Как измерить осевое смещение коленвала
Балансировка коленвала или что такое дисбаланс
Дисбаланс — векторная величина, характеризующая неуравновешенность вращающихся частей коленчатых валов, шкивов и тому подобное. Неуравновешенность возникает при несовпадении оси вращения с главной осью инерции, совмещение этих осей и достигается балансировкой. Выделяют два вида балансировки: динамическую и статическую.
Расскажем про балансировку деталей на примере ДВС, а именно коленвала.
Начнем со статической балансировки, т.к. ее можно выполнить в гаражных условиях. Итак, установим коленвал на 2 призмы, после чего методом подбора добавляем балансировочные грузы, пока коленвал не перестанет вращаться под действием неуравновешенных масс. В качестве временного груза можно использовать пластилин.
Динамическая балансировка проводится на специальном балансировочном станке. Первым делом, протираем коленвал и осматриваем его шейки.
Шейки должны быть без задиров и износа, гладкие, шлифованные. Затем его необходимо проверить на биение, ведь накатка галтелей, как правило приводит к искривлению коленвала по оси своего вращения. На производстве после накатки галтелей делается рихтовка коленвала. Но насколько тщательно? Для проверки укладываем коленвал на призмы и промеряем осевое биение.
Промеряем все шейки, а так же биение посадочного места под задний сальник.
Как понять хорошее или плохое биение? В нашем понимании хорошо — это когда биения нет совсем, т.е. оно равно нулю, когда приближено к нулю. Что можно сделать с 5-ю сотками биения у коленвала? Можно оставить как есть, но мы рихтуем. Рихтовка коленвала как правило занимает 30-60 минут. Рихтовку прекращаем по достижении биения в 3-5 микрон. Можно отметить, что биение в 5 соток, 9 соток или даже две десятки — это не проблема. Если это проблема, то ее необходимо устранять. Ну подумайте сами, после гидроудара любой коленвал кривит. Ну а кто его рихтует? Можно смело ответить, что никто! И это не проблема если не знать и не думать об этом. Зачем забивать себе голову?!
Скажем у нас есть коленвал под ремонт. Какие наши действия? Проверяем биение (каждой шейки), рихтуем, если есть биение, вычисляем выбранный зазор в шейках, отдаем на шлифовку. По возвращению с шлифовки контролируем результат, балансируем. Если смысл убирать дисбаланс с коленвала, если он может успешно вернуться от маховика, сцепления, шкива? Насколько критичен и страшен дисбаланс? Рядовой автомобилист хорошо знаком с балансировкой автомобильного колеса. 10гр слетевшего грузика обязательно будут ощутимы на определенной скорости. А 50гр налипшего после сугроба снега попортят вам нервы.
Поскольку у вас (обладателя спортивного автомобиля) жизнь только начинается, то что и как балансировать определяете сами! Лично наши требования — это максимальное приближение к нулю т.к. несбалансированная деталь вызывает вибрацию, приводит к износу и уменьшению срока службы.
Мы рекомендуем балансировать набор целиком (коленвал, шкиф, маховик, корзина сцепления).
Небольшое видео как балансировать:
дисбаланс высокий, даже по меркам АвтоВАЗА
Эпопея с замерами коленчатого вала и сопрягающимся с ним частей.
Всем привет! Я снова в «эфире». Фотографий будет не много, если они вообще будут. Будет много буковков.
И так, о чём это я — о размерах коленчатого вала. Зачем мне это? Ну дотошен я до делов. Решил я поменять вкладыши коленчатого вала, коренные и шатунные. Всего их набирается 7 коренных + 6 шатунных = 13 пар. В умном букваре по мотору указаны допустимые размеры вала. И составляют они ø47.961-ø47.974 мм. для шатунной шейки и ø54.951-ø54.975 мм. для коренной. Естественно, что максимальный размер это наверное идеальный вариант, но таковой наверное только на чертежах. Как известно, но даже с самыми современными станками человечество не способно создать 2 и более абсолютно одинаковый деталей. В этой связи даже новый коленчатый вал с завода имеет некие допуски, о чём производитель под шильдиком Nissan информирует нас на первом противовесе коленчатого вала в виде буквенного кода из 7 букв от A до D о коренных шейках и цифровой код из 6 цифр 0 и 1 о шатунных шейках.
Почти та же система присутствует на на блоке и шатунах, но мне они сейчас не особо интересны. О них как-нить в другой раз. Я надеюсь. Упомянем только что размеры коренных «сёдел» ø58.645-ø58.672 мм., а отверстие в шатунах ø51.000-ø51.013 мм. Ну, вернёмся к нашим баранам.
Дабы скомпенсировать погрешности изготовления деталей создан целый ряд вкладышей с разными размерами — в народе с разным наполнением. Цель очень проста — добиться максимально равного масляного зазора между всеми шейками да так, чтобы он был в пределах допуска, который в свою очередь так же оговорен мануалом и составляет 0.028-0.047 мм. Для этого существует аж целых 7 разных стандартных коренных вкладышей коленчатого вала. Все они идут с шагом 0.003 мм с толщинами от 1.818 мм до 1.839 мм.
И так мы имеем «все» размеры. Рассмотрим простой пример:
Имеем идеальный блок с минимально возможным размером коренного седла: ø58.645 мм.
И идеальный коленчатый вал с максимальным размером коренной шейки: ø54.975 мм.
Представим что у нас нет рекомендаций завода на торце коленчатого вала и блока в виде буквенного кода и считаем нужный вкладыш.
Напоминаю что целевой масляный зазор должен быть в диапазоне 0.028-0.047 мм. я решил остановится на среднем 0.038 мм.
И расчёт я вижу себе так:
(Диаметр (диаметр
седла в — коренной
блоке)- шейки)
——————————— — (масляный зазор) = (расчётная толщина вкладыша)
2
или оно же в цифрах:
58.645 — 54.975
——————— — 0.038 = 1,797 мм.
2
Таким образом расчётный вкладыш должен быть 1,797 мм. теперь обращаемся к таблице имеющихся вкладышей, в ней ближайший с такими размерами это STD0, но правда его размер объявлен как 1.818 — 1.821 мм. Вот тут у меня конечно ступор, такой случай будет иметь «меньший» масляный зазор, чем должен быть, в худшем случае всего 0.014 мм. (наталкивает на мысль что я лишний раз где-то разделил на 2), а может быть просто не удачный пример. Но смысл и математика понятна. Кстати в мануале есть таблица какие вкладыши нужно использовать при тех или иных размерах бала и блока.
О теории вроде всё. Я думаю не стоит акцентировать внимание на подборе шатунных вкладышей. Там всё так же. Теперь о практике на примере моего вала и блока. Я не в состоянии измерить размер с точностью до 0.001 мм. Точность моего микрометра кончается на 0.01 мм. И как пример берём первую коренную шейку, которая в результате замера имеет размер ø54.948±0.002мм. где ±0.002мм. я предполагаю «на глаз» ибо рисочки не совпадают идеально с 45ой полоской микрометра, а чуть ниже. Сам процесс измерения цилиндра микрометром меня ставит в тупик. Старался измерить его максимально «правильно», т.е. в диаметре в 4х измерениях и всё равно это всё ещё очень сложно для меня.
Как видно из измерения размер моей шейки меньше меньшего допуска, но не на много. На коленчатом валу набита буковка B, которая подразумевает размер шейки в диапазоне ø54.969-ø54.963 мм. чего у меня явно не получается. Неужели такой износ? Или до меня его уже шлифовали? В любом случае мой размер шейки
ø54.950мм. размер седла в блоке в этом месте маркирован буквой С или ø58.663-ø58.657 мм. блок я ещё не замерял, но надеюсь ему ничего не могло случится, ибо в теории вкладыши там не крутятся, если только до меня их там не провернули и не задрали, а потом не точили.
Таким образом вкладыш который мне нужен в этом месте будет опираясь на таблицу STD5 с размерами 1.833-1.836 мм. Или по по факту масляный зазор получится 0,039мм. что вписывается в допуск.
Теперь вопрос ради чего я всё это затеял: ПРАВИЛЬНО?! Почему размер измеряемый мной так разнится с «заложенным»? Вал уже ремонтировали? Или он так износился?
Правильны ли мои действия? Только не говорите что я сильно заморачиваюсь, я это слышал уже и не раз. Я ещё не измерял вкладыши, которые стоят у меня в моторе, нет у меня микрометра от ноля 🙂 Но я к этому обязательно вернусь 🙂
Это всё я делал, дабы попробовать по методу «как правильно» или «как надо». Как только выйду на выходные съезжу и куплю «Plastigage» и ещё проведу замеры ей, на текущих вкладышах.
Как-то так. Всем ПИС! 🙂
Nissan Skyline 1999, двигатель бензиновый 2.5 л., 280 л. с., задний привод, механическая коробка передач — своими руками
Машины в продаже
Комментарии 19
Я тоже сегодня для себя Америку открыл:
зазор — это разница между отверстием и валом, т.е. пока вал свободно лежит на шейке.
Так сказано в методичке к лабе МАДИ lib.madi.ru/fel/fel1/fel15M423.pdf
(см. стр.5 рис.3)
Какой микрометр для измерения ты использовал?
Ещё с совка остался с завода. Даже номерной 🙂 В гараже лежат в деревянной коробочке с калибрами 🙂
искал в нете размеры шеек коленвала VQ25det, попал сюда, эта запись про него?!
Щитаю что в данном случае, когда не видно устрашающих следов износа ни на шейке ни на вкладыше (он там на фото даж матовый еще), не видно рисок на шейках, достаточно просто посмотреть что там написано на вкладыше, STD он или кто, и заказать комплект точно такихже.
Для особых параноиков перед заказом промерить этот комплект пластигагой и на этом угомонится.
Насчет размера шейки при измерении микрометром: это для начала надо узнать погрешность микрометра из его паспорта, и никогда не предполагать погрешность «на глаз, и + столько то, потому что риски не совпали».
А вспомнил, на не нео, 0,032-0,047, поэтому заморочился
взял комплект ацл hx и пластигага, зазор получился 0,05-0,07, на сток ацл везде получался 0,032 при биении полена 0,01 посчитал его маловатым. Ну и теперь масло только 10 60
а вал не точили и это не износ, скорее всего это не калиброванный инструмент, да и точности (цена деления) его маловато, да и по большому счету увеличение зазора на 20 микрон это не страшно. Но это не важно, главное в подшипнике измерить не значения диаметров, а величину зазора, повторюсь — удобнее и точнее пластигагой.
Я ему говорил, что это полный анонизм но он написал выше, что дотошный!Этим все сказано. Есть формула 2+2=4 вот по этому букварю и учит, а можно 2х2=4 смысл не меняется но подругому считается!Так и Алексей считаю надо забрать у него книгу по СКУЛЕНЫ легче жится будет!А так то молодец не укаждого терпения хватит)))Это без условно плюс, только зачем делать лишнии телодвиженее, ну может ему так легче!))))Молодец делай дальше!
Я ему говорил, что это полный анонизм но он написал выше, что дотошный!Этим все сказано. Есть формула 2+2=4 вот по этому букварю и учит, а можно 2х2=4 смысл не меняется но подругому считается!Так и Алексей считаю надо забрать у него книгу по СКУЛЕНЫ легче жится будет!А так то молодец не укаждого терпения хватит)))Это без условно плюс, только зачем делать лишнии телодвиженее, ну может ему так легче!))))Молодец делай дальше!
Не в обиду, но я много смешных вещей от тебя слышал. И я предпочту тот подход, который уже начал и продолжу заниматься ОнАнизмом.
Если вам сложно понимать эту науку, ну как хотите. Для меня это само собой разумеющееся и понимается легко.
Может что то и говорил смешное.)))Да ты меня хоть ху…м на зови только не облизывай)))) Только есть такое понятие как допуски и посадки и в этих приделах можно работать.Я не говорю что это не правильно, просто зачем усложнять себе жизнь?
а вал не точили и это не износ, скорее всего это не калиброванный инструмент, да и точности (цена деления) его маловато, да и по большому счету увеличение зазора на 20 микрон это не страшно. Но это не важно, главное в подшипнике измерить не значения диаметров, а величину зазора, повторюсь — удобнее и точнее пластигагой.
Калибры 25 и 50 измеряются точно. Поигрался на шайбах, там тоже все ровно. Получается все же 2 сотки
Моя ИМХО:
1. Вообще зазор в подшипнике коленвала бензинового движка может быть от 0,02 до 0,08 мм…ну для форсированного движка до 0,05. И не стоит как показывает практика гнаться за минимальным.
2. Ряд стандартных вкладышей имеет технологический разброс толщины, в общем соседние размеры отличаются на 0,003 мм. Да, на заводе (НИССАН) при сборке заморачиваются подбором и достигают среднего и наиболее одинакового зазора по всему валу. Стоит ли это делать при ремонте? ИМХО нет.
я считал для своего движка — при любом стандартном вкладыше зазор гарантированно получается в диапазоне 0,02 — 0,08 мм, при условии отсутствия износа коленвала.
3. При использовании ремонтных вкладышей, они вообще продаются комплектом и имеют разброс между собой намного более 0,003 мм, поэтому нет возможности регулировать зазор с таким шагом, и ничего, ездят же такие движки. Зазор укладывается в норму, при этом производитель это допускает, так как продает ремонтные вкладыши.
4. Вопрос погрешности. Главное в подшипнике это величина зазора, поэтому зазор нужно мерить относительным методом. Не нужно измерять диаметр вала и диаметр отверстия и производить вычисления, так как при этом погрешность будет еще больше, чем цена деления приборов. Нужно микрометр установить на вал, на цифирь даже не смотреть, зафиксировать его, снять, по нему откалибровать нутромер на ноль и уже потом измерять зазор в подшипнике, помещая нутромер в отверстие. При цене деления прибора 0,01мм погрешность будет минимальна при таком методе, но для измерения величины зазора (к примеру 0,03мм) все равно ИМХО высока. Поэтому рулит пластигага:
5. Точность пластигаги видна на аватаре к моей машине и позволит измерить зазор с достаточной (для практики) погрешностью. Более того, мануал рекомендует использовать именно неё Купить можно на экзисте. коды есть тут: aeronav.spb.ru/prominEnt_FAQ.html
Также с помощью пластигаги можно косвенно оценить кривизну коленвала.
В общем метода ремонта мне видится такая: За копейки покупается пластигага, помещается в подшипники, сразу видно, зазор во всех подшипниках и косвенно его кривизна. Далее если зазор в каком то подшипнике привышает 0,08 колено шлифуется в ремонт, и после сборки с ремонтными вкладышами контролируется зазор (случается брак у вкладышей). если зазор нигде не превысил 0,08мм покупается набор стандартных вкладышей и тупо меняется. зазор гарантированно будет нормальным. Плюс в том, что комплектом вкладыши стоят на порядок дешевле и есть дубли. Например для тойоты это тайхо — то же самое лежит в оригинальной корбке, только отобранное на заводе с шагом 0,003мм, за что собственно и дерет деньги та же тойота.
Когда выбор вкладышей есть — это прекрасно. В моём случае всё упёрлось в отсутствие таковых. Но и двигатель у меня постарше лет на 20))) В итоге буду плясать от внутренних размеров после установки ремонтных вкладышей, при перешлифовке колена.
садомазохист блин) голова и руки работают на отлично у тебя, молодец)
Пластигага точно скажет, прав ты или нет.
пласигага ничего не скажет, очень относительная точность, +/- 1 сотка, а то и более)))
Но ей можно померить, в допуске ли ты или уже нет.
Проверка технического состояния и ремонт коленчатого вала
Для обеспечения селективной сборки двигателя блок двигателя и коленчатый вал по размерам постелей и шеек коленчатого вала разбиваются на группы и маркируется буквами.
Перед проверкой технического состояния коленчатого вала необходимо выполнить перечисленные ниже операции.
Тщательно протереть коленчатый вал растворителем, бензином или керосином и убедиться в отсутствии на шейках следов неравномерного изнашивания, трещин, задиров, рисок и следов коррозии. Степень износа поверхности вала может быть проверена с помощью медной шайбы или монеты. Для этого необходимо несколько раз потереть шайбой (монетой) по поверхности шейки. Если на шейке остаются частички меди, значит, она изношена и должна быть перешлифована. С меньшей достоверностью наличие следов износа на шейках коленчатого вала определяют проведя по ним пальцем руки без нажима.
После проверки прочищают все масляные каналы используя проволочную или жесткую волосяную щетку. Удаляют заглушки с каналов системы смазки, промывают каналы моющим раствором или керосином, продувают сжатым воздухом, обработать зенкером гнезда заглушек и устанавливают новые заглушки, зачеканив их в нескольких точках керном. Чтобы острые края не царапали и не оставляли выемок на вновь устанавливаемых подшипниках, необходимо снять фаски с отверстий масляных каналов.
Если производится шлифование коленчатого вала, вышеуказанные операции выполняются после него. Незначительные неровности на шейках можно зачистить шлифовальной шкуркой или бруском мелкой зернистости.
Коленчатый вал проверяют, установив его на две призмы. При этом проверяют радиальное биение коренных шеек (рис. 4.24), а также смещение осей шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, и неперпендикулярность торцевой поверхности фланца по отношению к оси коленчатого вала.
Рис. 4.24. Проверка коленчатого вала
Биение проверяют по средней коренной шейке. Оно должно быть не более 0,025…0,060 мм (в зависимости от модели двигателя).
Шейки коленчатого вала шлифуют на специальном станке под ближайший размер подшипников, если установка стандартных подшипников номинального размера не обеспечивает требуемый радиальный зазор. Можно перешлифовать только коренные или только шатунные шейки, либо те и другие одновременно. Шлифование коренных и шатунных шеек может выполняться под разные ремонтные размеры, но ремонтные размеры одноименных шеек (коренных или шатунных) не должны различаться.
При шлифовании шеек должны соблюдаться следующие условия:
· не допускается касание шлифовальным кругом боковых поверхностей шейки (это может увеличить осевой люфт шатунов, что приведет к появлению стуков в шатунных подшипниках);
· конечный размер шеек должен быть с допуском +0,01…0,015 мм;
Рис. Правка коленчатого вала:
1 – индикатор; Р – усилие пресса
После установки коленчатого вала в блок цилиндров необходимо проверить его осевой люфт. Люфт не должен превышать допустимых значений производителя, в противном случае шатун будет клинить на шейке вала. В это случае шатунные подшипники будут иметь характерный «диагональный» износ.
На блок устанавливают кронштейн с индикатором часового типа таким образом, чтобы его ножка упиралась во фланец вала (рис. 4.25). Перемещая вал вверх или вниз (например, отвертками), измеряют люфт. В автомобилях ВАЗ-2109 он должна находиться в пределах 0,06…0,26 мм, “Опель Рекорд” с двигателем 21D – 0,030…0,130 мм, “Опель Рекорд” с двигателем 20S – 0,043…0,156, БМВ – 0,085…0,174 мм, “Ауди 80D”, “Фольксваген” – 0,07…0,17 мм. Предельный осевой люфт для всех двигателей – 0,35… 0,37 мм.
Рис. 4.25. Проверка осевого люфта коленчатого вала индикатором часового типа:
1 – блок цилиндров; 2 – крепление индикатора; 3 – коленчатый вал
При отсутствии индикатора осевой люфт с меньшей точностью можно измерить с помощью набора щупов. Для этого вставляют отвертку между первым кривошипом вала и передней стенкой блока цилиндров (рис. 4.26) и, действуя ею как рычагом, отжимают вал к задней части двигателя. Затем с помощью щупа определяют зазор между торцом задней шайбы упорного подшипника и плоскостью бурта первой коренной шейки. Если люфт оказывается больше нормы, его регулируют с помощью полуколец, заменив старые полукольца новыми или установив полукольца увеличенной толщины (рис. 4.27).
Рис. 4.26. Проверка осевого люфта коленчатого вала щупом
Рис. 4.27. Установка упорных полуколец коленчатого вала в гнезда среднего коренного подшипника
После ремонта коленчатый вал собирается с теми же маховиком и сцеплением, которые стояли на нем до ремонта. Сцепление необходимо устанавливать на маховик по заводским меткам или меткам, нанесенным твердым предметом на обеих деталях, одна против другой, около одного из болтов крепления кожуха сцепления к маховику.
Перед установкой на двигатель коленчатый вал подвергают динамической балансировке на балансировочном станке. Предварительно необходимо сцентрировать ведомый диск сцепления с помощью ведущего вала от старой коробки передач или специальной оправки. Дисбаланс устраняют высверливанием металла в противовесах коленчатого вала или ступице маховика.
На ступице коленчатого вала могут быть риски, а на поверхности шейки под сальник – задиры, которые устраняются шлифованием.
Сальники должны заменяться при каждой разборке двигателя независимо от их состояния.
Маховик двигателя может иметь следующие повреждения: износ, риски, задиры и микротрещины на рабочей поверхности, выкрашивание зубьев венца, износ зубьев по длине, износ отверстий под болты крепления к коленчатому валу, повреждение резьбы в отверстиях, появление цвета побежалости.
На поверхности маховика, прилегающей к фланцу коленчатого вала (рис. 4.28), и на поверхности 3 под ведомый диск сцепления не допускаются царапины и задиры. Неплоскостность поверхности 3 должна находиться в пределах 0,06…0,1 мм.
1 – поверхность, прилегающая к фланцу коленчатого вала; 2 – место проверки поверхности для крепления сцепления; 3 – место проверки биения опорной поверхности ведомого диска сцепления
Неплоскостность проверяется с помощью щупа при установке маховика на поверочную плиту. Царапины и задиры на поверхности 3 удаляются протачиванием со снятием слоя металла толщиной не более 1 мм с последующей зачисткой абразивной шкуркой. При этом протачивают также и поверхность 2, не затрагивая зубчатый венец и выдерживая размер (0,5±0,1) мм. При протачивании необходимо обеспечить параллельность указанных поверхностей относительно поверхности 1, прилегающей к фланцу коленчатого вала. Непараллельность не должна превышать 0,1 мм.
Торцевое биение маховика проверяется по крайним точкам поверхностей 2 и 3 после установки маховика на оправку и центровки его по посадочному отверстию. Оно не должно превышать 0,1 мм.
Если маховик имеет цвет побежалости на поверхности 3 под ведомый диск сцепления, необходимо проверить натяг обода на маховике. Обод не должен проворачиваться при крутящем моменте 590 Н×м (60 кг×см) и сдвигаться в осевом направлении при усилии 3,9 кН (400 кгс).
При небольшом износе торцов зубьев маховика достаточно зачистить торцы на шлифовальном станке. При выкрашивании зубьев и значительном их износе по длине зубчатый венец подлежит замене. Учитывая то, что у зубчатого венца торцы зубьев изнашиваются со стороны входа в зацепление шестерни стартера и боковые стороны зубьев на дуге 200…230 мм, при отсутствии нового венца можно использовать старый. Для этого спрессованный венец поворачивают на 180 вокруг вертикальной оси и на 90 вокруг оси вращения. Чтобы облегчить напреcсовку нового венца, рекомендуется нагреть его до температуры 180…220 С. Во избежание возникновения отпуска зубьев не следует превышать указанную температуру.
После замены зубчатого венца маховик необходимо статически отбалансировать путем высверливания лишнего металла со стороны крепления сцепления. Высверливаемые отверстия должны иметь глубину не более 15 мм, а дисбаланс маховика не должен превышать 35 г×см.
Если устанавливается новый маховик, на нем может быть только метка для установки первого поршня в ВМТ. В этом случае необходимо наносить на маховике метку для установки угла опережения зажигания согласно рекомендаций предприятия-изготовителя.
Рис. Метки для нового маховика:
i – наносимая метка для установки зажигания; u – заводская метка для установки первого поршня в ВМТ