Вибрации вызываются последовательностью импульсов. В случае вибраций, связанных со скоростью движения, эти импульсы генерируются дисбалансом какого-либо элемента, вращающегося вместе с колесом, который передается на соответствующую подвеску колес
Частота этих импульсов меняется со скоростью движения.
Обычно они гасятся благодаря специального подобранной конструкции элементов и опор подвески, кроме вибраций строго определенной частоты «собственных колебаний подвески», которые зависят от ее продольной жесткости.
Моменты возникновения собственных колебаний передней и задней подвесок обычно сильно отличаются и их можно выразить через скорость движения, поскольку «радиус качения» колес не меняется.
Число импульсов за один оборот колеса – это отношение между моментом возникновения собственных колебаний соответствующей подвески, выраженным через скорость движения, и скоростью движения в момент возникновения вибраций (см. таблицу возникновения собственных колебаний передней и задней подвесок автомобилей, которых касается настоящая Техническая нота).
Существует два вида дисбаланса.
- – Неуравновешенность: дисбаланс масс = один импульс на оборот колеса.
- – Радиальное биение: геометрическая деформация = один или несколько импульсов на оборот колеса.
Вибрации возникают на следующих узлах и деталях:
- – вращающиеся элементы (шины, диски колес, декоративные колпаки колес, тормозные механизмы, валы привода колес, полая полуосевая шестерня дифференциала открытого типа МКП);
- – демпфирующие элементы (амортизаторы, крепления и/или демпфирующие элементы подвески, подрамника, реечного рулевого механизма, рулевой колонки, сидений и т.д.).
Определение источника вибраций
Определение источника вибраций также является элементом диагностики, однако он не систематизирован.
Вибрации передаются через подвеску и далее через поворотный кулак (центр вращения).
Затем их «путь» (или «функция передачи») зависит от энергии вибраций, характера связей между деталями (затяжки креплений, состояния виброгасящих элементов и т.д.), их жесткости или от различных возможных компонентов импульсов, вызывающих вибрации.
В некоторых случаях вибрация на рулевом колесе возникает из-за разрушения опор двигателя.
Резиновые элементы опор после длительной эксплуатации выходят из строя.
Вибрация от крутящих элементов двигателя сильно ощущается на рулевом колесе.
Можно допустить, что в большинстве случаев передачи вибраций на рулевое колесо они исходят от передней подвески и передаются через рулевое управление.
Но и это не является абсолютно универсальным правилом.
Причиной вибраций рулевого колеса могут быть некоторые очень специфические дефекты шин задних колес.
Вибрации вызываются последовательностью импульсов (ударов), идущих от элементов, вращающихся вместе с колесом.
Вибрации вызываются причинами двух видов:
- – дисбаланс массы;
- – один импульс на оборот колеса.
Передняя и задняя подвески обладают характеристиками, на основе которых проводится диагностика.
Они гасят вибрации, кроме тех, которые имеют частоту «собственных колебаний».
Момент возникновения собственных колебаний подвески зависит от ее продольной жесткости.
Частота колебаний обусловлена скоростью движения автомобиля.
Моменты возникновения собственных колебаний передней и задней подвесок отличаются один от другого.
Диагностика вибраций позволяет определить, от какой подвески (передней или задней) они исходят, и, в особенности, определить число импульсов за оборот колеса.
Эти исходные диагностические данные служат ориентиром для выбора необходимого технического вмешательства.
Поэтому важно получить эти данные от владельца или же выполнить дорожное испытание.
Величина дисбаланса, необходимая для создания ощутимых вибраций, составляет около:
- – 20 г для колес (шины на 15-дюймовом диске);
- – 100 г для тормозного диска или барабана;
- – 500 г для ступицы колеса;
- – 1,16 кг для вала привода колеса.
Некоторые виды вибраций, вызываемых работой двигателя, можно принять за вибрации, связанные со скоростью движения.
В этом случае появление вибрации связано скорее всего с оборотами или нагрузкой двигателя.
Убедиться в этом позволяет только воспроизведение неисправности при соответствующей проверке.
Особые случаи возникновения вибраций
Возможной причиной вибраций является дефект конструкции шин.
Такой дефект внешне незаметен. Для его выявления необходимо выполнить соответствующую проверку.
ПРИМЕЧАНИЕ
При наличии дефекта конструкции шины на колесо обычно устанавливают балансировочные грузики большой массы (50 г и более на одной стороне диска колеса). «Затвердевание» амортизаторов подвески.
Встречаются случаи возникновения «вибраций» только на дорогах с особо гладким покрытием (на автострадах или новых полосах скоростного движения).
Трение в амортизаторах в сочетании с жесткой подвеской может вызывать подскоки, сходные с вибрацией.
Это явление прекращается в обычных условиях движения (при обычном маневре обгона, на более шероховатом покрытии дороги и т.д.).
Проверьте моменты затяжки резьбовых соединений и состояние подвесок.
После установки новых деталей или на новом автомобиле это явление постепенно исчезает по мере «притирки» деталей.
Чрезмерное давление в шинах колес.
При перекаченных шинах возникает явление отскока, которое можно принять за вибрации.
Алгоритмы поиска неисправностей
Проверка
Проверка 1: дорожное испытание для определения характера вибраций и их источников.
Отметьте положение шины на диске колеса (для меньшей заметности метку нанесена на металл с внутренней стороны колеса)
Воспроизведите вибрации, убедитесь, что они связаны со скоростью движения (воспроизводите вибрации на нескольких передачах КП).
Запишите интервал скоростей, в котором возникают вибрации.
Проверьте влияние торможения на вибрации:
– в области скоростей возникновения вибраций слегка притормозите автомобиль (до касания тормозных колодок с диском) и определите наличие или отсутствие изменения вибраций, поддерживая скорость движения.
Проверьте влияние изменения крутящего момента двигателя (движение «внатяг» при включении низших передач):
– в области скоростей возникновения вибраций измените нагрузку двигателя (для создания условий движения «внатяг», затем при переходе на низшие передачи) и определите влияние этого изменения на вибрации.
Определите, от какой из подвесок идет вибрация и число импульсов за оборот колеса по таблице скоростей возникновения собственных колебаний подвесок.
Проверка 2: дорожное испытание для определения скорости возникновения собственных колебаний подвесок.
Данная проверка состоит в том, чтобы определить скорость возникновения собственных колебаний подвесок путем искусственного создания дисбаланса (получения одного импульса за оборот колеса) на одном из передних, затем на одном из задних колес.
Наилучшим решением является использование при этой проверке другого автомобиля (той же модели, но не обязательно с тем же двигателем).
Установите дополнительный балансировочный грузик массой 50 г на одно из передних колес и отметьте его положение (положение грузика на окружности диска колеса не имеет значения).
Прежние грузики или грузик оставьте на месте. Выполните дорожное испытание и запишите интервал скоростей, в котором появляются вибрации.
Результат соответствует скорости возникновения собственных колебаний передней подвески проверяемого автомобиля.
Снимите дополнительный грузик с переднего колеса и установите его на одно из задних колес.
Снова выполните дорожное испытание и запишите интервал скоростей, в котором появляются вибрации.
Результат соответствует скорости возникновения собственных колебаний задней подвески проверяемого автомобиля.
Сравните результат проверки 1 с проверкой 2 и определите, какая из подвесок является источником вибраций, и число импульсов за оборот колеса.
Проверка 3: дорожное испытание для определения наличия дефектов конструкции шин.
Возможной причиной вибраций является дефект внутренней конструкции шин.
Такой дефект внешне незаметен.
Для его выявления следует переставить передние и задние колеса (левые колеса ставить слева, правые – справа), предварительно записав интервал скоростей вибраций при выполнении проверки 1, и снова выполнить проверку 1.
Если при этом новом испытании интервал скоростей возникновения вибраций изменился и стал соответствовать скорости возникновения собственных колебаний другой подвески, значит дефект связан с шинами или с балансировкой колес.
При наличии дефекта конструкции шины на колесо обычно устанавливают балансировочные грузики большой массы (50 г и более на одной стороне диска колеса).
Достоверность результатов проверки 3 основана на разнице между скоростями возникновения собственных колебаний передней и задней подвесок.
