Komfortstörningar som orsakas av vibrationer. Grundläggande principer. Frekvens. Svängning och amplitud

Transkript

1 Grundläggande principer Komfortstörningar är subjektiva och svåra att mäta. Orsakerna till att vibrationer uppstår är många och de är svåra att identifiera. För att kunna härleda orsaken till vibrationer underlättar det att känna till vissa grundläggande principer. Grundläggande principer Frekvens Frekvens mäts i Hz (Hertz) och anger hur ofta någonting upprepas, till exempel en rörelse. En svängning som upprepas 3 gånger per sekund har en frekvens på 3 Hz. Svängning och amplitud Vibrationer uppstår när något försätts i en återkommande svängningsrörelse. En amplitud är höjden på ½ svängning (Y/2). En svängning upplevs som komfortstörande i frekvensintervallet 0 25 Hz. Svängningar med högre frekvens än 25 Hz upplevs som buller. Y T = Svängningstid. Y = Svängning. T Scania CV AB 2016, Sweden 1 (23)

2 Självsvängningsfrekvens Självsvängningsfrekvensen bestäms i huvudsak av ett systems massa och styvhet (fjäderkonstant). Varje komponent har därför en självsvängningsfrekvens som är beroende av dess massa och upphängningens utförande. Grundläggande principer Självsvängningsfrekvensen minskar med ökad massa och ökar med ökad styvhet. Resonanssvängning Om en störfrekvens sammanfaller med en självsvängningsfrekvens uppstår resonanssvängning. Resonanssvängning uppmärksammas oftast genom att amplituden ökar väsentligt. Dämpning Dämpning hindrar en konstruktion från att svänga ohämmat. En typ av dämpning är friktionsdämpning som innebär att friktionen mellan 2 ytor som rör sig relativt varandra bromsar rörelsen. Vid friktion omvandlas rörelseenergin till värme. Dämpningen genom friktion blir kraftigare med snabbare rörelser eller större friktion. Scania CV AB 2016, Sweden 2 (23)

3 Vibrationer Vibrationer Resonanssvängning på ett fordon uppstår det oftast i frekvensintervallet 1 13 Hz. Identifiering av komfortstörande vibrationer För att identifiera ett vibrationsproblem är det viktigt att ta reda på hur komfortstörningarna upplevs och när de uppstår. Sök svaret på frågorna i tabellen nedan för att lättare kunna identifiera orsaken till vibrationerna. Fråga Ja Nej Notering 1. Hur känns, syns eller hörs vibrationerna? Förekommer vibrationer i till exempel ratt, stol eller annan del av fordonet? 3. Kommer vibrationerna framifrån eller bakifrån? Kan vibrationerna uppfattas ha någon riktning? 5. Påverkas vibrationerna av fordonets hastighet? I så fall, vid vilken hastighet uppstår vibrationerna och när är vibrationerna som störst? 6. Påverkas vibrationerna vid inbromsning? 7. Påverkas vibrationerna av motormomentet (Frikoppling, gaspådrag, motorbroms)? 8. Påverkas vibrationerna av motorvarvtal? I så fall, vid vilket varvtal är vibrationerna som störst? 9. Påverkas vibrationerna av växelval? I så fall, vid vilket växelval är vibrationerna som störst? 10. Påverkas vibrationerna av om vägen är jämn eller ojämn? Scania CV AB 2016, Sweden 3 (23)

4 Vibrationer Fråga Ja Nej Notering 11. Påverkas vibrationerna av fartvind, sidovind eller motvind? 12. Påverkas vibrationerna av lyft stödaxel, ändrad fordonsnivå eller lastöverföring? 13. Påverkas vibrationerna av om fordonet har släpfordon eller inte? 14. Påverkas vibrationerna av hur mycket fordonet är lastat eller typ av last? 15. Har något på fordonet eller dess påbyggnad ändrats i samband med att vibrationerna uppstod? Scania CV AB 2016, Sweden 4 (23)

5 Vibrationer Provkörning Fotografera gärna fordonet och ett eventuellt släpfordon i samband med provkörning och använd fotounderlaget vid kommunikation med Scania. Tänk på följande vid provkörning: Om fordonet har luftfjädring, kontrollera fordonsnivån och notera värdet. Kontrollera hyttnivån och notera värdet. Genomför provkörningen vid motsvarande förhållanden som när vibrationerna enligt föraren förekommer. Provkör fordonet tillsammans med föraren för att förstå vilka vibrationer föraren upplever som störande. Utför följande moment vid provkörning och svara på frågorna som finns under rubriken Identifiering av komfortstörande vibrationer: Kör med maximalt tillåten last. Frirulla nedför backe. Motorbromsa. Kör med kopplingen nedtryckt. Kör med både påkopplad och frånkopplad påhängsvagn. Kör på motorväg eller annan slät väg. Kör på det sätt som enligt föraren skapar vibrationerna. Scania CV AB 2016, Sweden 5 (23)

6 Vibrationer från väg Vägalstrande vibrationer kan orsakas av följande: Vägens beskaffenhet Defekta hytt-dämpare Felinställd fordonsnivå på chassi eller hytt Vek påbyggnad Kraftigt vibrerande ratt (shimmy) Ratten vibrerar kontinuerligt med frekvensen 8 12 Hz. Vibrationerna Obalans i hjulen 1. Tvätta smutsiga däck och fälgar. har en stor amplitud. 2. Byt eller laga skadade däck och fälgar. Vibrationer i styrsystemet (flutter) 3. Justera felaktig caster på alla styrande hjulaxlar. 4. Balansera styrande hjul som har dynamisk obalans. 5. Justera felaktig styrgeometri om problemet kvarstår. Ratten vibrerar med frekvensen 7 10 Hz och har en liten amplitud. Vibrationerna uppstår vid körning på släta vägar vid hastigheten km/h och försvinner vid minskad respektive ökad hastighet. Dynamisk obalans i hjulen Balansera styrande hjul som har dynamisk obalans. Scania CV AB 2016, Sweden 6 (23)

7 Slående ratt Ratten rycker till eller vibrerar kraftigt och oregelbundet med frekvensen Defekta stötdämpare Byt stötdämpare. 8 Hz. Oscillerande rörelse i styrande axel Justera felaktig styrgeometri. Studsande rörelser i chassi Vertikala rörelser i hytten med frekvensen 1 1,5 Hz. Ramöverhänget bak är för vekt. Förstärk ramöverhänget. Längsgående rörelser i hytten. Störningsfrekvensen från vägen sammanfaller med självsvängningsfrekvensen i chassit vilket ger resonanssvängningar. Byt stötdämpare på framaxeln. Scania CV AB 2016, Sweden 7 (23)

8 Vibrationer från däck och hjul Vibrationer från däck och hjul kan uppstå på grund av att hjulen inte är likformiga, är i obalans eller har variationer i gummits beskaffenhet runt slitbanan. Detta resulterar i kraftvariationer på hjulaxlarna. Vibrationerna känns tydligast vid körning på släta vägar och frekvensen ökar med ökad hastighet. Exempel på orsaker till olikformiga hjul: Ocentrerat hjul. Ovalt hjul. Ojämnt slitage. Scania CV AB 2016, Sweden 8 (23)

9 Däckstuds Däckstuds kan förekomma både på släta och ojämna vägar. Ett visst däckstuds är normalt. Däckstuds uppstår i de bakre axlarnas däck. Anledningen till däckstuds är att en del av stötupptagningen sker i däcken i stället för i fjädringssystemet. Eftersom däcken saknar tillräcklig dämpning kommer däcket och chassit i självsvängning. På ett luftfjädrat fordon kan däckstuds uppstå när fordonet körs utan eller med liten last. På ett bladfjädrat fordon kan däckstuds uppstå oavsett hur fordonet är lastat men risken är störst när fordonet är olastat. En viss däckstuds är normalt på olastade anläggningsfordon och på tungdragare med hjulkonfiguration 6x4 som är utrustade med bladfjädring Hytten rör sig i längsled när fordonet fjädrar på de drivande bakre axlarna. Vibrationerna uppstår med frekvensen 2 5 Hz. Hårt fjädringssystem i kombination med för lite dämpning i däcken resulterar i att fordonet studsar på däcken. Ändra lufttrycket i däcken och kontrollera om det ger en annan frekvens på rörelserna. Scania CV AB 2016, Sweden 9 (23)

10 Förebyggande åtgärder Kontroll av framhjul VARNING! Palla inte upp axeln med pallbockar. Använd endast pallbockar som säkerhet under framaxeln. 1. Lyft framaxeln med en domkraft. 2. Ställ pallbockar under framaxeln. 3. Rensa bort stenar som har fastnat i däcken. 4. Sätt hjulet i spinn med hastigheten 40 km/h eller högre. Kontrollera om det förekommer radialkast, ovalitet eller vibrationer i däcket. 5. Kontrollera radialkastet på däck respektive fälg. Notera läget för det största radialkastet på sidan av däcket och på sidan av fälgen. 6. För att minska för stora radialkast kan däcket vridas i förhållande till fälgen. Positionen för däckets och fälgens största radialkast ska hamna 180 från varandra. Obs! Kör aldrig med hjul som orsakar vibrationer. Scania CV AB 2016, Sweden 10 (23)

11 Kontroll av däcken på de drivande axlarna VARNING! Palla inte upp dragbalken med pallbockar. Använd endast pallbockar som säkerhet under dragbalken. 1. Lyft upp hjulen på de drivande axlarna med hjälp av en domkraft som placeras mitt under axeln. 2. Ställ pallbockar under dragbalken. 3. Tvätta rent däck och fälgar. Rensa bort stenar som har fastnat i däcken. 4. Byt eller laga skadade däck och fälgar. 5. Sätt hjulen i spinn med hastigheten 40 km/h eller högre. Undersök vilka hjul som orsakar vibrationerna. Kontrollera radialkastet på däck respektive fälg. Radialkast får inte överstiga 1,5 mm. 6. Ta bort hjulen och sätt drivaxeln i spinn. Undersök om det vibrerar. Kontrollera om det förekommer radialkast eller ovalitet. 7. För att minska för stora radialkast kan däcket vridas i förhållande till fälgen. Positionen för däckets och fälgens största radialkast ska hamna 180 från varandra. Kontakta en Scaniaverkstad för mer information om kontroll av däck. Obs! Kör aldrig med hjul som orsakar vibrationer. Ditsättning av hjul Sätt dit hjulet, olja muttrarna och dra dem korsvis med åtdragningsmomentet 600 Nm. Scania CV AB 2016, Sweden 11 (23)

12 Grovmönstrade däck Kontrollera att rätt däcktyp används. Grovmönstrade däck kan ge vibrationer. Scania CV AB 2016, Sweden 12 (23)

13 Vibrationer från drivlinan Naturliga vibrationer från drivlinan kan sprida sig till övriga delar av fordonet om påbyggnaden är utförd på felaktigt sätt. Vibrationer från drivlinan sprider sig till övriga delar av fordonet. Delar av drivlinan ligger an mot påbyggnad eller - chassi. Hytten vibrerar i sidled med frekvensen 7 7,5 Hz. Vibrationerna uppstår i hastigheten km/h på släta vägar. Frekvensen på vibrationerna ändras med hastigheten. Upphängningen av drivlinan är inte tillräckligt dämpad. Hytten ligger an mot påbyggnad eller chassi. - Hyttupphängningen eller hyttippsystemet är felaktigt - ditsatt. Statisk obalans - Olikformiga hjul eller variationer i gummits beskaffenhet runt slitbanan Kontrollera så att rätt isolatorer är ditsatta. Byt vid behov. Byt eventuellt skadade isolatorer. Mer information om åtgärder finns under rubriken Vibrationer från däck och hjul. Scania CV AB 2016, Sweden 13 (23)

14 Vibrationer från motorn Vibrationer från motorn uppfattas ofta i hela fordonet, både när fordonet är stillastående och i rörelse. Vevaxelfrekvens a : Vibrationer uppstår med samma frekvens som vevaxeln roterar då motorvarvtalet faller från cirka r/min. Amplituden blir större då gaspedalen släpps hastigt. Vibrationer uppstår vid samma motorvarvtal oberoende av växelval när motorn belastas. Motorn går ojämnt på tomgång. Tändfrekvens b : Vibrationer uppstår i hela fordonet med samma frekvens som tändfrekvensen. a. vevaxelfrekvensen = motorvartalel/60 b. Tändfrekvensen = (motorvarvtal n)/60 där n = antalet cylindrar/2 Kontakta en Scaniaverkstad för utförlig kontroll av vibrationer i motor. Mekanisk obalans i motorn. Felaktig eller skadad motorupphängning Förbränningsrelaterade vibrationer. Felinställt insprutningsprogram. En insprutare har för lågt öppningstryck. Kontrollera så att det är korrekt färgkodning på de främre isolatorerna. Byt vid behov. Byt eventuellt skadade isolatorer. Kontakta Scaniaverkstad för åtgärd. Kontakta Scaniaverkstad för åtgärd. Kontakta Scaniaverkstad för åtgärd. Scania CV AB 2016, Sweden 14 (23)

15 Vibrationer från transmissionen Vibrationer från transmissionen uppstår på grund av moment- och kraftvariationer som uppstår i transmissionen. Vibrationer från kardanaxeln En kardanaxel ger ofta reaktioner i fordonet. Större kardanknutvinklar ger större reaktionskrafter. α α Vibrationer uppstår i hela fordonet med en hög frekvens som ändrar sig beroende på hastighet. Vibrationerna uppstår vid hastigheten km/h och förändras vid höjning eller sänkning av fordonsnivån och om stödaxeln är lyft eller inte. Vibrationer uppstår i låg hastighet och vid hög belastning av motorn, till exempel vid start i backe eller körning uppför branta backar. Vibrationer uppstår vid hög hastighet och påverkas inte av att stödaxeln är lyft eller inte eller om fordonsnivån ändras. Kontakta en Scaniaverkstad för utförlig kontroll av vibrationer i transmissionen. Ogynnsamma kardanknutvinklar (α). Ogynnsamma kardanknutvinklar kan uppstå vid förändring av kardanaxelgeometrin, vilket kan uppstå till exempel när stödlagerplåten flyttas eller vid installation av drivaxelfrånskiljande kraftuttag (split shaft PTO). Obalans i kardanaxeln. Ställ in rätt fordonsnivå om den är fel. Aktivera ELC:s snabbreglering under körning om vibrationerna uppstår vid låg hastighet. Byt kardanaxel om den är skadad. Sätt dit balanseringsvikter om någon har fallit bort. Byt knutkors som glappar. Scania CV AB 2016, Sweden 15 (23)

16 Bakaxelhopp Vibrationer uppstår i hela fordonet med frekvensen 3,5 5,5 Hz. Vibrationerna uppstår oftast när TC (Traction Control) används i kombination med höga drivaxelmoment, lätt last och luftfjädrad bakaxel. Höga drivaxelmoment uppstår till exempel vid start i backe. Tuggning Vibrationer från fartvind Fartvind och sidovind kan orsaka vibrationer i fordonet som till exempel när en takskylt kommer i resonanssvängning. Hjul på drivande axel slirar mot marken vilket resulterar i att hjulen tenderar att studsa. Då uppstår en variation i drivmomentet vilken samverkar med studsrörelsen och genererar vibrationerna. Vibrationer uppstår i hela fordonet med frekvensen 5 6 Hz. Vibrationerna uppstår på fordon med lätt last, vid körning på mjukt underlag. Hjul på drivande axel slirar stötvis mot marken vilket orsakar svängningar i transmissionen. Den här typen av vibrationer är normala och kräver ingen åtgärd. Den här typen av vibrationer är normala och kräver ingen åtgärd. Scania CV AB 2016, Sweden 16 (23)

17 Reaktioner i fordonet Reaktioner i fordonet Ramsvängningar En ramsvängning är en resonanssvängning i chassi med påbyggnad där störfrekvensen kommer från hjulen. Ramsvängningen blir komfortstörande om amplituden på svängningen är tillräckligt stor och dämpningen är för liten. Självsvängningsfrekvensen på ramen är 5 7 Hz. Resonanssvängning i ramen kan inträffa vid hastigheten km/h då störningsfrekvens från hjulen är 5 7 Hz. Resonanssvängning i ramen kan även förekomma vid halva störningsfrekvensen, det vill säga vid hastigheten km/h Scania CV AB 2016, Sweden 17 (23)

18 Reaktioner i fordonet Placering av hjälpramen Hjälpramen ska vara framdragen och infäst mot chassiramen så nära framaxeln som möjligt. Detta sänker belastningen på chassiramen och minskar risken för ramsvängningar. Det största tillåtna avståndet mellan framaxelns centrum och hjälpramens framkant är 600 mm Placering av den främsta infästningen För att motverka eventuella ramsvängningar ska påbyggnadens första infästningspunkt vara så nära framaxeln som möjligt. Det största tillåtna avståndet mellan framaxelns centrum och den främsta infästningsskruven på hjälpramen är 725 mm Scania CV AB 2016, Sweden 18 (23)

19 Mer information om infästning av hjälpram finns i dokumentet Val av hjälpram och infästning. Reaktioner i fordonet Ramen vibrerar vertikalt med frekvensen 5 7 Hz. Vibrationerna Vek ram - uppstår vid hastigheten km/h, både på släta och ojämna vägar. Vibrationerna påverkas av ändrade lastförhållanden. Vek hjälpram - Vek påbyggnad - Hjälpramens infästning är för flexibel Spänn fast infästningar som är lösa. Kontrollera även att avståndet från den främsta framaxelns centrum till den främsta infästningen av hjälpramen är korrekt. För liten dämpning som bromsar svängningarna Kontrollera att infästningarna av hjälpramen är av rätt typ, är korrekt placerade och är åtdragna med rätt moment. Statisk obalans - Vibrationer från däck eller hjul Mer information om åtgärder finns under rubriken Vibrationer från däck och hjul. Släpfordon Provkör fordonet utan släpfordon. Om symptomen försvinner, felsök och åtgärda släpfordonet. Scania CV AB 2016, Sweden 19 (23)

20 Ramsvängningar i dragbil med påhängsvagn Reaktioner i fordonet Påhängsvagnen vibrerar med frekvensen 5 7 Hz. Vibrationerna uppstår vid hastigheten km/h, både på släta och ojämna vägar. Statisk obalans - Vibrationer från däck eller hjul Mer information om åtgärder finns under rubriken Vibrationer från däck och hjul. Stora lastförändringar har gjorts vilket ändrar självsvängningsfrekvensen och därmed den hastighet som svängningarna uppstår. Provkör dragbilen med en annat typ av påhängsvagn. Om dragbilen till exempel har en flakpåhängsvagn kan den bytas mot en tankpåhängsvagn som är styvare. Scania CV AB 2016, Sweden 20 (23)

21 Axelrörelser Reaktioner i fordonet En sidorörelse i chassit uppstår när axeln fjädrar på däcken och kommer i självsvängning. Rörelsen kan uppstå när ena hjulet kör över en större ojämnhet i körbanan Vibrerande sidorörelser i chassit med frekvensen Hz. Vibrationerna uppstår vid körning på slät väg i hastigheten km/h. För lågt lufttryck i däcken. Vibrationer från däck eller hjul. Öka lufttrycket i däcken. Mer information om åtgärder finns under rubriken Vibrationer från däck och hjul. Scania CV AB 2016, Sweden 21 (23)

22 Chassirörelser Reaktioner i fordonet Fordonets fjädringssystem har stora rörelser i vertikal led. Om framaxelns fjädring är otillräcklig så överförs rörelsen till hytten och upplevs där som en vertikal rörelse. Om bakaxelns fjädring är otillräcklig så överförs rörelsen till ramen och upplevs som en längsgående rörelse i hytten Hytten eller ramen vibrerar med frekvensen 1 1,5 Hz. Vibrationerna uppstår när fordonet kör över större ojämnheter, till exempel en broskarv eller en järnvägsövergång. Slitna stötdämpare. Hög vikt med tyngdpunkten långt bak på fordonet, till exempel ett långt överhäng eller en bakmonterad kran. Byt stötdämpare. Scania CV AB 2016, Sweden 22 (23)

23 Vibrationer vid inbromsning Reaktioner i fordonet Ratten vibrerar med en frekvens på cirka 7 eller 14 Hz. Vibrationerna uppstår vid lättare inbromsning i hastigheten 40 eller 80 km/ h. Frekvensen på vibrationerna följer fordonets hastighet. Kontakta en Scaniaverkstad för utförlig kontroll av vibrationer från bromsarna. Rattvibrationer Rattvibrationer kan uppstå i alla styrande axlar. Kontakta en Scaniaverkstad för åtgärd. Oval bromstrumma på grund av smuts mellan fälg och bromstrumma eller mellan bromstrumma och nav. En skadad fälg eller ett felaktigt ditsatt hjul kan också göra att bromstrumman blir oval. Kontakta en Scaniaverkstad för åtgärd. Vibrationer uppstår vid lättare inbromsningar i låg hastighet. Deformerad bromstrumma. Byt bromstrumma. Ratten vibrerar med frekvensen Hz. Vibrationerna uppstår Värmefläckar i bromstrumman. Byt bromstrumma. vid långa inbromsningar i hög hastighet. Frekvensen på vibrationerna följer fordonets hastighet. Kontrollera bromsanpassningen. Kontakta en Scaniaverkstad för åtgärd. Ratten vibrerar med frekvensen 8 14 Hz. Vibrationerna uppstår vid lätt inbromsning och frekvensen följer fordonets hastighet. Skev bromsskiva eller variation på bromsskivans tjocklek. Byt bromsskiva. Scania CV AB 2016, Sweden 23 (23)