Как правило, она возникает под действием центробежных сил, вызываемых:
— дисбалансом вращающихся узлов — коленвала и маховика двигателя, вентиляторов радиатора и отопителя, сцепления, карданных валов, тормозных дисков и барабанов, колес в сборе с шинами;
— большой разницей масс движущихся деталей — поршней и шатунов мотора.
Причины дисбаланса:
— конструктивные — обусловлены особенностями конструкции детали. Например, для накачивания шины на ободе колеса есть вентиль, масса которого нарушает их уравновешенность; — технологические — связаны с допустимыми отклонениями размеров и параметров (в то числе — дисбаланса) деталей, обеспечивающими их взаимозаменяемость, то есть упрощение изготовления и ремонта узлов. Но иногда неуравновешенности деталей, отбалансированных отдельно — эксплуатационные — неравномерный изноc детали, ее деформация, дефекты виброизоляторов и т. д.Виброизолятор — элемент крепления агрегата (подушка, опора), снижающий передаваемую вибрацию. Как правило, состоит из металлических элементов (арматуры), разделенныx резиновым массивом. Могут быть и другие конструкции — гидравлические, пружинные, комбинированные.
Устранение вибрации
Балансировка — Полностью устранить тряску сложно, но снизить ее до разумного минимума — реально.Для этого деталь балансируют: — находят ее «тяжелую» сторону; — определяют величину массы, вызывающей дисбаланс; — облегчают «тяжелую» или, наоборот, утяжеляют противоположную сторону.
Основные способы балансировки
Статический — без принудительного вращения детали. Способ не требует сложного оборудования, доступен в «гаражных» условиях, но не устраняет дисбаланс полностью. Дает приемлемые результаты для коротких деталей со сравнительно большим диаметром (маховик двигателя, ведомый диск сцепления и т. п.). Их балансируют: — «на ножах» (призмах) или в «подшипниках». Деталь самоустанавливается, вращаясь вокруг своей оси, и в итоге занимает положение, при котором «тяжелая» сторона оказывается ниже оси вращения. Призмы должны быть строго горизонтальны, а подшипники — с минимальным сопротивлением; — «на опоре» или «на подвесе». «Тяжелая» сторона перевешивает, и деталь отклоняется от горизонтали. Как правило, первый метод точнее, но применим только к деталям с цилиндрическими опорными поверхностями.Динамический способ — с постоянным принудительным вращением детали на специальном оборудовании. Устраняет все составляющие дисбаланса и применим для жестких деталей любых размеров (карданный вал, коленвал и т. п.).
Определение величины массы, нужной для устранения дисбаланса, при статической балансировке часто проводят опытным путем, а при динамической — ее, как правило, выдает компьютер балансировочного стенда. При облегчении «тяжелой» стороны детали в ней удаляют (сверлением или другой механической обработкой) часть материала. Так балансируют коленвалы, маховики, чугунные тормозные барабаны, корзины сцепления, ступицы колес, приводные шкивы и т.д. При утяжелении «легкой» стороны детали к ней присоединяют грузы (как правило, на пластинчатых пружинах или закрепляя сваркой, клеем). Так поступают с деталями, у которых невозможно убрать лишний материал с «тяжелой» стороны без снижения их прочности. Например, с колесами и тормозными барабанами из легкого сплава, карданными валами, ведомыми дисками сцепления.
Определение источника повышенной вибрацииБез специальных приборов корректно определить превышение допустимого уровня вибрации невозможно. Каждый человек воспринимает его субъективно.
Тряску можно считать неприемлемой, когда: на неподвижном автомобиле при «нейтральном» положении КПП, медленном увеличение числа оборотов двигателя и включенном сцеплении (ненажатой педали):
— вибрация ощутима на рулевом колесе при легком прикосновении пальцев;
— лежащие на панели приборов («торпеде») предметы перемещаются;
— изображение в салонном зеркале заднего вида размывается; на автомобиле во время движения, кроме того, ощущаются неприятные вибрации органов управления, пола, сидений.
Перед поиском источника повышенной вибрации целесообразно определить условия и ре жимы ее проявления — на неподвижном автомобиле (на месте) или в движении. Затем понять, когда она появилась — изначально была на новой машине, возникла в процессе эксплуатации или после ремонта какого-либо агрегата. В любом случае полезно предварительно убедиться в правильности регулировок двигателя. Неравномерность его работы тоже проявляется вибрацией, но она может быть следствием дефектов в системах зажигания, питания или управления впрыском. Причем перебои в моторе иногда возникают не только на холостом ходу и, кроме того, могут быть следствием установки бракованных деталей.
Выявлять источник повышенной вибрации удобнее с помощником. Один человек находится в салоне машины, второй — наблюдает за работой агрегатов снаружи.
Диагностируя автомобиль, следует соблюдать меры безопасности: — прощупывая рукой «подозрительные» места при работающем двигателе, не касаться сильно нагретых (выпускной коллектор, шланги и трубопроводы системы охлаждения) или вращающихся (крыльчатка вентилятора, карданный вал) деталей;
— вывешивая машину, ставить ее на надежные опоры;
— двигаясь по дорогам общего пользования, не мешать другим участникам движения.
Вибрация в неподвижном автомобиле, как правило, возникает при:
— работе двигателя и его навесного оборудования (генератор, компрессор кондиционера и т. п.);
— включении вентиляторов радиатора и отопителя;
— дефектах подвесок силового агрегата и системы выпуска.
При поиске источника вибрации можно придерживаться следующей последовательности действий: — осмотреть (лучше сначала при выключенном, затем — работающем двигателе) подвески силового агрегата, выпускной системы и детали около них. Элементы подвески должны быть целыми. Иногда силовая защита стоит слишком близко к поддону двигателя. Их контакт тоже вызывает вибрации. Неисправные детали надо заменить; — проверить надежность затяжки резьбовых соединений, подтянуть ослабшие; — чтобы убедиться, что вибрация идет от вентилятора, надо его отключить или снять крыльчатку; — последовательно отключать навесное оборудование (снимать приводные ремни) и, пуская мотор, проверять уровень вибраций во всем его рабочем диапазоне оборотов. Неисправный агрегат надо заменить или отбалансировать его элемент (шкив); — выжать педаль сцепления при работающем двигателе или рычаг селектора автоматической коробки передач (АККП) поставить в положение «N». Если вибрация осталась, ее основными источниками могут быть: маховик, корзина сцепления, гидротрансформатор или детали АККП, коленвал или разница веса поршней и шатунов, превышающая допустимую.
Вибрация при движении автомобиля, как правило, возникает от деталей трансмиссии или ходовой части. Если ее уровень зависит только от скорости машины и не меняется при движении накатом, значит, вибрирует какой-то узел после ведомого вала коробки передач (карданный или приводные валы, детали раздаточной коробки, колеса, ступицы и т.д.). Причем частота колебаний от кардана примерно в четыре раза выше, чем от колес, тормозных барабанов и дисков. Когда вибрация возникает только при торможении, наиболее вероятный ее источник — тормозные диски или барабаны. Они, а также ступицы, могут быть изготовлены с недопустимыми отклонениями биений рабочих и привалочных поверхностей. Если стоит некачественная резина — причины могут крыться в ее неравномерной жесткости, что усиливается при увеличении нагрузки на передние колеса при торможении. Тряску машины в узком диапазоне скоростей около 10-15 км/ч вызывает, как правило, дисбаланс колес. У передних он дополнительно проявляется биением руля. Чтобы убедиться в дефекте, можно поменять местами задние и передние колеса или снять их и проверить балансировку.
В остальных случаях необходимо:
— вывесить поочередно ведущие колеса; — пустить и прогреть двигатель, включить высшую (четвертую или пятую) передачу, медленно отпустить педаль сцепления и прибавлять обороты мотора до возникновения ощутимой вибрации.Если при вывешивании обоих ведущих колес вибрации не было, скорее всего, ее возбуждают детали ведомой оси — ступица или тормозной барабан (диск). Выяснить это удастся только повторной проверкой после их поочередной замены заведомо хорошими, например с другого автомобиля. Причиной вибрации с какой-нибудь одной стороны машины может быть неуравновешенность тормозного барабана (диска), ступицы или деталей привода — полуоси или карданного (приводного) вала. В этом случае придется последовательно снимать колесо и тормозной барабан (диск), затем менять полуось и ступицу на проверенные и исправные и каждый раз повторять проверку. Вибрация на новом автомобиле бывает от неправильного монтажа агрегатов-источников колебаний или установки узлов с повышенным уровнем вибраций.
Искать причину необходимо на неподвижной машине и в движении. Причем при осмотре нужно обратить внимание на правильность применения виброизоляторов. Они могут быть внешне почти одинаковы, но отличаться характеристиками для некоторых вариантов комплектации автомобиля. Поэтому полезно сравнить, хотя бы, маркировку деталей и твердость резины (на ощупь). Для недорогих автомобилей это должно быть одним из основных факторов при приеме решения о покупке, так как устранение дисбаланса недешево, кроме того существенно увеличивается скорость износа узлов. В процессе эксплуатации машины до ремонта ее узлов и двигателя уровень вибрации меняется незначительно. Однако со временем исходные параметры виброизоляторов ухудшаются, и комфортабельность автомобиля постепенно снижается. Дефекты резины (старение, отвердение, трещины), как правило, выявляют при осмотре.
При внезапном появлении вибрации во время движения желательно восстановить в памяти предшествовавшие события. Например: — сразу после интенсивных торможений, когда температура деталей высока, пришлось проехать глубокую лужу.
Причиной появления вибрации при следующем нажатии на педаль может стать тормозной диск, который покоробился от резкого охлаждения водой;
— автомобиль ударился карданным валом о бордюр при съезде на проезжую часть или колесо наехало на препятствие или край ямы
— начавшаяся тряска говорит о повреждении соответствующих деталей (вала, шины, колеса).
Вибрация, возникшая после ремонта с заменой вращающихся деталей, указывает на большой дисбаланс новых элементов или на ошибки при ремонтных операциях, приводящие к неправильной сборке узла или деформации детали. Например, поршни и шатуны двигателя должны быть подобраны по массе, как правило, со следующей разницей в весе: для поршней — 2,5-5 г, для шатунов — не более 5-10 г.
Рекомендации по предупреждению повышенной вибрации
Когда детали, вызывающие повышенную вибрацию, легко доступны, их просто заменить кондиционными или снять для ремонта. В противном случае придется принимать решение, исходя из величины колебаний и трудоемкости работы. Иногда можно повременить до плановой переборки агрегата. Если сложный механизм (например, двигатель) уже разобран и в него ставят новые детали или ремонтируют старые наплавкой (наваркой), необходимо перед окончательной сборкой проверить их балансировку. Иначе потом придется перебирать агрегат.Довольно часто дисбаланс появляется после ремонта (разборки) карданного вала или его снятия для демонтажа коробки передач или «раздатки». Поэтому полезно прежде отметить взаимное положение всех составных частей и работать аккуратно, не допуская сильных деформирующих ударов (лучше на прессе). Иногда у карданных шарниров, например заднеприводных ВАЗов, предусмотрены стопорные кольца крестовин различной толщины. Их неправильная установка также приводит к дисбалансу. Когда уровень вибрации удовлетворителен и замена или механическая обработка вращающихся деталей не планируется, перед разборкой тоже полезно отметить их взаимное положение.
Возможной причиной повышенных вибраций также может быть отклонение геометрических параметров (в основном биений) новых деталей. Поэтому полезно их проверить и, по результатам проверки, обменять или попытаться отбалансировать.
