- Назначение и принцип работы балансирных валов двигателя
- Для чего предназначены балансиры
- Принцип работы
- Типы привода
- На каких двигателях применяются балансирные валы
- Ремонт балансировочных валов
- Балансирный вал двигателя
- Что такое балансирные валы
- Принцип работы балансирных валов
- Привод балансирных валов
- Ремонт балансирных валов
- Как уменьшить вибрацию двигателя
- Причин из-за которых двигатель автомобиля сильно вибрирует может быть много:
- Назначение и принцип работы балансирных валов двигателя
- Для чего предназначены балансиры
- Термостат
- Принцип работы балансирных валов двигателя
- Головка блока цилиндров
- Типы привода
- Перечень модификаций ДВС
- На каких двигателях применяются балансирные валы
- Клапан EGR
- Ремонт балансировочных валов
- Технические характеристики G4JS 2,4 л/150 – 156 л. с.
- Эксплуатация балансировочных валов
- Жор масла
- Список моделей авто, в которых устанавливался
Назначение и принцип работы балансирных валов двигателя
При работе кривошипно-шатунного механизма в двигателе внутреннего сгорания возникают силы инерции. Эти силы подразделяются на уравновешенные и неуравновешенные, которые также называют силами инерции второго порядка. Они возникают от движения поршней и других деталей, а также зависят от веса силового агрегата. В результате дисбаланса появляются вибрация и шумы. Стандартных противовесов на щеках коленвала и наличия маховика бывает недостаточно, поэтому для дополнительной балансировки устанавливаются балансирные валы.
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.
Немалую роль в балансе работы ДВС играет и расположение цилиндров. Можно выделить три распространённые схемы:
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.
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
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.
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.
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.
Балансирный вал двигателя
Балансирный вал двигателя, он же уравновешивающий вал — это деталь не простой конструкции, функция которой заключается в снижении вибрации двигателя.
Что такое балансирные валы
ДВС — это устройство сложной конструкции, основанной на преобразовании одной энергии в другую. Чем сложнее устройство, в данном случае, чем больше цилиндров имеет двигатель, тем сильнее создаются вибрации и колебания отдельных деталей, и двигателя целиком.
Цилиндры в ДВС располагаются по-разному:
Во всех двигателях существуют два вида сил:
В связи с тем, что двигатели не могут работать без вибрации, конструкторами была придумана деталь, которая сводит к минимуму повышенные значения вибрации и колебания.
Балансирный вал представляет собой цилиндрический стержень с имеющимися на нем пазами. Уравновешивающий вал гасит силы инерции второго порядка. Силы второго порядка в двигателе внутреннего сгорания не уравновешиваются путем установки дополнительных грузов на щека коленчатого вала. К силам первого порядка относится масса кривошипа, радиус его движения, угловая скорость и угол поворота. К силам второго порядка в ДВС относятся лямбда, то есть отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.
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.
Привод балансирных валов
Привод для балансирных валов делают таким образом, чтобы передаваемое усилие коленвалом балансирным валам осуществлялось через зубчатый редуктор или ременной передачи, или комбинированного привода (зубчатый редуктор+ременная передача).
Ремонт балансирных валов
Во время работы ДВС, установленные балансирные валы испытываются большие нагрузки. Самая большая доля нагрузки приходится на дальние подшипники, в связи с чем, больший износ балансировочных валов происходит в местах соединения с подшипниками и самих подшипников. Если нагрузки на балансирующие валы превышает допустимую, то слышны шумы, ДВС вибрирует сильнее, из-за чего, также, рвется цепь привода балансиров.
Полная съемка работы на видео в автосервисе. Работа по удалению балансировочных валов D4CB, автомобиль Хендай Гранд Старекс.
Стоимость ремонта балансирных валов дороговато, в разных автосервисах по-разному. Поэтому, многие автоводители, чтобы не покупать новые или не ремонтировать, просто демонтируют эти балансировочные валы и ставят заглушки в отверстиях корпуса.
Если использовать балансировочные валы в двигателе, то это усложняет конструкцию и повышает стоимость ремонта, а также приводит к уменьшению мощности ДВС, примерно, на 15 л.с.
Если балансирные валы изношены, то, как правило, уменьшается мощность двигателя и увеличивается время разгона. Это связано с тем, что при износе валов для балансировке нарушаются фазы, фазы газораспределения смещаются в сторону позже.
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:
В этом видео рассмотрена одна из возможных причин вибрации
В этом видео показывается ликвидация вибрации за счет правильно выставленных меток, автомобиль Чери Тиго.
Назначение и принцип работы балансирных валов двигателя
При работе кривошипно-шатунного механизма в двигателе внутреннего сгорания возникают силы инерции. Эти силы подразделяются на уравновешенные и неуравновешенные, которые также называют силами инерции второго порядка. Они возникают от движения поршней и других деталей, а также зависят от веса силового агрегата. В результате дисбаланса появляются вибрация и шумы. Стандартных противовесов на щеках коленвала и наличия маховика бывает недостаточно, поэтому для дополнительной балансировки устанавливаются балансирные валы.
Для чего предназначены балансиры
В процессе работы ДВС кривошипно-шатунный механизм создает вибрации внутри блока цилиндров. В конструкцию стандартных коленчатых валов входят особенные элементы – противовесы. Их назначение – гасить инерционные силы, которые возникают в результате вращения коленвала.
Не во всех моторах этих деталей достаточно, чтобы минимизировать силы инерции, из-за которых быстрее выходят из строя подшипники и другие важные элементы силового агрегата. В качестве дополнительного элемента устанавливаются балансирные валы.
Как следует из названия детали, она предназначена для более эффективной балансировки в моторе. Они поглощают излишнюю инерцию и вибрацию. Особенно актуальными такие валы стали с момента появления более мощных моторов с объемом от двух литров.
В зависимости от модификации требуется свой балансирный вал. Для рядных, оппозитных и V-образных моторов используются разные модели валов. Хотя каждая разновидность двигателей имеет свои преимущества, ни одна не способна полностью устранять вибрации.
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.
Принцип работы балансирных валов двигателя
Балансировочные валы это цельные металлические стержни цилиндрической формы. Они устанавливаются по два с одной стороны коленчатого вала. Между собой они соединены при помощи шестерен. Когда вращается коленвал, валы тоже вращаются, только в противоположные стороны и с большей скоростью.
На уравновешенных валах имеются эксцентрики, а в приводных шестернях установлены пружины. Эти элементы предназначены для компенсации инерции, которая возникает в КШМ. Балансиры приводятся в движение коленчатым валом. Пара валов всегда вращается в противоположном направлении друг от друга.
Устанавливаются эти детали в картере ДВС для лучшей смазки. Вращаются они на подшипниках (игольчатые или скольжения). Благодаря работе этого механизма детали двигателя не так сильно изнашиваются из-за дополнительных нагрузок от вибрации.
Головка блока цилиндров
При пробеге более 300 000 км в головке блока цилиндров могут потребовать замены маслосъемные колпачки. Причина их замены известная – потеря эластичности и наступающее вслед за этим пропускание масла по клапанам в камеры сгорания. При этом двигатель начинает дымить серым дымом по утрам, появляется расход масла порядка 300 грамм на 1000 км.
Выбрать и купить головку блока цилиндров (ГБЦ) для двигателя Hyundai или для двигателя Kia, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Типы привода
Так как балансировочные валы предназначены для балансировки коленвала, то их работа должна быть синхронизирована с этой деталью агрегата. По этой причине они подсоединяются к приводу ГРМ.
Чтобы гасить вращательные колебания, приводная шестерня балансирных валов имеет пружины. Они позволяют немного проворачиваться приводу вокруг оси, обеспечивая плавное начало движения устройства.
Чаще всего используется общий приводной ремень или цепь, установленные на моторе. Намного реже встречаются приводы редукторного типа. Также бывают комбинированные модификации. В них валы приводятся в движение и зубчатым ремнем, и редуктором.
Перечень модификаций ДВС
Условно к модификациям силового привода GRJS можно отнести мотор G4JP, имеющий следующие конструктивные отличия и характеристики:
Модификация G4JP
Зато ГБЦ и все навесное оборудование полностью идентично и взаимозаменяемое, соответственно.
На каких двигателях применяются балансирные валы
Впервые балансировочные валы на двигатели начала устанавливать компания Mitsubishi. С 1976г. эта технология носит название Silent Shaft. Такой разработкой оснащаются в основном силовые агрегаты с рядным расположением цилиндров (4-цилиндровые модификации более подвержены возникновению инерционных сил).
Высокооборотные моторы с большой мощностью также нуждаются в таких элементах. Нередко их используют в дизельных ДВС.
Если раньше этой технологией пользовались японские производители, на данный момент нередко встречаются и европейские авто с системой бесшумных валов.
Клапан EGR
Клапан EGR на двигателе Hyundai 2.4 практически не доставляет беспокойств. При нарушении свободного хода этого клапана фиксируется ошибка Р0403. Этот клапан легко доступен для снятия и чистки. Некоторые владельцы по такому поводу сразу глушат его, то есть устанавливают заглушку по форме прокладки клапана. После этого также появляется ошибка. Чтобы она не появлялась, надо перепрошивать блок управления – программно «вырезать» EGR оттуда.
Выбрать и купить клапан EGR для двигателя Hyundai или для двигателя Kia, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Ремонт балансировочных валов
Как и любой другой сложный механизм, привод уравновешенных валов тоже может выйти из строя. Чаще всего это происходит в результате естественного износа подшипников и зубчатых деталей, так как они испытывают достаточно большие нагрузки.
Когда блок валов приходит в негодность, это сопровождается появлением вибраций и шумами. Иногда шестерня привода из-за поломки подшипника блокируется и обрывает ремень (или цепь). Если выявлена неисправность балансировочных валов, метод устранения один – замена испорченных элементов.
Механизм имеет сложную конструкцию, поэтому за его ремонт придется заплатить приличную сумму (работы должны проводиться исключительно в сервисном центре, даже если это просто замена устаревшей детали на новую). По этой причине, когда блок валов выходит из строя, его просто удаляют из мотора, а отверстия закрывают соответствующими заглушками.
Это, конечно, должна быть крайняя мера, так как отсутствие компенсаторов вибраций приводит к разбалансировке мотора. Как заверяют некоторые автомобилисты, которые воспользовались таким методом, вибрации без блока валов не настолько серьезные, чтобы соглашаться на дорогостоящий ремонт. Несмотря на это, силовой агрегат становится немного слабее (мощность может снизиться до 15 лошадиных сил).
Решаясь на демонтаж блока, автомобилист должен четко понимать, что существенное вмешательство в конструкцию мотора может сильно повлиять на его работоспособность. А это в последующем может привести к капитальному ремонту ДВС.
Технические характеристики G4JS 2,4 л/150 – 156 л. с.
Изначально в двигателе использована схема газораспределения DOHC 16V. Привод ременный, не обеспечивающий безопасность клапанов – в торцах поршней нет цековок, они гнут штоки клапанов при встрече с ними. Рядная схема двигателя обеспечивает компактные размеры и удобное обслуживание/ремонт.
Впускной коллектор G4JS
Производителем Kia-Hyundai за основу взята последняя модернизация мотора 4G64 для того, чтобы изначально увеличить мощность и обеспечить максимальный крутящий момент. Важной особенностью силового агрегата является наличие гидрокомпенсаторов, автоматически регулирующих тепловые зазоры клапанов без участия пользователя. Использовало руководство концерна Kia/Hyundai этот движок в своих автомобилях и транспортных средствах нескольких китайских производителей.
Соответствуют эксплуатационные технические характеристики G4JS следующим табличным значениям:
| Изготовитель | Hyundai |
| Марка ДВС | G4JS |
| Годы производства | 1987 – 2007 |
| Объем | 2351 см3 (2,4 л) |
| Мощность | 110 кВт (150 л. с.) |
| Момент крутящий | 153 Нм (на 4200 об/мин) |
| Вес | 185 кг |
| Степень сжатия | 10 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | DIS-2 |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | силумин |
| Выпускной коллектор | литой чугунный |
| Распредвал | литой |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Диаметр цилиндра | 86,5 мм |
| Поршни | алюминий литье |
| Коленвал | чугун литье |
| Ход поршня | 100 мм |
| Горючее | АИ-92 |
| Нормативы экологии | Евро-3 |
| Расход топлива | трасса – 7,6 л/100 км смешанный цикл 8,8 л/100 км город – 10,2 л/100 км |
| Расход масла | 0,6 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 5W30, 5W40, 0W30, 0W40 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | — |
| Масло для G4JS по составу | синтетика, полусинтетика |
| Объем масла моторного | 4,0 л |
| Температура рабочая | 95° |
| Ресурс ДВС | заявленный 250000 км реальный 400000 км |
| Регулировка клапанов | гидрокомпенсаторы |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 7 л |
| Помпа | GMB GWHY-11A |
| Свечи на G4JS | PGR5C-11, P16PR11 NGK |
| Зазор свечи | 1,1 мм |
| Ремень ГРМ | INA530042510, SNR KD473.09 |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Japan Parts 281133E000, Zekkert LF1842 |
| Масляный фильтр | Bosch 986452036, Filtron OP557, Nipparts J1317003 |
| Маховик | Luk 415015410, Jakoparts J2110502, Aisin FDY-004 |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | производитель Goetze |
| Компрессия | от 12 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 17 – 26 Нм маховик – 130 – 140 Нм болт сцепления – 19 – 30 Нм крышка подшипника – 90 – 110 Нм (коренной) и 20 Нм + 90° (шатунный) головка цилиндров – четыре стадии 20 Нм, 85 Нм + 90° + 90°
Эксплуатация балансировочных валовКак уже было сказано ранее, основная причина поломки балансирных валов – естественный износ. Но автомобилист может предпринять несколько шагов, которые позволят продлить ресурс данного механизма. 5 / 5 ( 1 голос ) Жор маслаПри больших пробегах 2,4-литровый двигатель может подъедать масло на угар. Замена маслосъемных колпачков – это первая ремонтная процедура, к которой прибегают владельцы. На практике же причина жора масла кроется в залегании маслосъемных колец. Кольца залегают из-за экономии на замене масла. Отдельно упомянем, что на 2,4-литровом двигателе для Kia, где он установлен продольно, масложор начинается из-за перегрева 3- и 4-го цилиндров. Там кольца закоксовываются довольно быстро, если не решена проблема с циркуляцией охлаждающей жидкости в блоке. Выбрать и купить блок цилиндров для двигателя Hyundai или для двигателя Kia, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей. Выбрать и купить двигатель для Hyundai Santa Fe или двигатель для Hyundai Sonata вы можете в нашем каталоге контрактных моторов. Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Hyundai или автомобилей Kia заказать с них автозапчасти. Список моделей авто, в которых устанавливалсяПозаимствовали мотор G4JS конструкторы у Mitsubishi для комплектации нескольких автомобилей Hyundai:
detector |
