (высверливания или срезания) металла со щек или противовесов. Следует учесть, что балансировка коленвалов обычно производится в сборе с маховиком и ведущим диском («корзиной») сцепления. Вал устанавливается на станок подобно тому, как он установлен на автомобиле, закрепляется, и оператор осуществляет первый пуск. При вращении возникают центробежные силы от «тяжелых мест», датчики, установленные в опорных модулях станка, воспринимают эти силы, а датчик положения дает информацию о мгновенном положении вала. При первом пуске определяется исходное состояние вала, то есть величина и фаза дисбалансов. Затем устанавливается масса и положение «тяжелых мест». Оператору остается только высверлить лишний металл. После этого вал повторно проверяется, и, если дисбаланс находится в поле допуска, вал можно снимать со станка.

Как ни странно, при составлении перечня операций по механообработке, обязательных при капитальном ремонте двигателя, такая процедура, как балансировка коленчатого вала, для многих автовладельцев и даже механиков остается под вопросом. Стоит ли тратить деньги?

Безусловно! Смотрите сами: коленчатый вал весом 20 кг, получив эксцентриситет всего е=0,1 мм за счет прогиба вала, биения посадочного места под маховик, неправильной шлифовки, замены элементов, влияющих на дисбаланс (противовесы, поршни, шатуны, маховик, «корзина» сцепления) и при частоте вращения 6000 об./мин. создает центробежную силу, равную 7729 H (или 788 кг). Эта нагрузка через опоры силового агрегата передается на кузов и шасси, приводя к таким негативным последствиям, как: — увеличенный расход топлива; — падение «полезной» мощности; — уменьшение ресурса двигателя и других агрегатов; — повышенные вибрации и шум, которые плохо влияют на пассажиров и груз.

Качественная балансировка деталей увеличивает ресурс мотора как минимум на четверть, снижает расход топлива и уменьшает шум.

Как правило, коленчатые валы двигателей хороших зарубежных производителей тщательно балансируются на заводе методом модульных сборок. То есть все детали (коленвал, маховик, сцепление, передний шкив и пр.) соосны, сбалансированы сначала по отдельности, а потом и в сборе. Это дает возможность заменить любую составляющую без последующей балансировки. К слову, коленвалы массой до 10 кг имеют после балансировки остаточный дисбаланс не более 15-30 г. Однако после любых механических повреждений, при шлифовке после деформации, при каком-либо «вмешательстве» в узлы (облегчение противовесов, маховика и т. д.) коленвалы требуют обязательной балансировки. А коленвалы отечественных производителей необходимо балансировать практически в любом случае. Все равно — новые они или уже поработавшие. Причем в худшую сторону отличаются валы ЗМЗ и при их балансировке иногда приходится браться не за дрель, а за «болгарку», снимая «лишний» металл чуть ли не килограммами!

Модульные сборки требуют особого подхода. Проводя балансировку таких валов заново, приходилось сверлить отверстия в маховике напротив заводских! В этом случае балансировка одного лишь маховика ничего не даст. Скорее всего, после коррекции он, будучи установлен на старый вал, даст еще большую вибрацию. Если же поменять маховик на новый, то последствия могут быть и вовсе непредсказуемы. Поэтому балансировать отдельные детали этого узла — дело неблагодарное. Для получения оптимального результата лучше не пожалеть сил и денег и отбалансировать весь коленвал методом модульных сборок.

Всем спасибо за внимание! «мне нравится» и «рекомендую» конечно же приветствуются!

Готов ответить на возникшие у Вас вопросы!)

И совсем забыл сказать что балансировка делалась при 8 тыс. об. в мин. Так что при этих оборотах дисбаланса не будет.

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.

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.

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.