Differensial Støy & Vibrasjon: Her er Hvordan du kan løse Problemet
Hvorfor differensialer* mislykkes så ofte?
* vær Oppmerksom på at på grunn av fundamentale forskjeller mellom differensialer i bakre akslinger og differensialer som er innlemmet i FWD overføringer, denne artikkelen vil fokusere utelukkende på differensialer som brukes i bakaksel på RWD kjøretøy. Merknad om at mange av problemene og løsningene som gjelder for RWD aksler gjelder også for differensialer som brukes i den fremre drivakslene av 4WD biler.
i Motsetning til populære tro, differensialer ikke mislykkes ofte., Forutsatt at riktig smøring er tilgjengelig til alle tider, og at forskjellsbehandling er konfigurert på riktig måte og på riktig måte, de fleste differensialer overleve den kjøretøy som de er festet til.
det har Imidlertid vært denne forfatterens erfaring at i fravær av forrige reparasjon etter å ha vært utført på en mislykket differensial, de fleste, om ikke alle vanlige differensial problemer som er direkte relatert til shoddy montering prosedyrer ved første gangs montering i fabrikken., Vurdere dette: anerkjente kilder hevder at Amerikanske produsenter produsere om lag 12 millioner differensialer som er beregnet for bruk på 4WD og FIREHJULSDRIFT biler hvert år. Dette tilsvarer 32 876 enheter per dag, 1 370 enheter per time, eller mer presist, 22.83 enheter per minutt. Merk at disse tallene ekskludere differensialer produsert for bruk på passasjer eller high-powered muskel biler.,
statistikken over kan virke irrelevant, men poenget med det er dette; det er rett og slett umulig å sette opp hver og en av mange millioner av differensialer riktig hele tiden – selv med svært raffinerte masse-produksjon metoder og strenge krav til kvalitetssikring/kontroll sjekker at produsenter stolthet seg på. Dermed er det en veldig god sjanse for at en stor andel av bilene er solgt og eksportert til internasjonale markeder med differensialer som er bygget for å mislykkes: den beryktede «Chevy Riste*» å være en god sak.,
* begrepet «Chevy Shake» refererer til kraftig risting på mange Chevrolet lastebiler og SUV-er som kun kan kureres ved å erstatte differensial med et korrekt satt opp erstatning.
Mens noen lesere kan finne over noe interessant, faktum er at alle det gjelder både hvordan og hvorfor differensialer mislykkes på relativt nye og/eller lav kjørelengde kjøretøy, som stiller dette spørsmålet-
– >
Hvordan gjøre differensialer mislykkes, egentlig?,
Mens plutselige og katastrofale gear feil er svært sjelden på standard programmer som ikke er utsatt for overgrep, de fleste differensial feil innebære sutre, sliping, eller buldrende støy enten ved akselerasjon når forskjellsbehandling er lastet, lignende lyder når kjøretøyet er i kystfart, eller i alvorlige tilfeller, en buldrende eller brummende lyd når bilen er styrt rundt svingene og hjørner.
Vi har alle hørt slitt eller skadet differensialer avgir disse lydene, men det er ikke alltid klart hva som forårsaker vibrasjoner som synes å stamme fra bakakselen., I noen tilfeller, vibrasjoner korrelerer med mekaniske lyder på enten eller, både akselerasjon og retardasjon, men erfarne teknikere vil være enig i at det i mange tilfeller standard rettsmidler ikke kurere vedvarende risting. Til fordel For de som er nye til bil reparasjon handel, «standard rettsmidler» inkluderer balansering eller bytte ut den bakre hjul/dekk, ombygging, rebalansering, eller bytte ut den kardangakselen, og erstatte sjakkel busker og andre suspensjon foringer/komponenter som noen ganger er støtdempere og bladfjærer.,
De ovennevnte punkter dekker mye av bakken, og mens det er ikke alltid lett å skille mellom årsak og virkning når det gjelder å diagnostisere differensial problemer, kan du fjerne mye av gjetting fra ligningen, hvis du vet og forstår noen av de grunnleggende vilkår som gjelder for differensial-reparasjon., Nedenfor er noen-
– >
Vilkår og ord du trenger å forstå
Bilde kilde: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
bildet over viser en typisk differensial ring gear med noen viktige etiketter som er lagt til. Mens «Hæl» og «Tå» er i stor grad selvforklarende, de to andre vilkår (med mer etter) kan du ikke være klar hvis du ikke har for mye eksponering for differensial reparasjon/ombygging., La oss begynne med-
– >
Kjør-side
Dette refererer til ansikt (eller side) av utstyr tenner som er i kontakt med tennene på pinion gear når forskjellsbehandling er lagt ved akselerasjon, eller under cruising forhold når konstant strøm input er nødvendig for å opprettholde kjøretøy’ momentum. Under disse forholdene, pinion gear er stasjonen utstyr, og ring gear er drevet utstyr.,
Kysten side
Dette refererer til side (eller ansikt) av ring gear tenner som er i kontakt med pinion gear når motoren strøm er fjernet fra differensial, for eksempel når kjøretøyet er i kystfart. Under disse forholdene, ring gear blir drive gear, og pinion gear blir drevet utstyr fordi, i henhold kystfart forhold, differensial er lagt ved rotasjon av hjulene, i stedet for av motoren via vektfordelingen.,
Hypoid tannhjul
I en hypoid gear tog som pinion og ring gear ligger i en differensial, tannhjul er satt opp på en slik måte at deres centrelines ikke krysser hverandre i rett vinkel. Denne ordningen gjør det mulig å ha to tenner på pinjongen og to tenner på ring gear i kontakt med hverandre, i motsetning til rett kuttet tannhjul der bare en tann på hver utstyret kan være i kontakt med hverandre.
Tilbakeslag
Dette refererer til mengden av rotasjon som kan oppstå på ett gir i et sett, uten annet utstyr i settet blir rotert., Denne avstanden er programspesifikke* og er kritisk viktig på alle differensialer fordi utilstrekkelig tilbakeslag fører til gears å binde, mens overdreven reaksjon forårsaker for mye mekanisk slitasje. Merk at både utilstrekkelig og overdreven tilbakeslag kan føre til varierende mekaniske lyder.
*Merk at denne avstanden måles best med en ring gauge satt opp i rett vinkel til en ring gear tann.
MERK: Differensial tilbakeslag er noe analogt til ventil klaringen., Mens det er en betydelig avstand mellom en cam-lapp og en cam tilhenger eller tappet, ulike styrker og vekselvirkende massene i en ventil tog hindre cam tilhengere og cam kammene fra smelle inn i hverandre for å skape den typiske trykke støy vi alle elsker å hate.,
Mens differensialer ikke innebære vekselvirkende massene, innebygd motstand i et riktig satt opp differensial opprettholde en situasjon der en tann på pinion gear kommer i kontakt med en tann på ring gear i det øyeblikket at en tann på pinion gear mister kontakten med en tann på ring gear. Dette eliminerer mekanisk støy, mens på samme tid, og holde utstyret tenner i kontakt med hverandre over størst mulig kontaktflate hvis differensial er satt opp riktig.,
men Hvis tilbakeslag er stor, det er et kort øyeblikk under som to tannhjul tennene mister kontakt med hverandre før det er kontakt mellom de to neste gear tenner er etablert. Resultatet er at utstyr tenner slam inn i hverandre enten på stasjonen eller kysten sider av ring gear tenner (som er avhengig av driftsforhold), som er det som skaper whining lyder i differensialer som vi alle elsker å hate.,
Lager pre-load
Dette refererer til last som må brukes til å lagre for å hindre roterende komponenter som støttes av disse lagrene fra flytting i alle aksen andre enn sine roterende akse. Dermed, hvis alle lageret pre-laster i en differensial er riktig, alle de roterende komponentene i at differensial vil a), bare roterer rundt sin akse av rotasjon og b), vil være i stand til å bane sine økser av rotasjon eller gå i langsgående, radial, eller tverrgående akse i forhold til sine fly av rotasjon.,
Totale Slå Preload (TTP)
Denne verdien er også programspesifikke, og refererer til mengden kraft (dreiemoment), og som er nødvendig for å rotere pinion gear via pinion mutteren med en delegerte bredde eller digital momentnøkkel. Denne målingen har stor diagnostisk verdi, men for å være pålitelig, TTP verdier må være oppnådd med vektfordelingen, hjul og bremser fjernet fra differensial. Mens TTP-verdier på ca 1.7 Nm om 2.,8 Nm er typisk for de fleste SUV-er og 4WD biler, det oppnådd verdi på eventuell forskjellsbehandling må være i forhold til pålitelig informasjon for det bestemte programmet hvis misdiagnoses skal unngås.
Som en praktisk sak, den TTP av en differensial er etablert ved en kombinasjon av rentebærende pre-laster og tilbakeslag, med tilbakeslag være en funksjon av hvor godt (eller annet) gear tog er satt opp., Derfor, n TTP verdi som overstiger en bestemt verdi er et tegn på overdreven lager pre-laster og/eller utilstrekkelig tilbakeslag, mens en TTP-verdi som er lavere enn det som er angitt er et tegn på utilstrekkelig lager pre-laster og/eller for stort tilbakeslag.
Alle av de ovennevnte begrepene og deres definisjoner bjørn direkte på hvordan diagnostisere differensial spørsmål, så vel som hvordan å sette opp en differensial under reparasjon/montering prosedyrer., Det er imidlertid en svært viktig begrep, «gear kontakt mønster» har ikke vært diskutert, så la oss se på hvordan du kan bruke dette begrepet i-
– >
differensial Diagnostisering av problemer
bildet ovenfor viser et nesten perfekt kontakt mønsteret*. I dette eksemplet er det områder på tannhjulet tenner der gul merking maling har slitt av, strekke seg over både full lengde og total dybde av ring gear tenner, som er ønsket tilstand**.,
* Kontakt mønstre er oppnådd ved å fjerne alle spor av smøremiddel fra ringen og pinion tannhjul med et egnet løsemiddel før paining begge sider av alle ring gear tenner med spesiell merking maling, eller hvis det mislykkes, vil en høy kvalitet spray maling. Når malingen har tørket, differensial er lett lagt inn for å sikre god kontakt mellom gear tenner, men merk at de beste resultatene oppnås når forskjellsbehandling er rotert gjennom minst en full omdreining av ringen utstyr via pinion mutter., Vær oppmerksom på at hvis du kontakte mønster på stasjonen siden av ringen utstyr tenner som er akseptabelt, er det nesten sikkert at kontakten mønster på kysten side av ring gear tenner vil også være akseptabelt. Det er ingen garanti for dette selv, så både kontakt mønstre må være innhentet før fordømte en differensial eller plassere den i tjenesten.
** Merk at siden en gitt ring gear kunne ha blitt produsert i en av to måter, noen ganger er det ikke mulig å oppnå den type kontakt mønsteret som vist ovenfor., En metode for produksjon innebærer å kutte hvert gir tann separat, mens den andre metoden innebærer å kutte flere gear tenner samtidig. I den første metoden, det skjer av og til at noen gir tennene er kuttet dypere enn andre, mens i den andre metoden alt utstyret tenner er kuttet til samme dybde. Derfor hensiktsmessig kvoter må gjøres ved å sette opp en differensial som har en ring gear med ulik tann dypet for å unngå enten overdreven eller utilstrekkelig tilbakeslag mellom ringen og pinion tannhjul.,
I form av diagnostikk, imidlertid, ta kontakt med mønster er den mest verdifullt hjelpemiddel du vil ha, fordi dette mønsteret er en direkte funksjon av hvor differansen er satt opp, så la oss se på bildet nedenfor-
– >
Bilde kilde: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
bilde over viser noen eksempler på kontakt mønstre som du er mest sannsynlig å se på støyende differensialer, men for å forstå hvordan disse typer kontakt mønstre komme om du trenger å forstå hvordan pinion og ringer giret er plassert i forhold til hverandre., La oss se på hvordan dette er gjort-
– >
Pinion gear
pinion gear er støttet av to kulelager, som pre-laster er etablert av en crushable mellomrom mellom dem. Når en differensial er satt opp denne spacer er knust ved å stramme pinion mutteren; hvis avstandsstykke er knust for mye, du får overdreven reaksjon. Derimot, hvis avstandsholder er ikke knust nok, får du ikke nok tilbakeslag, så ved å knuse denne spacer, kan du justere plasseringen av pinion gear i forhold til ring gear., Merknad om at både pinion mutter og avstandsholder er strengt enkelt-bruk; hvis justering er ikke riktig på første forsøk, både avstandsholderen og mutteren må byttes ut for hver etterfølgende forsøk.
Ring gear
ring gear er vanligvis en egen komponent som bolter på ring gear carrier, som er støttet av to kulelager – ett på hver side av ringen utstyr., Pre-mange av disse lagrene er etablert av mellomlegg og/eller avstandsstykker på hver side av ringen utstyr, så ved å fjerne mellomlegg på den ene siden for å justere plasseringen av ring gear, mellomlegg av lik tykkelse må legges til den andre siden for å opprettholde riktig bærer pre-laster., Merk at på noen differensialer, plasseringen av ringen utstyret er kontrollert av store låsbare nøtter i stedet for av mellomlegg og/eller avstandsstykker, som bringer oss til temaet-
– >
Tolke kontakt mønstre
Mens det er begrenset plass til hinder for en omfattende diskusjon av kontakt mønstre og deres virkninger, er det verdt å nevne at-
– >
- Kontakt mønstre som tenderer mot å utenfor kanten (Hæl) av ring gear har flere store virkninger bortsett fra å forårsake whining lyder., Disse inkluderer det faktum at det resulterer i overdreven reaksjon som forårsaker pinion gear til å flytte frem og tilbake langs kjøretøy’ langsgående aksen under vekslende lastet og kystfart forhold. Dette i sin tur fører til ødeleggelse av pinion shaft lagrene, noe som resulterer i alvorlig vektfordelingen-som vibrasjoner fordi ødelagt lagrene kan ikke støtte pinion shaft., Du kan også forvente å se smøremiddel lekker forbi skadet pinion akseltetningen
- Kontakt mønstre som tenderer mot den indre kanten (Toe) i ring gear tenner kan være resultatet av en ring gear offset som ikke er nok (for liten), eller en pinion gear som er satt for dypt., I begge situasjoner, vil det være en utilstrekkelig tilbakeslag og mer sannsynlig enn ikke, umiskjennelig tegn på alvorlig mekanisk slitasje på tennene av både gears – bortsett fra å sutre, sliping, eller buldrende støy under alle driftsforhold
- Kontakt mønstre som tenderer mot toppen av ring gear tenner tyder på at ring gear offset i forhold til pinion gear er overdreven, noe som resulterer i en overdreven reaksjon og mekaniske lyder som maser i både inn og kystfart forhold., Merknad om at overdreven ring gear kvoter som vanligvis ikke produserer vibrasjoner, som stiller dette spørsmålet-
Bør du forsøke reparasjoner?
Som en praktisk sak, det er to hovedprinsipper under både feil diagnose og reparasjon/ombygging prosedyrer på differensialer. Den første er å ta kontakt med mønster, og det andre er et tilbakeslag – eller mangelen av et tilbakeslag.,
Begge disse prinsippene bjørn direkte på hverandre, og mens det er relativt enkelt å diagnostisere differensial feil utelukkende basert på disse prinsippene, å etablere/å skaffe den riktige mengden av tilbakeslag, en god kontakt mønster, og den angitte total slå preload på samme tid, er en annen sak helt, og enda mer så når du har aldri bygget en differensial før.,
selvfølgelig, dette er ikke det samme som å si at du ikke kunne gjøre det hvis du har prøvd, men din arbeidsgiver vil nesten helt sikkert ikke tillate deg å lære hvordan å reparere eller bygge en differensial på en betalende kunde er kjøretøy., Likevel, faktum er at mens alle kan lære å reparere eller bygge differensialer, faktisk utfører disse prosedyrene til bransjestandarder krever dedikert opplæring og praksis (og massevis av praksis, ved at) som etterlater oss med dette-
– >
Konklusjon
Hvis du ikke har hatt den nødvendige opplæring, denne forfatteren ville advare mot å forsøke å reparere en differensial som et eksperiment bare for å se om du kan gjøre det., Men, du kan gjøre det nest beste, som er å lære hvordan å diagnostisere differensial-relaterte problemer og problemer nøyaktig, fordi det ville gi deg to store fordeler i forhold til dine kolleger.
Den første er at du ville være i stand til å identifisere vibrasjoner og andre drivlinjen problemer som ingen andre i workshop, og det andre er at du ville være i stand til å gi kunder som har problemer med differensialer på sine kjøretøy med klare og entydige diagnoser av årsakene til problemene deres, som er kanskje det viktigste for å være i stand til å gjøre.