Наш карданный вал на ГАЗ 53 прослужит долго.

GAZ21.SU — Общесоюзный клуб волговодов М-21


Устранение вибраций

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?

  1. Балансировка двигателя;
  2. Замена (при необходимости) подушек двигателя;
  3. Модернизация и тщательная настройка систем питания и зажигания;
  4. Замена промежуточной опоры карданного вала на современную;
  5. Балансировка карданного вала;
  6. Балансировка колёс.

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:

  1. балансировка коленвала и маховика;
  2. подгонка ШПГ по массе;
  3. уравнение объёмов камер сгорания.

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 ставится 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 нее 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. Если же вал новый, то для начала можно попробовать перевернуть на 180° взаимное положение передней и задней частей. Затем уже переставлять шлицы передней части по одной за раз, пока не получится удовлетворительный результат.

Впрочем, вначале следует поменять промежуточную опору вала, то есть крепление подвесного подшипника. Заодно стоит поменять и сам подшипник. В магазинах запчастей к автомобилям ГАЗ продаётся промежуточная опора для ГАЗ-31029, ГАЗель и прочих автомобилей этого завода, кроме грузовых. Стоит около 60 грн на конец 2009 года. Для установки её вместо штатной её надо лишь немного обрезать по бокам, чтобы вошла в тоннель, и просверлить или пробить в нём снизу две дырки для болтов. Сама опора легко ставится на вал при сохранении старого подшипника. Если же хочется поставить её вместе с новым подшипником, то потребуется найти распорное кольцо, так как новый подшипник тоньше, и зажать гайку хвостовика не выйдет. Единственное, что придётся сделать с валом — снять задний пыльник или же аккуратно отогнуть его назад так, чтобы он не задевал за опору. При разборке вала обязательно наметьте взаимные положения как частей вала друг относительно друга, так и хвостовика передней части относительно шлиц.

У подавляющего большинства владельцев М-21, которые произвели такую замену промопоры, вибрации пропали совершенно…

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.

Помимо вопроса устранения вибраций следует задуматься и о устранении их последствий и предупреждении неприятностей. Прежде всего рекомендуется регулярно подтягивать все болты и гайки, даже законтренные шплинтами или проволокой. Практика показывает, что туго затянутое соединение даже при наличии контрения через некоторое время может ослабнуть. К примеру, гайка хвостовика заднего моста или коробки передач, затянутая с большим усилием, впоследствии легко отворачивается пальцами после извлечения шплинта. Также это характерно для болтов крепления осей нижних рычагов передней подвески к балке. Кстати, такие соединения как стойки стабилизатора вообще не нуждаются в контрении, так как резиновые втулки не дают отвернуться гайкам лучше всяких шплинтов.

Рекомендуется везде, где только можно, использовать гайки с капроновыми вставками. Такие гайки сейчас есть даже с резьбой мелкого шага, хотя их найти труднее. Стоит использовать такие гайки для крепления коробки передач (по крайней мере, с правой стороны, т.к. слева мало места), генератора и т.п.

Регулярно (раз в месяц, одновременно со смазкой ходовой части) следует проверять затяжку следующих соединений:

  • карданные болты;
  • генератор (крепление к кронштейну и затяжку гаек самого кронштейна);
  • коробка передач;
  • карбюратор и воздушный фильтр.

С меньшей периодичностью (раз в несколько месяцев, но не реже, чем раз в 6-9 месяцев) следует следить за следующим:

  • привод трамблера;
  • хвостовики заднего моста и коробки передач;
  • крепление осей нижних рычагов;
  • гайки откосов на моторном щите;
  • гайки ступиц передних колес (проверяется покачиванием вывешеннго колеса в вертикальном направлении);
  • газовый коллектор, приёмная труба;
  • корзина сцепления (крепление к маховику и лапки);
  • крепление картера сцепления к блоку цилиндров (обратить внимание на отсутствие трещин в картере и целостность чугунных откосов, соединяющих нижнюю часть картера с блоком цилиндров).

Желательно усилить «проблемные» места до того как они причинят трудности. Так, кронштейн генератора стоит усилить, наварив на него дополнительные полоски металла (только при этом следует убедиться, что они не помешают установке кронштейна на двигатель и дадут нормально затянуть гайки). Больным местом Волг (а также УАЗов) является картер сцепления двигателя (в просторечии «колокол» или кожух сцепления), который склонен трескаться в правой части в случае сильных вибраций или отвернувшихся гаек коробки передач, а также при сильных ударах (например, попадании в глубокую яму, наезд на крупное препятствие, особенно с ударом об него передней балкой, прыжок с большой высоты). Вообще говоря, главная причина таких проблем — неграмотная конструктивная развесовка агрегата, подвешенного на передних опорах в районе 2-го цилиндра и задней за коробкой передач. Весь вес идет на перелом «колокола» вниз. По этому при прыжке с кочки на него идёт немалая нагрузка и возможно появление трещин. Впрочем, при сильном биении карданного вала случается то же самое. Чтобы предупредить это, стоит изготовить из листа стали толщиной 3 мм кронштейн-усилитель, по форме повторяющий нижний торец картера, просверлить в нём отверстия для болтов крепления поддона картера, установить кронштейн, закрепить его, а затем просверлить в нём и картере сквозные отверстия по месту, нарезать резьбу М8 и ввернуть дополнительно 4-6 болтов М8.

Игорь Калинин «Штирлиц» 2007.10.27 (редактировалось 2009.11.28 и 2012.08.25)

© GAZ21.SU 2007