Differentiel støj og Vibration: sådan diagnosticeres problemet
hvorfor fejler forskelle* så ofte?
* Bemærk, at på grund af de grundlæggende forskelle mellem forskelle i bageste aksler og differentialer, der er indarbejdet i VK-transmissioner, denne artikel vil fokusere på forskelle, der anvendes i bagakslerne på RWD biler. Bemærk dog, at mange af problemerne og deres løsninger, der gælder for R .d-aksler, også gælder for forskelle, der anvendes i forakslerne på 4 .d-køretøjer.
i modsætning til hvad man tror, fejler forskelle ikke ofte., Forudsat at korrekt smøring til enhver tid er tilgængelig, og at differencen er indstillet korrekt og korrekt, overgår de fleste differentialer de køretøjer, de er monteret på.
Det har imidlertid været denne forfatters oplevelse, at i mangel af tidligere reparationsarbejde, der er blevet udført på en mislykket Differentiel, er de fleste, hvis ikke alle almindelige differentielle problemer direkte relateret til uklare monteringsprocedurer under den første samling på fabrikken., Overvej dette: velrenommerede kilder hævder, at amerikanske producenter producerer omkring 12 millioner differentialer beregnet til brug på 4 .d-og A .d-køretøjer hvert år. Dette svarer til 32 876 enheder om dagen, 1 370 enheder i timen, eller mere til det punkt, 22,83 enheder i minuttet. Bemærk, at disse tal udelukker forskelle produceret til brug på passager-eller højdrevne muskelbiler.,ovennævnte statistikker kan virke irrelevante, men pointen med det er dette; det er simpelthen umuligt at oprette hver eneste af mange millioner forskelle korrekt hele tiden-selv med de meget raffinerede masseproduktionsmetoder og streng kvalitetssikring/kontrolkontrol, som producenterne er stolte af. Der er således en meget god chance for, at en betydelig procentdel af køretøjer sælges og eksporteres til internationale markeder med forskelle, der er bygget til at mislykkes: den berygtede “Chevy Shake*” er et godt eksempel.,
* udtrykket “Chevy Shake” henviser til alvorlige vibrationer på mange Chevrolet-lastbiler og SUV ‘ er, der kun kan helbredes ved at erstatte differencen med en korrekt konfigureret udskiftning.
mens nogle læsere måske finder ovenstående noget interessant, er det faktum, at det hele vedrører både hvordan og hvorfor forskelle fejler på relativt nye og/eller lav kilometertal køretøjer, hvilket rejser dette spørgsmål-
hvordan fejler forskelle nøjagtigt?,
Mens pludselige, katastrofale gear fejl er yderst sjældne på standard applikationer, der er ikke misbrugt, de fleste differentieret fejl inddrage klynker, slibning, eller rumbling lyde enten ved acceleration, når forskellen er indlæst, lignende lyde, når bilen er i friløb eller i alvorlige tilfælde, en rumlen eller brummende lyd, når køretøjet styres rundt i sving og hjørner.
Vi har alle hørt slidte eller beskadigede forskelle udsende disse lyde, men det er ikke altid klart, hvad der forårsager vibrationer, der ser ud til at stamme fra bagakslen., I nogle tilfælde korrelerer vibrationerne med mekaniske lyde ved enten eller både acceleration og deceleration, men erfarne teknikere er enige om, at standardmidlerne i mange tilfælde ikke helbreder de vedvarende vibrationer. Til gavn For dem, der er nye til bil reparation handel, “standard retsmidler” omfatter indregulering eller udskiftning af den bagerste hjul/dæk, genopbygge, genskabe balance eller udskiftning af drivakslen, og udskiftning bøjle buske og andre suspension bøsninger/komponenter, der undertiden omfatter støddæmpere og bladfjedre.,
ovenstående punkter dækker meget af jorden, og selv om det ikke altid er let at skelne mellem årsag og virkning, når det kommer til at diagnosticere differentierede spørgsmål, du kan fjerne en masse gætterier fra den ligning, hvis du kender og forstår nogle af de grundlæggende vilkår, der vedrører differentieret reparation., Nedenfor er nogle-
Begreber og ord, som du har brug for at forstå
Billede kilde: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
billedet ovenfor viser en typisk differentieret ring gear med nogle vigtige etiketter tilføjet. Mens “hæl ” og” tå ” stort set er selvforklarende, er de to andre udtryk (med mere følgende) muligvis ikke klare, hvis du ikke har haft meget eksponering for differentiel reparation/genopbygning., Lad os starte med-
drevsiden
Dette refererer til ansigtet (eller siden) af tandhjulene, der er i kontakt med tænderne på tandhjulet, når differencen indlæses ved acceleration, eller under krydstogtsforhold, når konstant effektindgang er påkrævet for at opretholde køretøjernes momentum. Under disse forhold er tandhjulet drivhjulet, og ringhjulet er det drevne gear.,
Kystside
Dette henviser til siden (eller ansigtet) af ringgeartænderne, der er i kontakt med tandhjulet, når motoreffekten fjernes fra differencen, f.eks. når køretøjet kører. Under disse forhold bliver ringgearet drivgearet, og tandhjulet bliver det drevne gear, fordi differencen under ristningsforhold belastes ved hjulets rotation i stedet for af motoren via drivakslen.,
Tandhjulsolie gear
I en tandhjulsolie gear tog som pinion og ring gear set i en differentieret, de redskaber, der er sat op på en sådan måde, at deres midterlinjer ikke skærer hinanden i rette vinkler. Dette arrangement gør det muligt at have to tænder på tandhjulet og to tænder på ring gear i kontakt med hinanden, i modsætning til straight-cut redskaber hvor kun en enkelt tand på hver gear kan være i kontakt med hinanden.
tilbageslag
Dette refererer til den mængde rotation, der kan forekomme på et gear i et sæt, uden at det andet gear i sættet drejes., Denne afstand er applikationsspecifik * og er kritisk vigtig på alle forskelle, fordi utilstrækkelig tilbageslag får gearene til at binde, mens overdreven tilbageslag forårsager overdreven mekanisk slid. Bemærk, at både utilstrækkelig og overdreven tilbageslag kan forårsage forskellige mekaniske lyde.
*Bemærk, at denne afstand bedst måles med en drejemåler, der er indstillet vinkelret på en tandringe.
Bemærk: differentiel tilbageslag er noget analog med ventilafstand., Mens der er en betydelig afstand mellem en cam lap og en cam follower eller ventilafstand, de forskellige modstande og frem-og tilbagegående masserne i en ventil tog forhindre cam tilhængere og cam lapper fra, brager ind i hinanden for at skabe den typiske trykke støj, vi alle elsker at hade.,selvom differentialer ikke involverer frem-og tilbagegående masser, opretholder de indbyggede modstande i en korrekt oprettet differentiel en situation, hvor en tand på tandhjulet kommer i kontakt med en tand på ringhjulet i det nøjagtige øjeblik, at en tand på tandhjulet mister kontakt med en tand på ringhjulet. Dette eliminerer mekanisk støj, samtidig med at geartænderne holdes i kontakt med hinanden over det størst mulige kontaktområde, hvis differencen er indstillet korrekt.,
Hvis tilbageslaget imidlertid er for stort, er der et kort øjeblik, hvor to tandhjul mister kontakten med hinanden, før der etableres kontakt mellem de næste to tandhjul. Resultatet er, at geartænder smækker ind i hinanden på enten drevet eller kystsiderne af ringgeartænderne (afhængigt af driftsbetingelserne), hvilket er det, der skaber de klynkende lyde i forskelle, som vi alle elsker at hader.,
bærende forbelastning
Dette henviser til de belastninger, der skal påføres lejerne for at forhindre, at roterende komponenter, der understøttes af disse lejer, bevæger sig i andre akser end deres rotationsakser. Således, hvis alle forsynet med pre-masser i en differential er korrekte, alle roterende komponenter i ulige, vil en), kun rotere omkring deres akserne i rotation og b), vil være i stand til at bane deres akserne i rotation eller bevæge sig i længderetningen, radial, eller tværgående akser i forhold til deres fly rotation.,
Total Drejeforspænding (TTP)
denne værdi er også applikationsspecifik og henviser til den mængde kraft (drejningsmoment), der kræves for at rotere tandhjulet via tandhjulsmøtrikken med en afbøjningsbjælke eller digital momentnøgle. Denne måling har enorm diagnostisk værdi, men for at være pålidelig skal TTP-værdier opnås med drivaksel, hjul og bremser fjernet fra differencen. Mens TTP værdier på omkring 1,7 Nm til omkring 2.,8 Nm er typiske for de fleste SUV ‘ er og 4 .d-køretøjer, den opnåede værdi på enhver forskel skal sammenlignes med pålidelige serviceinformation for den specifikke applikation, hvis fejldiagnoser skal undgås.
som en praktisk sag etableres TTP for en differential ved en kombination af lejebelastninger og tilbageslag, hvor tilbageslag er en funktion af, hvor godt (eller på anden måde) gearet er oprettet., Derfor er n TTP-værdi, der overstiger en specificeret værdi, tegn på for store lejeforbelastninger og/eller utilstrækkelig tilbageslag, mens en TTP-værdi, der er lavere end specificeret, er tegn på utilstrækkelige lejeforbelastninger og/eller overdreven tilbageslag.
alle ovenstående udtryk og deres definitioner bærer direkte på, hvordan man diagnosticerer differentielle problemer, samt hvordan man opretter en differentiel under reparations – / monteringsprocedurer., Men et meget vigtigt løb, “gear kontakt mønster” ikke er blevet diskuteret, så lad os se på, hvordan du kan bruge dette udtryk i-
differential-Diagnosticere problemer
billedet ovenfor viser en næsten perfekt kontakt mønster*. I dette eksempel strækker de områder på tandhjulene, hvor den gule markeringsmaling er slidt af, sig over både den fulde længde og den samlede dybde af ringgeartænderne, hvilket er den ønskede tilstand**.,
* Kontaktmønstre opnås ved at fjerne alle spor af smøremiddel fra ring-og tandhjulene med et passende opløsningsmiddel, før du smerter begge sider af alle ringgeartænderne med speciel markeringsmaling, eller hvis det ikke er en højkvalitets spraymaling. Når malingen er tørret, er differencen let belastet for at sikre god kontakt mellem tandhjulene, men bemærk, at de bedste resultater opnås, når differencen drejes gennem mindst en fuld omdrejning af ringgearet via tandhjulsmøtrikken., Bemærk, at hvis kontaktmønsteret på drevsiden af ringgeartænderne er acceptabelt, det er næsten sikkert, at kontaktmønsteret på kystsiden af ringgeartænderne også vil være acceptabelt. Der er dog ingen garanti for dette, så begge kontaktmønstre skal opnås, før man fordømmer en forskel eller tager den i brug.
** Bemærk, at da et givet ringgear kunne have været fremstillet på en af to måder, er det undertiden ikke muligt at opnå den type kontaktmønster, der er vist ovenfor., En fremstillingsmetode indebærer at skære hver tand tand separat, mens den anden metode indebærer at skære flere tandhjul samtidigt. I den første metode sker det undertiden, at nogle geartænder skæres dybere end andre, mens i den anden metode skæres alle geartænderne til samme dybde. Der skal derfor tages passende hensyn ved opsætning af en differential, der har et ringgear med ulige tanddybder for at undgå enten overdreven eller utilstrækkelig tilbageslag mellem ring-og tandhjulsgearene.,
med hensyn til diagnostik, men kontakt mønster er den mest værdifulde støtte, du vil have, fordi dette mønster er en direkte funktion af, hvordan forskellen er sat op, så lad os se på billedet nedenfor-
Billede kilde: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
ovenstående billede viser nogle eksempler på kontakt mønstre, som du er mest tilbøjelige til at se på støjende forskelle, men for at forstå, hvordan disse typer af kontakter mønstre kommer om du har brug for at forstå, hvordan pinion og ringe gear er placeret i forhold til hinanden., Lad os se på, hvordan dette gøres-
Pinion gear
tandhjulet understøttes af to lejer, hvis Forbelastninger er etableret af et knuseligt afstandsstykke mellem dem. Når en differential er oprettet, knuses denne spacer ved at stramme tandhjulsmøtrikken; hvis afstandsstykket knuses for meget, får du overdreven tilbageslag. Omvendt, hvis afstandsstykket ikke knuses nok, får du utilstrækkelig tilbageslag, så ved at knuse denne afstandsstykke kan du justere tandhjulets position i forhold til ringgearet., Bemærk dog, at både tandhjulsmøtrikken og afstandsstykket er strengt engangsbrug; hvis justeringen ikke er korrekt ved første forsøg, skal både afstandsstykket og møtrikken udskiftes for hvert efterfølgende forsøg.
Ringgear
ringgearet er normalt en separat komponent, der boltes på ringgearbæreren, som understøttes af to lejer – en på hver side af ringgearet., Pre-masser af disse lejer er etableret af afstandsstykker og/eller afstandsstykker på hver side af ringen gear, så ved at fjerne afstandsstykker på den ene side at justere positionen af den ring gear, afstandsstykker af samme tykkelse, skal tilføjes til den anden side for at opretholde det rigtige leje pre-belastninger., Bemærk, at på nogle forskelle, position ring gear styres af store aflåselige nødder i stedet for af afstandsstykker og/eller afstandsstykker, hvilket bringer os til emnet-
Fortolke kontakt mønstre
Mens der kun er begrænset plads til hinder for, at en omfattende diskussion af kontakt mønstre og deres virkninger, er det værd at nævne, at-
- Kontakt mønstre, der har tendens i retning af, at uden kant (Hæl) ring gear har flere store effekter, bortset fra at forårsage klynkende lyde., Disse inkluderer det faktum, at den resulterende overdrevne tilbageslag får tandhjulet til at bevæge sig frem og tilbage langs køretøjets længdeakse under skiftende belastede og friløbsbetingelser. Dette forårsager igen ødelæggelse af tandhjulets aksellejer, hvilket resulterer i alvorlige drivaksellignende vibrationer, fordi de ødelagte lejer ikke kan understøtte tandhjulsakslen., Du kan også forvente, at see-smøremidlet lækker forbi den beskadigede tandhjulsforsegling
- Kontaktmønstre, der har tendens mod den indvendige kant (tå) af ringgeartænderne, kan være resultatet af en ringgearforskydning, der er utilstrækkelig (for lille), eller et tandhjul, der er indstillet for dybt., I begge situationer vil der være en utilstrækkelig modreaktion, og det er mere sandsynligt end ikke, umiskendelige tegn på alvorlig mekanisk slid på tænderne, i begge gear – bortset fra klynker, slibning, eller rumbling lyde under alle driftsforhold
- Kontakt mønstre, der har tendens i retning af ringens top gear tænder angiver, at ring gear offset i forhold til den pinion gear er uforholdsmæssigt stort, hvilket resulterer i kraftig modreaktion og mekaniske lyde som klynker under både lastet og friløb betingelser., Bemærk dog, at overdrevne ring gear offsets ikke typisk producerer vibrationer, hvilket rejser dette spørgsmål –
bør du forsøge reparationer?
som en praktisk sag er der to vejledende principper under både fejldiagnose og reparations – /genopbygningsprocedurer på forskelle. Den første er kontaktmønsteret, og det andet er en tilbageslag – eller manglen på en tilbageslag.,
begge disse principper bærer direkte på hinanden, og selvom det er relativt let at diagnosticere differentielle fejl baseret udelukkende på disse principper, er etablering / opnåelse af den korrekte mængde tilbageslag, et godt kontaktmønster og den specificerede samlede drejeforbelastning på samme tid en anden sag helt, og endnu mere, når du aldrig har bygget en differentiel før.,dette er selvfølgelig ikke det samme som at sige, at du ikke kunne gøre det, hvis du prøvede, men din arbejdsgiver vil næsten helt sikkert ikke tillade dig at lære at reparere eller genopbygge en forskel på en betalende kundes køretøj., Ikke desto mindre er det en kendsgerning, at mens enhver kan lære at reparere eller genopbygge forskelle, der rent faktisk udfører disse procedurer til branchens standarder kræver dedikerede uddannelse og praksis (og masser af praksis, på det), hvilket efterlader os med dette-
Konklusion
Hvis du ikke har haft den nødvendige uddannelse, er denne forfatter ville fraråde at forsøge at reparere et differentiale som et eksperiment, bare for at se om du kunne gøre det., Du kan dog gøre det næstbedste, som er at lære at diagnosticere differentialrelaterede problemer og problemer nøjagtigt, fordi det ville give dig to store fordele i forhold til dine kolleger.
Den første er, at du ville være i stand til at identificere, vibrationer og andre drivlinen spørgsmål, som ingen andre i værkstedet kunne, og det andet er, at du ville være i stand til at give kunder, der har problemer med forskellen på deres køretøjer med klar og entydig diagnose af årsagerne til deres problemer, som er måske den mest vigtige ting at være i stand til at gøre.