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.

Visto dall’estremità, il percorso intrapreso dalle coppe del cuscinetto è un’ellisse, che ruota in avanti e indietro e nel suo percorso intorno alla linea centrale dell’albero. Visto di lato, il percorso preso dalle coppe dei cuscinetti sembrerebbe una linea angolare che dondola avanti e indietro mentre ruota intorno alla linea centrale dell’albero.

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.

Questo disegno illustra la relazione che deve essere stabilita tra i tre componenti principali della linea di trasmissione.

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

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