Балансирные валы двигателя: назначение и принцип работы

Автомобилисты, которые немного понимают в устройстве автомобильного двигателя знают, что при работе кривошипно-шатунного механизма в ДВС возникаю инерционные силы. Данные силы могут быть как уравновешенными, так и неуравновешенными.

Для чего предназначены балансиры

Главной задачей балансировочных валов является поглощение лишней инерции и уменьшение вибрации. Это стало актуальным после появления более мощных двигателей с объемом от двух литров.

balansiryБлок балансирных валов с шестеренчатым приводом от коленчатого вала двигателя

Немалую роль в балансе работы ДВС играет и расположение цилиндров. Можно выделить три распространённые схемы:

  1. Расположение в ряд, когда цилиндры располагаются в одной плоскости.
  2. Оппозитная схема, когда оси цилиндров находятся в одной плоскости противоположно направлены друг другу.
  3. V-образное расположение цилиндров.

Расположение осей цилиндров напрямую влияет на балансировку двигателя. Рядная схема хорошо себя зарекомендовала в 4-х цилиндровых двигателях небольшого объема. Оппозитная схема дает самые лучшие показатели балансировки. V-образное расположение требует точно выверенных углов между цилиндрами, чтобы достичь оптимального баланса.

Как бы то ни было, идеального баланса не удается достичь ни в одной схеме, поэтому и устанавливают балансиры.

Термостат

Бензиновые двигатели объемом 2,4 литра на Hyundai и Kia имеют отличия в системе охлаждения. На двигателе для Kia продольного исполнения термостат находится возле помпы, т.е. в районе 1-го цилиндра. На двигателе для Hyundai поперечного расположения термостат находится сзади двигателя, возле 4-го цилиндра. Эти отличия не лучшим образом отразились на охлаждении блока цилиндров моторов, предназначенных для Kia. Из-за такой заводской переделки охлаждающая жидкость очень плохо циркулирует по блоку цилиндров. Из-за этого возникает перегрев 3- и 4-го цилиндров этого мотора на Kia Sorento. Причем перегрев наступает в холодное время года, когда температура на улице опускается ниже 0 градусов. Это происходит из-за того, что, естественно, охлаждающая жидкость остается довольно холодной в районе 1-го цилиндра. К тому же термостат недостаточно глубоко помещен в канал системы охлаждения, из-за чего горячий антифриз его практически не омывает. Поэтому термостат не открывается или открывается незначительно. При этом нижний патрубок радиатора охлаждения будет холодным, вентилятор будет почти все время вращаться на второй скорости, температура двигателя будет подниматься выше 95 градусов, производительность салонной «печки» слабая.

Эту проблему термостата на моторе 2.4 для Kia производитель признал и предложил менять термостат на улучшенный (Gamma 25500-2B000). Но на практике это решение вообще ничего не изменило.

Народные умельцы пришли к выводу, что термостат на Kia нужно глубже утопить в охлаждающую жидкость. Для этого стандартный улучшенный термостат устанавливают на штатное место через самодельную проставку. После этого проблема исчезает.

Также есть решение с установкой термостата на заднюю стенку ГБЦ, как в 2,4-литровом моторе поперечного расположения. Но этот подход требует покупки некоторых оригинальных деталей и творческой работы по подключению всех патрубков.

Модернизация

G4JS изначально оснащается тюнованным ВК. Это уже большой плюс, учитывая также двухвальную схему, которая идеально подходит для модернизации. В первую очередь рассмотрим, как проводится стандартный, атмосферный тюнинг этого агрегата.

  1. Каналы ВК шлифуются, длины их выравниваются.
  2. Заводской дроссель меняется на Эво, устанавливается холодный впуск.
  3. Устанавливаются поршни Визеко, шатуны Эгли, что повышает компрессию до 11-11,5.
  4. Убираются все балансировочные валы, ставятся более производительные готовые или самодельные шпильки из легированной стали.
  5. Устанавливается топливная рейка Галант с высокопроизводительными форсунками 450сс.
  6. Ставится высокопроизводительный топливный насос Валбро, качающий 255 литров бензина в час.
  7. Увеличивается размер выхлопа до 2,5 дюймов, коллектор выпуска меняется на типа «Паук».

Тюнинг двигателя
Тюнинг двигателя

Такие изменения приведут к повышению мощности двигателя до 220 л. с. Правда, надо будет ещё переустановить прогу ЭБУ.

Если такие показатели не устраивают, придётся оборудовать мотор классической турбиной или компрессором.

  1. Будет лучше использовать гбц от Лансер Эволюшн, а не подбирать отдельно комплекты для наддува. На этой головке уже всё предусмотрено, включая дорогостоящие узлы и механизмы. Есть турбина и интеркулер, впускной коллектор и вентилятор.
  2. Доработать надо будет подачу масла на турбину.
  3. Также надо заменить родные распредвалы на аналогичные с 272 фазами.
  4. Степень сжатия повышать не стоит, достаточно чтобы было 8,5 единиц. Под эти параметры и нужно подобрать поршни.
  5. Следует установить усиленную ШПГ. Лучше всего зарекомендовала себя кованая Эгли, так как обычные литые варианты с возросшими нагрузками вряд ли справятся.
  6. Придётся поставить более производительный топливный насос — тот же Валбро подойдёт.
  7. Понадобятся и форсунки от Лансер Эво.

Производительные форсунки COBB от Лансер Эво
Производительные форсунки COBB от Лансер Эво

Таким способом удастся повысить мощность агрегата до 300 лошадей. Однако это повлияет на ресурс мотора, который резко спустится. Плановое ТО надо будет проводить как можно чаще.

Принцип работы

Балансирные валы устанавливаются парами с каждой стороны коленвала и представляют собой сложные по конструкции цилиндрические стержни. Каждый балансирный вал имеет сложную геометрическую форму. Вращаются валы в противоположную сторону в два раза быстрее скорости движения коленвала, тем самым уравновешивая инертные силы второго порядка.

Устанавливаются валы в картере двигателя на подшипниках скольжения (либо игольчатых) и приводятся в движение при помощи привода от коленвала. Подшипники связаны с системой смазки двигателя. Именно они испытывают самую большую нагрузку в процессе работы валов. Это обуславливает их быстрый износ, который сопровождается шумом и вибрацией.

Типы привода

privod-balansirПривод балансировочных валов

Наиболее распространенным вариантом привода балансиров является цепной или зубчатый ремень. Также приводом может служить зубчатый редуктор или комбинированный вариант: зубчатый редуктор плюс ремень. Чтобы снизить колебания самих валов, в звездочке привода устанавливается пружинный гаситель.

Принцип работы балансирных валов

Балансирные валы устанавливаются парами, по разные стороны от коленвала с симметричным расположением. Насаживаются валы для балансировки на подшипники скольжения, которая обеспечивается смазкой мотора.

Коленчатый вал ДВС вращает балансирные валы. Один балансирный вал вращается в одну сторону, второй — в другую. Вращаются балансиры со скоростью, в два раза больше скорости вращения коленвала.

А знаете ли вы, что перенатяг дифференциала — это показатель динамики управления и проходимости по бездорожью.

Неисправности и ремонт

Как и все силовые агрегаты, 4G64 имеет ряд недоработок, которые проявляются на всей линейки выпуска. Рассмотрим, основные из них:

Головка 4G64
ГБЦ 4G64.

  1. Балансировочные валы. Недостаточная смазка может привести к заклиниванию валов, а соответственно оборвёт ремень ГРМ. Да здравствует ремонт головки. Рекомендуется заливать только качественное моторное масло и вовремя проводить техническое обслуживание.
  2. Вибрация мотора. Это значит, что износилась подушка мотора.
  3. Плавает холостой. В этом случае проблема может возникнуть в одном из узлов: форсунки, датчик температуры, грязная дроссельная заслонка и регулятор холостого хода.

На каких двигателях применяются балансирные валы

Первой балансирные валы применила японская компания Mitsubishi в 1976 году. Новинка получила название «Silent Shaft», что в переводе означает «бесшумный вал».

Главным образом они устанавливаются на четырехцилиндровых двигателях с объемом больше двух литров и с рядным расположением цилиндров, так как именно эта схема наиболее подвержена вибрациям и шумам.

Также балансирные валы часто применяются на мощных дизельных моторах. Сейчас их можно встретить не только на японских моделях, но и на европейских и американских.

Перечень модификаций ДВС

Условно к модификациям силового привода GRJS можно отнести мотор G4JP, имеющий следующие конструктивные отличия и характеристики:

  • объемы камер сгорания снижены до 2 л;
  • ход поршня 75 мм вместо 100 мм;
  • диаметр цилиндра 84 мм вместо 86,5 мм;
  • крутящий момент 176 Нм вместо 192 Нм;
  • мощность 131 л. с. вместо 150 л. с.


Модификация G4JP

Зато ГБЦ и все навесное оборудование полностью идентично и взаимозаменяемое, соответственно.

Ремонт балансировочных валов

Нагрузки на балансирные валы сопровождаются износом подшипников и других деталей привода. Ремонт обходится дорого, что обусловлено его сложностью. Поэтому некоторые автовладельцы вместо замены или дорогого ремонта предпочитают просто демонтировать блок валов. При этом крепления и отверстия закрываются заглушками.

Отсутствие балансиров повышает уровень вибрации и шума, нарушается балансировка двигателя. Однако, многие автолюбители заверяют, что вибрации при этом остаются незначительные и их успешно компенсируют подушки двигателя. Также работа валов забирает часть мощности самого двигателя. Снижение может достигать до 15 л.с.

При этом всем следует понимать, что демонтаж блока балансирных валов является существенным изменением конструкции двигателя и никто не сможет спрогнозировать как это отразится на работе мотора и его ресурсе в дальнейшем. Решаясь на данную процедуру, владелец автомобиля полностью берет на себя всю ответственность и риски за его исправность и срок службы. Наилучшим вариантом будет замена неисправной детали на новую в специализированном центре.

Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми интересными новостями и полезными статьями про автомобили.

Название поля*

Email*

Очень плохоПлохоХорошоОчень хорошоОтлично (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
loading.gif Загрузка…

Как уменьшить вибрацию двигателя

Для уменьшения «пляски» и тряски двигателя необходимо настроить все узлы устройства на оптимальные режимы работы. Чтобы ДВС не вибрировал, сначала надой найти причины. Причиной вибрации может быть банальное ослабление крепежа ДВС.

Причин из-за которых двигатель автомобиля сильно вибрирует может быть много:

  1. подсос воздуха;
  2. неправильное поступление топлива;
  3. сбито зажигание;
  4. ослаблено крепление мотора;
  5. низкая компрессия;
  6. троение двигателя.

В этом видео рассмотрена одна из возможных причин вибрации

В этом видео показывается ликвидация вибрации за счет правильно выставленных меток, автомобиль Чери Тиго.

Автор публикации

15
Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Оставьте комментарий