Балансирні вали двигуна: призначення і принцип роботи

При роботі кривошипно-шатунного механізму в двигуні внутрішнього згоряння виникають сили інерції. Ці сили поділяються на урівноважені і неврівноважені, які також називають силами інерції другого порядку. Вони виникають від руху поршнів та інших деталей, а також залежать від ваги силового агрегату. В результаті дисбалансу з’являються вібрація і шуми. Стандартних противаг на щоках клонували і наявності маховика може не вистачити, тому для додаткової балансування встановлюються балансирні вали.

Для чого призначені балансири

Головним завданням балансувальних валів є поглинання зайвої інерції і зменшення вібрації. Це стало актуальним після появи більш потужних двигунів з об’ємом від двох літрів.

Блок балансирних валів з шестерним приводом від колінчастого вала двигуна

Чималу роль в балансі роботи ДВС грає і розташування циліндрів. Можна виділити три найпоширеніші схеми:

  1. Розташування в ряд, коли циліндри розташовуються в одній площині.
  2. Оппозитная схема, коли осі циліндрів знаходяться в одній площині протилежно спрямовані один одному.
  3. V-подібне розташування циліндрів.

Розташування осей циліндрів безпосередньо впливає на балансування двигуна. Рядна схема добре себе зарекомендувала в 4-х циліндрових двигунах невеликого обсягу. Оппозитная схема дає найкращі показники балансування. V-подібне розташування вимагає точно вивірених кутів між циліндрами, щоб досягти оптимального балансу.

Як би там не було, ідеального балансу не вдається досягти ні в одній схемі, тому і встановлюють балансири.

Принцип роботи

Балансирні вали встановлюються парами з кожного боку клонували і являють собою складні по конструкції циліндричні стержні. Кожен балансовий вал має складну геометричну форму. Обертаються вали в протилежну сторону в два рази швидше за швидкість руху клонували, тим самим врівноважуючи інертні сили другого порядку.

Встановлюються вали в картері двигуна на підшипниках ковзання (або голчастих) і приводяться в рух за допомогою приводу від коленвала. Підшипники пов’язані з системою змащення двигуна. Саме вони відчувають найбільше навантаження в процесі роботи валів. Це обумовлює їх швидке зношування, який супроводжується шумом і вібрацією.

типи приводу

Привід балансувальних валів

Найбільш поширеним варіантом приводу балансирів є ланцюгової або зубчастий ремінь. Також приводом може служити зубчастий редуктор або комбінований варіант: зубчастий редуктор плюс ремінь. Щоб знизити коливання самих валів, в зірочці приводу встановлюється пружинний гаситель.

На яких двигунах застосовуються балансирні вали

Першою балансирні вали застосувала японська компанія Mitsubishi в 1976 році. Новинка отримала назву «Silent Shaft», що в перекладі означає «безшумний вал».

Головним чином вони встановлюються на чотирициліндрових двигунах з об’ємом більше двох літрів і з рядним розташуванням циліндрів, так як саме ця схема найбільш схильна до вібрацій і шумів.

Також балансирні вали часто застосовуються на потужних дизельних моторах. Зараз їх можна зустріти не тільки на японських моделях, але і на європейських і американських.

Ремонт балансувальних валів

Навантаження на балансирні вали супроводжуються зносом підшипників і інших деталей приводу. Ремонт обходиться дорого, що обумовлено його складністю. Тому деякі автовласники замість заміни або дорогого ремонту воліють просто демонтувати блок валів. При цьому кріплення і отвори закриваються заглушками.

Відсутність балансиров підвищує рівень вібрації і шуму, порушується балансування двигуна. Однак, багато автолюбителів запевняють, що вібрації при цьому залишаються незначні і їх успішно компенсують подушки двигуна. Також робота валів забирає частину потужності самого двигуна. Зниження може досягати до 15 к.с.

При цьому всім слід розуміти, що демонтаж блоку балансирних валів є істотною зміною конструкції двигуна і ніхто не зможе спрогнозувати як це відіб’ється на роботі мотора і його ресурсі надалі. Наважуючись на дану процедуру, власник автомобіля повністю бере на себе всю відповідальність і ризики за його справність і термін служби. Найкращим варіантом буде заміна несправної деталі на нову в спеціалізованому центрі.