Comment équilibrer un arbre de transmission : étapes correctes, tolérances et erreurs courantes

Un pick-up qui tremble fort à 55 mph et s'adoucit complètement à 45 mph lutte presque toujours contre le déséquilibre de la transmission, ce n'est pas un mauvais pneu. Le coupable habituel est un contrepoids qui a rouillé il y a des années. Un arbre correctement équilibré n'a généralement besoin que de 15g à 30g de poids de correction sur une machine d'équilibrage pour effacer ce tremblement. Le problème est que l'arbre doit également être droit, les joints doivent bouger librement et les brides doivent être concentriques. Si l’un de ces trois éléments est erroné, aucun équilibreur sur le marché ne peut sauver la tâche.

Pourquoi un arbre de transmission perd l'équilibre en premier lieu

Voici d’abord la conclusion : un arbre de transmission ne se déséquilibre presque jamais tout seul. Quelque chose a changé. Il a perdu du poids, il a gagné une courbure ou une articulation a développé suffisamment de jeu pour lancer l'arbre à grande vitesse.

Les causes réalistes, dans l’ordre où elles apparaissent dans un quai de réparation :

• Un contrepoids soudé est tombé. Le sel de déneigement, les impacts de gravier et le contact avec le cadre ont tous des conséquences néfastes sur une fine soudure.
• Le tube présente une bosse ou une courbure, le plus souvent après que l'arbre a été soulevé sur un bras de levage ou que l'essieu a atteint le fond.
• Un joint universel ou un joint homocinétique est usé ou grippé, de sorte que l'arbre est poussé hors du centre une fois par tour au lieu de tourner proprement.
• Usure des cannelures, ou arbre en deux pièces remonté avec les cannelures d'une dent déphasée.
• Brides déboulonnées et remontées dans le mauvais sens, brisant une paire appariée qui était équilibrée comme un assemblage.
• Une épaisse couche de boue séchée ou de graisse cuite sur un côté du tube. Lavez l’arbre et la vibration disparaît – telle est votre réponse.

Notez que seuls les deux premiers sont strictement des problèmes d’équilibre. Les autres produisent le même symptôme mais nécessitent une solution différente.

Éliminez tout ce qui ressemble seulement à un déséquilibre

Avant que quiconque ne touche à une machine d’équilibrage, réduisez le champ avec quelques questions ciblées. L’indice le plus utile est de savoir si la vibration suit la vitesse de la route ou le régime moteur.

Si la secousse suit le régime du moteur plutôt que la vitesse de la route, l'équilibrage de l'arbre est une perte d'argent. S'il suit la vitesse de la route et culmine dans une bande étroite, vous êtes confronté à un véritable déséquilibre ou à un problème de faux-rond, et l'étape suivante consiste à décider comment le corriger.

Deux vraies routes vers un arbre équilibré

Choisir entre l’équilibrage sur banc et l’équilibrage embarqué n’est pas une question de goût. Il s’agit d’un compromis entre précision et commodité, et la bonne réponse dépend de la manière dont le véhicule est utilisé.

Banc d'équilibrage hors du véhicule

L'arbre sort, va sur une machine d'équilibrage, et la machine rapporte à la fois l'ampleur et l'angle de phase du balourd. Des poids de correction sont ensuite soudés du côté opposé. C'est le seul itinéraire qui permet également de redresser le tube et de mesurer son faux-rond, et le seul itinéraire qui peut raisonnablement atteindre une tolérance résiduelle serrée. Le coût est celui des temps d'arrêt : le véhicule est hors service et, sur un arbre en deux parties, les deux moitiés doivent aller ensemble à l'atelier afin que leur phase cannelée soit préservée.

Équilibrage embarqué

Le véhicule reste sur un palan avec les roues motrices qui tournent librement, l'arbre tourne jusqu'à la vitesse qui produit la pire vibration et des poids sont ajoutés ou repositionnés jusqu'à ce que la secousse s'estompe. L'avantage est que l'ensemble de l'ensemble rotatif est équilibré : arbre, bride et pignon comme une seule unité. L’inconvénient est que la précision est bien inférieure, ne réduisant souvent les vibrations que de moitié, et que le travail doit être effectué avec une réelle attention à la sécurité.

À quoi ressemble réellement un bon travail d’équilibrage

Un atelier qui démonte un arbre, le fait tourner une fois et soude un poids aléatoire est une devinette. La séquence appropriée ressemble à ceci :

1. Nettoyez d'abord l'arbre. La boue agglomérée, la graisse séchée et la sous-couche écaillée ont toutes un poids réel sur un équilibreur et enverront l'opérateur à la poursuite d'un fantôme.
2. Mesurez le faux-rond. Soutenez l'arbre dans des blocs en V et balayez le tube près des deux extrémités avec un indicateur à cadran. Les limites acceptables varient selon le puits, mais de nombreux puits de voitures particulières devraient se situer à peu près 0,010 po à 0,020 po du voile total indiqué.
3. Confirmez la liberté commune. Un joint universel rigide ou cranté, ou un joint homocinétique sec, ne peut pas être compensé par des poids. Réparez l’articulation, pas la balance.
4. Exécutez une ligne de base à basse vitesse sur la machine et enregistrez le déséquilibre en grammes et l'angle de phase.
5. Ajustez un poids d'essai de masse connue, exécutez à nouveau et laissez la machine calculer la correction finale à partir du changement d'amplitude et de phase.
6. Souder le poids final à la position calculée. Gardez l'apport de chaleur contrôlé afin que le tube ne se déforme pas et n'annule pas le travail.
7. Vérifier. Réexécutez l'arbre et répétez jusqu'à ce que le balourd résiduel tombe à l'intérieur de la limite, généralement autour de 10g à 15g pour un arbre de voiture de tourisme, avec des arbres commerciaux plus lourds souvent acceptés entre 20 g et 30 g.

Sauter la deuxième ou la troisième étape permet à un arbre de revenir au magasin une deuxième fois.

Essayez-le vous-même dans le garage

Si le véhicule doit rester sur la route cette semaine, un équilibre minutieux sur le terrain peut souvent ramener les vibrations à un niveau tolérable. La méthode est rudimentaire mais efficace.

1. Soulevez l'essieu arrière en toute sécurité sur des béquilles, calez les roues avant et assurez-vous que les roues motrices peuvent tourner librement.
2. Faites fonctionner la transmission jusqu'à la vitesse où les vibrations sont les plus fortes. Notez la lecture du tachymètre afin de pouvoir la répéter exactement.
3. Fixez un collier de serrage robuste autour du tube à quelques centimètres de l'extrémité, pas à côté d'un cordon de soudure.
4. Exécutez à nouveau, puis faites pivoter la pince d'environ 45 degrés autour du tube et exécutez à nouveau. Continuez à déplacer la pince jusqu'à ce que vous trouviez la position où la vibration est la plus faible. Cette position marque le côté clair du puits.
5. Soudez un poids de masse équivalente à cet endroit. Ne laissez pas la pince faire le travail en permanence ; ça va glisser et ça va rouiller.
6. Confirmez le résultat au même régime. Si la vibration augmente brusquement avec la vitesse au lieu de se stabiliser, arrêtez-vous et envoyez l'arbre à un atelier d'équilibrage : un arbre dépassant sa vitesse critique est un véritable problème de sécurité, pas une gêne.

L’équilibrage des champs vous permet généralement d’y parvenir la plupart du temps. Cela correspond rarement à un travail sur banc et ne doit jamais être traité comme une réparation permanente sur un véhicule qui transporte des charges ou remorque.

Des problèmes qui reviennent même après un équilibre parfait

Si un arbre fraîchement équilibré recommence à trembler au bout de quelques centaines de kilomètres, la véritable faute n’est pas l’équilibre. Vérifiez-les avant de blâmer la machine :

• Angles de travail de la transmission. Un arbre en deux parties réassemblé avec les cannelures, une dent déphasée vibrera d'une manière qu'aucun poids ne pourra corriger.
• Roulements de support centraux avec caoutchouc affaissé, précharge incorrecte ou boîtier usé.
• Boulons de bride desserrés, ou bavures et peinture sur une face de contact qui empêchent la bride de s'asseoir à plat.
• Un changement de hauteur de caisse ou d'angle de pignon après un kit de levage, un remplacement de ressort ou une réparation d'essieu.
• Roulements de pignon ou de support de différentiel suffisamment usés pour imiter un problème d'arbre à des vitesses de route similaires.

Chacun d’entre eux produit une vibration liée à la vitesse et chacun survivra à n’importe quelle quantité de poids de correction.

Choisir des manches et des bottes qui restent en équilibre

Le problème de balance le moins cher est celui conçu en usine. Un arbre construit à partir de tube sans soudure, redressé avant soudage, équilibré comme un assemblage et équipé de poids soudés par masse et position conservera sa tolérance pendant toute la durée de vie du véhicule. C'est la norme qui mérite d'être demandée à un fournisseur, car un arbre droit et sans jeu de joint est le seul qui reste lisse.

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Pour les véhicules équipés d'une transmission complète plutôt que d'un seul arbre, l'assemblage est tout aussi important que le tube. Un arbre de transmission est composé d'un tube, de joints universels ou homocinétiques, d'un manchon cannelé et de contrepoids - et chacune de ces pièces contribue au comportement de l'unité finie à grande vitesse. Vous pouvez en savoir plus sur comment les composants d'une transmission s'emboîtent si vous spécifiez un remplacement plutôt que de réparer un original.

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Sur les véhicules à traction avant et arrière indépendants, la même logique s'applique à l'arbre de roue. Une botte déchirée est un aller simple vers les vibrations : la graisse s'échappe, l'eau et les graviers entrent, la course s'arrête et le jeu apparaît là où il ne devrait pas y en avoir. Vérifier les bottes à chaque vidange d'huile ne coûte rien et retarde le remplacement de l'arbre de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres.

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Les machines tout-terrain méritent une mention distincte. Les arbres d'essieu des VTT, UTV et côte à côte vivent avec beaucoup plus de débattement de suspension et beaucoup plus de charge d'impact qu'une voiture de route, donc un tube plié ou un joint poussé au-delà de son angle de travail est une usure normale plutôt qu'une exception. Lorsque le tremblement commence, vérifiez la rectitude de l’arbre avant de vérifier autre chose.

Si vous enlevez une chose, faites-la ceci : le déséquilibre laisse une signature de vitesse sur route. Une bande étroite de vitesse tremble et de chaque côté, le véhicule est fluide. Confirmez d'abord ce modèle, puis vérifiez la rectitude du tube et la liberté des joints, et seulement après cela, utilisez des poids de correction. Tout le reste n'est que conjecture avec un chalumeau.