Большинство автомобилистов нервно вздрагивают при слове «дисбаланс». Этим термином называют наличие неуравновешенных вращающихся деталей в автомобиле. Часто разбалансировка деталей вызывает заметную вибрацию и увеличивает расходы на техническое обслуживание.
Что собой представляет дисбаланс
Дисбаланс – это положение механизма, при котором отмечается несовпадение центра массы и оси вращения. Причинами этого становятся остаточный прогиб, ошибки при изготовлении или материал различной плотности. Дисбаланс ротора вычисляется умножением его массы на величину эксцентриситета R: D=M*R. Из-за дисбаланса в машине начинается довольно сильная вибрация. Чаще всего она бывает вызвана объёмными деталями, имеющими большую угловую скорость. К таковым относятся колёса, коленвалы, карданные валы, гидротрансформаторы АКПП. Устранить дисбаланс вполне возможно. Специалисты делают это и на тех транспортных средствах, которые вибрируют очень сильно.
Как выполняется балансировка
Процесс балансировки состоит в том, что создаётся дисбаланс, который присоединяется к ротору дисбаланса, имеющему такую же величину, как у модуля со знаком, противоположным первичному дисбалансу.
Каким бы ни был способ балансировки, необходимо расположить ротор таким образом, чтобы точка подвеса совпала при функционировании с осью вращения.
Когда ротор намного короче, чем диаметр, рекомендуется в процессе балансировки подвешивать ротор за точку, располагаемую на оси вращения. Точку разбалансировки и её величину определяют по отклонению от горизонтали.
Лучше и проще всего выполнять балансировку, располагая ротор в подшипниках с небольшим сопротивлением вращению. То есть его устанавливают на два горизонтальных ножа либо на две горизонтальные параллельные плоскости. Ротор раскачивают, после чего ждут, пока он самостоятельно остановится. В конце концов он останавливается так, что его самая тяжёлая часть оказывается снизу. Специалист отмечает эту часть и напротив неё устанавливает корректирующий груз.
Наиболее проблемным случаем считается моментная разбалансировка. Когда она происходит, появляются силы, которые следует приводить к показателям F1, F2 и F3. Они совпадают по модулю, но направление у них противоположное. Прикладываясь в различных плоскостях, они по-своему влияют на поведение ротора. Когда вращается ротор, возникает крутящий момент, который старается развернуть ось вращения. После такого одновременного вращения отмечается вибрация, и её необходимо устранить. При моментной разбалансировке требуется динамическая балансировка. Процесс её проведения заключается в том, что мастер определяет несколько «тяжёлых» мест и создаёт необходимые корректирующие дисбалансы. Это невозможно без наличия специального оборудования.
Дисбаланс деталей крайне негативно сказывается на состоянии автомобиля в целом. Кроме того что вибрация доставляет существенный дискомфорт всем сидящим в машине, она приводит к различным последствиям:
- скорость износа узлов и агрегатов увеличивает в несколько раз;
- усталость водителя наступает намного быстрее;
- снижается безопасность автомобиля.
Наиболее опасной и неприятной бывает неуравновешенность передних колёс. В этом случае водитель рискует потерять управление машиной.
Важность балансировки карданных валов
Не все водители понимают, что карданные валы тоже требуют балансировки. И как раз с ними в случае дисбаланса всё бывает очень серьёзно. Среди основных причин необходимости процедуры балансировки можно назвать следующие:
-
• ухудшение качества механизмов и различных запчастей;
• несоблюдение технологии ремонта;
• дефект одной из частей кардана, образовавшийся при её изготовлении;
• различные повреждения, возникшие в результате ударов, столкновения, попаданий в яму и т. д.;
• износ карданной передачи;
• некачественный ремонт, которому подвергался механизм;
• несоблюдение технологических зазоров при сборке кардана.
Иногда в балансировке нуждается совершенно новый кардан, так как на заводе не всегда качественно проводят эту процедуру.
Основной признак, по которому можно понять, что произошла разбалансировка карданного вала, – появление заметной вибрации. Она возрастает вместе со скоростью автомобиля. Из-за вибрации гораздо быстрее выходят из строя коробка передач, подшипники и соединения. Кроме того, она губительно действует на здоровье пассажиров и водителя.
О проблемах с карданным валом свидетельствует и сильный стук в кардане в тот момент, когда водитель переключает движение автомобиля на другую передачу. О сбое в работе карданного вала также говорит его нагревание до температуры выше 100 градусов. Это случается из-за того, что втулки, шипы, игольчатые подшипники, крестовины карданного вала сильно изнашиваются, сбивается центровка кардана, а игольчатые подшипники принимают на себя серьёзную ударную осевую нагрузку.
Справиться с проблемой можно только при профессиональной балансировке кардана. Этот процесс делится на несколько этапов:
- Демонтаж карданного вала.
- Установка кардана на специальный стенд, который предназначается для выполнения динамической балансировки. Устройство включает в себя несколько датчиков и контрольных поверхностей. Если дисбаланс имеется, то вал во время вращения будет задевать эти элементы.
- Анализ искривлений и нарушений геометрии. Результаты показываются на мониторе компьютера.
- Выполнение восстановительных работ.
Дисбаланс кардана можно устранить следующим способом. На поверхность карданного вала приваривают специальные детали – пластины-балансиры. Куда их устанавливать и какой должна быть их масса, определяют при помощи компьютера.
У карданных валов отмечаются определённые особенности балансировки. Если роторы электродвигателей, турбины, шпиндели, коленчатые валы в процессе выполнения динамической балансировки в качестве базы имеют опорные шейки, то у карданных валов базой служат фланцы. В процессе сборки появляются зазоры, которые невозможно устранить и которые приводят к разбалансировке. Если при балансировке не получается добиться необходимого минимума, то механизм бракуется. Насколько точно будет проведена балансировка, зависит от факторов, как:
- Имеющийся зазор в соединении посадочного пояска фланца карданного вала и внутреннего отверстия фланца зажима левой и правой опорных бабок.
- Радиальное и торцовое биение базовых поверхностей фланца.
Определённые виды дисбаланса устранить в принципе невозможно. Повышенное трение в шарнирах карданного вала способствует росту взаимного влияния плоскостей коррекции. В таком случае добиться необходимой производительности и точности балансировки не получится.
