Вибрации в автомобиле вредны. Они не только действуют на нервы находящимся в салоне, но и вредно сказываются на автомобиле. В кузове появляются усталостные трещины, болты и гайки самопроизвольно откручиваются, приводя к непредсказуемым последствиям, что же касается двигателя, то он быстрее изнашивается, хуже раскручивается и не дотягивает до максимальных оборотов. Разбивается набивка коленвала, начинается течь масла. Если вы когда-то пользовались старой стиральной машинкой с центрифугой, то вам легче понять, что происходит. Вспомните: пока не уложишь бельё равномерно, она на максимальные обороты не выйдет, и будет крутиться медленно, но со страшной тряской и грохотом. Помимо всего прочего, это просто некрасиво выглядит, когда двигатель колбасит, как больного непонятно чем.
(Следует отметить, впрочем, что на холостом ходу волговские моторы в оригинале едва ли могут работать ровно даже совершенно исправные и отбалансированные, так как старые карбюраторы хуже готовят смесь, чем новые модели. А про случаи неработающей свечи или неотрегулированного карбюратора можно и не говорить: как ни балансируй такой двигатель, трясти его будет страшно. Впрочем, если двигатель исправен, то тряска проходит с увеличением оборотов).
На ГАЗе в своё время добивались того, что на работающий двигатель «Чайки» можно было ставить стакан с водой, и она не проливалась. Понятно, что правительственный автомобиль должен был работать идеально. Но вполне можно добиться такого и от вашего мотора.
Помимо мотора, вибрации могут давать неотбалансированные колёса, карданный вал и умирающие подушки двигателя.
Итак, что требуется для полного устранения вибраций в вашем автомобиле?
Рассмотрим подробнее эти пункты.
Балансировка двигателя предполагает взаимное уравновешивание частей двигателя для уменьшения вибраций при работе. Выполняется она во время капитального ремонта двигателя. Она включает в себя следующие действия:
Коленчатый вал балансируется после шлифовки. Существует два типа балансировки коленвала: статическая и динамическая. Вообще, динамическая балансировка на порядок точнее статической, так как учитывается толщина тела. При балансировке в статике балансируемое тело упрощённо представляется в виде тонкого диска, что ещё годится для маховика, но у коленвала уже слишком сложная форма, чтобы представлять его в виде диска. Станок для статической балансировки очень прост и выглядит как большая точилка для ножей из вращающихся стальных дисков, на которые кладётся вал. Стараются добиться того, чтобы из любого произвольного положения он не проворачивался под своим весом. Для этого помечают мелом более тяжёлые части и высверливают там несквозные отверстия. Однако это не лучший вариант. Скажем так, «полевой», или «колхозный», за неимением лучшего. По уму требуется динамическая балансировка как коленчатого вала, так и маховика. Станок для этого уже посложнее. Детали балансируются вначале отдельно (коленвал и маховик), потом баланс уточняется в сборе (коленвал с передней шестернёй, фланцем и шкивом, маховиком и корзиной сцепления, но без ведомого диска). Важно отметить взаимное положение корзины и маховика (набить острым предметом хорошо заметные метки на них обоих), чтобы при разборке не нарушить балансировку. Хотя при качественной балансировке это не должно сильно повлиять. Что касается коленвала с маховиком, они стыкуются лишь в единственном положении, так как один из четырёх болтов крепления маховика на заднем фланце коленвала смещён на 3.5 мм, поэтому про их взаимное положение можно не беспокоиться. Значения допустимого дисбаланса можно найти в литературе по ГАЗ-21, но балансировщик должен быть в курсе.
Балансировка ШПГ включает в себя работу с поршнями и шатунами. Вам потребуются электронные весы, электроточило (наждак) и масса времени и терпения. При измерении веса старайтесь ставить поршни и шатуны на весы очень нежно и в одном и том же месте и положении. Весы должны стоять на строго горизонтальной поверхности, и их нельзя сдвигать или перемещать за всё время подгонки масс.
С поршнями относительно легко: их надо просто подогнать по массе — добиться одинакового веса для всех. Во всяком случае, чтобы разница в массе была меньше точности весов — то есть меньше 1 грамма (при использовании хороших электронных весов). Выбирается самый лёгкий поршень из четырёх как эталон, его масса записывается и он откладывается в сторону. Три оставшихся стачиваются, пока не станут весить, как первый. Естественно, стачивать нужно не днище и не наружные стенки поршня, а специальные приливы под поршневым пальцем. Поршни без пальцев и колец весят 560±2 г (по другим данным 570).
Пальцы весят 140 г. Их нужно также проверить на совпадение масс. Если разница существенная, то лучше попробовать подобрать другие пальцы, потому что подгонять их по массе проблематично — надо высверливать изнутри, причём равномерно. Впрочем, пальцы из одного набора редко различаются по массе больше чем на 1 г.
С шатунами сложнее всего. Проблема в том, что они совершают сложные движения. В то время как ось верхней втулки движется прямолинейно, ось нижней втулки вращается вокруг шейки коленвала, а средняя часть совершает комбинированное движение. В связи с этим простая подгонка по массе недостаточна. Требуется при этом добиться одинакового положения центра масс у всех шатунов. Задача облегчается тем, что нижние крышки снимаются с шатуна, и их можно подогнать по массе отдельно (весят они около 300 г) таким же путём, как и поршни. А вот с оставшейся частью шатуна придётся мудрить. Для того чтобы при подгонке центр масс оказался в одном положении, шатуны при взвешивании нужно не ставить полностью на весы, а класть горизонтально, при этом нижняя часть опирается на чашку весов, а верхняя закрепляется (подвешивается) — лучше всего смастерить импровизированный штатив с торчащей шпилькой (гвоздём, спицей), на которую верхняя головка будет аккуратно надеваться (важно не повредить бронзовую втулку — обмотайте шпильку изолентой), а нижняя потом ставиться на весы. Этот штатив должен быть жёстко закреплён по отношению к весам. Просто класть верхнюю головку на подставку не стоит, так как трудно угадать положение. Именно надетая на фиксированную тонкую ось верхняя головка даст одно и то же положение. При этом шатуны одинаковой массы, будучи взвешены таким образом, дадут разные значения, если их масса распределена по-разному. Показания весов тут имеют значение лишь в разнице между шатунами.
Кстати, при подгонке по массе можно облегчить шатуны. Вообще шатуны без поршней, вкладышей и болтов весят 900 граммов. Однако нижняя крышка имеет толстый прилив внизу, сточив который, можно скинуть с неё граммов 30. Ещё граммов 20 можно снять с верхней части шатуна, облегчив таким образом его на полсотни грамм. Это немного улучшит мощность мотора.
Разница в массе между шатунами без нижних крышек по книге не должна превышать 4 г, и столько же между нижними крышками, и в сборе соответственно не более 8 г. Однако это очень много. Желательно добиться разницы менее 1 г.
Проведя такую подгонку по массе, соберите ШПГ и проверьте разницу масс в сборе — она не должна превышать 4 г (в сборе — шатуны с пальцами, поршнями и нижними крышками). Это должно получиться, если между отдельными компонентами, перечисленными в скобках, выведена разница менее 1 грамма.
Последняя операция по балансировке двигателя при его капиталке — это подгонка камер сгорания по объёму. Она нужна для того, чтобы вклад каждого цилиндра в работу мотора был одинаков. Выполняется она следующим образом. При установленных клапанах и свече берётся кусок оргстекла с двумя дырками, смазывается маслом, чтобы плотно прилегал к поверхности разъёма ГБЦ, накладывается на камеру сгорания. Одноразовым шприцом туда через одну дырку аккуратно заливается солярка. Вначале можно пользоваться 5-миллилитровым шприцом или большим, когда камера сгорания уже полна — берётся на 1 мл. На нём есть деления, так что можно посчитать до 0.1 мл. Когда солярка поднимается до верха, так что показывается из дырок, и под стеклом не видно пузырей воздуха, остаётся посчитать количество загнанных под него кубиков и записать. (Заодно клапана проверяются на герметичность и необходимость притирки). Записав и сопоставив значения, берётся шлифмашинка, и в тех камерах, которые меньше по объёму, снимается часть металла, сохраняя округлость. Необходимо добиться разницы в объёме менее 1 см3 (по книжке — до 2). Кстати, в известной книге Борисова имеется ошибка: там объём камеры сгорания указан на 20 см3 меньше, чем должно быть. Фактически у ГАЗ-21 со степенью сжатия 6.7 объём камеры сгорания каждого цилиндра составляет 94…98 см3, а там указано 74…78, что на самом деле соответствует ГАЗ-24 под 93 бензин (степень сжатия 8.2). Кстати, если вы ремонтируете мотор, то есть немалый смысл перевести его на 92 бензин (расход топлива при этом уменьшится, что с лихвой скомпенсирует разницу в цене за литр), уменьшив высоту головки до 94.4 мм. Надо вывести все камеры сгорания в 74 см3.
Отбалансировав мотор, перед его установкой обязательно замените подушки крепления на новые, предназначенные для ГАЗ-3110. Они мягче и шире. Очень часто мотор дёргается из-за порванных или чрезмерно жёстких подушек.
После сборки, запуска и первоначальной обкатки мотора приходит время заняться питанием и зажиганием — двумя важнейшими факторами стабильной работы исправного в остальном мотора. Настоятельно рекомендуется переоснастить ваш двигатель бесконтактным зажиганием. Искра при этом будет мощнее, значит смесь будет сгорать лучше и троения будет меньше. А карбюратор желательно установить современный двухкамерный. Они лучше готовят смесь, значит работа двигателя будет стабильнее, особенно на оборотах холостого хода.
Следующий фактор вибраций — карданный вал. При его снятии важно не расчленять его, чтобы не нарушить балансировку. Если на определённой скорости (как правило, от 60 до 90 км/ч) возникают сильные вибрации — стоит отдать его в балансировку. Хотя вибрации чаще всего возникают вследствие износа его крестовин или шлицев, так что возможно, лучше сперва заменить крестовины или вал в сборе.
И последнее — колёса. Конечно же, желательно пользоваться новыми радиальными бескамерными шинами. Штатные шины, особенно наварные, очень трудно отбалансировать. Обычно несбалансированные колёса дают о себе знать на скоростях выше 90 км/ч.
Игорь Калинин «Штирлиц» 2007.10.27
© GAZ21.Org.Ua 2007