Инерционный демпфер приводного вала — зачем он нужен?

Многие автовладельцы видели на приводных валах инерционные демпферы, в частности на В3 они выглядят следующим образом — правый (стоит у всех, кроме VR6):

И левый (я так и не понял в какие комплектации В3 его ставили, но на В4 левый приводной вал немного отличается от В3 и на нём демпфера уже нет):

Попытавшись поискать доступную информацию по инерционным демпферам в рунете ничего толкового не нашёл, зато была статья в английской википедии.

Предлагаю собственный свободный перевод некоторых интересующих нас частей.

Инерционный демпфер, также известный как гармонический гаситель, является устройством, установленным в конструкциях, требующих снижения амплитуды механических колебаний. Применение демпферов может предотвратить дискомфорт, повреждение или прямое разрушение конструкции.

Принцип действия.

Инерционные демпферы стабилизируют вредное движение, вызванное гармоническими колебаниями. Демпфер уменьшает вибрацию системы со сравнительно лёгким компонентом так, чтобы в худшем случае колебания последнего были менее интенсивными. Грубо говоря, на практике системы настроены так, чтобы или отодвинуть рабочий режим от опасной частоты или демпфировать резонансную частоту в тех случаях, когда сложно или дорого амортизировать непосредственно саму конструкцию. Примером последнего случая может служить демпфер крутильных колебаний коленвала. Демпферы часто включают в себя фрикционный или гидравлический компонент, который превращает механическую кинетическую энергию в тепло, таким примером может служить автомобильный амортизатор. Электрический аналог — колебательный контур.

*Дальше пропущу, так как конкретно для нашего случая ничего не нашёл, просто идут показательные графики колебаний до применения демпфера и после, разговоры об эффективности его применения*

Демпферы в автомобилестроении

*Тут идёт часть с примером использования демпфера в Формуле 1 фирмой Рено, но для нас ничего интересного, больше обсуждается аспект законности использования такой конструкции регламентом Ф1*

Серийные автомобили

Инерционные демпферы широко используются в серийных автомобилях, как правило на шкиве коленчатого вала, для контролирования крутильных колебаний и, несколько реже, изгибающей способности коленвала. Также они используются в трансмиссии для gearwhine (?) и в других узлах, таких как выхлопная система, кузов или подвеска для снижения шумов и вибраций. Практически все современные машины имеют по крайней мере 1 инерционный демпфер, у некоторых моделей их количество доходит до 10 и более.

Традиционная конструкция инерционного демпфера коленвала заключается в тонком слое резины между ступицей шкива и внешней оправой (outer rim). Эта конструкция часто называется гармоническим гасителем (жаль схемы нет — прим. от меня). Аналогичной конструкцией является центробежный маятниковый демпфер, который используется для снижения крутильных колебаний в двигателях внутреннего сгорания некоторых современных автомобилей.

*Пример использования инерционного демпфера в автомобиле Citroёn 2CV*

Это всё. Дальше идут примеры использования демпферов в высотных зданиях для поддержания их устойчивости. В качестве другого примера использования инерционного демпфера в автомобиле можно обратиться к подвеске Land Rover:

Комментарии, данные по демпферу (судя по стилю написания источник официальный): It's a mass damper, attached to the damper spring seat, used to absorb vibration and prevent noise intrusion into the vehicle interior.
Its efficacity/effectivness is mostly observed on gravel roads (or on roads paved with granite cubic stones) where the vibrations are with high frequency and short course.

Перевод: это инерционный демпфер, прикрепленный к седлу пружины и используемый для поглощения вибраций и предовращения шумов, проникающих в салон автомобиля.
В наибольшей степени эффективность этой конструкции наблюдается на гравийной дороге (или на дороге, выложенной гранитной брусчаткой), где вибрации происходят с высокой частотой на коротком расстоянии.

Информации немного, но для себя можно сделать такой вывод: инерционный демпфер ставится для гашения вибраций и колебаний, думаю в случае приводных валов навряд ли мы почувствуем вибрацию "на себе", а вот подшипники дифференциала и остальные близлежащие узлы конструкции на мой взгляд потеряют в своём ресурсе, принимая на себя бОльшие вибрации, нежели в конструкции с таким демпфером.

UPDATE #1: касательно В3 инерционный демпфер устанавливается ещё на траверсе передней опоры двигателя 9A:

Тут по-моему совершенно очевидно его прямое предназначение гасить вибрации. Только фото траверсы в сборе с демпфером не нашёл.

UPDATE #2: интересную статью по демпферам нашёл на сайте tkn.by. Оригинал тут.

Демпфер — приспособление для снижения механических колебаний путем поглощения части энергии колеблющейся системы. На работающем дизеле наибольшую опасность представляют угловые колебания коленчатого вала (крутильные колебания).

Крутильные колебания возникают, когда периодичность возмущающей силы кратна собственной частоте колебаний коленчатого вала. Совпадение вынужденных и собственных частот колебаний, которое называется резонансом, приводит к поломкам. В качестве поглотителей крутильных колебаний коленчатого вала используются демпферы.

Демпфер в основном состоит из двух сочленяемых деталей: корпуса и инерционной массы, разделенных между собой слоем силиконовой жидкости или резины.

При угловых колебаниях корпуса демпфера, жестко связанного с коленчатым валом, относительно инерционной массы возникает трение, которое обусловлено вязкостью силиконовой жидкости или резины.

Мощные бензиновые генераторы в своей конструкции, аналогично дизельным генераторам имеет демпфер. Проект ast-power.ru предлагает генераторы работающие на любых видах топлива: бензин, дизель, газ. Продукция компании отличается высоким качеством.

На преодоление трения между деталями демпфера расходуется энергия, что уменьшает размах крутильных колебаний. Если по тем или иным причинам инерционная масса маховика относительно корпуса неподвижна, то демпфер не уменьшит, а увеличит размах крутильных колебаний коленчатого вала.

Фирмы Ford, Mazda, Volvo и другие для предотвращения поломок коленчатых валов на дизелях вместо демпферов, которые снижают размах резонансных угловых колебаний вала, устанавливают на носок коленчатого вала шкив, изолированный посредством эластичной прослойки от ступицы.

Изоляция инерционной массы шкива от ступицы посредством эластичной прослойки повышает собственную угловую частоту коленчатого вала и смещает резонанс крутильных колебаний первого порядка за пределы рабочих оборотов дизеля.

Неработоспособный демпфер создает реальную опасность поломки коленчатого вала, вызываемой крутильными колебаниями.

В связи с этим каждый демпфер перед его установкой на отремонтированный дизель необходимо проверять на степень поглощения им крутильных колебаний.

Из-за сложности измерения крутильных колебаний коленчатого вала оценка эффективности демпфера на ремонтных предприятиях и в процессе эксплуатации не проводится.

Даже замена демпфера на новый, поступивший с завода-изготовителя, не гарантирует его эффективности.

В результате поломки коленчатых валов с характерным изломом от крутильных колебаний при резонансе не связывают с неэффективностью демпфера.

Чтобы обеспечить простой и надежный контроль эффективности демпфера, устанавливаемого на отремонтированный дизель, предложено простое устройство штатного контроля (УШК) по измерению собственной затухающей частоты угловых колебаний упругого вала.

UPDATE #3: Подходил я к одному очень уважаемому преподавателю на кафедре, который не только теорию рассказывает, но и сам постоянно практикует какие-то испытания на двигателях и их доводку, задал вопрос о том самом демпфере на приводном валу. Ответ таков: если его снять, то на коленвал передаются вибрации, которые "на себе" никак не почувствовать, нагрузки от этих вибраций передаются на вкладыши и остальные части ШПГ, что в итоге будет влиять на их ресурс, не говоря уже о деталях коробки передач. На VR6 демпфера на валу нет, потому что вероятней всего он перенесён в другое место (подтверждено Деном 35iEdition, демпфер на VR установлен на самом коленвале).

Если кто ещё обладает инфой к размышлению — делитесь, добавим.