Автомобиль / Трансмиссия / Карданная передача / Демпфер вибраций карданного вала

Демпфер вибраций карданного вала

Демпфер вибраций карданного вала - специальный элемент карданной передачи, предназначенный для уменьшения определенных колебаний и резонансов приводной линии. Каноническое английское название TESMA - Vibration Damper, Propshaft.

Конструкция зависит от автомобиля. Демпфер может представлять собой резинометаллический элемент с дополнительной инерционной массой, кольцевой узел возле фланца, специальную деталь на карданном валу или другую конструкцию. Поэтому внешний вид и принцип крепления нельзя переносить с одного автомобиля на другой.

Главное правило TESMA: демпфер вибраций не является универсальным балансировочным грузом. Его масса, жесткость, положение и конструкция рассчитаны под конкретную приводную линию. Нельзя произвольно снимать демпфер, перемещать его по валу, заменять случайной резиновой деталью или использовать для маскировки механического дефекта кардана.

Для чего нужен демпфер

Карданная передача работает с высокой частотой вращения и передает переменный крутящий момент. Источниками колебаний могут быть:

двигатель;
коробка передач;
раздаточная коробка;
карданные шарниры;
редуктор;
изменение тягового момента;
упругость опор;
движение подвески;
собственные резонансы карданного вала и кузова.

Демпфер уменьшает амплитуду определенных колебаний, для которых была рассчитана конкретная конструкция.

Что такое резонанс

Если частота возбуждающего воздействия приближается к собственной частоте механической системы, амплитуда колебаний может возрастать.

В автомобиле это может проявляться как:

вибрация только в узком диапазоне скорости;
гул;
дрожь пола или сидений;
резкое усиление и последующее уменьшение вибрации;
разная интенсивность под тягой и накатом.

Принцип динамического демпфера

Во многих подобных механических системах используется сочетание дополнительной массы и упругого элемента. При колебании основной системы масса демпфера получает собственное относительное движение и уменьшает колебания в определенном частотном диапазоне.

На результат влияют:

масса;
жесткость эластомера;
положение;
геометрия;
температурные свойства;
состояние резины;
способ крепления.

Демпфер и балансировочный груз - разные элементы

Балансировочный груз жестко связан с карданным валом и корректирует распределение массы вращающегося узла.

Демпфер вибраций предназначен для изменения колебательной характеристики системы.

Поэтому нельзя:

путать эти детали;
удалять демпфер при балансировке без проверки его назначения;
приваривать вместо него случайный груз;
перемещать демпфер;
ставить деталь другой модификации только из-за внешнего сходства.

Демпфер и эластичная муфта

Муфта карданного вала также может уменьшать передачу крутильных колебаний, но обычно участвует непосредственно в передаче крутящего момента между соединенными деталями.

Отдельный демпфер может быть вспомогательным элементом и не передавать основной крутящий момент.

Демпфер и подвесная опора

Опора карданного вала поддерживает промежуточную секцию многосекционного кардана.

Ее функции:

удерживать вал;
обеспечивать работу центрального подшипника;
изолировать часть колебаний;
допускать предусмотренные перемещения.

Демпфер не заменяет разрушенную подвесную опору.

Где располагается демпфер

В зависимости от конструкции он может находиться:

в передней части карданного вала;
около фланца коробки;
около раздаточной коробки;
рядом с центральной опорой;
на одной из секций кардана;
возле заднего фланца;
в составе специального фланцевого узла.

Из чего состоит

Возможны:

металлическая инерционная масса;
кольцо;
эластомер;
внутренняя втулка;
наружная обойма;
фланец;
крепеж;
защитные элементы.

Старение резины

Изменение свойств эластомера может влиять на рабочую характеристику демпфера.

Проверяют:

трещины;
разрывы;
отслоение резины от металла;
смещение массы;
вздутие;
следы контакта;
утраченные участки материала.

Загрязнение маслом

Постоянный контакт с техническими жидкостями может быть неблагоприятным для отдельных видов резины.

При загрязнении проверяют источники:

коробку передач;
раздаточную коробку;
редуктор;
сальники соседних агрегатов.

Симптомы повреждения

вибрация в определенном диапазоне скорости;
дрожь пола;
резонансный гул;
вибрация после ремонта карданного вала;
металлический контакт;
видимое смещение массы;
разрушенная резина;
следы касания соседних элементов.

Но эти признаки не являются доказательством того, что источник проблемы именно демпфер.

Другие причины вибрации

Одновременно проверяют:

балансировку карданного вала;
биение трубы;
крестовины;
карданные ШРУСы;
подвесной подшипник;
резиновую опору;
фазировку;
рабочие углы;
шлицевое соединение;
фланцы;
опоры агрегатов;
колеса и шины.

Полный алгоритм приведен на странице «Диагностика карданной передачи».

Вибрация после удаления демпфера

Если заводской демпфер был снят при ремонте, в системе может появиться режим вибрации, который раньше подавлялся.

Поэтому при новом симптоме после ремонта нужно проверить:

заводскую комплектацию;
наличие демпфера;
его положение;
правильность установленной детали.

Можно ли ездить без него

Произвольно исключать заводской демпфер не следует.

Без него могут измениться:

вибрации;
уровень шума;
резонанс на отдельных скоростях;
нагрузка на упругие опоры;
комфорт работы трансмиссии.

Может ли поврежденный демпфер создать дисбаланс

Такая ситуация возможна, если:

масса сместилась;
эластомер разрушился несимметрично;
часть узла потеряна;
деталь стоит с перекосом;
установлен неправильный демпфер.

Нужна ли балансировка после замены

Это определяется конструкцией.

Если заменяется отдельная штатная деталь без вмешательства в геометрию вала, повторная балансировка может не требоваться.

После:

сварки;
замены трубы;
замены приваренных элементов;
изменения положения секций;
другого вмешательства в вращающийся узел

необходимость балансировки определяют по технологии ремонта.

Почему нельзя балансировать демпфером

Для устранения дисбаланса необходимо:

проверить геометрию;
измерить биение;
проверить шарниры;
проверить фазировку;
осмотреть штатные балансировочные грузы;
при необходимости выполнить динамическую балансировку.

После замены карданного вала

Если появился новый резонанс, проверяют:

соответствие вала автомобилю;
OE;
наличие штатного демпфера;
правильность его версии;
фазировку;
центральную опору;
посадку фланцев.

После замены подвесного подшипника

Перед заменой демпфера проверяют:

взаимное положение секций;
фазировку;
положение опоры;
предварительное смещение, если оно задано;
шарниры;
фланцы;
отсутствие повреждения демпфера.

Связанная неисправность - «Износ подвесного подшипника карданного вала».

Вибрация при разгоне

Вибрация при разгоне может быть связана со многими элементами карданной передачи.

Под нагрузкой изменяются:

положение двигателя;
положение коробки;
положение редуктора;
углы шарниров;
нагрузка на шлицы;
деформация резиновых опор.

Зависимость от скорости

Если вибрация появляется при одной и той же дорожной скорости на разных передачах, проверяют элементы, связанные со скоростью автомобиля:

карданный вал;
приводные валы;
редуктор;
колеса;
шины.

Зависимость от оборотов двигателя

Если вибрацию можно воспроизвести на стоящем автомобиле при тех же оборотах, демпфер карданного вала менее вероятен.

Визуальная диагностика

Осматривают:

эластомер;
отслоение;
смещение массы;
коррозию;
деформацию;
крепления;
следы контакта;
масляное загрязнение;
правильное положение.

Крепление демпфера

Проверяют:

наличие всех элементов;
следы ослабления;
состояние отверстий;
посадку;
резьбу;
соответствие крепежа.

Смежный крепеж описан на странице «Болт с буртиком карданного вала».

Следы контакта

Потертости могут появиться из-за:

смещения демпфера;
провисания вала;
разрушенной центральной опоры;
погнутого теплозащитного экрана;
смещения выхлопной системы;
деформированного карданного вала.

Осмотр карданного вала

Проверяют:

вмятины;
трещины;
коррозию;
сварные соединения;
балансировочные грузы;
фланцы;
шарниры.

Измерение биения

При подозрении на деформацию используют индикатор.

Универсального допуска для всех карданных валов нет. Точки измерения и допустимое значение зависят от конкретного изделия.

Проверка фазировки

После разборки многосекционного вала проверяют:

монтажные метки;
положение вилок;
соединение секций;
положение шлицев.

Неправильная фазировка может создавать вибрацию при полностью исправном демпфере.

Рабочие углы

Демпфер не компенсирует неправильную геометрию.

Углы могут измениться после:

лифта подвески;
занижения;
замены опор коробки;
замены опоры редуктора;
кузовного ремонта;
ошибочной установки центральной опоры.

Замена демпфера

Подтвердить дефект.
Определить OE.
Проверить конструкцию карданного вала.
Зафиксировать положение детали.
Нанести метки, если это требуется.
Поддержать карданный вал.
Снять крепления по процедуре.
Не повредить балансировочные элементы.
Очистить посадочные поверхности.
Сравнить детали.
Установить новый демпфер в правильном положении.
Применить требуемый крепеж.
Затянуть по документации.
Проверить зазоры.
Выполнить контроль после сборки.

Почему положение имеет значение

Положение может влиять на:

динамическую характеристику;
резонансную частоту;
зазоры;
нагрузку;
баланс вращающейся системы.

Можно ли перевернуть деталь

Только если это допускает конструкция.

Даже внешне симметричный демпфер может иметь:

разную глубину;
смещенную массу;
разный вылет;
несимметричные втулки;
ориентационные метки.

Можно ли ремонтировать резину клеем

Для быстро вращающейся ответственной детали такое восстановление не обеспечивает гарантированного возврата исходной жесткости и прочности.

Можно ли сваривать демпфер

Произвольная сварка может повредить эластомер и изменить характеристики. Такая операция допустима только в рамках подтвержденной технологии конкретной конструкции.

Подбор

Учитывают:

VIN;
модель;
год;
рынок;
тип привода;
двигатель;
коробку;
раздаточную коробку;
колесную базу;
OE карданного вала;
OE демпфера;
число секций;
место установки;
тип крепления;
ревизию.

Почему VIN может быть недостаточно

Ранее могли заменить:

карданный вал;
коробку;
раздаточную коробку;
редуктор;
секцию карданного вала;
сам демпфер.

25 шагов диагностики

Зафиксировать характер вибрации.
Определить скорость.
Проверить зависимость от передачи.
Проверить зависимость от оборотов двигателя.
Сравнить тягу и накат.
Уточнить историю ремонта.
Уточнить замену карданного вала.
Проверить заводскую комплектацию.
Осмотреть эластомер.
Проверить отслоение.
Проверить положение массы.
Проверить крепление.
Искать следы контакта.
Осмотреть трубу.
Проверить балансировочные грузы.
Проверить шарниры.
Проверить центральную опору.
Проверить шлицы.
Проверить фазировку.
Проверить фланцы.
Проверить опоры агрегатов.
При необходимости измерить углы.
При необходимости измерить биение.
Исключить колеса, шины и редуктор.
Повторить дорожную проверку после ремонта.

Пять практических случаев

Случай 1 - демпфер удалили

При ремонте его приняли за ненужный балансировочный груз. После сборки появилась вибрация в узком диапазоне скорости.

Вывод: назначение детали необходимо определить до демонтажа.

Случай 2 - новая деталь не устранила вибрацию

Демпфер действительно был потрескавшимся, но основной причиной вибрации оказалась крестовина.

Вывод: несколько неисправностей могут существовать одновременно.

Случай 3 - проблема после замены подвесного подшипника

Причиной оказалось неправильное положение секций.

Вывод: сначала проверяется фазировка.

Случай 4 - следы касания

Демпфер задевал соседнюю деталь из-за разрушенной опоры карданного вала.

Вывод: контакт может быть следствием другой неисправности.

Случай 5 - похожая деталь другой версии

Посадочные размеры совпали, но характеристики демпфера отличались и появился новый резонанс.

Вывод: подбор выполняется по OE.

30 типичных ошибок

1. Путать демпфер и балансировочный груз

Их функции различаются.

2. Удалять демпфер

Он может быть обязательной частью заводской конфигурации.

3. Устанавливать универсальную резиновую деталь

Характеристики будут другими.

4. Подбирать по диаметру

Этого недостаточно.

5. Перемещать по валу

Положение может быть расчетным.

6. Переворачивать без проверки

Конструкция может быть асимметричной.

7. Склеивать разрыв

Исходные характеристики не восстанавливаются гарантированно.

8. Приваривать случайный груз

Это другая функция.

9. Балансировать кардан демпфером

Для этого используется балансировочное оборудование.

10. Менять его при любой вибрации

Нужна диагностика.

11. Игнорировать крестовины

Они являются частым источником проблем.

12. Игнорировать подвесной подшипник

Он также вызывает вибрацию.

13. Не проверять фазировку

Особенно после ремонта.

14. Не измерять биение

Кривой вал не исправляется демпфером.

15. Не осматривать балансировочные грузы

Их потеря вызывает дисбаланс.

16. Игнорировать углы

Неправильная геометрия остается.

17. Не проверять опоры коробки

Они влияют на приводную линию.

18. Не проверять опору редуктора

Под нагрузкой его положение меняется.

19. Не устранять утечку масла

Новый элемент снова будет загрязнен.

20. Устанавливать на грязную поверхность

Возможен перекос.

21. Использовать неправильный крепеж

Посадка может нарушиться.

22. Использовать случайный момент затяжки

Единого значения нет.

23. Не поддерживать кардан при снятии

Повреждаются соседние элементы.

24. Оставлять вал висеть на одном шарнире

Создается ненормальная нагрузка.

25. Не наносить метки

Можно нарушить фазировку.

26. Считать новый демпфер гарантией устранения вибрации

Источник может быть другим.

27. Не проверять колеса

Они также создают скоростную вибрацию.

28. Диагностировать только на подъемнике

Дорожная нагрузка отличается.

29. Прикасаться к вращающемуся кардану

Это опасно.

30. Не выполнять контрольную поездку

Результат ремонта нужно подтвердить.

Когда эксплуатацию лучше прекратить

демпфер частично оторвался;
масса сильно смещена;
резина полностью разрушена;
демпфер касается кузова или выхлопа;
вибрация резко усилилась;
есть трещина карданного вала;
разрушена центральная опора;
ослаблен фланец;
есть риск отделения части вращающегося узла.

Товарные группы TESMA

Карданный вал - карданные валы и соответствующие элементы по применяемости.
Другие элементы трансмиссии - смежные компоненты карданной передачи.
Сцепление и трансмиссия - общий каталог компонентов трансмиссии.

Связанные страницы базы знаний TESMA

При диагностике проверяют карданный вал, балансировку, биение, крестовины, шлицы, центральную опору, фазировку, фланцы и рабочие углы. Поврежденный демпфер заменяют деталью правильной конфигурации, подтвержденной по каталогу.

Главное сервисное правило TESMA: заводскую массу, жесткость, положение и способ крепления демпфера следует считать частью настройки всей карданной передачи. Изменять эту конфигурацию можно только при наличии технического подтверждения для конкретного автомобиля.