Не так давно мой знакомый отдавал маховик для балансировки на специальную фирму. Результат заметен, что называется невооруженным глазом. Во всем диапазоне оборотов свелись к минимуму вибрации мотора.
Чем это полезно? Давайте процитируем немного с сайта этой фирмы, даже не смотря на то, что разговор у них идет о коленвалах:
По данным д-ра тех. наук проф. В. А. Щепетильникова «…надлежащая балансировка деталей автомобиля удлиняет срок службы на 25…100%, повышает полезную мощность на 10%». Несложно посчитать, что при частоте вращения n=6000 об./мин. коленчатый вал весом 20 кг, получив эксцентриситет массы всего е=0,1 мм (за счет прогиба вала, биения посадочного места под маховик, неправильной шлифовки, замены элементов, влияющих на дисбаланс (противовесы, поршни, шатуны, маховик, корзина сцепления) и т. д.), создаёт центробежную силу F=m??2 ?е?7729H. (788 кг).
Эта разрушительная сила распределяется на опоры и приводит:
• к повышенному расходу топлива;
• падению мощности;
• снижению ресурса работы двигателя и других агрегатов автомобиля;
• повышенной вибрации и шуму в салоне, что вызывает дискомфорт и усталость как водителя, так и пассажиров.
Проводя постоянный мониторинг среди наших клиентов, воспользовавшихся услугами по балансировке, констатируем факты:
• после балансировки коленчатого вала двигателя ЗМЗ-402 такое частое явление, как подтекание набивки заднего сальника, исчезает навсегда.
• мощность двигателя повышается на 10-15%.
• двигатель устойчиво работает на всех режимах и холостом ходу.
• снижается расход топлива на 5-10%.
• пропадает вибрация.
В наше время высоких скоростей каждый автомобилист отлично знает и понимает, насколько важна балансировка колес автомобиля, и что эта операция необходима практически после каждого посещения шиномонтажа. Но, к сожалению, далеко не каждый знает, что не менее важна балансировка коленчатого вала при капитальном ремонте двигателя внутреннего сгорания.
Понятно что в этом тексте есть рекламная составляющая, но спорить с ними на счет продления ресурса подшипников, их посадочных мест, сальников, самого картера в целом — с этим я спорить не берусь.
На фирмах такая операция — достаточно дорогое удовольствие. Особенно если учесть то, что для нормальной работы нам достаточно статической балансировки маховика, динамическая, как для отдельной детали, тут особо не требуется.
Чтобы хоть как-то понять для начала на сколько маховик уравновешен — его достаточно поставить на ребро на ровную поверхность и посмотреть не укатывается ли он в ту или иную сторону. Если просто укатывается безостановочно — можно подозревать, что поверхность не ровная, что она имеет наклон в тут сторону, в которую катится маховик. Если же проворачивая маховик и ставя его на разные стороны мы находим такое его положение, когда он не укатывается в сторону — тогда можем думать, что поверхность ровная, а моховик не отбалансирован. Тут важно, чтобы на боковой поверхности маховика небыло забоин, вмятин и прочего.
Следующий шаг — это вытачиваение специальной оси для маховика, которая будет установлена на ножи. В данном случае ось надо выточить с одной становки, и потом не ронять ее, не стучать ею ничего и т.д., поскольку от того, на сколько она ровная зависит результат.
Ножи в данном случае — это полосы металла, с очень ровной кромкой. Выставить их строго горизонтально будет наверное нелегко, но без этого схема не работоспособна.
При чем ножами тут может быть не обязательно полоса металла. Ими может быть и пара уголков, закрепленных над краем стола. Можно проверить на сколько ровно поставлены ножи, если положить на них ось без маховика: она не должна укатываться.
Маховик нужно иногда разворачивать, чтобы одну и ту же сторону маховика опирать попеременно то на один, то на второй нож, и тогда можно будет понять укатывается маховик по ножам из-за неотбалансированности, или же просто потому, что ножи закреплены не ровно или они наклоняются от веса маховика.
В общем, мне кажется, что такой способ требует неимоверной аккуратности, без которой не гарантируется результат.
Чтобы избежать мороки с ножами, можно попробовать соорудить для оси подставку с подшипниками, или на саму ось по краям одеть подшипники. Они должны быть с очень легким ходом, их вероятно придется промыть и смазать негустым маслом.
В процессе следует понемногу проворачивать маховик и смотреть какая его часть оказывается внизу. Если всегда одна и таже, а тем более, если маховик начинается раскачиваться как маятник, то тогда с очень большой вероятностью можем предположить, что нижняя часть остановившегося маховика и есть самая тяжелая. Тогда есть смысл попробовать налепливать пластилин на противоположную сторону и понаблюдать за поведением маховика при его следующих проворачиваниях.
Где взять пластилин? Отнять у детей. Я серьезно. Если у вас уже есть дети или младшие братья-сестры — отнимите у них пластилин. Он сейчас весь делается из черт-те чего. Лучше найдите толковую глину для игры детям, а пластилин в гараж или вовсе на выброс.
Есть способ балансировки маховика, заключающийся в том, что в маховик, вместо болта вставляется пробка, в которой выполнено конусное углубление. Этим углублением вся эта конструкция опирается на некую иглу. Опирается так, чтобы общий центр масс был чуть выше опоры.
При раскручивании маховика от руки на опоре, он какое-то время будет вращаться в силу гироскопическогомомента ( как любая детская юла), а потом завалится на более тяжелую сторону. Соответственно высверливая металл с этой стороны мы имеем шанс отбалансировать маховик.
Я бы советовал не торопиться высвериливать «мясо», а для начала налепливать пластилина на противоположную сторону. Если будет получаться сам процесс балансировки, тогда уже можно попробовать снимать пластилин и пытаться высверливать. При чем не так уж сложно взвесить пластилин и расчитать глубину высверливания.
Но проблематичность этого способа заключается в том, что надо бежать к токарю, и полученные детали слабоваты на износ, и очень скоро нам начнет мешать трение металла о метал.
Есть большие подозрения, что тут можно обойтись малой кровью, и вместо токарки поискать немного шариков: один большой, который можно было бы поставить в маховик, и три-пять маленьких. Так мы избегаем лишних затрат по токарке и уменьшаем влияние сил трения, сменяя его на силы трения но уже качения.
Стакан для опорных шариков (кстати, их все равно надо смазать маслом) не столь уж сложно подобрать, его тоже врядли понадобится специально точить. От диаметра и глубины углубления зависит свобода маховика по наклону в сторону.
От диаметра большого шарика зависит то, на сколько центр масс маховика будет выше (а он как раз обязан быть не на много, но все же выше) чем центр большого шарика. Следует так же обратить внимание на фаску конусного отверстия, в которую ставится шарик. Тут выгоднее было бы ставить шарик в конусную чать (тоесть маховик перевернуть), но тогда маховик будет стоять достаточно высоко и будет слишком валким.
Процесс балансировки по моим предположениям будет заключаться в прокручивани маховика и отлавливании той стороны, на которую он заваливается.
Маховик есть, маленькие шарики есть, стаканчик не вопрос, нет под рукой большого шарика, чтобы проверить работоспособность или нереальностьтакого способа.