Trochę na temat skrzyń……

 

Oleje przekładniowe

Na pytanie, czy pamiętasz o wymianie oleju, większość kierowców odpowie, że tak, mając na myśli olej w silniku. Zagadnięci o wymianę oleju w skrzyni biegów raczej nie będą potrafili wskazać jej terminu. A olej w skrzyni pełni tak samo ważną funkcję, jak w silniku.

Wymiana oleju w skrzyni biegów często umyka naszej uwadze, ponieważ nawet w starszych autach przebiegi między wymianami są dość długie. Natomiast w większości obecnie produkowanych samochodów producenci wogóle nie przewidują wymiany oleju przekładniowego w planie czynności serwisowych.

Jakość oleju wpływa na pracę synchronizatorów, wielowypustów, przegubów kulowych, układów sterujących, przekładni hydrokinetycznych itd. We wszystkich tych elementach olej pracuje jednak inaczej. W jednych mechanizmach (np. przekładnie o zębach prostych) ważna jest zdolność oleju do tworzenia trwałej warstwy bez udziału tarcia granicznego. Znowu w przekładniach hipoidalnych, przez duże poślizgi, olej ma na celu chronić współpracujące elementy przy tarciu granicznym. Łożyska toczne wymagają za to zapewnienia dużej odporności na naciski. Olej musi również chronić przed korozją, zapobiegać powstawaniu szlamów, wiązać, rozpuszczać zanieczyszczenia, a do tego sprawować funkcję chłodziwa. Tak długa lista wymagań, które często są sprzeczne ze sobą, jak np. ochrona przed zatarciem przy jednoczesnym zapobieganiu korozji, różnicuje oleje ze względu na skład chemiczny oraz lepkość. Poza oczywistymi funkcjami, które wymieniłem na początku, oleje są przystosowywane do konkretnych warunków dzięki dodatkom uszlachetniającym. Wpływają one na zachowanie lepkości oleju w danej temperaturze, poprawiają smarność, zwiększają odporność na naciski i zatarcie, rozpuszczanie zanieczyszczeń, stopień ochrony przed korozją, zapobiegają starzeniu oleju.

Odpowiedni dobór oleju ma ogromne znaczenia bez względu na warunki atmosferyczne. W przypadku wysokich temperatur właściwy olej do skrzyni biegów odgrzywa ogromną rolę i od niego zależy, czy nasza podróż przebiegnie bezproblemowo. Wysoka temperatura otoczenia połączona z jazdą np. trudnymi górskimi szlakami może okazać się zabójcza dla skrzyni biegów.

Łożyska toczne wykonane ze stali łożyskowej mogą być stosowane do pracy w temperaturze do +120°. Jeżeli łożysko jest narażone na działanie temperatur wyższych, wystąpi zmniejszenie nośności łożyska. W węźle łożyskowym w którym występuje podwyższona temperatura pracy, powinien być właściwie dobrany środek smarujący. Stosowane smary i oleje do pracy w podwyższonych temperaturach nie mogą stracić swoich właściwości.

Jaki olej do M32 ?

Stosujemy najlepsze środki smarne

Stosujemy najlepsze środki smarne

Od początku produkcji skrzyń M32 i M20 Ople stosował w nich olej czerwony 1940182 o parametrach SAE 75W-85 API GL4. Przede wszystkim ten drugi parametr przyczynił się do problemów z trwałością łożysk tych konstrukcji. O ile w optymalnych warunkach nawet na tym oleju M32 potrafi przejechać bez awarii ponad 200 000 kilometrów to w nieco cięższych warunkach już zaczynały się “schody”.

Od 2012 roku Opel wprowadził nowy olej 1940004 o słomkowej barwie i parametrach SAE 75W-85 API GL5. Jest to nowoczesna syntetyczna formuła oparta na estrach , dużo bogatsza w dodatki poprawiające warunki eksploatacji skrzyni biegów. Skład chemiczny wręcz wymusza okresową wymianę tego oleju z uwagi na jego higroskopijne cechy fizykochemiczne.

Olej Opla GM1940004 można zastąpić jeszcze wyższej jakości, w pełni syntetycznym olejem firmy FUCHS – TITAN SINTOFLUID 75W80 API GL5. Olej Fuchs Sintofluid 75W80 posiada o wiele lepsze parametry niż olej GM1940182, a szczególnie wytrzymałość na wysokie obciążenia. Jego właściwości pozwalaja na długą eksploatację bęz utraty właściwości co przy dużych przebiegach ma niebagatelne znaczenie. Olej SINTOFLUID 75W80 to nieco większa inwestycja, ale jakość tego oleju nie pozostawia wątpliwości, że to najlepszy wybór do skrzyń koncernu GM.

 

 

 

Usterki skrzyń M32 M20_DSC8493

Skrzynia biegów to dość skomplikowany mechanizm zbudowany z bardzo wielu elementów. W zasadzie każdy z nich narażony jest na zużycie eksploatacyjne i usterkę.  Usterki są bardzo różne w zależności od przebiegu, sposobu eksploatacji itp. Najczęstszą usterką z jaką się spotykamy przy naprawach skrzyń M32 i M20 to awarie łożysk wałów głównych , zarówno od strony tylnej obudowy jak i od strony kosza sprzęgłowego.  Usterki łożysk są bardzo różne, jeśli usterka została szybko wychwycona przez użytkownika i niezwłocznie zlecono weryfikację i naprawę to jest duża szansa że wymiana łożysk załatwi sprawę na długo. Nie zalecamy natomiast zwlekania z naprawą ! Oczekiwanie aż “odłożymy fundusze” na naprawę może spowodować dużo większe uszkodzenia. Ze zużytych łożysk wykrusza się materiał który działa jak ścierniwo niszcząc kolejne elementy skrzyni. W niektórych przypadkach łożysko które ” się rozsypało” potrafi zrobić duże spustoszenia w zęby m32skrzyni, uszkadzając prawie wszystko co możliwe. Każde niepokojące dźwięki w obrębie skrzyni powinny zaniepokoić właściciela – nawet nieznaczny szum może być początkiem znacznej awarii.  Nie tylko szum, wycie, czy też inne dźwięki są powodem do niepokoju. Najczęściej bagatelizowanym problemem jest przemieszczający się lewarek zmiany biegów. Może być spowodowany luźną poduszką, ale w większości przypadków jest wynikiem dużego luzu na wałach skrzyni biegów. Jeśli lewarek skacze tylko na kilku biegach ( najczęściej 1, 5, 6 ) a na innych wcale to możesz być pewny że twoje łożyska już dawno są zużyte i wymagają natychmiastowej wymiany. Dlaczego lewarek skacze a nie ma dźwięków? po prostu powierzchnia toczna nie ma wżerów czy też wyłuszczeń, a jedynie wałeczki są już cienkie. Jazda ze skaczącym lewarkiem jest bardzo ryzykowna, w końcu wałeczki łożyska będą na tyle cienkie że podwiną się pod siebie i rozerwą obudowę.

Co powoduje awarię łożysk ?   Zazwyczaj nie ma jednej jedynej przyczyny. Na zużycie składa się wiele czynników a są to między innymi:

  • Sposób eksploatacji, zazwyczaj auta firmowe oraz intensywnie eksploatowane, auta z hakiem są bardziej narażone na zużycie. Auta pokonujące większość czasu na autostradzie na 6 biegu, tu cały czas jest obciążone praktycznie jedno łożysko i w związku z tym podlega szybszemu zużyciu niż pozostałe.
  • Brak prawidłowego serwisu, brak wymian oleju. Tu niestety nie sprawdza się zalecenie producenta według którego olej w skrzyni biegów nie podlega wymianie. Każdy środek smarny czy też płyn eksploatacyjny podlega procesowi starzenia. Mechanizmy skrzyni biegów podlegają naturalnemu zużyciu, z współpracujących elementów wytrącają się ciała stałe. Niektóre z tych zostaną złapane przez magnesy zainstalowane w skrzyni, nieraz jednak zanim tam trafią zdążą już trafić np. w łożysko które nie znosi zanieczyszczeń środka smarnego ( opiłek już o wielkości 5 mikronów może trwale uszkodzić powierzchnię łożyska. Dlatego też tak ważne jest pozbywanie się zanieczyszczeń pływających w oleju przekładniowym.
  • nieprawidłowy poziom oleju lub wycieki.
  • zastosowany olej o nieprawidłowych parametrach lub zbyt niskiej jakości
  • uszkodzenie elementy sprzęgła.
  • uszkodzone elementy tłumiące wibracje silnika
  • niesprawna jednostka napędowa, niesprawne wtryskiwacze
  • duży przebieg – naturalne zużycie.
  • niedoskonałości w produkcji seryjnej, wady montażu.
  • zastosowanie łożysk o zbyt niskiej jakości.

Co poza łożyskami może się zepsuć w skrzyni biegów ?_DSC8514

  • Synchronizatory, podlegają naturalnemu zużyciu, mogą także zużyć się przedwcześnie przy zbyt agresywnej zmianie biegów lub przy problemach z rozłączaniem się sprzęgła.
  • Piasty synchronizatorów, zużyciu podlegają zęby piast przesuwnych oraz powierzchnie oporowe.
  • Widełki wybieraka, zużycie ślizgów, skrzywienia widełek.
  • Obudowy, zużyciu podlegają otwory montażowe bieżni łożysk, zdarzają się także pęknięcia w wyniku uszkodzeń łożysk.
  • Mechanizm różnicowy, zużyciu podlegają zęby satelit oraz łożyskowanie mechanizmu różnicowego.
  • Koła zębate, zużycia zmęczeniowe powierzchni uzębienia, uszkodzenia w wyniku dostania się ciał obcych – najczęściej oddzielonych elementów łożyskowania, uszkodzenia zębów synchronizatorów._DSC8515

 

 

 

 

 

D72_9550

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Naprawa skrzyń M32 M20

Skrzynia biegów to bardzo precyzyjny mechanizm wymagający od serwisanta dużej wiedzy i doświadczenia. Nawet najlepszy mechanik nie poradzi sobie bez specjalistycznego sprzętu oraz dokumentacji technicznej. Na szczęście posiadamy wszystko co niezbędne do przeprowadzenia perfekcyjnej naprawy Twojej skrzyni.

Naprawę skrzyni biegów możemy podzielić na kilka etapów:

  • Przyjęcie przekładni do naprawy, ustalenie z klientem zgłaszanych problemów.
  • Rozebranie przekładni na części pierwsze
  • Przegląd wszystkich elementów skrzyni biegów i ustalenie niezbędnego zakresu naprawy.
  • Sporządzenie kosztorysu naprawy i w przypadku większego zakresu naprawy niż wstępnie przewidywany kontakt z klientem w celu ustalenia dalszych działań.
  • Czyszczenie wszystkich elementów przekładni i przygotowanie ich do montażu.
  • Montaż skrzyni biegów z wymianą uszkodzonych elementów.

 Cały wysiłek na nic się zda bez precyzyjnej regulacji nowego łożyskowania, zbyt ciasne pasowanie 0 0,05mm w stosunku do wartości optymalnej skróci żywotność łożyska o 80%, ustawienie zbyt luźne o 0,1mm spowoduje zużycie większe o około 50% ( 2 razy szybciej niż dla napięcia optymalnego ).

.

.

 

Regulacja napięcia wstępnego w układach łożysk stożkowych – kluczowy element naprawy skrzyni biegów gwarantujący wykorzystanie 100% możliwości eksploatacyjnych łożyska.

1109%200071%20-%2010000%20w_tcm_12-124505

Podczas określania napięcia wstępnego należy w pierwszej kolejności obliczyć siłę napięcia wstępnego zapewniającą optymalną kombinację sztywności, trwałości eksploatacyjnej i niezawodności pracy łożyska. Następnie należy obliczyć siłę napięcia wstępnego do zastosowania podczas ustawiania łożysk przy montażu. Podczas montażu łożyska powinny mieć temperaturę otoczenia i nie mogą być poddawane działaniu żadnego innego obciążenia.

 

Prawidłowe napięcie wstępne w normalnej temperaturze pracy zależy od obciążenia łożyska. Łożyska kulkowe skośne i łożyska stożkowe mogą przenosić jednocześnie obciążenia promieniowe i osiowe. Pod wpływem obciążenia promieniowego powstaje w tych łożyskach siła działająca w kierunku osiowym, która musi być przejęta przez drugie łożysko, ustawione w kierunku przeciwnym do pierwszego łożyska. Ściśle promieniowe przemieszczenie jednego pierścienia łożyska względem drugiego oznacza, że obciążona jest połowa elementów tocznych.

 

W przypadku pojedynczego łożyska obciążonego siłą promieniową Fr musi zatem być przyłożona zewnętrzna siła osiowa Fa o takiej samej wielkości, jak siła osiowa powstała w łożysku, aby została wykorzystana w pełni nominalna nośność łożyska. Jeżeli przyłożona siła zewnętrzna jest niższa, to ilość elementów tocznych przenoszących obciążenie będzie mniejsza, a zdolność łożyska do przenoszenia obciążeń także zostanie odpowiednio zmniejszona.

W łożyskowaniu składającym się z dwóch łożysk kulkowych skośnych jednorzędowych lub dwóch łożysk stożkowych jednorzędowych w układzie rozbieżnym (O) lub zbieżnym (X), każde z łożysk musi przejmować obciążenie osiowe w jednym kierunku. Jeżeli te układy łożyskowe są nastawione na luz bliski zeru, wtedy obciążenie promieniowe jest podzielone równo między dwa łożyska i połowa elementów tocznych w każdym łożysku jest obciążona.

W innych przypadkach, przy występowaniu zewnętrznej siły osiowej, może być konieczne napięcie wstępne łożysk w celu skompensowania luzu wytworzonego w wyniku odkształcenia sprężystego łożyska przejmującego obciążenie osiowe. Napięcie wstępne powoduje także korzystniejszy rozkład obciążenia w łożysku odciążonym osiowo.

Napięcie wstępne zwiększa także sztywność łożyskowania. Jednakże należy pamiętać, że sztywność zależy także od sprężystości wału i oprawy, pasowań pierścieni łożysk na wale i w oprawie oraz odkształceń sprężystych wszystkich elementów przylegających do łożysk, włącznie z występami oporowymi. Wszystkie te czynniki mają duży wpływ na sprężystość powrotną całego systemu łożyskowego. Sprężystość powrotna osiowa i promieniowa łożyska zależą od jego konstrukcji wewnętrznej, warunków styku elementów tocznych z bieżniami (styk punktowy lub liniowy), liczby i średnicy elementów tocznych oraz od kąta działania. Im większy kąt działania, tym większa sztywność łożyska w kierunku osiowym.napięcie wstępne a trwałość

Napięcie wstępne (ujemny luz roboczy) ma zalety, ale może być także ryzykowne. Jeżeli wymagany jest wysoki stopień sztywności. Małe napięcie wstępne może być także

wymagane w sytuacji, gdy na łożysko podczas pracy działa bardzo niskie obciążenie zewnętrzne lub obciążenie nie występuje wcale. Jednak w takim przypadku istnieje ryzyko, że zbyt duże napięcie wstępne spowoduje przegrzanie łożyska, co doprowadzi do dodatkowego zwiększenia napięcia wstępnego, tarcia i generowanego ciepła. Ten cykl może trwać aż do momentu zakleszczenia się łożyska !

Głównymi korzyściami wynikającymi z odpowiedniego napięcia wstępnego łożysk są:

  • zwiększona sztywność
  • zmniejszenie poziomu hałasu
  • lepsze prowadzenie wału
  • kompensacja zużycia i osiadania
  • wydłużona trwałość eksploatacyjna łożysk

.

Im mniejszy jest luz roboczy łożysk, tym lepiej są prowadzone elementy toczne w strefie nieobciążonej i tym ciszej pracuje łożysko.

Łożyska napięte wstępnie zapewniają dokładniejsze prowadzenie wału, ponieważ napięcie wstępne zwiększa stopień sztywności, co ogranicza skłonność wału do uginania się pod wpływem obciążenia. Przykładowo, napięcie wstępne w łożyskowaniu zębnika przekładni różnicowej zwiększa sztywność, co zapewnia dokładne i niezmienne zazębienie kół zębatych. Dzięki temu siły dynamiczne są ograniczone do minimum i poziom hałasu jest obniżony, co może zwiększyć trwałość eksploatacyjną kół zębatych.

Zużycie i procesy osiadania w łożyskowaniu podczas pracy powiększają luz. Napięcie wstępne pozwala skompensować ten wzrost luzu.

W określonych przypadkach zastosowań, łożyskowania z optymalnym napięciem wstępnym mogą poprawić niezawodność pracy, zapewniając korzystniejszy rozkład obciążenia w łożyskach i zwiększając ich trwałość eksploatacyjną.

Przy doborze napięcia wstępnego dla danego łożyskowania należy pamiętać, że po przekroczeniu optymalnej wartości napięcia wstępnego sztywność zwiększa się tylko nieznacznie. Po przekroczeniu optymalnej wartości wzrasta tarcie i w konsekwencji ilość wytwarzanego ciepła, co może znacznie skrócić trwałość eksploatacyjną łożyska i zanegować wszystkie korzyści wynikające z napięcia wstępnego. Zbyt duże napięcie wstępne wpływa niekorzystnie na niezawodność pracy łożyskowania.

Przy nastawianiu napięcia wstępnego w łożyskowaniu ważne jest także, aby ustalona wartość napięcia wstępnego, obliczona lub dobrana na podstawie doświadczenia, została uzyskana z możliwie małym rozrzutem. Aby ograniczyć rozrzut, przykładowo przy montażu łożysk stożkowych, wał powinien być kilka razy obrócony, jeśli jest to możliwe, aby wałeczki nie ustawiły się skośnie i ich końce prawidłowo przylegały do obrzeża prowadzącego pierścienia wewnętrznego. Obracanie wału umożliwia także uzyskanie pełnego styku wałeczków z pierścieniem zewnętrznym i uniknięcie uszkodzenia bieżni. Kiedy wałeczki nie są ustawione we właściwym położeniu, zostanie uzyskane dużo niższe napięcie wstępne niż wymagane.

Nie wolno w żadnym wypadku uruchamiać łożysk tocznych bez obciążenia ani przyspieszać ich do wysokich prędkości w zbyt krótkim czasie, ponieważ stwarza to ryzyko wystąpienia poślizgów między elementami tocznymi i bieżniami, co może doprowadzić do uszkodzeń bieżni i nie dopuszczalnie dużego obciążenia koszyka. Do łożyska musi być przyłożone określone obciążenie minimalne. Można sobie wyobrazić sytuację w której opona Twojego auta była zbyt lekko obciążona w wynuku czego cały czas by się ślizgała zamiast toczyć – zużyła by się momentalnie ! – zdecydowanie szybciej niż w przypadku przekroczenia dopuszczalnej nośności.

.

.

.

.

Podstawowe informacje o prędkości łożyska

Istnieje wartość graniczna prędkości, przy której możliwa jest praca łożysk. Na ogół prędkość graniczna łożyska jest uwarunkowana maksymalną dopuszczalną temperaturą pracy środka smarnego lub materiału łożyska.

Prędkość, przy której osiągana jest graniczna temperatura robocza, zależy od ciepła wytwarzanego w łożysku, ciepła od źródeł zewnętrznych oraz od ilości ciepła, jaka może zostać odprowadzona z łożyska.

Ilość ciepła wytwarzanego w łożysku zależy od rodzaju i wielkości łożyska, jego konstrukcji wewnętrznej, obciążenia, smarowania i wyosiowania. Do innych czynników należą konstrukcja koszyka, dokładność wykonania i luz wewnętrzny.

W tabelach produktów podawane są zwykle dwie prędkości: prędkość nominalna (cieplna) i prędkość graniczna (mechaniczna).

Niskie prędkości pracy łożyska

Przy bardzo niskich prędkościach bardzo utrudnione jest tworzenie się elastohydrodynamicznego filmu smarnego w miejscach styku między elementami tocznymi i bieżniami co zakłuca optymalne warunki smarowania i i prowadzi do przyśpieszonego zużycia łożysk.

Ruchy oscylacyjne

Współczesne jednostki napędowe pozornie pracują bardzo równo – to tylko pozory ! Równomierną pracę silnika zapewniają dodatkowe elementy osprzętu silnika takie jak wałki równoważące, sprzęgła jednokierunkowe, specjalne konstrukcje napinaczy, koła dwumasowe. Co dzieje się gdy praca silnika jest zakłócona ? Niewielkie skoki prędkości silnika powtarzające się z dużą częstotliwością działają na skrzynię biegów jak młot udarowy !

Elementy łożysk tocznych wykonane są z wysokojakościowych stali, co sprawia że są one podatne na tzw. kruche pękanie. Stąd łożyska toczne są wrażliwe na obciążenia udarowe (impulsowe), które należy w miarę możliwości wykluczyć (a przynajmniej zminimalizować) zarówno w procesie montażu, jak i użytkowania.

Co to jest obrotowy ruch oscylacyjny? W przypadku tego rodzaju ruchów kierunek obrotów zmienia się przed wykonaniem przez łożysko jednego pełnego obrotu. Z uwagi na to, że prędkość obrotowa wynosi zero w punkcie, w którym dochodzi do zmiany kierunku obrotów, nie można utrzymać pełnej warstwy hydrodynamicznego filmu smarnego.

Zasadniczo nie jest możliwe podanie granicznej ani nominalnej wartości prędkości dla ruchów oscylacyjnych, gdyż o górnej granicy prędkości nie decyduje równowaga cieplna, lecz działające siły bezwładności. Przy każdej zmianie kierunku obrotów istnieje niebezpieczeństwo, że siły bezwładności spowodują ślizganie się elementów tocznych na niewielkiej odległości i powstanie zatarć na bieżniach.

Mimo zastosowanych technologii tłumienia wibracji silników spalinowych, ruchów oscylacyjnych nie można do końca uniknąć. Negatywne efekty pracy łożysk tocznych w takich warunkach mogą być zmniejszone przez zastosowanie osiowego naprężenia wstępnego o odpowiedniej wartości.

Docieranie łożysk

Łożyska stożkowe przechodzą zazwyczaj okres rozruchu. W okresie rozruchu w łożyskach stożkowych o konstrukcji konwencjonalnej występuje znaczne tarcie, któremu towarzyszy znaczny wzrostu temperatury. W okresie docierania nowego łożyskowania zaleca się ograniczenie obciążenia które mogło by spowodować przekroczenie dopuszczalnej temperatury pracy łożyska. Czas intensywnego docierania łożysk stożkowych to co najmniej 5 godzin. Przegrzanie łożyska w okresie dotarcia spowoduje zmianę struktury metalurgicznej powierzchni tocznych łożyska oraz ogromne zwiększenia podatności tej powierzchni na zużycie zmęczeniowe.

 

 

 

Komentarze są wyłączone.