Riduzione del comfort causata dalle vibrazioni. Principi di base. Frequenza. Oscillazione e ampiezza. Frequenza di risonanza

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1 Principi di base Principi di base La riduzione del comfort è un'esperienza soggettiva e difficile da misurare. Sebbene si verifichi molto spesso, non esiste una soluzione standard. Per identificare il problema, bisogna essere a conoscenza di alcuni principi di base. Frequenza La frequenza è misurata in Hz (Hertz) e indica quante volte si ripete un fenomeno, ad esempio un movimento. Un oscillazione che si ripete tre volte al secondo ha una frequenza di 3Hz. Un'oscillazione della frequenza di circa 6-7 Hz viene percepita nello stomaco e nei muscoli del polpaccio. Oscillazione e ampiezza L'ampiezza è pari a metà dell'altezza (Y) di un'oscillazione, ovvero un movimento che si ripete regolarmente. Y Un oscillazione viene percepita come una riduzione del comfort nella gamma di frequenza da 0 a 25 Hz. Le oscillazioni con frequenza superiore a 25 Hz vengono percepite come rumorosità. Frequenza di risonanza La frequenza di risonanza è determinata principalmente dalla massa e dalla rigidità (la costante di elasticità) di un sistema. Ciascun componente ha pertanto una frequenza di risonanza che dipende dalla massa e dal tipo di montaggio. La frequenza di risonanza diminuisce all aumentare della massa mentre aumenta all aumentare della rigidità, e viceversa. Se una frequenza interferente coincide con la frequenza di risonanza, si verifica il fenomeno della risonanza. Questa oscillazione di risonanza viene spesso rilevata poiché l ampiezza diviene insolitamente elevata a questa frequenza. T T = durata dell'oscillazione Y = altezza :10-04 Edizione 2 it-it 1 (17)

2 Principi di base Smorzamento Senza smorzamento, un oggetto oscillerebbe all'infinito. Un tipo di smorzamento è lo smorzamento da attrito che deriva dal movimento relativo tra due superfici soggette ad attrito. Lo smorzamento aumenta in proporzione del movimento e/o dell'attrito. L energia dell oscillazione viene convertita in calore. 04:10-04 Edizione 2 it-it 2 (17)

3 Vibrazioni Vibrazioni Vibrazioni di elevata intensità (grande ampiezza) possono verificarsi quando una frequenza interferente è alla frequenza di risonanza di un qualsiasi componente del veicolo. Tale inconveniente è molto comune a frequenze comprese nella gamma tra 1 e 13 Hz. Identificazione degli inconvenienti relativi alle vibrazioni Per identificare gli inconvenienti relativi alle vibrazioni, è importante individuare la causa del problema. 1. Discuterne con il conducente che ha riscontrato il problema. È importante ottenere risposte alle domande seguenti: Come si percepiscono le vibrazioni? A quale velocità si verificano le vibrazioni? L inconveniente si aggrava con l aumentare della velocità del veicolo? L inconveniente si aggrava con l aumentare del regime del motore? Le vibrazioni provengono dalla parte anteriore o posteriore? Le vibrazioni si verificano quando il veicolo è carico o scarico? Il sollevamento dell assale di supporto influisce sull inconveniente? Le vibrazioni si verificano con o senza il semirimorchio? Le vibrazioni si verificano con o senza la coppia motore (a ruota libera)? 2. Eseguire la prova su strada nelle stesse condizioni in cui si verificano le vibrazioni. Eseguire le procedure seguenti: Guidare con il carico massimo consentito. A ruota libera in discesa Frenata con freno motore Guidare con il pedale frizione abbassato Guidare con il semirimorchio collegato e scollegato Guidare in autostrada o su un'altra strada con superficie regolare Guidare in modo da generare le vibrazioni come descritto dal conducente 04:10-04 Edizione 2 it-it 3 (17)

4 Vibrazioni generate dalla strada Le vibrazioni generate dalla strada possono essere causate dai fattori seguenti: Condizioni stradali Ammortizzatore cabina difettoso Livello di marcia del telaio o della cabina regolato in modo errato Allestimento debole Forte vibrazione del volante (shimmy) Si verifica una vibrazione intensa e continua del volante. Questo fenomeno si verifica a intervalli di frequenza di 8 12 Hz con ampiezze elevate. Strade sconnesse - Squilibrio delle ruote Controllare l angolo di incidenza su tutti gli assali sterzanti Controllare il bilanciamento dinamico di tutte le ruote sterzanti Controllare la geometria dello sterzo, se il problema persiste È necessario arrestare il veicolo per far cessare le vibrazioni. Se la frequenza di interferenza sulla strada coincide con la frequenza di risonanza nel sistema di comando, il sistema sterzante oscillerà senza smorzamento. 04:10-04 Edizione 2 it-it 4 (17)

5 Forte vibrazione del volante Strappi o vibrazioni elevate e irregolari del volante. Questo fenomeno si verifica a una frequenza di 8 Hz. Superfici stradali con buche - Superfici stradali sconnesse - Ammortizzatori difettosi Sostituire gli ammortizzatori L assale sterzante produce un rollio Controllare la geometria dello sterzo Rimbalzo del telaio Si verificano movimenti verticali della cabina a una gamma di frequenze di 1 1,5 Hz. Il telaio è soggetto a beccheggio e il centro di rotazione è ubicato in posizione molto arretrata. Dimensioni eccessive dello sbalzo posteriore del telaio. - La frequenza di interferenza sulla strada coincide con la frequenza di risonanza Sostituire gli ammortizzatori sull'assale anteriore 04:10-04 Edizione 2 it-it 5 (17)

6 Vibrazioni generate dai pneumatici e dalle ruote Le vibrazioni generate dai pneumatici e dalle ruote sono dovute a irregolarità delle ruote, squilibrio delle ruote o variazioni della rigidità nella zona attorno alla superficie del battistrada del pneumatico. Ciò implica vibrazioni degli assali particolarmente evidenti su strade con superfici regolari. Rimbalzo dei pneumatici Si verifica sia su superfici stradali regolari che sconnesse. Si verifica più frequentemente su veicoli da cantiere scarichi o su trattori 6x4 per impiego pesante con sospensioni a balestra. La cabina si sposta orizzontalmente quando il veicolo è molleggiato dai pneumatici dell assale di trazione. Questo fenomeno si verifica a una gamma di frequenze di 2 5 Hz. Modificare la pressione dell'aria nei pneumatici e verificare se ciò incide sulla frequenza. Le sospensioni sono talmente rigide che il veicolo viene molleggiato dai pneumatici, se scarico. - 04:10-04 Edizione 2 it-it 6 (17)

7 Oscillazioni del telaio Un oscillazione del telaio è un oscillazione di risonanza del gruppo telaio e allestimento, laddove l impulso di oscillazione proviene dalle ruote. Le oscillazioni del telaio interferiscono con lo stato di comfort se l ampiezza dell oscillazione è abbastanza grande e lo smorzamento è insufficiente. La frequenza di risonanza è compresa tra 5 e 7 Hz. Una scentratura delle ruote genera un impulso di oscillazione pari a una frequenza di 5-7 Hz a una velocità di km/ h. Le oscillazioni del telaio si possono verificare anche a una velocità di km/h. Oscillazioni del telaio, veicolo Il telaio si muove verticalmente a una frequenza compresa tra 5 e 7 Hz. Questo fenomeno si verifica a una velocità di km/h, sia su superfici stradali regolari che sconnesse. Telaio debole - Telaio ausiliario debole - Allestimento debole - Il fissaggio del telaio ausiliario è troppo flessibile - Smorzamento insufficiente nel sistema di oscillazione - Squilibrio statico - Ovalità e variazioni della rigidità dei pneumatici Sostituire i pneumatici sugli assali di trazione. Per ulteriori informazioni sulle misure preventive, fare riferimento alla sezione Controllo di pneumatici e ruote e alla sezione Controllo dell'allestimento. 04:10-04 Edizione 2 it-it 7 (17)

8 Oscillazioni del telaio, trattore con semirimorchio Il semirimorchio oscilla a una frequenza compresa tra 5 e 7 Hz. Questo fenomeno si verifica a una velocità di km/h, sia su superfici stradali regolari che sconnesse. Squilibrio statico - Ovalità e variazioni della rigidità dei pneumatici Sostituire i pneumatici sugli assali di trazione Sostanziali variazioni di carico modificano la frequenza e quindi la velocità a cui tale variazione di frequenza si manifesta. Per ulteriori informazioni relative alle misure preventive, fare riferimento alla sezione Controllo di pneumatici e ruote. Oscillazioni del sistema di trasmissione La cabina si muove lateralmente a una frequenza compresa tra 7 e 7,5 Hz. Questo fenomeno si verifica a una velocità di km/h su superfici stradali regolari; la frequenza è proporzionale alla velocità. Eseguire la prova su strada del trattore con un tipo diverso di semirimorchio. Se ad esempio il trattore dispone di rimorchio con pianale, quest ultimo può essere sostituito da un rimorchio con cisterna, che è più rigido. Squilibrio statico - Ovalità e variazioni della rigidità dei pneumatici - Per ulteriori informazioni relative alle misure preventive, fare riferimento alla sezione Controllo di pneumatici e ruote. 04:10-04 Edizione 2 it-it 8 (17)

9 Rollio dell'assale La cabina si muove lateralmente a una frequenza compresa tra 11 e 13 Hz. Questo fenomeno si verifica a una velocità di km/h. Ovalità e variazioni della rigidità dei pneumatici - Frequenza inferiore dovuta a una pressione ridotta nei pneumatici - Per ulteriori informazioni relative alle misure preventive, fare riferimento alla sezione Controllo di pneumatici e ruote. Oscillazioni del sistema sterzante (flutter) Vibrazioni del volante ad ampiezze ridotte e frequenze di 7-10 Hz. Questo fenomeno si verifica a una velocità di km/h su superfici stradali regolari. Scompare a velocità inferiori o superiori. Squilibrio dinamico dei pneumatici. - Per ulteriori informazioni relative alle misure preventive, fare riferimento alla sezione Controllo di pneumatici e ruote. 04:10-04 Edizione 2 it-it 9 (17)

10 Vibrazioni generate dai freni Le vibrazioni generate dai freni si verificano a causa delle variazioni della forza di frenata. Questo fenomeno potrebbe essere causato da: Ovalità del tamburo del freno Deformazione del tamburo del freno (evidente durante una frenata lieve a bassa velocità) Punti di surriscaldamento (si determinano durante frenate prolungate a velocità elevate) Ovalità freni a tamburo Il volante vibra a una frequenza di circa 7 Hz o 14 Hz durante frenate lievi. Massima ampiezza a 40 km/h o 80 km/h. La frequenza è proporzionale alla velocità. Tamburo freno deformato Si verifica a causa della presenza di impurità tra il cerchione ruota e il tamburo del freno, o tra quest ultimo e il mozzo. Il tamburo del freno può inoltre diventare ovale a causa della scentratura del cerchione ruota, che deforma il tamburo. Sostituire il tamburo freno Contattare un'officina Scania 04:10-04 Edizione 2 it-it 10 (17)

11 Punti di surriscaldamento freni a tamburo Il volante vibra a una frequenza di Hz durante periodi prolungati di frenata e a velocità elevate. La frequenza è proporzionale alla velocità in fase di frenata. Punti di surriscaldamento nel tamburo freno Sostituire il tamburo freno Controllare l'adattamento del freno Contattare un'officina Scania Vibrazioni dei freni - freni a disco Il volante vibra a una frequenza di 8-14 Hz durante lievi frenate. La frequenza è proporzionale alla velocità in fase di frenata. Scentratura o variazioni di spessore del disco del freno che determinano variazioni della forza frenante. Sostituire il disco freno. 04:10-04 Edizione 2 it-it 11 (17)

12 Vibrazioni generate dal motore Le vibrazioni generate dal motore vengono percepite in ogni parte del veicolo, sia a veicolo fermo che in movimento. Frequenza dell albero motore L intero veicolo vibra alla frequenza dell albero motore (regime motore/60). La frequenza è proporzionale al regime motore. Lo squilibrio viene inoltre percepito quando si rilascia rapidamente il pedale dell acceleratore. Squilibrio meccanico nel motore Sospensione motore errata o danneggiata Controllare la sospensione del motore verificando che sul veicolo siano stati montati i componenti corretti. Verificare il codice colore sugli isolatori anteriori. Controllare se gli isolatori sono danneggiati. Se non si riscontrano guasti, contattare un officina Scania. 04:10-04 Edizione 2 it-it 12 (17)

13 Frequenza di accensione L intero veicolo vibra alla frequenza dell albero motore (regime motore x n/60). n = metà del numero dei cilindri La frequenza è proporzionale al regime motore. Registrazione errata del sistema di iniezione Pressione di apertura insufficiente di un iniettore. Controllare la sospensione del motore anteriore verificando che sul veicolo siano stati montati i componenti corretti. Contattare un officina Scania per verificare il sistema di iniezione. Vibrazioni generate dal cambio Le vibrazioni generate dal cambio possono essere dovute a variazioni della coppia e della potenza determinate a loro volta dall innesto dei denti degli ingranaggi nel cambio. Vibrazione dell'albero di trasmissione L intero veicolo vibra a una frequenza elevata che varia con la velocità. Le vibrazioni dell'albero di trasmissione si verificano a una velocità di km/h. Il sollevamento o l'abbassamento del livello di marcia dell'assale di trazione determina l'aumento o la riduzione delle vibrazioni. Angoli dei giunti cardanici errati Contattare un officina Scania per verificare l albero di trasmissione. 04:10-04 Edizione 2 it-it 13 (17)

14 Rimbalzo dell'assale posteriore L intero veicolo vibra a una frequenza di 3,5-5,5 Hz. Si verifica spesso sui veicoli dotati di assale posteriore con sospensioni pneumatiche e un carico leggero a una coppia dell assale di trazione elevata (ad esempio partenze in salita con TC). Questo tipo di riduzione del comfort è raro ma normale. L effetto congiunto della variazione della coppia e della tendenza dell assale posteriore a sollevarsi con l aumentare della coppia - Vibrazioni della catena cinematica L intero veicolo vibra a una frequenza di 5-6 Hz. Ciò genera oscillazioni nel cambio. Questo tipo di riduzione del comfort è normale. I pneumatici sugli assali di trazione affondano nel terreno quando si guida su una superficie morbida con un carico leggero sugli assali di trazione. - 04:10-04 Edizione 2 it-it 14 (17)

15 Misure precauzionali Misure precauzionali Controllo delle ruote anteriori PERICOLO È severamente vietato utilizzare supporti per sorreggere l assale. Utilizzare i supporti sotto l assale anteriore solo come misura di sicurezza. 1. Sollevare l'assale anteriore con l'ausilio di un martinetto. 2. Collocare i supporti sotto l'assale anteriore. 3. Rimuovere tutte le pietre dal pneumatico. 4. Fare girare la ruota a una velocità di circa 40 km/h o superiore e controllare l eccentricità, l ovalità e le vibrazioni del pneumatico. 5. Utilizzare il comparatore ( ) e controllare il pneumatico e il cerchione. Contrassegnare la posizione di massima eccentricità sul lato del pneumatico. Contrassegnare inoltre la posizione di massima eccentricità sul lato del cerchione. Nota È assolutamente vietato approvare ruote che presentano eccentricità o che vibrano. 04:10-04 Edizione 2 it-it 15 (17)

16 Misure precauzionali Controllare i pneumatici sugli assali di trazione PERICOLO È severamente vietato utilizzare supporti per sorreggere la traversa di aggancio rimorchio. Essi devono essere utilizzati sotto la traversa di aggancio del rimorchio solo come misura di sicurezza. 1. Sollevare le ruote sugli assali di trazione utilizzando un martinetto posizionato sotto il centro dell assale. 2. Posizionare i supporti sotto la traversa di aggancio rimorchio. 3. Controllare i pneumatici e verificarne l usura. 4. Guidare il veicolo a una velocità di circa 40 km/h o superiore con l'assale di trazione sollevato. Osservare quali ruote generano le vibrazioni. L eccentricità non deve superare 1,5 mm. 5. Smontare le ruote e far girare il motore con l assale di trazione sollevato. Verificare se vibra. Controllare l'eccentricità e l ovalità. 6. Ruotare il pneumatico rispetto al cerchione in modo che i punti di eccentricità massima del pneumatico e del cerchione siano a 180 l'uno dall'altro. 7. Controllare l eccentricità. Per ulteriori informazioni sul controllo dei pneumatici, contattare un officina Scania. 04:10-04 Edizione 2 it-it 16 (17)

17 Misure precauzionali Montaggio delle ruote Montare la ruota e serrare i dadi oliati diagonalmente a 600 Nm. Per ulteriori informazioni sul montaggio delle ruote, fare riferimento al Manuale del conducente. Pneumatici con battistrada molto profondo Verificare che venga utilizzato il tipo di pneumatico corretto. I pneumatici con battistrada molto profondo possono essere causa di vibrazioni. È importante che i cerchioni siano rotondi e centrati. Controllo del motore, del cambio e dei freni Contattare un officina Scania e richiedere il controllo di motore, cambio e freni in relazione alle sollecitazioni dovute a vibrazioni. Controllo dell'allestimento Nota Al fine di smorzare qualsiasi oscillazione del telaio, il telaio ausiliario deve essere tirato in avanti e bloccato alla struttura del telaio il più vicino possibile all assale anteriore. Tale accorgimento è particolarmente importante per i veicoli dotati di sospensioni pneumatiche sull assale anteriore. Distanza massima consentita tra il centro dell'assale anteriore e il bordo anteriore del telaio ausiliario: Assale anteriore con sospensioni pneumatiche: 600 mm Assale anteriore con sospensioni a balestra: 800 mm Distanza tra il centro dell'assale anteriore e il primo fissaggio del telaio ausiliario: Parte anteriore del veicolo con sospensioni pneumatiche o a balestra. Assale anteriore con sospensioni pneumatiche: il più possibile in avanti tra 550 e 700 mm. Assale anteriore con sospensioni a balestra: il più possibile in avanti tra 550 e 875 mm. 04:10-04 Edizione 2 it-it 17 (17)