Articulație transversală de direcție vs. Articulație universală pentru camioane grele: Funcții, specificații și îngrijire

A articulație transversală de direcție si a articulație universală a arborelui de transmisie a camionului greu ambele sunt construite în jurul aceluiași design cu patru trunion și cupă de rulment, dar servesc funcții fundamental diferite și eșuează în moduri net diferite. Articulația transversală a direcției transmite intrarea de rotație de la volan în jos pe coloană către cremalieră sau cutie de viteze într-un unghi; articulația universală transmisie transmite cuplul motor de la transmisie la ax prin arborele de transmisie. Obținerea fie una greșită - serie greșită, program greșit de lubrifiere sau rularea acestuia dincolo de unghiul său de funcționare - duce la defecțiuni premature, probleme de manipulare sau, în cazuri grave, pierderea completă a direcției sau a controlului transmisiei.

Secțiunile de mai jos acoperă modul în care funcționează fiecare tip, cum să identifici defecțiunile din timp și ce specificații contează cel mai mult atunci când le selectezi sau le întreținem pe camioanele grele.

Ce este o articulație transversală de direcție și cum funcționează

Articulația transversală a direcției, numită și articulație în U a arborelui de direcție sau articulație universală a arborelui intermediar, se află între coloana volanului și cremaliera de direcție sau cutia de viteze. Sarcina sa este de a transmite continuu și fără probleme forța de rotație a șoferului pe unghiul format între coloana de direcție și mecanismul de direcție - un unghi care există practic în fiecare vehicul, deoarece coloana nu poate rula într-o linie perfect dreaptă de la volan la cremalieră.

În interiorul îmbinării, o piesă în formă de cruce (păianjen sau cruce) pivotează în patru cupe de rulment, fiecare împachetat cu rulmenți cu ace. Pe măsură ce arborele de direcție se rotește, crucea transmite acea rotație prin schimbarea unghiului fără blocare sau variație de viteză, permițând șoferului să simtă un feedback natural al direcției, mai degrabă decât rigiditatea mecanică sau punctele moarte.

Articulații U de direcție simple versus duble (DD).

Majoritatea vehiculelor comerciale ușoare și de pasageri folosesc o singură articulație de direcție, care se ocupă de unghiuri ale arborelui de până la aproximativ 35 de grade. Acolo unde geometria coloanei necesită un unghi între 35 și 70 de grade - comun la camioanele ridicate, instalațiile personalizate pe coloană de direcție și unele camioane grele cu cabină - o articulație cardanică dublă (DD) sau un arbore intermediar telescopic cu două articulații în U este utilizată pentru a împărți unghiul mai mare în două mai mici, menținând fiecare articulație individuală în intervalul său de funcționare lină.

Simptome de defecțiune specifice articulației transversale a direcției

Deoarece articulația transversală a direcției funcționează cu un cuplu relativ scăzut în comparație cu o articulație în U a arborelui de transmisie, rareori se defectează cu zgomot dramatic sau rupere bruscă. Mai frecvent se degradează treptat, iar simptomele sunt suficient de specifice pentru a se distinge de alte probleme ale sistemului de direcție.

• Legarea la un anumit unghi de virare: Un volan care devine momentan rigid sau greu de rotit într-o anumită poziție - apoi din nou ușor - este cel mai diagnostic simptom al unei articulații uzate de direcție. Acest lucru se întâmplă deoarece un rulment cu ac uscat sau corodat se blochează când trece prin acea poziție în rotație
• Clics sau clic la întoarcere: O articulație slăbită sau uscată produce o lovitură sau un clic distinct în timpul acțiunilor lente de direcție, în special atunci când se schimbă direcția de la blocare la blocare
• Joc liber în exces la volan: O îmbinare uzată introduce slăbiciune care se traduce printr-un joc excesiv de rotație la volan înainte de a avea loc orice mișcare reală a roții de drum - șoferul trebuie să corecteze roata în mod constant pentru a menține o linie dreaptă
• Zăcănit pe suprafețe aspre: Articulația în U inferioară a arborelui de direcție, situată în interiorul compartimentului motorului, este expus ciclurilor de căldură și umidității. O articulație slăbită sau parțial prinsă transmite șocul rutier ca un zdrăngănit prin coloană

Distincția dintre o problemă a articulației în U de direcție și o problemă a pompei de servodirecție este practică: dacă rigiditatea apare doar la un anumit unghi, aceasta este articulația în U. Dacă direcția se simte uniform grea în toate pozițiile, pompa servodirecției sau nivelul lichidului este cauza cea mai probabilă.

Îmbinările universale ale transmisiei pentru camioane grele: cum diferă

La camioanele grele, articulația cardanică a arborelui de transmisie funcționează la cerințe mecanice complet diferite. Acesta trebuie să transmită cuplul complet al motorului - potențial câteva mii de lire-picior pe un camion semiîncărcat sau profesional - în mod continuu, la viteză, prin unghiuri de funcționare care se modifică odată cu articulația și sarcina suspensiei. În cazul în care o articulație transversală a direcției gestionează un cuplu scăzut la unghiuri modeste, o articulație în U pentru un camion greu gestionează un cuplu extrem la unghiuri diferite de-a lungul a milioane de cicluri.

Arhitectura internă este aceeași - o cruce cu patru cupe de rulment - dar componentele sunt substanțial mai mari, rulmenții cu ace sunt mai numeroși și mai precis șlefuit, iar sistemul de etanșare este mai robust pentru a menține lubrifiantul înăuntru și contaminanții sub pulverizarea drumurilor, traversările de apă și mediile cu praf intens.

Imbinari unsabile versus sigilate

Îmbinările în U ale liniei de transmisie pentru camioane grele sunt disponibile în două configurații de lubrifiere. Îmbinările unsabile au un fiting de unsoare (Zerk) pe cruce care permite pomparea periodică a grăsimii proaspete în cupele rulmentului, purtând contaminarea și reumplend pelicula de lubrifiant. Îmbinările etanșate sunt ambalate din fabrică și nu necesită ungere de întreținere, dar nu pot fi întreținute dacă intră contaminarea - atunci când se defectează, sunt înlocuite mai degrabă decât re-unse. Pentru camioanele comerciale grele care funcționează în condiții umede, noroioase sau cu temperaturi ridicate, îmbinările unsabile sunt standard, deoarece unsoarea acționează atât ca lubrifiant, cât și ca o barieră pozitivă împotriva pătrunderii umidității.

Denumirile seriei SAE și capacitatea de cuplu pentru îmbinările în U pentru camioane grele

Îmbinările în U ale liniei de transmisie pentru camioane grele sunt fabricate conform denumirilor seriei SAE care definesc dimensiunile fizice ale crucii și cupele de rulment și, prin extensie, capacitatea de cuplu a îmbinării. Selectarea unei serii greșite pentru cuplul motor al camionului este una dintre cele mai frecvente erori în repararea arborelui de transmisie și duce la defecțiuni rapide, indiferent de cât de bine este întreținută îmbinarea.

Regula unghiului de operare pentru toate seriile este consecventă: cu cât unghiul de operare este mai mare, cu atât capacitatea de cuplu utilizabilă și durata de viață sunt mai mici . O articulație care rulează la 5 grade de unghi de operare se va uza semnificativ mai repede decât aceeași articulație la 3 grade chiar și la sarcini identice de cuplu, motiv pentru care instalarea arborelui de transmisie pe camioanele grele include verificarea și corectarea unghiurilor de ieșire ale pinionului și transmisiei, nu doar instalarea arborelui și a feroneriei.

Simptome de defecțiune ale articulației în U ale unui camion greu

Defectarea articulației în U a liniei de transmisie la camioanele grele se anunță diferit de defecțiunea articulației de direcție. Forțele implicate sunt mai mari, iar consecințele simptomelor ignorate sunt mai severe, până la separarea completă a arborelui de transmisie.

• Vibrația ritmică care crește cu viteza: O îmbinare uzată face ca arborele de transmisie să se învârtească ușor dezechilibrat, producând o vibrație resimțită prin scaun, podeaua cabinei sau volan, care se înrăutățește pe măsură ce crește viteza pe drum și se poate reduce la anumite viteze de rezonanță
• Tremur în timpul aplicării puterii: O senzație de smucitură sau de tremur la tragerea de la oprire sau la aplicarea clapetei de accelerație sub sarcină indică o articulație care nu mai poate transmite lin cuplul - obișnuit atunci când o articulație este uzată sever sau o cupă de rulment a început să iasă din alezajul său
• Scârțâit sau zgomot la viteză mică: O articulație uscată produce un scârțâit ritmic în timpul manevrelor lente; o articulație slăbită sau crăpată produce un zgomot sau o bubuitură în timpul logodnei
• Pierderi vizibile de grăsime în jurul îmbinării: Unsoarea aruncată pe partea inferioară a camionului în apropierea arborelui de transmisie indică o etanșare defectuoasă pe o cupă de rulment, primul semn fizic că îmbinarea a depășit intervalul de service

Priorități de întreținere și inspecție pentru ambele tipuri de îmbinări

Cerințele de întreținere pentru articulațiile transversale de direcție și articulațiile în U ale liniilor de transmisie ale camioanelor grele diferă substanțial deoarece mediile lor de operare diferă.

Articulații transversale de direcție

Cele mai multe articulații moderne ale arborelui de direcție sunt sigilate din fabrică și etichetate fără întreținere. În multe mașini și camioane ușoare, acestea durează întreaga viață a vehiculului fără service. Modul de defecțiune este aproape întotdeauna pătrunderea umidității și coroziune, mai degrabă decât epuizarea lubrifierii, motiv pentru care articulația inferioară a arborelui de direcție - situată în compartimentul motorului și expus ciclurilor de căldură, stropirii drumului și spălării ocazionale cu presiune - eșuează mult mai des decât articulația superioară. Inspecția implică ținerea fermă a coloanei și simțirea oricărui joc la articulație și rotirea lent a volanului în timp ce simțiți orice legare sau punct dur printr-o rotație completă.

Îmbinări în U ale liniei de transmisie pentru camioane grele

Pentru camioanele comerciale grele cu îmbinări ale arborelui de transmisie care se pot lubrifia, articulațiile uscate sunt cauza principală a defecțiunii premature a articulațiilor în U și este complet prevenibil cu un program de lubrifiere consistent. Lista de verificare practică pentru întreținerea articulației în U pentru camioane grele:

1. Ungeți fiecare fiting Zerk la fiecare interval programat PM — unsoarea trebuie să fie curățată vizibil din garniturile cupei de rulment pentru a confirma că pasajele sunt curate și contaminarea este eliminată
2. Inspectați arborele de transmisie pentru urme de rugină, grăsime uscată sau urme aruncate cu grăsime în timpul fiecărei inspecții sub camion, deoarece acestea indică o etanșare defectă înainte ca îmbinarea să devină simptomatică.
3. Verificați unghiul de funcționare la ieșirea transmisiei și jugul pinionului ori de câte ori se modifică înălțimea de rulare a camionului - sarcina utilă, modificările suspensiei sau airbag-urile uzate schimbă toate unghiurile de operare și accelerează uzura articulațiilor
4. Confirmați seria SAE corectă pentru orice îmbinare de înlocuire în raport cu specificațiile cuplului motor al camionului, nu doar cu dimensiunile fizice; o îmbinare în serie cu potrivire dimensională, dar cu valori mai mici, se va defecta rapid sub sarcină maximă
5. Înlocuiți articulațiile în U în perechi pe un arbore de transmisie cu două articulații - dacă o articulație s-a uzat suficient pentru a necesita înlocuire, cealaltă a fost expusă la aceleași condiții de service și va eșua adesea la scurt timp după