Problème : vibrations de la chaîne cinématique / de l’arbre de transmission. Géométrie de la Driveline incorrecte (mauvais angle moteur/pignon).
Harmoniques de l’arbre de transmission
Jim Clark, Hot Rod M.D. – Le processus qui peut être utilisé pour traiter une condition appelée annulation de l’arbre de transmission/joint universel, souvent appelée ajustement de l’angle du pignon.
Ce processus peut être utilisé pour éliminer la vibration et l’usure prématurée causées par une mauvaise orientation et une mauvaise mise en phase de l’arbre d’entraînement.
Cette condition est causée parce que chaque joint en U qui fonctionne à un angle crée une vibration. Elle crée cette vibration parce que la croix du joint en U tourne avec l’arbre dans un mouvement circulaire tout en se déplaçant également de l’avant vers l’arrière. Ce mouvement de balancement d’avant en arrière pendant qu’il tourne provoque l’accélération et la décélération de la croix du joint en U.
Si vous pouviez voir cela comme tournant autour de la face d’une horloge avec la croix tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, cela montrerait le joint en U lorsqu’il est en position horizontale (3 à 9 heures) comme voyageant dans un mouvement circulaire.
Alors que le bras de l’étrier à 3 heures se déplace dans le sens inverse des aiguilles d’une montre vers 12 heures et bascule vers l’arrière du véhicule, il accélère.
Puis décélère alors qu’il continue dans le sens inverse des aiguilles d’une montre vers 9 heures en basculant à nouveau vers l’avant en revenant au centre. Maintenant, accélère à nouveau alors qu’il continue à tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre de 9 heures à 6 heures et à basculer vers l’avant du véhicule.
Finalement, il complète une rotation alors qu’il se déplace dans le sens inverse des aiguilles d’une montre de 6 heures à 3 heures en décélérant alors qu’il revient au centre.
Parce que le joint en U est relié à l’arbre de transmission et accélère/décélère pendant cette rotation complète, l’arbre de transmission accélère et ralentit pendant chaque révolution. Cela crée ce qu’on appelle un couple d’excitation.
Pour annuler ce couple d’excitation, le joint en U à l’autre extrémité de l’arbre doit tourner à un angle égal mais opposé par rapport au joint en U à l’avant. En utilisant des joints en U par paires et en phase, et si l’angle entre l’arbre d’entraînement et l’équipement aux deux extrémités est le même, les cycles d’accélération/décélération ont tendance à s’annuler mutuellement.
Ces angles des joints en U doivent toujours être d’au moins 1 degré pour éviter l’usure des roulements de la fourche.
Lorsque vous construisez un châssis et que vous positionnez les composants de la chaîne cinématique, vous devez les orienter de façon à ce que l’angle d’une ligne tracée par le centre de la transmission sortant par l’arbre de sortie (A) et une ligne tracée par le centre de l’arbre de transmission (B) soit égal mais opposé à l’angle d’une ligne tracée par l’arbre du pignon dans le différentiel arrière(C) et la ligne tracée par le centre de l’arbre de transmission (B).
Le dessin ci-joint illustre la façon dont les lignes tracées à travers l’arbre de transmission et l’arbre de pignon (A&C) sont parallèles l’une à l’autre, bien qu’elles ne soient pas dans le même plan.
Les angles de fonctionnement des joints en U sont généralement la cause la plus courante des vibrations de la ligne d’entraînement dans les véhicules qui ont été retravaillés. Lorsque vous retravaillez un châssis ou installez un nouvel arbre de transmission dans un véhicule, il y a des règles de base qui s’appliquent aux angles de fonctionnement des joints en U que vous devez suivre.
- Les angles de fonctionnement des joints en U à chaque extrémité de l’arbre doivent toujours être d’au moins 1 degré.
Si vous voulez obtenir une annulation, ces angles de fonctionnement des joints en U à chaque extrémité d’un arbre de transmission doivent toujours être égaux (à 1 degré près), mais opposés l’un à l’autre.
Les angles de fonctionnement des joints en U ne doivent pas être supérieurs à 3 degrés. S’ils le sont, assurez-vous qu’ils ne dépassent pas les angles maximums recommandés. - Pour configurer la chaîne cinématique, vous devez établir les angles de l’arbre de sortie de la transmission, de l’arbre du pignon de l’extrémité arrière et de l’arbre de transmission. Un bon outil pour mesurer ces angles est un inclinomètre. Ils peuvent être obtenus à un prix assez bas dans un magasin de pièces détachées local ou chez un fournisseur d’outils.
- Premièrement, mesurez l’angle de l’arbre de sortie de la transmission. Il doit être dirigé vers le bas, vers l’arrière, le véhicule étant assis à hauteur de caisse sur une surface plane. Au moins 1 degré et idéalement pas plus de 3 degrés vers le bas.
Vous pouvez modifier l’angle de la transmission en insérant ou en retirant des cales sous le support de transmission arrière, comme le montre cette photo…
L’étape suivante consiste à mesurer l’angle de l’arbre de pignon arrière. Il doit être dirigé vers le haut, vers l’avant, le véhicule étant assis à hauteur de caisse sur une surface plane.
Au moins 1 degré et idéalement pas plus de 3 degrés vers le haut. Vous pouvez modifier l’angle de l’arbre de pignon de l’extrémité arrière en insérant ou en retirant des cales en forme de coin sous les supports de ressort arrière ou en ajustant la longueur des bras de contrôle positionnant l’extrémité arrière. Voir la photo ci-dessous…
Enfin, mesurez l’angle de l’arbre de transmission pour confirmer qu’il est d’au moins 1 degré vers le bas par rapport à l’angle de l’arbre de sortie de la transmission et d’au moins 1 degré vers le haut par rapport à l’angle de l’arbre de pignon de l’extrémité arrière. L’obtention de ces angles l’un par rapport à l’autre annulera la vibration…
Vérification pour voir si vous avez bien compris :
S’il n’y a pas de vibration dans des conditions normales de fonctionnement, alors les angles sont corrects.
S’il y a des vibrations sous accélération, vous devez ajouter plus de précharge d’angle de pignon vers le bas. Si l’inverse se produit, les vibrations ont tendance à diminuer ou à disparaître sous l’effet de l’accélération, vous devez réduire la précharge de l’angle descendant.
Si les vibrations augmentent régulièrement avec la vitesse de l’arbre de transmission (soit en accélérant, soit en décélérant), le symptôme est principalement le résultat d’un déséquilibre de l’arbre de transmission ou d’un écoulement de l’étrier. Parfois, ce problème de sortie d’étrier peut être amélioré en faisant pivoter le joint en U de 180 degrés dans l’étrier du différentiel arrière.
Les vibrations liées à l’arbre d’entraînement se produisent généralement à peu près à la vitesse du moteur en grande vitesse. Les vibrations des roues/essieux se produisent généralement à 1/3 rd du régime moteur ou de la vitesse de l’arbre de transmission en raison de l’engrenage du différentiel.