Колінчастий вал, будучи одним з найважливіших конструктивних елементів силового агрегатубудь-якого автомобіля, виробляється із застосуванням достатньо складних технологій. Неминуча присутність в даному процесі технологічних допусків і похибок, а також неоднорідність матеріалів, що використовуються при цьому, разом з зазорами в сполученнях деталей і вузлів порушують (нехай і незначно) одне з його головних. експлуатаційних умов- Збалансованість.
Як визначити потребу колінчастого валуу балансуванні. Головними симптомами, що допомагають з великою часткою впевненості встановити наявність "хвороби", є значні коливання силового агрегату та важеля перемикання передач під час руху автомобіля в режимі "холостого ходу".
І тоді доводиться вдаватися до виконання такої дії, якою є балансування колінчастого валу. Вона (балансування) полягає у підборі додаткових мас, або врівноважувальних вантажів, а також зніманні металу в площинах розташування цих вантажів з боку діаметрально протилежної. Ці заходи проводять у спеціальних зонах колінчастого валу, званих балансувальними ділянками.
Види балансування колінувала
В даний час застосовують два основні види балансування:
Динамічну, Що забезпечує високу точність та вимагає застосування спеціальних верстатів.
Статичну. Цей вид балансування використовують для деталей, виконаних у формі диска і мають наступне співвідношення діаметра (D) та довжини (L): D>L.
Балансування колінчастого валу, що має несиметричне (наприклад, V-подібне) виконання або непарне кількість циліндрів, відрізняється певними особливостями, оскільки моментальна складова таких валів досить висока і здатна зірвати його з опор кріплення.
Уникнути цього допоможе встановлення втулок-компенсаторів, що мають вивірену до одного грама масу, на шатунні шийки. У разі відсутності даних параметрів у спеціальних розділах техніко-експлуатаційної документації силового агрегату вони розраховуються дискретно. І тому існують індивідуальні методики.
Наступним моментом, який вимагає досить ясного розуміння, є визначення випадків, викликають необхідністьбалансування колінвалу:
Встановлення позаштатних або виконання полегшувальних заходів на штатних шатунно-поршневих групах.
Проведення робіт з виправлення деформованих колінчастих валів.
Заміна маховика. Тут слід зазначити, що в даному випадкудинамічне балансування не завжди є обов'язковим. У деяких випадках достатньо виконання лише балансування статичного типу.
Отже, вважаємо встановленим, що балансування недзеркальносиметричних колінчастих валів, окремим випадком яких є і V-подібний колінвал, вимагає використання компенсуючих втулок (нерідко виготовлених по спеціальним замовленням), що створюють імітацію динамічного впливу аналогічного впливу шатунно-поршневих груп.
Наскільки важливе своєчасне балансування колінчастого валу
Переважна більшість фахівців як відповідь на це питання наводять такі аргументи:
У кожному механізмі, який виконує обертальні рухи, внаслідок механічного впливуабо зношування комплектуючих виникає дисбаланс, який проявляється у вигляді вібрацій. Якщо по кузову автомобіля з набором швидкості йдуть вібрації, то є ймовірність, що з'явилося розбалансування карданного валу. Ця проблема може призвести не тільки до виходу з ладу кардана, але і всього автомобіля, що вимагатиме значних матеріальних витрат на його ремонт. Балансування можна виконати самостійно, а можна звернутись на СТО.
Якщо спостерігається вібрація карданного валу, рекомендується негайно виконати його балансування. Фото: cardan-garant.ru
Навіщо проводити балансування карданного валу
Напевно, кожен автолюбитель чув про балансування кардану, але не кожен розуміє, яка необхідність її проведення. Головна функція, яку виконує карданний валавтомобіля, полягає у передачі крутного моменту.
Карданний вал, що має дисбаланс, може вплинути на роботу інших суміжних деталей.
Передчасне зношування відбувається з підшипниками фланця хвостовика редуктора і вторинним валомКПП. У разі зношування хвостовика редуктора під час їзди можуть виникнути аварійні ситуації, наслідки яких можуть бути вкрай небажаними.
Основні причини появи дисбалансу
Причин появи дисбалансу досить багато. Вони різняться за своєю природою та іншими особливостями. Серед найпоширеніших можна виділити такі:
- Неякісно виконано початкове складання карданного валу;
- Недотримання технології під час закріплення деталей. У тому випадку, якщо баланс був знайдений, то неправильно закріплені деталі незабаром розхитаються, після чого буде потрібно балансування;
- Низька якість використовуваних матеріалів, неправильно виконане загартування металу, з якого робиться кардан. Карданний вал, який виготовлений з металу з недостатньо високими експлуатаційними характеристиками, не витримає всіх статичних та динамічних навантажень;
- Занадто велике навантаження. Дисбаланс з'являється навіть у випадках, коли автомобіль не використовувався протягом деякого часу;
- Механічні ушкодження деталей, що можуть виникнути внаслідок ДТП.
Як виконати балансування карданного валу самостійно
Виникну вібрацію, що спостерігається в міру підвищення швидкості автомобіля не можна залишати без уваги, при перших ознаках необхідно вжити дії для її усунення. Щоб виконати балансування необхідно мати деякі знання та досвід.
В цілому, самостійне балансування – процес нескладний, хоча може зайняти чимало часу. Фото: static.imfast.com
Щоб провести балансування валу своїми руками, необхідно оглядова ямана яку потрібно попередньо загнати автомобіль. Також потрібно приготувати кілька вантажів із різною вагою, які використовуються під час балансування коліс. Замість них можуть підійти електроди або шматочки свинцю. Для здійснення балансування необхідно виконати такі дії:
- По довжині поділити кардан на 2 частини;
- Поперек умовно поділити його на 4 рівні частини. Якщо ви маєте великою кількістювільного часу, кардан можна поділити на 8 або більше частин;
- До поверхні першої частини потрібно прикріпити вантаж вагою в 30 грам. Прикріпити його потрібно надійно, але з можливістю подальшого демонтажу;
- Провести тестування карданного валу автомобіля. Для цього потрібно виїхати на рівну ділянку дороги та прислухатися, чи зменшилися вібрації;
- Якщо вібрації нікуди не зникли, потрібно повернутися в гараж і перемістити вантаж, що використовується, на іншу ділянку карданного валу. Після цього здійснити повторне тестування на дорозі.
Перераховані вище дії необхідно виконувати до тих пір, поки ви не досягнете відсутності вібрацій в салоні автомобіля.
Після зведення вібрації до мінімуму, методом проб потрібно знайти оптимальну вагу грузика, що використовується. В ідеалі при правильному підборійого маси, вібрація має зникнути зовсім.
Після того, як ви знайшли оптимальну вагу грузика, необхідно жорстко зафіксувати його. Зробити це можна за допомогою електрозварювання. У тому випадку, якщо електрозварювання у вас немає, ви можете скористатися ще одним популярним методом – «холодним зварюванням», або ж затягнути вантаж металевим хомутом.
Відео-інструкцію з регулювання ви знайдете в цьому відео:
Скористайтеся послугами СТО з регулювання карданного валу
Якщо ви не маєте великої кількості вільного часу, оптимальний варіантдля усунення несправності – користуватися послугами СТО. Фото: ctokazan.ru
На сьогоднішній день балансування карданного валу пропонує практично кожна майстерня. Щоб бути впевненими як робота, виберіть перевірену майстерню, де всі роботи проводяться на високоякісному обладнанні. Вартість регулювання карданного валу для різних автомобіліввідрізняється. У середньому, регулювання карданного валу вітчизняного автомобіляобійдеться вам 3000-3500 рублів, а іномарки 4000-5000 рублів. Спеціальне обладнання дозволяє зробити балансування за короткий термін. А точність такого балансування буде на порядок вищою, ніж самостійне усуненнядисбалансу.
Процес діагностики кардан здійснюється на спеціальному стенді, який складається з декількох датчиків. Карданний вал знімають із автомобіля, встановлюють на стенд, після чого проводять аналіз геометрії валу. Вся необхідна інформація відображається на моніторі. Після цього приступають безпосередньо до балансування валу.
Балансування валу виконується одним із наступних способів:
- На нього встановлюють пластини-балансири. При цьому маса та місце встановлення пластин визначається комп'ютерною програмою. Це дозволяє більш точно провести обчислення. Кріплення виконується за допомогою зварювання;
- Балансування на токарному верстаті. У тому випадку, якщо геометрія валу значно пошкоджена, цей спосіб є більш ефективним. При виконанні балансування на верстаті знімається деякий шар металу, що призводить до збільшення навантаження на нього. Цей спосібє найбільш точним та надійним для балансування карданного валу.
Підсумки
Самостійно виконати балансування карданного валу не так вже й складно, даний процесДосить легкий.
Однак необхідно взяти до уваги те, що ідеально підібрати масу і місце встановлення грузика своїми руками неможливо. Згодом карданний вал знову почне вібрувати.
Щоб повністю усунути цю проблемупотрібно використовувати спеціальне обладнання. Тому, оптимальний варіант у ситуації, що склалася - звернення в СТО. З усуненням вібрації не можна, користуючись автомобілем з вібруючим карданним валомможна помітно скоротити термін експлуатації КПП та інших деталей.
Вал – деталь машин і механізмів, призначена передачі крутного моменту вздовж його поздовжньої осі. Найчастіше зустрічаються вали у зборі із встановленими ними робочими колесами, шківами, зірочками та інших.
Як і будь-яка інша механічна деталь, вал може бути неправильно встановлений в підшипникові опори, мати неоднорідності в щільності матеріалу, порушення в геометрії виготовлення і недостатньо точну посадку деталей, що обертаються разом з ним і ін. Ці вібрації можуть бути настільки значними, що можуть призвести до вигину валу та повного руйнування підшипникових вузлів та інших деталей машини. Саме тому важливо врівноважити вплив неврівноважених мас проведенням процедури балансування валу.
Раніше ми вже розглядали види неврівноваженості ротора та відповідні їм види балансування – статичну та динамічну. Було зазначено, що точність динамічного балансування на порядок вища за точність статичного балансування, і що для роторів, чий діаметр значно більший за довжину (шківи, робочі колеса, зірочки), можна обмежитися проведенням тільки статичного балансування.
Що стосується випадку валів у зборі (наприклад, вал з робочим колесом) у більшості випадків можна обмежитися статичним балансуванням робочого колеса і динамічним балансуванням валу в зборі на верстаті та/або у власних опорах. Насправді ідеально збалансований вал у зборі – це вал з окремо відбалансованими деталями, потім відбалансований у зборі на верстаті, і остаточно відбалансований у власних опорах.
Як показує статистика компанії «БАЛТЕХ» – визнаного експерта в галузі балансування, – належне балансування валів машин, що обертаються, на 23%-100% збільшує термін служби крильчаток і робочих коліс, а також на 10%-25% підвищує їх корисну потужність.
Балансування валів у власних опорах необхідно довірити фахівцям технічного сервісу«БАЛТЕХ», озброєний найсучаснішим інструментарієм балансування – мобільними комплектами «ПРОТОН-Баланс-II» та BALTECH VP-3470 та програми багатоплощинного балансування BALTECH-Balance.
Головне ж виробниче спрямування компанії «БАЛТЕХ» – виробництво сучасних дорезонансних верстатів горизонтального, вертикального та автоматичного типудля роторів різних конфігурацій, ваги і габаритів. Розглянемо докладніше можливості балансувальних верстатів «Балтех» на прикладі вертикального балансувального верстата серії Baltech VBM-7200.
Балансувальні верстати серії BALTECH VBM-7200 призначені для одноплощинного або двоплощинного балансування валів та деталей (робочих коліс, шківів, дисків та ін.) без шийок валу. Стосовно нашої нагоди балансування валів, на цих верстатах також проводять балансування ріжучого інструменту та патронів.
Процедура балансування валу займає всього кілька хвилин і включає:
- Введення геометричних параметрівбалансованого валу;
- Запуск балансованого валу в обертання та зняття автоматично розрахованих даних за величиною та кутом установки коригуючої маси.
- Встановлення/зняття коригувальної маси.
Особливо зазначимо, що висока швидкістьі точність вимірювань досягається за рахунок використання програми BALTECH-Balance, стандартні функціональні можливості якої дозволяють проводити багатоплощинне (до 4-х площин) та багатоточкове (до 16 точок) балансування з приладами вимірювання амплітуди та фази вібрації будь-яких виробників.
Щоб отримати глибокі теоретичні знаннята професійно опанувати навички роботи з балансувальними верстатамита приладами «БАЛТЕХ», рекомендуємо вам записатися на найближчий Курс ТОР-102 «Динамічний баланс» Навчальний центркомпанії Балтех.
Буває, що на двигуні потрібно замінити маховик, його зубчастий вінець або кошик зчеплення після заміни перерахованих деталей, і навіть після заміни (після промивання) масляних каналів), його потрібно обов'язково збалансувати. Якщо знехтувати цією операцією, то ваш двигун, навіть при підвищенні швидкості машини всього лише до 70 км/год, почне сильно вібрувати через дисбаланс. Природно таке допускати не можна, і колінчастий вал перед встановленням його на двигун потрібно відбалансувати. Як зробити простий пристрій для балансування всього за пару годин, і що для цього ми знаємо і розглянемо в цій статті.
Більшість автомобільних або мотоциклетних заводів балансують свої колінчасті вали у зборі з маховиком та кошиком зчеплення, а деякі, наприклад, колінвал мотоцикла Дніпро чи автомобіля Запорожець, балансують ще й у зборі з центрифугою. Це треба враховувати і перед балансуванням одягати всі деталі на колінвал, і навіть шків або шестерню на передню частину валу, якщо вони існують в конструкції саме вашого двигуна.
Ну і звичайно всі шатуни в зборі з поршнями, кільцями і пальцями, необхідно буде зважити і досягти їх одноманітної ваги. Багато заводів (як правило вітчизняні) нехтують цим, тому раджу ще при першому ремонті двигуна, обов'язково зважити перераховані вище деталі і якщо є різниця у вазі, усунути її (зняттям зайвого металу).
До речі, при форсуванні двигуна багато механіків полегшують маховик його проточуванням, і після полегшення маховика, теж обов'язково потрібно зробити балансування коленвла, в зборі з полегшеним маховиком.
Пристрій для балансування колінвалу.
Пристрій для балансування, який буде описано в цій статті, дуже простий і виготовити його зможе будь-який, навіть не досвідчений у слюсарних справах водій. Для роботи вам знадобиться трохи профільної труби, або куточка, сталевий пруток діаметром 12 - 16 мм, (можна будівельний), болгарка та .
Спочатку потрібно буде виготовити основу — рамку розміром приблизно 400 х 400 або 500 х 500 мм, яка зварюється з куточка або профільної труби (ширина куточка або труби 45 — 60 мм). А взагалі габарити рамки і самого пристрою залежать від довжини колінвала, адже якщо вам потрібно буде відбалансувати колінвал від вантажівки, то природно цей пристрій потрібно буде виготовляти більших розмірів.
Після того, як ви зварите рамку та зачистите зварні шви, у двох кутах рамки (цифри 1 і 2 на фото) і в середині протилежної труби (цифра 3 на фото) потрібно буде просвердлити отвори (діаметр залежить від товщини прутка, з якого робляться шпильки). До отворів зверху приварюються гайки, діаметр внутрішнього різьблення яких залежить від діаметра трьох шпильок, які ви купите або виготовите з прутка.
Чому всього три шпильки, а не чотири у кожному кутку рамки? Тому що, щоб виставити рамку перед балансуванням строго горизонтально (за допомогою рівня), достатньо покрутити лише три шпильки, а четверта лише ускладнює регулювання. На кожну шпильку потрібно буде накрутити ще й контргайки, які після налаштування рамки контряться. У верху кожної шпильки корисно підточити болгаркою по дві лиски для гайкового ключа, щоб потім було легко їх крутити, при регулюванні рівня.
Тепер потрібно буде ближче до кожного кута рамки просвердлити чотири отвори діаметром 14 - 16 мм. У ці отвори вставляються і затискаються гайками 4 шпильки (стійки), виготовлені з прутка, товщиною приблизно 14 - 16 мм, і діною приблизно 250 мм (довжина всіх чотирьох шпильок абсолютно однакова).
Тепер на верхню частину кожної пари шпильок - стійок, потрібно надіти два куточки (20 - 40 мм шириною і приблизно 300 мм довжиною) куточка (перед цим у куточках свердлимо отвори). Куточки одягаємо і прихоплюємо зварюванням так, щоб їх гостра кромка виявилася вгорі, на цю кромку укладатиметься колінвал. Вийдуть навпроти один одного розташовані дві П-подібні стійки (як два турники). Ось і все - пристрій для балансування колінвалу в гаражних або навіть домашніх умовах готовий!
Балансування колінвалу.
Перед балансуванням спочатку потрібно виставити пристрій строго горизонтально, щодо сили тяжіння Землі. Для цього спочатку укладаємо рівень на куточок (20 мм) П-подібної стійки, розташованої близько цифр 1 і 2 і крутимо шпильки 1 і 2, поки не досягнемо абсолютно горизонтального розташування і відповідно куточка, на якому він лежить.
Потім розгортаємо рівень перпендикулярно і укладаємо рівень поперек, тобто відразу на два куточки обох П-подібних стійок, і добиваємося за допомогою обертання шпильки 3 абсолютно горизонтального положення всього пристосування в цілому.
Виставивши пристрій точно горизонтально, можна укладати на нього колінчастий вал у зборі з деталями як на фото. Якщо є дисбаланс, то колінвал відразу ж почне прокручуватися, тобто котитися по кромці куточків, поки центр ваги деталей не опиниться в нижній точці (тяжіння Землі нам допомагає). Звичайно цей дисбаланс (перевага) необхідно усувати.
Щоб усунути перевагу, потрібно в найважчій (нижній — на фото вказано стрілкою) частині маховика висвердлити зайвий метал, щоб усунути зайву вагу. Але як дізнатися точно цю вагу. Для цього до найлегшого протилежного боку маховика (вгорі) потрібно приклеїти магнітики різної ваги або шматочки великого магніту (можна розбити на шматочки магніт від динаміка).
Додавати (приклеювати) магнітики до маховика потрібно буде доти, поки колінчастий вал у зборі з деталями, як би ви його не повернули на куточках, повинен лежати нерухомо (не котитися ні вправо, ні вліво). Всі магнітики, які були приклеєні, потрібно зважити, і ця точна вага буде перевагою (дисбалансом). Зараз у продажу повно китайських електронних терезів — їх треба буде купити, вони не дорогі (або попросити зважити магніти в магазині).
Тепер потрібно буде висвердлити з маховика стільки металу, щоб вага стружки була такою самою, як і вага магнітиків, які компенсували дисбаланс. При висвердлюванні бажано постелити під маховиком тканину, щоб можна було зібрати стружку та зважити. Але практично одного висвердлювання отвору (приблизно 7 - 8 мм) завжди не вистачає, і доводиться свердлити кілька. Якщо фрезерний верстат, то можна в маховику вифрезерувати зайвий метал. Але головне не переборщити в цій справі, а то доведеться потім свердлити на протилежному боці маховика.
До речі, якщо у вас на іншому кінці коленвала знаходиться шків, шестерня або центрифуга, і ви міняли саме їх а не маховик, то тоді потрібно буде і балансувати разом з цими деталями (як на фото) і висвердлювати зайвий метал саме в них, а не у маховику. Ну а якщо ви міняли кошик зчеплення, то балансувати ваш колінвал потрібно саме із закріпленим на маховику кошиком (тут можна буде висвердлювати зайвий метал у кошику, там де отвори для його кріплення).
Ну і насамкінець додам, що цей пристрій може бути використаний і для перевірки биття коленвала, за допомогою індикаторної стійки з годинникового типу. Для цього потрібно буде лише просвердлити по два отвори у верхніх куточках (на які укладається колінвал) і закріпити на них дві призми, на які і згодом укладатиметься колінвал, для перевірки його биття вартовим індикатором.
Сподіваюся ця стаття допоможе всім водіям, які люблять все робити на своїй машині самі, і які за допомогою цього пристрою зможуть легко відбалансувати колінчастий вал у себе в гаражі.
Для повноти картини, а так щоб всі зрозуміли, як впливає балансування колінвалів будь-якого двигуна на м'якість його роботи, подивіться відеоролик нижче; успіхів усім!
