Балансировка коленвала с маховиком в домашних условиях: Балансировка коленчатого вала в домашних условиях с маховиком
Подробная инструкция по балансировке коленвала в домашних условиях
31.03.20227 922 2 5 Двигатель
Автор:Иван Баранов
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
- 1 Зачем нужна балансировка коленчатых валов?
- 2 Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта
- 3 Процедура балансировки своими руками
- 3.1 Приспособление
- 3.2 Последовательность действий
- 4 Видео «Балансировка коленчатого вала»
[ 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 гаражеОпределить, 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:
- 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
- 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.
Перед балансировкой рамку нужно выставить с помощью уровня строго горизонтально. Это легче сделать, если она будет стоять на трех штырях, чем на четырех. После регулировки на приваренные гайки сверху следует накрутить контргайки. Далее нужно сделать недалеко от каждого угла рамки отверстия для 4 прутов диаметром 14-16 мм, которые будут исполнять роль стоек. Длина прутов должна быть одинаковой – примерно 250 мм.
Теперь нужно взять 4 уголка шириной 2-4 см и длиной около 30 см и просверлить в них отверстия диаметром, соответствующим диаметру стоек. На каждую пару стоек надевается уголок ребрами вверх. Уголки нужно приварить. Получается приспособление напоминающее турник с брусьями: напротив друг друга устанавливаются стойки в виде буквы «П». На эти стойки будет устанавливаться коленчатый вал. Таким образом, станок для балансировки коленвала готов.
Последовательность действий
Балансировка коленчатого вала с помощью устройства, сделанного своими руками, состоит из следующих шагов:
- В первую очередь нужно выставить станок строго горизонтально.
Для этого уровень укладывается сначала на одну перекладину-уголок. Затем следует подкручивать шпильки-стойки, пока уголок не будет расположен строго горизонтально. Далее уровень поворачиваем перпендикулярно, кладем его на два уголка-перекладины одновременно и крутим шпильку, высверленную посередине трубы. Добиваемся полной горизонтальности всей конструкции.
- Когда станок выставлен, на него можно устанавливать коленчатый вал в сборе с комплектующими. Если присутствует дисбаланс, вал начнет проворачиваться по уголку, пока самая тяжелая точка не окажется в нижней точке. Этот дисбаланс (перевес) нужно ликвидировать.
Приспособление для балансировки
- Для устранения перевеса нужно убрать лишнюю часть металла в нижней (тяжелой) точке маховика. Определить точный вес металла, который нужно высверлить, можно с помощью небольших магнитиков. Их нужно цеплять на противоположной – легкой стороне маховика. Цеплять магнитики следует до тех пор, пока коленвал в сборе с деталями не будет переворачиваться, а будет лежать неподвижно.
- Добившись неподвижного положения коленчатого вала, нужно снять магнитики и взвесить их на весах. Это и будет тот вес, который нужно убрать, чтобы устранить дисбаланс.
- Теперь с маховика снимается столько стружки, чтобы ее вес был равен весу магнитов, которые мы перед этим взвешивали. Под приспособлением нужно постелить ветошь, чтобы собрать и взвесить стружку. Высверливать приходится порой несколько отверстий, так как одного диаметром 7-8 мм обычно не достаточно. Главное, не высверлить больше, чем нужно, иначе придется сверлить маховик с противоположной стороны.
Процедура балансирования на СТО
- 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.
Была ли эта статья полезна?
Спасибо за Ваше мнение!
Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями
Да (83.33%)
Нет (16.67%)
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.
Теги: Как отбалансировать коленвал и маховик двигателя?, Приспособление для балансировки коленвала с маховиком.
Зачем нужна балансировка коленчатых валов
Содержание
- Зачем нужна балансировка коленчатых валов?
- Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта
- Балансировка коленвала в домашних условиях
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.
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.
При дисбалансе коленчатого вала неравномерно распределяется масса вдоль и поперек оси, то есть нарушается баланс: один край легче другого. В основном причиной поперечного дисбаланса является износ деталей вала при продолжительной эксплуатации.
Балансировка коленвала проводится, чтобы снизить нагрузку и вибрации на узлы силового агрегата. Эта операция дает возможность поднять производительность двигателя, продлить срок эксплуатации. В основном балансировка необходима для изношенных элементов двигателя, но встречаются случаи, когда в балансировке нуждается новый автомобиль.
Определить, нужна ли балансировка коленвала, можно по поведению ручки переключения передач: она начинает болтаться при передвижении на холостом ходу. То же самое касается двигателя: если на холостом ходу мотор работает с рывками.
Причины появления неполадок могут быть разные:
- некачественное изготовление сопряженных деталей;
- неоднородность материала, который использован для коленчатого вала;
- люфты, возникшие в результате нарушения зазоров между сопряженными элементами;
- некачественная сборка;
- неточное центрирование;
- естественный износ.
После замены маховика или его зубчатого венца, корзины сцепления необходимо отбалансировать коленвал. Если не выполнить эту процедуру, то даже при небольших скоростях мотор начнет вибрировать из-за нарушения баланса.
Отбалансировать коленчатый вал можно двумя способами:
- 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.
- 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.
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.
В первую очередь нужно сварить рамку, которая служить будет основой станка. Размеры рамки и приспособления зависят от длины коленчатого вала. Для изготовления нужна профильная труба и уголок. После изготовления рамки и затирки швов, в двух уголках рамки и в середине противоположной трубы, нужно просверлить отверстия для трех шпилек. К отверстиям приваривают гайки с диаметром внутренней резьбы равным диаметру шпилек, которые изготавливаются из железных прутов.
Перед балансировкой рамку нужно выставить с помощью уровня строго горизонтально. Это легче сделать, если она будет стоять на трех штырях, чем на четырех. После регулировки на приваренные гайки сверху следует накрутить контргайки. Далее нужно сделать недалеко от каждого угла рамки отверстия для 4 прутов диаметром 14-16 мм, которые будут исполнять роль стоек. Длина прутов должна быть одинаковой – примерно 250 мм.
Теперь нужно взять 4 уголка шириной 2-4 см и длиной около 30 см и просверлить в них отверстия диаметром, соответствующим диаметру стоек. На каждую пару стоек надевается уголок ребрами вверх. Уголки нужно приварить. Получается приспособление напоминающее турник с брусьями: напротив друг друга устанавливаются стойки в виде буквы «П». На эти стойки будет устанавливаться коленчатый вал. Таким образом, станок для балансировки коленвала готов.
Балансировка коленчатого вала с помощью устройства, сделанного своими руками, состоит из следующих шагов:
- В первую очередь нужно выставить станок строго горизонтально. Для этого уровень укладывается сначала на одну перекладину-уголок. Затем следует подкручивать шпильки-стойки, пока уголок не будет расположен строго горизонтально. Далее уровень поворачиваем перпендикулярно, кладем его на два уголка-перекладины одновременно и крутим шпильку, высверленную посередине трубы. Добиваемся полной горизонтальности всей конструкции.
- Когда станок выставлен, на него можно устанавливать коленчатый вал в сборе с комплектующими. Если присутствует дисбаланс, вал начнет проворачиваться по уголку, пока самая тяжелая точка не окажется в нижней точке. Этот дисбаланс (перевес) нужно ликвидировать.
Приспособление для балансировки:
- Для устранения перевеса нужно убрать лишнюю часть металла в нижней (тяжелой) точке маховика. Определить точный вес металла, который нужно высверлить, можно с помощью небольших магнитиков. Их нужно цеплять на противоположной – легкой стороне маховика. Цеплять магнитики следует до тех пор, пока коленвал в сборе с деталями не будет переворачиваться, а будет лежать неподвижно.
- Добившись неподвижного положения коленчатого вала, нужно снять магнитики и взвесить их на весах. Это и будет тот вес, который нужно убрать, чтобы устранить дисбаланс.
- Теперь с маховика снимается столько стружки, чтобы ее вес был равен весу магнитов, которые мы перед этим взвешивали.
Под приспособлением нужно постелить ветошь, чтобы собрать и взвесить стружку. Высверливать приходится порой несколько отверстий, так как одного диаметром 7-8 мм обычно не достаточно. Главное, не высверлить больше, чем нужно, иначе придется сверлить маховик с противоположной стороны.
- Если тяжелая точка приходится на какую-то деталь маховика, которая менялась, например, шкив. То высверливать нужно эту деталь. Если менялась корзина сцепления, то в ней удаляется лишний металл около отверстий ее крепления.
С данным приспособлением, изготовленным своими руками, можно легко отбалансировать коленчатый вал. Конечно, без специального оборудования достичь точности трудно, зато можно сэкономить на посещении автосервиса.
Мифы и реальность о балансировке коленчатого вала
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 валаОстаточный 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.
Балансировка маховика: как отбалансировать маховик
Балансировка маховика на стенде
Балансировка маховика своими руками или в сервисе – это обязательное мероприятие, проводимое в ходе переделки элемента или по иным причинам. Единственной целью балансировки является уравнивание нагрузок на различные части коленвала, гашение вибрационных сил.
Балансировка, и зачем она нужна
Содержание
- 1 Балансировка, и зачем она нужна
- 2 Как и где проводится балансировка
- 2.1 Регулировка маховика в тисках
Вес растасовывается по маховику прерывисто, неравномерно. В ходе круговращения сформировываются преходящие нагрузки, которые появляются благодаря действию инерционных сил, соизмеримых совокупности массово-скоростных параметров, помноженных на себя.
Схема проведения балансировки
Все эти нагрузки и переменчивые силы, воздействуют на элементы автомобиля гибельно, провоцируя несвоевременный их износ, уменьшая их производительность и безубыточность.
Балансировка или симметрирование юзовых масс, сокращает влияние инерционных сил, обеспечивая тем самым, продолжительное и высокоэффективное функционирование механизма.
Балансировка маховика особенно нужна бывает в том случае, когда элемент подвергается модернизации. Процедура поможет исключить отрицательные воздействия на ДВС, чему причиной может стать проведенная доработка.
Модернизация, как правило, подразумевает замену стандартного маховика на облегченный.
Полезно будет знать, что существуют разновидности дисбаланса. Рассмотрим их подробнее.
- Дисбаланс статический, который возникает в случае появления массы или некоего груза по отношению к оси устройства.
Такой дисбаланс равносилен смещению оси. Негативные последствия – сильные вибрации.
- Дисбаланс моментный, т.е., возникающий на краях маховика. Вызывается дополнительными массами, которые не проявляются в статике, а возникают при вращении и становятся источниками сильнейших колебаний.
- Асимметрия динамического типа, которая представляет собой комбинированный вариант дисбаланса. Другими словами, это одновременное воздействие статического и моментного дисбаланса, крайне отрицательно влияющего на состояние узлов автомобиля (встречается чаще в шиномонтаже, среди проблем маховика, как правило, не встречается).
Как и где проводится балансировка
Настройка проводится и на спецоборудовании, и в домашних условиях. Все зависит от финансовых возможностей. Однако следует знать, что в гараже удастся нивелировать статический дисбаланс, а вот для нейтрализации моментного или комбинированного нужен стенд, профессиональный.
Регулировка маховика в тисках
Балансировка по новейшим технологиям
О том, как отбалансировать маховик без профессиональной помощи, написано много. Наиболее проще, как и говорилось, провести настройку, минимизирующую статический дисбаланс. Выполняется она по-разному, но более распространена процедура с использованием сподручных средств и кое-каких инструментов.
Важно учитывать при балансировке своими руками нюанс из физики, что свободное вывешивание маховика приведет к тому, что его наиболее тяжелая сторона (точка) будет останавливаться внизу.
Для беспрепятственного функционирования маховик ставят так, чтобы обеспечить свободное вращение на опорах.
Вот, что следует сделать:
- установить два угольника, зафиксировать их;
- маховик зафиксировать на вал;
- поставить вал с маховиком на уголки (см. фото).
Балансировка в домашних условиях на уголках
Если найти угольники подходящего типа не удалось, то в качестве держателя могут быть применены тиски. В них зажимается вал, на который заранее вдевается маховик на подшипниках.
Маховик зажат в тиски
Вися в свободном положении, маховик априори будет вставать самой тяжелой своей стороной вниз, по закону физики, если его вращать. Другими словами, он остановится так, что самая тяжелая часть будет внизу (отмечается фломастером точка), каждый раз после вращения. Удалив именно с этой части элемента преизбыточный металл, удастся отрегулировать маховик. В таком духе части маховика уравновешиваются.
Внимание. Подшипник маховика должен быть обязательно чистым, иначе возможны заедания. Рекомендуется также смазать его силиконовым составом, чтобы элемент вращался легче.
Если маховик после каждого вращения останавливается нижней частью своей в разных точках, это лишь говорит о хорошо проведенной балансировке изделия. Кроме того, он не должен повернуть обратно, после остановки, что также случается при неправильной балансировке.
Помимо обсечения излишнего металла, используется также установка добавочных тяжестей с противолежащей стороны. Это называется распределением масс изделия. Но, все же, снятие избыточного металла, путем высверливания или шлифовки – куда более распространенное явление.
Облегчение и балансировка коленвала
Проверить метод на эффективность можно вполне оригинальным способом. На маховике с задней части имеются болты. Можно будет снять один из них, и проверить вращение. По логике эта точка маховика каждый раз должна останавливаться вверху, так как самая легкая. Так оно и происходит, если конечно, маховик хорошо отбалансирован.
Внимание. Проверять методом вращения рекомендуется, как в одну, так и в другую стороны.
Для более тонкой настройки вместо снятого болта ставится крепеж полегче. Маховик опять должен вставать легкой частью (легким болтом) вверх.
То же самое делается и в обратном направлении. Т.е, вместо штатного болта ставится крепеж уже потяжелее. В ходе вращения маховик должен останавливаться этим болтом вниз.
В ходе эксперимента рекомендуется не жалеть смазки для подшипника маховика. Его следует периодически смазывать, чтобы вращение не встречало на своем пути никаких преград.
Следует знать, что балансировка маховика, методом установки его в тиски, реагирует на изменение веса больше 10 г. В противном случае на изменения самодельный стенд не отреагирует. Получается, что идеально отбалансировать маховик в таких условиях не получится. Нужен профессиональный стенд.
Профессиональная балансировка
Балансировка коленвала с маховиком нужна бывает не только после замены элемента. Процедура обязательна после ремонта маховика, когда меняется венец, после замены сцепления и даже после прочистки маслоканалов коленвала.
Если пренебречь этой процедурой, мотор автомобиля, даже на повышенных оборотах, будет сильно вибрировать. Безусловно, допустить этого никак нельзя.
Балансировка коленвала и маховика – довольно распространенная процедура не только автозаводов, но и предприятий, производящих современные мотоциклы. Например, балансировка известного мотоцикла Днепр или автомобиля ЗАЗ проводится вкупе с настройкой коленвала, сцепления и центрифуги.
Цель проведенной операции – добиться абсолютно одинакового веса всех составляющих тестируемого элемента. Странно, но некоторые автозаводы пренебрегают этим. По этой причине всем автомобилистам и мотоциклистам на заметку: проводите балансировку при первом же ремонте ДВС.
Как отбалансировать маховик двигателя
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:
- 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.
- 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.
- 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.
Признаки возникновения дисбаланса маховика
Качество ремонта двигателя напрямую зависит в первую очередь от человеческого фактора, поэтому даже после ремонта часто обнаруживаются признаки необходимости проведения балансировки маховиков в Екатеринбурге:
- Посторонние размеренные шумы в двигателе, напоминающие стук могут возникать из-за смещенного центра тяжести кривошипа. Эксплуатация в таком состоянии быстро приведет к износу подшипников скольжения, а при высоких оборотах возникает вероятность обрыва или излома отдельных деталей из-за сильных центробежных усилий.
- Двигатель не выходит на высокие обороты, при этом плавная раскрутка коленвала сопровождается большой раскачкой его на опорных подушках – такое состояние просто недопустимо для нормальной работы двигателя, поэтому срочно требуется балансировка маховиков.
- Инерционная динамика раскрутки коленчатого вала с возникновением вибрации всего двигателя, что на ходу автомобиля воспринимается размеренным подергиванием, т.
е. из-за возникающих центробежных усилий раскручивание коленвала замедляется, что приводит к потере мощности двигателя и перерасходу топлива.
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 » alt=»»>
» alt=»»> 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.
Метки: балансировка маховика ваз
Комментарии 42
однако наука и жизнь)
Вообще-то балансировку принято делать в комплекте с коленвалом. С меткой по положению маховика. А так — колхоз, хотя у каждого свой подход к решению проблемы. И уже хорошо что кто-то об этом задумывается.
Вобщет положено отдельно. А потом вместе. И по метке
Как отбалансировать двигатель?
Том Т
Известный член
- #1
Пожалуйста, объясните мне, как сбалансировать двигатель. Маховик, коленвал, шатун, Спасибо всем ответившим. Том Т
1Кенни
Известный член
- #2
Привет, Том,
Сначала выровняйте стержень и положите большой конец стержня на весы, чтобы увидеть, сколько весит этот конец. Запишите это число, чтобы запомнить его. Затем сделайте груз, похожий на зажим типа «С», который весит столько же, сколько большой конец удилища. Прикрепите груз к штифту шатуна на кривошипе. Выровняйте два гладких круглых стержня и установите коленчатый вал между стержнями. Дайте коленчатому валу покататься по коренным валам и посмотрите, где он остановится. Тяжелая сторона коленчатого вала будет внизу. Нанесите тонкую отметку чернилами из войлока на верхнюю часть маховика и перепроверьте ее два или три раза, чтобы убедиться, что отметка каждый раз останавливается на одном и том же месте. Используйте маленькое сверло и слегка просверлите сторону фланца маховика на 180* от отметки. Снова покатайте маховик по брускам. Возможно, вам придется сделать это несколько раз. Когда коленчатый вал будет сбалансирован, сделанная вами метка остановится в случайных местах. Вы должны иметь возможность перемещать коленчатый вал в любое место, и он не должен пытаться катиться сам по себе в другое место. Когда он у вас есть, чтобы он оставался на месте, вы можете снова установить шатун на коленчатый вал. Если это одноцилиндровый двигатель, меньший конец штока, поршневой палец и поршень не сбалансированы, потому что с одним поршнем нет другого поршня, с которым его можно было бы сбалансировать.
Кенни
Том Т
Известный член
- #3
Спасибо, Кенни, это то, что я искал. Том
1Кенни
Известный член
- #4
Это очень хороший прибор, Дон.
Непонимание балансировки двигателя. Большой конец стержня или стержней уравновешивается маховиком. Если шток и поршень используются для балансировки маховика, маховик будет разбалансирован при вращении. Это связано с тем, что шток и поршень движутся вверх и вниз, а не по кругу. Там для него нет части вращающейся массы. В однопоршневом двигателе нет другого поршня, который мог бы соответствовать его весу, поэтому любой его вес в порядке.
Для объяснения я буду использовать тракторный двигатель с двумя поршнями.
Сначала подберите поршни и смешайте их соответствующие детали, чтобы они были близки к одинаковому весу, прежде чем сверлить тяжелый поршень, чтобы получить одинаковый вес с точностью до грамма.
Затем вы взвешиваете маленькие концы стержней и плавно шлифуете самый тяжелый маленький конец, чтобы он соответствовал маленькому концу другого стержня.
Затем вы взвешиваете большие концы стержней, записываете два числа и складываете их вместе. Если есть один стержень, это единственный номер, который вам нужен. Это число определяет вес, который нужно прикрепить к штифту маховика для балансировки.
Как только будет найдена тяжелая сторона, просверлите необходимый металл из фланца по модной схеме, чтобы достичь баланса.
Еще раз проверьте баланс и соберите стержни.
Это лучшее, что я могу объяснить балансировку. Надеюсь, поможет.
Кенни
1Кенни
Известный член
- #5
Вчера было поздно, и я не смог объяснить пару других способов получить баланс.
Допустим, есть два шатуна, каждый из которых опирается на собственный штифт коленчатого вала, а штифты разнесены на 180*. Затем большие концы стержней взвешивают и сопоставляют. Затем прикрепите грузы, соответствующие большому концу, к каждой шатунной шейке. Если два шатуна имеют один и тот же шатунный палец, сложите веса вместе, чтобы получить требуемый вес, необходимый для шатунного пальца.
Кенни
1Кенни
Известный член
- #6
При балансировке маховика с установленным штоковым и/или поршневым узлом увеличивается центростремительная сила (не путать с центральной силой) при вращении маховика. Это нарушит центр тяжести маховика. Если маховик вращается в мертвой точке и центры вращения совпадают, двигатель будет крутиться ровно. Установив только вес большого конца стержня на осевой линии штифта, он сохранит центр тяжести. Дополнительный вес штока и поршня приведет к смещению центра тяжести и оси вращения, что приведет к дисбалансу и вибрации.
Как объяснил мистер Ньютон.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/newt.html#strmas
Кенни
Том Т
Известный член
- #7
Ребята, не могли бы вы посмотреть на мой пост в картинках [Двигатель цикла Аткинсона} и дайте мне знать, если у вас есть еще какие-либо мысли по балансировке двигателя этого типа. Я строю этот двигатель в большом масштабе и хотел бы сбалансировать его как можно лучше. Том Т
1Кенни
Известный член
- #8
Глядя на Аткинсона, я заметил конструктивный недостаток. На двигателе есть
2шатуны. Верхний с маховиком представляет собой кривошип с валом и балансируется отдельно от себя, как объяснялось.
Если посмотреть на нижний, то это недостаток. Где противовес вращения для этой дуги? Это не там. У вас есть объединенные концевые веса трех концов стержня без противовеса, где стержень прикреплен к колонне. Конец стержня, прикрепленный к колонне, необходимо рассматривать как центральную ось. Удлините этот стержень и добавьте необходимый вес, чтобы уравновесить вес трех концов стержня с другой стороны.
Так и задумано.
Р Р Р —————- О
Так и должно быть.
R R R———O——— X X X
Таким же образом можно сократить длину балансира.
R R R———O— X X X X X
R — это стержни, X — вес, а O — шарнир на колонне.
http://www.keveney.com/Atkinson.html
Кенни
Том Т
Известный член
- #9
Кенни, эта информация пришла в самый последний момент. Это избавило меня от необходимости переделывать детали. Я верю в это имфо. Я могу заставить мой двигатель работать красиво и ровно. Спасибо за помощь Том
1Кенни
Известный член
- #10
Добро пожаловать, Том.
Кенни
Как отбалансировать двигатель — Основы балансировки двигателя
| Практическое руководство — Двигатель и трансмиссия
Пользовательские комбинации хода поршня и облегченные поршни теперь являются нормой, но это может вызвать проблемы, если вы не набрали номер . . .
‘В наши дни мир производительности полон классных комбинаций поршневых двигателей, которые занимают больше страниц в каталогах коленчатых валов, чем когда-либо прежде. Мы говорим о длинноруких Фордах 460, диких комбинациях Кливленда, странных рядных шестицилиндровых двигателях и неровностях хода нового поколения двигателей GM Gen III. Все это на службе подхода «мое больше твоего» к героизму лошадиных сил. Но вся эта ажиотаж со строками также может вызвать недоумение.
Автопроизводители известны тем, что покупают запчасти нетрадиционными способами, такими как встречи по обмену, распродажи магазинов и тайные сделки с хорошими парнями. Хотя цена обычно является правильной, это также может привести к скрытым затратам, когда придет время сбалансировать вращающийся узел. Балансировка звучит просто, но, как мы обнаружили, есть много магазинов, которые все еще сверлят отверстия традиционным способом, когда применение нескольких простых приемов может сделать жизнь проще и дешевле. Мы столкнулись с типичной проблемой веса, когда пришло время сбалансировать строчник Ford 331ci с малым блоком. Грубый старик из местного магазина весов сказал: «Я не буду балансировать это. Мне придется превратить это в кусок швейцарского сыра. о балансировке двигателей в процессе.
Вопрос баланса
Прежде чем углубляться в кастомный материал, мы решили, что нам лучше освежить в памяти то, как именно сбалансированы оригинальные двигатели, и изучить проблему внутреннего/внешнего баланса. Чтобы начать наше путешествие, мы решили поговорить с Томом Либом из Scat Crankshaft, у которого большой опыт в области балансировки. Либ очень самоуверен в этом вопросе, потому что он видел почти все мыслимые варианты неисправности коленчатого вала. Большинство из них не из-за плохого качества, как многие думают. Обычно двигатель либо подвергался злоупотреблениям с чрезмерными оборотами, либо неправильно балансировался, либо часто страдал от сочетания этих двух факторов.
Давайте начнем с короткого урока по конструкции коленчатого вала. Противовесы коленчатого вала предназначены для компенсации (или балансировки, если хотите) эффекта инерции относительно тяжелого поршня и шатуна, движущихся как вращательно, так и возвратно-поступательно (вверх-вниз) на скорости. Вес комбинации поршень-шток 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 спереди и сзади коленчатого вала, оставляя центральную часть без противовесов. Это разделяет двигатель на переднюю и заднюю половины. Положения противовесов на всех В-8 9Коленчатые валы 0 градусов одинаковы. Высота противовеса, измеренная снаружи от осевой линии коленчатого вала, ограничена как блоком цилиндров, так и расположением нижней части цилиндров. Противовес, расположенный дальше от центральной линии кривошипа, имеет больший балансировочный эффект, но он ограничен шириной картера блока цилиндров. Грузы, размещенные на обоих концах кривошипа, также имеют больший эффект и, следовательно, не должны быть такими большими, чтобы эффективно сбалансировать двигатель. Это делает общий кривошип легче.
Внутренний и внешний баланс
Упаковка также является важным вопросом. Во время проектирования смолл-блока 400ci основным инженерным препятствием было недостаточное пространство внутри картера смолл-блока для более крупных противовесов, необходимых для увеличенного 4,125-дюймового поршня модели 400. Это было особенно сложно в задней части двигателя, потому что задняя часть картера на малоблочном Chevy ограничена размещением масляного фильтра. Решение потребовало установки внешних балансировочных грузов на гармоническом балансире и маховике/гибкой пластине. Одним из преимуществ внешних грузов является то, что они, как правило, легче, поскольку расположены на крайних концах коленчатого вала. Недостатком является то, что эти смещенные грузы передают свои собственные крутящие силы обратно на коленчатый вал, что нехорошо. Та же ситуация происходит с Chevy с большим блоком 454ci, который также является единственным серийным большим блоком, в котором для балансировки двигателя используются внешние веса.
Смоллблочные Ford всегда были внешне сбалансированы, но поскольку имя Ford является синонимом перемен, инженеры Blue Oval изменили величину внешнего баланса, когда двигатели превратились в цельное заднее главное уплотнение. Ранние модели Ford с малыми блоками использовали 28 унций-дюймов в качестве внешнего веса, изменившись за 19 лет.От 81 до 50 унций-дюймов. Как и в случае с малоблочными двигателями Chevy, детали могут взаимозаменяться между ранними и поздними двигателями, но для обеспечения бесперебойной работы двигателя коленчатый вал, балансир и гибкая пластина / маховик должны находиться в одном семействе балансировочных элементов.
Bob Weight Blues
Когда дело доходит до покупки какого-либо коленчатого вала или если вы планируете добавить набор новых легких поршней к существующему двигателю, балансировка этого вращающегося узла может оказаться сложной задачей. Одна из ссылок, с которыми вы столкнетесь, называется «вес боба». Эта спецификация относится к массе, расположенной на одной шейке коленчатого вала, которая включает в себя как возвратно-поступательные, так и вращающиеся части массы всего узла. Вращающийся вес относится к массе нижней половины шатуна, прикрепленного к коленчатому валу. Возвратно-поступательный вес в основном представляет собой все, начиная с середины шатуна вверх, включая поршень, поршневой палец и кольца.

Каждый высокопроизводительный коленчатый вал имеет определенное значение веса боба, например 1800 граммов. Грамм — это метрическая единица измерения, эквивалентная 11/428 унции. Вес боба в 1800 граммов — это, по сути, вес каждого из противовесов. Однако вы не просто суммируете все значения, чтобы определить вес боба. Формула: 100 процентов вращающегося веса плюс 50 процентов возвратно-поступательного веса. Давайте используем пример, чтобы увидеть, как это разбивается:
Вращающийся груз (г) | Поршневой груз (г) | |
Подшипник | 50 | |
Большой конец стержня | 420 | |
Малый конец стержня | 180 | |
Поршень | 450 | |
Браслет | 80 | |
Кольца | 38 | |
Масло | 2 | |
Итого | 470 | 750 |
Прежде чем двигаться дальше, помните, что у нас есть пара возвратно-поступательных грузов (два поршня) на шатунную шейку. Математика выглядит так:
Половина возвратно-поступательного веса составляет 750/2 = 375 x 2 поршня на шейку = 750 грамм, а общий вращающийся вес составляет 470 x 2 = 940 грамм. Таким образом, 750 + 940 = 1690 грамм.
Если значение динамической нагрузки для вашего нового коленчатого вала больше, чем базовая масса ваших новых шатунов, поршней и колец, то необходимо снять груз с коленчатого вала, чтобы сбалансировать сборку. Это относительно простая задача точного сверления нескольких отверстий в противовесах коленчатого вала. Если значение веса бобины для коленчатого вала меньше, чем для комбинации поршень-шатун, к коленчатому валу необходимо добавить металл Мэллори. Мэллори — очень плотный металл, более чем в два раза превышающий плотность стали. Кусок Мэллори диаметром 11/42 дюйма и длиной 31/44 дюйма весит 43 грамма. Проблема в том, что просверливание отверстия для установки Мэллори в кривошип удаляет примерно 24 грамма, так что чистая прибыль составляет всего около 19 граммов. грамм. Таким образом, добавление 50 граммов может быть дорогим, потому что металл Мэллори недешев. Это также означает, что тщательное изучение вашего комплекта гребного двигателя, чтобы избежать головной боли и затрат, стоит затраченных усилий.
Многие автопроизводители предпочитают собирать детали для комплекта строкера из нескольких разных источников, чтобы сэкономить деньги. Это может вызвать серьезные трудности, когда несоответствующие компоненты собираются бессистемно, и балансировочная мастерская должна внести серьезные изменения в коленчатый вал, чтобы правильно отбалансировать двигатель. Простой способ избежать этой проблемы — приобрести полный вращающийся узел у одного поставщика. Большинство из этих комплектов хода уже были должным образом подобраны, поэтому для завершения окончательной балансировки необходимо выполнить лишь незначительные работы, такие как сверление кривошипа.
Вот внешний вес балансировочного станка Professional Products для малогабаритного автомобиля Ford. Чтобы уменьшить количество сверлений, необходимых для балансировки этой комбинации, Исиго убрал часть веса с балансира.
Ярлык пользовательского баланса
Часто высокопроизводительные стрингеры могут быть немного сложными. Например, мы работаем над сборкой малоблочного двигателя Ford 331ci, который включает в себя кривошип Scat из кованой стали, шатуны Scat с двутавровой балкой и набор кованых поршней Mahle. Когда мы впервые собрали этот комплект, мы выбрали поршни Mahle из-за их высокого качества и легкого веса. К сожалению, это вызвало проблему, когда мы доставили сборку в балансировочный цех, потому что для балансировки двигателя с противовесов нужно было снять чрезмерный вес. Именно 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 техник компании Крейг Ишиго показал нам процедуру. Наша ситуация усложнялась тем, что нестандартный маховик, необходимый для двигателя, нельзя было использовать на динамометрическом стенде. Это означало, что Ishigo не мог уменьшить вес за счет сверления маховика, потому что на динамометрическом стенде использовался другой маховик со стандартным смещенным весом, когда мы тестировали двигатель. После взвешивания всех компонентов выяснилось, что из всего узла необходимо удалить более 560 граммов (20 унций). Это совсем немного металла.
Ишиго говорит, что, хотя электронный балансир может считывать показания каждого противовеса по отдельности, он обычно рассматривает двигатель как переднюю и заднюю половины. Поскольку этот Ford представляет собой двигатель с внешней балансировкой, и необходимо было снять так много веса, первым шагом Ишиго было удаление 77 граммов из привинченного смещения веса в балансировочном устройстве Professional Products. Но для сохранения симметричного веса, снятого с передней и задней части, требовалось удалить металл с противовесов кривошипа на обоих концах. Поэтому Ишиго установил кривошип на большой токарный станок и снял более 400 граммов с передней и задней частей коленчатого вала. Величина снимаемой массы ограничивалась высотой шатунных шеек на противоположной стороне противовесов. Когда токарный станок едва касался стержня, резка прекращалась. Затем он снял дополнительный вес, просверлив несколько отверстий во всех противовесах. Исиго решил просверлить три неглубоких отверстия в каждом противовесе вместо двух глубоких, удалив еще 82 грамма сзади, что примерно соответствует 78 граммам, снятым с балансира. Ишиго говорит, что сверление нескольких отверстий безопаснее, потому что оно мельче, но сверление отверстий вдоль прямого пути дисбаланса также менее эффективно, чем удаление груза непосредственно на линии. Это сводится к тому, какой вес должен быть удален. Мы суммировали общий вес, снятый с кривошипа, и получилось чуть менее 1 фунта 4 унции. Хотя это и не так уж много по сравнению с общим весом всего вращающегося узла, это все равно соответствует более легкому пакету, который будет вращаться немного быстрее и поможет ускориться.
Строкеры SBC Еще одна область, которая может вызвать путаницу, связана с чрезвычайно популярными пакетами для строчных блоков 383ci Chevy. Модель 383 возникла с использованием коленчатого вала двигателя 400ci в блоке 350. Как упоминалось ранее, 400 был единственным малым блоком, который имел внешнюю балансировку, и большинство комплектов 383 сохраняют эту функцию внешней балансировки. Но для приложений более высокого уровня, использующих коленчатый вал из кованой стали 4340, идеальным путем является внутренняя балансировка вращающегося узла, чтобы уменьшить изгиб коленчатого вала. Теперь давайте сделаем это более сложным, 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 запчасти премиум-класса своей цены?» в выпуске за сентябрь 2007 года.
Сначала это может показаться простым, поскольку вам не нужно использовать балансир со смещенным грузом или гибкую пластину/маховик. Однако цельный задний фланец заднего главного уплотнения не позволяет компенсировать вес, который используется в двигателе, состоящем из двух частей заднего главного уплотнения. Чтобы учесть эту разницу в весе, все цельные гибкие пластины заднего главного уплотнения (и маховики) требуют смещения внешнего веса. Но с кривошипом с внутренней балансировкой этот вес не нужен. Таким образом, в случае гибкой пластины внешний вес должен быть осторожно удален. Для маховиков можно изготовить на заказ маховик с нулевой балансировкой. Если у вас уже есть маховик, можно просверлить дополнительные отверстия, чтобы вернуть его в состояние нулевой балансировки. Если этого не сделать, в двигателе возникнет вибрация, которая в конечном итоге разорвет коренные подшипники и вызовет повреждения, которых можно было бы легко избежать.
Trending Pages
Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
Это внедорожники с лучшим расходом топлива
Trending Pages
Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
Это внедорожники с лучшим расходом топлива
John Maher Racing » Проект 2110.

Динамическая балансировка узла коленчатого вала является важной частью сборки любого двигателя. В этой статье делается попытка объяснить, почему. Начну с небольшой теории, а затем продемонстрирую на примере, показав каждый этап процесса балансировки применительно к коленчатому валу, маховику, сцеплению и шкиву коленчатого вала, используемых в пр.2110 .
Что такое «динамическая балансировка»?
Разница между статическим и динамическим дисбалансом
На схеме слева [рис. 1] показано влияние дисбаланса, расположенного на некотором расстоянии от осевой линии коленчатого вала (или оси вращения), на центр масс. Этот дисбаланс приводит к тому, что кривошип пытается вращаться вокруг новой центральной линии («главной оси инерции»). Энергия тратится впустую, поскольку кривошип пытается двигаться не по центру, создавая вибрацию, напряжение и потребляя мощность в процессе.
В реальном мире дисбаланс не распределяется равномерно или симметрично по длине коленчатого вала. Это приводит не только к смещению «центра масс» от осевой линии коленчатого вала, но и к наклону «главной оси инерции» под углом, противоположным оси вращения коленчатого вала. [рисунок 2]
Целью динамической балансировки коленчатого вала является точное совпадение «основной оси инерции» с центральной линией коленчатого вала.
Динамическая балансировка коленчатого вала Project 2110
Я делюсь данными, записанными во время балансировки кривошипа, маховика, сцепления и шкива коленчатого вала Project 2110, чтобы дополнительно объяснить допуски и методы, используемые для динамической балансировки всего вращающегося узла до очень высокой стандарт. Оставшаяся часть этого поста посвящена только балансировке коленчатого вала — я завершу эту тему в своем следующем посте, когда буду иметь дело с маховиком, нажимным диском сцепления и шкивом коленчатого вала.
Коленчатый вал установлен на специальных клиновых блоках, расположенных на шейках коренных подшипников №1 и №3. Датчики в каждой стойке V-образного блока определяют степень дисбаланса, а поворотный энкодер определяет место дисбаланса с точностью до 1 градуса вращения коленчатого вала. Вот скриншот самого первого вращения кривошипа пр. 2110…
Первый оборот балансира для 82-мм кривошипа пр. 2110
… и вот кривошип опирается на две стойки балансира. Прежде чем вращать каждую рукоятку, я проверяю биение центральной главной оси с помощью циферблатного индикатора — нет смысла пытаться сбалансировать погнутую рукоятку!
Коленчатый вал диаметром 82 мм, установленный на балансировочном станке – самое время проверить центральную шейку на биение
Балансировка с допуском
двигатель трясет и стучит по коренным подшипникам и кривошипу. Со временем это может привести к усталости металла и трещинам, которые могут привести к выходу из строя подшипников или поломке кривошипа.
Диапазон оборотов двигателя играет важную роль…
Центростремительная сила в действии… неуравновешенный вес заставляет спортсмена принять отклонение от центральной оси вращения. Представьте себе спортсмена, ограниченного «виртуальным» набором основных подшипников, заставляющим его поддерживать идеально вертикальную ось вращения и, следовательно, неспособным противостоять силе, создаваемой вращающимся неуравновешенным весом. Удержаться на ногах будет сложно!
Вращающийся объект создает «центростремительную силу». Это сила (или нагрузка), создаваемая перпендикулярно направлению вращения. Привяжите веревку к кирпичу, покрутите ее, и вы почувствуете притяжение центростремительной силы, создаваемой «неуравновешенным» весом кирпича. Чем быстрее крутишься, тем сильнее тянет. Величина силы увеличивается экспоненциально со скоростью. т. е. удваивая скорость двигателя, вы увеличиваете нагрузку в четыре раза. Втрое больше оборотов двигателя, а сила умножается в девять раз.
По ряду причин невозможно достичь абсолютного совершенства балансировки, поэтому мы работаем в диапазоне допусков. Общепринятой практикой является указание величины дисбаланса в граммах или унциях, а затем указание расстояния от центра коленчатого вала до дисбаланса (радиус коррекции). Обычно это выражается как «унция-дюйм» или «грамм-дюйм». Поскольку мое программное обеспечение для балансировки переключено на метрическую систему, я установил радиус коррекции на 25 мм (чуть меньше 1 дюйма) и стремлюсь к дисбалансному весу менее 4 граммов. Это более тонкий допуск, чем большинство мастерских по балансировке используют для мощных дорожных двигателей — наиболее популярный допуск составляет «9».0416 0,6 унции-дюйма. Эквивалент 17 грамм-дюймов по сравнению с проекта 2110 цель меньше, чем 4 грамм-дюйма (4 грамма-25мм).
Выбранный мной допуск «4 грамма-25 мм» точно такой же, как дисбаланс 2 грамма на радиусе 50 мм или 1 грамм на радиусе 100 мм. Помните: чем дальше от центра кривошипа возникает дисбаланс, тем больше его вредное воздействие. Чтобы помочь вам визуализировать дисбаланс в 4 грамма при радиусе коррекции 25 мм (такой же, как 1 грамм на 100 мм), изобразите банкноту в 10 фунтов стерлингов (0,923 грамма), сидящий близко к внешнему краю маховика. Это очень близкое приближение к дисбалансу, оставшемуся в узле кривошипа, который был отбалансирован с допуском «4 грамма-25 мм».
Я объясню процесс далее, когда проведу вас через различные этапы балансировки коленчатого вала, маховика, сцепления и шкива кривошипа Project 2110 . Еще раз взгляните на скриншот первого вращения:
Первое вращение балансира для 82-мм кривошипа пр. 2110
Это кривошип сам по себе, т. е. без распределительных шестерен или шпонок. Именно так многие балансировочные мастерские будут иметь дело с вашим шатуном. Цифры справа в порядке: 1,98 грамма при радиусе 25 мм находятся в пределах нашего целевого допуска в 4 грамма, но левая сторона (конец шкива кривошипа) составляет , серьезно за пределами допуска при 19,0 граммах. В этот момент человек, работающий с вашей рукояткой, приступит к работе и начнет снимать вес, чтобы уменьшить дисбаланс. Тем не менее, есть проблема… поскольку кривошипные шестерни, распорная втулка, стопорное кольцо и шпонки не на месте, балансировка кривошипа в этом состоянии не соответствует реальным динамическим условиям работы, то есть когда двигатель полностью собран и работает.
Действительно ли установка кривошипных шестерен, шпонок и т. д. имеет такое большое значение? Без каких-либо изменений, кроме установки шестерен, шпонок и т. д., вот результат…
Установка узла кривошипно-шатунного механизма сильно влияет на величину дисбаланса.
… он уменьшился с 19,0 грамм до 4,93 ! Мораль этой истории: ваши кривошипные шестерни должны быть на месте при балансировке коленчатого вала в сборе!
Остается провести небольшую корректировку, чтобы снизить вес левой плоскости ниже 4 грамм. Потребовалось небольшое удаление материала с противовеса, ближайшего к концу шкива кривошипа:
Груз снят с противовеса для уменьшения дисбаланса коленчатого вала
После нескольких вращений, каждый раз удаляя немного больше веса, вот конечный результат:
Точно сбалансированный коленчатый вал
Достаточно хорошо для двигателя NASCAR, работающего на 9800 об/мин. по часам!
Коленчатый вал отбалансирован. В следующей части, Часть 5: Динамическая балансировка (продолжение), я работаю над маховиком, нажимным диском сцепления и, наконец, над шкивом коленчатого вала. Еще немного теории — демонстрация резкого влияния оборотов двигателя на центростремительную силу.
Самостоятельно построить двигатель? Требуется отбалансировать коленчатый вал в сборе в соответствии с проектом 2110 ?
Щелкните здесь для получения дополнительной информации и цен.
Предыдущий Project 2110 posts:
Часть 1: Введение
Часть 2: Диаметр цилиндра и ход поршня
Часть 3: Подготовка картера
Подпишитесь на информационный бюллетень, чтобы получать уведомления по электронной почте о следующей партии Project 2110 .
Обновления также размещаются на странице JMR в facebook
Закон о балансировке коленчатого вала — журнал производителей двигателей
Когда дело доходит до балансировки вращающегося узла, производители двигателей по-разному подходят к допустимому, а не к нулевому балансу — то есть в пределах 1 грамма плюс или минус. Недавно мы получили информацию о балансировке коленчатого вала от Стива Морриса из Steve Morris Engines в Маскегоне, штат Мичиган. Он дал нам мастер-класс, который охватывал все этапы балансировки коленчатого вала, почему он балансируется и что вы на самом деле делаете, балансируя коленчатый вал для высокопроизводительного двигателя.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше
Теоретически балансировка коленчатого вала может показаться простой задачей. Тем не менее, для правильной настройки баланса требуется приличная сумма, поэтому иногда это может быть быстрый процесс, а иногда нет. По тем же причинам балансировка коленчатого вала иногда может быть дорогой, а иногда и менее дорогой, в зависимости от работы.
Чтобы начать работу по балансировке, вы не можете просто бросить свой коленчатый вал на балансировочный станок и вращать его без какой-либо симуляции веса поршней, шатунов и всего остального.
«Вы должны определить свой бобвейт, — говорит Моррис. «Грузовой груз состоит из того, что связано с коленчатым валом — что вращается (на шейке кривошипа) и что движется вверх и вниз в цилиндре (шатуны и поршни). Все, что вращается, называется вращающимся весом, а все, что движется вверх и вниз, называется возвратно-поступательным движением веса. Вам нужно будет взвесить эти компоненты, но обратите внимание, что вам нужно будет взвесить только один шток, один поршень, два подшипника, один комплект колец и т. д., а не все ваши компоненты. За вас эту математику сделает машина».
Начав с большого конца шатуна, вы будете использовать весы и специальное приспособление, чтобы подвесить другой конец, чтобы получить этот вес. Примечание. Прежде чем взвешивать эти компоненты, убедитесь, что ваши весы обнулены. На приспособлении стержень должен быть параллелен, а маленький конец стержня подвешен.
В примере со Стивом вес его шатуна составлял 424,6 грамма. На экране ввода вашего балансира вы перейдете к числам своего бобового веса, чтобы ввести этот вес в соответствующее место на стороне вращающегося груза.
Следующее, что захочет узнать ваш балансировщик, это вес вкладыша вашего подшипника. Подшипники Стива — верхний и нижний подшипники коленчатого вала — весили 40,9 грамма. Затем вам нужно будет ввести, сколько шатунов на один ход приходится на ваш коленчатый вал. Очевидно, что на V8 у нас будет два шатуна на каждый ход. На 4-цилиндровом двигателе у вас будет только одна тяга на бросок. Что-то вроде рядной шестерки будет иметь другую конфигурацию хода удилища. Пример Стива соответствует стандартной конструкции двигателя V8.
«На этом этапе процесса балансировки у вас есть вес большой головки шатуна, вес подшипника и количество шатунов на один ход», — говорит Моррис. «Машина также захочет узнать ваш вес масла, потому что да, вес масла присутствует. Обычно это от 3 до 5 граммов, и я обычно использую 5 граммов для этого числа».
Комбинация этих чисел дает вам вращающийся вес. Теперь вы перейдете к выяснению своего возвратно-поступательного веса. Первым элементом вверху является малый конец шатуна или конец штифта. Опять же, обнулите шкалу и измените то, что вы делали при измерении большого конца удилища. Убедитесь, что ваш шатун ровный, квадратный и параллельный шкале, чтобы не получить ложных показаний.
Малый конец удилища Стива весил 177,5 грамма. Вы захотите ввести это в точку входа возвратно-поступательного веса балансира. И вы можете проверить правильность взвешивания обоих концов удилища, взвесив общий вес удилища, который в случае Стива составил 602,3 грамма. Его большой и малый вес 424,6 плюс 177,5 составил 602,1, что показывает, что он правильно взвешивал удочку.
«Если угол стержня не параллелен при измерении каждого конца на шкале, это может исказить эти числа, поэтому рекомендуется измерить весь стержень, чтобы убедиться, что вы все сделали правильно», — говорит он. «Он должен весить столько же, сколько весят обе половинки вместе».
Далее вам понадобится поршневой груз, который вы захотите взвесить сам по себе — без колец или поршневых пальцев. В примере со Стивом вес его поршня составил 520,4 грамма. Этот вес вводится в данные возвратно-поступательного веса. Далее вы взвесите булавку, которая для Стива составила 184,2 грамма. И на его конкретном поршне есть кнопки штифта, которые удерживают штифт от перемещения куда угодно и обеспечивают поддержку маслосъемного кольца. Их тоже взвешивают.
«Мне больше нравятся кнопки с булавками, чем опорная рейка, но они добавляют немного веса», — говорит он. «Когда мы используем кнопку с булавкой, это означает, что мы не используем какой-либо спиральный замок или зажим. Две часто встречающиеся опоры для штифтов представляют собой спиральный замок с масляной опорной рейкой или штифтовую кнопку. Это два метода удержания поршневого пальца от движения вперед и назад».
Затем вы взвесите свои поршневые кольца, которые в случае Стива составили 51 грамм. Все эти веса учитываются в вашем возвратно-поступательном весе, который для Стива составил 950,7 грамма. Его общий возвратно-поступательный вес, если учесть другой шток и поршень за ход, составил 1901,4 грамма.
«Из-за того, как работает коленчатый вал, шатуны и поршни противостоят друг другу», — говорит Моррис. «Один поднимается в цилиндре, а другой опускается. По этой причине вы используете первоначальный общий возвратно-поступательный вес, который вы получили, который снова был 950,7 грамма».
Прибавив этот возвратно-поступательный груз (950,7) к вращающемуся грузу (936), мы получили Стива в общей сложности 1886,7 грамма, которые можно было использовать для его бобового веса. Это то, что симулируется.
«Если мы изменим наш коэффициент баланса с 50% до 51%, что является избыточным балансом, или с 49%, что является недостаточным балансом, это изменит то, насколько тяжелым будет бобвейт», — говорит Моррис. «При 49% вес боба составит 1867,7 грамма, а при 51% — 1905,7 грамма. Двигатели производительности будут очень легко работать в диапазоне от 48% до 52%, и вы никогда об этом не узнаете.
«Здесь есть некоторая математика, но для гоночных классов, таких как серия Comp Eliminator, Pro Stock и NASCAR Cup, они будут иметь недостаточную или избыточную балансировку, потому что в ситуации недостаточного баланса они, как правило, лучше разгоняются. В ситуации перебалансировки они, как правило, лучше поддерживают высокие обороты. На самом деле вы не балансируете его «правильно», потому что 50% — это общепринятый метод ASE. Как гонщики, мы можем изменять и манипулировать этими бобышками, чтобы добиться лучшего ускорения или лучших характеристик на высоких оборотах».
В общем, 50% — это то, что, по словам Морриса, он будет использовать для всего, что делает его мастерская, от больших оборотов до больших лошадиных сил, и это прекрасно работает без проблем. Теперь, когда у вас есть число бобов, вам нужно добавить этот вес к вашему фактическому весу бобов. Вы можете сделать это пополам или сделать все сразу. Стив говорит, что предпочитает делать все сразу.
Начните с обнуления весов и взвешивания самого боба, а затем добавляйте веса, пока не получите желаемое число. Прибавляя вес, убедитесь, что вы делаете это одинаково для каждой стороны вашего бобового веса. Если вы ошиблись на одну или две десятых грамма, это не проблема.
«Мы не будем об этом беспокоиться, потому что такая легкая вещь, как одна заметка, весит почти грамм, так что отклонение на десятую или две не имеет значения», — говорит он. «Как только вы соберете груз, вам нужно будет найти его на коленчатом валу. То, что мы пытаемся сделать, это заставить удочку номер один бросаться прямо вверх и вниз. Используйте уровень, чтобы убедиться, что груз правильно установлен на рукоятке. Здесь немного больше искусства, чем науки.
«Каждый груз надевается на коленчатый вал 90 градусов друг от друга. После того, как вы разместили грузы на кривошипе, машина должна знать, как далеко один подшипник находится от другого подшипника и каков допуск. Вы также захотите убедиться, что балансируете в плоскости против силы, потому что ваши утяжелители находятся на двух разных сторонах ».
Стив предлагает балансировать при 500 об/мин, что является типичным, стандартным балансировочным об/мин. Вы можете балансировать на других оборотах, но это, похоже, не имеет никакого значения. Пока машина работает правильно, она должна восстановить баланс так же сильно, как при 700 об/мин или 1000 об/мин.
«Когда вы увидите, как быстро эта штука вращается, вы увидите, что 500 об/мин — это много, так что представьте, что происходит, когда она достигает 1000 об/мин — даже не на холостом ходу», — говорит он. «Представьте, как быстро движутся вещи со скоростью 10 000 об/мин!»
Как только балансир начинает вращать коленчатый вал, на каждой колонке балансира, которая удерживает коленчатый вал на месте, установлены датчики, которые улавливают вибрации и движения за пределами установленного вами диапазона. Балансир также сообщает вам, в каком положении балансировка нарушена — спереди или сзади на шатуне. Все позиции либо прямо вверх, либо прямо вниз. Вот где расчеты учитываются.
Когда Стив произвел первоначальную балансировку, коленчатый вал, который он использовал, был разбалансирован на 41 грамм спереди и на 24,5 грамма сзади.
«Нас просят добавить веса», — говорит он. «Если бы он просил нас убрать вес, мы бы использовали дрель и станок в противовесе, чтобы подобраться к нужному балансу, двигаясь вперед и назад между передним и задним противовесами.
«Ваш другой вариант — поставить коленчатый вал на токарный станок и сбалансировать противовес, обработав весь противовес. Какой бы маршрут вы ни выбрали, у вас есть три плоскости на выбор с точки зрения корректирующих противовесов. Самый внешний противовес делает больше всего для изменения баланса, а самый внутренний противовес делает меньше всего».
Одна вещь, о которой следует помнить, когда вы выполняете свою работу по балансу, это то, что очень немногие вещи сегодня больше не сбалансированы внешне. Все хорошие детали гоночных двигателей внутренне сбалансированы, поэтому вам не нужно иметь балансир коленчатого вала, маховик или гибкую пластину на кривошипе.
«Эти вещи сбалансированы нейтрально, — говорит Моррис. — Можешь, если хочешь, но не обязан. Вы также никогда не снимаете и не добавляете вес к балансиру или гибкой пластине. Вы делаете это только на коленчатом валу, потому что хотите иметь возможность менять балансир и гибкую пластину, не прибегая к повторной балансировке всего. Вот почему вы всегда делаете всю свою балансировку только внутри коленчатого вала.
«Если нам нужно увеличить вес, мы не просто добавляем металл или привариваем детали — это низший способ ведения дел. Что мы всегда делаем, так это сначала моделируем, какой вес нужно добавить к кривошипу с помощью болта».
При добавлении веса к коленчатому валу вы используете так называемый металл маллори, который немного тяжелее, чем сталь противовесов. Добавляя маллори, вы всегда должны вдавливать его в сторону противовеса коленчатого вала, а не в верхнюю часть.
«Прижатие его к боку делает невозможным выход какого-либо веса при вращении коленчатого вала», — говорит Моррис. «Если кто-то вварит мэллори в отверстие в верхней части противовеса, во многих случаях может случиться так, что он может слететь с кривошипа и прострелить ваш масляный поддон, в результате чего масло вытечет на гусеницу и, вероятно, отправит вас в гусеницу. стена. Вот почему, если вам нужно добавить вес, мы всегда добавляем мэллори-металл сбоку. Мы даже добавили немного сварного шва, чтобы гарантировать, что он никогда не будет скользить вперед и назад».
В примере Стив добавил болт к задней части кривошипа весом 40 грамм и болт к передней части весом 24 грамма, оба в положении «12 часов». Это то, о чем просил балансировщик.
«Машина дает нам идентификационный номер», — говорит он. «У меня никогда не было машины, которая говорила мне положить 25 граммов прямо сюда, а я клал 25 граммов прямо туда, и это было совершенно правильно. Он никогда этого не делает, поэтому всегда подкрадывайтесь к правильному балансу. Вы хотите дважды отмерить и один раз отрезать».
После того, как Стив добавил свой смоделированный вес и снова закрутил кривошип, баланс по-прежнему был отклонен на 8 граммов сзади и на 6 граммов спереди.
«Теперь я знаю, что мы добавим туда еще немного материала», — говорит он. «После того, как вы смоделировали окончательный вес, вы просверлите отверстия и запрессуете нужный металл, чтобы убедиться, что баланс находится там, где вы хотите.
«Обратите внимание на то, что перевес или недовес может отличаться на 20 граммов. Вы действительно думаете, что 6-8 грамм действительно имеют значение? Я здесь, чтобы сказать вам, что это не так. Когда кривошип крутится внутри картера, масло вытекает и вытекает, и есть ветер, все меняется. Это прагматичный подход к делу. Это не просто теория того, что должно быть сделано. Это работает, потому что мы делаем это каждый день, и я постоянно это доказываю».
В следующий раз, когда вы захотите выполнить работу по балансировке или сделаете ее самостоятельно, учтите, что простая балансировка может занять 1-2 часа, а большая работа по балансировке может занять несколько часов. Не ищите ярлыков, и вы будете довольны работой вашего двигателя. EB
СЕКРЕТЫ БАЛАНСИРОВКИ ДВИГАТЕЛЯ Май 1925
СЕКРЕТЫ БАЛАНСИРОВКИ ДВИГАТЕЛЯ — продолжение.
Помимо маховика, который, если его тщательно обработать, редко выходит из равновесия, единственным вращающимся компонентом со значительной инерцией является коленчатый вал. Центробежная сила, создаваемая однооборотным коленчатым валом при вращении со значительной скоростью, передается на картер и имеет тенденцию создавать напряжения, которые, если им не противодействовать, вызовут очень сильные вибрации. Чтобы избежать таких нагрузок, однорядный коленчатый вал должен быть уравновешен с помощью противовесов, простирающихся радиально в направлении, противоположном направлениям вращения, и иметь такие пропорции, чтобы, опираясь своими коренными шейками на опоры с острыми краями, он оставался в любом положении. котором она размещена. Другими словами, его статическая уравновешенность верна, но здесь мы сталкиваемся с одной из фундаментальных проблем балансировки двигателя, которая возникает из-за различия между статическим и динамическим балансом вращающихся частей.
В конце концов, там, где двигатель должен развивать максимальную мощность на высоких скоростях, динамическая балансировка важнее, и многие производители двигателей настаивают на том, чтобы их коленчатые валы имели правильный динамический баланс, скажем, при 2500 об/мин, даже если при L000 об/мин он может быть немного неуравновешенным. Выдвигаемый аргумент заключается в том, что при низких оборотах двигателя подшипники способны противостоять любым возможным деформациям из-за несовершенной балансировки, но при высоких оборотах ничто иное, как совершенство, не даст максимальной эффективности.
Влияние конструкции кривошипа на балансировку.
Можно предположить, что при симметричной конструкции четырехходового коленчатого вала достижение равной статической и динамической уравновешенности не составит большого труда, но на практике это редко происходит, поскольку скорость вращение поднимается, нет ничего, что могло бы предотвратить определенное искажение между полотнами. Если не предусмотрены балансировочные противовесы или удлиненные перемычки, необходимо выбирать между статической балансировкой, когда коленчатый вал неподвижен, или динамической балансировкой, когда он вращается, единственная проверка последнего проводится с помощью балансировочной машины.
Действие балансира кривошипа.
Балансировочный станок для коленчатых валов состоит из трубчатого основания, установленного на соответствующих опорах, одна из которых представляет собой корпус для электродвигателя, приводящего в движение вал, проходящий параллельно трубчатому основанию. Вертикальные опоры, на которых устанавливается испытуемый коленчатый вал, могут регулироваться в поперечном направлении для размещения коленчатых валов различных размеров, а на их верхних концах установлены ролики для установки шейки коленчатого вала.
Ремень проходит по одной из коренных шеек, как показано на рисунке, и когда двигатель запускается, коленчатый вал вращается, скорость его вращения контролируется переключателем сопротивления. Теперь, если коленчатый вал разбалансирован, его вибрация будет воздействовать на вертикальные опоры, которые могут свободно вибрировать в определенных пределах, причем это движение четко указывается с помощью указателя, работающего над циферблатом на каждой из вертикальных опор. Таким образом, при первом испытании мы можем обнаружить, что полностью обработанный коленчатый вал значительно разбалансирован, и, кроме того, создается возможность
заметные вибрации в двигателе, для которого он предназначен, могут, если их не устранить, привести к чрезмерному износу подшипников. Использование указателей, установленных на балансировочном станке, может быть оценено при проведении испытаний с отбалансированными и неотбалансированными коленчатыми валами. В последнем случае стрелки будут сильно мерцать уже при 250 об/мин, но после завершения процесса балансировки частоту вращения коленчатого вала можно увеличить до 2000 об/мин. не вызывая ни малейшего движения указателя. Хотя обороты двигателя часто значительно превышают последнюю цифру, нет практической необходимости сильно беспокоиться о балансировке коленчатого вала для максимальной скорости вращения, поскольку опыт показывает, что если баланс правильный примерно при 2500 об/мин. вал будет работать довольно стабильно на более высоких скоростях; при условии, конечно, что он обладает достаточной жесткостью, чтобы сопротивляться естественному искажению, создаваемому центробежной силой.
Метод коррекции балансировки коленчатого вала.
При всех усовершенствованиях балансировочных станков не было разработано никакого метода, позволяющего исключить определенное количество «проб и ошибок» при исправлении неточных коленчатых валов. Мерцание указателей покажет, в какой степени разбалансирован обрабатываемый вал, и затем оператор начинает привязывать небольшие свинцовые грузы к различным частям бросков, пока не будет обеспечен правильный баланс при проверке вала на машине. . Может потребоваться несколько попыток, чтобы определить правильное положение и вес добавленных таким образом свинцовых деталей, но после того, как это будет сделано, правильный баланс может быть получен путем удаления металла, соответствующего по весу свинцовым элементам, в положениях, противоположных тем, в которых они находились. были прикреплены пробные гири.
Балансировка маховика. Как упоминалось ранее, маховик не должен сильно разбалансироваться, если его правильно обработать; но любопытно наблюдать количество случаев, когда обнаруживается отсутствие балансировки маховика. В последнее время я сталкивался с целым рядом двигателей, в которых балансировку маховика можно было сделать идеальной только путем удаления фунта веса, неисправность из-за несовершенной механической обработки
Балансировка коленчатого вала-MA,NH,RI,CT,VT,ME
Балансировка идет рука об руку с производством двигателя. Балансировка снижает внутренние нагрузки и вибрации, которые нагружают металл и могут в конечном итоге привести к выходу из строя компонента.
С технической точки зрения каждый двигатель, независимо от области применения, может выиграть от балансировки. Более плавно работающий двигатель также является более мощным двигателем. Меньше энергии тратится кривошипом, когда он вращается в своих подшипниках, что приводит к более полезной мощности на маховике. Уменьшение вибрации двигателя также снижает нагрузку на опоры двигателя и внешние аксессуары, а в больших внедорожных грузовиках шум и вибрацию приходится выдерживать водителю километр за километром.
Хотя все двигатели отбалансированы на заводе (некоторые в большей степени, чем другие), первоначальная балансировка теряется при замене или замене поршней, шатунов или коленчатого вала на поршни от других двигателей. Заводская балансировка основана на возвратно-поступательном весе поршней и шатунов оригинального оборудования. Если будут произведены какие-либо замены или замены, нет никакой гарантии, что новые или восстановленные детали будут достаточно точно соответствовать весу оригинальных деталей, чтобы сохранить первоначальный баланс. Большинство запасных частей для вторичного рынка «сбалансированы» до среднего веса деталей OEM, который может быть или не быть достаточно близким для поддержания разумной степени баланса внутри двигателя. Комплекты кривошипов вторичного рынка еще хуже и могут значительно различаться из-за различий в семействах двигателей.
Если цилиндры изношены и блок необходимо расточить до увеличенного размера, новые поршни большего размера могут быть тяжелее оригинальных. Некоторые производители поршней учитывают такие различия при проектировании сменных поршней и стараются соответствовать «среднему» весу оригинального оборудования. Но другие нет. Большинство высокопроизводительных поршней спроектированы так, чтобы быть легче, чем поршни оригинального оборудования, чтобы уменьшить возвратно-поступательный вес для более быстрого ускорения и более высоких оборотов. Следовательно, при замене поршней и шатунов невозможно узнать, находится ли баланс в допустимых пределах, если не проверить его.
При создании высокопроизводительного двигателя, двигателя Stroker или двигателя, который, как ожидается, будет вращаться с большим числом оборотов в минуту или проедет много миль, балансировка является абсолютной необходимостью. Ни один двигатель не сможет долго работать на высоких оборотах, если он разбалансирован. И ни один двигатель не выдержит большого пробега, если кривошип изгибается и изгибается из-за статического или динамического дисбаланса.
Силы в действии
Чтобы лучше понять механизм балансировки, давайте рассмотрим лежащую в ее основе теорию. Как известно, вращающийся объект создает «центростремительную силу». Центростремительная сила – это фактическая сила или нагрузка, создаваемая перпендикулярно направлению вращения. Привяжите веревку к кирпичу и покрутите ее, и вы почувствуете притяжение центростремительной силы, создаваемой «неуравновешенным» весом кирпича. Чем быстрее вы его крутите, тем сильнее он тянет. На самом деле величина силы экспоненциально возрастает со скоростью. Удвойте скорость, и вы увеличите силу в четыре раза.
Центростремительная сила, создаваемая дисбалансом коленчатого вала, зависит от величины дисбаланса и расстояния от оси вращения (которое выражается в граммах, унциях или унциях-дюймах). Коленчатый вал с дисбалансом всего в две унции на дюйм при 2000 об/мин будет подвергаться действию силы в 14,2 фунта. При 4000 об/мин усилие возрастает до 56,8 фунта! Снова удвойте скорость до 8000 об/мин, и усилие станет равным 227,2 фунта.
Это может показаться не таким уж большим, если учесть крутящий момент, воздействующий на коленчатый вал силами сгорания. Но центростремительный дисбаланс — это не момент, крутящий кривошип. Это боковая сила отклонения, которая пытается согнуть кривошип при каждом обороте. В зависимости от величины силы изгиб вперед и назад может в конечном итоге привести к разрушению коренных подшипников или вызвать трещины напряжения, которые могут привести к поломке кривошипа.
Центростремительную силу не следует путать с «центробежной» силой, которая представляет собой тенденцию объекта продолжать движение по прямой траектории, когда его отпускают во время вращения. Отпустите веревку, пока вы крутите кирпич, и кирпич отлетит по прямой линии (мы не рекомендуем делать это, потому что трудно контролировать траекторию кирпича).
Назад к центростремительной силе. Пока величина центростремительной силы компенсируется равной силой в противоположном направлении, объект будет вращаться без вибрации. Привяжите по кирпичику к каждому концу аршина, и вы сможете крутить его, как дубинку, потому что вес одного кирпича уравновешивает вес другого. Если мы говорим о маховике, то маховик будет вращаться без колебаний до тех пор, пока вес равномерно распределяется по окружности. Однако тяжелое место в любой точке создаст вибрацию, потому что нет компенсирующего веса, чтобы сбалансировать центростремительную силу.
Это подводит нас к другому закону физики. Каждый объект хочет вращаться вокруг своего собственного центра тяжести. Подбросьте в воздух кусок металла неправильной формы, вращая его, и он автоматически начнет вращаться вокруг точного центра тяжести. Если кусок металла является маховиком, центр тяжести должен быть осью маховика. Пока центр тяжести маховика и центр вращения коленчатого вала совпадают, маховик будет вращаться без вибрации.
Но если на маховике есть тяжелое пятно или если маховик не установлен мертвой точкой на кривошипе, центр тяжести и ось вращения будут смещены, что приведет к вибрации.
Прикладная физика
Итак, как вся эта научная чепуха транслируется в реальную динамику вращающегося коленчатого вала? Коленчатый вал, как и маховик, представляет собой тяжелый вращающийся объект. Более того, он также имеет множество поршневых и шатунных узлов, которые совершают возвратно-поступательные движения вперед и назад вдоль его оси, что значительно усложняет проблему поддержания всего в равновесии.
В рядных четырех- и шестицилиндровых двигателях, а также в плоских горизонтально оппозитных четырехцилиндровых и шестицилиндровых двигателях (например, в Porsche и Subaru) все поршни перемещаются вперед и назад в одной плоскости и обычно сдвинуты на 180° друг от друга, поэтому для балансировки не требуются противовесы коленчатого вала. возвратно-поступательные компоненты. Баланса можно достичь, тщательно взвесив все поршни, шатуны, поршневые пальцы, кольца и подшипники, а затем уравняв их по самому легкому весу.
На двигателях V6, V8, V10 и V12 другая история, потому что поршни движутся в разных плоскостях. Для этого требуются противовесы коленчатого вала, чтобы компенсировать возвратно-поступательный вес поршней, колец, поршневых пальцев и верхней половины шатунов.
В двигателях с «внутренней балансировкой» противовесы сами выполняют работу по уравновешиванию возвратно-поступательной массы поршней и штоков. С другой стороны, двигатели с «внешней балансировкой» имеют дополнительные противовесы на маховике и / или гармонический демпфер, помогающие коленчатому валу поддерживать баланс. Некоторые двигатели требуют внешней балансировки, потому что внутри картера недостаточно места для установки противовесов достаточного размера для балансировки двигателя. Это относится к двигателям с более длинным ходом и/или большим рабочим объемом.
Если вы восстанавливаете двигатель с внутренней балансировкой, маховик и демпфер не влияют на балансировку двигателя и могут быть отбалансированы отдельно. Но в двигателях с внешней балансировкой маховик и демпфер должны быть установлены на кривошипе перед балансировкой.
Клиентам следует сообщить, какой у них тип балансировки двигателя (внутренний или внешний), а также предупредить об индексации положения маховика, если впоследствии ему придется снять его для шлифовки. Владельцев внешне сбалансированных двигателей также следует предупредить об установке других маховиков или гармонических демпферов и о том, как это может нарушить балансировку.
Уравновешивающие валы
В последние годы производители автомобилей добавили уравновешивающие валы ко многим четырех- и шестицилиндровым двигателям, чтобы устранить гармоники коленчатого вала. Уравновешивающий вал, вращающийся в противоположных направлениях, помогает компенсировать вибрации кривошипа, возникающие при работе двигателя.
На этих двигателях убедитесь, что уравновешивающий вал правильно «фазирован» или синхронизирован с вращением кривошипа. Если вал не синхронизирован, он будет усиливать, а не уменьшать вибрации двигателя.
Уравновешивающие валы не заменяют обычную балансировку двигателя и не снижают вибрацию и нагрузку на сам коленчатый вал при вращении.
Акт балансировки
Процесс балансировки начинается с выравнивания возвратно-поступательных масс в каждом из цилиндров двигателя. Это делается путем взвешивания каждого поршня на чувствительных цифровых весах, чтобы определить самый легкий поршень в комплекте. Затем другие поршни облегчаются, чтобы соответствовать этому весу, путем фрезерования или шлифовки металла в ненагруженной области, такой как выступ пальца. Степень точности балансировки поршней будет варьироваться от одного производителя двигателя к другому и в некоторой степени зависит от применения. Но в целом поршни сбалансированы с точностью плюс-минус 0,5 грамма друг от друга.
Затем стержни взвешиваются, но только с одного конца. Для того, чтобы можно было взвесить и сравнить большие концы всех стержней, используется специальная подставка, а затем маленькие концы. Как и в случае с поршнями, вес выравнивается путем шлифовки металла с точностью до 0,5 грамма. Важно отметить, что направление шлифования имеет большое значение. Шатуны всегда должны быть зашлифованы в направлении, перпендикулярном коленчатому валу и поршневой цапфе, а не параллельно. Если шлифовальные царапины параллельны кривошипу, они могут концентрировать напряжение, вызывая образование микротрещин.
В двигателях V6 и V8 угол 60 или 90 градусов между рядами цилиндров требует использования «грузов» на шатунных шейках для имитации возвратно-поступательного движения массы поршня и штока в сборе. Рядные четырех- и шестицилиндровые коленчатые валы не требуют грузиков. Чтобы определить правильный вес для собственного веса, полный вес пары шатунных подшипников и большого конца шатуна плюс половина веса меньшего конца шатуна, поршня, колец, поршневого пальца (и замков, если они заполнены). плавающие) плюс немного масла добавляются вместе (100 процентов вращающегося веса плюс 50 процентов возвратно-поступательного веса). Затем на шатунные шейки коленчатого вала собирается и устанавливается нужный вес.
Затем коленчатый вал помещается на балансировочный станок и вращается, чтобы определить точки, в которых необходимо добавить или удалить металл. Балансир индексирует кривошип и показывает точное положение и вес, который нужно добавить или вычесть. Электронный мозг внутри головки балансира выполняет расчеты и отображает результаты. Новейшие машины имеют графические дисплеи, которые позволяют легко увидеть, где именно необходимы исправления.
Если кривошип тяжелый, металл удаляется путем сверления или шлифовки противовесов. Сверление обычно является предпочтительным средством облегчения противовесов, а балансир, который позволяет просверливать кривошип, пока он еще находится на машине, может реально сэкономить время.
Если кривошип слишком легкий, что обычно имеет место в двигателях с кривошипами Stroker или в тех, которые переводятся с внешней балансировки на внутреннюю, добавляется тяжелый металл (сплав вольфрама, который в 1,5 раза тяжелее свинца).