Балансировка карданного вала

Дисбаланс кардана является весьма тревожным сигналом. Устранить такую неполадку профессионально можно только на станции технического обслуживания. Но если у вас по каким-то причинам нет возможности обратиться за помощью к специалисту, то эта статья для вас, ведь балансировка карданных валов является неотъемлемой частью качественной и комфортной езды.

Карданный вал

Балансировка карданных валов: все нюансы и возможности ремонта

Каждому опытному автомобилисту известно, что вибрация кардана приводит к быстрому износу всего автомобиля, а в частности к износу карданной передачи. Помимо этого данная неполадка вызывает огромный дискомфорт при вождении, что сказывается даже на самочувствие водителя. Устранить такую проблему поможет лишь балансировка карданных валов.

Причины появления дисбаланса

Факторов, негативно влияющих на самую важную деталь трансмиссии, огромное количество. Итак, балансировка кардана требуется когда:

  1. Заводской брак;
  2. Повреждение при ударах;
  3. Износ вала во время его эксплуатации;
  4. Некачественный ремонт бывшего в употреблении вала и так далее.

Стоит отметить и то, что даже совершенно новый кардан, установленный на автомобиль, просто «требует» регулировки. К сожалению, балансировка кардана даже на заводе изготовителе не всегда проводится должным образом.

Ремонт своими руками: умелая, но временная балансировка кардана

Балансировочный станок для карданного вала

Самым лучшим и верным вариантом для автовладельца будет поездка на станцию ТО. Имеющееся там современное оборудование поможет вам отрегулировать кардан, баланс которого нарушен. Также специалисты проведут диагностику остальных элементов узла. Но «по традиции» вибрация застигает владельца автомобиля в самый неподходящий момент, когда ближайший сервис находится за сотню километров, или когда просто нет возможности оплатить услуги специалиста, а балансировка кардана просто жизненно необходима.

В такой ситуации можно пойти двумя путями – ездить с повышающейся день ото дня вибрацией или произвести ремонт своими руками.

Внимание. Описанный ниже способ подойдет только в качестве «времянки», а сам процесс ремонта займет у вас немало времени. Балансировка кардана – несложное, но весьма долгое занятие.

Как только вы почувствовали на своем автомобиле повышение вибрации, постарайтесь доехать до гаража и произвести ремонт своими руками.

  • Для начала необходимо визуально разделить кардан на несколько секторов, например на 4. Для этого вам не потребуется какое-либо специальное оборудование.
  • Теперь нужно вооружиться металлическим грузом небольшого веса – грамм 30-40.
  • В одном из намеченных секторов надежно закрепить груз.
  • Следующим шагом станет выезд на ровную трассу. В момент езды необходимо понять, уменьшилась вибрация или наоборот увеличилась.
  • Затем снова едим в гараж и крепим этот же груз в другой сектор.
  • Возвращаемся на ровный участок дороги и прислушиваемся к своим внутренним ощущениям.

Балансировка кардана на СТО

Подобные манипуляции необходимо повторить со всеми участками кардана. Ремонт будет более качественным, если разбить кардан на большее количество секторов.

Определившись с оптимальным местоположением груза, можно начать эксперименты с его весом. Для этого нужно взять грузы разных весовых категорий и поочередно прикреплять их. Специальное оборудование, конечно, помогло бы сделать эту процедуру гораздо быстрее, но в нашем случае балансировка кардана происходит собственными силами.

Итак, определив точный вес и точное место, необходимо найти металлическую пластину нужной массы, и приварить ее к трубе. Балансировка кардана своими собственными руками позволит вам хоть какое-то время обойтись без специального оборудования и помощи специалистов.

Добиться идеальной точности подобным методом, не применяя необходимое оборудование, у вас вряд ли получится. Хотя бы небольшая погрешность все-таки останется, ведь балансировка кардана – это удел специалистов. Но такой ремонт поможет вам хоть некоторое время не переживать по поводу сохранности всех элементов карданной передачи.

Признаки и причины разбалансировки

Основным признаком возникновения разбалансировки карданного вала автомобиля является появление вибрации всего корпуса машины. При этом она увеличивается по мере увеличения скорости движения, и в зависимости от степени дисбаланса может проявляться как уже на скорости 60-70 км/ч, так и более 100 километров в час. Это является следствием того, что при вращении вала центр его тяжести смещается, и возникающая центробежная сила как бы «подбрасывает» автомобиль на дороге. Дополнительным признаком вдобавок к вибрации является появление характерного гула, исходящего из-под днища машины.

Разбалансировка очень вредна для трансмиссии и ходовой части автомобиля. Поэтому при появлениях ее малейших признаков необходимо выполнить балансировку «кардана» на машине.

К таким последствиям может привести пренебрежение поломкой

Причин возникновения этой поломки существует несколько. Среди них:

  • естественный износ детали при длительной эксплуатации;
  • механические деформации, возникшие вследствие ударов или чрезмерных нагрузок;
  • заводской брак;
  • большие зазоры между отдельными элементами вала (в случае, если он не цельный).
Рекомендуем:  Объём работ при капитальном ремонте двигателя и его особенности

Вибрация, ощущаемая в салоне может исходить не от карданного вала, а от неотбалансированных колес.

Вне зависимости от причин, при появлении описанных выше признаков необходимо выполнить проверку наличия разбалансировки. Ремонтные работы можно выполнить и в собственном гараже.

Виды балансировки

  1. Статическая. Применяется для определения и устранения неуравновешенности ротора без учета сил, возникающих при вращении. Для статического уравновешивания ротора, нужно центр его тяжести сместить так, чтобы ось вращения проходила через него. Применяют для дискообразных роторов с соотношением длины к диаметру не более 1/4. Эта балансировка проводится в одной плоскости коррекции и не подходит для карданной передачи.
  2. Моментальная. Для выполнения этой балансировки определяется и уменьшается главный момент дисбаланса вала, который и является показателем моментной неуравновешенности этого ротора. Такую операцию делают как минимум в двух плоскостях коррекции.
  3. Динамическая. Включает в себя статическую и моментальную. Используется для длинных роторов. Лучше всего подходит для балансировки карданных валов. Поэтому балансировка кардана делается на оборудовании, использующем этот способ.

При наблюдении за процессом балансировки на стенде невозможно понять, какой способ используется. Работа всех стендов выглядит одинаково – вал проворачивается, а дисплей показывает место и величину дисбаланса.

Разборка и сборка кардана

Чтобы балансировка карданного вала после его ремонта своими руками не потребовалась, нужно пометить положение валов, из которых он состоит, относительно друг друга. А собирая кардан, непременно совмещать проставленные отметки. Как это делать, можно увидеть на видео. Если вы забыли пометить положение составных частей кардана перед разборкой, устранить возникшую из-за этого вибрацию поможет другое видео.

Когда необходима балансировка кардана

  1. При переделке карданного вала (укорочение, удлинение и т. п.).
  2. После устранения значительной деформации кардана, являющейся следствием, например, сильного удара.

Что такое карданный вал

Карданный вал (кардан) состоит из трубы и двух шарниров, которые позволяют изменять угол вращения от 0 до 30 градусов. Основа шарнира – крестовина, изготовленный из круглого прута стальной крест, на котором надеты колпачки игольчатых подшипников. Крестовину с подшипниками вставляют в две вилки, расположенные относительно друг друга под углом 90 градусов. Все конструкция образует шарнир неравных угловых скоростей. С помощью одного кардана получается эффективно компенсировать несоосность при угле отклонения шарниров не более 20 градусов. Отклонение на больший угол приводит к увеличению потери мощности.

На большинстве легковых автомобилей карданный вал изготовлен из двух карданов, один из которых зафиксирован опорным подшипником. Это необходимо для снижения потерь мощности и снижения вибраций. Чем длинней труба кардана и выше скорость ее вращения, тем более сильные вибрации она производит. На грузовых автомобилях скорость вращения кардана заметно меньше, да и влияние вибраций из-за массы самого автомобиля ощущается слабей, чем на легковых машинах. Поэтому наибольшее распространение получили следующие схемы карданного вала:

Легковые автомобили:

  • привод переднего моста – один вал без опорных подшипников;
  • привод заднего моста – два вала, один из которых с опорным подшипником.

Грузовые автомобили:

  • передний и задний мост – один вал без опорного подшипника.

Зачем нужна балансировка коленчатых валов?

При дисбалансе коленчатого вала неравномерно распределяется масса вдоль и поперек оси, то есть нарушается баланс: один край легче другого. В основном причиной поперечного дисбаланса является износ деталей вала при продолжительной эксплуатации.

Балансировка коленвала проводится, чтобы снизить нагрузку и вибрации на узлы силового агрегата. Эта операция дает возможность поднять производительность двигателя, продлить срок эксплуатации. В основном балансировка необходима для изношенных элементов двигателя, но встречаются случаи, когда в балансировке нуждается новый автомобиль.

Балансировка коленвала в гараже

Определить, нужна ли балансировка коленвала, можно по поведению ручки переключения передач: она начинает болтаться при передвижении на холостом ходу. То же самое касается двигателя: если на холостом ходу мотор работает с рывками.

Причины появления неполадок могут быть разные:

  • некачественное изготовление сопряженных деталей;
  • неоднородность материала, который использован для коленчатого вала;
  • люфты, возникшие в результате нарушения зазоров между сопряженными элементами;
  • некачественная сборка;
  • неточное центрирование;
  • естественный износ.

После замены маховика или его зубчатого венца, корзины сцепления необходимо отбалансировать коленвал. Если не выполнить эту процедуру, то даже при небольших скоростях мотор начнет вибрировать из-за нарушения баланса.

Как отбалансировать кардан в домашних условиях

Опишем процесс балансировки карданного вала своими руками с помощью известного «дедовского» метода. Он несложный, однако его выполнение может занять достаточно много времени. Вам обязательно нужна будет смотровая яма, на которую необходимо предварительно загнать машину. Также вам понадобятся несколько грузиков разных масс, используемых при балансировке колес. Как вариант, вместо грузиков можно использовать нарезанные кусочками электроды от сварки.

Примитивный грузик для балансировки кардана в домашних условиях

Рекомендуем:  Как собрать внутренний шрус

Алгоритм работы будет такой:

  1. Длину карданного вала условно делят на 4 равные части в поперечной плоскости (частей может быть и больше, все зависит от амплитуды вибраций и желания автовладельца тратить на это много сил и времени).
  2. К поверхности первой части карданного вала надежно, но с возможностью дальнейшего демонтажа, прикрепляют упомянутый выше грузик. Для этого можно воспользоваться металлическим хомутом, пластиковой стяжкой, скотчем или другим подобным приспособлением. Вместо грузика можно использовать электроды, которых под хомут можно подложить сразу несколько штук. По мере снижения массы их количество уменьшают (или наоборот при увеличении добавляют).
  3. Далее проводится тестирование. Для этого выезжают на машине на ровную дорогу и анализируют, не уменьшилась ли вибрация.
  4. Если ничего не изменилось, необходимо вернуться в гараж, и перевесить груз на следующий отрезок карданного вала. После чего повторить тестирование.

Монтаж грузика на кардане

Пункты 2, 3 и 4 из приведенного списка необходимо выполнять до тех пор, пока вы не найдете на карданном вале участок, на котором грузик уменьшает вибрацию. Далее аналогично опытным путем необходимо определить массу грузика. В идеале при его правильно подборе вибрация должна исчезнуть совсем.

Окончательная балансировка «кардана» своими руками заключается в жесткой фиксации выбранного грузика. Для этого желательно использовать электросварку. Если у вас ее нет, то в крайнем случае можно воспользоваться популярным средством под названием «холодная сварка», или хорошенько затянуть металлическим хомутом (например, сантехническим).

Балансировка карданного вала в домашних условиях

Существует еще один, хотя и менее эффективный метод диагностики. В соответствии с ним необходимо демонтировать карданный вал с автомобиля. После этого нужно найти или подобрать ровную поверхность (желательно идеально горизонтальную). На нее кладутся два стальных уголка или швеллера (их размер неважен) на расстоянии чуть меньше длины карданного вала.

После этого на них укладывается сам «кардан». Если он изогнут или деформирован, то его центр тяжести смещен. Соответственно, в этом случае он прокрутится и станет таким образом, что его более тяжелая часть окажется внизу. Это будет явным указанием автовладельцу, в какой плоскости необходимо искать разбалансировку. Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу. То есть, на карданный вал крепятся грузики и опытным путем вычисляются места их крепления и масса. Естественно, что грузики крепят на противоположной стороне от той, куда смещен центр тяжести вала.

Еще один эффективный метод заключается в использовании анализатора частоты. Его можно сделать своими руками. Однако необходима программа, которая на ПК имитирует электронный осциллограф, показывающий уровень частоты возникающих колебаний при вращении кардана. Ее вы можете сказать из интернета в свободном доступе.

Итак, для измерений звуковых колебаний вам понадобиться чувствительный микрофон в механической защите (поролон). Если его нет, то можно смастерить приспособление из динамика среднего диаметра и металлического прута, который будет передавать на него звуковые колебания (волны). Для этого в центр динамика приваривается гайка, в которую вставляется металлический прут. На выходы динамика припаивается провод со штекером, который подсоединяется на вход микрофона в ПК.

Далее процедура замера происходит по следующему алгоритму:

  1. Приводную ось автомобиля вывешивают, давая колесам свободно вращаться.
  2. Водитель машины «разгоняет» ее до скорости, на которой обычно возникает вибрация (обычно это 60…80 км/ч, и подает сигнал человеку, который проводит замеры.
  3. Если вы пользуетесь чувствительным микрофоном, то достаточно близко поднести его к месту нанесения меток. Если же у вас динамик с металлическим щупом, то его предварительно нужно закрепить к месту, максимально приближенному к нанесенным меткам. Результат фиксируется.
  4. На карданный вал наносят условные четыре метки по окружности, через каждые 90 градусов, и нумеруют их.
  5. К одной из меток присоединяют тестовый грузик (массой 10…30 грамм) с помощью ленты или хомута. Также можно использовать непосредственно болтовое соединение хомута как грузик.
  6. Далее проводятся замеры с грузиком на каждом из четырех мест в последовательности с нумерацией. То есть, четыре замера с перемещением груза. Результаты амплитуды колебаний фиксируются на бумаге или компьютере.

Место расположения дисбаланса

Результатом проведенных экспериментов будут числовые значения напряжения на осциллографе, отличающиеся друг от друга по величине. Далее необходимо построить схему в условном масштабе, который бы соответствовал числовым значениям. Рисуется окружность с четырьмя направлениями, соответствующими расположению груза. От центра по этим осям в условном масштабе наносятся отрезки по полученным данным. Потом следует графически разделить пополам отрезки 1-3 и 2-4 перпендикулярными им отрезками. От середины окружности через точку пересечения последних отрезков рисуется луч до пересечения с окружностью. Это и будет точка расположения дисбаланса, которую нужно компенсировать (см. рисунок).

Искомая точка расположения компенсационного грузика будет находиться на диаметрально противоположном конце. Что касается массы грузика, то она вычисляется по формуле:

где:

  • масса дисбаланса — искомое значение массы устанавливаемого дисбаланса;
  • уровень вибрации без пробного груза — значение напряжения по осциллографу, измеренное до установки пробного груза на кардан;
  • среднее значение уровня вибрации — среднее арифметическое между четырьмя замерами напряжения по осциллографу при установке пробного груза в четырех указанных точка на кардане;
  • значение массы пробного груза — значение массы установленного экспериментального груза, в граммах;
  • 1,1 — поправочный коэффициент.
Рекомендуем:  Проточка тормозных дисков своими руками

Обычно масса устанавливаемого дисбаланса составляет 10…30 грамм. Если у вас по каким-либо причинам не получилось точно вычислить массу дисбаланса, можно установить ее экспериментальным путем. Главное, знать место установки, а значение массы корректировать в процессе езды.

Однако, как показывает практика, самостоятельная балансировка карданного вала описанным выше методом лишь частично устраняет проблему. На машине можно будет еще ездить продолжительное время без существенных вибраций. Но полностью от нее избавится не удастся. Поэтому другие детали трансмиссии и ходовой будут работать при ней. А это негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе. Поэтому даже после проведения самостоятельной балансировки нужно обратиться с этой проблемой на станцию технического обслуживания.

Терминология

  • Дисбалансом называют несовпадение оси вращения тела с его главной осью инерции. Такая неуравновешенность вращающихся элементов карданных валов или других роторов приводит к появлению вибрации. Последняя будет причиной возникновения в креплении кардана усталостных трещин, быстро развивающихся в разрывы. Резьбовые соединения, подверженные вибровоздействию, постепенно ослабевают и раскручиваются. Это может привести к аварийной ситуации из-за падения кардана во время движения автомобиля. Мало того, вибрация негативно воздействует на водителя: содействует быстрой утомляемости и отвлекает его от оценки дорожной ситуации, отчего также возрастает риск возникновения ДТП.
  • Главной осью инерции вала называется ось симметрии, проходящая через его центр масс.
  • Балансировка карданных валов – это процесс устранения их дисбалансов, который заключается в перемещении главной оси инерции до совмещения ее с осью вращения.

Для чего нужна балансировка карданного вала?

22.10.2018 Карданный вал (КВ) является одним из элементов трансмиссии, передающий крутящий момент с коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу в редукторе моста (переднего или заднего).

Карданный вал (КВ) является одним из элементов трансмиссии, передающий крутящий момент с коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу в редукторе моста (переднего или заднего). Во время работы эта деталь вращается вокруг своей продольной оси с довольно большой скоростью. Отклонение центра тяжести вала от оси приводит к такому явлению, как вибрации.

Вибрация не только дает неприятные ощущения и дискомфорт при езде, но и может стать причиной разрушительных процессов, затрагивающих металл кузова, а так же сложные узлы и агрегаты.

Ни один сварной шов в конструкции автомобиля, ни одно болтовое соединение не рассчитаны на длительную вибрационную нагрузку. Поэтому, при появлении подобных симптомов, необходимо срочно устранять причину.

Кстати, вибрация кузова может быть вызвана не только разбалансировкой карданного вала (кардана). Похожие признаки неисправности могут возникнуть при плохо отбалансированных колесах (лечится в любой шиномонтажной мастерской) или несбалансированном маховике в сборе с корзиной сцепления (устраняется на специальном оборудовании).

Народный метод

Как только вы стали ощущать вибрации, кажущиеся слишком сильными и лишними, а добраться до СТО не представляется возможности – по времени или по деньгам – можно произвести балансировку кардана своими руками. Благо, народные умельцы давно уже разработали довольно трудоемкий, но эффективный метод. Для этого наш кардан условно разделяем на 4 равные части при воображаемом разрезе поперек (эту операцию следует производить в гараже на яме или на эстакаде). Далее – берем небольшой грузик (свинцовый и из сплава, как для балансировок колеса) грамм на 30.

Прикрепляем его жестким образом к первой части кардана

. Следующим этапом будет тестирование. Для этого необходимо выехать на гладкую ровную дорогу и на слух отслеживать вибрации: их стало больше или меньше? Возвращаемся обратно в гараж и прицепляем грузик к следующей части детали. Тестируем. Возвращаемся. Такую операцию надо произвести с каждой частью кардана.

Для большей уверенности можете попробовать разбить деталь на большее количество частей. Итак, вы определились уже (опытным путем) с сектором кардана. Теперь остается определиться с весом грузика.

К выбранному отмеченному сектору прикрепляем грузики различных масс. Как только покажется, что вибрация удалилась, возвращаемся в гараж и микросваркой или жидкой сваркой прикрепляем грузик к выбранному месту более прочно.

Если у вас есть обыкновенная электродная сварка – можно ею приварить. Таким образом, получим приблизительно сбалансированный вал, который не будет излишне вибрировать при езде, и прослужит вам еще довольно продолжительное время. Справедливо будет отметить, однако, что этот трудоемкий процесс не избавляет нас от потребности, в конце концов, обратиться в сервис, для произведения более скрупулезного ремонта. Зато, на некоторое время вы почти, что забудете про вибрацию и сбережете в целости сопутствующие детали передачи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: