Różnica szumów i wibracji: Oto Jak zdiagnozować Problem
dlaczego różnice* zawodzą tak często?
* zwróć uwagę, że ze względu na podstawowe różnice między mechanizmami różnicowymi w tylnych osiach a mechanizmami różnicowymi, które są wbudowane w przekładnie FWD, artykuł ten skupi się wyłącznie na mechanizmach różnicowych stosowanych w tylnych osiach pojazdów RWD. Należy jednak pamiętać, że wiele problemów i ich rozwiązań, które dotyczą osi RWD, dotyczy również różnic stosowanych w przednich osiach pojazdów 4WD.
wbrew powszechnemu przekonaniu, różnice nie zawodzą często., Pod warunkiem, że odpowiednie smarowanie jest dostępne przez cały czas i że mechanizm różnicowy jest ustawiony prawidłowo i prawidłowo, większość mechanizmów różnicowych przetrwa pojazdy, w których są zamontowane.
jednak z doświadczenia tego pisarza wynika, że w przypadku braku wcześniejszych prac naprawczych na uszkodzonym dyferencjale, większość, jeśli nie wszystkie typowe problemy różnicowe są bezpośrednio związane z tandetnymi procedurami montażu podczas wstępnego montażu w fabryce., Rozważ to: renomowane źródła twierdzą, że amerykańscy producenci produkują około 12 milionów różnic przeznaczonych do użytku w pojazdach 4WD i AWD każdego roku. Odpowiada to 32 876 jednostek na dzień, 1 370 jednostek na godzinę, lub więcej do punktu, 22,83 jednostek na minutę. Należy zauważyć, że liczby te wykluczają różnice produkowane do użytku w samochodach osobowych lub o dużej mocy.,
powyższe statystyki mogą wydawać się nieistotne, ale chodzi o to; po prostu niemożliwe jest prawidłowe ustawienie każdego z wielu milionów różnic przez cały czas – nawet przy wysoce wyrafinowanych metodach produkcji masowej i rygorystycznych kontrolach jakości / kontroli, z których producenci są dumni. W związku z tym istnieje bardzo duża szansa, że znaczna część pojazdów jest sprzedawana i eksportowana na rynki międzynarodowe, a różnice są skonstruowane tak, aby zawieść: niesławny „Chevy Shake*” jest dobrym przykładem.,
* termin „Chevy Shake” odnosi się do silnych wibracji w wielu samochodach ciężarowych i SUV-ach Chevroleta, które można wyleczyć tylko poprzez wymianę dyferencjału na prawidłowo ustawiony zamiennik.
podczas gdy niektórzy czytelnicy mogą znaleźć powyższe nieco interesujące, faktem jest, że wszystko to odnosi się zarówno do tego, jak i dlaczego różnice Nie w stosunkowo nowych i / lub niskich przebiegach pojazdów, co rodzi to pytanie –
w jaki sposób różnice nie, dokładnie?,
podczas gdy nagłe, katastrofalne awarie przekładni są niezmiernie rzadkie w standardowych zastosowaniach, które nie są nadużywane, większość awarii różnicowoprądowych obejmuje jęczenie, szlifowanie lub dudnienie albo po przyspieszeniu, gdy mechanizm różnicowy jest załadowany, podobne odgłosy, gdy pojazd jest na wybiegu, lub w ciężkich przypadkach, dudnienie lub szum, gdy pojazd jest kierowany wokół zakrętów i zakrętów.
Wszyscy słyszeliśmy zużyte lub uszkodzone dyferencjały emitują te dźwięki, ale nie zawsze jest jasne, co powoduje wibracje, które wydają się emanować z tylnej osi., W niektórych przypadkach wibracje korelują z odgłosami mechanicznymi przy przyspieszaniu i zwalnianiu, ale doświadczeni technicy zgodzą się, że w wielu przypadkach standardowe środki nie leczą trwałych wibracji. Na korzyść tych, które są nowe w branży napraw samochodów, „standardowe środki zaradcze” obejmują wyważenie lub wymianę tylnych kół/Opon, przebudowę, Zrównoważenie lub wymianę wału napędowego oraz wymianę tulei szekli i innych tulei/elementów zawieszenia, które czasami obejmują amortyzatory i sprężyny skrzydłowe.,
powyższe punkty pokrywają dużo podłoża i chociaż nie zawsze jest łatwo odróżnić przyczynę od skutku, jeśli chodzi o diagnozowanie problemów różnicowych, można usunąć wiele domysłów z równania.znać i zrozumieć niektóre z podstawowych terminów, które odnoszą się do naprawy różnicowej., Poniżej znajdują się niektóre-
terminy i słowa, które musisz zrozumieć
źródło obrazu: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
powyższe zdjęcie pokazuje typowy pierścień różnicowy przekładni z niektórych ważnych etykiet dodane. Podczas gdy „pięta” i „palec” są w dużej mierze oczywiste, dwa pozostałe terminy (z więcej poniżej) mogą nie być jasne, jeśli nie miał wiele ekspozycji na naprawę/odbudowę różnicowego., Zacznijmy od-
strona napędu
odnosi się to do powierzchni (lub boku) zębów przekładni, które mają kontakt z zębami na zębniku, gdy mechanizm różnicowy jest obciążony podczas przyspieszania lub podczas jazdy, gdy wymagana jest stała Moc wejściowa do utrzymania pędu pojazdów. W tych warunkach przekładnia zębata jest przekładnią napędową, a przekładnia pierścieniowa jest przekładnią napędzaną.,
odnosi się to do strony (lub powierzchni) zębów przekładni pierścieniowej, które stykają się z przekładnią zębatą, gdy moc silnika jest usuwana z mechanizmu różnicowego, np. gdy pojazd jest na wybiegu. W tych warunkach przekładnia pierścieniowa staje się przekładnią napędową, a przekładnia zębata staje się przekładnią napędzaną, ponieważ w Warunkach wybiegu mechanizm różnicowy jest obciążany przez obrót kół, zamiast przez silnik za pośrednictwem wału napędowego.,
przekładnie hipoidalne
w przekładni hipoidalnej, takiej jak zębnik i przekładnia pierścieniowa ustawione w dyferencjale, przekładnie są ustawione w taki sposób, aby ich linie środkowe nie przecinały się ze sobą pod kątem prostym. Takie ułożenie sprawia, że dwa zęby na zębniku i dwa zęby na zębniku pierścieniowym stykają się ze sobą, w przeciwieństwie do prostych kół zębatych, w których tylko jeden ząb na każdym zębniku może stykać się ze sobą.
odnosi się to do ilości obrotów, które mogą wystąpić na jednym biegu w zestawie bez obracania drugiego biegu w zestawie., Odległość ta jest specyficzna dla danego zastosowania* i ma kluczowe znaczenie dla wszystkich mechanizmów różnicowych, ponieważ niewystarczające luzy powodują Wiązanie kół zębatych, a nadmierne luzy powodują nadmierne zużycie mechaniczne. Należy pamiętać, że zarówno nieodpowiednie, jak i nadmierne luzy mogą powodować różne odgłosy mechaniczne.
*należy pamiętać, że odległość tę najlepiej mierzyć za pomocą miernika ustawionego pod kątem prostym do zęba koła zębatego.
Uwaga: luzy różnicowe są nieco analogiczne do luzów zaworów., Chociaż istnieje znaczny prześwit między krzywką krzywkową a popychaczem krzywki lub popychaczem, różne rezystancje i masy posuwisto-zwrotne w układzie zaworowym zapobiegają trzaskaniu się krzywek i krzywek krzywkowych, tworząc typowy hałas stukania, którego wszyscy uwielbiamy nienawidzić.,
podczas gdy dyferencjały nie obejmują mas tłokowych, wbudowane rezystancje w prawidłowo ustawionym dyferencjale utrzymują sytuację, w której jeden ząb na zębniku wchodzi w kontakt z zębem na zębniku pierścieniowym dokładnie w momencie, gdy ząb na zębniku traci kontakt z zębem na zębniku pierścieniowym. Eliminuje to hałas mechaniczny, a jednocześnie utrzymuje zęby przekładni w kontakcie ze sobą na największej możliwej powierzchni styku, jeśli mechanizm różnicowy jest prawidłowo ustawiony.,
Jeśli jednak Luz jest nadmierny, następuje krótki moment, w którym dwa zęby przekładni tracą ze sobą kontakt przed nawiązaniem kontaktu między kolejnymi zębami przekładni. W rezultacie zęby przekładni uderzają w siebie po obu stronach napędu lub brzegu zębów przekładni pierścieniowej (w zależności od warunków pracy), co tworzy jęki w mechanizmach różnicowych, których wszyscy uwielbiamy nienawidzić.,
obciążenie wstępne łożyska
odnosi się to do obciążeń, które muszą być przykładane do łożysk, aby zapobiec przesuwaniu się elementów obracających, które są obsługiwane przez te łożyska, w dowolnej osi innej niż ich osie obrotowe. Tak więc, jeśli wszystkie obciążenia wstępne łożyska w mechanizmie różnicowym są poprawne, wszystkie wirujące elementy tego mechanizmu różnicowego będą a), obracać się tylko wokół swoich osi obrotu i b), nie będą w stanie orbitować swoich osi obrotu lub poruszać się w osiach wzdłużnych, promieniowych lub poprzecznych względem ich płaszczyzn obrotu.,
całkowite obciążenie wstępne toczenia (TTP)
Ta wartość jest również specyficzna dla aplikacji i odnosi się do siły (momentu obrotowego) wymaganej do obracania koła zębatego za pomocą nakrętki zębnika za pomocą belki odchylającej lub cyfrowego klucza dynamometrycznego. Pomiar ten ma ogromną wartość diagnostyczną, ale aby być wiarygodnym, wartości TTP muszą być uzyskane po usunięciu wału napędowego, kół i hamulców z mechanizmu różnicowego. Podczas gdy wartości TTP około 1,7 Nm do około 2.,8 Nm są typowe dla większości samochodów typu SUV i 4WD, uzyskana wartość na dowolnym mechanizmie różnicowym musi być porównana z wiarygodnymi informacjami serwisowymi dla tego konkretnego zastosowania, jeśli należy uniknąć błędnej diagnozy.
w praktyce TTP mechanizmu różnicowego jest ustalany przez połączenie obciążeń wstępnych łożyska i luzu, przy czym Luz jest funkcją tego, jak dobrze (lub w inny sposób) jest ustawiony przekładnia., W związku z tym wartość N TTP, która przekracza określoną wartość, wskazuje na nadmierne obciążenia wstępne łożyska i/lub niewystarczające luzy, natomiast wartość TTP, która jest niższa niż określona, wskazuje na niewystarczające obciążenia wstępne łożyska i/lub nadmierne luzy.
wszystkie powyższe terminy i ich definicje odnoszą się bezpośrednio do sposobu diagnozowania problemów różnicowych, a także sposobu konfiguracji mechanizmu różnicowego podczas procedur napraw/montażu., Jednak jeden bardzo ważny termin, „wzór kontaktu z przekładnią” nie został omówiony, więc spójrzmy, jak można użyć tego terminu w-
Diagnozowanie problemów różnicowych
powyższy obraz pokazuje prawie idealny wzór kontaktu*. W tym przykładzie obszary na zębach kół zębatych, w których zużyła się żółta farba znakująca, rozciągają się na całą długość i całkowitą głębokość zębów kół zębatych, co jest pożądanym warunkiem**.,
* wzory styków uzyskuje się poprzez usunięcie wszelkich śladów smaru z kół zębatych pierścieniowych i zębatych za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika, a następnie pomalowanie obu stron wszystkich zębów kół zębatych specjalną farbą znakującą lub w przeciwnym razie wysokiej jakości farbą w sprayu. Po wyschnięciu farby mechanizm różnicowy jest lekko obciążany, aby zapewnić dobry kontakt między zębami przekładni, ale należy pamiętać, że najlepsze wyniki uzyskuje się, gdy mechanizm różnicowy jest obracany przez co najmniej jeden pełny obrót koła zębatego za pomocą nakrętki zębnika., Należy pamiętać, że jeśli wzór styku po stronie napędu zębów przekładni pierścieniowej jest akceptowalny, jest prawie pewne, że wzór styku po stronie wybrzeża zębów przekładni pierścieniowej będzie również akceptowalny. Nie ma jednak takiej gwarancji, więc oba wzory styków muszą być uzyskane przed potępieniem mechanizmu różnicowego lub oddaniem go do użytku.
** zauważ, że ponieważ dana przekładnia pierścieniowa mogła być wyprodukowana na jeden z dwóch sposobów, czasami nie jest możliwe uzyskanie wzoru styku pokazanego powyżej., Jedna metoda produkcji polega na cięciu każdego zęba koła zębatego osobno, podczas gdy druga metoda polega na cięciu kilku zębów koła zębatego jednocześnie. W pierwszej metodzie zdarza się, że niektóre zęby przekładni są cięte głębiej niż inne, podczas gdy w drugiej metodzie wszystkie zęby przekładni są cięte na tę samą głębokość. W związku z tym podczas ustawiania mechanizmu różnicowego, który ma przekładnię pierścieniową o nierównej głębokości zęba, należy wprowadzić odpowiednie korekty, aby uniknąć nadmiernego lub niewystarczającego luzu między przekładnią pierścieniową i zębnikową.,
jeśli chodzi o diagnostykę, wzór kontaktu jest najcenniejszą pomocą, ponieważ ten wzór jest bezpośrednią funkcją konfiguracji różnicowej, więc rozważmy obraz poniżej-
źródło obrazu: https://www.chevyhardcore.com/tech-stories/drivetrain/rearend-gear-swap/
powyższy obraz pokazuje kilka przykładów kontaktu wzorce, które najprawdopodobniej zobaczysz na hałaśliwych różnicach, ale aby zrozumieć, w jaki sposób powstają tego typu wzorce styku, musisz zrozumieć, w jaki sposób koła zębate i pierścienie są ustawione względem siebie., Przyjrzyjmy się, jak to się robi-
koło zębate
koło zębate jest obsługiwane przez dwa łożyska, których obciążenia wstępne są ustalane przez zgniatalną tulejkę między nimi. Po skonfigurowaniu mechanizmu różnicowego przekładka ta jest zgniatana przez dokręcenie nakrętki zębnika; jeśli przekładka zostanie zgnieciona zbyt mocno, uzyskasz nadmierne luzy. I odwrotnie, jeśli podkładka dystansowa nie jest wystarczająco zgnieciona, uzyskuje się niewystarczające luzy, więc poprzez zmiażdżenie tej podkładki dystansowej można dostosować położenie koła zębatego w stosunku do koła zębatego., Należy jednak pamiętać, że zarówno nakrętka zębnika, jak i podkładka dystansowa są ściśle jednorazowe; jeśli Regulacja nie jest prawidłowa przy pierwszej próbie, zarówno Podkładka dystansowa, jak i nakrętka muszą być wymieniane przy każdej kolejnej próbie.
przekładnia Pierścieniowa
przekładnia pierścieniowa jest zwykle oddzielnym elementem, który przykręca się do nośnika przekładni pierścieniowej, który jest obsługiwany przez dwa łożyska – po jednym po obu stronach przekładni pierścieniowej., Wstępne obciążenia tych łożysk są ustalane przez podkładki dystansowe i / lub tuleje dystansowe po obu stronach przekładni pierścieniowej, więc usuwając podkładki dystansowe z jednej strony, aby wyregulować położenie przekładni pierścieniowej, podkładki o równej grubości muszą być dodane do drugiej strony, aby utrzymać prawidłowe wstępne obciążenia łożyska., Zauważ, że na niektórych mechanizmach różnicowych pozycja przekładni pierścieniowej jest kontrolowana przez DUŻE nakrętki blokowane zamiast przez podkładki i / lub Tulejki, co prowadzi nas do tematu-
interpretowanie wzorców styku
podczas gdy ograniczona przestrzeń wyklucza wyczerpujące omówienie wzorców styku i ich efektów, warto wspomnieć, że –
- wzorce styku, które mają tendencję do zewnętrznej krawędzi (pięty) przekładni pierścieniowej, mają kilka głównych skutków oprócz powodowania jęków., Obejmują one fakt, że wynikające z tego nadmierne luzy powodują, że przekładnia zębata porusza się w przód iw tył wzdłuż osi wzdłużnej pojazdu podczas naprzemiennego ładowania i jazdy na wybiegu. To z kolei powoduje zniszczenie łożysk wału zębnika, co powoduje silne wibracje podobne do wału napędowego, ponieważ zniszczone łożyska nie mogą podtrzymywać wału zębnika., Można również spodziewać się wycieku smaru see poza uszkodzonym uszczelnieniem wału zębnika
- wzorce styku, które mają tendencję do wewnętrznej krawędzi (palców) zębów przekładni pierścieniowej, mogą być wynikiem niewystarczającego (zbyt małego) przesunięcia przekładni pierścieniowej lub zbyt głębokiego ustawienia przekładni zębatej., W obu sytuacjach wystąpi niewystarczający Luz i co bardziej prawdopodobne, niezaprzeczalne dowody znacznego zużycia mechanicznego zębów obu kół zębatych – oprócz jęczenia, szlifowania lub dudnienia we wszystkich warunkach pracy
- wzorce styku, które mają tendencję do górnej części zębów przekładni pierścieniowej, wskazują, że przesunięcie przekładni pierścieniowej w stosunku do przekładni zębatej jest nadmierne, co powoduje nadmierne luzy i odgłosy mechaniczne, takie jak jęczenie zarówno podczas obciążenia, jak i w Warunkach wybiegu., Należy jednak pamiętać, że nadmierne przesunięcia kół zębatych zazwyczaj nie wytwarzają drgań, co rodzi pytanie –
czy należy próbować napraw?
w praktyce, istnieją dwie zasady przewodnie zarówno podczas diagnozowania usterek, jak i procedur naprawy/przebudowy na różnicach. Pierwszy to wzór kontaktu, a drugi to luz-lub brak luzu.,
obie te zasady są bezpośrednio ze sobą powiązane i chociaż stosunkowo łatwo jest zdiagnozować błędy różnicowe oparte wyłącznie na tych zasadach, ustalenie/uzyskanie prawidłowej ilości luzu, dobrego wzorca kontaktu i określonego całkowitego napięcia wstępnego toczenia w tym samym czasie jest zupełnie inną sprawą, a tym bardziej, gdy nigdy wcześniej nie zbudowałeś mechanizmu różnicowego.,
oczywiście nie jest to to samo, co stwierdzenie, że nie można tego zrobić, jeśli spróbujesz, ale twój pracodawca prawie na pewno nie pozwoli Ci nauczyć się naprawiać lub odbudowywać mechanizmu różnicowego w pojeździe płatnego klienta., Niemniej jednak, faktem jest, że podczas gdy każdy może nauczyć się naprawiać lub odbudowywać różnice, faktycznie wykonywanie tych procedur zgodnie ze standardami branżowymi wymaga dedykowanego szkolenia i praktyki (i wiele praktyki, w tym), co pozostawia nas z tym-
wniosek
Jeśli nie miałeś wymaganego szkolenia, ten pisarz odradza próby naprawy różnicowego jako eksperyment tylko, aby zobaczyć, czy możesz to zrobić., Jednak można zrobić następną najlepszą rzeczą, która jest nauka, Jak diagnozować problemy związane z różnicą i problemy dokładnie, ponieważ robi to daje dwie główne zalety w stosunku do kolegów.
pierwszym jest to, że będziesz w stanie zidentyfikować wibracje i inne problemy układu napędowego, których nikt inny w warsztacie nie mógłby, a drugim jest to, że będziesz w stanie zapewnić klientom, którzy mają problemy z różnicami w swoich pojazdach, jasną i jednoznaczną diagnozę przyczyn ich problemów, co jest być może najważniejszą rzeczą, aby móc to zrobić.