Балансування карданного валу

37

Балансування карданного валу можна проводити як своїми руками, так і на СТО. У першому випадку для цього потрібно використання спеціальних інструментів і матеріалів — важків і хомутів. Однак краще довірити балансування «кардана» працівникам станції техобслуговування, оскільки вручну неможливо з точністю обчислити масу балансира і місце його установки. Існує кілька «народних» методів балансування, про які ми поговоримо далі.

Зміст:

  • Ознаки і причини дисбалансу
  • Балансування будинку
  • Балансування на СТО

Ознаки і причини розбалансування

Основною ознакою виникнення розбалансування карданного валу автомобіля є поява вібрації всього корпусу машини. При цьому вона збільшується по мірі збільшення швидкості руху, і в залежності від ступеня дисбалансу може проявлятися як вже на швидкості 60-70 км/ч, так і понад 100 кілометрів на годину. Це є наслідком того, що при обертанні вала центр тяжіння зміщується, і виникає відцентрова сила як би «підкидає» автомобіль на дорозі. Додатковою ознакою того ж до вібрації є поява характерного гуркоту, що виходить з-під днища машини.

Розбалансування дуже шкідлива для трансмісії і ходової частини автомобіля. Тому при появах її найменших ознак необхідно виконати балансування «кардана» на машині.
Балансування карданного валу

До таких наслідків може призвести нехтування поломкою

Причин виникнення цієї поломки існує кілька. Серед них:

  • природний знос деталі при тривалій експлуатації;
  • механічні деформації, що виникли внаслідок ударів або надмірних навантажень;
  • заводський шлюб;
  • великі зазори між окремими елементами валу (в разі, якщо він не цільний).

Вібрація, відчутна в салоні може виходити не від карданного вала, а від неотбалансированных коліс.

Незалежно від причин, при появі описаних вище ознак необхідно виконати перевірку наявності розбалансування. Ремонтні роботи можна виконати і у власному гаражі.

Як відбалансувати кардан в домашніх умовах

Опишемо процес балансування карданного валу своїми руками з допомогою відомого «дідівського» методу. Він нескладний, однак його виконання може зайняти досить багато часу. Вам обов’язково потрібна буде оглядова яма, на яку необхідно попередньо загнати машину. Також вам знадобляться кілька тягарців різних мас, що використовуються при балансуванні коліс. Як варіант, замість тягарців можна використовувати нарізані шматочками електроди від зварювання.

Балансування карданного валу

Примітивний грузик для балансування кардана в домашніх умовах

Алгоритм роботи буде такою:

  • Довжину карданного вала умовно ділять на 4 рівні частини в поперечній площині (частин може бути і більше, все залежить від амплітуди вібрацій і бажання автовласника витрачати на це багато сил і часу).
  • До поверхні першій частині карданного валу надійно, але з можливістю подальшого демонтажу, прикріплюють згаданий вище грузик. Для цього можна скористатися металевим хомутом, пластикової стяжкою, скотчем або іншим подібним пристроєм. Замість грузика можна використовувати електроди, яких під хомут можна підкласти відразу кілька штук. По мірі зниження маси їх кількість зменшують (або навпаки при збільшенні додають).
  • Далі проводиться тестування. Для цього виїжджають на машині на рівну дорогу і аналізують, не зменшилася вібрація.
  • Якщо нічого не змінилося, необхідно повернутися в гараж, і переважити вантаж на наступний відрізок карданного валу. Після чого повторити тестування.
  • Балансування карданного валу

    Монтаж грузика на кардане

    Пункти 2, 3 і 4 з наведеного списку необхідно виконувати до тих пір, поки ви не знайдете на карданному валі ділянку, на якій грузик зменшує вібрацію. Далі аналогічно досвідченим шляхом необхідно визначити масу грузика. В ідеалі при його правильно підборі вібрація повинна зникнути зовсім.

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

    Балансування карданного валу

    Балансування карданного вала в домашніх умовах

    Існує ще один, хоча і менш ефективний метод діагностики. У відповідності з ним необхідно демонтувати карданний вал з автомобіля. Після цього потрібно знайти або підібрати рівну поверхню (бажано ідеально горизонтальну). На неї кладуть два сталевих куточка або швелера (їх розмір неважливий) на відстані трохи менше довжини карданного валу.

    Після цього на них вкладається сам «кардан». Якщо він зігнутий або деформований, то його центр ваги зміщений. Відповідно, в цьому випадку він прокрутиться і стане таким чином, що його більш важка частина виявиться внизу. Це буде явним зазначенням автовласнику, в якій площині необхідно шукати розбалансування. Подальші дії аналогічні попереднім методом. Тобто, на карданний вал кріпляться важки і досвідченим шляхом обчислюються місця їх кріплення і маса. Природно, що важки кріплять на протилежній стороні від тієї, куди зміщений центр ваги валу.

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

    Отже, для вимірювань звукових коливань вам знадобитися чутливий мікрофон в механічній захисту (поролон). Якщо його немає, то можна змайструвати пристосування з динаміка середнього діаметра і металевого прута, який буде передавати на нього звукові коливання (хвилі). Для цього в центр динаміка приварюється гайка, в яку вставляється металевий прут. На виходи динаміка припаюється провід зі штекером, який під’єднується на вхід мікрофона в ПК.

    Далі процедура виміру відбувається за наступним алгоритмом:

  • Привідну вісь автомобіля вивішують, даючи вільно обертатися колесам.
  • Водій машини «розганяє» її до швидкості, на якій зазвичай виникає вібрація (зазвичай це 60…80 км/год, і подає сигнал людині, який проводить заміри.
  • Якщо ви користуєтеся чутливим мікрофоном, то досить близько піднести його до місця нанесення міток. Якщо ж у вас динамік з металевим щупом, то його попередньо треба закріпити до місця, максимально наближеному до нанесеним мітках. Результат фіксується.
  • На карданний вал наносять умовні чотири мітки по колу, через кожні 90 градусів, і нумерують їх.
  • До однієї з міток приєднують тестовий грузик (масою 10…30 грам) з допомогою стрічки або хомута. Також можна використовувати безпосередньо болтове з’єднання хомута як грузик.
  • Далі проводяться заміри з грузиком на кожному з чотирьох місць у послідовності з нумерацією. Тобто, чотири виміри з переміщенням вантажу. Результати амплітуди коливань фіксуються на папері або комп’ютері.
  • Балансування карданного валу

    Місце розташування дисбалансу

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

    Шукана точка розташування компенсаційного грузика буде перебувати на діаметрально протилежному кінці. Що стосується маси грузика, то вона обчислюється за формулою:

    Балансування карданного валу

    де:

    • маса дисбалансу — шукане значення маси встановлюється дисбалансу;
    • рівень вібрації без пробного вантажу — значення напруги по осцилографу, виміряне до установки пробного вантажу на кардан;
    • середнє значення рівня вібрації — середнє арифметичне між чотирма вимірами напруги по осцилографу при установці пробного вантажу в чотирьох зазначених точка на кардане;
    • значення маси пробного вантажу — значення маси встановленого експериментального вантажу, в грамах;
    • 1,1 — поправочний коефіцієнт.

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

    Однак, як показує практика, самостійна балансування карданного валу описаним вище методом лише частково вирішує проблему. На машині можна буде ще їздити тривалий час без істотних вібрацій. Але повністю від неї позбутися не вдасться. Тому інші деталі трансмісії і ходової будуть працювати при ній. А це негативно позначається на їх працездатності і ресурсі. Тому навіть після проведення самостійної балансування потрібно звернутися з цією проблемою на станцію технічного обслуговування.

    Технологічний метод ремонту

    Балансування карданного валу

    Верстат для балансування карданів

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

    Виконання ремонтних робіт може виконуватися різними методами:

    • Установка пластин-балансирів безпосередньо на поверхні карданного валу. При цьому їх маса і місце установки точно обчислюється комп’ютерною програмою. А кріпляться вони за допомогою заводський зварювання.
    • Балансування карданного валу на токарному верстаті. Цей метод використовується в разі значного пошкодження геометрії елемента. Адже при цьому часто доводиться знімати деякий шар металу, що неминуче призводить до зниження міцності вала і збільшення на навантаження на нього в режимі нормальної роботи.

    Подібний верстат для балансування карданних валів своїми руками зробити не вийде, оскільки він дуже складний. Однак без його використання якісну і надійну балансування виконати не вдасться.

    Підсумки

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