Tiếng ồn ổ trục bánh xe: Cách xác định triệu chứng và biết khi nào cần thay thế

Vòng bi bánh xe thất bại dần dần và các triệu chứng chúng tạo ra diễn ra theo một tiến trình có thể dự đoán được. Vòng bi khi hỏng sớm tạo ra tiếng ồn nhỏ mà hầu hết người lái xe đều coi đó là tiếng ồn trên đường hoặc tiếng ồn của lốp xe. Khi ổ trục tiếp tục xuống cấp, tiếng ồn trở nên rõ rệt hơn và phát triển các đặc tính giúp phân biệt với các nguồn tiếng ồn khác của xe. Trong trường hợp hỏng hóc ở giai đoạn cuối, vòng bi có thể tạo ra rung động qua vô lăng hoặc ghế ngồi, khiến xe bị phanh gấp hoặc - trong trường hợp nghiêm trọng - cho phép phát hiện bánh xe bị trượt. Hiểu được những triệu chứng này và nguyên nhân gây ra chúng sẽ giúp người lái xe và kỹ thuật viên xác định sớm vòng bi bị hỏng trước khi một sự cố nhỏ trở thành vấn đề tốn kém hoặc nguy hiểm.

Vòng bi bánh xe làm gì và tại sao chúng thất bại

Vòng bi bánh xe cho phép trục bánh xe quay quanh trục chính hoặc trục trục với ma sát tối thiểu. Trong các thiết kế bộ phận trung tâm hiện đại (bộ phận được gắn kín, được lắp ráp sẵn tích hợp các vòng bi bên trong và bên ngoài, các con lăn, lồng và vòng đệm thành một bộ phận duy nhất), ổ trục được thiết kế để kéo dài tuổi thọ hoạt động của xe trong điều kiện bình thường. Chất bôi trơn được bịt kín khi lắp ráp và không cần bảo trì định kỳ. Nguyên nhân gây ra hỏng hóc sớm là do tải trọng bất thường - ổ trục chịu được các lực mà nó không được thiết kế để xử lý một cách bền vững.

Quá tải là nguyên nhân phổ biến nhất. Việc va vào lề đường, ổ gà và mảnh vụn trên đường sẽ truyền tải trọng tác động qua bánh xe vào ổ trục ở cường độ có thể vượt quá định mức tải trọng động của ổ trục và làm biến dạng hoặc nứt các bộ phận lăn hoặc rãnh lăn. Việc sử dụng đường thông thường trên nhiều km cuối cùng sẽ tạo ra các vết nứt do mỏi dưới bề mặt trong vòng bi - đây là cơ chế hao mòn thông thường - nhưng các tác động bất thường sẽ đẩy nhanh quá trình này một cách đáng kể.

Lỗi con dấu là nguyên nhân thứ hai. Các vòng đệm trên ổ trục bộ phận trung tâm ngăn không cho chất bẩn xâm nhập vào ổ trục và chất bôi trơn thoát ra ngoài. Khi vòng đệm bị thủng - do hư hỏng do va đập đối với mép bịt kín, do ăn mòn mặt đệm kín hoặc do sự mài mòn vật lý của mép bịt kín khi đi quãng đường rất dài - nước, sạn và các chất gây ô nhiễm khác xâm nhập vào ổ trục. Sự ô nhiễm gây ra sự mài mòn của các bộ phận lăn và rãnh lăn, đẩy nhanh sự phát triển của các hư hỏng bề mặt và dưới bề mặt tạo ra tiếng ồn.

Các triệu chứng chính của vòng bi bánh xe bị hỏng

Tiếng ồn ào hoặc mài mòn

Triệu chứng phổ biến nhất và sớm nhất của ổ trục bánh xe bị hỏng là tiếng ồn liên tục hoặc tiếng mài thay đổi theo tốc độ xe. Không giống như tiếng ồn của lốp xe, tương đối ổn định ở tốc độ nhất định trên mặt đường nhất quán, tiếng ồn ổ bánh xe có đặc tính đặc biệt: nó có xu hướng ổn định và liên tục, thường được mô tả là âm thanh giống như đang lái xe trên dải ầm ầm ngay cả trên đường bằng phẳng, cường độ và âm lượng của nó thay đổi tỷ lệ thuận với tốc độ xe hơn là tốc độ động cơ. Tăng tốc làm tăng âm thanh; giảm tốc độ làm giảm nó; âm thanh vẫn tiếp tục ở cùng tần số ngay cả khi nhấn ly hợp hoặc xe ở trạng thái trung tính, do ổ trục đang quay cùng với bánh xe bất kể hệ thống truyền động có được gài hay không.

Chất lượng vo ve ở tốc độ thấp hơn chuyển sang chất lượng mài mòn hoặc gầm gừ ở tốc độ cao hơn khi hư hỏng vòng bi tiến triển. Điều này là do các bề mặt ổ trục bị hư hỏng tạo ra các đặc tính tiếng ồn khác nhau ở các tần số quay khác nhau - hư hỏng sớm tạo ra tiếng ồn tần số thấp hơn khi các bộ phận bị hư hỏng đi qua vùng tải, trong khi hư hỏng nặng hơn với các khuyết tật bề mặt lớn hơn và độ nhám tăng lên sẽ tạo ra âm thanh mài chói tai hơn.

Tiếng ồn thay đổi khi vào cua

Một thử nghiệm chẩn đoán cổ điển về tiếng ồn của ổ trục bánh xe là quan sát xem âm thanh có thay đổi hay không khi xe di chuyển nhẹ nhàng hoặc vào cua. Khi xe vào cua, sự phân bố tải trọng ngang giữa ổ trục bên trái và bên phải thay đổi - ổ trục bên ngoài khi rẽ trái chịu nhiều tải hơn ổ trục bên trong. Nếu ổ trục bên trái bị hỏng, việc rẽ phải (tải ổ trục bên trái) sẽ làm tăng tiếng ồn, trong khi rẽ trái (dỡ một phần ổ trục bên trái) sẽ làm giảm tiếng ồn. Độ nhạy tốc độ và tải trọng này mang tính chẩn đoán: tiếng ồn tăng theo một hướng vào cua và giảm theo hướng ngược lại chỉ ra một ổ trục bánh xe cụ thể.

Thử nghiệm này nên được thực hiện ở tốc độ thấp trong môi trường an toàn - di chuyển nhẹ nhàng ở tốc độ 30–50 km/h trong bãi đậu xe trống là đủ để quan sát hiệu ứng. Sự thay đổi tiếng ồn do tác động vào lái thường khá rõ ràng ở ổ trục bị hỏng và cho phép xác định góc cụ thể nơi xảy ra sự cố, ngay cả trước khi tiến hành kiểm tra chính thức hơn.

Rung ở vô lăng hoặc ghế ngồi

Khi ổ trục bánh xe bị hư hỏng nặng hơn, độ nhám của bề mặt ổ trục sẽ tạo ra rung động truyền từ bánh xe qua hệ thống treo vào kết cấu xe. Đối với vòng bi bánh trước, rung động này truyền qua cột lái và được cảm nhận trong vô lăng - đặc biệt ở những phạm vi tốc độ nhất định khi tần số quay của vòng bi trùng với tần số cộng hưởng của hệ thống lái. Đối với vòng bi bánh sau, độ rung truyền qua sàn và thường được cảm nhận ở ghế chứ không phải ở vô lăng.

Rung động từ ổ trục bánh xe thường bị nhầm lẫn với rung động cân bằng lốp, cũng nhạy cảm với tốc độ. Điểm khác biệt: hiện tượng rung khi cân bằng lốp thường xuất hiện ở một phạm vi tốc độ cụ thể (thường là 80–100 km/h) và có thể ít nhận thấy hơn ở tốc độ cao hơn; Độ rung của ổ trục tăng dần theo tốc độ và kèm theo âm thanh vo ve hoặc mài mòn đặc trưng mà vấn đề cân bằng lốp không tạo ra.

Chơi bánh xe hoặc lỏng lẻo

Trong trường hợp hỏng ổ trục nặng, độ hở bên trong của ổ trục tăng lên khi các bộ phận lăn và vòng đua bị mòn. Khoảng hở tăng lên này có thể được phát hiện khi bánh xe bị lỏng - nếu bạn kích bánh xe lên khỏi mặt đất và cố gắng lắc nó theo hướng từ trên xuống dưới (bằng cả hai tay ở vị trí 12 và 6 giờ của lốp), một rung lắc nhỏ nhưng có thể phát hiện được cho thấy khoảng hở bên trong của ổ trục đã vượt quá giới hạn chấp nhận được. Vòng bi bình thường sẽ có tác dụng không đáng kể trong thử nghiệm này.

Việc kiểm tra này phải được thực hiện với bánh xe vẫn còn trên mặt đất trước tiên - nếu cảm thấy bánh xe trên mặt đất bị va chạm thì ổ trục đã bị hỏng nghiêm trọng và không nên tiếp tục lái cho đến khi được thay thế. Thử nghiệm lắc lư tương tự với bánh xe khỏi mặt đất sẽ cho thấy chuyển động nhiều hơn một chút trong ổ trục thông thường do giảm tải, nhưng chuyển động quá mức (hơn vài mm) vẫn cho thấy độ mòn ổ trục tăng cao.

Đèn cảnh báo ABS

Vòng bi bộ phận trung tâm hiện đại tích hợp vòng cảm biến tốc độ bánh xe ABS (vòng âm thanh hoặc vòng mã hóa mà ABS đọc để xác định tốc độ bánh xe). Khi vòng bi bị hỏng nghiêm trọng đến mức độ hở bên trong cho phép vòng âm thanh di chuyển so với cảm biến hoặc khi vòng âm thanh bị hỏng do hư hỏng bên trong ổ trục, cảm biến ABS sẽ phát hiện tín hiệu không đều hoặc không có và chiếu sáng đèn cảnh báo ABS. Đèn cảnh báo ABS hoặc kiểm soát lực kéo xuất hiện cùng với các triệu chứng tiếng ồn hoặc rung động cho thấy hư hỏng vòng bi đã tiến triển đến mức ảnh hưởng đến chức năng cảm biến tốc độ bánh xe - việc thay thế là khẩn cấp.

Làm thế nào để xác định vòng bi nào bị hỏng

Sau khi xác nhận các triệu chứng gợi ý ổ trục bánh xe, việc xác định góc nào là nguồn trước khi tháo rời giúp tiết kiệm thời gian chẩn đoán. Thử nghiệm tải trọng vào cua được mô tả ở trên là thử nghiệm ban đầu đáng tin cậy nhất. Xác nhận bổ sung:

Lắng nghe hướng của âm thanh khi có hành khách ngồi trên xe. Tiếng ồn của ổ trục bánh xe sẽ lớn hơn ở phía có ổ trục bị hỏng - tiếng gầm gừ từ phía sau bên trái thường to hơn từ phía bên trái của xe. Lái xe chậm trong khu vực yên tĩnh, hạ cửa sổ xuống để có thể nghe được phương hướng.

Nếu có thể thực hiện kiểm tra trên đường trên một bề mặt phù hợp, âm thanh tăng lên khi tăng tốc (làm dịch chuyển tải về phía sau) và giảm khi giảm tốc hoặc ngược lại, có thể giúp xác định xem ổ trục trước hay ổ trục sau là nguồn. Vòng bi bánh trước có xu hướng nhạy cảm hơn với các tác động vào tay lái; Vòng bi phía sau có xu hướng nhạy cảm hơn với sự thay đổi gia tốc và tải trọng phanh.

Khi nào cần thay thế

Thay thế sớm - ngay khi các triệu chứng chẩn đoán rõ ràng - ngăn ngừa hư hỏng hàng loạt xảy ra khi ổ trục bị mòn nghiêm trọng được phép hoạt động. Ổ trục có các bộ phận lăn và rãnh lăn bị mòn tạo ra sự nhiễm bẩn kim loại bên trong ổ trục làm tăng tốc độ mài mòn hơn nữa. Nếu ổ trục bị hỏng khi đang lái xe, bánh xe có thể bị kẹt hoặc bị kẹt, có khả năng gây mất khả năng kiểm soát xe. Không nên lái vòng bi của bộ phận trung tâm bị hỏng đến mức có thể phát hiện được bánh xe bị trượt trên đường công cộng.

Khoảng thời gian thay thế thích hợp là: bất cứ khi nào xác nhận được tiếng ồn ồn ào hoặc mài mòn rõ ràng do ổ trục bánh xe hoặc bất cứ khi nào việc kiểm tra độ hoạt động của bánh xe cho thấy chuyển động bất thường hoặc bất cứ khi nào chức năng ABS bị ảnh hưởng bởi tình trạng ổ trục. Việc chờ đợi tiếng ồn tự biến mất là không thích hợp - vòng bi bánh xe không tự phục hồi và quá trình hư hỏng là không thể khắc phục được.

Câu hỏi thường gặp

Tiếng ồn của ổ trục bánh xe có thể đến rồi đi không hay nó luôn luôn liên tục?

Tiếng ồn của ổ trục bánh xe thường liên tục và xuất hiện bất cứ khi nào bánh xe quay ở tốc độ bị ảnh hưởng, nhưng âm lượng biểu kiến ​​của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ - ổ trục bị hỏng thường phát ra âm thanh tệ hơn khi lạnh và êm hơn một chút sau khi nóng lên, vì mỡ trở nên ít nhớt hơn ở nhiệt độ vận hành và cung cấp khả năng bôi trơn tốt hơn một chút. Sự thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ này đôi khi bị nhầm lẫn với vấn đề "không còn nữa", khiến người lái xe trì hoãn việc thay thế. Thiệt hại cơ bản không thể khắc phục được khi nóng lên; ổ trục tiếp tục xuống cấp. Ổ trục phát ra âm thanh tệ hơn rõ rệt khi lạnh nhưng tốt hơn khi ấm vẫn là ổ trục bị hỏng cần được thay thế.

Có an toàn khi lái xe trên ổ trục bánh xe bị hỏng để đến cửa hàng sửa chữa không?

Điều này phụ thuộc vào giai đoạn thất bại. Hư hỏng vòng bi ở giai đoạn đầu với tiếng ồn nhỏ và không có triệu chứng nào khác thường có thể chấp nhận được trong khoảng cách ngắn ở tốc độ vừa phải để đến cơ sở sửa chữa - mặc dù điều này không nên mở rộng khi lái xe trên đường cao tốc hoặc đường dài, vì độ rung ở tốc độ cao sẽ đẩy nhanh quá trình hư hỏng. Không nên lái ổ trục có tiếng mài, tiếng bánh xe có thể phát hiện được hoặc đèn chiếu sáng ABS ở tốc độ đường cao tốc và cần được sửa chữa khẩn cấp. Một ổ trục bị hỏng — tạo ra tiếng mài lớn, lắc lư rõ ràng hoặc bánh xe không thể quay tự do — hoàn toàn không được dẫn động. Nếu nghi ngờ, lựa chọn an toàn hơn là kéo xe đến cơ sở sửa chữa thay vì lái xe, vì ổ trục bị hỏng hoàn toàn có thể khiến bánh xe bị bó cứng đột ngột mà không báo trước.

Việc thay thế vòng bi bánh xe mất bao lâu và có cần thay thế cả hai bên cùng một lúc không?

Đối với các cụm vòng bi bộ phận trung tâm hiện đại (thay thế toàn bộ bộ phận, bao gồm vòng bi, trục và vòng âm ABS trong một bộ phận duy nhất), thời gian thay thế thường là 45–90 phút mỗi góc để lắp đặt đơn giản trên hầu hết các phương tiện chở khách. Góc đối diện không cần phải được thay thế đồng thời trừ khi nó cũng có triệu chứng - vòng bi bánh xe ở các phía đối diện của cùng một trục không nhất thiết ở cùng một mức độ mòn và việc một bên bị hỏng trước bên kia là điều bình thường. Tuy nhiên, nếu một vòng bi bị hỏng và xe đã đi được một quãng đường đáng kể thì việc kiểm tra tình trạng của vòng bi bên đối diện trong cùng một lần bảo dưỡng là điều hợp lý để xác định xem liệu nó có sắp bị hỏng hay không. Một số kỹ thuật viên khuyên nên thay cặp trục như một biện pháp phòng ngừa đối với những xe chạy nhiều; một số khác chỉ thay thế ổ trục đã được xác nhận bị hỏng. Quyết định này là vấn đề đánh giá chuyên môn dựa trên lịch sử của chiếc xe cụ thể và chi phí nhân công cho lần sửa chữa thứ hai có thể xảy ra trong tương lai gần.