Причины вибрации и как с ней бороться

Читая наш форум, часто встречаешь крик души "Помогите - вибрация". В связи с этим решил поделиться своими размышлениями по поводу борьбы с вибрацией и рассказать о том, как я ее все-таки победил.

Причины вибрации

1. Дисбаланс карданов.
Причина все-таки не самая частая. Дисбаланс у нормального кардана появляется только если его погнуть или в случае его ремонта, замены крестовины или фланца. Кроме того, дисбаланс появляется после того, как из за износа шлицевого или подшипника крестовины, а так же износа подшипника раздатки или моста, кардан смещается от оси вращения, под которую балансировался.

2. Тугое проворачивание крестовин.

Обычно нивоводы об этом не задумываются, но в случае тугого проворачивания крестовины, усилие, затрачиваемое на это проворачивание, передается на элементы подвески агрегатов, а от них на кузов. Векторы рисовать не буду, но чем туже крестовина, тем сильнее отклоняется раздатка на своих подушках. А поскольку при каждом обороте крестовина поворачивается сначала в одну, затем в другую сторону, то, соответственно, частота вибрации получается в 2 раза выше частоты вращения кардана. Признаком именно этой проблемы является гул, очень похожий на гул моста. Я например думал, что у меня скоро "загнется" РЗМ.

3. Большие углы скрещивания фланцев кардана.

В литературе написано: привод должен быть "гомокинетическим", это значит, что оба фланца должны быть друг к другу параллельны. На самом деле это в идеале. В любом случае отклонения должны быть минимальны. При правильной центровке, у Нивы получается примерно 5-7 градусов (мерил школьным транспортиром с грузом, так что точность плюс-минус лапоть). При этом угол поворота крестовины тоже не должен превышать 8 градусов (это на память, могу ошибиться, если что - поправьте). 

Кинематику Нивы можно представить следующей схемой (какая получилась):

Видно, что у нас нет ни одного гомокинетического карданного вала. РПМ наклонен вперед примерно 6 градусов (угол E). РЗМ назад примерно на столько же (угол F). Двигатель и КПП назад примерно на 5 градусов (угол A). При этом остальные углы укладываются в допуск, только если РК установлена параллельно днищу кузова. 

Посмотрите на рисунок. Передний кардан почти соосен хвостовику РПМ, и угол D меньше заветных 8 градусов. С задним карданом конечно не все в порядке, я не замерял углы B и C. Но могу точно сказать, что их разность равна углу F. А он, как я уже сказал, примерно 6 градусов. Я неподумавши как то попытался еще сильнее завалить РЗМ назад. Вибрация только усилилась. Посему я сделал вывод что чем меньше F, тем меньше вибрация. 
Что касается ШРУСа промвала, то здесь важно, чтобы ось вторичного вала КПП и ось первичного вала РК проходили строго через его центр. Этого добиваемся центровкой раздатки.

Выводы

1. Карданы должны быть отбалансированы.
2. Крестовины должны легко проворачиваться в своих подшипниках, причем усилие должно быть одинаковым.
3. Раздатка должна быть отцентрована так, чтобы оси ее вторичных валов были параллельны днищу кузова и параллельны продольной оси автомобиля. При этом она должна быть выставлена так, чтобы ось вторичного вала КПП проходила строго через центр ШРУСа промвала.
4. Не должно быть люфтящих крестовин, шлицевых соединений и подшипников вторичных валов РК

Практические рекомендации (опыт - сын ошибок трудных)

Выбор карданов и промвала

Когда идете в магазин за карданами, не поддавайтесь на провокации. Дешевле - не всегда лучше. Признаками правильного промвала являются:
- не крашеный, а вороненый металл;
- наличие балансировочных сверлений на ШРУСе; при этом внутри этих сверлений метал голый, не закрашенный и не вороненый;
- наличие балансировочных шайб на болтах, которыми прикручена эластичная муфта;
- балансировочные шайбы и отверстия на ШРУСе расположены примерно с одной стороны (как бы друг друга компенсируют); не знаю почему, но при динамической балансировке нормально уравновешенного кардана получается именно так;
- ШРУС должен проворачиваться туго (не приработался), но равномерно;
- качество резинок.

Признаками правильного кардана являются:
- плавное и легкое проворачивание крестовин; если они тугие, то раздатка развалится раньше, чем они обкатаются;
- отсутствие люфта в шлицевом соединении: зажмите между колен и попробуйте покачать из стороны в сторону; вдоль шлицов перемещаться должно, но достаточно туго;
- наличие балансировочных пластин; очень желательно, чтобы они были наварены с разных сторон кардана; пластины приварены точечной сваркой, если обычной - это левак;
- должна быть наклейка с реквизитами производителя.

Кстати о балансировке. Если в вашем регионе негде балансировать кардан, то нет смысла его ремонтировать. Балансировка нарушается всегда!

Днище и резонанс

Не секрет, что кузов 21213 и 21214 слабее. Зачастую вибрация становится непереносимой именно из- за того, что пол начинает резонировать от вибрации карданов. Поэтому наряду с устранением причин вибрации не мешало бы и от резонанса избавиться. Есть еще один неприятный момент в этих машинах: как ни центруй раздатку, со временем центровка сбивается. Это происходит из-за деформации пола в районе ее крепления. 

Вариантов два. Первый радикальный: поставить подрамник, идеально, если конструкции G8. Второй менее затратный и варварский: вырезать из металла (примерно 3 мм) две пластины такого размера, чтобы они попали одним концом под крепление траверсы КПП, а другим под подушки РК. Естественно, просверлить в них отверстия под штатные болты крепления КПП и РК. Тем самым мы делаем пол в этом районе более жестким и сдвигаем резонансную частоту в более высокую область. Мне лично помогло. К сожалению, не фотографировал, как оно выглядит, но можете посмотреть, как это сделано у 2131. У кого-то я видел там такие пластины с завода.

Подшипники

Как я отметил выше, вибрации могут быть и от люфтов подшипников. Очень слаб на эту тему задний подшипник РК, тот, который у вторичного вала. Там стоит подшипник 305 (см. документацию). К этому подшипнику очень жесткие требования по точности и по твердости метала. Я поставил вместо него 126805. Такой подшипник использовался в КПП Москвича. Сейчас вещь достаточно дефицитная. Его достоинство в том что он радиально-упорный. По установочным размерам такой же, как 305-ый. Старый подшипник у меня в идеальном состоянии, во всяком случае, магазинные подшипники гораздо хуже. Тем не менее с ним уже начал болтаться хвостовик РК.

Еще одно замечание по поводу РК. Там очень тонкие прокладки, но подшипники (те, которые со стопорными кольцами) в гнездах сидят наиболее плотно, когда прокладок нет совсем. Посему лучше прокладки удалить и воспользоваться герметиком, тогда на один источник шума станет меньше.

Центровка РК

На нашем форуме многократно описывался сей процесс различными способами, но о том, что описан в "камасутре", по- моему никто не вспоминал. Удовлетворительных результатов мне удалось добиться только им. Суть этого метода в том, чтобы обеспечить минимальный излом промвала по эластичной муфте. Итак (с моими добавлениями):
1. Прикрутить на место все карданы (это нужно, чтобы опоры раздатки прожались до рабочего состояния).
2. До отказа затянуть болты эластичной муфты. Только в этом случае у нее плоскости крепления становятся параллельными. Я убедился. Правда, если бублик делали в подворотне, то вам ничего не поможет. Не переборщите. Балансировочные шайбы могут повредиться.
3. Ослабить крепление ШРУСа к фланцу ведущего вала РК. Совсем не откручивайте. Так чтобы болталось и ладно.
4. Ослабить гайки крепления подушек РК. Можно еще ослабить гайки осей этих подушек.
5. Перемещая раздатку вперед - назад, верх - вниз, влево - вправо, добейтесь чтобы ВАЛЫ РАЗДАТКИ БЫЛИ СТРОГО ПАРАЛЛЕЛЬНЫ ПОЛУ КУЗОВА И ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ АВТОМОБИЛЯ, а фланец ведущего вала прилегал к фланцу ШРУСа с МИНИМАЛЬНЫМ ЗАЗОРОМ и при этом НЕ ЧУВСТВОВАЛОСЬ, ЧТО ОН ОТГИБАЕТ ПРОМВАЛ ОТ ОСИ КПП. То есть ШРУС должен прилегать к фланцу свободно, и они не должны друг на друга давить. Может оказаться, что понадобятся регулировочные пластины либо под траверсу КПП, либо под подушки РК.
6. После этого все затянуть.
7. Проверить результат.