ما الذي يبدو عليه صوت U-Joint السيئ؟ علامات وإصلاحات

سيئة مفصل على شكل حرف U الأكثر شيوعًا هو إصدار ضوضاء طقطقة أو طرق أو صرير تظهر أثناء التسارع أو التباطؤ أو عند التبديل بين القيادة والرجوع للخلف. يأتي الصوت عادة من أسفل السيارة بالقرب من عمود الإدارة وتتغير شدته مع سرعة السيارة أو الحمولة. في كثير من الحالات، يؤدي فشل المفصل U أيضًا إلى الشعور بالاهتزاز عبر الأرضية أو المقعد والذي يزداد سوءًا مع زيادة السرعة. إذا تُركت الوصلة على شكل حرف U مهترئة دون معالجة، فيمكن أن تنفصل تمامًا - مما يتسبب في فشل كارثي في ​​عمود الإدارة وفقدان السيطرة على السيارة.

يغطي هذا الدليل كل صوت سيئ يصدره المفصل على شكل حرف U، ويشرح سبب حدوث كل ضجيج، ويشرح كيفية التأكد من أن المفصل على شكل حرف U هو المصدر - وليس محور السيرة الذاتية، أو الترس التفاضلي، أو محمل العجلة - قبل إنفاق الوقت أو المال على الإصلاح الخاطئ.

ما هو المفصل U وماذا يفعل؟

المفصل العالمي (مفصل U) عبارة عن أداة توصيل ميكانيكية تربط عمودين دوارين بزاوية، مما يسمح بنقل عزم الدوران حتى عندما لا تكون الأعمدة متوازية تمامًا. في المركبات ذات الدفع الخلفي والدفع الرباعي، تقوم مفاصل U بتوصيل عمود خرج ناقل الحركة بعمود الإدارة، وعمود الإدارة بالترس التفاضلي الخلفي - مما يسمح لعمود الإدارة بالانثناء أثناء تحرك التعليق لأعلى ولأسفل مع الاستمرار في نقل قوة المحرك إلى العجلات.

يتكون المفصل على شكل حرف U النموذجي من قطعة مركزية على شكل صليب تسمى مرتكز الدوران أو العنكبوت، وأربعة أغطية محمل معبأة بمحامل إبرة، وحلقات كبس أو مسامير على شكل حرف U تثبت الأغطية على النير. يتم تصنيف معظم مفاصل سيارات الركاب على شكل حرف U لمسافة تتراوح بين 100.000 إلى 150.000 ميل في الظروف العادية ، على الرغم من أن الاستخدام على الطرق الوعرة، والقطر الثقيل، ونقص التشحيم يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة. بعض الوصلات المغلقة على شكل حرف U غير قابلة للتشحيم وتتعطل بشكل أسرع - غالبًا في حدود 60.000 إلى 80.000 ميل - خاصة في المركبات التي يتم قيادتها في ظروف رطبة أو موحلة.

الأصوات المحددة التي يصدرها المفصل U السيئ

يعتمد الضجيج الناتج عن فشل المفصل U على وضع الفشل — سواء كان المفصل جافًا ومهترئًا، أو متشققًا، أو فقد محامل الإبرة. يشير كل نمط صوتي إلى مرحلة مختلفة من الفشل ومستوى مختلف من الإلحاح.

الضرب أو الضرب أثناء التسارع أو التباطؤ

هذا هو الصوت السيئ الأكثر شيوعًا للمفصل U. تعتبر الضربة أو الضربة المميزة عند التسارع من نقطة التوقف، أو عند رفع دواسة الوقود، مؤشرًا قويًا على وجود مفصل على شكل حرف U مهترئ أو مفكك. يحدث الخبط بسبب اللعب المفرط في المفصل - فقد اهترأت محامل الإبرة أو أصبح مرتكز الدوران مائلًا، لذلك يكون هناك رد فعل عكسي مؤقت مع عكس اتجاه عزم الدوران. غالبًا ما يحدث الصوت مرة واحدة بالضبط لكل انتقال (نقرة واحدة عند التسارع، وواحدة عند التباطؤ) وليس بشكل مستمر. يعد هذا النمط المميز ذو الوصلة المفردة تحت انتقال الحمل أحد أكثر الإشارات التشخيصية الموثوقة التي تميز فشل المفصل U عن الضوضاء التفاضلية أو ضوضاء الإرسال.

الصرير أو الصرير بسرعات منخفضة

عادةً ما يشير صوت الصرير أو الصرير الإيقاعي عند السرعات المنخفضة للمركبة - والذي يوصف غالبًا بأنه يحدث مرة واحدة لكل دوران لعمود الإدارة - إلى أن المفصل على شكل حرف U جاف ويعمل بدون تشحيم كافٍ. إن محامل الإبرة الموجودة داخل أغطية المحامل مصنوعة من معدن على معدن، وبدون شحم فإنها تولد ضوضاء احتكاك في كل مرة تمر عبر موضع الحمل العالي في دوران المفصل. يعتمد هذا الصرير عادةً على السرعة: فهو يتسارع مع زيادة سرعة السيارة ويختفي عند سرعات الطرق السريعة تم استبداله بالاهتزاز لأن المفصل المتآكل لا يمكنه الحفاظ على دوران سلس عند عدد دورات أعلى في الدقيقة. إذا كان المفصل U الخاص بك قابلاً للتشحيم (مزود بتركيبة Zerk)، فغالبًا ما تكون هذه المرحلة قابلة للعكس - قد يؤدي إدخال الشحم في هذه المرحلة إلى استعادة التشغيل الهادئ مؤقتًا أثناء الترتيب للاستبدال.

كشط معدني أو طحن الضوضاء

يشير صوت الطحن أو الكشط من أسفل السيارة أثناء القيادة - خاصة الصوت الذي يتغير في حدة الصوت أو شدته مع سرعة السيارة - إلى وجود مفصل على شكل حرف U حيث تآكلت أكواب المحامل أو تآكلت أسطح مرتكز الدوران بشدة. في هذه المرحلة، يعمل المفصل على المعدن دون أي سطح محمل ، والفشل وشيك. هذا هو موقف القيادة فورًا إلى المتجر أو التوقف عن القيادة. يمكن أن ينفصل عمود الإدارة عن السيارة على بعد أميال بمجرد بدء الطحن.

اهتزاز يبدو وكأنه دمدمة

المفصل U السيئ الذي تعرض لتآكل كبير لا يدور بسلاسة - فهو يخلق اختلالًا في عمود الإدارة مما ينتج عنه اهتزاز يشعر به عبر الأرضية والمقعد وأحيانًا عجلة القيادة. غالبًا ما يبدو هذا الاهتزاز وكأنه قعقعة منخفضة التردد أو طائرة بدون طيار تبدأ حولها 45 إلى 55 ميلا في الساعة وقد تقلل النغمة أو تغيرها بسرعات أعلى. على عكس اختلال توازن الإطارات (الذي يظهر عادةً عند نطاق سرعة محدد ويختفي عند السرعات الأعلى)، يميل اهتزاز المفصل U إلى التفاقم تدريجيًا مع السرعة ولا يدور ويتوقف بنفس الطريقة المتوقعة.

Clunking عند التحول بين القيادة والعكس

أحد أعراض المفصل U الأكثر دلالة هو صوت قعقعة قوي عند تحريك ذراع الاختيار من القيادة إلى الخلف، أو من الوقوف إلى القيادة وخاصة عندما تكون السيارة متوقفة. يحدث هذا لأن تبديل التروس يعكس اتجاه الحمل على عمود الإدارة - وهو مفصل على شكل حرف U مهترئ مع انفجارات مفرطة خلال هذا التشغيل عندما يتغير اتجاه عزم الدوران. يلاحظ العديد من السائقين هذا العرض لأول مرة عند المناورة في مواقف السيارات أو الممرات ويظنون خطأً أنه مشكلة في ناقل الحركة أو الترس التفاضلي.

أصوات فشل المفصل U مقابل أصوات نظام الدفع الشائعة الأخرى

تتداخل الأصوات التي ينتجها المفصل U السيئ بشكل كبير مع الأصوات الصادرة عن محامل العجلات، ومحاور السيرة الذاتية، والتروس التفاضلية، ومحامل عمود إخراج ناقل الحركة. يعد التشخيص الخاطئ أمرًا شائعًا، ويؤدي استبدال المكون الخاطئ إلى إهدار مئات الدولارات. يقارن الجدول أدناه الخصائص المميزة الرئيسية.

الطريقة الوحيدة الأكثر موثوقية للتمييز بين خبط المفصل على شكل حرف U والنير المنزلق أو المشكلة التفاضلية هي الفحص المادي أسفل السيارة مع وجود نظام نقل الحركة في وضع الراحة - الموصوف في قسم التشخيص أدناه.

لماذا تفشل المفاصل U: الأسباب الجذرية وراء الضوضاء

إن فهم سبب فشل المفصل U يساعد في تشخيص المشكلة وفي منع الفشل المبكر بعد الاستبدال. الضجيج هو أحد الأعراض، والسبب الأساسي يكون دائمًا واحدًا من خمسة حالات.

نقص التشحيم

تتطلب الوصلات على شكل حرف U القابلة للتشحيم تزييتًا دوريًا - تحدد معظم الشركات المصنعة التشحيم لكل منها 5000 ميل أو عند كل تغيير زيت للمركبات المستخدمة في الظروف القاسية (الطرق الوعرة أو القطر أو المعابر المائية المتكررة). يتم تشحيم الوصلات المغلقة (غير القابلة للتشحيم) في المصنع ولا يمكن صيانتها، مما يعني أنه عندما يتحلل الشحوم - عادة بعد 60.000 إلى 80.000 ميل - يتبع ذلك الفشل. تسخن محامل الإبرة الجافة بشكل مفرط، وتحفر، وتتفكك في النهاية، مما يؤدي إلى الصرير الإيقاعي ثم الطحن الموصوف أعلاه.

التآكل الناتج عن تسرب المياه والطين

يعد الماء والطين وملح الطريق من أكثر القوى تدميراً للمفاصل على شكل حرف U. عندما تدخل المياه الملوثة إلى أغطية المحامل — وهو ما يحدث عندما تتشقق الأختام المطاطية الموجودة على أكواب المحامل أو تتلف — فإنها تغسل الشحوم وتعزز الصدأ السريع على أسطح مرتكز الدوران ومحامل الإبر. يمكن للمركبات التي يتم قيادتها عبر المياه العميقة أو ظروف الطرق الوعرة أن تتعرض لفشل المفصل U في أقل من 30000 ميل إذا لم يتم تشحيم الوصلات بشكل متكرر ولم يتم فحص الأختام بانتظام.

تعمل في الزوايا القصوى

تم تصميم وصلات U لتعمل بكفاءة بزوايا تصل إلى حوالي 15 إلى 20 درجة . المركبات ذات أنظمة التعليق المرفوعة أو هندسة عمود الإدارة المعدلة التي تدفع زوايا المفاصل إلى ما هو أبعد من هذا النطاق تضع المحامل تحت ضغط أعلى بكثير عند كل دورة، مما يؤدي إلى تسريع التآكل بشكل كبير. هذا هو السبب في أن الشاحنات المرفوعة ومركبات الطرق الوعرة المزودة بمفاصل على شكل حرف U غالبًا ما تواجه فشلًا مبكرًا - لم يتم تعويض التغيير الهندسي الناتج عن المصعد بعمود إدارة مختلف أو مفصل كاردان مزدوج.

تطبيقات الحمولة الزائدة وعزم الدوران العالي

إن سحب الأحمال الثقيلة، وإطلاق المركبات باستخدام دواسة الوقود العالية، واستخدام الدفع الرباعي القوي، كلها تضع أحمال عزم الدوران القصوى على مفاصل U التي تتجاوز مواصفات التصميم الخاصة بها بمرور الوقت. يمكن أن يؤدي تقاطع مرتكز الدوران إلى حدوث كسور إجهاد ويمكن أن تتفكك أغطية المحامل من أخاديد الحلقة المفاجئة، مما يؤدي إلى الانفصال الكارثي الموصوف في مراحل الفشل اللاحقة.

العمر والارتداء العادي

حتى في ظل الظروف المثالية، تعتبر المفاصل على شكل حرف U عناصر قابلة للتآكل. تدور محامل الإبرة عبر منطقة التحميل الخاصة بها ملايين المرات طوال عمر السيارة - عند سرعة 60 ميلاً في الساعة، يدور عمود الإدارة في مركبة نموذجية ذات دفع خلفي بسرعة تقريبية 1500 إلى 2000 دورة في الدقيقة مما يعني أن كل مجموعة محامل مفصلية على شكل حرف U تدور من خلال موضع التحميل الخاص بها أكثر من 1500 مرة في الدقيقة. أكثر من 100.000 ميل، يتراكم ذلك لعدد هائل من دورات التعب، ويصبح تدهور سطح التحمل أمرًا لا مفر منه.

كيفية تشخيص سوء U-Joint في المنزل

يعد الفحص المادي أكثر موثوقية من الصوت وحده للتأكد من أن المفصل U هو مصدر الضوضاء. يتطلب هذا الإجراء رفع السيارة بأمان على حاملات الرافعات - لا تعمل مطلقًا تحت مركبة مدعومة برافعة أرضية فقط.

1. رفع ودعم السيارة على أرض مستوية باستخدام حوامل الرافعة أسفل الإطار أو نقاط الرفع المخصصة. ضع ناقل الحركة في الوضع المحايد.
2. حدد موقع عمود الإدارة - يمتد من الجزء الخلفي من ناقل الحركة (أو علبة النقل) إلى الترس التفاضلي. تحتوي معظم مركبات الدفع الخلفي وسيارات الدفع الرباعي على عمود إدارة واحد أو اثنين، يحتوي كل منهما على مفصلين على شكل حرف U أو أكثر.
3. أمسك عمود الإدارة بقوة بكلتا يديك وحاول تدويره ذهابًا وإيابًا (لا تقم بتدويره، بل قم بتدويره بضع درجات في كل اتجاه). يشير أي تشغيل حر ملموس - وهي الحركة التي تحدث قبل تعشيق عمود الإدارة لمجموعة نقل الحركة - إلى الإفراط في تآكل المفصل U أو النير المنزلق. يجب أن يكون عمود الإدارة السليم خاليًا تقريبًا من الدوران.
4. أمسك عمود الإدارة وحاول تحريكه لأعلى ولأسفل ولليسار ولليمين في كل موقع مشترك على شكل حرف U. أي ارتخاء أو حركة في المفصل نفسه — القطعة المتقاطعة التي تتحرك داخل النير — يؤكد أن المفصل على شكل حرف U يتآكل بشكل يتجاوز الحدود المقبولة.
5. فحص بصريا كل مشترك لخطوط الصدأ المنبعثة من أغطية المحمل (علامة على دخول الماء وفشل الختم)، أو الحلقات المفاجئة المفقودة أو المخلوعة، أو أغطية المحمل التي بدأت في التحرك من مقاعدها المقرنة.
6. قم بتدوير عمود الإدارة يدويًا من خلال دورة كاملة والشعور بالخشونة أو الارتباط أو المقاومة في أي نقطة من الدوران - تشير النقطة الصلبة أو الخشنة في موضع معين إلى المحمل المضبوط أو المنقر.

أي تلاعب تم اكتشافه في الخطوة 3 أو 4، أو أي خشونة في الخطوة 6، أو تآكل واضح وتلف في الختم في الخطوة 5 يشكل مفصل U فاشلًا يتطلب استبدالًا فوريًا.

مراحل فشل المفصل U: من الصرير الأول إلى فصل عمود الإدارة

يعد فشل المفصل U تقدميًا — ولا يحدث فجأة في معظم الحالات. يساعد فهم المراحل أصحاب المركبات على قياس مدى إلحاح عملية الإصلاح.

يمكن أن يسقط عمود الإدارة الذي ينفصل عند سرعة الطريق السريع على الرصيف أو القبو أسفل السيارة ويتسبب في فقدان السيطرة أو الاتصال بالمركبات الأخرى. توثق سجلات NHTSA العديد من الوفيات والحوادث الخطيرة الناجمة عن فصل عمود الإدارة المرتبط بمفاصل U الفاشلة. تكلفة استبدال المفصل U — عادةً 150 دولارًا إلى 400 دولارًا في المتجر بما في ذلك العمالة – يجب الموازنة بين هذا الخطر.

كيفية التأكد من أن الضوضاء هي المفصل U، وليس ناقل الحركة أو الترس التفاضلي

تساعد ثلاثة اختبارات بسيطة - يتم إجراؤها قبل إنفاق الأموال على قطع الغيار - في عزل ضوضاء المفصل U عن ناقل الحركة أو الترس التفاضلي أو محامل العجلات.

اختبار الركن إلى القيادة Clunk

عندما تكون السيارة على أرض مستوية ويتم استخدام فرامل الانتظار، حرك زر الاختيار ببطء من التوقف إلى الرجوع للخلف، ثم من الرجوع للخلف إلى القيادة أثناء الاستماع بعناية. إن وجود صوت واحد واضح في كل مرة يتم فيها تحميل نظام نقل الحركة في اتجاه جديد - ولكن لا يحدث صوت خبط أثناء انتقالات القيادة العادية في نفس الترس - يشير بقوة إلى تشغيل المفصل على شكل حرف U بدلاً من التآكل الداخلي لناقل الحركة. عادةً ما تكون ضوضاء الإرسال مستمرة أو مرتبطة بـ RPM بدلاً من أن تحدث فقط عند عكس الحمل الاتجاهي.

اختبار حمل التوجيه لمحمل العجلات مقابل المفصل U

عند سرعة 30 ميلاً في الساعة تقريبًا على طريق مستقيم خالٍ، قم بتحريك السيارة برفق إلى اليسار واليمين أثناء الاستماع إلى الضوضاء. إذا تغير الضجيج بشكل ملحوظ عند إدارة عجلة القيادة - أعلى عند الدوران في اتجاه واحد، وأكثر هدوءًا عند الدوران في الاتجاه الآخر - فمن المؤكد أن المصدر هو محمل العجلة، وليس مفصل على شكل حرف U. لا يتغير ضجيج المفصل على شكل حرف U بشكل ملموس عندما ينتقل حمل التوجيه من جانب إلى آخر، لأن عمود الإدارة هو مكون مركزي لا يتأثر بزاوية العجلة في معظم مركبات الدفع الخلفي.

اختبار الساحل للأسفل لمحور السيرة الذاتية مقابل المفصل U

عادةً ما يحدث النقر على محور السيرة الذاتية فقط تحت الحمل أثناء الدوران. إذا حدث صوت خبط أو ضجيج أثناء القيادة في خط مستقيم - خاصة عند رفع دواسة الوقود - وغيابه أثناء المنعطفات البطيئة والضيقة، فمن غير المرجح أن يكون محور السيرة الذاتية هو السبب. يكون خبط المفصل على شكل حرف U أكثر وضوحًا في التسارع والتباطؤ في الخط المستقيم، وليس أثناء الدوران. في المركبات ذات الدفع بالعجلات الأمامية التي لا تحتوي على وصلات U تقليدية، فإن النقر أثناء المنعطفات التي تكون غائبة أثناء القيادة المستقيمة يؤكد وجود وصلة CV، وليس وصلة U.

تكلفة استبدال U-Joint وما يمكن توقعه

بمجرد التأكد من أن المفصل U هو مصدر الفشل، فإن الاستبدال هو الحل الصحيح الوحيد. إن تشحيم المفصل المتآكل بشدة أو تطبيق منتجات منع التسرب لا يؤدي إلى استعادة السلامة الهيكلية بل يؤدي فقط إلى تأخير الفشل الحتمي - لفترة وجيزة.

يوصي الميكانيكيون المحترفون عادةً بالاستبدال جميع المفاصل على شكل حرف U على عمود الإدارة في نفس الوقت عندما يتم العثور على واحدة متآكلة - تكون تكلفة العمالة لإزالة عمود الإدارة وإعادة تثبيته هي نفسها سواء قمت باستبدال مفصل واحد أو جميعها، والمفصل المجاور للمفصل الفاشل شهد نفس عمر الخدمة وظروف التآكل المماثلة. إن استبدال المفصل الأسوأ فقط وترك الآخرين هو اقتصاد زائف.

لاستبدال المفصل بنفسك، يتطلب استبدال المفصل على شكل حرف U مكبسًا أو مشبكًا كبيرًا على شكل حرف C وكماشة حلقية وأدوات يدوية أساسية - إنها مهمة مباشرة لشخص يشعر بالارتياح تجاه عمل مجموعة نقل الحركة. تكلفة قطع الغيار من 15 دولارًا إلى 60 دولارًا لكل مشترك يجعل استبدال DIY فعالاً من حيث التكلفة بشكل خاص على المركبات ذات أعمدة القيادة التي يمكن الوصول إليها.

منع فشل المفصل U: الصيانة التي تعمل على إطالة عمر الخدمة

في المركبات ذات المفاصل U القابلة للتشحيم، فإن ممارسة التشحيم الصحيحة هي الطريقة الأكثر فعالية لإطالة عمر المفاصل. عادات الصيانة التالية تقلل بشكل كبير من الفشل المبكر:

• قم بتشحيم مفاصل U القابلة للتشحيم كل 5000 ميل (أو كل تغيير زيت) في ظل الاستخدام العادي، وكل 1000 إلى 2000 ميل للاستخدام على الطرق الوعرة أو القطر أو عبور المياه. استخدم شحم NLGI #2 عالي الجودة مُصنف لتطبيقات الضغط الشديد (EP).
• عند التشحيم، قم بضخ الشحم حتى يتم إزالة الشحم الجديد من أغطية المحامل الأربعة - وهذا يؤكد أن الشحم القديم الملوث قد تم إزاحته. التطهير ليس اختياريًا؛ التوقف عند زيادة المقاومة يترك الشحوم القديمة في المناطق الأكثر أهمية.
• فحص الأختام U المشتركة في كل فترة تشحيم للتشقق أو الانقسام أو فقدان شفاه الختم - يسمح الختم المخترق بدخول الماء والأوساخ حتى لو تم تشحيم المفصل حديثًا.
• بعد القيادة عبر المياه العميقة أو الطين، قم بإعادة تشحيم جميع الوصلات على شكل حرف U في أسرع وقت ممكن - حيث يعمل الماء على إزاحة الشحوم حتى في الوصلة المغلقة بشكل صحيح تحت ضغط الغمر.
• في حالة رفع شاحنة أو سيارة دفع رباعي، قم بقياس زوايا عمود الإدارة وتصحيحها بعد تركيب المصعد - فالعمل بزوايا مفرطة يؤدي إلى تسريع التآكل بشكل كبير بغض النظر عن تردد التشحيم.
• فكر في الترقية إلى مفاصل U للخدمة الشاقة أو القابلة للتشحيم عند استبدال مفاصل المخزون المختومة في المركبات المستخدمة للقطر أو الطرق الوعرة أو تطبيقات عزم الدوران العالي - التكلفة الإضافية المتواضعة تُسدد في عمر خدمة ممتد بشكل كبير.