A diferansiyel pinyon yatağı Bir diferansiyel mahfaza içindeki pinyon dişli milini destekleyen, hem dişli ağından radyal yükü hem de helisel dişli açısından itme yükünü taşırken onu çevre dişliyle hassas bir hizada tutan konik makaralı rulman veya eşleştirilmiş rulman çiftidir. Diferansiyel pinyon yatağı aşınmışsa, önceden yüklenmişse veya kirlenmişse, pinyon mili yük altında kayar, dişli ağ deseni merkezin dışına doğru hareket eder ve sonuç, hızlanma veya yavaşlama sırasında uğultu sesi, dişli aşınması ve sonunda tamamen aktarma organlarının arızalanmasıdır. Arızalı bir diferansiyel pinyon yatağının tek başına değiştirilmesi nadiren yeterlidir; karşı yatak, katlanabilir ara parça veya ayar sacı paketi ve pinyon contası, doğru yatak ön yükünü yeniden sağlamak için neredeyse her zaman birlikte değiştirilir.
Pinyon, bir aracın aktarma organlarındaki en çok çalışan bileşenlerden biridir. Tork, tahrik milinden tekerleklere her aktığında, önce pinyon dişlisinden geçer; bu, pinyon yatak setinin, nihai tahrik oranının tam tork çarpımını, spiral veya hipoid dişli açısı tarafından oluşturulan itme yüklerini ve vites değişikliklerinin, debriyaj kavramasının ve düzensiz yol yüzeylerinin şok yüklerini emdiği anlamına gelir. Bu nedenle, pinyon rulmanlar, bir araçtaki diğer rulmanların çoğundan çok daha sıkı toleranslara göre tasarlanmıştır ve bunların değiştirilmesi, cıvatalı parça değişiminden ziyade hassas bir işleme görevi olarak ele alınır.
Bu kılavuz, rulman yapısını ve türlerini, bir pinyon yatağı probleminin diğer aktarma organı seslerinden nasıl ayırt edileceğini, erken arızanın ardındaki temel nedenleri, bir atölyenin izlediği tam değiştirme prosedürünü, gerçekçi maliyet aralıklarını, rulman ömrünün günlük sürüş, çekme ve arazi kullanımı arasında nasıl farklılaştığını, yaygın kurulum hatalarını ve pinyon rulmanı servisi hakkında en sık sorulan soruları yanıtlayan ayrıntılı bir SSS bölümünü kapsar.
Bir pinyon rulmanının gerçekte neyden yapıldığını anlamak, ön yükün, temizliğin ve doğru montajın neden burada basit bir tekerlek rulmanından çok daha önemli olduğunu açıklar. Bir pinyon rulman seti, konik makaralı bir rulmandır; bu, silindirlerin silindir veya bilya yerine kesik koni şeklinde olduğu anlamına gelir. Bu geometri, yatağın birleşik radyal ve eksenel (itme) yükleri aynı anda taşımasına olanak tanır; bu çok önemlidir, çünkü pinyon dişlisi, çevre dişlisini tahrik ederken yataklarına hem yanlara hem de uzunlamasına doğru iter.
Koni, konik makaralar ve etrafına perçinlenmiş veya kaynaklanmış bir tutma kafesi ile doğrudan pinyon miline bastırılan iç bileziktir. Koni her zaman pinyonla birlikte döner ve bir rulman kuruduğunda en sık hasar gören bileşendir.
Kap, diferansiyel mahfazası deliğine bastırılır ve koni ve silindirler bunun içinde dönerken sabit kalır. Genellikle "bükülmüş çanak" olarak adlandırılan, deliği içinde dönen bir fincan, bir rulmanın sıkı geçme özelliğini kaybedecek kadar aşındığı durumlarda sık görülen bir ikincil arızadır.
Kafes, konik makaraları koninin etrafında eşit aralıklarla tutar. Çöken veya kırılan bir kafes, makaraların bir araya toplanmasına neden olur; bu da, tüm yükün yalnızca birkaç makara üzerinde yoğunlaştırılması nedeniyle, rulmanın ağır hasar görmesine giden en hızlı yollardan biridir.
Pinyon yataklarında kullanılan yatak çeliği tipik olarak tamamen sertleştirilmiş bir krom alaşımıdır, Rockwell C ölçeğinde 58 ila 65 aralığında bir yüzey sertliğine ısıl işlem görmüştür; bu, aşınma direncini, şok yüklemeye çatlamadan dayanmak için gereken tokluğa karşı dengeler. Konik makaralı rulmanlar yalnızca sabit bir açıklıkla cıvatalanmak yerine yalnızca ayarlanabildiğinden, bir kırma manşonu, seçilmiş uygun şimlere sahip sağlam bir ara parça veya bazı tasarımlarda dişli ayarlayıcı somun kullanılarak bir ön yükleme prosedürü gerektirir; bunların tümü bu kılavuzun ilerleyen kısımlarında daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.
Yolda kullanılan neredeyse her diferansiyel, pinyon için iki düzenden birinde düzenlenmiş konik makaralı rulmanlar kullanır. Hangi düzenin kullanıldığını anlamak önemlidir çünkü ön yükün nasıl ayarlandığını, rulmanın zaman içinde nasıl aşındığını ve sonunda değiştirilmesi gerektiğinde ne kadar iş gücü gerektirdiğini değiştirir.
Pinyon başlığı ön ve arka yatak arasında yer alır, böylece her iki yatak da radyal yükü doğrudan paylaşır. Bu, Ford 8.8, GM 8.6 ve Toyota 8 inç tarzı muhafazalar da dahil olmak üzere çoğu binek otomobil ve hafif kamyon diferansiyelinde bulunan düzendir. İstifa üzerine monte edilen tasarımlar genellikle yükü daha eşit bir şekilde dağıtır ve semptomlar ortaya çıkmadan önce marjinal düşük ön yükü daha uzun süre tolere etme eğilimindedir, ancak nihai arıza genellikle daha ani olur.
Daha küçük bir pilot rulman, pinyon burnunun uzak ucunu halka dişlinin önünde destekler; bu, Dana 60 ve Dana 80 gibi daha ağır hizmet tipi kamyon akslarında yaygındır. Pilot rulman tek başına daha az yük alır ancak buradaki arıza yine de pinyon derinliğini ve ağ desenini bozar ve pilot rulman, mahfazanın burnunun derinliklerine oturduğundan, genellikle iki rulman arasında değiştirilmesi daha emek yoğun olanıdır.
Çoğunlukla eski veya özel uygulamalar olmak üzere daha az sayıda diferansiyel, kırma manşonu veya ayar sacı yerine dişli bilezikli kilitli somunla ayarlanan tek yatak çifti kullanır. Bu tasarım, ön yükün sökülmeden çevrilmesine ve yeniden kontrol edilmesine olanak tanır; bu, tekrarlanan ayarlamalar için uygundur ancak muhafazaya işleme maliyeti eklediği için modern üretim akslarında daha az yaygındır.
| Diferansiyel Aile | Rulman Layout | Ön Yükleme Yöntemi |
|---|---|---|
| Ford 8,8 / 9 inç | Çatallı monteli | Kırma manşonu veya şimli sağlam ara parça |
| GM 8.6 / 9.5 | Çatallı monteli | Katlanabilir ezilme manşonu |
| Toyota 8 inç | Çatallı monteli | Seçilebilir şimlere sahip sağlam ara parça |
| Dana 60 / 80 | Pilot rulmanlı sarkık | Rulman kabının arkasındaki ayar sacı paketi |
| Daha eski kilitli somun tarzı akslar | Çatallı monteli | Dişli ayarlayıcı yaka ve kilit halkası |
Pinyon yatağı aşınması nadiren tek bir belirgin semptomla kendini belli eder. Bunun yerine, birkaç bin kilometrede daha da kötüleşen ses ve hislerdeki birkaç küçük değişikliği katmanlandırma eğilimindedir; bu nedenle doğru bir teşhis genellikle tek başına herhangi bir işaretten ziyade aşağıdaki işaretlerin bir kombinasyonuna bakar.
Birçok aktarma organı bileşeni benzer bir sızlanma veya homurtu üretebildiğinden, kaynağın doğru şekilde izole edilmesi, hiçbir zaman sorun olmayan parçalar için ödeme yapılmasını önler. Aşağıdaki tablo her bir ortak kaynağın ayırt edici modelini özetlemektedir.
| Kaynak | Gürültü Deseni | Şununla Değişiklikler |
|---|---|---|
| Pinyon yatağı | Hem sürüşte hem de sahilde mevcut olan sızlanma veya hırıltı | Araç hızı, direksiyon girişi değil |
| Halka ve pinyon dişli ağı | Yük altında güçlü bir şekilde yoğunlaşan sızlanma | Gaz kelebeği konumu, yavaşlamadan daha fazlası |
| Tekerlek yatağı | Sabit drone, gazdan bağımsız olarak sabit | Sola veya sağa dönerek o tekerlekte yük aktarımı |
| Aşınmış CV eklemi | Sızlanmak yerine dönüşlere tıklamak | Dönüşler sırasında direksiyon açısı |
| Düşük diferansiyel sıvısı | Haftalar boyunca yavaş yavaş ortaya çıkan sızlanma | Bir kez mevcut olduğunda tüm hızlarda devam eder |
Konik makaralı rulmanlar, makaraları tüm yük yönlerinde yuvaya karşı oturtmak için kasıtlı olarak hafif bir sıkma kuvveti olan ön yüke dayanır. Ön yükü çok düşük ayarlarsanız silindirler temiz bir şekilde yuvarlanmak yerine kayar, bu da ısı üretir ve kısa bir servis aralığı içinde silindirlerin düz bir şekilde lekelenmesine neden olur. Çoğu yolcu diferansiyelindeki pinyon yatağı ön yükü, 15 ila 30 inç-pound dönme torku arasındadır. kullanılmış rulmanlar için ve yenileri için daha yüksek olup, pinyon somunu üzerinde inç poundluk bir tork anahtarı ile kontrol edilir, his ile tahmin edilmez. Ön yükün çok yüksek ayarlanması, çok az ayarlanması kadar zararlıdır; çünkü silindirleri sürekli olarak gereksiz yük altında çalışmaya zorlar, çalışma sıcaklığını yükseltir ve hafif sürüş koşullarında bile rulman ömrünü kısaltır.
Hipoid dişli yağı katkı maddeleri ısı ve kilometre ile kesilir ve viskozite ve film mukavemeti düştüğünde, yatak makaraları ve yatakları koruyucu bir yağ filmi yerine metal-metal temasıyla çalışır. Nehir geçişlerinden veya basınçlı yıkamadan su sızması ikinci yaygın kirlenme yoludur, çünkü su, katkı maddesi paketinin yerini alır ve yatak yuvalarında aylar yerine birkaç gün içinde çukurlaşmayı hızlandırır. Yırtık bir aks havalandırmasından veya arızalı bir pinyon contasından giren toz ve kum üçüncü bir yoldur ve aşındırıcı parçacıklar yağa girdiğinde, pinyonun her dönüşünde hem silindirler hem de yataklar üzerinde öğütücü bir bileşik gibi davranırlar.
Sürekli çekme, diferansiyel çalışma sıcaklığını yükselterek yatak yükünün en yüksek olduğu anda yağ filmi kalınlığını azaltır. Düzenli çekme için kullanılan araçlar, standart önerinin kabaca yarısı kadar bir sıvı değişim aralığından ve mevcut olduğunda yardımcı diferansiyel soğutucudan yararlanır. Römorkun yokuşta çalıştırılması veya agresif hat dışı hızlanma gibi tekrarlanan kısa, sert kalkışlar, pinyon yatağına kısa ama çok yüksek bir itme darbesi yerleştirir ve bu da, aynı toplam mesafeyi sabit durumda sürmekten daha hızlı bir şekilde yorulmayı biriktirir.
Erken pinyon yatağı arızalarının büyük bir kısmı, ezme manşonunun aşırı sıkıldığı, ayar sacının yanlış ölçüldüğü veya pinyon derinliğinin bir model kontrolü ile doğrulanmadığı ve yatağın hiçbir zaman taşımak üzere tasarlanmadığı bir açıda yüklendiği önceki bir dişli veya yatak servisine dayanmaktadır. Yuva deliğine kare yerine hafifçe eğik olarak bastırılan bir fincan veya koni, yatağın etrafında eşit bir şekilde olmak yerine silindir yüzünün bir tarafında yoğunlaşan erken aşınma olarak ortaya çıkan, sık karşılaşılan başka bir montaj hatasıdır.
Diferansiyel sıvısı hareketsiz halde aylarca park edilmiş bir araçta, ince koruyucu yağ filmini yeniden dağıtacak bir dönüş olmadığından, her bir silindirin yuvaya dayandığı noktada hafif yüzey korozyonu (genellikle sahte brinelling veya sürtünme olarak adlandırılır) gelişebilir. Araç tekrar çalıştırıldığında, yatak çok az fiili iş yapmış olsa bile, düşük hızda bu durum hafif ancak sabit bir titreşim veya gürültü oluşturur.
Pinyon yatağının değiştirilmesi derinliği ve ön yükü sıfırladığından, basit bir değiştirme yerine sabit bir sıra izlenir. Aşağıdaki adımlar diferansiyel atölyesinin üstüne binilir şekilde monte edilmiş bir aks üzerinde takip ettiği sırayı yansıtmaktadır.
İki pinyon yatağı arasındaki mesafeyi ayarlamak için iki farklı yöntem kullanılır ve her birinin işin nasıl yapıldığı üzerinde ayrı bir etkisi vardır. Katlanabilir kırma manşonu, pinyon somunu sıkıldıkça kademeli olarak ezilen, hedef ön yüke ulaşılıncaya kadar yatak açıklığını kademeli olarak kapatan yumuşak, amaca yönelik yapılmış bir ara parçadır; Buradaki ödün, kırma manşonunun tek kullanımlık bir parça olmasıdır, çünkü onu biraz fazla sıkmak, ezilmiş olanı yeniden kullanmak yerine, geri çekilip yepyeni bir manşonla yeniden başlamak anlamına gelir. Bir dizi ince şim ile eşleştirilen yekpare bir ara parça, doğru ön yükü üreten şim kalınlığını fiziksel olarak seçerek aynı sonucu elde eder; bu daha fazla ölçüm gerektirir ancak pinyon somununun kazara herhangi bir şeyin aşırı ezilmesi riski olmadan tekrar tekrar sabit bir tork değerine kadar sıkılmasına olanak tanır.
Yepyeni bir pinyon yatağı, çevredeki kurulum adımları aceleye getirilirse yine de erken arızalanabilir. En sık karşılaşılan önlenebilir hatalar aşağıdakileri içerir.
Sabit hızlarda ve hafif yüklerle hafif günlük kullanımda, bakımlı bir diferansiyel üzerinde doğru şekilde ayarlanmış bir pinyon yatağı genellikle 150.000 milin çok ötesinde dayanır; sıvı değişiklikleri bu aralığın üst ucuna ulaşıp ulaşmadığını belirleyen ana değişkendir.
Aracın nominal kapasitesine yakın sıklıkta çekme işlemi, sürekli çalışma sıcaklığını ve itme yükünü artırır ve sıvı değişimleri daha sık aralığa kaydırılmadıkça ve mevcut olduğunda yardımcı bir soğutucu takılmadıkça, bu koşullardaki pinyon yatağı ömrü fark edilir derecede kısalabilir.
Derin su geçişleri, diferansiyeli kirletmenin en hızlı yollarından biridir, çünkü soğuk suda hızla soğuyan sıcak bir mahfaza, aks havalandırmasını veya contasını geçerek su çekebilir; Herhangi bir önemli su geçişinden sonra sıvı durumunun incelenmesi, kirlenmenin yatağa ulaşmadan önce yakalanmasının basit bir yoludur.
Tekrarlanan yüksek devirli, yüksek torklu başlatmalar, pinyon yatağındaki itme yükü artışlarını yoğunlaştırır ve bu şekilde kullanılan araçlar, henüz hiçbir ses oluşmadığında bile genellikle daha kısa bir sıvı değişim aralığından ve pinyon flanşı boşluğunun periyodik kontrolünden yararlanır.
Maliyet, büyük ölçüde kırma manşonu tasarımının ayar sacı paketinin yeniden kullanılmasına izin verip vermediğine veya tam modelin yeniden ayarlanmasını gerektirip gerektirmediğine ve ön pinyon yatağı deliğine erişmek için taşıyıcının çıkarılması gerekip gerekmediğine bağlıdır.
| Öğe | Tipik Aralık |
|---|---|
| Pinyon yatağı set (front and rear cone and cup) | 60 ila 180 ABD Doları |
| Pinyon contası, kırma manşonu ve ayar sacı kiti | 25 ila 70 ABD Doları |
| Dişli yağı ve sürtünme düzenleyici | 20 ila 45 ABD Doları |
| Atölye işçiliği, yalnızca rulman, model değişmedi | 180 ila 350 ABD Doları |
| Atölye işçiliği, tam pinyon derinliği ve modelin yeniden ayarlanması | 350 ila 650 ABD Doları |
| Gövde deliğinin veya çevre dişlisinin hasar görmesi durumunda ek maliyet | 400 ila 1.200 ABD Doları ve üzeri |
Bir rulmanın tamamen arızalanmasını beklemek genellikle yukarıdaki rakamlardan daha pahalıya mal olur, çünkü tutukluk yapan veya eğrilen bir pinyon yatağı sıklıkla mahfaza deliğine zarar verir veya segman ve pinyon dişli setini de beraberinde alarak rulman işini tam bir dişli seti değişimine dönüştürür. Gürültüyü erken yakalamak ve yalnızca rulman onarımını planlamak, diferansiyel atölyesinin karşılaştığı hemen hemen her durumda tutarlı bir şekilde daha ucuz sonuçtur.
Deneyimli hobi amaçlı bir tamirci için pinyon rulmanını evde değiştirmek mümkündür, ancak bunun için bir rulman presi, tek haneli ön yük değişikliklerini okuyabilecek kadar iyi çözünürlüğe sahip bir inç poundluk tork anahtarı, boşluk ve pinyon derinliği doğrulaması için bir kadran göstergesi ve dişli düzenini kontrol etmek için işaretleme bileşiği gerekir. Bu ekipman olmadan, ön yük ve düzen doğru bir şekilde doğrulanamaz ve uygun bir düzen kontrolü yapılmadan takılan bir rulman, doğru takılmış gibi görünmesine rağmen birkaç bin mil içinde sıklıkla tekrar arızalanır. Bu nedenle, diferansiyele özel aletleri olmayan çoğu araç sahibi, bu işi yalnızca genel otomotiv aletleriyle denemek yerine, düzenli olarak dişli ve yatak işleri yapan bir atölyede yaptırır.
Diferansiyel sıvısını aracın görev döngüsü için belirtilen aralıkta, normal kullanımda genellikle her 30.000 ila 60.000 milde bir, normal çekme veya arazi kullanımında ise bunun yaklaşık yarısı kadar değiştirin.
Fark edilmeyen yavaş bir pinyon contası sızıntısı, sıvı seviyesini yatağın altına düşürür, böylece üst silindirler, seviye hızlı bir bakışta endişe edilecek kadar düşük görünmeden önce iyice kurur.
Erken aşamada yakalanan bir vızıltı neredeyse her zaman yalnızca yatakla ilgili bir onarımdır; aynı gürültünün 5.000 ila 10.000 mil daha göz ardı edilmesi sıklıkla segman ve pinyon diş yüzeylerinde aşınmaya neden olur.
Pinyon somunu her gevşetildiğinde, kırma manşonu kendini sıfırlamadığı için döner ön yükün hâlâ doğru olduğunu varsaymak yerine inç poundluk bir tork anahtarıyla yeniden kontrol edilmesi gerekir.
Derin bir su geçişinden veya aks yakınında basınçlı yıkama sonrasında hızlı bir akışkan renk ve koku kontrolü, yatak yataklarında çukurlaşma şansı bulamadan kirliliği erken yakalar.
Aks havalandırması, ısı döngüsünden kaynaklanan basınç oluşumunu serbest bırakır; tıkalı veya bükülmüş bir havalandırma hattı, sıvının veya kirletici maddelerin pinyon contasından geçmesine neden olabilir, bu nedenle rutin sıvı servisi sırasında kontrol edilmeye değerdir.
Evet, çoğu durumda pinyon yatağı, conta ve kırma manşonu veya ara parçası, dişli dişlerinde çukurlaşma veya ısıyla renk değişikliği olmaması ve desenin doğru derinlik ayar sacı ile sıfırlanabilmesi koşuluyla, mevcut segman ve pinyon dişli seti yeniden kullanılırken kendi başlarına değiştirilebilir.
Güvenli ve sabit bir mesafe yoktur; Sızlanmaya yeni başlayan bir rulman birkaç bin mil daha dayanabilirken halihazırda ölçülebilir flanş boşluğu gösteren bir rulman, zorlu kullanımdan sonra bir gün içinde tutukluk yapabilir; bu nedenle, bir zaman çizelgesine göre sürmek yerine gürültü tespit edilir edilmez onarımı planlamak daha güvenli bir yaklaşımdır.
Hayır. Bir tekerlek yatağı, diferansiyel mahfazasının dışındaki göbeği ve tekerleği desteklerken, diferansiyel pinyon yatağı diferansiyelin içinde bulunur ve pinyon dişli milini destekler; ikisi de benzer sızlanma veya hırıltı sesleri çıkarır, bu nedenle parça sipariş etmeden önce sadece ses değil, doğru bir teşhis de gereklidir.
Spesifikasyonlar aksa göre değişir, ancak hafif hizmet akslarındaki yeni bir rulman seti için ortak hedef, conta kuru olarak monte edilmiş halde pinyon somununda ölçülen 20 ila 30 inç-pound dönen torktur; kullanılmış bir rulman seti ise genellikle daha düşük, yaklaşık 15 ila 20 inç-pound olarak ayarlanır; İlgili aks kodu için ilgili fabrika servis kılavuzu her zaman kontrol edilmelidir.
Sentetik dişli yağı genellikle yüksek çalışma sıcaklıklarında mineral dişli yağına göre viskoziteyi ve film mukavemetini daha iyi korur; bu, yanlış ön yükü veya hasarlı yatak yatağını telafi etmese de, genellikle çekme amaçlı akslar ve sınırlı kaymalı diferansiyeller için kullanılmasının bir nedenidir.
Pinyon yatağının değiştirilmesi, pinyon derinliğini ayarlayan şim yığınını değiştirir ve hatta bir inçin birkaç binde biri kadar bir kayma, halka dişli dişinin pinyon dişine temas ettiği yerde hareket eder, böylece işaretleme bileşiği desen kontrolü, yeni yatağın dişli ağını diş kenarına doğru itmediğini doğrular, bu da hızlı aşınmaya neden olur.
Çanağından çıkarılan bir rulman, kabul edilebilir görünse bile genellikle yeniden takılmamalıdır çünkü makaralar ve yataklar zaman içinde birbiriyle eşleşen özel bir mikroskobik aşınma modeli geliştirir ve kullanılmış bir koninin yeni bir kapla yeniden birleştirilmesi (veya bunun tersi) her iki parçanın da aşınmasını hızlandırma eğilimindedir.
Çoğu araçta doğrudan sensör izleme pinyon yatağı durumu yoktur, bu nedenle tek başına bu sorundan dolayı nadiren bir uyarı ışığı görünür; gürültü, titreşim ve sıvı durumu, diğer sistemleri etkileyecek kadar ciddileşmeden önce sorunun fark edilmesinin başlıca yolları olmaya devam ediyor.
Doğrudan değil, çünkü pinyon yatağının kendisi de taşıyıcının açık veya sınırlı kaymalı olmasına bakılmaksızın benzer yüklere maruz kalır; ancak sınırlı kaymalı üniteler debriyaj paketlerinden ilave ısı üretir ve sürtünmesi değiştirilmiş doğru dişli yağı kullanılmazsa, bu ilave ısı, pinyon yatağı da dahil olmak üzere mahfazadaki her bileşenin ömrünü kısaltabilir.