Балансировку карданного вала можно проводить как своими руками, так и на СТО. В первом случае для этого нужно использование специальных инструментов и материалов — грузиков и хомутов. Однако лучше доверить балансировку «кардана» работникам станции техобслуживания, поскольку вручную невозможно с точностью вычислить массу балансира и место его установки. Существует несколько «народных» методов балансировки, о которых мы поговорим далее.
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.
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).
Вне зависимости от причин, при появлении описанных выше признаков необходимо выполнить проверку наличия разбалансировки. Ремонтные работы можно выполнить и в собственном гараже.
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
Алгоритм работы будет такой:
- 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).
- 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).
- Далее проводится тестирование. Для этого выезжают на машине на ровную дорогу и анализируют, не уменьшилась ли вибрация.
- 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:
- Приводную ось автомобиля вывешивают, давая колесам свободно вращаться.
- Водитель машины «разгоняет» ее до скорости, на которой обычно возникает вибрация (обычно это 60. 80 км/ч, и подает сигнал человеку, который проводит замеры.
- 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.
- На карданный вал наносят условные четыре метки по окружности, через каждые 90 градусов, и нумеруют их.
- 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.
- 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:
- 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.
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.
Технологичный метод ремонта
Станок для балансировки карданов
Но если для такого дела не жалко 5 тыс. руб., именно такой будет цена балансировки вала в мастерской, то рекомендуем отправится к специалистам. Выполнение диагностики в ремонтных мастерских подразумевает использование специального стенда для динамической балансировки. Для этого карданный вал демонтируют с машины и устанавливают на него. В состав прибора входит несколько датчиков и так называемых контрольных поверхностей. Если вал разбалансирован, то при вращении он будет касаться своей поверхностью упомянутых элементов. Так анализируется геометрия и ее искривления. Вся информация отображается на мониторе.
Выполнение ремонтных работ может выполняться различными методами:
- Установка пластин-балансиров непосредственно на поверхности карданного вала. При этом их масса и место установки точно вычисляется компьютерной программой. А крепятся они при помощи заводской сварки.
- Балансировка карданного вала на токарном станке. Этот метод используется в случае значительного повреждения геометрии элемента. Ведь при этом зачастую приходится снимать некоторый слой металла, что неизбежно приводит к снижению крепости вала и увеличению на нагрузки на него в режимах нормальной работы.
Подобный станок для балансировки карданных валов своими руками сделать не получится, поскольку он очень сложен. Однако без его использования качественную и надежную балансировку выполнить не удастся.
Итоги
Отбалансировать кардан самому в домашних условиях вполне реально. Однако необходимо понимать, что самостоятельно невозможно подобрать идеальную массу противовеса и место его установки. Поэтому самостоятельный ремонт возможен лишь в случае незначительных вибраций или как временный метод избавления от них. В идеале же нужно ехать на станцию техобслуживания, где вам сбалансируют кардан на специальном станке.
Самая пренеприятнейшая штука в технике — это паразитная вибрация. Вибрация не просто неприятна сама по себе, но и может разрушить самый прочный и сложный узел совершенно незаметно. Не зря балансировке коленвалов, колес, маховиков со сцеплением в сборе уделяют столько внимания. На вибрацию расходуется масса полезной энергии. В этом отношении карданный вал — не исключение.
Видео балансировки кардана в гараже
Чем выше угловая скорость детали, тем больше вероятность получения её дисбаланса, а устранить вибрацию можно только и исключительно на сложных балансирных станках. Причём, чем габаритнее деталь, тем сложнее должно быть оборудование. Балансировка карданного вала своими руками видео попыток которой мы представили ниже, как правило, даёт результаты только психологические, но отнюдь не реальные.
Дело в том, что устранить баланс карданной передачи можно только в том случае, если точно выверить место и вес дисбаланса, причём кардан должен балансироваться исключительно в сборе с крестовинами. В условиях гаража и без балансировочного оборудования это возможно только при установленном кардане на автомобиль. Технологически это выполнить нереально. Сама же ликвидация дисбаланса — дело пяти минут, но главное — вычислить точное место, причину и устранить её.
Что такое дисбаланс и как его устранить
Главные источники вибраций в машине — это крупные детали, имеющие высокую угловую скорость, а именно: карданный вал, гидротрансформатор автоматической коробки передач, колесо, коленвал и маховик со сцеплением в сборе. Если центр массы детали не совпадает с продольной осью, по которой вращается деталь, неминуемо возникает дисбаланс. С точки зрения физики, дисбаланс представляет собой произведение веса детали на массу эксцентриситета.
Балансировка карданного вала — это единственный действенный метод удаления дисбаланса. Для его устранения необходимо прикрепить к кардану груз, равный по весу, но противоположный по знаку эксцентриситету. При этом очень важно соблюдать совпадение осей и расположение подвесов при балансировке с осями и точками подвеса в реальных рабочих условиях. В случаях с теми деталями, у которых длина значительно меньше оси вращения (колесо, маховик), достаточно подвесить деталь только за одну точку, что существенно упрощает работу по балансировке. При этом также необходимо учитывать, что сопротивление качению в точке подвеса должно быть минимальным и от этого зачастую зависит точность определения места и модуля дисбаланса. Деталь просто вращается и останавливается в том месте, где точка дисбаланса находится снизу. Остаётся просто отметить эту точку и установить корректирующий груз, после чего повторить операцию.
Особенности балансировки карданной передачи
В случае же с карданным валом, мы имеем дело с деталью, длина которой значительно превосходит диаметр, а дисбаланс может иметь одинаковый модуль, но разный вектор направления. Это называется моментной неуравновешенностью и вычисляется она только с помощью оборудования для балансировки карданного вала. Такие вибрации лечатся только при помощи динамической балансировки, которая требует вычисления и устранения сразу нескольких дисбалансов.
Дисбаланс кардана может возникнуть не только вследствие его повреждения, но и в некоторых других случаях:
заводской брак (разная толщина стенки трубы кардана, некачественная и невыверенная фиксация проушин);
возникновение зазоров в элементах карданной передачи;
искривление самого вала;
Кроме того, в большинстве случаев необходима динамическая балансировка нового кардана, а также после каждого ремонта выполнять балансировку карданного вала Цена этой операции в спеццентрах зависит от модели автомобиля, а примерная стоимость работы приведена в таблице.
Как сбалансировать кардан самостоятельно
Исходя из полученной информации понятно, что без специального оборудования ни о какой точной балансировке не может быть и речи. Тем не менее, если возникла ситуация, когда необходимо провести балансировку, но поблизости нет такой мастерской, в качестве временной меры можно поступить так:
кардан условно делится в продольной плоскости на 6-8 частей;
поочерёдно к каждому из секторов крепится груз (15-30 г), это может быть грузик для балансировки колес;
автомобиль вывозится на ровную дорогу и проводится проверка, в ходе которой выясняется, устранена вибрация, или же стала ещё больше;
после этого груз перемещается в другой сектор.
Понятно, что этот метод только снимет основной дисбаланс и ни в коей мере не претендует на точность, но он позволит на какое-то время избавиться от вибраций и добраться СТО. Следите за балансировкой вращающихся деталей и приятных всем путешествий!
Решил тут продублировать, т.к. биение кардана многих мучают. Возможно мой опыт будет кому полезен )))
После установки раздатки от самурая появились биения на 60-70 км/ч. Промкардан обрезал и балансировал в специализированном сервисе, ток забыл что балансировать надо с проставкой. Чтобы убедиться в своих догадках, просто открутил задний кардан и стоя на месте разогнал машину до 65 км/ч, вибрации появились как и при движении… Т.к. Отдавать очередные 5 т.р. за балансировку просто душила жаба, решил поискать методы самостоятельной балансировки! На крайняк если не получится, деньги за балансировку отдать всегда успею… Если лень двигатель прогресса, то жадность призывает изучать новое )))
Есть на тему кустарной балансировке несколько удачных опытов сайте микробов и очень позновательный фильм от тайоты, принципе ничего сложного в этом нет, решено побывать самому сотворить чудо )))
Вот фильмец, про кардан смотреть с 23:55, я посмотрел его весь:
Итак, для начала нам надо сколхозить измеритель силы вибраций.
Да это и будет нашим измерителем ))) Можно в центр просто прутик приклеить, но как это потом хранить, ведь полюбому где нибудь вырву дифузор, поэтому я приклеил гайку, в который будет вкручиваться длинный болт. Тут вроде все понятно, но как оно будет замерять вибрации?
Все просто, скачиваем программу тут:
Прога осциллограф
И подсоединяем разъем к выходу микрофона, крутим настройки, все просто и понятно. Главное во время измерений проводить замер от старта до стопа, тогда можно будет сохранить файлик с графиком и текстовым форматом, где будут заданы в цифрах силы колебаний.
Далее прутик прикручиваем к месту измерения, в идеале к раздатке, но времени было мало и я посадил его на болт защиты. Как в фильме тайота делаем отметки на кардане и проводим измерения. Для удобства сделал табличку по которой рисовать график и успешно забыл ее дома )))
Файлик для построения графика биения
Ну и на основании полученных данных ищем место биения…
Как рассчитать вес дисбаланса так и не придумал, просто прикрутил хомут для резиновых шлангов и подсовывал куски мелко нарубленного электрода №5. В итоге ничего подсовывать не пришлось вес хомута убрал все биения, сфоткать как всегда забыл, но там и так все понятно… Приваривать не стал, просто затянул посильнее, пока нет точных весов как у Егора. Прошел месяц, полет нормальный! Результатом доволен на 100%
Пробовал отбалансировать передний кардан и понял, что вибрации при разгоне с включенным полном приводом на 20 км/ч появляются не от дисбаланса… Владельцы самурайских раздаток, у Вас тоже появляется вибрации при разгоне на полном приводе?
