Защо балансирането в автомобила е по-добро от балансирането в магазина

Стандартният съвет за вибрации на карданния вал е "свали го и го занеси в сервиз за балансиране". И понякога наистина работи. Но по-често, отколкото очаквате, валът се връща от сервиза, завинтвате го и вибрациите все още са там. Или се влошават.

Причината е проста. Балансираща машина завърта вала в собствените му лагери - обикновено V-образни блокове или ролки. Вашият автомобил завърта вала през фланец на разпределителната кутия, носещ лагер, входен фланец на диференциала и две или четири U-образни шарнири. Нито едно от тези неща не съществува на работната маса. Фланец, който е с 0,05 мм извън центъра, носещ лагер с леко биене, работен ъгъл на U-образния шарнир, който създава 2× хармоник - всички те допринасят за вибрациите, които усещате. В сервиза се коригира само валът изолирано. Балансирането в автомобила коригира цялата система.

Съществува и практически аргумент: свалянето на карданен вал от автомобил с 4x4 задвижване, който има двукомпонентен вал и лагер на носача, отнема един час труд. Правилното му монтиране – маркиране на фазите, затягане на болтовете на фланците, подравняване на носача – отнема още един час. И ако балансът все още е грешен, правите всичко отново. Балансирането в автомобила пропуска всичко това. Сензорите се монтират, три измервания, корекциите са инсталирани и всичко е готово.

Първо диагностицирайте: Дали всъщност е дисбаланс?

Преди да посегнете към пробна тежест, трябва да знаете дали проблемът е дисбалансът. Вибрациите на карданния вал имат няколко възможни причини, а балансирането отстранява само една от тях. Пропускането на диагностиката е най-бързият начин да загубите час и все още да имате вибрации.

Сензор на корпуса на диференциала, лазерен тахометър, насочен към отразяващата маркировка. Ето как системата отчита вибрациите от задната равнина.

Чести причини за дисбаланс на карданния вал

Вдлъбнатини в тръбата. Дори малка вдлъбнатина измества центъра на масата. Пътни отломки, небрежно повдигане с крик, изпуснати валове по време на работа - това се случва. Вдлъбнатината не означава непременно, че валът е огънат (проверете биенето), но създава дисбаланс.

Загубени фабрични балансиращи тежести. Оригиналните карданови валове се доставят с малки заварени тежести. След години на замърсяване с пътна сол, вибрации и удари, те могат да се отделят. Ако видите чисто място там, където е имало тежест, това е източникът на дисбаланса.

Смяна на карданен вал или лагер на носач. Новите части тежат малко по-различно от оригиналните. Ориентацията на вилка може да се промени по време на повторното сглобяване. Това е най-честата причина за "вибрации след ремонт" — валът е бил балансиран със старата връзка, а новата нарушава този баланс.

Неправилно фазиране на ярема. При двукомпонентния вал, ушите на вилката в двата края на секцията трябва да са в една и съща равнина на въртене. Ако са отместени на 90° (често срещана грешка при повторно сглобяване), валът създава силна 2× вибрация, която балансирането не може да коригира. Винаги маркирайте фазирането преди демонтиране.

Настройка на сензора и подготовка на превозното средство

Разположение на сензора

Задвижващите валове са дълги ротори, поддържани от двата края (а понякога и в средата). Двуплоскостното балансиране е по подразбиране — то коригира както статичния, така и двойния дисбаланс. Късите еднокомпонентни валове на някои компактни автомобили може да работят с едноплоскостно балансиране, но двуплоскостното балансиране винаги е по-безопасно.

Сензор 1 (предна равнина): Монтирайте върху корпуса на скоростната кутия или разпределителната кутия, възможно най-близо до предния вилка на карданния вал. Почистете повърхността. Магнитен монтаж, радиална посока (перпендикулярна на оста на вала). Уверете се, че не се клати — нестабилен сензор дава шумни показания.

Сензор 2 (задна равнина): Монтирайте върху корпуса на задния диференциал близо до зоната на уплътнението на зъбното колело. Същите правила: чиста повърхност, твърд магнитен монтаж, радиална посока.

Референтен номер на тахометъра

Прикрепете лента от светлоотразителна лента към тръбата или фланеца на карданния вал – това е вашата референтна маркировка 0°. Позиционирайте лазерния тахометър върху магнитна стойка, така че лъчът да достига маркировката по време на въртене. Преди да стартирате, проверете дали тахометърът улавя чист и стабилен сигнал за оборотите – ако трепти, препозиционирайте лентата или лазера.

В близък план: акселерометър на корпуса на скоростната кутия (предна равнина), лазерен тахометър на магнитна стойка, насочен към светлоотразителна лента на вала.

Процедурата за балансиране в 2 равнини

Оборудване: Balanset-1A с два акселерометъра, лазерен тахометър, лаптоп. Пробни тежести: червячни скоби за маркучи с правилния диаметър на вала. Електронни везни.

Корекционни тежести: скоби, заваряване и трикът с две скоби

Има два начина за закрепване на коригираща маса към карданен вал на полето.

Скоби за маркучи с червячна предавка са най-разпространеният метод за работа в превозно средство. Главата на скобата действа като концентрирана тежест и завъртате скобата около вала, за да позиционирате винта под изчисления ъгъл. Бързо, регулируемо и не е необходимо заваряване. Теглото на скобата варира в зависимост от размера — претеглете я на електронна везна, а не по етикет. Качеството е важно: използвайте скоби от неръждаема стомана с червячна предавка, затегнете правилно и нанесете осигурител за резба.

Заваряване е трайното професионално решение. Заварете малки стоманени плочи или шайби към тръбата на вала на изчислените позиции. Повече работа, но нулев риск от изместване. Предпочита се за тежкотоварни камиони и търговски превозни средства.

Доклад от терен: 4WD SUV с постоянна вибрация след смяна на U-образен кардан

Тойота Ленд Крузер 200 дойде с оплакване за вибрации — в диапазона на скоростта 80–120 км/ч, по-лоши при ускорение. Сервизът вече беше сменил и двата карданни шарнира на задния карданен вал и изпратил вала в сервиз за балансиране. Валът се оказа "в рамките на спецификацията". Вибрациите все още бяха налице.

Настроихме Balanset-1A на подемника. Първо FFT: доминиращ 1× пик при скоростта на вала, чист, стабилна фаза — потвърден дисбаланс, без подравняване или хлабина. Базови вибрации: 6,8 mm/s при задния диференциален сензор, 3,2 mm/s при сензора на разпределителната кутия. И двете са доста над прага на комфорт.

Проблемът беше във фланеца. Балансиращият цех коригира вала във V-образните блокове на машината си. Но когато беше закрепен с болтове към фланеца на диференциала (който имаше биене от 0,04 мм), дисбалансът на системата беше различен от този на стенда. Корекцията в цеха беше точна за тяхната настройка, но не и за реалното превозно средство.

Двуплоскостна корекция в превозното средство: 14 g на предната вилка (скоба за маркуч), 9 g на задния фланец (втора скоба).

Клиентът беше похарчил 350 евро за балансиране в сервиза плюс 200 евро за труд за демонтиране и повторно монтиране на вала — два пъти. Балансирането в автомобила отне 55 минути и проблемът беше отстранен наведнъж. Вибрацията на задния сензор спадна от 6,8 на 0,4 мм/сек. Клиентът не усети никакви вибрации при скорост на магистралата. Шест месеца по-късно: няма повторение.

ISO 1940 степени и цели за вибрации

ISO 1940-1 определя степените на качество на баланс като допустимата скорост на центъра на масата на ротора (mm/s). За карданни валове:

На практика, числата, които са от значение за удовлетвореността на клиентите, са скоростта на вибрациите при опорите на лагерите. Това са практически цели, базирани на полевия опит:

Многоделни валове, резонансни и ръбови корпуси

Многоделни валове с носещ лагер

Много превозни средства със задвижване на четирите колела и камиони с дълга база използват двукомпонентен или трикомпонентен карданен вал с междинен носещ лагер. Това създава свързана гъвкава система. Стандартната двуплоскостна корекция в краищата на вала често работи — свързването чрез носещия лагер предава корекционното влияние върху двете секции.

Ако остатъчните вибрации все още са над целевата стойност след корекция в 2 равнини: третирайте всяка секция на вала поотделно. Балансирайте предната секция със сензори на разпределителната кутия и носача. След това балансирайте задната секция със сензори на носача и диференциала. Този последователен подход обработва случаи, при които съединителят е твърде мек, за да може коефициентите на влияние да се прехвърлят чисто.

Резонанс (критична скорост)

Всеки карданен вал има критична скорост на огъване - оборотите в минута, при които се възбужда собствената честота на вала. Ако работната ви скорост е близо до тази критична скорост, вибрациите се усилват независимо от качеството на баланса и фазата става нестабилна. Балансирането няма да помогне.

Тест: променяйте скоростта със 100–200 об/мин нагоре и надолу. Ако вибрациите спаднат рязко с малка промяна на скоростта, това е резонанс. Решението е смяна на вала (по-къс, по-твърд или с различен диаметър на тръбата) или промяна на работния диапазон на скоростта — без добавяне на повече тегло.

Вибрации след смяна на U-образна става

Това е най-честата причина, поради която клиентите търсят балансиране на карданния вал. Новото съединение променя разпределението на масата и ориентацията на вилката може да се измести. Преди балансиране проверете фазирането на вилката - ако входните и изходните уши на вилката не са в една и съща равнина, ще имате 2× вибрация, която никакво балансиране не може да поправи. Маркирайте позициите на вилката преди демонтиране. Ако фазирането вече е грешно, първо го коригирайте, след което балансирайте.

Спецификации на Balanset-1A

Комплектът включва два акселерометъра, лазерен тахометър с магнитна стойка, интерфейсен модул, USB кабел, електронни везни, светлоотразителна лента, чанта за носене и софтуер. Работи на всеки лаптоп с Windows.

Често задавани въпроси