Come bilanciare un albero motore: passaggi corretti, tolleranze ed errori comuni

Un pick-up che trema forte a 55 mph e si attenua completamente a 45 mph combatte quasi sempre lo squilibrio della trasmissione, non un cattivo pneumatico. Il solito colpevole è un contrappeso arrugginito anni fa. Un albero correttamente bilanciato in genere richiede solo da 15 g a 30 g di peso correttivo su una macchina equilibratrice per cancellare quella scossa. Il problema è che anche l'albero deve essere diritto, i giunti devono muoversi liberamente e le flange devono essere concentriche. Se uno qualsiasi di questi tre è sbagliato, nessun bilanciatore sul mercato potrà salvare il lavoro.

Perché un albero motore perde l'equilibrio in primo luogo

Ecco la prima conclusione: un albero motore non perde quasi mai l'equilibrio da solo. Qualcosa è cambiato. Ha perso peso, ha guadagnato una curva o un giunto ha sviluppato un gioco sufficiente per lanciare l'albero a velocità.

Le cause realistiche, nell'ordine in cui si presentano in un'area riparazioni:

• Un contrappeso saldato è caduto. Il sale stradale, i colpi di ghiaia e il contatto con il telaio mettono a dura prova una saldatura sottile.
• Il tubo presenta un'ammaccatura o una piega, molto spesso dopo che l'albero è stato sollevato su un braccio di sollevamento o l'asse ha toccato il fondo con forza.
• Un giunto universale o un giunto omocinetico è usurato o grippato, quindi l'albero viene spinto fuori centro una volta per giro invece di ruotare in modo pulito.
• Usura della scanalatura o albero in due pezzi riassemblato con le scanalature di un dente fuori fase.
• Flange che sono state sbloccate e rimontate con l'orientamento sbagliato, rompendo una coppia abbinata che era bilanciata come un insieme.
• Uno spesso strato di fango essiccato o grasso cotto su un lato del tubo. Lava l'albero e la vibrazione scompare: questa è la tua risposta.

Si noti che solo i primi due sono strettamente problemi di equilibrio. Il resto produce lo stesso sintomo ma necessita di una soluzione diversa.

Escludere tutto ciò che sembra solo uno squilibrio

Prima che qualcuno tocchi una macchina equilibratrice, restringi il campo con alcune domande mirate. L’indizio più utile è se la vibrazione segue la velocità della strada o la velocità del motore.

Se la vibrazione tiene conto dei giri del motore anziché della velocità della strada, bilanciare l'albero è uno spreco di denaro. Se rileva la velocità della strada e i picchi in una banda stretta, si tratta di un vero squilibrio o di un problema di disallineamento e il passo successivo è decidere come correggerlo.

Due vere strade verso un albero equilibrato

Scegliere tra l'equilibratura al banco e l'equilibratura a bordo del veicolo non è una questione di gusti. È un compromesso tra precisione e praticità e la risposta giusta dipende da come viene utilizzato il veicolo.

Panca in equilibrio fuori dal veicolo

L'albero esce, va su una macchina equilibratrice, e la macchina segnala sia l'entità che l'angolo di fase dello squilibrio. I pesi di correzione vengono poi saldati sul lato opposto. Questo è l'unico percorso che consente anche di raddrizzare e misurare la concentricità del tubo, e l'unico percorso che può realisticamente raggiungere una tolleranza residua stretta. Il costo è rappresentato dai tempi di inattività: il veicolo è fuori servizio e su un albero in due pezzi entrambe le metà dovrebbero andare in officina insieme in modo che la fase scanalata venga preservata.

Bilanciamento a bordo del veicolo

Il veicolo rimane su un paranco con le ruote motrici che girano liberamente, l'albero viene portato alla velocità che produce la vibrazione peggiore e i pesi vengono aggiunti o riposizionati finché le vibrazioni non svaniscono. Il vantaggio è che l'intero gruppo rotante è bilanciato insieme: albero, flangia e pignone come un'unica unità. Lo svantaggio è che la precisione è molto inferiore, spesso riducendo le vibrazioni solo della metà, e il lavoro deve essere svolto con reale attenzione alla sicurezza.

Che aspetto ha in realtà un corretto lavoro di bilanciamento

Un'officina che smonta un albero, lo fa girare una volta e salda un peso casuale sta indovinando. La sequenza corretta è simile alla seguente:

1. Pulire prima l'albero. Fango accumulato, grasso essiccato e sottopelo sfaldato hanno tutti un peso reale su un bilanciatore e manderanno l'operatore a inseguire un fantasma.
2. Misurare il runout. Sostenere l'albero con blocchi a V e spazzare il tubo vicino a entrambe le estremità con un comparatore. I limiti accettabili variano a seconda dell'albero, ma molti alberi delle autovetture dovrebbero rientrare approssimativamente Da 0,010 pollici a 0,020 pollici del runout totale indicato.
3. Confermare la libertà congiunta. Un giunto cardanico rigido o dentellato o un giunto omocinetico secco non possono essere compensati con i pesi. Correggi l'articolazione, non l'equilibrio.
4. Eseguire una linea di base a bassa velocità sulla macchina e registrare lo squilibrio in grammi e l'angolo di fase.
5. Montare un peso di prova di massa nota, ripetere l'operazione e lasciare che la macchina calcoli la correzione finale dalla variazione di ampiezza e fase.
6. Saldare il peso finale nella posizione calcolata. Mantenere controllato l'apporto di calore in modo che il tubo non si deformi e annulli il lavoro.
7. Verificare. Riazionare l'albero e ripetere l'operazione fino a quando lo squilibrio residuo non rientra nel limite, comunemente intorno da 10 g a 15 g per l'albero di un'autovettura, con alberi commerciali più pesanti spesso accettati da 20 ga 30 g.

Saltare il passaggio due o il passaggio tre è il modo in cui un albero ritorna in officina una seconda volta.

Provalo tu stesso in garage

Se il veicolo deve rimanere su strada questa settimana, un attento bilanciamento sul campo può spesso ridurre le vibrazioni a un livello tollerabile. Il metodo è rozzo ma efficace.

1. Sollevare l'asse posteriore in modo sicuro sui cavalletti, bloccare le ruote anteriori e assicurarsi che le ruote motrici possano girare liberamente.
2. Far funzionare la trasmissione fino alla velocità alla quale le vibrazioni sono peggiori. Annotare la lettura del contagiri in modo da poterla ripetere esattamente.
3. Fissare una fascetta stringitubo per carichi pesanti attorno al tubo a pochi centimetri dall'estremità, non vicino a un cordone di saldatura.
4. Eseguire di nuovo, quindi ruotare il morsetto di circa 45 gradi attorno al tubo ed eseguire ancora una volta. Continua a muovere il morsetto finché non trovi la posizione in cui la vibrazione è minima. Quella posizione segna il lato chiaro dell'albero.
5. Saldare in quel punto un peso di massa equivalente. Non lasciare che la pinza esegua il lavoro in modo permanente; striscia e arrugginisce.
6. Confermare il risultato allo stesso numero di giri. Se la vibrazione aumenta bruscamente con la velocità invece di stabilizzarsi, fermare e inviare l'albero a un centro di equilibratura: un albero che supera la sua velocità critica è un vero problema di sicurezza, non un fastidio.

Il bilanciamento del campo in genere ti porta quasi ovunque. Raramente corrisponde a un lavoro al banco e non dovrebbe mai essere trattato come una riparazione permanente su un veicolo che trasporta carichi o rimorchia.

Problemi che ritornano anche dopo un equilibrio perfetto

Se un albero appena equilibrato inizia a tremare di nuovo nel giro di poche centinaia di miglia, la vera colpa non è stata l'equilibrio. Controlla questi prima di incolpare la macchina:

• Angoli di lavoro della trasmissione. Un albero in due pezzi riassemblato con le scanalature e un dente sfasato vibrerà in un modo che nessun peso può correggere.
• Cuscinetti di supporto centrale con gomma collassata, precarico errato o alloggiamento usurato.
• Bulloni della flangia allentati o sbavature e vernice su una faccia di accoppiamento che impediscono la sede piatta della flangia.
• Una modifica dell'altezza di marcia o dell'angolo del pignone dopo un kit di sollevamento, la sostituzione della molla o la riparazione dell'asse.
• Cuscinetti del pignone o del supporto del differenziale sufficientemente usurati da simulare un problema all'albero a velocità stradali simili.

Ciascuno di questi produce una vibrazione correlata alla velocità e ciascuno sopravviverà a qualsiasi quantità di peso di correzione.

Scegliere aste e stivali che rimangano in equilibrio

Il problema di bilanciamento più economico è quello progettato in fabbrica. Un albero costruito con un tubo senza saldatura, raddrizzato prima della saldatura, bilanciato come un insieme e dotato di pesi saldati in base alla massa e alla posizione manterrà la sua tolleranza per tutta la vita del veicolo. Questo è lo standard per cui vale la pena chiedere al fornitore, perché un albero diritto e privo di gioco nei giunti è l'unico che rimane liscio.

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Per i veicoli che utilizzano una trasmissione completa anziché un singolo albero, l'assemblaggio è importante tanto quanto il tubo. Un albero motore è costituito da un tubo, giunti universali o omocinetici, un manicotto scanalato e i pesi di bilanciamento - e ognuna di queste parti contribuisce al comportamento dell'unità finita in velocità. Puoi leggere di più a riguardo come i componenti di una trasmissione si incastrano tra loro se si specifica una sostituzione anziché la riparazione di un originale.

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Sui veicoli a trazione anteriore e posteriore indipendente, la stessa logica si applica al semiasse. Uno stivale strappato è un biglietto di sola andata per le vibrazioni: il grasso fuoriesce, l'acqua e la sabbia entrano, le gare si bucano e il gioco appare dove non dovrebbe essercene. Controllare gli stivali ad ogni cambio d'olio non costa nulla e posticipa la sostituzione dell'albero di decine di migliaia di chilometri.

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Un discorso a parte meritano le macchine fuoristrada. ATV, UTV e semiassi side-by-side vivono con una corsa delle sospensioni molto maggiore e un carico di impatto molto maggiore rispetto a un'auto stradale, quindi un tubo piegato o un giunto spinto oltre il suo angolo di lavoro è un'usura normale piuttosto che un'eccezione. Quando inizia la scossa, controlla che l'albero sia rettilineo prima di controllare qualsiasi altra cosa.

Se togli una cosa, rendila così: lo squilibrio lascia un'impronta sulla velocità della strada. Una stretta fascia di velocità trema e su entrambi i lati il ​​veicolo procede liscio. Confermare prima lo schema, quindi controllare la rettilineità del tubo e la libertà del giunto e solo dopo ricorrere ai pesi di correzione. Tutto il resto è una supposizione con una torcia per saldatura.