С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Балансировочные валы двигателя

Балансировочные валы двигателя


Балансирные валы: принцип работы, особенности конструкции

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.

Принцип работы балансирных валов двигателя

Валы закрепляются через два небольших отверстия на задней стенке картера двигателя, совершая вращательные движения на подшипниках скольжения.

Соединение верхнего балансирного вала с нижним валом происходит при помощи приводов. Привод верхнего вала имеет зубчатый ремень, который специальной шестерней задействует привод нижнего вала.

Рис: utoholding.net

Валы устанавливаются только парами симметрично по обеим сторонам коленчатого вала. При этом балансирный вал всегда совершает вращательные движения в обратную сторону от коленвала, а скорость его движения увеличивается в два раза.

Это позволяет снизить все вибрации двигателя благодаря обоюдной компенсации инерционных сил балансирных валов коленвала, поскольку эти силы всегда направлены друг к другу.

Фиксация балансирных валов осуществляется только продольно при помощи стопорной пластины, которая крепится к кольцевым канавкам. Подобные крепежные канавки располагаются на каждой шестерне верхнего и нижнего балансирного вала.

Принцип действия КШМ основан на образовании инерционных сил от взаимодействия всех его рабочих механизмов и элементов. Одни элементы, например поршни, совершают движения возвратно-поступательного характера, а другие, шатуны – вращательные движения.

Воздействие инерционных сил в цилиндрах двигателя создают сильную вибрацию и повышенный уровень шума в двигателе в целом, что приводит к перегрузу и быстрому износу отдельных элементов двигателя.

Для того чтобы как-то уравновесить вибрации, создаваемые в двигателе, и применяются балансирные валы.

Привод балансирных валов

Привод задействуется от коленвала и предназначен для обеспечения вращательных разносторонних движений валов с установленной угловой скоростью. Зачастую в качестве привода выступает зубчатый ремень.

Для того чтобы снизить вращательные колебания, которые возникают при вращательных движениях вала, используется гаситель колебаний пружинного типа, который устанавливается в звездочке на приводе.

Сложности в ремонте балансирных валов

Напряженная работа балансирных валов часто сопровождается усиленными рабочими нагрузками, вследствие которых выходят из строя подшипники, а также отдельные элементы привода. Быстрый износ или поломка деталей приводит к повышению уровня шума и вибраций, и как результат – обрыву привода.

Ремонтные работы по восстановлению работоспособности балансирных валов отличаются сложностью и дороговизной. Именно поэтому многие автовладельцы предпочитают вместо дорогой замены просто снять балансирные валы, а отверстия закрыть специальными заглушками.

Помимо всего прочего использование балансирных валов влияет на сложность конструкции самого автомобильного двигателя, а также на дороговизну его технического обслуживания.

Если все же есть необходимость произвести замену балансирного вала, вместе с новой деталью устанавливается новая цепь с приводом и нижняя шестерня коленвала.

Другие материалы по теме:

Балансирные валы двигателя и их установка

Балансирные валы двигателя  являются вполне типовым элементом среди многих автомобилей иностранного производства. Созданы они, как вы уже, наверное, догадались, для гашения вибрации двигателя, которая возникает в результате его работы. Мы попытаемся более подробно разобраться о принципе работе балансировочных валов, а также определить их недостатки.

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.

Недостатки балансирной системы двигателя

Первый и главный недостаток – это дорогостоящий ремонт системы. Так как состоит она из множества мелких деталей, а также при произведении любых ремонтных работ нуждается в дополнительной балансировке, то и ценник на услуги восстановления балансирных валов весьма большой. Поэтому многие автомобилисты, когда система балансировки выходит из строя, предпочитают не ремонтировать ее, а просто удалять из двигателя.

Да, вибрация в таком случае становится немного больше, но подушки двигателя отлично справляются с ее гашением.

Вторая проблема, связанная с применением балансирных валов – это солидная потеря мощности. Использование этих валов снижает мощность мотора до 15 лошадиных сил, так как двигатель прикладывает больше усилий при вращении всех элементов. Это сказывается и на динамике мотора и на расходе топлива.

Поэтому, нужны ли вообще балансирные валы на автомобиле – это большой вопрос. Вполне реально придумать более совершенные системы гашения вибрации, но, видимо производители намеренно усложняют конструкцию двигателей, чтобы владельцы автомобилей чаще обращались в сервисные центры.

Балансирные валы

  • Что такое балансирные валы и какие функции они выполняют - рассмотрим в этой статье.

    Когда кривошипно-шатунный механизм начинает свою работу, его составляющие приходят в движение, и появляются силы инерции. Силы инерции подразделяются на две группы: силы вращающихся масс (шатуны) и возвратно-поступательно движущихся масс (поршни). При работе многоцилиндрового мотора в некоторых из цилиндров под действием инерционных сил появляются моменты инерции в продольной плоскости. В итоге все перечисленные силы приводят к появлению в силовой установке вибраций, как итог, изнашиваются многие важные элементы, появляются сильные шумы и перегрузки.

    Балансировка силовой установки – вот основной способ, позволяющий снизить степень вибрации. Чтобы ее уравновесить, на щеках коленчатого вала часто устанавливают противовесы. Этот способ является распространенным и проверенным, но даже он не спасает и не позволяет уравновесить инерционные силы, которые появляются в силовых установках разных компоновочных схем. К примеру, инерционные силы второго порядка останутся неуравновешенными в четырехцилиндровом рядном ДВС. А чем большим станет объем силовой установки, тем большими будут инерционные силы.

    Что поможет решить данную проблему для четырехцилиндровых моторов объемом в 2 литра и более? Это сделает установка дополнительных валов с противовесами. Их еще называют балансирными валами. Эти валы еще в 1976 году начала применять компания Mitsubishi, ставшая настоящим первопроходцем и новатором. Тогда применяемая технология получила логичное название Silent Shaft, что в переводе означает бесшумный вал. На сегодняшний день этот тип валов часто используется прочими производителями, такими как Mercedes-Benz, GM, Audi и VW.

    Установка балансирных валов осуществляется попарно и симметрично с обеих сторон коленчатого вала. Их оптимально устанавливать ниже коленчатого вара в картере мотора, что позволяет эффективно использовать предоставленный для их установки объем. Сам по себе балансирный вал – это деталь, обладающая довольно сложной формой, и внешне представляющая собой стержень из металла с выбранными в нем пазами. Его вращение осуществляется в обоих подшипниках скольжения, которые смазываются в составе системы смазки мотора.

    Эффективное вращение валов в различные стороны с удвоенной угловой скоростью производится приводом балансирных валов сразу от коленчатого вала. Приводом при этом могут выступать цепная передача или зубчатый редуктор, но бывают ситуации, при которых оба этих привода используются вместе.

    В момент вращения валов усиливается необходимость погасить крутильные колебания, для чего и производится установка пружинного гасителя колебаний. В процессе работы на балансирные валы идет серьезная нагрузка, что способно быстро изнашивать подшипники и важные составляющие привода. В процессе износа появляются вибрации и шумы, и закончиться он может внезапным обрывом приводной цепи. Последствия для силовой установки в этом случае будут очень серьезными и приведут к необходимости дорогостоящего ремонта.

    Чтобы произвести ремонт балансирных валов, потребуется немало средств. По этой причине некоторые умельцы предпочитают вместо ремонта избавиться от валов, закрыв отверстие в картере при помощи заглушек. При этом степень вибрации значительно возрастет, но с ней неплохо справятся опоры двигателя. Впрочем, высокая степень износа – это далеко не единственная проблема, возникающая при использовании балансирных валов. Еще одной трудностью может стать существенное удорожание конструкции силовой установки, что способно привести к значительным потерям мощности – вплоть до 10-15 л.с..

    Все о балансировочном вале (гаситель крутильных колебаний) видео, лекция:

    • Убирать или нет Балансирные валы? Зачем они нужны? — бортжурнал Mitsubishi Galant "АКУЛЁНОК" 2002 года на DRIVE2

    При работе двигателя возникают силы инерции первого, второго, третьего и т.д. порядка. Они (силы) уменьшаются в прогрессии. Силы первого порядка уравновешены самим двигателем. То есть разновес поршней, коленвалов и пр. движущихся деталей подобран на заводе. Силы второго порядка намного ниже. Но они есть практически на всех двигателях. Например на четырёхцилиндровом двигателе каждый оборот по нему проходит волна, на V6 силы пытаются его развернуть вокруг вертикальной оси, на V8 вокруг горизонтальной оси. Полностью уравновешенных двигателей всего 2. Это рядная шестёрка и опозитная шестёрка, а так же их производные 12 цилиндровые двигатели. Чтоб убрать эти силы инерции и применяют балансиры. На 4 цилиндровом, один БВ вращается в другую сторону от коленвала с частотой в 2 раза выше. Но при этом снова возникают силы инерции и их компенсирует БВ вращающийся в ту же сторону, что и коленвал. Силами третьего и четвёртого порядка можно пренибречь, они ничтожно малы. Так как БВ вращаются в 2 раза быстрее чем КВ, то и метки они проходят два раза за оборот. То есть их можно установить правильно и не правильно. Для этого существует стопорное отверстие, в которое вставляют например отвёртку и устанавливают правильно вал. В неправильном положении отвёртка не войдёт. В общем валы нужны для комфорта. Если двигатель готовят для спорта, то валы убирают. Во первых, облегчается вращение и уменьшаются потери на трение. Во вторых, скорость вращения БВ не должна превышать 13000. То есть КВ не должен вращаться быстрее 6500. Если убрать валы, то в принципе двигатель можно раскрутить до 9000 об/мин. Вибрацией при этом принебрегают. Да и большинство двигателей в мире не имеет этих валов. В твоём случае, видимо в Америке при жизни хотели затюнить мотор, но потом продали. Ты уж сам смотри, нужны они тебе или нет. Ещё один момент. Привод одного балансира происходит от масляного насоса, второй балансир приводится маленьким ремешком. Если у тебя нет только ремешка, то один то вал всё равно вращается от насоса. Прощё конечно всё установить на место. И второй момент. Если вал который приводится от насоса удалён, то не важно как поставят (правильно-не правильно) второй вал, шум будет присутствовать.

    P.S: Можно ездить и без мозгов …

    Смотрите также

     

    "Питер - АТ"
    ИНН 780703320484
    ОГРНИП 313784720500453

    Новости