Балансирный вал

Ремонт балансирных валов

Во время работы ДВС, установленные балансирные валы испытываются большие нагрузки. Самая большая доля нагрузки приходится на дальние подшипники, в связи с чем, больший износ балансировочных валов происходит в местах соединения с подшипниками и самих подшипников. Если нагрузки на балансирующие валы превышает допустимую, то слышны шумы, ДВС вибрирует сильнее, из-за чего, также, рвется цепь привода балансиров.

Полная съемка работы на видео в автосервисе. Работа по удалению балансировочных валов D4CB, автомобиль Хендай Гранд Старекс.

https://youtube.com/watch?v=OjuDqUy8Vh8

Стоимость ремонта балансирных валов дороговато, в разных автосервисах по-разному. Поэтому, многие автоводители, чтобы не покупать новые или не ремонтировать, просто демонтируют эти балансировочные валы и ставят заглушки в отверстиях корпуса.

Если использовать балансировочные валы в двигателе, то это усложняет конструкцию и повышает стоимость ремонта, а также приводит к уменьшению мощности ДВС, примерно, на 15 л.с.

Если балансирные валы изношены, то, как правило, уменьшается мощность двигателя и увеличивается время разгона. Это связано с тем, что при износе валов для балансировке нарушаются фазы, фазы газораспределения смещаются в сторону позже.

Балансирный вал — Balance shaft

Балансирные валы используются в поршневые двигатели уменьшить вибрация за счет устранения неуравновешенных динамических сил. Уравновешивающие валы имеют эксцентриковые веса и вращаются в противоположном направлении друг от друга, что создает чистую вертикальную силу.

Балансирный вал был изобретен и запатентован британским инженером. Фредерик В. Ланчестер в 1904 году. Чаще всего он используется в рядных четырехцилиндровых двигателях и двигателях V6, используемых в автомобилях и мотоциклах.

Обзор

Принцип работы системы уравновешивающих валов заключается в том, что два вала имеют одинаковые эксцентричный гири вращаются в противоположных направлениях с удвоенной частотой вращения двигателя. Фазирование валов таково, что центробежные силы, создаваемые грузами, компенсируют вертикальные силы второго порядка (при удвоенных оборотах двигателя), создаваемые двигателем. Горизонтальные силы, создаваемые уравновешивающими валами, равны и противоположны и поэтому компенсируют друг друга.

Уравновешивающие валы не уменьшают вибрации, испытываемые коленчатый вал.

Двухцилиндровые двигатели

Множество двигателей мотоциклов — особенно прямоточные двигатели- использовали системы балансирных валов, например Yamaha TRX850 и Yamaha TDM850 двигатели имеют коленчатый вал 270 ° с балансирным валом. Альтернативный подход, используемый Параллельно-твин BMW GS, заключается в использовании «фиктивного» шатуна, который перемещает навесной противовес.

Четырехцилиндровые двигатели

Балансирные валы часто используются в рядные четыре двигателя, чтобы уменьшить вибрация второго порядка (вертикальная сила, колеблющаяся на удвоенной мощности двигателя Об / мин), что заложено в конструкции типичного рядного четырехцилиндрового двигателя. Эта вибрация возникает из-за движения шатуны в равномерно работающем рядном четырехцилиндровом двигателе не является симметричным на всем протяжении вращения коленчатого вала; таким образом, в течение заданного периода вращения коленчатого вала опускающийся и поднимающийся поршни не всегда полностью противостоят друг другу в своем ускорении, создавая результирующую вертикальную силу дважды за каждый оборот (которая увеличивает квадратично с об / мин).

Количество вибрации также увеличивается с рабочим объемом двигателя, в результате чего балансирные валы часто используются в четырехрядных двигателях с рабочим объемом 2,2 л (134 куб. Дюйма) или более. Оба повышенных Инсульт или же сверлить вызывают повышенную вторичную вибрацию; больший ход увеличивает разницу в ускорении, а больший канал увеличивает массу поршней.

Конструкция уравновешивающих валов Lanchester была усовершенствована с Митсубиси Астрон 80, рядный четырехцилиндровый автомобильный двигатель, представленный в 1975 году. Этот двигатель был первым, в котором один уравновешивающий вал был расположен выше другого, чтобы противодействовать качению пары второго порядка (т.е. вокруг оси коленчатого вала) из-за крутящего момента, создаваемого инерцией, вызванной увеличивается и уменьшается частота вращения двигателя.

В четырехцилиндровый двигатель, силы компенсируются поршнями, движущимися в противоположных направлениях. Поэтому балансирные валы не нужны в четырехквартирных двигателях.

Шестицилиндровые двигатели

В рядный шестицилиндровый двигатель и плоский шестицилиндровый двигатель, силы качания уравновешиваются естественным образом, поэтому балансирные валы не требуются.

Двигатели V6 по своей природе несбалансированы, независимо от угла поворота. Любой рядный двигатель с нечетным числом цилиндров имеет первичный дисбаланс, вызывающее качательное движение из конца в конец. 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.

Балансирный вал

Балансирный (уравновешивающий) вал — дополнительный элемент балансировки для снижения вибраций двигателя. В процессе работы кривошипно-шатунного механизма возникает инерция, которая становится результатом движения деталей ДВС и воздействия ряда других сил. Двигатели внутреннего сгорания могут иметь разные схемы расположения цилиндров. Наиболее распространены:

Рядная схема, когда оси цилиндров находятся в единой плоскости;
Оппозитная схема означает, что оси цилиндров находятся под углом 180° в двух плоскостях;
V–образная схема компоновки с осями цилиндров в двух плоскостях;

Встречаются схемы, когда оси цилиндров находятся в двух плоскостях под разным углом, а также аналогичная схема с дополнительным смещением на коленвале и т.д. От той или иной схемы напрямую зависит степень балансировки ДВС. Лучший баланс демонстрируют оппозитные двигатели. Неплохо сбалансированы рядные двигатели на 4 цилиндра с рабочим объемом до двух литров. V-образный мотор оптимально сбалансирован только под строго определенными углами между цилиндрами.

При работе ДВС возникают уравновешенные и неуравновешенные силы. К уравновешенным силам можно отнести силу давления газов и силу трения. Неуравновешенными силами является инерция, вес силового агрегата и т.д. Указанные силы получили название силы инерции второго порядка.

Как известно, чаще всего уравновешивание достигается путем установки противовесов на щеках коленвала. Такой способ работает, но не всегда позволяет качественно сбалансировать мотор зависимо от той или иной схемы расположения цилиндров.

Инерция возникает от возвратно-поступательного движения поршней и вращательного движения шатунов. Дополнительно присутствуют также силы инерции в продольной плоскости. Результатом воздействия этих сил становится вибрация ДВС, что приводит к повышенному уровню шумов, определенным нагрузкам на элементы двигателя, а также к преждевременному износу деталей и механизмов. Для решения этой задачи в конструкции рядных и других двигателей могут дополнительно к маховику использоваться балансирные валы.

Сила инерции второго порядка уравновешивается двумя балансирными валами, которые могут иметь противовесы. Валы вращаются как с одинаковой скоростью параллельно коленвалу, так и в два раза быстрее частоты вращения коленчатого вала, что зависит от конкретного мотора.

Балансирный вал является стержнем из металла, который имеет достаточно замысловатую форму с выточенными на нем пазами. Вал осуществляет постоянное вращение. Крутится вал в двух подшипниках скольжения. Смазывание данных подшипников реализовано через систему смазки ДВС.

Единственным способом дополнительного уменьшения вибрации ДВС является балансировка агрегата. Рядный четырехцилиндровый мотор получает неуравновешенные силы, которые возникают при движении масс с учетом той или иной частоты вращения коленвала. Величина инерции зависит от объема ДВС, с ростом объема силовой установки инерция увеличивается.

Балансировочный вал устанавливается на рядных четырехцилиндровых моторах с рабочим объемом выше двух литров. Стоит отметить, что установка таких валов приводит к заметному удорожанию конструкции и не особенно активно применяется на автомобилях даже среднего ценового сегмента.

Балансирные валы ставятся парами. Их зачастую располагают симметрично по обеим сторонам коленвала. Местом установки балансирных валов чаще всего становится картер двигателя, чтобы валы оказались ниже коленчатого вала ДВС. Получается, что указанные валы находятся под коленвалом, а местом их установки становится масляный поддон.

Балансирные валы имеют прямой привод от коленвала. Привод реализует вращение уравновешивающих валов в разные стороны.

Угловая скорость вращения балансиров удвоена. Привод может быть выполнен как отдельно посредством зубчатого редуктора или цепной передачи, так и представлять собой совокупность решений. Крутильные колебания от вращения самих валов гасятся пружинным гасителем колебаний, который размещен в приводной звездочке привода уравновешивающего вала.

В процессе работы и благодаря особенностям конструкции привода балансирные валы подвержены серьезным нагрузкам. Наиболее перегружены подшипники, которые расположены в противоположной от привода стороне. Имеет место их быстрый износ, который проявляется дополнительными шумами и появлением усиленных вибраций. В худших случаях может произойти обрыв приводной цепи. Дополнительным недостатком становится отбор мощности ДВС, которая расходуется на привод балансирных валов.

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.

Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми интересными новостями и полезными статьями про автомобили.

Название поля*

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка…

На каких двигателях применяются балансирные валы

Впервые балансировочные валы на двигатели начала устанавливать компания Mitsubishi. С 1976г. эта технология носит название Silent Shaft. Такой разработкой оснащаются в основном силовые агрегаты с рядным расположением цилиндров (4-цилиндровые модификации более подвержены возникновению инерционных сил).

Высокооборотные моторы с большой мощностью также нуждаются в таких элементах. Нередко их используют в дизельных ДВС.

Если раньше этой технологией пользовались японские производители, на данный момент нередко встречаются и европейские авто с системой бесшумных валов.

Источник

Зачем нужны балансирные валы? — Сообщество «Toyota Club» на DRIVE2

Приветствую всех!

После недавней замены вкладышей на моем 5S-FE появилась дикая вибрация по салону на холостых и на оборотах. Что только не думал. Узнал много нового, в том числе про балансиры. Думал даже их убрать.Плюсы вроде как тише работает на холостых

Минусы — появляется вибрация.

Вкратце о чем речь: сняв поддон, можно обнаружить прикрученную под коленом здоровую коробку, в которой находится два балансирных вала, которые приводятся в действие шестеренчатой передачей от колена и призваны гасить вибрации на холостом ходу.Ставились на 5s (в отличие от 3s), на движки больше 2х литров.

Валы как и колено крутятся во вкладышах, но найти вкладыши нереально, а новый блок — 20тыр. Бывает вкладыши проворачаивает и машина тарахтит как дизель. В общем когда выходит блок из строя его проще выкинуть, получив немного вибраций.Если сбита регулировка — опять вибрации.

Вот статься по удалениюВот по регулировке(может кому пригодится)

Решил так: разберем, если люфт большой — выкинем, если норм — выставим по меткам.

За 3000км езды с вибрацией стали появляться мысли о продаже авто)) Наконец нашел время, поехал к знакомому разбирать.Слил масло в 4ый раз за последние два месяца, до сих пор грязное(за 3000км), стружки уже нет, отложений крупных тоже. Еле оторвали поддон, прилепленый в прошлый раз на оригинальный герметик. Сняли балансиры, метки стояли верно, но вот поршень первого цилиндра в верхнюю точку никто не выставлял при установке балансиров в прошлый раз, от этого и колбасило. Проверили люфты — все четко, поэтому желание от него избавиться пропало. Установили все как надо — машина шепчет, будто после 10ки в эс класс сел)) Есть ощущение, что так хорошо никогда не было, поэтому есть вероятность, что с момента покупки ездил на неправильно установленных балансирах.

Также были поменяны гайки для крепления приемной трубы к коллектору и прокладка, номера лень искать.

08880-80375 — Масло Toyota 5w40 — 2700руб90915-YZZE1 — фильтр масляный — 200руб (Не Япония конечно, но какой был)

НА ЗАМЕТКУ ПРО ПОДДОН:

Так как часто снимали поддон, выявили слабое место: по всему периметру болты натыканы каждые 5-6 см, а есть один участок, правая короткая сторона, так на нем наверно 15 см раст между угловыми болтиками! И на удивление далеко не каждый раз удавалось прилепить поддон на оригинальный гермет так, чтоб не текло. Поддон каждый раз отбивали до идеально ровного.

Проблему раз и навсегда решили установкой прокладки поддона, естественно неоригинальной)Ajusa 14059700, на zzap навалом, 200руб. В ней кстати дырочки есть там, где у нас нет в блок (речь о 5sfe кстати). Была идея просверлить и посадить тот край на два болта, но оказалось весьма проблематично и забили. Прокладку с двух сторон тоненько герметиком. Купил болтики 6ки по длинее на пол см, штук 18 кажется. Ничего не течет.Прокладка пробковая, аккуратнее при транспортировке)

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:

подсос воздуха;
неправильное поступление топлива;
сбито зажигание;
ослаблено крепление мотора;
низкая компрессия;
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.

https://techautoport.ru/dvigatel/mehanicheskaya-chast/balansirnye-valy.html
http://krutimotor.ru/balansirnyj-val/
http://autosteam.ru/helpful-info/467-balansirovochnye-valy
https://autostuk.ru/balansirnyj-val-dvigatelya.html

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.

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:

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

Коварство балансировки, или Почему стук — это к деньгам. Разборка ABW.BY

Можно сколько угодно удивляться терпению некоторых белорусских автовладельцев, продолжающих ездить, несмотря на наличие явных признаков неисправности машины. Однако без причины и рак на горе не свистнет. Если на стуки и вибрации двигателя не обращает внимания хозяин Hyundai Santamo 1998 года выпуска, то учитывая, сколько стоит сегодня такой автомобиль, скорее всего, дело не в спартанской выдержке водителя, а в чем-то другом.

Впрочем, на вопросы финансового обеспечения эксплуатации личных транспортных средств отвлекаться не будем. Нас интересует техническая сторона проблемы с мотором Santamo. А она любопытна тем, что источником стука и вибрации в рассматриваемом случае стала система, о которой упоминается настолько редко, что кое-кто из владельцев даже не догадывается, что в двигателях их автомобилей это присутствует.

Поэтому для начала неглубоко копнем теорию. Во время работы двигателя возникают силы инерции от двигающихся возвратно-поступательно поршней, поршневых колец и пальцев, вращающегося коленвала, а также шатунов, участвующих одновременно в возвратно-поступательном и вращательном движении.

Эти силы и моменты от них, кроме того что имеют значительную величину, периодически изменяются по величине и направлению, чем вызывают нежелательную вибрацию двигателя. Для устранения негативного влияния вибраций силы инерции уравновешивают.

Изо всех возможных способов уравновешивания рассмотрим только тот, который имеет непосредственное отношение к случившемуся в двигателе Santamo, а именно — к уравновешиванию с помощью балансирных валов.

Балансирные валы могут устанавливаться непосредственно в блоке цилиндров либо идти в составе отдельного узла, который крепится к блоку цилиндров.

Однако независимо от исполнения системы уравновешивания, количества валов и типа их привода принцип действия всегда один.

Благодаря тому, что из-за формы балансирного вала или наличия противовесов его масса смещена в сторону от продольной оси, при вращении вала также возникает сила инерции. Если она равна по величине и противоположна по направлению силам, которые требуется уравновесить, достигается эффект компенсации инерции от движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма, чем и пользуются разработчики силовых агрегатов.

Теперь от теории перейдем к практике. Когда, по словам владельца, стук в двигателе стал просто невыносим, машину все-таки загнали на СТО. После того как с мотора сняли масляный поддон, в нем был обнаружен предмет, в котором ремонтники без труда опознали втулку подшипника скольжения балансирного вала.

Чтобы извлечь сам вал, пришлось продолжить разборку двигателя и демонтировать масляный насос, с которым вал связан и от которого не только приводится, но и по каналу, выполненному внутри вала, получает смазку под давлением для своей опоры с подшипником скольжения.

Дальнейшая инспекция показала наличие на опорной шейке балансирного вала задира и выработки, которая, по всей видимости, появилась после того, как вкладыш подшипника выпал в поддон.

Кроме того, на теле вала была обнаружена выемка, будто выточенная каким-то резцом.

Где находится этот «резец», тоже не осталось тайной. Вал, после того как из его опоры выпала втулка, стал задевать за блок цилиндров.

Однако это, скорее всего, произошло не сразу, а после того как вал, лишившись опорной втулки, разбил опору и получил достаточную свободу, чтобы начать доставать блок цилиндров. И разбитая опора балансирного вала оказалась самой неприятной из всех находок.

Такое развитие событий вновь, хочешь или не хочешь, возвращает нас к финансовому вопросу. Балансирный вал и его втулку можно купить — запчасти эти сравнительно недороги. А вот опора выполнена в блоке, что означало необходимость его замены и сулило совсем другие денежные затраты на ремонт.

Народная мудрость гласит, что любой стук рано или поздно вылезет наружу. В рассматриваемом случае этого не произошло, хотя, судя по следам, оставшимся на внутренней поверхности блока цилиндров, балансирным валом подобная попытка была сделана, но до конца не доведена.

У владельца не хватило терпения продолжить ездить с шумом, заставляющим прохожих оглядываться на проехавший мимо автомобиль, однако в силе осталась другая любимая поговорка ремонтников: стук — это к деньгам. У кого-то их станет меньше, а у кого-то соответственно прибавится.

Сергей БОЯРСКИХ Фото автора и из открытых источников ABW.BY

Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки korea-motors.by

Балансирный (уравновешивающий) вал

Балансирный (уравновешивающий) вал — дополнительный элемент балансировки для снижения вибраций двигателя. В процессе работы кривошипно-шатунного механизма возникает инерция, которая становится результатом движения деталей ДВС и воздействия ряда других сил.

Двигатели внутреннего сгорания могут иметь разные схемы расположения цилиндров. Наиболее распространены:

Рядная схема, когда оси цилиндров находятся в единой плоскости;

Оппозитная схема означает, что оси цилиндров находятся под углом 180° в двух плоскостях;
V–образная схема компоновки с осями цилиндров в двух плоскостях;