Mio-tech-service.ru

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

Балансировка двигателя что это

Балансирные валы мотора: зачем нужны и как работают?

Балансирные валы представляют собой деталь автомобильного двигателя сложной конструкции, как правило, металлический стержень с пазами, которая предназначена для обеспечения равновесия вращающихся масс в цилиндрах автомобильного двигателя.


Балансирные валы впервые были установлены в автомобилях концерна Mitsubishi. Подобная технология получила довольно простое название — бесшумный вал. Сегодня балансирные валы используются в большинстве моделей автомобилей, выпускаемых под такими брэндами, как GM, Audi, Mercedes, BMW.

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.

Балансировка вращающихся частей

Устанавливая промышленное оборудование, специалисты используют особые методы, про которых возможна детальная балансировка вращающихся частей.

Электрическая машина при хорошей балансировке ротора прослужит долго, её эксплуатация будет безопасна и надёжна. Если балансировка сделана правильно, то оси вращения и инерции ротора совпадают. Но иногда, например, вследствие ремонта, балансировка может нарушиться, появится вибрация. Это может привести к тому, что электродвигатель начнёт потреблять больше энергии, разрушатся подшипники. Важно вовремя определить момент дисбаланса. Явные его признаки – это повышение вибрации и появление шумов, которых раньше не было.

Режимы и особенности балансировки двигателя

Балансировку двигателя производится двумя способами: в статистическом и динамическом режимах.

В статистическом режиме используется специальный стенд. Это могут быть роликовые опоры, или цилиндрические стержни. Из-за того, что для проведения балансировки ротор нужно сначала демонтировать, а потом погрузить на стендовую поверхность, а по окончании процедуры вернуть на прежнее место, уходит много времени. Поэтому статистический режим больше подходит для плоских деталей, с небольшим по отношению к длине диаметром. Например, такой способ лучше использовать, чтобы произвести балансировку крыльчатки вентилятора в холодильнике или зубчатое колесо редуктора.

Кроме этого, точность работы будет полностью зависеть от поверхности деталей.

Динамический режим предполагает проведение балансировки в собственных опорах агрегата ротора. Такой способ хорош для быстровращающихся деталей таких, как вал водяного насоса, карданный вал или ротор турбокомпрессора. Это способ точнее, чем первый.

Для проведения балансировки в динамическом режиме существуют специальное оборудование. С его помощью можно проводить работу прямо на станках, балансировать горизонтальные или вертикальные роторы, а также многорежимные машины. Возможно выявление проблем, которые препятствуют выполнению работы.

Читать еще:  Что такое двигатель дпм

Основные этапы балансировки электродвигателя

Не важно, каким способом производится балансировка, её этапы будут всегда одинаковыми:

  1. замеряется исходная вибрация,
  2. устанавливается пробный груз,
  3. снова замеряется вибрация,
  4. проведение расчета корректирующего угла к установке и груза,
  5. установка или удаление груза на ротор,
  6. контрольный замер вибрации.

Этапы замеры вибрации и расчета корректирующего угла могут повторяться, пока вибрация не станет приемлемой.

В результате грамотной балансировки снизится вибрация, потребление энергии, а вот срок службы составных частей и механизмов в целом продлится.

Правила эксплуатации электродвигателей

Чтобы продлить срок службы устройств с вращающимися частями, нужно соблюдать правила эксплуатации, а именно:

– своевременно выполнять балансировку,

– следить за состоянием и исправностью оборудования,

Следует отметить, что повышение вибрации вследствие смещения оси, приведёт к большим нагрузкам на весь двигатель.

Причины дисбаланса в работе электродвигателей

Когда же возникает дисбаланс и повышается вибрация вращающихся частей?

Обычно, это происходит после ремонта. Достаточно неосторожно задеть и сместить деталь или на долю миллиметра убрать закругление, ось вращения начнёт смещаться. Чем скорость прибора выше, тем сильнее будет вибрация и скорее наступит износ.

Чтобы промышленное оборудование, имеющее в своей конструкции вращающиеся части, реже ломалось, необходимо вовремя производить балансировку. Кроме этого, оно не должно перегружаться и быть исправным как в целом, так и отдельные вращающиеся механизмы. В следствии увеличения вибрации, создаётся дополнительная нагрузка и увеличивается потребление энергии.

Чтобы провести балансировку с наибольшей точностью, лучше обратиться к профессионалам.

Как уменьшить вибрацию двигателя

Для уменьшения «пляски» и тряски двигателя необходимо настроить все узлы устройства на оптимальные режимы работы. Чтобы ДВС не вибрировал, сначала надой найти причины. Причиной вибрации может быть банальное ослабление крепежа ДВС.

Причин из-за которых двигатель автомобиля сильно вибрирует может быть много:

  1. подсос воздуха;
  2. неправильное поступление топлива;
  3. сбито зажигание;
  4. ослаблено крепление мотора;
  5. низкая компрессия;
  6. троение двигателя.

В этом видео рассмотрена одна из возможных причин вибрации

В этом видео показывается ликвидация вибрации за счет правильно выставленных меток, автомобиль Чери Тиго.

Ремонт балансировочных валов

Нагрузки на балансирные валы сопровождаются износом подшипников и других деталей привода. Ремонт обходится дорого, что обусловлено его сложностью. Поэтому некоторые автовладельцы вместо замены или дорогого ремонта предпочитают просто демонтировать блок валов. При этом крепления и отверстия закрываются заглушками.

Отсутствие балансиров повышает уровень вибрации и шума, нарушается балансировка двигателя. Однако, многие автолюбители заверяют, что вибрации при этом остаются незначительные и их успешно компенсируют подушки двигателя. Также работа валов забирает часть мощности самого двигателя. Снижение может достигать до 15 л.с.

При этом всем следует понимать, что демонтаж блока балансирных валов является существенным изменением конструкции двигателя и никто не сможет спрогнозировать как это отразится на работе мотора и его ресурсе в дальнейшем. Решаясь на данную процедуру, владелец автомобиля полностью берет на себя всю ответственность и риски за его исправность и срок службы. Наилучшим вариантом будет замена неисправной детали на новую в специализированном центре.

Как работают балансирные валы?

Устанавливать балансирные валы принято парами и с каждой стороны коленчатого вала. Представляют они собой сложные по своей конструкции цилиндрические стержни геометрической формы. Вращение валов в противоположную сторону происходит со скоростью в два раза быстрее, чем у коленвала. Таким образом и происходит уравновешивание инертных сил второго порядка. Валы устанавливаются в картере мотора на подшипниках скольжения. В свое движение они приводятся за счет привода от коленчатого вала. Ну а поскольку подшипники связаны с системой смазки мотора, то они и испытывают в процессе работы валов самую большую нагрузку. Из-за чего они и начинают быстро изнашиваться, в результате чего и появляется характерный шум и вибрация. Что же касается типа привода то наиболее распространенным вариантом считается цепной или зубчатый ремень. Иногда приводом может служить и зубчатый редуктор и комбинированный механизм, когда зубчатый редуктор идет вместе с ремнем. Ну а для снижения колебаний валов, в конструкции привода предусмотрена установка пружинного гасителя.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя челябинск

Подробнее о балансирных валах будет рассказано в данном видеоролике:




Опубликовано: 18 ноября 2020

О балансирных валах и инерции. — DRIVE2

Привет всем!В блоге хочу более подробно раскрыть тему балансирных валов.Для начала хочу рассказать, что это такое, для чего нужно, какие преимущества и недостатки у балансирных валов.Немного теории. Так уж сложилось, что большинство двигателей в мире имеют кривошипно-шатунный механизм (КШМ), где возвратно поступательные движения поршня превращаются во вращательное движение коленчатого вала (КВ). При этом возникают силы инерции первого порядка. То есть, поршень уже прошел НМТ и идет вверх, а силы инерции ещё идут вниз, вызывая давление на опоры КВ. Тоже самое вверху, поршень уже прошел ВМТ и идет вниз, а силы инерции давят вверх как бы поднимая КВ из опор. Это происходит очень быстро как понимаете и выражается в сильной вибрации. Уменьшить это можно за счет применения многоцилиндровых схем и схем расположения цилиндров. У каждой схемы свои плюсы и минусы.В многоцилиндровых двигателях это достигается за счет масс противоположных цилиндров и противовесов КВ. В 4х цилиндровом двигателе два поршня вверху и два внизу. В принципе неплохо балансируя друг друга. Это как бы два зеркальных двухцилиндровых двигателей поставленных в ряд. При этом достигается первичная балансировка. Разумеется, масса всех деталей по цилиндрам должна соответствовать друг другу. Т.е. если например масса поршней и шатунов отличается друг от друга, то как не устраняй вибрацию, она всегда будет присутствовать. Для этого и существует развесовка деталей.Однако, при движении масс в противоположные стороны в одной плоскости возникают ещё силы инерции (второго порядка). Они гораздо слабее чем силы первого порядка, но с ними приходится считаться. Полностью уравновешенный двигатель – это тот двигатель у которого сумма всех сил на опорах КВ равна нулю. То есть двигатель спроектирован таким образом, что все его детали компенсируют при движении все силы.Таких двигателей всего два. Это рядная шестерка и оппозитная шестерка. А так же их производные 12 цилиндровые (V12 это 2 рядных шестерки). Так же полностью уравновешенным является рядная 8ка (2 четырехцилиндровых в ряд), но таких моторов сейчас нет в автостроении. Кстати оппозитная 4ка гораздо лучше сбалансирована чем рядная.Итак, в рядной 4ке присутствуют силы инерции второго порядка. Чтобы их убрать, необходимо создать противовес вращающийся с удвоенной частотой в противоположную сторону от КВ. Однако при этом так же возникает момент и чтоб его компенсировать также требуется такой же вал (по массе), но вращающийся в другую сторону. При этом силы инерции на опорах КВ будут равны нулю.Сложно? Конечно. Именно поэтому, 95% четырехцилиндровых двигателей в мире не имеют балансиров. А просто компенсируют возникающую вибрацию за счет подушек двигателя.Теперь надо окунуться немного в историю. Создание двигателей семейства Сириус (4G6) началось в середине 70х годов. В 1973 году разразился топливный кризис и многие компании сникли на продажах машин, но только не японцы. Япония рвалась выйти на международный рынок предлагая множество экзотических решений в автостроении, робототехнике, электронике. Каждая японская компания стремилась показать свое техническое совершенство и применяемые технологии. Не исключение и Митсубиси. В 1975 году разработана технология Silent Shaft (бесшумный вал) для семейства двигателей «Астрон». Митсубиси получила приз за научные достижения от автомобильной технологической ассоциации Японии. Митсу продала в дальнейшем лицензию Порше и Вольво.Однако вернемся к 4G6. Дальнейшее развитие этого семейства двигателей дало много шедевров которые обеспечили 34 победы на этапах Кубка мира по ралли WRC и 4 чемпионских титула.Имея разные типы ГБЦ, валов, наличие турбонаддува разных систем впрыска, семейство 4G6 оставалось неизменно в одном, чугунный блок, два балансирных вала. Привод валов осуществляется от масляного насоса в противовращение КВ и отдельным ремешком в ту же сторону что и КВ.Тут надо сделать отступление. Все победы сделаны на двигателях без балансирных валов.Да, спортивному автомобилю они ни к чему. Это лишний узел ненадежности просто удален. Параллельно Митсубиси выпускает семейства двигателей без балансиров 4G9, 4G1 и др.Мало того семейство 4G6 имеет двигатель 4G61(Кольт, Лансер, Седия для японии) на котором изначально не установлены балансиры. И он прекрасно работает.Если взять новое последнее семейство двигателей 4В1, то в нем так же нет балансирных валов. Хотя блок алюминиевый и для него вибрации гораздо более вредны чем чугунному. Видимо заводские инженеры решили, что хватит изгаляться в период кризиса. Подводя небольшой итог можно сказать следующее. Балансирные валы в принципе вещь не плохая и нужная. Но и без них двигатель будет работать слаженно и четко.Я не призываю владельцев Митсу снимать их со своих моторов. Но если вы озадачились постройкой мощного мотора, вы так или иначе столкнетесь с проблемой балансирных валов. Удалив их, вы удалите один узел ненадежности, уменьшите кол-во смазывающих поверхностей (читай давление масла), добавите пару тройку л.с. за счет уменьшения вращающихся масс (1,7кг).Из минусов, возможно увеличится вибрация.Однако, на примерах DSM клуба и многих владельцев ЭВО, вибрация практически незаметна, некоторые товарищи даже не замечают изменений до и после.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector