0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое балансировачный вал двигателя

4.1.19. Снятие и установка балансировочного вала

ДВС — это устройство сложной конструкции, основанной на преобразовании одной энергии в другую. Чем сложнее устройство, в данном случае, чем больше цилиндров имеет двигатель, тем сильнее создаются вибрации и колебания отдельных деталей, и двигателя целиком.

Цилиндры в ДВС располагаются по-разному:

  1. Рядная схема двигателя. Это такая, при которой оси цилиндров находятся в одной плоскости.
  2. Оппозитная схема. Оси цилиндров на противоположной стороне, то есть через 180 градусов.
  3. V-образная схема ДВС. Оси цилиндров в В-образных моторах располагаются в разных плоскостях.

Во всех двигателях существуют два вида сил:

  • Уравновешенные. Уравновешенные силы — это сила давления, сила трения.
  • Неуравновешенные. Неуравновешенные силы — это вес силового привода, сила инерции (то есть обратная сила).

В связи с тем, что двигатели не могут работать без вибрации, конструкторами была придумана деталь, которая сводит к минимуму повышенные значения вибрации и колебания.

Балансирный вал представляет собой цилиндрический стержень с имеющимися на нем пазами. Уравновешивающий вал гасит силы инерции второго порядка. Силы второго порядка в двигателе внутреннего сгорания не уравновешиваются путем установки дополнительных грузов на щека коленчатого вала. К силам первого порядка относится масса кривошипа, радиус его движения, угловая скорость и угол поворота. К силам второго порядка в ДВС относятся лямбда, то есть отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Для чего предназначены балансиры

В процессе работы ДВС кривошипно-шатунный механизм создает вибрации внутри блока цилиндров. В конструкцию стандартных коленчатых валов входят особенные элементы – противовесы. Их назначение – гасить инерционные силы, которые возникают в результате вращения коленвала.

Не во всех моторах этих деталей достаточно, чтобы минимизировать силы инерции, из-за которых быстрее выходят из строя подшипники и другие важные элементы силового агрегата. В качестве дополнительного элемента устанавливаются балансирные валы.

Как следует из названия детали, она предназначена для более эффективной балансировки в моторе. Они поглощают излишнюю инерцию и вибрацию. Особенно актуальными такие валы стали с момента появления более мощных моторов с объемом от двух литров.

В зависимости от модификации требуется свой балансирный вал. Для рядных, оппозитных и V-образных моторов используются разные модели валов. Хотя каждая разновидность двигателей имеет свои преимущества, ни одна не способна полностью устранять вибрации.

Читать еще:  Что называют мощностью двигателя

Принцип работы балансирных валов

Балансирные валы устанавливаются парами, по разные стороны от коленвала с симметричным расположением. Насаживаются валы для балансировки на подшипники скольжения, которая обеспечивается смазкой мотора.

Коленчатый вал ДВС вращает балансирные валы. Один балансирный вал вращается в одну сторону, второй — в другую. Вращаются балансиры со скоростью, в два раза больше скорости вращения коленвала.

А знаете ли вы, что перенатяг дифференциала — это показатель динамики управления и проходимости по бездорожью.

Ремонт балансировочных валов

Как и любой другой сложный механизм, привод уравновешенных валов тоже может выйти из строя. Чаще всего это происходит в результате естественного износа подшипников и зубчатых деталей, так как они испытывают достаточно большие нагрузки.

Когда блок валов приходит в негодность, это сопровождается появлением вибраций и шумами. Иногда шестерня привода из-за поломки подшипника блокируется и обрывает ремень (или цепь). Если выявлена неисправность балансировочных валов, метод устранения один – замена испорченных элементов.

Механизм имеет сложную конструкцию, поэтому за его ремонт придется заплатить приличную сумму (работы должны проводиться исключительно в сервисном центре, даже если это просто замена устаревшей детали на новую). По этой причине, когда блок валов выходит из строя, его просто удаляют из мотора, а отверстия закрывают соответствующими заглушками.

Это, конечно, должна быть крайняя мера, так как отсутствие компенсаторов вибраций приводит к разбалансировке мотора. Как заверяют некоторые автомобилисты, которые воспользовались таким методом, вибрации без блока валов не настолько серьезные, чтобы соглашаться на дорогостоящий ремонт. Несмотря на это, силовой агрегат становится немного слабее (мощность может снизиться до 15 лошадиных сил).

Решаясь на демонтаж блока, автомобилист должен четко понимать, что существенное вмешательство в конструкцию мотора может сильно повлиять на его работоспособность. А это в последующем может привести к капитальному ремонту ДВС.

Особенности замены баланасирных валов

Нагрузки, которые возникают в процессе эксплуатации, оказывает негативное влияние на подшипники. Замена этого узла – слишком дорогое удовольствие. Чтобы сэкономить автовладельцы вынужденно демонтировать блок валов. Чтобы защитить резьбовые соединения в процессе ремонта используют заглушки. В случае отсутствия балансирных валов нарушается работа двигателя. В силовой установке появляются вибрации и шум. Степень дисбаланса напрямую зависит от технических характеристик двигателя. Сбалансировать систему можно за счет использования балансирных валов. Для этого необходимо изменить конструкцию двигателя. Однако такое решение может повлиять на продолжительность работы мотора.

Читать еще:  Автомобильные двигатели устройство схемы

Причиной появления посторонних звуков может быть неисправность узлов и агрегатов. Поэтому автовладелец должен сразу же обратиться в сервисный центр. Отсутствие ремонта может привести к серьезным неприятностям. Повышенный шум может быть связан с выходом из строя блока валов или обрыва ремня. Шум и вибрации могут появиться из-за износа подшипников. Неисправности оказывают влияние на работу всего двигателя.

Чтобы устранить дефекты необходимо заменить балансировочные валы. С этой целью автовладельцам приходится обращаться в сервисный центр. Перспектива капитального ремонта вряд ли понравиться автолюбителям. Поэтому нужно своевременно выявлять причины появления вибрации и шума. Для защиты отверстий от механических повреждений специалисты используют заглушки. Отсутствие компенсаторов может стать причиной разбалансировки мотора. В этом случае автовладельцы вынуждены соглашаться на полный демонтаж блока. Непрофессиональные действия могут привести к потере работоспособности двигателя.

Причиной посторонних шумов в силовой установке может быть выход из строя деталей. Поэтому автомобилисты должны придерживаться следующих правил:

  1. Причиной износа узлов может быть агрессивный стиль вождения.
  2. Чтобы уменьшить нагрузку на шестерни валов нужно своевременно обслуживать систему.
  3. Автовладелец должен своевременно менять масло.
  4. При необходимости может потребоваться замена ремня или цепи привода. Балансирные валы должны вращаться без дополнительных нагрузок.

Зачем балансирный вал автомобилю?

В ходе возвратно-поступательного движения элементов двигателя, создается весьма ощутимая вибрация. Вот для гашения этой вибрации и был создан балансировочный вал. Как правило, крепится он в картере двигателя, чуть ниже коленчатого вала и приводится в действие путем цепной передачи, или непосредственной — зубчатой.
Балансировочный вал представляет собой металлический элемент с выемками в определенных местах, благодаря чему и создается равномерность распределения веса двигателя и, таким образом, глушится его вибрация, которая возникает в ходе работы. Разумеется, вращается балансировочный вал благодаря наличию подшипников. Вся система балансировки работает в режиме больших нагрузок, так как все колебания принимает на себя.

Установка балансирных валов началась с конца 70-х годов прошлого века, но даже по сей день эта система не лишилась недостатков. О них мы далее и поговорим.

Приложения

Двухцилиндровые двигатели

Многочисленные двигатели мотоциклов, особенно прямые сдвоенные двигатели , используют системы уравновешивающих валов, например, двигатели Yamaha TRX850 и Yamaha TDM850 имеют коленчатый вал 270 ° с уравновешивающим валом. Альтернативный подход, который используется в параллельном двухцилиндровом двигателе BMW GS , заключается в использовании «фиктивного» шатуна, который перемещает шарнирный противовес.

Читать еще:  Восстановить давление в двигателе ваз

Четырехцилиндровые двигатели

Балансирные валы часто используются в четырехрядных двигателях для уменьшения вибрации второго порядка (вертикальная сила, колеблющаяся при удвоенных оборотах двигателя ), которая присуща конструкции типичного рядного четырехцилиндрового двигателя. Эта вибрация возникает из-за того, что движение шатунов в равномерно работающем рядном четырехцилиндровом двигателе не является симметричным при вращении коленчатого вала; таким образом, в течение заданного периода вращения коленчатого вала опускающийся и поднимающийся поршни не всегда полностью противоположны в своем ускорении, что приводит к увеличению суммарной вертикальной силы, дважды за каждый оборот (которая увеличивается квадратично с числом оборотов в минуту).

Количество вибрации также увеличивается с рабочим объемом двигателя, в результате чего балансирные валы часто используются в рядных четырехцилиндровых двигателях с рабочим объемом 2,2 л (134 куб. Дюйма) или более. Как увеличенный ход, так и диаметр отверстия вызывают повышенную вторичную вибрацию; больший ход увеличивает разницу в ускорении, а больший канал увеличивает массу поршней.

Конструкция уравновешивающих валов Lanchester была усовершенствована с помощью Mitsubishi Astron 80 , автомобильного двигателя с рядными четырьмя цилиндрами, представленного в 1975 году. Этот двигатель был первым, в котором один уравновешивающий вал был расположен выше другого, чтобы противодействовать качению пары второго порядка (т.е. оси коленчатого вала) из-за крутящего момента, создаваемого инерцией, вызванной увеличением и уменьшением частоты вращения двигателя.

В четырехцилиндровом двигателе силы компенсируются поршнями, движущимися в противоположных направлениях. Поэтому балансирные валы не нужны в четырехцилиндровых двигателях.

Пятицилиндровые двигатели

Балансирный вал также используется в двигателях Straight-Five, таких как GM Vortec 3700 .

Шестицилиндровые двигатели

В рядном шестицилиндровом двигателе и плоском шестицилиндровом двигателе силы качания уравновешены естественным образом, поэтому балансирные валы не требуются.

Двигатели V6 по своей природе неуравновешены, независимо от угла поворота. Любой рядный двигатель с нечетным числом цилиндров имеет первичный дисбаланс , который вызывает сквозное качательное движение. Поскольку каждый ряд цилиндров в V6 состоит из трех цилиндров, каждый ряд цилиндров испытывает это движение. Уравновешивающие валы используются в различных двигателях V6 для уменьшения этого раскачивания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector