Che suono ha un giunto a U difettoso? Segni e correzioni

Un brutto Giunto a U più comunemente produce un rumore sordo, battente o cigolante che appare durante l'accelerazione, la decelerazione o quando si passa dalla marcia avanti alla retromarcia. Il suono proviene generalmente da sotto il veicolo vicino all'albero di trasmissione e cambia di intensità con la velocità o il carico del veicolo. In molti casi, un giunto a U difettoso provoca anche una vibrazione avvertita attraverso il pavimento o il sedile che peggiora con l'aumentare della velocità. Se non affrontato, un giunto a U usurato può separarsi completamente, causando un guasto catastrofico dell'albero di trasmissione e la perdita di controllo del veicolo.

Questa guida copre tutti i suoni emessi da un giunto a U difettoso, spiega perché si verifica ogni rumore e illustra come verificare che la fonte sia un giunto a U (non un asse CV, un differenziale o un cuscinetto della ruota) prima di spendere tempo o denaro per la riparazione sbagliata.

Cos'è un giunto a U e cosa fa

Un giunto cardanico (giunto a U) è un giunto meccanico che collega due alberi rotanti ad angolo, consentendo la trasmissione della coppia anche quando gli alberi non sono perfettamente allineati. Sui veicoli a trazione posteriore e a quattro ruote motrici, i giunti a U collegano l'albero di uscita della trasmissione all'albero di trasmissione e l'albero di trasmissione al differenziale posteriore, consentendo all'albero di trasmissione di flettersi mentre la sospensione si muove su e giù pur trasferendo la potenza del motore alle ruote.

Un tipico giunto a U è costituito da un pezzo centrale a forma di croce chiamato perno o ragno, quattro cappucci dei cuscinetti pieni di cuscinetti a rullini e anelli elastici o bulloni a U che fissano i cappucci alle forcelle. La maggior parte dei giunti a U dei veicoli passeggeri hanno una percorrenza compresa tra 100.000 e 150.000 miglia in condizioni normali , sebbene l'uso fuoristrada, il traino pesante e la mancanza di lubrificazione riducano notevolmente la durata. Alcuni giunti a U sigillati non sono lubrificabili e si guastano prima, spesso entro 60.000-80.000 miglia, in particolare nei veicoli guidati in condizioni bagnate o fangose.

I suoni specifici prodotti da un giunto a U difettoso

Il rumore prodotto da un giunto a U guasto dipende dalla modalità di guasto: se il giunto è secco e usurato, rotto o ha perso i cuscinetti ad aghi. Ciascun modello sonoro indica un diverso stadio di fallimento e un diverso livello di urgenza.

Rumore metallico o colpi durante l'accelerazione o la decelerazione

Questo è il cattivo suono del giunto a U più comunemente segnalato. Un rumore metallico o un colpo distinto durante l'accelerazione da fermo o quando si solleva l'acceleratore è un forte indicatore di un giunto a U usurato o allentato. Il rumore metallico è causato da un gioco eccessivo nel giunto: i cuscinetti ad aghi si sono usurati o il perno ha sviluppato una pendenza, quindi si verifica un gioco momentaneo quando la direzione della coppia si inverte. Il suono spesso si verifica esattamente una volta per transizione (un rumore metallico in accelerazione, uno in decelerazione) anziché in modo continuo. Questo caratteristico schema a rumore singolo sotto la transizione del carico è uno dei segnali diagnostici più affidabili che distinguono il guasto del giunto a U dal rumore differenziale o di trasmissione.

Cigolio o stridio a bassa velocità

Un cigolio ritmico o un suono stridulo a basse velocità del veicolo, spesso descritto come una volta per rotazione dell'albero di trasmissione, di solito indica un giunto a U asciutto e funzionante senza un'adeguata lubrificazione. I cuscinetti ad aghi all'interno dei cappucci dei cuscinetti sono metallo su metallo e, senza grasso, generano rumore di attrito ogni volta che attraversano la posizione di carico elevato nella rotazione del giunto. Questo cigolio dipende tipicamente dalla velocità: accelera all'aumentare della velocità del veicolo e scompare a velocità autostradale , sostituite dalle vibrazioni poiché il giunto usurato non può mantenere una rotazione regolare a regimi più elevati. Se il giunto a U è lubrificabile (ha un raccordo Zerk), questa fase è spesso reversibile: il grasso introdotto a questo punto può ripristinare temporaneamente un funzionamento silenzioso mentre si organizza la sostituzione.

Rumore metallico di raschiamento o stridore

Un suono stridente o raschiante proveniente da sotto il veicolo durante la guida, in particolare uno che cambia tono o intensità con la velocità del veicolo, suggerisce un giunto a U in cui le coppe dei cuscinetti si sono usurate o le superfici del perno si sono corrose gravemente. In questa fase, il giunto funziona metallo su metallo senza alcuna superficie di appoggio , e il fallimento è imminente. Questa è una situazione in cui si guida immediatamente verso un negozio o si smette di guidare. L'albero motore può separarsi dal veicolo entro pochi chilometri una volta iniziata la macinazione.

Vibrazione che sembra un rombo

Un giunto a U difettoso che ha sviluppato un'usura significativa non ruota in modo fluido: crea uno squilibrio nell'albero di trasmissione che produce una vibrazione percepita attraverso il pavimento, il sedile e talvolta il volante. Questa vibrazione spesso suona come un rombo o un ronzio a bassa frequenza che inizia intorno Da 45 a 55 miglia all'ora e può diminuire o cambiare tono a velocità più elevate. A differenza dello squilibrio del pneumatico (che tipicamente appare a una gamma di velocità specifica e scompare a velocità più elevate), la vibrazione del giunto a U tende a peggiorare progressivamente con la velocità e non si accende e si spegne nello stesso modo prevedibile.

Clunking quando si passa dalla marcia avanti alla retromarcia

Uno dei sintomi più significativi dell'articolazione a U è a forte rumore metallico quando si sposta il selettore da Drive a Reverse o da Park a Drive , soprattutto a veicolo fermo. Ciò accade perché il cambio di marcia inverte la direzione del carico sull'albero di trasmissione: un giunto a U usurato con gioco eccessivo sbatte attraverso quel gioco quando cambia la direzione della coppia. Molti conducenti notano questo sintomo per la prima volta durante le manovre nei parcheggi o nei vialetti e lo scambiano per un problema alla trasmissione o al differenziale.

Suoni di guasti al giunto a U rispetto ad altri rumori comuni della trasmissione

I suoni prodotti da un cattivo giunto a U si sovrappongono in modo significativo a quelli dei cuscinetti delle ruote, degli assi CV, dei differenziali e dei cuscinetti dell'albero di uscita della trasmissione. La diagnosi errata è comune e la sostituzione del componente sbagliato comporta uno spreco di centinaia di dollari. La tabella seguente confronta le principali caratteristiche distintive.

Il modo più affidabile per differenziare un rumore metallico del giunto a U da un giogo di slittamento o da un problema al differenziale è un'ispezione fisica sotto il veicolo con la trasmissione a riposo, descritta nella sezione diagnosi di seguito.

Perché i giunti a U falliscono: cause profonde dietro il rumore

Capire perché un giunto a U si guasta aiuta sia a diagnosticare il problema sia a prevenire guasti prematuri dopo la sostituzione. Il rumore è un sintomo: la causa sottostante è quasi sempre una delle cinque condizioni.

Mancanza di lubrificazione

I giunti a U ingrassabili richiedono una lubrificazione periodica: la maggior parte dei produttori specifica l'ingrassaggio ogni 5.000 miglia o ad ogni cambio d'olio per veicoli utilizzati in condizioni gravose (fuoristrada, traino o frequenti attraversamenti d'acqua). I giunti a U sigillati (non ingrassabili) sono lubrificati in fabbrica e non possono essere sottoposti a manutenzione, il che significa che quando il grasso si degrada, in genere dopo 60.000-80.000 miglia, si verifica un guasto. I cuscinetti ad aghi secchi si surriscaldano, si bucano e alla fine si disintegrano, creando il cigolio ritmico e quindi lo stridore descritto sopra.

Corrosione da intrusione di acqua e fango

Acqua, fango e sale stradale sono tra le forze più distruttive per i giunti a U. Quando l'acqua contaminata entra nei cappucci dei cuscinetti, cosa che accade quando le guarnizioni in gomma sulle coppe dei cuscinetti si rompono o sono danneggiate, elimina il grasso e favorisce una rapida ruggine sulle superfici del perno e sui cuscinetti ad aghi. I veicoli guidati in acque profonde o in condizioni fuoristrada possono subire guasti al giunto cardanico dopo meno di 30.000 miglia se le giunzioni non vengono ingrassate frequentemente e le guarnizioni non vengono ispezionate regolarmente.

Operando ad angoli estremi

I giunti a U sono progettati per funzionare in modo efficiente ad angoli fino a circa 15-20 gradi . I veicoli con sospensioni rialzate o geometria modificata dell'albero di trasmissione che spingono gli angoli dei giunti oltre questo intervallo sottopongono i cuscinetti a sollecitazioni significativamente più elevate ad ogni rotazione, accelerando notevolmente l'usura. Questo è il motivo per cui i camion sollevati e i veicoli fuoristrada con giunti a U di serie spesso subiscono guasti prematuri: il cambiamento di geometria creato dal sollevatore non è stato compensato con un albero di trasmissione diverso o un giunto a doppio cardano.

Applicazioni con sovraccarico e coppia elevata

Il traino di carichi pesanti, il lancio di veicoli con acceleratore elevato e l'uso aggressivo della trazione integrale impongono tutti carichi di coppia di picco sui giunti a U che nel tempo superano le specifiche di progettazione. La croce del perno può sviluppare fratture da stress e i cappelli dei cuscinetti possono allentarsi dalle scanalature degli anelli elastici, provocando il rumore sordo e infine la separazione catastrofica descritta nelle fasi successive del guasto.

Età e normale usura

Anche in condizioni ideali, i giunti a U sono elementi soggetti ad usura. I cuscinetti a rullini attraversano la zona di carico milioni di volte nel corso della vita di un veicolo: a 90 km/h, l'albero motore di un tipico veicolo a trazione posteriore ruota a circa Da 1.500 a 2.000 giri al minuto , il che significa che ciascun set di cuscinetti del giunto a U percorre la sua posizione di carico più di 1.500 volte al minuto. Oltre 100.000 miglia, che si accumulano in un numero enorme di cicli di fatica, e il degrado della superficie dei cuscinetti è inevitabile.

Come diagnosticare un giunto a U difettoso a casa

L'ispezione fisica è più affidabile del solo suono per confermare che un giunto a U è la fonte del rumore. Questa procedura richiede il sollevamento sicuro del veicolo sui cavalletti: non lavorare mai sotto un veicolo sostenuto solo da un martinetto.

1. Sollevare e sostenere il veicolo su un terreno pianeggiante utilizzando i cavalletti sotto il telaio o i punti di sollevamento designati. Metti la trasmissione in folle.
2. Individuare l'albero di trasmissione - va dalla parte posteriore della trasmissione (o scatola di trasferimento) al differenziale. La maggior parte dei veicoli a trazione posteriore e 4WD hanno uno o due alberi di trasmissione, ciascuno con due o più giunti a U.
3. Afferrare saldamente l'albero di trasmissione con entrambe le mani e provare a ruotarlo avanti e indietro (non girarlo, ma ruotarlo di qualche grado in ciascuna direzione). Qualsiasi gioco percettibile - movimento che si verifica prima che l'albero di trasmissione si innesti nella trasmissione - indica un'eccessiva usura del giunto a U o della forcella scorrevole. Un albero di trasmissione sano dovrebbe avere un gioco rotazionale praticamente pari a zero.
4. Afferra l'albero di trasmissione e prova a spostarlo su, giù, a sinistra e a destra in ciascuna posizione del giunto a U. Qualsiasi allentamento o movimento nel giunto stesso (la traversa che si muove all'interno del giogo) conferma che il giunto a U è usurato oltre i limiti accettabili.
5. Ispezionare visivamente ogni giunto per striature di ruggine provenienti dai cappelli dei cuscinetti (un segno di ingresso di acqua e rottura della tenuta), anelli elastici mancanti o spostati o cappelli dei cuscinetti che hanno iniziato a spostarsi dalle sedi della forcella.
6. Ruotare manualmente l'albero di trasmissione attraverso una rivoluzione completa e si avverte ruvidità, inceppamento o resistenza in qualsiasi punto della rotazione: un punto rigido o ruvido in una posizione specifica indica un cuscinetto grippato o bucherellato.

Qualsiasi gioco rilevato nella fase 3 o 4, qualsiasi rugosità nella fase 6 o corrosione visibile e danni alla guarnizione nella fase 5 costituiscono un giunto a U guasto che richiede la sostituzione immediata.

Le fasi del cedimento del giunto a U: dal primo cigolio alla separazione dell'albero di trasmissione

Il cedimento dell’articolazione a U è progressivo: nella maggior parte dei casi non avviene all’improvviso. Comprendere le fasi aiuta i proprietari dei veicoli a valutare quanta urgenza assegnare alla riparazione.

Un albero motore che si separa a velocità autostradale può cadere sul marciapiede, passare sotto il veicolo e causare la perdita di controllo o il contatto con altri veicoli. I registri NHTSA documentano numerosi decessi e incidenti gravi causati dalla separazione dell'albero di trasmissione collegata a giunti a U guasti. Il costo della sostituzione del giunto a U - in genere Da $ 150 a $ 400 in un negozio compresa la manodopera - deve essere valutato rispetto a questo rischio.

Come confermare che il rumore è il giunto a U, non la trasmissione o il differenziale

Tre semplici test, eseguiti prima di spendere soldi per le parti di ricambio, aiutano a isolare il rumore del giunto a U dalla trasmissione, dal differenziale o dai cuscinetti delle ruote.

Il test del rumore del parcheggio durante la guida

Con il veicolo in piano e il freno di stazionamento inserito, spostare lentamente il selettore da Park a Reverse, quindi da Reverse a Drive ascoltando attentamente. Un singolo rumore metallico ogni volta che la trasmissione si carica in una nuova direzione, ma nessun rumore metallico durante le normali transizioni di guida nella stessa marcia, suggerisce fortemente il gioco del giunto cardanico piuttosto che l'usura interna della trasmissione. I rumori di trasmissione sono tipicamente continui o legati al numero di giri piuttosto che verificarsi solo in caso di inversione direzionale del carico.

Il test del carico dello sterzo per il cuscinetto della ruota rispetto al giunto a U

A circa 50 km/h su una strada diritta e vuota, sterzare delicatamente il veicolo a destra e a sinistra ascoltando il rumore. Se il rumore cambia in modo significativo quando si gira il volante (più forte quando si gira in una direzione, più basso quando si gira nell'altra) la fonte è quasi certamente un cuscinetto della ruota, non un giunto a U. Il rumore del giunto a U non cambia in modo significativo quando il carico dello sterzo si sposta da un lato all'altro, poiché l'albero di trasmissione è un componente centrale non influenzato dall'angolo delle ruote sulla maggior parte dei veicoli a trazione posteriore.

Il test di coast-down per l'asse omocinetico rispetto al giunto a U

Il clic dell'asse CV in genere si verifica solo sotto carico durante la svolta. Se il rumore metallico o il rumore si verificano durante la guida in rettilineo, in particolare quando si solleva l'acceleratore, ed è assente durante le curve lente e strette, è improbabile che la causa sia un asse CV. Il rumore metallico del giunto a U è più evidente durante l'accelerazione e la decelerazione in rettilineo, non durante la svolta. Sui veicoli a trazione anteriore senza giunti a U tradizionali, il clic durante le curve assente durante la guida in rettilineo conferma un giunto omocinetico, non un giunto a U.

Costo di sostituzione del giunto a U e cosa aspettarsi

Una volta che un giunto a U è stato confermato come la fonte del guasto, la sostituzione è l'unica soluzione corretta. L'ingrassaggio di un giunto gravemente usurato o l'applicazione di prodotti blocca-perdite non ripristinano l'integrità strutturale e ritardano soltanto, per breve tempo, l'inevitabile guasto.

I meccanici professionisti in genere consigliano la sostituzione tutti i giunti a U su un albero di trasmissione contemporaneamente quando uno risulta usurato: il costo della manodopera per rimuovere e reinstallare l'albero di trasmissione è lo stesso sia che si sostituisca un giunto o tutti, e un giunto adiacente a uno guasto ha sperimentato la stessa durata di servizio e condizioni di usura simili. Sostituire solo il giunto peggiore e lasciare gli altri è una falsa economia.

Per la sostituzione fai-da-te, la sostituzione di un giunto a U richiede una pressa o un grande morsetto a C, pinze per anelli elastici e strumenti manuali di base: è un lavoro semplice per qualcuno che ha dimestichezza con il lavoro sulla trasmissione. Il costo delle parti di $ 15 a $ 60 per canna rende la sostituzione fai da te particolarmente conveniente sui veicoli con semiassi accessibili.

Prevenzione dei guasti ai giunti a U: manutenzione che prolunga la durata utile

Sui veicoli con giunti a U ingrassabili, una corretta pratica di lubrificazione è il modo più efficace per prolungare la durata dei giunti. Le seguenti abitudini di manutenzione riducono significativamente i guasti prematuri:

• Ingrassare i giunti a U lubrificabili ogni 5.000 miglia (o ogni cambio d'olio) in condizioni di utilizzo normale e ogni 1.000-2.000 miglia per uso fuoristrada, traino o attraversamento di corsi d'acqua. Utilizzare un grasso di alta qualità NLGI n. 2 classificato per applicazioni a pressioni estreme (EP).
• Durante l'ingrassaggio, pompare il grasso fino a quando il grasso nuovo non fuoriesce da tutti e quattro i cappelli dei cuscinetti: ciò conferma che il grasso vecchio e contaminato è stato rimosso. L'eliminazione non è facoltativa; l'arresto quando la resistenza aumenta lascia il grasso vecchio nelle zone più critiche.
• Ispezionare le guarnizioni dei giunti a U ad ogni intervallo di lubrificazione per incrinature, spaccature o labbri di tenuta mancanti: una guarnizione compromessa consente l'ingresso di acqua e sporco anche se il giunto è appena ingrassato.
• Dopo aver attraversato acque profonde o fango, ingrassare nuovamente tutti i giunti a U il prima possibile: l'acqua sposta il grasso anche in un giunto correttamente sigillato sotto pressione di immersione.
• Se si solleva un camion o un SUV, misurare e correggere gli angoli dell'albero di trasmissione dopo l'installazione del sollevatore: il funzionamento ad angoli eccessivi accelera l'usura in modo esponenziale, indipendentemente dalla frequenza di lubrificazione.
• Valuta la possibilità di passare a giunti a U per impieghi gravosi o ingrassabili quando si sostituiscono giunti sigillati di serie su veicoli utilizzati per il traino, fuoristrada o applicazioni a coppia elevata: il modesto costo aggiuntivo viene ripagato da una durata di servizio notevolmente estesa.