Доброе утро господа офицеры тюнинга и автоспорта, весь личный состав, рвущийся в бой и просто те, кто волей случая попал в эту тему и пока не в материале.
Если предыдущая тема была навеяна японским В16В, то эта скорее оружием ВАЗмездия. Кто знает, с чего начиналась тема «Проблемы и решения 7000+» подтвердит, что один из первых вопросов который был там задан – как надо изменить массу балансиров при облегчении ШПГ. Этот вопрос будоражит умы большинства начинающих бойцов. Многие, вооружившись теоретической подготовкой в соседнем гараже или статьей в глянцевом журнале, не исключено что даже трудами замполита Сингуринди, бросились в бой по облегчению коленчатого вала и конечно проиграли его, принеся в жертву сам вал ради которого и затевалась битва.
Для тех кто не знаком с трудами Сингуринди приведу его выкладки из устава автоспортсмена ИЖ-412: (рис1, 2). Для новобранцев, кем мы все были, звучит убедительно, не так ли? Не все в этом уставе далеко от истины. Запомните фразы про изгибающие моменты, про создание опытных образцов с повышенной твердостью и о том, что других вредных последствий при экспериментах со срезанием балансиров обнаружено не было. Учитывая, когда выпускался Москвич 408, можно понять в каких годах писался этот труд.
В противовес приведу цитату генералов, стратегов, которые тоже воюют на нашей стороне, но не только не призывают облегчать балансиры, а очень болезненно относятся даже к сверлениям в них при такой нужной динамической балансировке.
Справочник по балансировке. Оглавление (Левит смотри приложения)




Во второй цитате опять про те же моменты и про то, что в современных двигателях их удается скомпенсировать на 40-50% а компенсируют эти нехорошие изгибающие моменты как раз балансиры коленчатого вала. Вернее чем сказали кандидаты технических наук и не скажешь – «Внутренние изгибающие моменты коленчатого вала зависят от несоответствия массы шатунных шеек, части массы шатунов и поршней, статически приведенных, к оси кривошипа, цельным или сборным балансиром коленчатого вала».
Для упрощения представим, что мы берем одну из секций колена рядной четверки и ставим на балансировочные ножи (это и есть статическая балансировка). Что должно произойти в идеально спроектированном коленчатом валу, вернее одной из его секции? Балансиры должны перевесить шатунную шейку, так как выше было сказано, что балансир уравновешивает кроме шатунной шейки и некую часть ШПГ. Отметим что это один из частных случаев, а их мы рассмотрим два.
Какая же это часть ШПГ? Дело в том, что это будет зависеть от целей, которые мы преследуем. Этот частный случай подразделяется на два. В первом цель конструктора создать вал который должен иметь хороший моторесурс а во втором колено должно с довольствием вращаться на больших оборотах принося в жертву небольшую часть того же моторесурса. Чтобы заставить вращается на высоких оборотах, коленчатый вал должен иметь массу балансира способную уравновесить массу шатунной шейки и нижней части шатуна, вкладыша и масла в каналах. В случае когда мы хотим получить приличный мотресурс то к этой массе нужно прибавить и половину массы поршня, пальца, поршневых колец и верхней части шатуна. В оригинале это звучало так –« Здесь противовесы у средней шейки снижают нагрузку на неё, а противовесы на краях устраняют дизбаланс от средних противовесов. Всё просто.
стандартный 2101-06. На котором коренные вкладыши больше 100т км нормально не живут. А вот колено 21213 (полнопротивовесное) после пробега в 300т км ставится в мотор обратно без перешлифовки шеек. Результат работы противовесов.
Вроде тему разжевали ранее...
Если необходимо иметь минимальные мехпотери и минимальную нагрузку на коленвал, то масса противовеса должна быть равна массе кривошипа плюс масса НГШ.
Если нужно иметь минимальную нагрузку на коренные вкладыши и бугеля блока, то надо добавить ещё половину массы ВГШ, пальца и поршня.
Если нужно что бы просто работало, ничего кроме простой балансировки делать не надо.
Если нужно рассчитать на определённый ресурс (экономим вес и материал), то выбрав материал вала (модуль упругости), максимальную нагрузку на вкладыши, рассчитываем достаточную массу противовеса по любой книге по рассчётам ДВС, коих полно в сети.»

Уважаемые коллеги с другого форума (Профессор РПД, Саян) после долгих теоретических объяснений в доказательство того что массу балансиров на ВАЗ коленчатом валу не только нельзя уменьшать а наоборот необходимо увеличить вдвое, предложили мне отпилить и кинуть на ножи часть колена. Так как меня лично интересовал коленвал 75.6, я обратился за помощью на разных форумах, предоставить подопытный экземпляр. Отдельное спасибо ( Spike) который любезно предоставил данный образец.
После недолгих манипуляций болгаркой я стал обладателем одной секции коленчатого вала 75.6мм. В ход пошли все подручные средства студентов, чтобы соорудить в общежитских условиях балансировочные ножи. Была так же заготовлена часть шатуна и некая масса пластелина, дабы выяснить для чего спроектирован коленвал 75.6.
Я с замиранием ставлю на импровизированные ножи секцию колена, ожидая, что мне придется снять ее для закрепления нижней части шатуна. Но балансиры упорно не хотят, перевешивать даже пустую шатунную шейку. Начинаю крепить, заготовленный совсем для других целей, пластелин на щеки коленчатого вала. Вал качнулся. Добавляя пластелиновые груза добиваюсь того чтобы балансир перевесил с явным превосходством. Это мне удается с пятой попытки, заменив один из пластелиновых грузов более увестистым. Для того чтобы убедится что балансировка достаточна чувствительна, добавляю пару гаек (М6) на сторону шатунной шейки. Как видно из фото секция охотно отреагировала на такое вмешательство. Опускаю все манипуляции по поводу придания допгрузам формы щеки, это видно из фото. Бегу в соседний магазин с просьбой взвесить новоиспеченный допгруз.
Масса пластелиново-металического допгруза 142гр. Недоумевая по поводу того, что конструктора ВАЗ не заботятся про долговечность коленчатого вала, пытаюсь их реабилитировать в своих глазах заботой о быстроходности. Но и тут осечка, колено никак не стремится занять положение, которое можно назвать – шатунная шейка уравновесила балансир. В ход идет пластелиновый балласт, правда без придания ему уже каких -то форм, щеки балансира, с одной лишь целью – засвидетельствовать тот факт, что массы балансира недостаточно. Для показания чувствительности этого тандема, на последних фото видно, прикрепил небольшой шарик из пластелина на щеку, что незамедлительно вывело систему из равновесия.
Магазин к этому времени закрылся и точную массу можно будет определить только утром, но в расчет ее принимать без приведения места приложения нельзя, да и думаю не нужно. Хотя если это кому, то необходимо могу взвесить. Лично мне, уже и так ясно, что массы балансира не хватает даже для самой легкой из задач – уравновесить шатунную шейку. О каком облегчении коленчатого вала может идти речь?
Если бойцам, которые с болгаркой наперевес или вооружившись фрезером, бросались в бой, нещадно пиля щеки балансиров неизвестно по каким законам физики и аэродинамики недостаточно формул то пример с пластилиновым шариком должен убедить, насколько мала масса, способная вывести систему из равновесия. Учитывая квадратичную зависимость от оборотов, теперь представляете, сколько усилий преодолевает коленчатый вал при вашем хирургическом вмешательстве. Смешно выглядят на этом фоне вывешивания до грамма ШПГ. Да есть один момент, который остался незамечаным. Из чего было сделано колено 412? Правильно из стали, кованой. А колено ВАЗ? Правильно из чугуна, и не самого качественного. Улавливаете к чему это я? Но не спешите покупать или заказывать стальное колено, оно тоже лопается только чуть позже, чем чугунное. Стоит правда на порядок дороже. Можно заставить колено ваз винтить 9000-11000 мин-1?
Как говорил Саян и Профессор РПД, для этого речь должна идти об увеличении массы балансиров вдвое! Конечно, это образно, да и с местом и способом крепления допгрузов есть свои моменты, но это отдельная тема.
С ув. Сайгон.

сайгон
а колено в целом как отбалансировано с завода?

В целом и отбалансировано. Вопрос как и для чего изготовлено. Ответ пока один- с экономией чугуна.
Извини пока фото креплю.
С ув. Сайгон.

вторая серия
С ув. Сайгон.

гм. я требую распила всех(ну хотя бы 71ого и еще парочки) коленвалов от АвтоВАЗа
единственное что не понятно - почиму 75,6 крутиться и держит момент... с такой балансировкой... в общем странно... и не понятно чем они руководстволвались когда создали *это*

Потому что коленвал в целом уравновешен противоположными горшками, чего все и добиваются при развешивании ШПГ в каждом.

Сайгон озадачился вопросом уравновешивания ШПГ в каждом цилиндре отдельно с помощью противовесов.

ДА с 66 и 71 думаю дела обстоят немного лучше. Ведь на вид балансиры такие же а точка приложения шатунной шейки относительно оси коленвала ближе к центру.
С ув. Сайгон.

МОжет я туплю, но в чем цель уравновешивать каждый цилиндр? Сделать опять москвич408?

Если каждый котел имеет недостаток массы балансира то объеденив все вместе получим не очень хорошую картину.
Может хотябы пилить и резать а вернее кастрировать колено перестанут.
С ув. Сайгон.

Рядная четверка может работать и без балансиров. Только это - плохо! Во всех смыслах. Какая масса должна быть я писал выше. Пока не отпилишь один котел как ты узнаешь достаточно массы балансиров или нет? Три других будут мешать. А так очень наглядно. Смысл в том что надо добавлять груза на колено(Для ГЫ-ГЫ на все щеки).
С ув. Сайгон.

Чтобы уменьшить изгибающие моменты на шейках коленвала от соседних котлов.
Теоретически это позволит крутить любое колено в любые обороты без опаски его сломать, пока не оборвет шатун

Либо убавлять веса ШПГ, например все из титана (шатун, поршень, палец)

Serg_x
т.е. ты хочеш сказать что он уравновешен в динамике а не в статике?

Это точно!
С ув. Сайгон.

Позвольте но титан тоже имеет вес и поболее чем пластилиновый шарик величиной с горошинку. Около 350гр а это значит что когда ты прицепишь нижнюю часть шатуна а это 2/3 его веса, то колен должно быть уравновешено балансиром. На практике мы видем что балансир не может даже шатунную шейку удовлетворить.
Титан не спасет. Только доп-груза!
С ув. Сайгон.

сайгон
я прекрасно понимаю суть твоего эксперимента, специально для ГЫ-ГЫ писать не обязательно

Предлагаю отправить письмо с результатами изысканий вот этим ребятам:
КВ Ferrari F1

Honda CB 400SF

RB26DETT

Yamaha YZF600S Thundercat

SUBARU 12200AA400/430

Коленвал для MITSUBISHI EVO 4B11T

EJ25 79mm Subaru


но один попался, с точки зрения статьи идеальный, и ленендарный впрочем Yamaha R1

В статике колено уравновешено само по себе, плюс в сборе с развешенной шпг оно также уравновешено, что и понятно.
А вот для того чтобы в каждом котле уравнять инерционные силы от движения ШПГ при его вращении, нужно чтобы масса балансиров равнялась массе ШПГ.
Распиленное колено сайгона в виде как на картинке представляет из себя коленвал одноцилиндрового двигателя (две коренные шейки, два балансира, и одна шатунная), и оно НЕ УРАВНОВЕШЕНО, как само по себе, так и в сборе с ШПГ. Балансировать отдельно колено для одного котла не представляет интереса, поскольку он ОДИН! А вот уравновесить его в сборе с ШПГ - вот в чем задача.

Не обязательно увеличивать вес. Можно увеличить радиус его расположения. Например наварить полтора килограмма плутония - он тяжелый, много объема не займет

Serg_x
не ну в теории ты конечно правильно говориш, но как могут эти балансиры вообще что-то уровнять если они одну шейку не уравнивают?
по моей логике - д.б. уровновешена пара балансир+шейка, а уравновесить 4ре таких пары поможет взаимное расположение шатунных шеек, опять же в динамеке равновесие должно достигаться расположением шеек относительно рабочего порядка двигателя...
или я в корне не прав?

Stamped

Не рассматривай пока ничего кроме колена в виде для 1-го цилиндрового двигателя, и ШПГ прикрученной на него. Представь что все это движется и попробуй понять что и каким образом нужно уравновесить.

если верить моему представлению о работе двс - то нужно полностью уравновесить шпг и компенсировать сдвиг шатунной шейки от коренной, а для борьбы с инерциональностью поршня на рабочем ходе у нас етсь маховик

Гы-Гы колено от Субару не по теме. А так ничего колекция парочку есть интересных.
Серж, если вешать груза то в идеале именно так как пластелин. В натуре это невозможно но стараться ближе к шатуну надо. Смысл в том что груз должен быть напротив шатуна.
По радиусу сколько там места до блока? Так для инф.
С ув. Сайгон.

Вес поршня как раз и непричем. Прочти все внимательно. (Левит)
С ув. Сайгон.

Мало. 78е колено разошлось с запасом в миллиметр

помоему создатели таза руководствовались как можно дешевле и проще, а не чтоб в 11 тыщ крутить, опять же по ресурсу коленвала в ПП проблем нет, а значит всё там нормально.
да и про недостаточный вес это по мне боян, уже писали тут на эту тему, я правда незнал что там даже шейка неуравновешена