Inter-News

PORADY

Porady ZF Services – Drgania skrętne i występowanie

luzu w wielostopniowych tłumikach tarcz

sprzęgłowych.

Drgania występujące w układzie prze-

niesienia napędu i jego podzespołach

prowadzą do powstawania hałasu oraz

przyczyniają się do zwiększonego zuży-

cia jego elementów. Konstrukcje współ-

czesnych wielostopniowych tłumików

drgań skrętnych w tarczach sprzęgło-

wych często wymagają luzu wstępnego,

któremu mechanicy przypisują wadli-

we wykonanie. Poniżej przedstawiamy

analizę występowania drgań skrętnych

w pojeździe oraz zasady działania efek-

tywnych układów ich tłumienia.

Układ przeniesienia napędu w pojazdach

składa się z: silnika, sprzęgła, skrzyni bie-

gów, przegubów, wału napędowego oraz

napędzanych kół. Biorąc pod uwagę kom-

fort podróży oraz czynnik ciężaru całego

układu, musi on zostać relatywnie elastycz-

nie zestrojony w stosunku do działa-

jących na niego momentów obroto-

wych. Już w latach 30-tych ubiegłego

wieku stwierdzono, że drgania o cha-

rakterze skrętnym oraz towarzyszące

im hałasy w układzie przeniesienia

napędu można znacząco zreduko-

wać, poprzez zmniejszenie sztyw-

ności skrętnej w układzie pomiędzy

silnikiem, a skrzynią biegów.

W kolejnych dziesięcioleciach do-

prowadziło to do opracowania tłu-

mika drgań skrętnych w tarczach

sprzęgłowych.

Do wystąpienia drgań skrętnych

w układzie napędowym współcze-

snych pojazdów, prowadzą m.in.:

• Szybkie zmiany momentu zależ-

ne od nierówności zapłonu w przy-

spieszeniach kątowych na poszcze-

gólnych cylindrach (związane z coraz

wyższym ciśnieniem w układzie wtry-

skowym silnika),

• Zmiany obciążenia układu poprzez

dynamiczne przyspieszanie pojazdu,

• Zmiany w układzie sprzęgła prowa-

dzące do występowania drgań skręt-

nych w układzie napędowym.

Drgania te objawiają się hałasami docho-

dzącymi ze skrzyni biegów (uderzenia

zębów kół zębatych

i klekotanie) oraz

wibracjami gene-

rowanymi

przez

elementy karose-

rii

(powstałymi

w skutek drgań

wzdłużnych). Ha-

łas zależny jest

również od luzów

na kołach zębatych,

lepkości oleju prze-

kładniowego oraz

łożyskowania wału

korbowego i elementów przeniesienia

napędu. W celu optymalizacji występu-

jących drgań skrętnych, musi być znana

przyczyna ich występowania oraz często-

tliwość własna całego układu przeniesie-

nia napędu.

Drgania i towarzyszące im hałasy osiągają

swoje epicentrum w trakcie przechodze-

nia przez zakres drgań rezonansowych.

Najważniejszym elementem, w jaki wy-

posażona jest tarcza sprzęgłowa, jest tzw.

tłumik drgań skrętnych.

Rezonans drgań własnych (tzw. trze-

cia rezonansowa) przy włączonym

biegu, w zależności od typu pojazdu,

występuje najczęściej w zakresie 40-

70 Hz. Oznacza to, że są to częstotli-

wości występujące dla prędkości ob-

rotowych towarzyszących użytkowej

prędkości pracy pojazdu. Konstruk-

torzy starają się minimalizować wy-

stępowanie hałasów oraz redukować

te drgania, tak by pojawiały się poza

zakresem obrotów użytkowej pracy

silnika. Zastosowanie tłumika drgań

skrętnych dla obrotów biegu jało-

wego w tarczach sprzęgłowych, po-

zwoliło obniżyć występowanie tych

rezonansowych w zakres 7-15 Hz,

czyli znacząco poniżej częstotliwości

występujących dla obrotów biegu jałowe-

go. Jeżeli zastosowanie tłumika w tarczy

sprzęgłowej nie jest możliwe, wówczas

tłumienie przenosi się na koło zamachowe

poprzez zastosowanie dwumasowego koła

zamachowego.

Tłumiki drgań skrętnych mogą być kon-

struowane na wiele sposobów.

Z reguły w tarczach sprzęgłowych sto-

sownych w pojazdach komercyjnych wy-

stępuję sześć, siedem lub osiem sprężyn

śrubowych o różnych charakterystykach.

Uproszczony model układu przeniesienia napędu, składający się

z czterech drgających mas.

Podstawowym zadaniem jakie spełnia w tarczy sprzę-

głowej tłumik drgań skrętnych, jest przeniesienie czę-

stotliwości układu drgań własnych silnika (poza obsza-

rem częstotliwości rezonansowej skrzyni biegów oraz

obniżeniem amplitudy tych drgań).

Przykład poglądowej filtracje drgań w tarczach sprzęgłowych z tłumikiem drgań

skrętnych.