Problém: Vibrace hnacího ústrojí / hnacího hřídele. Nesprávná geometrie hnacího ústrojí (špatný úhel natočení motoru / pastorku).
Harmonie hnacího hřídele
Jim Clark, Hot Rod M.D. – Postup, který lze použít k řešení stavu zvaného zrušení hnacího hřídele / univerzálního kloubu, často označovaného jako nastavení úhlu pastorku.
Tento proces lze použít k odstranění vibrací a předčasného opotřebení způsobeného nesprávnou orientací a fázováním hnacího hřídele.
Tento stav je způsoben tím, že každý U-kloub, který pracuje pod úhlem, vytváří vibrace. Tyto vibrace vytváří proto, že se kříž U-kloubu otáčí s hřídelem kruhovým pohybem a zároveň se pohybuje zepředu dozadu. Tento kývavý pohyb tam a zpět při otáčení způsobuje zrychlování a zpomalování kříže v U-kloubu.
Pokud byste se na to mohli dívat jako na otáčení kolem ciferníku hodin s křížem otáčejícím se proti směru hodinových ručiček, ukázalo by se, že U-kloub při vodorovné poloze (3 až 9 hodin) se pohybuje kruhovým pohybem.
Když se rameno třmene na 3 hodinách pohybuje proti směru hodinových ručiček směrem k 12 hodinám a naklání se k zadní části vozidla, zrychluje.
Poté zpomaluje, když pokračuje proti směru hodinových ručiček směrem k 9. hodině, když se opět vychýlí dopředu a vrací se do středu. Nyní opět zrychluje, když pokračuje v otáčení proti směru hodinových ručiček od 9 hodin k 6 hodinám a kývá se směrem k přední části vozidla.
Nakonec dokončí jednu otáčku, když se pohybuje proti směru hodinových ručiček od 6 hodin k 3 hodinám a zpomaluje při návratu do středu.
Protože je U-kloub spojen s hnacím hřídelem a zrychluje/zpomaluje při této plné otáčce, hnací hřídel se během každé otáčky zrychluje a zpomaluje. Tím vzniká tzv. budicí moment.
Aby se tento budicí moment zrušil, musí se U-kloub na druhém konci hřídele otáčet pod stejným, ale opačným úhlem vzhledem k U-kloubu vpředu. Tím, že se U-klouby používají v párech a ve fázi a úhel mezi hnacím hřídelem a zařízením na obou koncích je stejný, mají cykly zrychlení/zpomalení tendenci se vzájemně rušit.
Tyto úhly U-kloubů by měly být vždy alespoň 1 stupeň, aby nedocházelo k opotřebení ložisek třmenů.
Při stavbě podvozku a umístění součástí hnacího ústrojí je třeba je orientovat tak, aby úhel přímky vedené středem převodovky vycházející výstupním hřídelem (A) a přímky vedené středem hnacího hřídele (B) byl roven úhlu přímky vedené hřídelem pastorku v zadním diferenciálu(C) a přímky vedené středem hnacího hřídele (B), ale opačný.
Přiložený výkres znázorňuje, jak jsou přímky vedené skrz hřídele převodovky a pastorku (A&C) navzájem rovnoběžné, i když ne ve stejné rovině.
Pracovní úhly U-kloubů jsou obecně nejčastější příčinou vibrací hnacího ústrojí u vozidel, která byla přepracována. Při přepracování podvozku nebo montáži nového hnacího hřídele do vozidla existují základní pravidla, která se týkají pracovních úhlů U-kloubů a která byste měli dodržovat.
- Pracovní úhly U-kloubů na obou koncích hřídele by měly být vždy minimálně 1 stupeň.
Pokud chcete dosáhnout zrušení, měly by být tyto pracovní úhly U-kloubů na obou koncích hnacího hřídele vždy stejné (v rozmezí 1 stupně), ale navzájem opačné.
Pracovní úhly U-kloubů by neměly být větší než 3 stupně. Pokud ano, ujistěte se, že nepřekračují maximální doporučené úhly. - Pro nastavení hnacího ústrojí je třeba stanovit úhly pro výstupní hřídel převodovky, hřídel zadního pastorku a hnací hřídel. Dobrým nástrojem pro měření těchto úhlů je sklonoměr. Lze je poměrně levně získat v místním obchodě s náhradními díly nebo u dodavatele nářadí.
- Nejprve změřte úhel výstupního hřídele převodovky. Měl by směřovat dolů směrem dozadu, když vozidlo sedí v jízdní výšce na rovném povrchu. Minimálně 1 stupeň a v ideálním případě ne více než 3 stupně dolů.
Úhel převodovky můžete změnit vložením nebo vyjmutím podložek pod zadní uložení převodovky, jak je znázorněno na této fotografii…
Dalším krokem je změření úhlu zadního vývodového hřídele. Měl by směřovat nahoru směrem dopředu, když vozidlo sedí v jízdní výšce na rovném povrchu.
Nejméně o 1 stupeň a v ideálním případě ne více než o 3 stupně nahoru. Úhel hřídele pastorku zadní nápravy můžete změnit vložením nebo vyjmutím podložek ve tvaru klínu pod uložení zadních pružin nebo úpravou délky umístění řídicích ramen zadní nápravy. Viz fotografie níže…
Nakonec změřte úhel hnacího hřídele, abyste se ujistili, že je alespoň 1 stupeň dolů od úhlu výstupního hřídele převodovky a alespoň 1 stupeň nahoru od úhlu hřídele pastorku zadního konce. Dosažením těchto úhlů vůči sobě se vibrace vyruší…
Zkontrolujte, zda jste to udělali správně:
Pokud za normálních provozních podmínek nedochází k vibracím, pak jsou úhly správné.
Pokud dochází k vibracím při zrychlení, je třeba přidat větší předpětí úhlu pastorku směrem dolů. Pokud je tomu naopak, vibrace mají tendenci se při zrychlování snižovat nebo mizet, je třeba snížit předpětí úhlu natočení dolů.
Pokud se vibrace s rychlostí hnacího hřídele trvale zvyšují (ať už při zrychlování nebo zpomalování), je příznak primárně důsledkem nevyváženosti hnacího hřídele nebo vyjetí ojnice. Někdy lze tento problém s vyjetím hnacího hřídele zlepšit otočením U-kloubu o 180 stupňů v hřídeli zadního diferenciálu.
Vibrace související s hnacím hřídelem se obvykle objevují zhruba při otáčkách motoru ve vysokém převodovém stupni. Vibrace související s koly/nápravami se obvykle objevují při 1/3 otáček motoru nebo otáčkách hnacího hřídele kvůli převodu diferenciálu.