Демпфер коленчатого вала – демпфер коленвала! осторожно! | BMW Club

Демпфер шкива коленвала признаки неисправности — Защита имущества

• Прочитано: 9708
• Дата: 2-04-2015, 16:02
• Печатать

Шкив коленвала, как и другие компоненты привода, относится к деталям, подлежащим профилактической замене в том случае, если он снабжен демпфером крутильных колебаний. И как всегда в подобных случаях, у клиента СТО возникает вопрос: зачем менять то, что еще работает. Поэтому необходимо уточнить роль демпфера шкива, чтобы развеять расхожие заблуждения.

На современных двигателях, особенно дизельных, часто используется шкив коленвала с демпфером (гасителем) крутильных колебаний. Неравномерность приложения к коленвалу усилия, передаваемого от поршней, при каждом такте рабочего хода вызывает деформацию коленчатого вала. Конечно, коленвал обладает определенной упругостью, позволяющей выдерживать эту неравномерность, однако в последнее время конструкция ДВС меняется в связи с растущими требованиями к их энергоэффективности.

В XXI веке конструкторам двигателей удалось добиться значительного повышения крутящего момента в нижнем диапазоне оборотов. Но вместе с этим растут и нагрузки на детали двигателя, притом что существует требование по снижению их массы. Все это усиливает крутильную деформацию коленвала, а также риск возникновения резонансных явлений. Поэтому и появился шкив коленвала с демпфером крутильных колебаний, выполняющий двоякую роль. Во-первых, он защищает от рывков поликлиновый ремень, а во-вторых, способствует гашению возникающих в коленвале резонансных колебаний.

Демпфер крутильных колебаний представляет собой шкив, состоящий из нескольких частей. Обычно это внутренняя часть, которая крепится к носку коленвала, и внешняя часть, представляющая собой собственно шкив и упругий элемент между ними. То есть конструкция шкива с гасителем колебаний напоминает сайлентблок с той разницей, что шкив гасит вращательные движения. Встречаются и более сложные конструкции – шкивы для автомобилей с системой «стоп-старт» или высокофорсированных дизельных двигателей.

Наиболее распространенный тип — одинарный шкив-демпфер, состоит из трех частей: 2 металлических (железо, сталь, алюминий) и резинового элемента, соединяющего эти 2 части. Именно этот тип широко используется на дизельных и бензиновых двигателях.

Шкив двигателя, работающего по технологии «стоп-старт», отличается более сложной конструкцией демпфирующего элемента, что позволяет ему выдерживать очень большое количество пусков двигателя на протяжении периода эксплуатации.

Двойной шкив-демпфер, устанавливаемый на многие дизельные двигатели, – технически самый сложный тип. Изготавливается из 7-8 металлических частей и 2 резиновых вставок.

Упругий элемент шкива-демпфера подвергается деформации столько раз, сколько происходит воспламенение смеси в цилиндрах двигателя – до десяти миллионов раз на тысячу километров пробега. Естественно, из-за значительных нагрузок демпфер шкива подвержен износу и, следовательно, нуждается в регулярной проверке и превентивной замене в случаях неудовлетворительного состояния.

Менталитет автовладельца и заменители шкива-демпфера
Проблема в том, что значение демпфера шкива зачастую недооценивается. Многие считают, что он защищает только ремень и навесное оборудование: генератор, компрессор кондиционера, насос гидроусилителя и водяную помпу. А поскольку в прежних моделях автомобилей все это прекрасно работало с обычными монолитными шкивами, современная конструкция ошибочно воспринимается как излишество.

Когда автовладельцу сообщают стоимость этой детали, она его неприятно удивляет. Подозревая автосервис в попытке слишком сильно нажиться за его счет, водитель обращается к Интернету или продавцу на авторынке и узнает, что «такую же деталь» можно приобрести в разы дешевле. Естественно, речь идет о шкиве, в котором демпфирующего элемента нет и в помине.

Те, кто продают или советуют на интернет-форумах менять предусмотренный автопроизводителем шкив с демпфером крутильных колебаний на обычный цельный, в качестве аргумента используют отсылки к прошлому. Автовладельцу рассказывают, что «спокон веку» не было в шкивах коленвала никаких демпферов и все отлично работало. Само собой, на том, что двигатель относительно нового автомобиля также разработан совсем недавно и в разы экономичнее своих предшественников, внимание не акцентируется. А ведь именно экономичность современных двигателей является тем достижением, за которое приходится платить использованием более высокотехнологичных комплектующих.

Правда, сознательность как автовладельцев, так и автомехаников в вопросах выбора запчастей постепенно повышается. Многие уже понимают, как важно для современных двигателей использование предусмотренных конструкцией компонентов. Поэтому бизнес «дешевых запчастей» пошел дальше в своей изобретательности и предложил рынку «вечный шкив-демпфер». Утверждается, что деталь, полностью выполняя свою функцию, не нуждается в замене. Такой себе «неразменный рубль»: раз получил – навсегда спокоен…

Любому мало-мальски технически грамотному клиенту должно быть понятно, что там, где есть работа, есть и износ. Однако критическое мышление очень легко отключается желанием сэкономить. Тем более, что эрзац-деталь выполнена таким образом, что по внешнему виду сильно напоминает настоящий шкив-демпфер. На вид отдельные металлические части являются на самом деле единым целым. Иллюзия создается благодаря резиновому кольцу, вставленному в паз сплошного металлического шкива.

Такой тип псевдо-демпфера никоим образом не соответствует требованиям автопроизводителя. Мало того, что данный шкив не поглощает вибрации, – он еще и отличается намного большим весом, поскольку содержит большее количество металла. Данное отличие от оригинальной детали ставит под угрозу целостность компонентов двигателя, в частности коленчатого вала, и может привести к ускоренному износу шеек и другим серьезным поломкам.

Специалисты компании NTN-SNR, выпускающей широкий перечень шкивов генератора с демпфером крутильных колебаний, рекомендуют производить замену только с использованием деталей, соответствующих оригинальной конструкции и стандартам качества OE-комплектации. Кроме того, при обслуживании автомобиля требует соблюдать ряд правил, связанных с заменой этого компонента.

Диагностика и нюансы замены шкива-демпфера
Замену демпфера крутильных колебаний целесообразно производить одновременно с заменой ремня и деталей привода на пробеге порядка 90-120 тыс. км. Однако уже после 60 тыс. пробега, чтобы убедиться в исправности шкива-демпфера, необходимо провести его визуальный осмотр на предмет выявления следующих признаков его износа или повреждения:

• трещины, деформация и другие повреждения резины;
• трещины на ступице или в области закручивания;
• разделение различных частей демпфера.

Наличие трещин на приводном ремне, который судя по пробегу после его установки еще должен быть в нормальном состоянии, также может свидетельствовать о неисправности шкива-демпфера.

К жалобам автовладельца, которые могут свидетельствовать о выходе из строя шкива-демпфера, могут относиться нарекания на необычные вибрации в салоне, свист приводного ремня, а также необычный шум или стук, частота которого изменяется вместе с оборотами двигателя.

При подозрении на неисправность шкива-демпфера, если отсутствуют явные внешние признаки поломки, можно воспользоваться методом динамической инспекции шкива. Этот метод, рекомендованный специалистами компании NTN-SNR, состоит в последовательном выполнении трех простых операций.

I. Когда двигатель выключен и остыл, нарисуйте полоску от края к центру демпфера.
II. Запустите двигатель и включите различное электрооборудование (кондиционер, усилитель руля, поворачивая рулевое колесо и т.д.).
III. Остановите двигатель. Проверьте метки на шкиве – они должны по-прежнему совпадать – это свидетельствует о том, что центральная часть шкива не проворачивается относительно наружной. В противном случае демпфер должен быть заменен, так как резиновые вставки больше не выполняют свою роль.

Еще один важный момент, который не стоит упускать из виду при замене шкива, – использование новых болтов. Во время первоначальной установки или замены демпфера болт закручивается с высоким крутящим моментом затяжки, а иногда с углом доворота в зависимости от требований автопроизводителя. В результате материал болта приближается к пределу упругой деформации – болт удлиняется. Поэтому болты необходимо менять, особенно в случае когда при монтаже применяется доворот. Использование старых болтов может привести к выходу из строя нового шкива с последующим повреждением ремня и других элементов привода и доп. оборудования.

NTN-SNR предлагает полный спектр комплектов демпферов с болтами и шайбами. 33 комплекта демпферов, во первых, позволяют осуществить ремонт в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, а во-вторых, сэкономить время специалиста по подбору запчастей, поскольку все необходимые детали идут под одним артикулом и в одной коробке.

Есть еще несколько простых рекомендаций в связи с заменой демпферов. Так, следует избегать контакта детали с маслом, кислотой или щелочью из-за риска повреждения резины. До установки запчасти должны храниться в специальной упаковке, защищенной от внешних повреждений и влаги. Используйте соответствующие инструменты: молоток, гаечный ключ, комплект специнструмента для демонтажа. Проверьте другие части системы (генератор, ролик натяжителя), всегда заменяйте ремень доп. оборудования и никогда не запускайте двигатель без приводного ремня допоборудования.

Если клиент возражает против замены шкива или высказывается в пользу детали, не соответствующей требованиям завода-изготовителя (шкива без демпфера или дешевой имитации шкива-демпфера), необходимо объяснить ему все возможные последствия такой «экономии». В данном случае от выполнения этой операции зависит не только доход автосервиса от выполненного ТО, а и отношение клиента к сервису впоследствии.

Подготовил Денис Петров

Источник: журнал autoExpert №2`2015. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.

Как заблаговременно определить и заменить демпферный шкив коленвала?

Наиболее эффективным вариантом нейтрализации колебаний двигателя является применение демпфера крутильных колебаний (также называемого шкивом коленвала с демпфером). Они широко распространены в дизелях, но также встречаются и в мощных бензиновых двигателях. В результате установки вспомогательное оборудование в значительной мере освобождается от динамических нагрузок.

При использовании обычного цельнометаллического шкива коленвала вместо демпферного, вибрации передаются на вспомогательное оборудование, что приводит к их преждевременному выходу из строя. Кроме того, это даже может отразиться на работе двигателя и впоследствии обратиться в капитальный ремонт.

Диагностика

Такие детали, как дорожка из эластомера, эластичные муфты и подшипники скольжения могут износиться вследствие старения и под влиянием агрессивной среды: чрезмерной жары или отрицательных температур, влажности, воздействия технических жидкостей или моторного масла. Но обнаружить сразу неисправности, разрушение шкива коленвала не всегда удается, потому что они возникают сначала с обратной стороны. Одним из первых симптомов, которые указывают на необходимость замены, является шум в области привода навесных агрегатов.

Срок службы шкива коленвала также зависит от стиля вождения и условий движения (например, от городских пробок или агрессивного вождения). Большинство колебаний двигателя происходит в нижнем диапазоне частот вращения коленвала. Существует риск повреждения от вибраций и повышения уровня шума, если шкив коленвала проверяется нерегулярно и не заменен по необходимости.

При диагностике следует обратить внимание на такие неисправности:

— Микротрещины на дорожке эластомера иили на эластичной муфте

Они возникают из-за естественного старения каучука и резинового состава, в результате чего он трескается.

— Трещины с тыльной стороны

Возникает вследствие нагруженных условий работы: увеличенный температурный режим, попадание посторонних предметов.

— Расслоение дорожки из эластомера или эластичной муфты.

Главной причиной в таком случае является отсутствие ухода и ТО двигателя. Самый распространенный случай возникновения таких проблем – утечка масла через сальник коленвала. Постепенно количество масла становится все большим, а токсический эффект от него проявляется все сильнее — резина деформируется, что приводит к выходу из строя шкива коленвала.

— Износ в рабочей зоне.

Когда резиновая часть изнашивается — это приводит к неплотному прилеганию и дисбалансу всего шкива, что создает вибрации.

Коленчатый вал – это деталь двигателя, которая обладает достаточно высокой стоимостью. Именно поэтому каждый потенциальный покупатель при выборе данного механизма в первую очередь заботится о том, чтобы выбранное оборудование прослужило долго.

В плане возможных поломок чаще всего встречаются две ситуации. Плановая замена коленвала в двигателе, что, как правило, требуется в промежутке от 1 до 3 лет. Вторая распространенная ситуация является более негативной, так как зачастую случается, что коленчатый вал приходит в негодность после установки.

Большинство сразу же приходит к выводу, что данная поломка происходит ввиду некорректной работы самого двигателя. При использовании коленвала необходимо учитывать следующие моменты: коленчатый вал не осуществляет рабочий процесс сам по себе, а воспринимает усилия и преобразует движение.

Очевидным является то, что коленвал не может сам по себе выйти из строя, так как на него всегда оказывают влияние внешние факторы. Если коленчатый вал вышел из строя, это значит, что в системе двигателя есть определённая неисправность, которая и привела к поломке. Если же случилась данная ситуация, то неисправность в двигателе сразу же необходимо устранить.

Это необходимо потому как, если дефект не будет устранен, то последующая установка в двигатель нового коленвала просто не будет иметь смысла, так как ситуация с поломкой может повториться. Чтобы знать, что делать в данной ситуации, а также по возможности избежать всех негативных последствий, необходимо владеть информацией о видах и типах поломок, связанных с использованием коленчатого вала.

Ситуация 1. Коленвал «лопнул».

Как правило, данная ситуация возможна в случае наличия дефектов в сопрягаемых деталях, а также возможных дефектов изготовления. Если исследовать статистику, то выход из строя коленчатого вала по причине дефектов сопрягаемых деталей является достаточно частым явлением. Такая поломка в процентном соотношении составляет 90-95%. При возникновении данной ситуации в первую очередь необходимо осмотреть сопрягаемые детали: блок, шатуны. К остальным причинам того, что коленчатый вал «лопнул» можно отнести следующее: накопление напряжения, отсутствие балансировки двигателя, заводские дефекты изготовления. Данные причины поломки не являются достаточно частыми, тем не менее, их необходимо учитывать.

Ситуация 2. Прокрутило вкладыши, вкладыши «прилипли».

Как правило, данный вид поломки связан с системой смазки. К основным причинам появления неисправностей можно отнести следующие: замена масла не была произведена вовремя, масляной насос вышел из строя, неправильная работа фильтра и так далее. Чтобы восстановить работу двигателя при данной поломке, необходимо полностью перебрать всю систему смазки.

Ситуация 3. Двигатель прыгает.

Данную поломку можно определить визуально и по звуку: излишние вибрации при работе двигателя. Как правило, данная неисправность связана с неравномерностью сгорания топлива по цилиндрам. Однако наиболее часто вибрация двигателя вызвана неправильной балансировкой двигателя в сборе.

Ситуация 4. Коленвал имеет трещину.

Конечно, данный вариант поломки встречается крайне редко. Но если всё же данная неприятность произошла, то важно помнить, что данную поломку невозможно устранить. Не стоит пытаться осуществить ремонт самостоятельно. Обращаться к специалистам по ремонту такой неисправности тоже не имеет никакого смысла. Единственным правильным решением будет замена детали.

Читайте также на портале myfta.ru:

Трансмиссия является одним из наиболее важных узлов авт.

Автопогрузчик представляет собой мобильную машину, кото.

nadouchest.ru

Демпфер – ресурс до замены :: carway.info

Современные ДВС в нижнем диапазоне оборотов показывают высокие значения крутящего момента. Вследствие чего возрастают нагрузки на детали двигателя. А сами эти детали эти все легче и изящнее – с точки зрения экономии топлива чем меньше масса вращающихся частей, тем ниже затраты энергии. В результате усиливается крутильная деформация коленвала. И кроме того повышается риск возникновения резонансных явлений.

Шкив коленвала с демпфером крутильных колебаний, появившийся в ответ на перечисленные вызовы, имеет двойную функцию. Во-первых, он защищает поликлиновый ремень от рывков, неизбежных на валу, приводимом в движение поршнями. А во-вторых он гасит возникающие в самом коленчатом валу резонансные колебания. Ведь вал все время изгибается, и при определенных оборотах начинает вибрировать в такт с ходом поршней.

Демпфер крутильных колебаний – это составной шкив, собранный из нескольких, обычно трех, частей. Внутренняя часть – ступица шкива, и его наружная часть – собственно шкив, соединены упругим элементом. Встречаются конструкции и более сложные, предназначенные для автомобилей с системой «стоп-старт» или дизельных двигателей с высокой степенью форсирования.

Варианты шкивов с демпфером для разных двигателей

Одинарный шкив-демпфер из трех частей: две их металлов (сталь или алюминий) и резиновый элемент между ними. Широко используется на дизельных и бензиновых двигателях. Пример: NTN-SNR DPF358.24

Шкив для «стоп-старт» со сложной конструкцией демпфера – способен выдержать очень большое количество пусков мотора. Пример NTN-SNR NTN-SNR DPF359.09.

Двойной шкив-демпфер для нагруженных дизелей – технически самый сложный. Включает 7-8 металлических частей и две резиновых вставки. Пример: NTN-SNR DPF359.03

Миллиард деформаций за срок службы

Упругий элемент шкива-демпфера подвергается деформации каждый раз при воспламенении топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. А это – до десяти миллионов раз на тысячу километров пробега. Естественно, что такие нагрузки сказываются на структуре демпфирующей вставки, какой бы упругой она ни была, поэтому демпферный шкив коленвала нуждается в регулярной проверке и превентивной замене при первых признаках неудовлетворительного состояния.

Проблема в том, что даже многие механики недооценивают значение демпфера шкива, полагая, что он защищает только ремень и навесное оборудование: генератор, компрессор системы кондиционирования, насосы гидроусилителя и системы охлаждения. Опыт говорит нам, что в прежних моделях автомобилей все это приводилось через обычные цельные шкивы и прекрасно работало. Неудивительно, что форумах автолюбителей и даже механиков часто можно увидеть совет заменить шкив коленвала с демпфером на монолитный. Однако, советующие явно не сознают, какими последствиями это может обернуться.

Новая опасность — не демпфирующий шкив-обманка

С другой стороны, большинство специалистов уже понимают, что использование только предусмотренных конструкцией компонентов в современных двигателях – залог уверенности в нрезультате. Поэтому бизнес «дешевых запчастей» пошел в своей изобретательности еще дальше – теперь рынку предлагается «вечный шкив-демпфер». Утверждается что это не нуждающийся в замене компонент, который при этом полностью выполняет свою функцию.

Деталь-обманка выполнена с таким расчетом, чтобы по внешнему виду не отличаться от настоящего шкива-демпфера. Весь фокус в том, что все ее металлические части – одно целое, а иллюзия составной конструкции создается резиновым кольцам, вставленным в пазы сплошного металлического шкива.

Естественно, что такой тип псевдо-демпфера требованиям автопроизводителя не соответствует. Мало того, что данный шкив ничего не демпфирует, так он еще и весит больше, что создает риск разрушения компонентов двигателя, в частности коленчатого вала, а также ускоряет износ шеек и приводит к другим серьезным поломкам.

Специалисты компании NTN-SNR, выпускающий широкий перечень шкивов генератора с демпфером крутильных колебаний, рекомендуют производить замену только с использованием деталей, соответствующих оригинальной конструкции и стандартам качества OE-комплектации.

Диагностика и нюансы замены шкива-демпфера

Замену демпфера крутильных колебаний целесообразно производить одновременно с заменой ремня и деталей привода на пробеге порядка 90-120 тыс. км. Однако уже после 60 тыс. пробега, чтобы убедиться в исправности шкива-демпфера, необходимо провести его визуальный осмотр на предмет выявления следующих признаков его износа или повреждения.

Признаки износа и повреждения демпферного шкива коленвала:

• Трещины в резине
• Оплавление резины (из-за утечки масла)
• Деформация резины
• Трещины на ступице или в области закручивания
• Разделение различных частей демпфера

Наличие трещин на приводном ремне, который судя по пробегу после его установки еще должен быть в нормальном состоянии, также может свидетельствовать о неисправности шкива-демпфера.

Жалобы, которые могут свидетельствовать о выходе из строя шкива-демпфера:

• необычные вибрации в салоне
• свист приводного ремня
• необычный шум или стук, частота которого изменяется вместе с оборотами двигателя.

При подозрении на неисправность демпферного шкива коленвала, если отсутствуют явные внешние признаки поломки, можно воспользоваться рекомендованным специалистами NTN-SNR методом динамической инспекции шкива.
I. После остывания заглушенного двигателя нарисуйте полоску от края к центру демпфера.

II. Запустите двигатель и задействуйте различное электрооборудование (включите кондиционер, используйте усилитель руля, поворачивая рулевое колесо и т.д.).
III. Остановите двигатель. Проверьте метки на шкиве – они должны по-прежнему совпадать – это свидетельствует о том, что центральная часть шкива не проворачивается относительно наружной. В противном случае, демпфер должен быть заменен, так как резиновые вставки больше не выполняют свою роль.

При замене демпферов оберегайте деталь от контакта с маслами, кислотами и щелочами во избежание повреждения резины. До установки запчасти должны храниться в специальной упаковке, защищенной от внешних механических воздействий и влаги.

Используйте соответствующие инструменты: молоток, гаечный ключ, комплект Hazet для демонтажа. Проверьте другие части системы (генератор, ролик натяжителя), всегда заменяйте ремень доп. оборудования и никогда не запускайте двигатель без приводного ремня. 

Еще один важный момент, который не стоит упускать из виду при замене шкива – крепежные болты необходимо менять, особенно в случае, когда при их затяжке применяется доворот.

ВАЖНО!
Использование соответствующих инструментов является обязательным. NTN-SNR рекомендует комплект HAZET для демонтажа демпфера, включающий три специальных элемента для работы в ограниченном пространстве.
 

carway.info

Диагностика демпферного шкива коленвала

Как заблаговременно определить и заменить демпферный шкив коленвала?

Наиболее эффективным вариантом нейтрализации колебаний двигателя является применение демпфера крутильных колебаний (также называемого шкивом коленвала с демпфером). Они широко распространены в дизелях, но также встречаются и в мощных бензиновых двигателях. В результате установки вспомогательное оборудование в значительной мере освобождается от динамических нагрузок.

При использовании обычного цельнометаллического шкива коленвала вместо демпферного, вибрации передаются на вспомогательное оборудование, что приводит к их преждевременному выходу из строя. Кроме того, это даже может отразиться на работе двигателя и впоследствии обратиться в капитальный ремонт.

Диагностика

Такие детали, как дорожка из эластомера, эластичные муфты и подшипники скольжения могут износиться вследствие старения и под влиянием агрессивной среды: чрезмерной жары или отрицательных температур, влажности, воздействия технических жидкостей или моторного масла. Но обнаружить сразу неисправности, разрушение шкива коленвала не всегда удается, потому что они возникают сначала с обратной стороны. Одним из первых симптомов, которые указывают на необходимость замены, является шум в области привода навесных агрегатов.

Срок службы шкива коленвала также зависит от стиля вождения и условий движения (например, от городских пробок или агрессивного вождения). Большинство колебаний двигателя происходит в нижнем диапазоне частот вращения коленвала. Существует риск повреждения от вибраций и повышения уровня шума, если шкив коленвала проверяется нерегулярно и не заменен по необходимости.

При диагностике следует обратить внимание на такие неисправности:

— Микротрещины на дорожке эластомера и\или на эластичной муфте

Они возникают из-за естественного старения каучука и резинового состава, в результате чего он трескается.

— Трещины с тыльной стороны

Возникает вследствие нагруженных условий работы: увеличенный температурный режим, попадание посторонних предметов.

— Расслоение дорожки из эластомера или эластичной муфты.

Главной причиной в таком случае является отсутствие ухода и ТО двигателя. Самый распространенный случай возникновения таких проблем – утечка масла через сальник коленвала. Постепенно количество масла становится все большим, а токсический эффект от него проявляется все сильнее — резина деформируется, что приводит к выходу из строя шкива коленвала.

— Износ в рабочей зоне.

Когда резиновая часть изнашивается — это приводит к неплотному прилеганию и дисбалансу всего шкива, что создает вибрации.

Советы по установке

• Во время монтажа и демонтажа не нужно наносить удары и применять грубую силу
• Использовать съемный инструмент
• Не использовать ударный гайковерт
• Затягивать болты с правильным моментом затяжки и с применением динамометрического ключа
• Использовать новые болты, так как болты растягиваются и должны использоваться только один раз
• Одновременно с заменой шкива коленвала рекомендуется замена поликлинового ремня, натяжного ролика и шкива генератора с обгонной муфтой
• Проверить шкив на предмет биения и соосности
• Замена шкивов рекомендуется по пробегу — каждые 120.000 км, так как видны далеко не все процессы старения и износа.

info-parts.ru

Диагностика демпферного шкива коленвала

Как заблаговременно определить и заменить демпферный шкив коленвала?

Наиболее эффективным вариантом нейтрализации колебаний двигателя является применение демпфера крутильных колебаний (также называемого шкивом коленвала с демпфером). Они широко распространены в дизелях, но также встречаются и в мощных бензиновых двигателях. В результате установки вспомогательное оборудование в значительной мере освобождается от динамических нагрузок.

При использовании обычного цельнометаллического шкива коленвала вместо демпферного, вибрации передаются на вспомогательное оборудование, что приводит к их преждевременному выходу из строя. Кроме того, это даже может отразиться на работе двигателя и впоследствии обратиться в капитальный ремонт.

Диагностика

Такие детали, как дорожка из эластомера, эластичные муфты и подшипники скольжения могут износиться вследствие старения и под влиянием агрессивной среды: чрезмерной жары или отрицательных температур, влажности, воздействия технических жидкостей или моторного масла. Но обнаружить сразу неисправности, разрушение шкива коленвала не всегда удается, потому что они возникают сначала с обратной стороны. Одним из первых симптомов, которые указывают на необходимость замены, является шум в области привода навесных агрегатов.

Срок службы шкива коленвала также зависит от стиля вождения и условий движения (например, от городских пробок или агрессивного вождения). Большинство колебаний двигателя происходит в нижнем диапазоне частот вращения коленвала. Существует риск повреждения от вибраций и повышения уровня шума, если шкив коленвала проверяется нерегулярно и не заменен по необходимости.

При диагностике следует обратить внимание на такие неисправности:

— Микротрещины на дорожке эластомера и\или на эластичной муфте

Они возникают из-за естественного старения каучука и резинового состава, в результате чего он трескается.

— Трещины с тыльной стороны

Возникает вследствие нагруженных условий работы: увеличенный температурный режим, попадание посторонних предметов.

— Расслоение дорожки из эластомера или эластичной муфты.

Главной причиной в таком случае является отсутствие ухода и ТО двигателя. Самый распространенный случай возникновения таких проблем – утечка масла через сальник коленвала. Постепенно количество масла становится все большим, а токсический эффект от него проявляется все сильнее — резина деформируется, что приводит к выходу из строя шкива коленвала.

— Износ в рабочей зоне.

Когда резиновая часть изнашивается — это приводит к неплотному прилеганию и дисбалансу всего шкива, что создает вибрации.

Советы по установке

• Во время монтажа и демонтажа не нужно наносить удары и применять грубую силу
• Использовать съемный инструмент
• Не использовать ударный гайковерт
• Затягивать болты с правильным моментом затяжки и с применением динамометрического ключа
• Использовать новые болты, так как болты растягиваются и должны использоваться только один раз
• Одновременно с заменой шкива коленвала рекомендуется замена поликлинового ремня, натяжного ролика и шкива генератора с обгонной муфтой
• Проверить шкив на предмет биения и соосности
• Замена шкивов рекомендуется по пробегу — каждые 120.000 км, так как видны далеко не все процессы старения и износа.

info-parts.ru

Демпфер коленчатого вала — Резинщик.ру

Конструкции демпферов, как и многих других резиновых и ре-зинометаллических деталей различных машин безрельсового и рельсового транспорта или других видов машиностроения, разра­батываются конструкторскими отделами соответствующих потребителей. Задачей резинщика является проведение расчетов, по­зволяющих конкретизировать необходимые механические свойства резины в изделии, и сопоставление их с возможностями произ­водства. В качестве примера рассматривается расчет демпфера коленчатого вала двигателя автомобиля в статических усло­виях испытания.

Демпфер (рис. 226, а) состоит из крышки А и фланца В и со­единяющих их резиновых слоев С_ь С₂, С₃ и С₄. Слой С располо­жен по цилиндрической части демпфера и представляет собою втулку; слои С₂ и Сз расположены по торцовой части; слой С₄ не нагружен.

В условиях приемочного испытания демпфера на скручива­ние крышки демпфера заданным крутящим моментом М сме­щаются относительно фланца на некоторый угол скручивания ср.

Индикатор, укрепленный на фланце демпфера (рис. 226,6), показывает величину б — проекции на касательную, отвечающую центральному углу ср. Эта величина и указывается в техниче­ских условиях как данный признак качества. Замерив 6 и зная г (100 мм), можно определить углы скручивания ср, так как

При малых значениях ср величины дуги, хорды и ее проекции fi на касательную практически равны. Величина 6 отвечает кру­тильной податливости на испытательную нагрузку, приложенную на заданном расстоянии от оси демпфера.

В рассматриваемой конструкции, принимая ее металлические детали абсолютно жесткими, имеем:

а)  концентрическое кручение резиновой втулки С_ь приводя­ щее к углу скручивания q>_BT;

б)   торцовое кручение резиновых шайб С₂ и С₃, приводящее к углу скручивания ф_ш.

Расчеты по уравнениям (8.21) и (8.24), следуя принципу супер­позиции, показывают, что при постоянных размерах деталей и по­стоянном значении модуля G угол ф_ш должен быть примерно в 10 раз больше, чем угол ф_пт. Следовательно, крутильная подат­ливость демпфера, в основном, определяется податливостью рези­нового массива втулки. Резиновые же массивы С₂ и С₃ служат лишь амортизирующими подушками. Конструкционный расчет демпфера на статическое скручивание втулки С должен выявить величину необходимого в заданных условиях модуля сдвига ре-. зины G или пригодность тех или иных серийных резин, применяе­мых для подобных изделий. Эта задача решается с помощью подстановки в уравнение (8.24) значения ф, отвечающего требуе­мому техническими условиями заданному значению 6.

С другой стороны, модуль сдвига G резины, принимая его равным 7з Е, может быть найден, исходя из уравнения (8.5′).

Определение Е следует проводить в пределах растяжения, имеющего место в задаваемых условиях испытания и при соот­ветствующих температурном и скоростном режимах.

Для выяснения влияний, вносимых допусками на размеры де­талей металлической арматуры (крышки и фланец), на величины отклонений крутильной податливости следует учесть определяе­мую этими допусками возможность отклонений габаритов рези­нового массива втулки демпфера. Для этого достаточно из упо­мянутого уравнения главы 8 рассчитать максимальные и мини­мальные относительные значения величины:

Исходя из номинальных значений G, Г, г% /_Вт и заданного для испытания М, можно рассчитать величину А, угол ф и отве­чающее ему значение 6. Рассчитанное таким путем значение б может оказаться заниженным против заявляемого в техниче­ских требованиях. Это будет означать, что для обеспечения не­обходимой крутильной податливости демпфера следовало бы ис­пользовать резину с значительно меньшим, чем применяемом в производстве типе, модулем сдвига. Например, G в пределах (0,7—2,0) • 10 Н/см² или Е от 2 до 6 Н/см².

Для создания демпфера с подобным модулем конструкции могут быть следующие пути:

а)   изменение конструкции втулки путем укорочения ее или
утолщения.

б)   вырезка на наружной ци­линдрической поверхности крыш­ки демпфера отверстий, образую­щих «окна» в креплении резины
к металлу.

Возможно также резервирова­ние определенных мест крепле­ния резины к металлу по наруж­ной и внутренней поверхности резиновой втулки. Для этого можно применить, например, смазку отдельных участков латунированной поверхности рас­твором мыла или силиката нат­рия, можно использовать про­мазку перед латунированием тех же мест водостойким лаком, пре­пятствующим отложению латуни.

Менее рациональна закладка уменьшенной заготовки в полость демпфера, так как здесь будет элемент случайности. Неопределен­ность и неуправляемость процесса, вносимая таким приемом ра­боты, неизбежно ведет к неустойчивости качества. Статистическая обработка данных испытания исследуемого качества демпферов, изготовленных таким путем из одной закладки резиновой сме^и, приводит к коэффициенту вариации С = 35,2%.

Двухвершинность и асимметрия соответственной гистограммы (рис. 227) свидетельствуют о наличии не только случайных откло­нений, но и общего уклона в сторону жестких демпферов.

Примеры расчета.   1. Задано: М = 3000 ■ ЮН см,  G =-’4,3 • 10 Н/см². Возможные, по условиям производства и режима испытания, крайние значе­ния G — 3,6 и 5,5 • 10 Н/см².

Номинальное значение выражения

Возможные, вследствие допусков на г_х и г% крайние значения А : 2,70 • Ю^-4 н 1,8 • LQ-< см»³.

Требуется найти б = гср = 100ф мм. По уравнению (8.24

Производственные резины с таким модулем неизвестны.

Понимая найденные значения как модуль конструкции для изготовления тре­буемых демпферов, можно назвать пути:

а)  укорочение или утолщение втулки;

б)   вырезку на наружной поверхности крышки отверстий, образующих окна в креплении резины к металлу.

Однако в этих случаях необходима специальная проверка динамическом жесткости и гистерезисных потерь демпфера.

Возможные, вследствие допусков на г_х и г% крайние значения А : 2,70 • Ю^-4 н 1,8 • LQ-< см»³.

Требуется найти б = гср = 100ф мм. По уравнению (8.24

reziny.ru

Крутильные колебания — для чего нужен гаситель?

Крутильные колебания или вибрации возникают в процессе вращения коленчатого вала из-за его неравномерной по разные стороны формы и маховика. В этой статье мы поговорим о том, откуда они возникают, чем опасны, и расскажем об устройстве, снижающим воздействие этих вибраций – гаситель крутильных колебаний.

Что такое крутильные колебания?

Любой маховик двигателя имеет определенную массу, которая не в полной мере сочетается с коленчатым валом мотора. При вращении коленвала, маховик, обладая большой массой, начнет колебаться, что приводит к появлению определенных вибраций не только на нем, но и на валу. Частота и амплитуда колебаний будет напрямую зависеть от массы маховика, а также его радиуса. Чем больше расстояние от края до центра и больше масса маховика, тем выше эта частота колебаний.

При уменьшении воздействия, которое прилагается от поршней и шатунов, уменьшаются и вибрации. Логично предположить, что если не прилагать большую нагрузку на коленвал, от этих вибраций можно избавиться, однако мы не в состоянии постоянно снижать нагрузку на вал, так как автомобиль все время находится в движении. Данный вид колебаний, получаемых при воздействии на маховик внешних сил, называется вынужденным.

Опасным явлением, в которое могут перерасти колебания – это резонанс. В процессе вращения маховика, он находится в механической связи с первичным валом коробки передач. Вал КПП также имеет небольшую величину вибраций, которая взаимно передается на маховик коленвала. Если эти колебания совпадают, это приводит к резонансу – пропорциональному повышению колебаний обоих механических элементов и, как следствие, к разрушению обоих валов.

Гаситель крутильных колебаний

Как вы поняли, совпадение частот этих вибраций совершенно не допустимо, именно поэтому в трансмиссии автомобиля предусмотрено специальное устройство – демпфер. Он устанавливается на диске сцепления автомобиля и имеет специальную конструкцию. Задача демпфера заключается в создании самой упругой связи диска сцепления с его небольшой ступицей на коленчатом валу.

Демпфер представляет собой пружины цилиндрической формы, которые по кругу устанавливаются на всей внутренней окружности диска сцепления. Пружины гасителя обеспечивают защиту трансмиссии автомобиля от совпадения частот колебаний маховика и сцепления на больших оборотах вращения коленвала. Однако, такое устройство не способно обеспечить надежную защиту при низких частотах колебаний. Специально для этого служить другое устройство, которое называется поглотитель низкочастотных колебаний.

В грузовых же автомобилях на сцеплении вместо демпферных пружин применяются круглые, сжимаемые при скручивании элемента. Главное отличие от демпфера – это отсутствие необходимо проводить широкую регулировку элемента. Такая пружина в процессе вращения сжимается и с помощью повышения трения передает вращающий момент на первичный вал КПП.

Видео — Теория ДВС: Коленвал часть 2, «Гаситель крутильных колебаний»

Вот так происходит снижение крутильных колебаний в двигателе и трансмиссии автомобиля при эксплуатации. Как видим, здесь нет ничего сложного или непонятного. Желаем вам удачи на дорогах!

vipwash.ru

демпфер колебаний коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания — патент РФ 2160398

Изобретение относится к машиностроению, в частности к демпферам колебаний агрегатов ДВС, компрессоров и т.п. Демпфер содержит ступицу (1) с дисковой частью (2) и обод (3), между которыми размещен (привулканизирован) вязкоупругий демпфирующий кольцевой элемент (4). Отличительной особенностью демпфера является то, что дисковая часть (2) ступицы (1) выполнена из газопроницаемого, пористого, металлического прессованного материала, например пористого сетчатого материала. В основном конструкция предназначена для двигателей внутреннего сгорания. Технический результат — ослабление излучения звука элементами демпфера, упрощение и удешевление конструкции, повышение надежности и эффективности ее в работе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к технике гашения колебаний в механических агрегатах двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС) посредством использования свободно колеблющихся масс, вращающихся вместе с валом, в частности в конструкциях демпферов колебаний коленчатого вала ДВС. Классическая схема демпфера колебаний, в частности коленчатого (приводного) вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) представлена, например, в заявке Японии N 5-53974, кл. F 16 F 15/12, 1984, и включает присоединительную ступицу, сформированную из присоединительной и дисковой частей, и обод, между которыми радиально привулканизировано упругое (резиновое) кольцо, выполняющее роль настроенной колеблющейся массы. Демпфер выполняет полезную функцию успокоителя динамических деформаций, возникающих в результате крутильных и изгибных колебаний непосредственно структуры коленчатого вала, однако дисковая часть его ступицы и обод (свободно качающаяся масса демпфера), совершая интенсивные крутильные, изгибные и осевые колебания относительно присоединительной части ступицы, являются, таким образом, «вредным» звуковым излучателем типа звукоизлучающей диафрагмы громкоговорителя. Более того, демпфер, установленный на носке коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, например вблизи тонкостенной крышки (кожуха) привода газораспределительного механизма (далее ГРМ), может неизбежно усиливать (и существенно) указанное звуковое излучение крышки как вторичного излучателя звука. В качестве прототипа выбран демпфер колебаний коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, описанный в заявке Японии N 2-9214 (JP)B, кл. F 16 F 15/12, опубл. 01.03.90, N 5-231, содержащий ступицу, на которую через упругое кольцо посажен массивный обод, выполняющий функцию гасителя крутильных колебаний коленвала. В ступице, со стороны носка коленчатого вала, выполнено цилиндрическое углубление, внутри которого размещен второй кольцеобразный динамический демпфер, выполненный в виде массивного кольцевого элемента, закрепленного через упругую прокладку на торцевой части цилиндрического углубления, и поглощающий изгибные вибрации носка коленчатого вала, т.е. выполняющий функцию гасителя изгибных колебаний коленвала. Такой комбинированный виброгаситель крутильных и изгибных колебаний, включающий двухмассовую колебательную систему, подключенную к структуре коленчатого вала, позволяет достаточно эффективно ослабить крутильные и изгибные колебания носка коленчатого вала, за счет тангенциального, касательного и консольного подключения упруго закрепленных соответствующих масс, и соответственно успокоить структуру коленчатого вала в целом. В это же время, вследствие ослабления изгибных и осевых колебаний носка коленвала, дополнительно ослабляются интенсивные изгибные колебания дисковой части демпфера как вибрирующей диафрагмы и, таким образом, ослабляется излучаемый ею (дисковой частью) звук. Однако и в прототипе имеет место то обстоятельство, что составные части демпфера, в первую очередь обод и дисковая часть ступицы, продолжают совершать достаточно интенсивные колебания относительно ступицы, являясь при этом по сути дела излучателями диафрагменного типа, т.к. «раскачиваются» от периферии колеблющимися массами (кольцами) демпфера. Кроме того, эффективность в работе прототипа достигается за счет применения достаточно сложного конструктивного решения, связанного с существенным удорожанием конструкции, увеличением массы, усложнения технологии изготовления и контроля качества (собственные резонансные частоты демпфера должны находиться в узком поле допуска). При этом следует отметить, что работа демпфера основана на преобразовании колебательной энергии в тепловую, возникающую при деформировании резиновых слоев (молекулярное трение), а в прототипе отсутствуют какие-либо средства, ограничивающие допустимый температурный режим. В процессе эксплуатации демпфера его резиновые элементы значительно нагреваются также от горячих частей двигателя (носка коленвала), что приводит к существенному изменению их упругожесткостных и демпфирующих характеристик, снижается их долговечность, а значит, эффективность и ресурс демпфера в целом. Задачей изобретения является ослабление излучения звука элементами демпфера, упрощение и удешевление конструкции, повышение надежности и эффективности ее в работе. Для решения поставленной технической задачи предлагается в известном демпфере колебаний, содержащем ступицу с дисковой частью и обод, между которыми размещен упругий, в частности резиновый кольцевой элемент, по крайней мере дисковую часть ступицы выполнить из металлического прессованного волокнистого воздухопроницаемого материала (пористого сетчатого материала, далее ПСМ). При таком конструктивном исполнении положительный эффект достигается за счет выполнения дисковой части ступицы демпфера из ПСМ или другого аналогично высокодемпфирующего материала, ослабляющего излучение звука этой частью демпфера, за счет уменьшения коэффициента излучения этой пористой структуры. Более того, пористая воздухопроницаемая структура, из которой состоит дисковая часть ступицы, выполняет даже функцию звукопоглощающего элемента в зоне шумовиброактивного переднего кожуха ограждения привода газораспределительного механизма и вспомогательных агрегатов двигателя, а также позволяет обеспечить более эффективный отвод тепла от эластичной резиновой вставки и одновременно уменьшить подвод тепла от нагретого коленчатого вала и ступицы демпфера, вследствие увеличенных потерь тепла в волокнистом воздухопроницаемом слое ПСМ демпфера, что важно для ее долговечности. Наличие промежуточного вибродемпфирующего слоя в структуре демпфера благоприятно с точки зрения гашения его собственных нежелательных (паразитных) резонансов, вследствие высоких значений коэффициента механических потерь слоя из ПСМ. Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано поперечное сечение демпфера колебаний. Демпфер колебаний содержит ступицу 1 с дисковой частью 2 и обод 3, между которыми размещен упругий (резиновый) кольцевой элемент 4. На чертеже, в качестве примера, демпфер установлен на носке коленчатого вала 5 двигателя внутреннего сгорания. Дисковая часть 2 ступицы 1 демпфера выполнена из металлического прессованного пористого воздухопроницаемого материала, например пористого сетчатого материала. Работает демпфер обычным образом. Известно, например, из публикаций (копии прилагаются):
— Anders Agren. Aspects of how to design less noisy diesel endines. NAM, 96, Nordic Acoustical Meeting Helsinki, 12-14 June 1966, p. 113…120. — Orjan Johansson, Anders Agren. Noise radiation from a torsional vibration damper in a diesel engine. INTER-NOISE, 93, Leuven-Belgium, August 24-26, p. 1501…1504. — Шум на транспорте. Пер. с англ. К.Г. Бомштейна. М.: Транспорт, 1995, с. 69, рис. 4.21 и с. 102,
что демпфер крутильных колебаний коленчатого вала, выполняя полезную функцию успокоителя динамических деформаций (крутильных и взаимосвязанных с ними изгибных и осевых) непосредственно структуры коленвала, с целью снижения динамического возбуждения блока картера цилиндров двигателя, через коммуникационные связи — коренные опоры (подшипники) на его внешние стенки и близкорасположенные тонкостенные присоединительные детали — масляный поддон, крышку или кожух привода газораспределительного механизма, защитный кожух корпуса сцепления с соответствующим снижением корпусного шума двигателя, может являться (демпфер) в свою очередь непосредственным интенсивным источником шумового излучения. Действительно, как это отмечено в названных работах, дисковая часть и венец демпфера, совершают интенсивные изгибные колебания относительно ступицы и являются по сути излучателями звука типа вибрирующей диафрагмы громкоговорителя. Более того, вблизи расположенная тонкостенная крышка (кожух) привода газораспределительного механизма, или торцевая передняя стенка масляного поддона (см. вышеприведенные публикации), может существенно усиливать указанное излучение звука. Следует отметить и то обстоятельство, что при работе демпфера происходит существенный нагрев и возможный перегрев резинового кольцевого элемента 4, что приводит к существенному изменению его упругожесткостных и демпфирующих свойств, частотной расстройке и снижает долговечность конструкции демпфера в целом, поскольку эффект демпфирования подразумевает именно преобразование вибрационной энергии, при деформациях резинового слоя внешней кольцевой массой демпфера, его ободом 3, совершающей крутильные виброперемещения в тепловую энергию материала упругого кольцевого элемента 4 (резину) с высоким внутренним трением (молекулярное трение). Таким образом, с одной стороны необходимо избегать перегрева резины, за счет эффективного отвода избыточного тепла от нее, а с другой стороны — уменьшать подвод избыточного тепла от нагретой металлической ступицы 1 и носка коленчатого вала. Именно пористая прессованная металлическая воздухопроницаемая структура дисковой части 2 ступицы 1 в предлагаемом демпфере позволяет частично решить обозначенные выше проблемы. Одновременно с этим, изгибные и осевые колебания коленчатого вала дополнительно демпфируются пористой вязкоупругой демпфирующей структурой дисковой части 2, за счет реализации микродеформаций структуры этого элемента (ПСМ) с высоким внутренним трением и рассеиванием механической энергии деформаций микроструктуры материала в преобразуемую тепловую энергию трения микрочастиц структуры дисковой части 2 ступицы 1. Таким образом, эффективность предлагаемого демпфера обуславливается за счет введения в конструкцию слабоизлучающей высокодемпфирующей пористой металлической прессованной воздухопроницаемой структуры дисковой части ступицы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Демпфер колебаний, в частности коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий ступицу с дисковой частью и обод, между которыми размещен кольцевой элемент из вязкоупругого демпфирующего материала, отличающийся тем, что дисковая часть ступицы демпфера выполнена из металлического, пористого, газопроницаемого материала. 2. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что дисковая часть ступицы демпфера выполнена из пористого сетчатого материала.

freepatent.ru