Балансування карданного валу

Балансування карданного валу можна проводити як власноруч, так і на СТО. У першому випадку для цього потрібне використання спеціальних інструментів та матеріалів – грузиків та хомутів. Однак краще довірити балансування "кардана" працівникам станції техобслуговування, оскільки вручну неможливо з точністю обчислити масу балансиру та місце його встановлення. Існує кілька «народних» методів балансування, про які ми поговоримо далі.

Ознаки та причини розбалансування

Основною ознакою виникнення розбалансування карданного валу автомобіля є поява вібрації всього корпусу автомобіля. При цьому вона збільшується зі збільшенням швидкості руху, і в залежності від ступеня дисбалансу може виявлятися як вже на швидкості 60-70 км/год, так і більше 100 кілометрів на годину. Це є наслідком того, що при обертанні валу центр його тяжіння зміщується, і відцентрова сила, що виникає, як би «підкидає» машина на дорозі. Додатковою ознакою до вібрації є поява характерного гулу, що виходить з-під днища автомобіля.

Розбалансування дуже шкідливе для трансмісії та ходової частини автомобіля. Тому при її найменших ознак потрібно зробити балансування «кардана» на автомобілю.

До таких наслідків може призвести нехтування поломкою

Причин виникнення цієї поломки є кілька. Серед них:

• природний знос деталі за тривалої експлуатації;
• механічні деформації, що виникли внаслідок ударів чи надмірних навантажень;
• заводський брак;
• великі зазори між окремими елементами валу (якщо він не цільний).

Вібрація, що відчувається в салоні, може виходити не від карданного валу, а від невідбалансованих коліс.

Незалежно від причин, з появою описаних вище ознак необхідно провести перевірку наявності розбалансування. Ремонтні роботи можна зробити і у власному гаражі.

Як відбалансувати кардан у домашніх умовах

Опишемо процес балансування карданного валу своїми руками за допомогою відомого «дідівського» методу. Він нескладний, проте його виконання може зайняти достатньо багато часу. Вам обов'язково потрібна оглядова яма, на яку потрібно попередньо загнати машину. також вам знадобляться кілька вантажів різних мас, що використовуються при балансуванні коліс. Як варіант, замість вантажівок можна використовувати нарізані шматочками електроди від зварювання.

Примітивний грузик для балансування кардану в домашніх умовах

Алгоритм роботи буде таким:

1. Довжину карданного валу умовно ділять на 4 рівні частини в поперечній площині (частин може бути і більше, все залежить від амплітуди вібрацій та бажання автовласника витрачати на це багато сил та часу).
2. До поверхні першої частини карданного валу надійно, але з можливістю подальшого демонтажу, прикріплюють згаданий вище вантаж. Для цього можна скористатися металевим хомутом, пластиковою стяжкою, скотчем або іншим подібним пристроєм. Замість вантажу можна використовувати електроди, яких під хомут можна підкласти одразу кілька штук. У міру зниження маси їх кількість зменшують (або навпаки зі збільшенням додають).
3. далі проводиться тестування. Для цього виїжджають на автомобілю на рівну дорогу та аналізують, чи не зменшилася вібрація.
4. Якщо нічого не змінилося, потрібно повернутися в гараж і переважити вантаж на наступний відрізок карданного валу. Після цього повторити тестування.

Монтаж карданного грузика

Пункти 2, 3 і 4 з наведеного списку потрібно виконувати доти, доки ви не знайдете на каретом валі ділянку, на якій вантаж зменшує вібрацію. далі аналогічно досвідченим шляхом потрібно визначити масу вантажу. В ідеалі при його коректному доборі вібрація має зникнути зовсім.

Остаточне балансування «кардана» своїми руками полягає у жорсткій фіксації обраного вантажу. Для цього бажано використовувати електрозварювання. Якщо у вас її немає, то в крайньому випадку можна скористатися популярним засобом під назвою «холодне зварювання», або добре затягнути металевим хомутом (наприклад, сантехнічним).

Балансування карданного валу в домашніх умовах

Існує також один, хоч і менш ефективний метод діагностики. Відповідно до нього потрібно демонтувати каретот вал з автомобіля. Після цього потрібно знайти або підібрати рівну поверхню (бажано ідеально горизонтальну). На неї кладуться два сталеві куточки або швелери (їх розмір неважливий) на відстані трохи менше довжини карданного валу.

Після цього ними укладається сам «кардан». Якщо він вигнутий чи деформований, його центр тяжкості смтакжен. Відповідно, у цьому випадку він прокрутиться і стане так, що його важча частина опиниться внизу. Це буде очевидною вказівкою автовласнику, в якій площині потрібно шукати розбалансування. Подальші дії аналогічні до попереднього методу. Тобто, на каретот вал кріпляться грузики і досвідченим шляхом обчислюються місця їхнього кріплення та маса. Природно, що грузики кріплять на протилежній стороні від тієї, куди змащений центр ваги валу.

також один ефективний метод полягає у використанні аналізатора частоти. Його можна робити своїми руками. Однак необхідна програма, яка на ПК імітує електронний осцилограф, що показує рівень частоти коливань, що виникають при обертанні кардана. Її можна сказати з інтернету у вільному доступі.

Отже, для вимірювання звукових коливань вам знадобиться чутливий мікрофон у механічному захисті (поролон). Якщо його немає, то можна змайструвати пристосування з динаміка середнього діаметра та металевого прута, який передаватиме на нього звукові коливання (хвилі). Для цього центр динаміка приварюється гайка, в яку вставляється металевий прут. На виходи динаміка припаюється провід зі штекером, який приєднується на вхід мікрофона до ПК.

далі процедура виміру відбувається за наступним алгоритмом:

1. Привідну вісь автомобіля вивішують, даючи колесам вільно обертатися.
2. Водій автомобіля «розганяє» її до швидкості, на якій зазвичай з'являється вібрація (зазвичай це 60...80 км/год, і подає сигнал людині, яка проводить вимірювання).
3. Якщо ви користуєтеся чутливим мікрофоном, досить близько піднести його до місця нанесення міток. Якщо ж у вас динамік з металевим щупом, його попередньо потрібно закріпити до місця, максимально наближеного до нанесених міток. Результат фіксується.
4. На каретот вал наносять умовні чотири мітки по колу через кожні 90 градусів і нумерують їх.
5. До однієї з міток приєднують тестовий грузик (масою 10...30 грам) за допомогою стрічки або хомута. також можна використовувати саме болтове з'єднання хомута як грузик.
6. далі проводяться виміри з грузиком кожному з чотирьох місць у послідовності з нумерацією. Тобто чотири виміри з перемтакженням вантажу. Результати амплітуди коливань фіксуються на папері чи комп'ютері.

Місце розташування дисбалансу

Результатом проведених експериментів будуть числові значення напруги на осцилографі, що відрізняються один від одного за величиною. далі потрібно побудувати схему в умовному масштабі, який би відповідав числовим значенням. Малюється коло з чотирма напрямками, що відповідають розташування вантажу. Від центру цим осям в умовному масштабі наносяться відрізки за отриманими даними. Потім слід графічно розділити навпіл відрізки 1-3 і 2-4 перпендикулярними відрізками. Від середини кола через точку перетину останніх відрізків малюється промінь до перетину з коло. Це і буде точка розташування дисбалансу, яку потрібно компенсувати (див. рисунок).

Шукана точка розташування компенсаційного вантажу буде на діаметрально протилежному кінці. Щодо маси грузика, то вона обчислюється за формулою:

де:

• маса дисбалансу - потрібне значення маси встановлюваного дисбалансу;
• рівень вібрації без пробного вантажу - значення напруги по осцилографу, виміряне до встановлення пробного вантажу на кардан;
• середнє значення рівня вібрації - середнє арифметичне між чотирма вимірами напруги по осцилографу при установці пробного вантажу в чотирьох зазначених точках на кардані;
• значення маси пробного вантажу - значення маси встановленого експериментального вантажу в грамах;
• 1,1 - поправочний коефіцієнт.

Зазвичай маса встановлюваного дисбалансу становить 10-30 грам. Якщо у вас з якихось причин не вдалося точно обчислити масу дисбалансу, можна встановити її експериментальним шляхом. Головне, знати місце установки, а значення маси коригувати у процесі їзди.

Однак, як показує практика, самостійне балансування карданного валу описаним вище методом лише частково усуває проблему. На автомобілю можна також їздити тривалий час без істотних вібрацій. Але повністю її позбудеться не вдасться. Тому інші деталі трансмісії та ходової працюватимуть при ній. А це негативно позначається на їхній працездатності та ресурсі. Тому навіть після проведення самостійного балансування потрібно звернутись із цією проблемою на станцію технічного обслуговування.

Технологічний метод ремонту

Верстат для балансування карданів

Але якщо для такої справи не шкода 5 тис. руб. саме такою буде ціна балансування валу в майстерні, то рекомендуємо вирушити до фахівців. Виконання діагностики у ремонтних майстернях передбачає використання спеціального стенду для динамічного балансування. Для цього каретот вал демонтують з автомобіля та встановлюють на нього. До складу приладу входить кілька датчиків і контрольних поверхонь. Якщо вал розбалансований, то при обертанні він торкатиметься своєю поверхнею згаданих елементів. Так аналізується геометрія та її викривлення. Вся інформація відображається на моніторі.

Виконання ремонтних робіт може виконуватись різними методами:

• Установка пластин-балансиров саме на поверхні карданного валу. При цьому їх маса та місце встановлення точно обчислюється комп'ютерною програмою. А кріпляться вони за допомогою заводського зварювання.
• Балансування карданного валу на верстаті. Цей метод використовується у разі значного пошкодження геометрії елемента. Адже при цьому часто доводиться знімати певний шар металу, що неминуче призводить до зниження міцності валу та збільшення навантаження на нього в режимах нормальної роботи.

Подібний верстат для балансування карданних валів своїми руками виготовляти не вийде, оскільки він дуже складний. Однак без його використання якісне та надійне балансування зробити не вдасться.

Підсумки

Збалансувати кардан самому в домашніх умовах цілком реально. Однак потрібно розуміти, що самостійно неможливо підібрати ідеальну масу противаги та місце його встановлення. Тому самостійний ремонт можливий лише у разі незначних вібрацій або як тимчасовий метод рятування від них. В ідеалі потрібно їхати на станцію техобслуговування, де вам збалансують кардан на спеціальному верстаті.