Perché il bilanciamento in auto è meglio del bilanciamento in officina

Il consiglio standard per le vibrazioni dell'albero di trasmissione è "staccalo e portalo in un'officina di equilibratura". E funziona, a volte. Ma più spesso di quanto ci si aspetterebbe, l'albero torna dall'officina, lo si avvita e la vibrazione è ancora presente. O è peggiorata.

Il motivo è semplice. Una macchina equilibratrice fa ruotare l'albero sui suoi cuscinetti, solitamente blocchi a V o rulli. Il veicolo fa ruotare l'albero attraverso una flangia del ripartitore di coppia, un cuscinetto portante, una flangia di ingresso del differenziale e due o quattro giunti cardanici. Nessuna di queste cose esiste sul banco di lavoro dell'officina. Una flangia decentrata di 0,05 mm, un cuscinetto portante con una leggera eccentricità, un angolo di funzionamento del giunto cardanico che crea un'armonica 2x: tutti questi elementi contribuiscono alla vibrazione percepita. L'officina corregge solo l'albero isolatamente. L'equilibratura a bordo veicolo corregge l'intero sistema.

C'è anche un aspetto pratico: rimuovere un albero di trasmissione da un veicolo a trazione integrale con albero in due pezzi e cuscinetto portante richiede un'ora di lavoro. Reinstallarlo correttamente – segnare la fasatura, serrare i bulloni della flangia, allineare il cuscinetto portante – richiede un'altra ora. E se l'equilibratura è ancora sbagliata, bisogna rifare tutto da capo. L'equilibratura a bordo veicolo salta tutto questo. Si accendono i sensori, si eseguono tre misurazioni, si installano le correzioni, il gioco è fatto.

Prima di tutto, fai una diagnosi: si tratta effettivamente di uno squilibrio?

Prima di ricorrere a un peso di prova, è necessario verificare se lo squilibrio è la causa del problema. Le vibrazioni dell'albero motore possono avere diverse cause e l'equilibratura ne risolve solo una. Saltare la diagnosi è il modo più rapido per perdere un'ora e continuare ad avere vibrazioni.

Sensore sulla scatola del differenziale, tachimetro laser puntato sul segno riflettente. In questo modo il sistema legge le vibrazioni provenienti dal piano posteriore.

Cause comuni dello squilibrio dell'albero di trasmissione

Ammaccature nel tubo. Anche una piccola ammaccatura sposta il baricentro. Detriti stradali, sollevamenti poco attenti, alberi caduti durante la manutenzione: può succedere. Un'ammaccatura non significa necessariamente che l'albero sia piegato (controllare la scentratura), ma crea squilibrio.

Pesi di bilanciamento di fabbrica persi. Gli alberi di trasmissione OEM vengono forniti con piccoli pesi saldati. Nel corso degli anni, a causa di sale stradale, vibrazioni e urti, questi possono staccarsi. Se vedi un punto pulito dove prima c'era un peso, quella è la causa dello squilibrio.

Sostituzione del giunto cardanico o del cuscinetto portante. I nuovi componenti pesano leggermente di più degli originali. L'orientamento del giogo potrebbe cambiare durante il rimontaggio. Questa è la causa più comune di "vibrazioni dopo la riparazione": l'albero era bilanciato con il vecchio giunto e quello nuovo interrompe tale bilanciamento.

Fasatura del giogo errata. Su un albero in due pezzi, le orecchie del giogo a ciascuna estremità di una sezione devono trovarsi sullo stesso piano di rotazione. Se sono disassate di 90° (errore comune di rimontaggio), l'albero crea una forte vibrazione 2× che l'equilibratura non può correggere. Contrassegnare sempre la fasatura prima dello smontaggio.

Configurazione del sensore e preparazione del veicolo

Posizionamento del sensore

Gli alberi di trasmissione sono lunghi rotori supportati a entrambe le estremità (e talvolta anche al centro). L'equilibratura a due piani è la soluzione predefinita: corregge sia lo squilibrio statico che quello di coppia. Gli alberi di trasmissione corti e monoblocco di alcune auto compatte possono funzionare con l'equilibratura a un piano, ma quella a due piani è sempre più sicura.

Sensore 1 (piano anteriore): Montare sul cambio o sulla scatola di rinvio, il più vicino possibile alla forcella dell'albero di trasmissione anteriore. Pulire la superficie. Montaggio magnetico, direzione radiale (perpendicolare all'asse dell'albero). Assicurarsi che non oscilli: un sensore traballante fornisce letture rumorose.

Sensore 2 (piano posteriore): Montare sulla scatola del differenziale posteriore vicino alla zona della guarnizione del pignone. Stesse regole: superficie pulita, supporto magnetico rigido, direzione radiale.

Riferimento del tachimetro

Fissare una striscia di nastro riflettente al tubo o alla flangia dell'albero motore: questo sarà il riferimento a 0°. Posizionare il contagiri laser su un supporto magnetico in modo che il raggio colpisca il segno durante la rotazione. Verificare che il contagiri rilevi un segnale RPM pulito e stabile prima di avviare il motore: se lampeggia, riposizionare il nastro o il laser.

Primo piano: accelerometro sulla scatola del cambio (piano anteriore), tachimetro laser su supporto magnetico puntato verso il nastro riflettente sull'albero.

La procedura di bilanciamento a 2 piani

Attrezzatura: Balanset-1A Con due accelerometri, tachimetro laser, computer portatile. Pesi di prova: fascette stringitubo a vite senza fine del diametro corretto dell'albero. Bilance elettroniche.

Pesi di correzione: morsetti, saldatura e il trucco dei due morsetti

Esistono due modi per fissare la massa di correzione a un albero motore sul campo.

Fascette stringitubo a vite senza fine Sono il metodo più comune per i lavori sui veicoli. La testa della vite del morsetto funge da peso concentrato e si ruota il morsetto attorno all'albero per posizionare la vite all'angolazione calcolata. Veloce, regolabile e non richiede saldature. Il peso del morsetto varia in base alle dimensioni: pesatelo su una bilancia elettronica, non in base all'etichetta. La qualità è importante: utilizzate morsetti a vite senza fine in acciaio inossidabile, serrate correttamente e applicate un frenafiletti.

Saldatura è la soluzione professionale permanente. Salda piccole piastre o rondelle in acciaio al tubo dell'albero nelle posizioni calcolate. Più lavoro, ma nessun rischio di spostamento. Preferito per camion pesanti e veicoli commerciali.

Rapporto sul campo: SUV 4WD con vibrazioni persistenti dopo la sostituzione del giunto cardanico

Una Toyota Land Cruiser 200 è arrivata con un reclamo per vibrazioni: velocità compresa tra 80 e 120 km/h, peggiorate in accelerazione. L'officina aveva già sostituito entrambi i giunti cardanici dell'albero di trasmissione posteriore e aveva inviato l'albero a un centro di equilibratura. L'albero è tornato "nei limiti delle specifiche". Le vibrazioni erano ancora presenti.

Abbiamo installato il Balanset-1A sul sollevatore. Prima FFT: picco dominante 1× alla velocità dell'albero, fase pulita e stabile — squilibrio confermato, non allineamento o allentamento. Vibrazione di base: 6,8 mm/s al sensore del differenziale posteriore, 3,2 mm/s al sensore del ripartitore. Entrambi ben al di sopra della soglia di comfort.

Il problema era la flangia. L'officina di equilibratura aveva corretto l'albero nei blocchi a V della loro macchina. Ma una volta imbullonato alla flangia del differenziale (che aveva una eccentricità di 0,04 mm), lo squilibrio del sistema era diverso da quello del banco. La correzione dell'officina era accurata per la loro configurazione, ma non per il veicolo reale.

Correzione a due piani nel veicolo: 14 g sulla forcella anteriore (fascetta stringitubo), 9 g sulla flangia posteriore (seconda fascetta).

Il cliente aveva speso 350 euro per l'equilibratura in officina, più 200 euro di manodopera per rimuovere e reinstallare l'albero, due volte. L'equilibratura a bordo veicolo ha richiesto 55 minuti e ha risolto il problema in una sola passata. La vibrazione sul sensore posteriore è scesa da 6,8 a 0,4 mm/s. Il cliente non ha percepito alcuna vibrazione a velocità autostradale. Sei mesi dopo: nessun problema.

Gradi ISO 1940 e obiettivi di vibrazione

La norma ISO 1940-1 definisce i gradi di qualità dell'equilibratura come la velocità ammissibile del baricentro del rotore (mm/s). Per gli alberi di trasmissione:

In pratica, i numeri che contano per la soddisfazione del cliente sono la velocità di vibrazione sui supporti dei cuscinetti. Questi sono obiettivi pratici basati sull'esperienza sul campo:

Alberi multi-pezzo, risonanza e casi limite

Alberi multipezzo con cuscinetto portante

Molti veicoli a trazione integrale e camion a passo lungo utilizzano un albero di trasmissione in due o tre pezzi con un cuscinetto portante intermedio. Questo crea un sistema flessibile accoppiato. La correzione standard a due piani alle estremità dell'albero spesso funziona: l'accoppiamento tramite il cuscinetto portante trasmette l'effetto di correzione a entrambe le sezioni.

Se le vibrazioni residue sono ancora superiori al target dopo la correzione a due piani: trattare ogni sezione dell'albero singolarmente. Bilanciare la sezione anteriore con sensori sulla scatola di rinvio e sul cuscinetto portante. Quindi bilanciare la sezione posteriore con sensori sul cuscinetto portante e sul differenziale. Questo approccio sequenziale gestisce i casi in cui il giunto è troppo morbido per consentire un trasferimento pulito dei coefficienti di influenza.

Risonanza (velocità critica)

Ogni albero motore ha una velocità critica di flessione, ovvero il numero di giri al minuto in cui viene eccitata la frequenza naturale dell'albero. Se la velocità operativa si avvicina a questa velocità critica, le vibrazioni si amplificano indipendentemente dalla qualità dell'equilibratura e la fase diventa instabile. L'equilibratura non risolve il problema.

Prova: varia la velocità di 100-200 giri/min in su e in giù. Se le vibrazioni diminuiscono bruscamente con una piccola variazione di velocità, si tratta di risonanza. La soluzione è cambiare l'albero (più corto, più rigido o con un diametro del tubo diverso) o modificare l'intervallo di velocità di funzionamento, non aggiungere altro peso.

Vibrazione post-sostituzione dell'articolazione U

Questo è il motivo più comune per cui i clienti richiedono l'equilibratura dell'albero di trasmissione. Il nuovo giunto modifica la distribuzione delle masse e l'orientamento del giogo potrebbe spostarsi. Prima di procedere all'equilibratura, verificare la fasatura del giogo: se le orecchie del giogo di ingresso e di uscita non sono sullo stesso piano, si verificherà una vibrazione 2x che nessuna equilibratura potrà correggere. Contrassegnare le posizioni del giogo prima dello smontaggio. Se la fasatura è già errata, correggerla prima, quindi procedere all'equilibratura.

Specifiche Balanset-1A

Il kit include due accelerometri, un tachimetro laser con supporto magnetico, un modulo di interfaccia, un cavo USB, una bilancia elettronica, un nastro riflettente, una custodia per il trasporto e il software. Funziona su qualsiasi laptop con Windows.

Domande frequenti