Problema: vibrazioni della driveline / albero di trasmissione. Geometria della driveline non corretta (angolo motore/pignone sbagliato).
Driveshaft Harmonics
Jim Clark, Hot Rod M.D. – Il processo che può essere utilizzato per affrontare una condizione chiamata cancellazione dell’albero di trasmissione/giunto universale, spesso indicato come regolazione dell’angolo del pignone.
Questo processo può essere usato per eliminare la vibrazione e l’usura prematura causata da un orientamento e una fasatura impropri dell’albero di trasmissione.
Questa condizione è causata perché ogni giunto a U che opera con un angolo crea una vibrazione. Crea quella vibrazione perché la croce del giunto a U ruota con l’albero in un movimento circolare mentre si muove anche da davanti a dietro. Quel movimento oscillante avanti e indietro mentre ruota fa sì che la croce del giunto a U acceleri e deceleri.
Se poteste vedere questo come se ruotasse intorno al quadrante di un orologio con la croce che ruota in senso antiorario, mostrerebbe il giunto a U in posizione orizzontale (da ore 3 a ore 9) che viaggia in un movimento circolare.
Quando il braccio del giogo a ore 3 viaggia in senso antiorario verso le ore 12 e punta verso la parte posteriore del veicolo, accelera.
Poi decelera mentre continua in senso antiorario verso le ore 9 e oscilla di nuovo in avanti tornando al centro. Ora accelera di nuovo mentre continua a ruotare in senso antiorario da ore 9 a ore 6 e dondola verso la parte anteriore del veicolo.
Finalmente completa una rotazione mentre viaggia in senso antiorario da ore 6 a ore 3 decelerando mentre ritorna al centro.
Perché il giunto a U è collegato all’albero di trasmissione e accelera/decelera attraverso questa rotazione completa, l’albero di trasmissione accelera e rallenta durante ogni rivoluzione. Questo crea la cosiddetta coppia di eccitazione.
Per annullare questa coppia di eccitazione, il giunto a U all’altra estremità dell’albero deve ruotare con un angolo uguale ma opposto rispetto al giunto a U anteriore. Usando i giunti a U in coppia e in fase, e l’angolo tra l’albero di trasmissione e l’attrezzatura alle due estremità è lo stesso, i cicli di accelerazione/decelerazione tendono ad annullarsi a vicenda.
Questi angoli dei giunti a U dovrebbero essere sempre di almeno 1 grado per evitare l’usura dei cuscinetti dei gioghi.
Quando si costruisce un telaio e si posizionano i componenti della trasmissione, è necessario orientarli in modo che l’angolo di una linea tracciata attraverso il centro della trasmissione che esce dall’albero di uscita (A) e una linea tracciata attraverso il centro dell’albero di trasmissione (B) sia uguale ma opposta all’angolo di una linea tracciata attraverso l’albero del pignone nel differenziale posteriore (C) e la linea tracciata attraverso il centro dell’albero di trasmissione (B).
Il disegno allegato illustra come le linee tracciate attraverso l’albero di trasmissione e l’albero del pignone (A&C) sono parallele tra loro, anche se non nello stesso piano.
Gli angoli di funzionamento del giunto a U sono generalmente la causa più comune di vibrazioni della trasmissione nei veicoli che sono stati rielaborati. Quando si rielabora un telaio o si installa un nuovo albero di trasmissione in un veicolo ci sono regole di base che si applicano agli angoli di funzionamento del giunto a U e che si dovrebbero seguire.
- Gli angoli di funzionamento del giunto a U ad ogni estremità dell’albero devono essere sempre di almeno 1 grado.
Se si vuole ottenere l’annullamento questi angoli di funzionamento del giunto a U su ogni estremità di un albero di trasmissione devono essere sempre uguali (entro 1 grado), ma opposti tra loro.
Gli angoli di funzionamento del giunto a U non devono essere più grandi di 3 gradi. Se lo sono, assicuratevi che non superino gli angoli massimi raccomandati. - Per impostare la trasmissione è necessario stabilire gli angoli per l’albero di uscita della trasmissione, l’albero del pignone posteriore e l’albero di trasmissione. Un buon strumento per misurare questi angoli è un inclinometro. Possono essere ottenuti abbastanza a buon mercato da un negozio di parti locali o da un fornitore di strumenti.
- Prima misurare l’angolo dell’albero di uscita della trasmissione. Dovrebbe essere rivolto verso il basso verso la parte posteriore con il veicolo seduto all’altezza di marcia su una superficie piana. Almeno 1 grado e idealmente non più di 3 gradi verso il basso.
È possibile modificare l’angolo di trasmissione inserendo o rimuovendo degli spessori sotto il supporto della trasmissione posteriore come mostrato in questa foto…
Il prossimo passo è misurare l’angolo dell’albero del pignone posteriore. Dovrebbe essere rivolto verso l’alto, verso la parte anteriore, con il veicolo seduto all’altezza di marcia su una superficie piana.
Almeno 1 grado e idealmente non più di 3 gradi verso l’alto. È possibile modificare l’angolo dell’albero del pignone posteriore inserendo o rimuovendo spessori a forma di cuneo sotto i supporti delle molle posteriori o regolando la lunghezza dei bracci di controllo che posizionano la parte posteriore. Vedere la foto qui sotto…
Infine misurate l’angolo dell’albero di trasmissione per confermare che sia almeno di 1 grado sotto l’angolo dell’albero di uscita della trasmissione e almeno di 1 grado sopra l’angolo del pignone posteriore. Il raggiungimento di questi angoli in relazione tra loro annullerà la vibrazione…
Controllare per vedere se è stato corretto:
Se non c’è vibrazione in condizioni di funzionamento normali, allora gli angoli sono corretti.
Se c’è vibrazione in accelerazione, è necessario aggiungere più precarico dell’angolo del pignone verso il basso. Se si verifica il contrario, le vibrazioni tendono a diminuire o a scomparire in accelerazione, è necessario ridurre il precarico dell’angolo verso il basso.
Se la vibrazione aumenta costantemente con la velocità dell’albero di trasmissione (sia in accelerazione che in decelerazione) il sintomo è principalmente il risultato di uno squilibrio dell’albero di trasmissione o del run-out della forcella. A volte questo problema di run-out della forcella può essere migliorato ruotando il giunto a U di 180 gradi nella forcella del differenziale posteriore.
Le vibrazioni legate all’albero di trasmissione di solito si verificano all’incirca alla velocità del motore in marcia alta. Le vibrazioni ruota/asse di solito si verificano a 1/3 di velocità del motore o dell’albero di trasmissione a causa dell’ingranaggio del differenziale.