№23 Некоротко о демпфере крутильных колебаний. Размышления в теории и на практике
Приветствую вас, дорогие ребята и уважаемые товарищи взрослые.
Скучали без меня? Нет? А я да и вот взял и вернулся. Точнее, я то никуда и не уходил. Просто те кто следят за приключениями меня и моего чудища, возможно, помнят о том что я решал вопрос о непонятных "Тарахтелках" под капотом, доставшихся мне в наследство от предхоза. Надо сказать, что причина обнаружена, вопрос локализован. Но пока не решён полностью. Что было причиной этих непонятных звуков я пока не скажу. Оставлю, скажем так на потом, ко времени когда всё будет решено уже полностью. Но всё начиналось как раз с того, о чём сегодня и будет сегодняшний рассказ.
Немного истории
Итак, непонятные звуки возникающие в определённые моменты имели место быть, с самого момента приобретения Чудища. Посетив несколько сервисов, все мастера особенно когда узнавали что у меня дизель, в один голос советовали менять шкив коленвала. Ну, надо так надо подумал я тогда. Тем более раз об этом столько всего сказано и написано. Но нашим пытливым умам неинтересно, просто взять и поменять… Для нормального сна, нам просто необходимо знать: что это такое? Зачем он нужен? Почему он, сука, стОит как чугунный мост? Наконец, зачем его менять, и вообще какого хера?
С этими мыслями, я как обычно углубился в теорию (предварительно конечно заказав новый шкив). Всё что получилось узнать, я попытался упорядочить и собрать ниже. Возможно будет интересно как новичкам вроде меня, так и бывалым дизелистам. Ну и всем остальным скажем так, для расширения кругозора.
Немного теории
Начну с самого главного. Характерные повреждение вышеназванной детали, называют болезнью дизельных двигателей (речь тут не только о М57). Так вот… Забудьте. Это выражение в корне неверно. Не надо относиться к этому как к недочёту инженеров. Запомните раз и навсегда. Это расходный материал. Такой-же как пневмо-баллоны, тормозные колодки, покрышки, ремни и многое другое. И как и все расходники он вроде как имеет определённый численный показатель ресурса работы, но который по разным причинам способен сдвигаться как в плюс, так и в минус (об этом чуть ниже).
Теперь давайте посмотрим что же это такое и для чего он нужен.
Шкив коленвала. Он-же его величество, Демпфер (т.е. Гаситель) Крутильных Колебаний Коленчатого Вала, есть у всех поршневых двигателей. Независимо от марки, объёма и рабочего топлива. Поршни в определённой очередности совершают возвратно-поступательные движения внутри цилиндра и тем самым вращают коленвал. Коленвал в свою очередь крутит маховик, распредвал и прочее и прочее. Но, сама его геометрическая форма подразумавает в себе наличие вибрации при работе. У него смещённый центр тяжести. И в этом случае он невольно выступает в качестве эксцентрика.
собственно коленвал
Эту вибрацию, нужно как-то гасить. Т.к. кроме прочего коленвал вращает многочисленные помпы, вентиляторы, ГУР, генератор и тд при помощи приводных ремней. Вибрация тут, не нужна вообще ни разу. Вернее она даже противопоказанна по определению. Вот тут-то и нужен гаситель колебаний. Т.к это первая "инстанция" между двигателем и ремнями.
Кроме передачи вращения, он должен гасить колебания, чтобы обеспечить ровную работу ремней. А ровная работа — залог здоровья вообще всего. При повреждённом гасителе, вибрация будет передаваться дальше по цепочке. На ролики, привод генератора, пропеллер, кондишен и всё такое прочее. Что естественно однажды неизбежно умрёт если не обратить на это внимание. И "БМВ-Говно" тут ну вообще нипричём.
Для борьбы с вибрацией, некоторые производители устанавливают противовесы на самом валу, и надо сказать это весьма успешное решение. Сбалансированный таким образом коленвал, не имеет практически никаких вибраций. Ну, точнее они конечно есть, но их ГОРАЗДО меньше.
Но это было позже.
А в начале века, проще и наверное дешевле было установить тупой гаситель. Разные производители извращались кто во что горазд. Были и пружинки и резинки и много других хитрых решений. Важно одно. Гаситель колебаний был и есть везде.
Плавно подошли к главной теме.
Почему-же на дизельных движках демпфер отъезжает значительно быстрее чем на бензиновых. Ответ, до тупости прост. Потому, что вибрация. Принцип работы дизельного … нет, не так… принцип воспламенения топливной смеси внутри дизельного блока цилиндров, в корне отличается от аналогичного процесса в бензиновом двигателе. Бензин воспламеняется от искры со свечи, а соляра от физического сжатия. Таким образом воспламенение дизельной смеси это такой мощный мини-взрыв. Следовательно бОльшая отдача и толчок поршня (Воооот откуда этот сумашедший крутящий момент). Всё остальное уже больше логика чем физика. Сильная отдача — больше колебаний — больше усилий чтобы их погасить. В этом-то и вся разница. У дизельного демпфера больше каучукового наполнителя вокруг сердцевины. А это и есть корень всех зол. Повышеная вибрация при работе, чудовишный удар при старте и стопе непосредственно самого движка, быстрый и сильный перепад температур. Вот всё то что со временем неизбежно убъет демпфер. Иногда он просто трескается, а иногда и может и вообще разлететься в хлам, попутно унося с собой на тот свет всё что только можно. О том, что может случиться если он разложится на ходу, не хочется даже думать.
Начало процесса "разложения" заметить несложно. Выражается это в характерном стрекотании или шелесте на холостом ходу. Как только вы заметили посторонние звуки, сразу проводите детальную ревизию главного подозреваемого и если это необходимо, меняйте его на новый оригинальный или…
Тут мы плавно подошли к вопросу
Что купить.
Как и в случае с другими расходниками, выбор различных вариантов просто огромен. Тут вам и БУ в разборок, и различные аналоги и даже китайцы. Разброс цен, соответственно тоже огромный. Выбирай какой хочешь.
Тут как говорится, как повезёт. Я видел и китайские аналоги, работающие годами. И сертифицированные "оригиналы" умершие за несколько месяцев.
Уже слышу возмущённые возгласы адептов секты блюстителей благодатного стока. "Фу фу фу… колхоз… нужна арига…" Но тем не менее слово "оригинальные" я не зря поместил в кавычки. И вот почему.
Дело в том, что сам BMW их не производит (как и многое другое). Примерно до 2005-2007 года в статусе сертифицированного поставщика для BMW была Corteco. Таким образом почти на всех Е53 с завода, ставились именно они. Уже потом, это почётное место заняла "Dayco" Почему это произошло? Давате не будем спорить на эту тему. Причин может быть уйма. И они совсем не касаются качества производства.
Снова возгласы сектантов. " Фу фу фу… Арига стоит дорого, а это значит хорошо… тра та та … цена гововорит сама за себя". Да, действительно. Шкив от "Сorteco" сегодня стоит 170евро. В то время как таже самая деталь от "Dayco" — аж 500евро. Но, товарищи "сектанты", вы знаете сколько стоила "Dayco" до получения золотого статуса? Поищите, вы будете сильно удивлены.
Таким образом, мы подошли к практической части.
Я конечно же купил Corteco. Ибо в моём случае (как и для всех дорестайловых 3.0d) это и был оригинал с завода.
Естественно, попутно с заменой шкива НУЖНО, заменить ремни и ролики. Иначе это как надевать новые туфли на грязные вонючие носки. Кроме того, если шкив у уже отъехал, то ролики скорее всего уже тоже раздолбаны.
Вот мой джентельменский набор.
Коды:
Шкив коленчатого вала Corteco — 21653130
Поликлиновый ремень Contitech — 5PK2020
Поликлиновый ремень Dayco — 5PK810
Натяжной ролик SNR GA350.77 — 1 шт
Паразитный / ведущий ролик SNR GA350.51 — 2шт
Болт BMW 11 23 8 578 993 (4шт.) если они не идут в комплекте со шкивом.
Что касается процесса замены. Если вы не делали этого раньше то и не делайте. Процесс описан неоднократно, но я всёже решил обратиться к спецам. Стоит это недорого. у меня получилось что-то около 1000 рублей.
Для всех остальных порядок такой:
Снимаете накладки, вентилятор, натяжной ролик, ремни, шкив, и остальные ролики. Меняем всё на новое и собираем в такой-же последовательности.
Дальше для сравнения.
Как видите, старая стояла тоже Corteco. И судя по тому что на старой был затёрт логотип и серийный номер производителя, стояла она там как минимум лет 10. И всё ещё работает. Получается шкив я поменял зря. хотя ну как зря…
Причина моих тарахтелок была СОВСЕМ в другом месте.
Гаситель крутильных колебаний
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Гаситель крутильных колебаний (а) и его нерабочее (б) и рабочее <в) положения:
1 и 9 — накладки диска; 2 — пластинчатая пружина; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные шайбы; 5 — ступица ведомого диска; 6 — регулировочная шайба; 7 — пружина; 8 —пластина гасителя.
Для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в конструкции сцепления предусмотрен гаситель крутильных колебаний (демпфер). Пружины демпфера обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей.
При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных колебаний превращается в тепловую. Предельное угловое смещение дисков ограничено размером вырезов во фланце ступицы.
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Устройство сцепления современного
автомобиля
На рисунке показаны наиболее распространенные схемы гасителей. Упругим элементом служат пружины 3, тангенциально расположенные и вставленные в окна, прорезанные в ведущих дисках 1 и 2 и во фланце ведомой ступицы 4. На диске 1 закреплен ведомый диск сцепления; диски 1 и 2 соединены между собой заклепками 6. Прокладки 5 (а), изготовленные из стали или фрикционного материала, по толщине и количеству подбирают так, чтобы обеспечить необходимый момент трения между ведущим и ведомым элементами гасителя для поглощения энергии колебаний при резонансе.
В сцеплениях грузовых автомобилей обычно вместо прокладок 5 устанавливают пружинные кольца 7 (б), которые при стягивании заклепками создают осевую силу, необходимую для получения определенного момента трения. В данном случае при сборке гасителя не требуется такая точная регулировка момента трения, как в первом варианте.
Конструкционные схемы гасителей в трансмиссии автомобиля.
Для более эффективного гашения колебаний иногда гасители конструируют с переменной жесткостью: сначала жесткость меньше, а затем она увеличивается. Такое изменение начальной жесткости достигается тем, что сначала в работу вступает лишь часть пружин 3, а затем уже все остальные. Для этого длину окон во фланце ступицы и в ведомых дисках, в которые вставлены пружины 3, делают меньше, чем у остальных окон. Предельный момент Мmax, скручивающий гаситель до упоров и ограничивающий его минимальную жесткость, выбирают обычно равным моменту, определяемому сцепным весом автомобиля при коэффициенте сцепления 0,8, то есть:
Приспособления, обеспечивающие чистоту выключения сцепления.
Предохранение трансмиссии автомобиля от инерционных нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса сцепления. Дальнейшего снижения инерционных нагрузок, передаваемых от двигателя на трансмиссию, можно добиться, ограничивая резкость включения сцепления или введением гидродинамической муфты. Гаситель (демпфер) при небольшом числе оборотов коленчатого вала двигателя снижает инерционный момент, передаваемый от двигателя на трансмиссию, на 10-15%. При числе оборотов свыше 2500 в минуту инерционный момент уменьшается при наличии гасителя лишь на 5-6%.
Полное отключение двигателя от трансмиссии достигается наличием зазора между дисками сцепления в выключенном состоянии. В однодисковых сцеплениях при отсутствии рычажков выключения, принудительно отводящих нажимной диск, для этой цели применяют слабую пружину 2, оттягивающую нажимной диск 1 от ведомого при выключенном сцеплении (а). В двухдисковых сцеплениях средний ведущий диск 4 в момент выключения сцепления отталкивается от маховика слабой витой или пластинчатой пружиной 3 (б) и упирается в болт 5, ввернуты в корпус 6 сцепления.
Назначение гасителя крутильных колебаний, его конструкция и принцип действия
В постоянно замкнутых сцеплениях иногда применяют гасители крутильных колебаний – пружины, установленные в ступице ведомого диска сцепления, позволяющие ступице перемещаться относительно диска. За счёт трения между ними гасятся крутильные колебания. Гасители крутильных колебаний также способствуют и повышению плавности включения сцепления.
Пружины демпфера способствуют мягкому включению сцепления, а также понижают частоту собственных колебаний силовой передачи, устраняя возможность появления резонансных колебаний. Изменения крутящего момента, вызываемые крутильными колебания-
Крутящий момент двигателя не передается Передается крутящий момент двигателя
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Познавательно:
Основные принципы международного права Введение 1. Понятие и особенности принципов международного права. 2. Принципы суверенного равенства прав. 3. Принцип.
Алгоритм внутривенной инъекции Цель: лечебная, диагностическая. Показания: определяет врач. Противопоказания:аллергическая реакция на препарат. I. ПОДГОТОВКА К.
Виды и задачи делопроизводства в органах внутренних дел. Обязанности сотрудников органов внутренних дел по организации и осуществлению делопроизводства Различают общее, специальное, секретное и не секретное делопроизводство.
Классификация тары и упаковки. Тара и упаковка Перемещение большинства товаров из сферы производства в сферу потребления невозможно без упаковки.
Первичные средства пожаротушения, их применение Здания и помещения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения.
Как устроен гаситель крутильных колебаний
Для гашения крутильных колебаний применяют гасители (демпферы), которые устанавливают на переднем конце вала, где амплитуды колебаний максимальны. При наружном расположении гасителей их обычно закрепляют на ступицах шкивов клиноременной передачи. В автомобильных двигателях наибольшее распространение получили гасители внутреннего и жидкостного трения.
Работа гасителей крутильных колебаний с инерционными массами основана поглощении энергии колебаний за счет внутреннего трения в демпфере. Гаситель с демпфирующим резиновым элементом, рис. 17 а, состоит из обода 1 привулканизированного через резиновую прокладку 2 к стальной чашке 3, закрепленной на хвостовике коленчатого вала. Резина выдерживает значительные деформации и вследствие большого внутреннего трения обеспечивает рассеивание значительного количества энергии. К недостаткам конструкции можно отнести нестабильность физико-механических свойств резины, а также зависимость жесткости и способности к поглощению энергии демпфера от амплитуды деформации и температуры. Гаситель «сухого» трения со свободными инерционными массами, рис. 17 б состоит из дисков 4, поджимаемых пружинами 5 к фрикционным кольцам 6. Энергия, поглощаемая гасителем, зависит от момента инерции дисков 6 и момента трения, возникающего при относительном перемещении подвижных деталей. В гасителях жидкостного трения, рис. 17 в, опорная втулка 9 свободной массы 8 установлена с небольшим зазором на выступ герметически закрытого корпуса 10. Пространство между массой 8 и стенками корпуса 10 заполнено силиконовой жидкостью большой вязкости. Энергия колебаний рассеивается за счет жидкостного трения, возникающего при перемещениях свободной массы 8 относительно корпуса. Вязкость жидкости при изменении температуры меняется незначительно.
2.5 Маховик
Маховик уменьшает неравномерность вращения коленчатого вала, накапливает энергию во время рабочего хода, необходимую для вращения вала в течение подготовительных тактов, и выводит детали КШМ из мертвых точек. Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и трогание автомобиля с места. В многоцилиндровых двигателях, в которых рабочий ход совершается одновременно в двух цилиндрах (перекрытие рабочих ходов), некоторые функции маховика становятся несущественными. Маховик отливают из чугуна и закрепляют на задних концах коленчатых валов, после чего в сборе с коленчатым валом динамически балансирует. На обод маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером.