№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.
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:
Рекомендуем для прочтения:
Желе, муссы, самбуки. Технология приготовления. Правила подачи. Ассортимент Желе. Сиропы для желе готовят так же, как для киселей. Желатин перед использованием заливают восьмикратным количеством охлажденной.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ Вследствие погрешностей, присущих средству измерений, выбранному методу и методике измерений, отличия внешних условий, в которых.
Сравнительный подход к оценке недвижимости Общая характеристика и условия применимости подхода. Сравнительный подход к оценке – это совокупность методов оценки стоимости.
Средневековая культура Термин «Средние века» был введен гуманистами около 1500 г.
Параметры биполярного транзистора Все описанное выше касалось работы транзистора при постоянных напряжениях и токах его электродов.
Гаситель крутильных колебаний
Изобретение относится к машиностроению. Гаситель крутильных колебаний включает в себя наружный и внутренний корпусы, связанные между собой посредством упругих элементов, работающих на кручение. Внутренний корпус служит для установки на вал, подвергаемый крутильным колебаниям. Наружный корпус установлен соосно с внутренним и выполняет роль инертной массы. Торцевые крышки образуют вместе с корпусами кольцевую полость, заполненную рабочей жидкостью. Радиальные уплотнения герметизируют указанную полость. Чередующиеся внутренние и наружные диски установлены с осевым зазором друг относительно друга и не препятствуют повороту одного корпуса относительно другого. Достигается возможность гашения крутильных колебаний при высоких скоростях вращения вала без жесткого крепления к основанию. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для гашения крутильных колебаний различных машин, в частности для гашения крутильных колебаний валов двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, приводных валов вертолетов, роторов авиационных и газовых турбин, центрифуг и т.д.
Известно изобретение (патент №2297562, F16F 15/173, опубл. 20.04.2007, бюл. №11), состоящий из корпуса, закрепленного на валу и вращающегося вместе с ним, и крышки, образующих полость, внутри которой располагается маховик. Полость целиком заполнена вязкой жидкостью. Маховик имеет возможность вращаться относительно корпуса. Момент вязкого трения между маховиком и корпусом определяется поверхностью трения, вязкостью жидкости и амплитудой относительных смещений корпуса и маховика.
Недостатками данного устройства являются:
а) наличие радиального зазора между валом и маховиком. В подобном устройстве при воздействии внешних сил неизбежно появление сухого трения, ударов и различных износов;
б) демпфирующий эффект в данном и подобных устройствах напрямую связан с массовым полярным моментом маховика, причем размеры маховика могут иметь недопустимо большие значения.
Наиболее близким по технической сущности является демпфер рулевого механизма (патент на полезную модель №89647, МПК F16F 7/10, приоритет от 16.06.2009 г.).
Существенным недостатком данного устройства, исключающим применение для гашения крутильных колебаний валов, является необходимость его жесткого закрепления с неподвижным основанием.
В предлагаемом гасителе крутильных колебаний использовали принцип динамического гашения колебаний (см., например, справочник «Прочность, устойчивость, колебания». М.: Машиностроение, т.3, 1986, стр.331…332), исключающий необходимость в таком закреплении.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для гашения крутильных колебаний вращающихся со сколько угодно большой скоростью валов в условиях отсутствия какого-либо жесткого крепления с неподвижным основанием.
Указанный технический результат достигается тем, что гаситель, включающий в себя внутренний корпус, который неподвижно связан с валом посредством, например, стопорных колец и шпоночного соединения (на рисунке не показано), наружный корпус, установленный соосно с внутренним, причем наружный корпус выполняет также роль инертной массы, входящей в состав динамического гасителя колебаний, торцевые крышки, образующие вместе с корпусами кольцевую полость, заполненную рабочей жидкостью, радиальные уплотнения, герметизирующие ту же полость, систему чередующихся наружных и внутренних дисков, установленных с заданным осевым зазором друг относительно друга и не препятствующих поворотам одного корпуса относительно другого, содержит один или более упругих элемента, работающих на кручение и упруго соединяющих указанные корпусы, систему дистанционных втулок, устанавливающих заданное взаимное расположение всех деталей в осевом направлении.
Полярный момент инерции θр наружного корпуса, т.е. полярный момент инерции инертной массы в составе гасителя, и суммарная жесткость комплекта упругих элементов на кручение С0 связаны соотношением:
где ωн — круговая частота настройки гасителя.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом на рис.1, где изображена конструкция гасителя, включающего в себя внутренний корпус 1, который неподвижно связан с валом 2, стопорные кольца 3, наружный корпус 4, торцевые крышки 5 и 6, рабочую жидкость 7, радиальные уплотнения 8, систему чередующихся наружных 9 и внутренних 10 дисков, один или более упругих элемента 11, систему дистанционных втулок 12, 13, 14, устанавливающих заданное взаимное расположение всех деталей в осевом направлении.
Упругий элемент может быть выполнен в виде неразъемной детали, имеющей наружный и внутренний обода, связанные между собой радиально расположенными гибкими спицами. Жесткость такого упругого элемента на кручение определяется по формуле:
где l — рабочая длина спицы, R — внутренний радиус наружного обода,
, Е — модуль упругости, Z — число спиц.
Суммарная жесткость комплекта упругих элементов будет равна:
где n — общее число упругих элементов в составе гасителя.
Сборка гасителя производится способом пайки или любым другим известным способом.
Система чередующихся наружных и внутренних дисков, погруженных в рабочую жидкость, необходима для создания определенного коэффициента сопротивления, определяемого по формуле:
где к — число торцевых зазоров между наружными и внутренними дисками, Δ — величина торцевых зазоров, , dвн — внутренний диаметр дисков, dн — наружный диаметры.
Гаситель крутильных колебаний, включающий в себя внутренний корпус, служащий для установки на вал, подвергаемый крутильным колебаниям, наружный корпус, установленный соосно с внутренним, причем этот корпус выполняет также роль инертной массы в системе гасителя, торцевые крышки, образующие вместе с корпусами кольцевую полость, заполненную рабочей жидкостью, радиальные уплотнения, герметизирующие ту же полость, а также систему чередующихся внутренних и наружных дисков, установленных с заданным осевым зазором относительно друг друга, и не препятствующих повороту одного корпуса относительно другого, отличающийся тем, что наружный и внутренний корпуса связаны между собой посредством одного или более упругих элементов, упруго соединяющих указанные корпуса и работающих на кручение, причем суммарная жесткость С0 комплекта упругих элементов на кручение и полярный момент инерции θp наружного корпуса связаны соотношением:
Что такое крутильные колебания и как их гасить?
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!