Pikap24.ru

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

Балансировочные валы двигателя принцип работы

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.

Устройство и расположение балансировочных валов 1.8–2.0 TSI​

Важное значение имеет расположение и состояние передних подшипников скольжения балансирных валов, которые выполнены в неразборном корпусе. Они размещены по ходу масляного канала, подающего смазку к крышке и шейкам распредвалов.

Предельный износ с увеличением зазора в подшипниках балансировочных валов моторов 1.8 и 2.0 TSI/TFSI грозит:

  • масляным голоданием в ГБЦ,
  • выходом из строя распредвалов даже при небольшом пробеге с неисправностью.

Принцип работы

Главное отличие рассматриваемого клапана от запорного в возможности работы при нахождении затвора в промежуточном состоянии. Нужно сказать, что конструкция балансировочного прибора может быть разная. Есть клапаны с расположением штока под углом по отношению к потоку. У них золотник может быть как прямой, так и в форме конуса, цилиндра.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Остановимся на принципе работы клапана с прямым штоком и плоским золотником.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

В момент функционирования клапана осуществляется изменение проходного сечения между золотником и седлом. Из-за этого происходит балансировка системы. Золотник находится в плоскости, которая параллельна трубопроводной оси. В это время, в плоскости, которая находится перпендикулярно трубопроводной оси, располагается резьбовой шпиндель с присоединённым золотником. Корпус балансировочного устройства имеет неподвижную резьбовую гайку, что вместе со шпинделем создают ходовую пару.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Из-за вращения рукояти настройки через шпиндель и неподвижную резьбовую гайку передаётся сообщение золотнику. После этого золотник переходит из самого нижнего положение в самое верхнее. При расположении в самом низу золотник присоединяется к седлу в корпусе клапана и таким образом плотно перекрывает поток.

p, blockquote 13,1,0,0,0 —>

Уплотнение между затвором и седлом, которое создаётся фторопластовыми кольцами, кольцами из резины либо по типу металл-металл (в зависимости от типа применяемого теплового носителя), образует прочное и качественное перекрытие потока. Из-за изменения проходного сечения изменяется и пропускная способность клапана балансировки. Под пропускной способностью (через полностью открытый вентиль , при потере напора в 1 бар) имеется в виду значение, равное расходу (обозначается в м³/ч). Из техпаспорта клапана можно узнать пропускную способность в зависимости от перемены положения затвора.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Автоматический и ручной балансировочные клапаны в системе отопления

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;
Читать еще:  Грязное масло двигателя почему

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.

Читать еще:  Двигатель audi a6 схема ремень

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.

Непонятки с балансирным валом 700Н.

  • Главная
  • Форумы
  • Основной раздел
  • Ремзона
  • STELS (Dinli, HiSUN)

Такое дело. При сборке движка соблюдал все метки(КВ, шестернях БВ) но кое-что оказалось непонятным.

Сначало хотелось бы разобраться с теорией. Как должен располагаться балансирный вал относительно коленвала ? Если я правильно(?) понимаю, то центр противовеса КВ, должен проходит мимо центра противовеса БВ.

Если так, то почему при таком взаимном расположении валов, метки на КВ не совпадают, как положено в мануале. Но зато при этом, четко совпадает следующее положение шестерни привода БВ. с чего вдруг ?

Как все это понимать ?

rogojin

Новичок

forspam253

Это здесь не в тему.

Тут обсуждается как правильно устанавливать балансирный вал, относительно коленчатого.

forspam253

Это слово тут под запретом — не в тему.

Я же написал, что при соблюдении всех меток, центры противовесов валов при вращении не совпадают. Так должно разве быть ? Или это связано с тем, что цилиндр под наклоном ?

Хотя бы теорию понять, как оно работать должно.

forspam253

Это слово тут под запретом — не в тему.

Я же написал, что при соблюдении всех меток, центры противовесов валов при вращении не совпадают. Так должно разве быть ? Или это связано с тем, что цилиндр под наклоном ?

Хотя бы теорию понять, как оно работать должно.

А с балансирным валом еще более мутная тема. Правда если понять принцип, то будет уже проще.

В интернете ничего не нашел про взаимное расположение валов.

forspam253

А с балансирным валом еще более мутная тема. Правда если понять принцип, то будет уже проще.

В интернете ничего не нашел про взаимное расположение валов.

С таким подходом его вообще проще выкинуть и без него ездить.

Я просто хочу собрать так как надо, а для этого надо разобраться в деталях.

Вот такую картинку нашел. На ней центры противовесов совпадают.

forspam253

Потому что валы горизонтально, а поршень вертикально.. оси под прямым углом.

Суть вкратце такова — противовесы коленвала компенсируют массу шейки и можно сказать массу нижней половины шатуна (даже 2/3 части шатуна снизу). А вот балансирный вал компенсирует массу поршня и верхней части шатуна.
Поэтому разделяй эти моменты. Балансирный вал работает на пару с поршнем, т.е. примерно когда поршень в вмт — противовес балансирного вала должен быть внизу по ОСИ ЦИЛИНДРА.

Но один фиг — одноцилиндровик вибрирует. Его невозможно на 100 процентов уравновесить.

Читать еще:  Что такое двигатель часть автомобиля

Откуда такие познания ? В нете ничего и близко не нашел подобных описаний. я бы почитал.

Хмм. Интересно, а как расположен балансир в аналогичном моторе Ямахи..

forspam253

Типа работает как второй поршень в противофазе ? . ну может быть.

forspam253

forspam253

Поршень, палец и верхняя головка шатуна всегда ходят верх-низ. — тут балансирный вал работает, причем сам создавая вибрацию (ибо крутится), которая отчасти полгощается средней частью шатуна.

Шейка коленвала и нижняя головка шатуна всегда ходят по кругу. — тут противовесы коленвала работают.

А вот плятская средняя часть шатуна носится во всех направлениях и уравновесить ее не представляется возможным.

Пля даже вспоминать не хочется. :Rofl:

Ну вот, что-то уже вырисовывается. Завтра прикину, что да как.

Одно смущает — при установке по меткам, противовес балансира проходит в 5мм от НГШ. Я это к тому, что у меня двигатель заклинил от столкновения балансира с шатуном, с обрывом последнего, шпонка на балансире была срезана. хо-хо.

forspam253

Ну вроде всё, благодаря @forspam253 я разобрался быстро, стоило понять что как должно работать и многие вопросы отпали.
Основной багаж знаний выделил !
Действительно, ось проходящая через центр противовеса БВ и центр его оси, в момент нахождения поршня в мертвой точке, должна быть параллельна оси цилиндра, а противовес БВ должен быть направлен в сторону противоположной мертвой точки. При установке по меткам так как раз и получается.
Т.е. БВ к КВ не имеет никакого отношения, и должен работать только в противоход поршню.

Хочу отметить, что система с двумя БВ(как на Динли) вращающимися в разные стороны, мне видится куда более правильной. Так как один БВ создает круговую вибрацию в двигателе, которая лишь в некоторые моменты компенсирует ход поршня, а два БВ взаимно уравновешивают друг друга, создавая не круговую, а попеременно-направленную осевую вибрацию в двигателе, и всегда только в противоход поршню.
Осталось только выяснить, действительно ли мотор на Динлике меньше трясется.

А вот была история.
Я где-то(отыскать не получилось) читал тут на форуме, что кто-то при сборке двигателя сориентировал БВ так(как на первой картинке), что центр противовеса КВ и центр противовеса БВ при вращении совпадали. Так как он думал(чем кстати и меня зацепил, результат — эта тема), что так должно быть. Но потом он отписался, что вибрация увеличилась. Тогда я ни о чем особо не подумал, но теперь-то понятно, почему мотор у него стало трясти сильнее. эх, все беды от отсутствия знаний !

ПС. Рад, что моя копилка знаний пополнилась. Раньше я на все эти балансирные валы смотрел с некоторым недопониманием, а теперь сам могу рассказать как и что работает и даже как и что улучшить.:Good2:

ППС. Надеюсь эта тема многим будет полезна и снимет множество вопросов.:Drinks:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector