Карданный вал что это

Карданная передача

Трансмиссия автомобиля выполняет важную функцию — передает вращение коленвала на колеса.

Основные элементы трансмиссии:

• сцепление — о нем мы рассказывали на Vodi.su, оно соединяет и разъединяет коробку передач и маховик коленчатого вала;
• коробка передач — позволяет трансформировать однородное вращение коленвала в определенный режим езды;
• кардан или карданная передача — применяется на автомобилях с задним или полным приводом, служит для передачи момента движения на ведущую ось;
• дифференциал — распределяет момент движения между ведущими колесами;
• редуктор — для повышения или понижения крутящего момента, обеспечивает постоянную угловую скорость.

Если мы возьмем обыкновенную механическую коробку передач, то увидим в ее составе три вала:

• первичный или ведущий — соединяет КПП с маховиком через сцепление;
• вторичный — жестко связан с карданом, именно он предназначен для передачи момента вращения на кардан, а от него уже на ведущие колеса;
• промежуточный — передает вращение от первичного вала вторичному.

Предназначение карданной передачи

Любой водитель, который ездил на заднеприводном или полноприводном автомобиле, а уж тем более на ГАЗоне или ЗИЛ-130, видел карданный вал — длинную полую трубу, состоящую из двух сегментов — более длинного и короткого, между собой они соединены промежуточной опорой и крестовиной, образующими шарнир. В передней и задней части кардана можно увидеть фланцы для жесткого соединения с задним мостом и вторичным валом, выходящим из коробки передач.

Основная задача кардана состоит не только в передаче вращения от КПП на редуктор заднего моста, но и в том, чтобы эта работа передавалась при переменной соосности сочлененных агрегатов, или, говоря простым членораздельным языком, — обеспечивается жесткая связка ведущих колес со вторичным валом коробки перемены передач, при этом не препятствуя независимому перемещению колес и подвески относительно кузова.

Также устройство автомобиля таково, особенно если речь идет о грузовиках, что коробка расположена выше по отношению к поверхности, чем редуктор заднего моста. Соответственно, передать момент движения нужно под определенным углом, а благодаря шарнирному устройству кардана это вполне возможно. Более того, в процессе езды рама автомобиля может незначительно деформироваться — буквально на миллиметры, но устройство кардана позволяет не учитывать эти мелкие изменения.

Стоит также сказать, что карданная передача используется не только в полно- и заднеприводных автомобилях, устанавливают ее и на переднеприводные. Правда здесь она называется по-другому — ШРУС — шарниры равных угловых скоростей. ШРУСы соединяют дифференциал коробки передач со ступицами передних колес.

Говоря же в целом, принцип карданной передачи используется и для других целей:

• нижний и верхний карданы рулевого управления;
• для связи распределительной коробки с редуктором ведущей оси — на внедорожниках с подключаемым полным приводом, типа УАЗ-469;
• для отбора мощности двигателя — вал отбора мощности, исходящий из КПП тракторов, служит для приведения в движение различного сельхоз оборудования через кардан, например картофелекопалок или сажалок, дисковых борон, сеялок и так далее.

Устройство

Как уже писалось выше, карданный вал представляет собой две сочлененные с помощью шарнирного соединения полые трубы. В передней части имеется шлицевой валик, входящий в зацепление со вторичным валом КПП посредством переходной муфты.

В месте сочленения двух частей кардана на каждой из них имеется вилка, и они соединены между собой с помощью крестовины. На каждом из концов крестовины имеется игольчатый подшипник. На эти подшипники надеваются вилки и благодаря им передача вращения возможна с одного вала на другой при образовании угла от 15-ти до 35 градусов в зависимости от устройства. Ну а в задней части кардан прикручивают к редуктору с помощью фланца, который крепится на четырех болтах.

Важную роль выполняет промежуточная опора, внутри которой находится шариковый подшипник. Опора прикручивается к днищу автомобиля, а подшипник дает возможность валу свободно вращаться.

Как мы видим, устройство довольно простое, основанное на принципе шарнира. Однако инженерам нужно делать точные расчеты, чтобы все элементы подвески работали сбалансировано и согласовано между собой.

Карданный вал (кардан)

91 4 92k

36 2 48k

Карданный вал, он же кардан — является составной частью трансмиссии многих автомобилей. Передаёт крутящий момент от коробки передач или раздаточной коробки к редукторам переднего или заднего моста. Устройство карданного вала чрезвычайно просто, за более, чем сто лет его конструкция практически не изменилась. Без карданной передачи не обходится ни одна система полного привода

Устройство и принцип работы

В состав КВ входят несколько элементов:

• вал,
• две крестовины,
• скользящая вилка, уплотнения,
• детали крепления в частности подвесной подшипник,
• ряд других элементов, что зависит от разновидности конструкции.

В состав КВ могут входить несколько секций — одна, две, три и больше. Размеры и масса вала зависят от габаритов автомобиля. В устройство односекционного карданного вала входят центральная часть и присоединенные к ней наконечники с крестовинами.

Устройство карданного вала

Работоспособность системы карданной передачи (КП) обеспечивается шарнирными механизмами на основе крестовин. Крестовина дают возможность для двух сопряженных валов вращаться с изменяющимся углом друг относительно друга. Наивысший КПД достигается при угле вращения 0°…20°. В том случае, когда данный показатель превышен, крестовина подвержена значительным перегрузкам. К тому же вал теряет сбалансированность и появляется вибрация.

Еще один важный элемент — раздвижное шлицевое соединение КП. Его применение обусловлено тем, что подвеска автомобиля, особенно, при преодолении препятствий, существенно растягивается по высоте. Коробка передач или раздаточная коробка, к которой присоединен один конец вала, жестко зафиксирована внутри кузова, а редуктор моста (вторая точка крепления КП) сопряжен с подвеской. В результате, при переезде препятствия расстояние между коробкой и редуктором моста увеличивается. КВ в этом случае должен «растянуться», и раздвижное шлицевое соединение помогает ему это сделать.

Еще одна важная деталь КП — подвесной подшипник. Он создает дополнительную опору для составного вала, удерживая его на месте и не мешая вращаться. Кронштейн подшипника крепится к кузову. Количество подшипников зависит от количества секций, из которых составлен вал.

Основные неисправности КВ и их проявление

Ниже приведены их возможные внешние проявления и указаны причины появления для каждого из признаков. Посторонний стук в агрегатах трансмиссии; в начале движения, резком разгоне или переключении скоростей КПП автомобиля. Может возникать в результате:

1. Ослабления резьбовых соединений крепления фланцев и соединительной муфты карданной передачи;
2. КВ в шлицевой части имеет сверхдопустимый зазор;
3. Сверхдопустимый зазор, в подшипниках крестовины карданного вала.

Особого внимания требует крестовина карданного вала. Именно крестовина является основным источников шума и скрежета в карданной передаче, и подлежит наиболее частой замене (менять рекомендуется каждых 10 тыс. км. пробега). Немного реже выходит из строя подвесной подшипник или может появится зазор в карданном шарнире.

Повышенный шум и вибрация автомобиля при движении. Причины могут быть следующие:

• изгиб КВ;
• не правильная установка КВ, при установке не соблюдены монтажные метки;
• нарушен баланс валов;
• разрушение или износ втулки (центрирующей) фланца промежуточной муфты или кольца (центрирующего) вала вторичного кпп;
• сверхдопустимый зазор в подвесном подшипнике;
• разрушение подвесной опоры КВ;
• ослабление резьбового соединения поперечной опоры;
• сверхдопустимый зазор в игольчатых подшипниках крестовины;
• ослабла соединительная гайка вилки КП;
• нет смазки в шлицах вала.

Вытекание смазки может происходить вследствие:

1. разрушения сальникового уплотнения шлицевой части вала;
2. повреждения сальникового уплотнения подшипников крестовин КП.

Основная причина быстрому выходу из строя карданного вала – дисбаланс, нарушение баланса в несколько раз увеличивает нагрузка на детали кардана.

Способы устранения конкретных неисправностей

• При ослаблении резьбовых соединений крепления фланцев и соединительной муфты КП необходимо затянуть резьбовые соединении с моментом, указанным в техническом руководстве.
• В том случае, когда КВ в шлицевой части имеет сверхдопустимый зазор, необходимо снять вал, заменить разрушенные элементы, либо вал в сборе.
• При сверхдопустимом зазоре в подшипниках крестовины КП необходимо заменить крестовину КВ.
• При изгибе КВ нужно заменить гнутые элементы или вал в сборе.
• При неправильной установке КВ (тогда, когда при установке не соблюдены монтажные метки) переустановите КВ по меткам, нанесенным до разборки.
• В случае, когда нарушен баланс вала, проверьте на стенде его балансировку и при необходимости отреставрируйте.
• При разрушении или износе центрирующей втулки фланца промежуточной муфты или центрирующего кольца вала вторичной коробки переключения передач необходимо заменить разрушенные элементы. При износе втулки промежуточной муфты нужно заменить втулку в сборе с фланцем.
• Если присутствует сверхдопустимый зазор в подвесном подшипнике, нужно разобрать вал, поменять подшипник, а при необходимости заменить промежуточную опору в сборе.
• В случае разрушения подвесной опоры КВ замените её.
• При ослаблении резьбового соединения поперечной опоры закрепите её к кузову автомобиля.
• Если присутствует сверхдопустимый зазор в игольчатых подшипниках крестовины, снимите вал, замените разрушенную крестовину.
• В том случае, когда ослабла соединительная гайка вилки КП, затяните её.
• Тогда, когда нет смазки в шлицах вала, то нужно добавить смазку Фиол-2У в шлицевое соединение. Очень важно шприцевать все точки при прохождении 10000 км пробега или шести месяцев эксплуатации автомобиля, смотря, что наступит раньше, также необходимо смазать КВ. Также необходимо это выполнить после эксплуатации автомобиля в особо тяжелых условиях.
• Если разрушено сальниковое уплотнение шлицевой части вала, необходимо поменять сальник.
• При повреждении сальникового уплотнения подшипников крестовин КП замените крестовины.

При появлении хруста, скрежета или еще хуже вибрации исходящей от карданного вала – в строчном порядке установить автомобиль на смотровую площадку или отдать машину специалистам для осмотра карданной передачи и устранения дефекта, это сэкономит деньги и предотвратит появление более серьезной поломки.

• Задний мост
• МКПП (механическая коробка передач)
• АКПП (автоматическая коробка передач)

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Карданный вал

Любой полноприодный или заднеприводный автомобиль имеет данный элемент. Ведь без неё, невозможно было бы передать крутящий момент на заднюю ось.

Карданный вал – важнейшая деталь, которая включена в состав трансмиссии автомобиля. Данный механизм передает вращение от коробки передач к редуктору заднего моста. С полной уверенностью карданный вал можно назвать промежуточным звеном или же опорой автомобиля.

Принцип работы

Карданный вал имеет в своем составе несколько частей:

1. Подвесной подшипник (опора);
2. Крестовину кардана;
3. Двойной шарнир:
4. Скользящую вилку;
5. Шлицевое соединение;
6. Промежуточные уплотнители;
7. Различные крепления;

В некоторых случаях карданная передача имеет эластичную муфту и специальную защиту.

Схема карданного вала

Как мы поняли карданный вал это сборный механизм, состоящий из ряда частей. Он является опорой автомобиля и можно сказать движущей силой. Длина и конструкция карданного вала зависят от типа и модели автомобиля.

Зачастую автомобиль имеет несколько карданов, передний и задний. И лишь немного автомобилей имеют в своей конструкции лишь один.

Кардан изготавливается из полой металлической трубы, для экономии и снижения веса автомашины. На его концах устанавливаются шарнирные элементы, которые и позволяют вращаться относительно друг друга под определенны углом и успешно передавать крутящий момент. Шарнирные механизмы реализовываются на основе крестовин.

Подвесной подшипник служит как бы фиксатором карданного вала в пространстве под автомобилем, но в то же время он свободно позволяет кардану вращаться вокруг своей оси и выполнять свою функцию.

Крайне важно при проведении любых ремонтных процессов, правильно собирать кардан и устанавливать на автомобиль. Так как карданный агрегат является с технической точки зрения достаточно сложным элементом. Поэтому лучше доверить эту работу профессионалам.

Классификация

Далее мы рассмотрим классификацию карданных передач, которые можно классифицировать по нескольким признакам:

• Тип;
• Назначение;
• Наличие компенсирующего устройства (подвижной шлицевой муфту, удлиняющей кардан при определенных условиях);

По назначению этот элемент можно классифицировать на два разряда:

• Основной – применяется как опора приводов ведущих колёс (то есть передает крутящий момент на ведущую ось);
• Вспомогательный – применяется для вспомогательных механизмов, таких как лебедки, насосы или подъемники;

Тип кардана определяется по его конструкции и расположению:

• Закрытый тип – когда кардан установлен внутри одно из элементов автомобиля;
• Открытый тип – когда он установлен вне зависимости от других элементов;

Преимущества и недостатки карданных передач

Давайте рассмотрим плюсы и минусы использования карданных передач, и почему в переднеприводных автомобилях нет карданного вала.

Как это было сказано выше, карданный вал используется в заднеприводных и полноприводных автомобилях, и пока не придумано другого более простого и надёжного способа передать крутящий момент на задние колёса. К преимуществам можно отнести:

• Надёжность передачи крутящего момента;
• Хорошую ремонтопригодность;
• Взаимозаменяемость запчастей;

К минусам можно отнести:

• Карданный вал повышает вес автомобиля.
• Уменьшение габаритов салона, так как внутри автомобиля появляется так называемый туннель по центру.
• При неисправностях, снижается комфорт езды на автомобиле, из-за вибраций и появления различного стука;

Что касается использования карданной передачи на переднеприводных автомобилях, то он попросту там не нужен. Ведь передавать крутящий момент на задние колёса не нужно, а передняя ось находится в непосредственной близости к двигателю и КПП.

Какие карданные валы лучше и надёжнее?

С уверенностью однозначно ответить на этот вопрос крайне сложно, ведь всё зависит от многих фактором. В нашей практике мы можем выделить карданные валы, изготовленные из европейских и японских запчастей. Качество их исполнения, прочность стали и надёжность у них просто на высоте. К примеру наша компания изготавливает карданы только из сертифицированных европейских запчастей, что даёт возможность проехать с карданом вплоть до 1 млн. километров пробега без единой поломки.

Немецкие карданные валы

Если вам нужен новый карданный вал с гарантией от производителя, то обращайтесь в нашу компанию.

2017-10-24 Карданный вал (кардан)

Трансмиссия автомобилей, которые имеют переднюю компоновку мотора и привод на обе оси или только заднюю, то есть переднемоторных задне- и полноприводных, включает такой элемент как карданная передача, он же карданный вал или просто кардан. Данный узел необходим для передачи определенного крутящего момента от мотора на заднюю ось. Если говорить точнее, то кардан соединяет два элемента – коробку передач, включая сцепление, в моделях с задним приводом или раздаточную коробку в моделях с полным приводом и редуктор заднего моста. В переднеприводных, переднемоторных моделях используются дифференциал, ШРУСы и кардан не нужен.

Карданный вал включает ряд основных элементов, таких как:

• вал, это полая труба;
• крестовина кардана (шарнирные механизмы крестообразной формы), их две, оборудованные наконечниками с игольчатыми подшипниками;
• скользящая вилка, в том числе раздвижного шлицевого соединения;
• крепежные детали, включая подвесной подшипник (в составных валах);
• уплотнительные элементы (сальники).

В полной зависимости от конструкционных особенностей могут использоваться и другие детали, например, эластичная муфта.

Валы выпускают одно-, двух-, трехсекционными, могут быть и другие варианты, различаются по диаметру, материалу, длине и весу.

Для обеспечения работы карданного вала используются шарниры, изготовленные в форме креста, это и есть крестовина кардана. Она прикрепляется к валу и дает возможность двум сопряженным друг с другом валам вращаться под определенным переменным углом по отношению друг к другу, причем угол вращения устанавливается в диапазоне от 0° до 20°.

Так как редуктор закреплен на подвеске, которая при движении находится в динамическом состоянии, а коробка передач (КПП) или раздаточная коробка (раздатка) в статическом, то при наезде на препятствие расстояние между этими элементами сокращается или увеличивается. С целью компенсации этого фактора в кардане ставится шлицевое карданное соединение, состоящее из скользящей вилки и шлицов.

Подвесной подшипник прикрепляется непосредственно к кузову, необходим для дополнительной, вспомогательной опоры составного карданного вала. Количество подшипников соответствует количеству секций.

Классификация

Выделим несколько параметров классификации. Начнем с того, что карданный вал различается по количеству секций:

• односекционные (короткие) валы ставятся на спортивные автомобили;
• многосекционные (длинные) валы устанавливаются на гражданские модели легковых автомобилей.

Второй параметр. Кардан может быть обслуживаемым или необслуживаемым.

И третий параметр заключается в самом определении карданной передачи. В большинстве случаев карданом называют карданный вал, оборудованный шарниром неравных угловых скоростей в задне- и полноприводных моделях. Этот узел состоит из крестовины кардана с колпачками игольчатых подшипников, которая вставляется в две вилки, установленные по отношению друг к другу под углом в 90°.

Второй вариант карданной передачи ШРУСы – кардан с равным шарниром скоростей, она соединяет межколесный дифференциал и ступицу колес. Эта схема используется в переднеприводных, переднемоторных автомобилях с целью передачи заданного крутящего момента на передние колеса, основана на установке также таких элементов как ШРУСы и дифференциал. Есть и другие схемы. Например, с упругим или жестким полукарданными шарнирами. Но они на легковых автомобилях не применяются.

Неисправности

Карданная передача при эксплуатации может выходить из строя. Основной элемент – стальная труба, очень надежный, но подвержен механической деформации, например, при наезде на препятствия гнется, что приводит к обрыву основных элементов, включая шарниры.

Вторая характерная проблема связана с такими элементами как подшипники, шарниры и крестовина кардана. Они подвержены износу. Замена крестовин, подшипников, шарниров производится в среднем через 60-70 тысяч пробега. Это расходные материалы и восстановлению не подлежат. Отметим, что если крестовина кардана обслуживаемая (такой вариант сейчас практически не используется), то она имеет пресс-масленки и необходима периодическая смазка.

Третья причина – деформация чехлов шаровых шарниров, из-за чего трансмиссия может терять трансмиссионное масло или жидкость, необходимые для смазки системы.

Основные признаки неисправностей это шумы и стуки под днищем автомобиля, вибрации, а также щелчки при переключении передач. Возможно потребуется купить карданный вал

С целью определения неисправностей, которые может иметь карданный вал, автосервис использует визуальную диагностику. Она заключается в проверке состояния целостности узла, оценке степени износа и выявлении следов механических повреждений, наличия следов подтекания рабочей жидкости.

Ремонт карданов и их обслуживание

Ремонт карданов напрямую зависит от их конструкционных особенностей и характера повреждений. Если погнулся вал, то рекомендуется купить карданный вал и поменять старый на новый. Выравнивать вал – бесполезное занятие, геометрия будет нарушена в любом случае, а это приведет к тому, что потребуется замена крестовин. Для проведения ремонта необходимо обратиться в автосервис. Все дело в том, что помимо демонтажа и установки необходимы балансировочные работы, а на глаз их не сделаешь. Только хорошо оснащенный автосервис имеет балансировочное оборудование для того, чтобы правильно установить карданный вал. Разбалансированный вал может привести к тому, что трансмиссия, включая ее основные элементы, такие как коробка передач, дифференциал и сцепление, выходит из строя.

Карданный вал что это

Самые низкие цены на компрессоры Bitzer .

Оборудование для охлаждения, заморозки и хранения мясных продуктов

Строительство холодильных и морозильных камер, складов и терминалов

Оборудование для охлаждения, заморозки и хранения рыбы

Системы охлаждения жидкости, чиллеры и тепловые насосы

Оборудование для охлаждения, заморозки и хранения овощей и фруктов

Сервисное техническое обслуживание и ремонт холодильного оборудования

Оборудование для картофелехранилищ и овощехранилищ

Системы кондиционирования, вентиляции и отопления

Оборудование для регулирования влажности воздуха

Предприятие «Рефкул Инжиниринг» предлагает ознакомиться с подробной информацией о некоторых образцах и моделях предлагаемых технических решений и оборудования. Данный раздел не включает все доступные услуги или продукты, однако регулярно обновляется и пополняется. Компания старается акцентировать внимание на наиболее важных свойствах и отличиях отдельных видов оборудования.

Устройство и принцип работы карданного вала

Сегодня практически каждое фермерское хозяйство использует в своей работе специализированную сельскохозяйственную технику. Она значительно упрощает и ускоряет многие рабочие процессы. Применение техники минимизирует необходимость использования значительно более медленного человеческого труда. А для обеспечения работы этого оборудования применяется специальный узел – карданный вал.

Лучшим украинским производителем карданных валов является компания «Прогресс К». Предприятие выпускает не только валы, но и всевозможные запчасти к ним и различной сельхозтехнике. Продукция компании отличается высокой надежностью, что гарантирует высокую производительность и эффективность используемого оборудования. Запчасти предприятия обеспечивают долгосрочную службу техники, что особенно важно для крупных ферм. С более детальной информацией о компании «Прогресс К» и ее продукцией можно ознакомиться на официальном сайте — http://progress-k.com.ua/.

Понятие и применение карданного вала

Карданный вал – это специальный механический узел, обеспечивающий передачу крутящего момента между осями, которые расположены в различных плоскостях. Механизм получил соответствующее название по фамилии своего разработчика – Джероламо Кардано.

Наиболее активно применяется в сельском хозяйстве. Карданный вал предназначен для передачи момента вращения от трактора до сельскохозяйственного оборудования. Также используется в трансмиссионной системе автомобилей, которые оснащаются задним либо полным приводом. По сути, является промежуточным звеном между разными валами.

Устройство карданного вала

Составляющими частями данного узла являются следующие детали:

• непосредственно вал;
• 2 крестовины;
• скользящая вилка;
• уплотнительные элементы;
• подвесной подшипник;
• двойной шарнир;
• крепежные болты.

Конструкция узла может предусматривать наличие 1-3 секций.

Разновидности карданных валов

Выделяют несколько основных видов КВ, которые зависимо от своих особенностей могут иметь различную конфигурацию:

• телескопические (конструкция предусматривает наличие вала и двух карданных шарниров, между которыми находится шлицевая часть) и не телескопические;
• с защитным кожухом (позволяет оборудованию работать при слишком высокой/низкой окружающей температуре) и без;
• оснащенные предохранительной муфтой (применяется с целью недопущения перегрузок механизмов сельскохозяйственного оборудования).

Зависимо от строения и расположения кардана выделяют 2 разных вида:

• Закрытой передачи – вал находится в составе узла транспортного средства.
• Открытой передачи – расположен независимо от прочих механизмов (такой тип, как правило, используется именно в сельхозтехнике).

Лучшие в Украине карданные валы производит компания «Прогресс К». Кроме того, она выпускает и другие запчасти для сельскохозяйственной техники: шарниры, вилки, крестовины, предохранительные муфты, термостаты. В ассортименте присутствуют валы и комплектующие к ним для сельскохозяйственного оборудования любых моделей и марок.

Карданный вал автомобиля

Карданные валы

Для приведения в движение заднего моста заднеприводной автомобиль нуждается в карданном вале. Карданный вал передает крутящий момент от вторичного вала коробки передач к дифференциалу, заставляя задние колеса вращаться.

Переднеприводные автомобили и автомобили с независимой передней или задней подвеской требуют наличия ведущих полуосей, которые фактически также являются карданными валами.

Углы трансмиссии

Когда автомобиль находится в движении, угол трансмиссии постоянно изменяется вследствие перемещения моста. Когда изменяется нагрузка автомобиля или колеса натыкаются на ухабы или выбоины на дороге, мост уходит вверх и вниз относительно рамы. Когда прикладывается момент трогания или тормозной момент, задний мост также может уходить вверх или вниз относительно подвески. Коробка передач, однако, крепится к раме. Без гибкости карданный вал согнулся бы и в конечном счете переломился. Необходимой гибкостью обеспечивают трансмиссию карданные шарниры и скользящие вилки. Карданный вал позволяет передавать крутящий момент плавно, при этом вращаясь, изменяя длину и перемещаясь вверх и вниз.

Многосекционные карданные валы

Некоторые карданные валы состоят из нескольких секций. В многосекционных карданных валах используются промежуточные опоры, которые служат в качестве опорных элементов этих секций. Карданные шарниры постоянно регулируют изменения в угле между фиксированной коробкой передач и перемещающимся мостом. Скользящие вилки компенсируют изменения длины, разрешая карданному валу перемещаться внутрь или наружу в скользящей втулке. Карданные валы различаются подлине, диаметру и типу используемой скользящей втулки. Это отвечает требованиям различных комбинаций колесной базы и силового агрегата.

Элементы карданного вала

Одиночные карданные шарниры

Одиночные карданные шарниры (названы так по имени конструктора) состоят из центральной крестовины и двух вилок. Каждая вилка может поворачиваться вокруг оси, образуемой противоположными концами крестовины. Стопорные кольца закрепляют наружное кольцо подшипника в вилке, и могут быть внутренними или наружными. Подлинные карданные шарниры заполняются смазкой на весь срок службы. Некоторые карданные шарниры оснащаются нейлоновыми упорными шайбами, устанавливаемыми перед наружными кольцами подшипников.

Двойной карданный шарнир

Двойные карданные шарниры используются, когда рабочий угол слишком велик для одиночного карданного шарнира. Двойные карданные шарниры состоят из двух отдельных карданных шарниров, плотно соединенных посредством центральной вилки и промежуточной вилки.

Центральная вилка, промежуточная вилка и центрирующая пружина удерживают оба карданных шарнира соосно друг с другом. Эта сборка распределяет угол между двумя валами на эти два шарнира.

Промежуточная опора карданного вала

Двухсекционный карданный вал, используемый в некоторых автомобилях, состоит из двух валов, трех карданных шарниров, и закрепленной на раме промежуточной опоры с резиновой изолирующей втулкой. Промежуточная опора требуется для того, чтобы поддерживать двухсекционный карданный вал при работе. Эта опора заполняется смазкой при изготовлении и уплотняется на весь срок службы. Передний карданный шарнир располагается почти прямо и таким образом он не генерирует отклонения в частоте вращения, а другие два шарнира синхронизируются, чтобы предотвратить возникновение вибрации.

Эластичная муфта

На некоторых автомобилях вместо карданных шарниров используются эластичные муфты. Эластичные муфты изготавливаются из резины.

Рабочие углы эластичной муфты должны находиться в пределах одного градуса.

Рабочие углы и балансировка

Карданные шарниры компенсируют изменения в рабочих углах с каждого конца карданного вала. Скользящая вилка компенсирует перемещение карданного вала, регулируя длину вала. Чтобы правильно работать, карданные валы должны быть сбалансированы и откалиброваны. Также должен быть согласован диапазон рабочих углов. В системе содносекционным карданным валом имеются два рабочих угла карданного вала. Первый — это угол между коробкой передач (или вторичным валом раздаточной коробки) и карданным валом. Второй — угол между карданным валом и задним дифференциалом.

Угловое расположение элементов карданного вала

Карданные шарниры на каждом конце карданного вала также должны быть «в фазе». Это означает, что ведомая вилка должна иметь ту же ось вращения, или, другими словами находиться в той же самой плоскости, что и ведущая вилка. Такое расположение валов позволит каждому валу при каждом обороте ускоряться и замедляться одновременно, что сведет к минимуму вибрации, возникающие при нормальной работе. Если карданные валы не совпадают по фазе, замедление и ускорение карданного вала будет передаваться мосту, даже в том случае, если валы коробки передач и моста параллельны,что в результате приведет к разрушающим валы вибрациям.

Переднеприводные автомобили требуют использования специальных карданных валов, называемых полуосями (ведущими полуосями). Полуоси передают мощность от дифференциала, расположенного в коробке передач в блоке с ведущим мостом, к колесам. Полуоси располагаются между полуосевыми шестернями дифференциала и ступицей колеса. Они должны быть способны плавно передавать крутящий момент при прохождении поворотов и изменять свою длину при движении автомобиля по ухабам и выбоинам или при изменении нагрузки автомобиля.

Изменение длины полуоси

Полуось обеспечивает равномерную передачу мощности благодаря шарнирам равных угловых скоростей (ШРУС), расположенным на каждом конце полуоси. Эти шарниры рассчитаны на равномерную передачу крутящего момента при одновременном перемещении передней подвески и рулевого управления. Когда подвеска перемещается, ШРУСы позволяют полуосям изменять свою длину и плавно работать за счет изменения углов. Наружные шарниры позволяют системе рулевого управления поворачивать колеса, а также допускают перемещение подвески вверх и вниз. Внутренний шарнир позволяет изменять длину полуоси вследствие перемещения подвески.

Работа полуоси

При работе автомобиля наружные ШРУСы поворачиваются, позволяя полуосям изменять углы быстро и плавно. Мощность передается даже в том случае, когда автомобиль резко поворачивает. Одновременно внутренний шарнир также может поворачиваться, но он, кроме того, может изменять длину полуоси. Поворот и изменение длины происходит, потому что элементы внутреннего шарнира располагаются во втулке и в зависимости от необходимости, когда подвеска реагирует на рельеф дороги, могут перемещаться вдоль нее внутрь или наружу. Эта способность называется «нырянием».

Основные элементы полуоси

Внутренний шарнир равных угловых скоростей

Общие элементы, присутствующие на всех полуосях, — это:

• Чехлы шарниров равных угловых скоростей
• Внутренний шарнир равных угловых скоростей
• Вал
• Наружный шарнир равных угловых скоростей

Внутренний шарнир равных угловых скоростей имеет шлицевое соединение с полуосевой шестерней дифференциала. Чтобы предотвратить легкий выход внутреннего шарнира равных угловых скоростей из полуосевой шестерни, он фиксируется в требуемом положении с помощью стопорного кольца из пружинной стали. Имеются два общих типа внутренних шарниров равных угловых скоростей.

Треножный шарнир («трипод»), показанный выше, имеет треножную крестовину, оснащенную специальными роликами, которые работают на игольчатых подшипниках.

• Треножный шарнир работает внутри втулки корпуса шарнира (иногда называемого «тюльпан» из-за его формы).
• Так как ролики не крепятся к корпусу шарнира, они могут перемещаться внутри корпуса вперед — назад.
• Перемещение роликов отслеживает изменение угла полуоси, а также позволяет полуоси изменять длину, отслеживая работу подвески.

«Ныряющий» шариковый внутренний шарнир равных угловых скоростей использует наружное кольцо, в котором имеют прямые механически обработанные канавки.

• Внутреннее кольцо подсоединяется к валу, а большие шарики, снабженные сепаратором, работают между внутренним и наружным кольцами.
• Когда полуось изменяет длину, внутреннее кольцо и шарики свободно перемещаются внутрь и наружу вдоль канавок наружного кольца, таким образом позволяя полуоси наклоняться и изменять длину.

Вал полуоси в сборе имеет на обоих концах шлицы, которые позволяют устанавливать на него шарниры равных угловых скоростей.

• Т.к. полуось вращается с частотой вращения, равной только приблизительно 1/3 частоты вращения карданного вала заднего привода, она не требует балансировки.
• В некоторых полуосях используют резиновые динамические демпферы, помогающие устранять малые вибрации, которые могут генерироваться при работе автомобиля.
• Более короткие полуоси могут изготавливаться из стального круглого проката, в то время как более длинные полуоси — полые.
• Шлицы полуоси имеют поперечные канавки, позволяющие устанавливать стопорные кольца для фиксации шарниров равных угловых скоростей.

Промежуточный вал

Автомобили с более крупными двигателями могут требовать использования промежуточного вала. Промежуточный вал — это вал, который идет от коробки передач в блоке с ведущим мостом к полуоси в сборе и поддерживается подвесной опорой, которая крепится болтами к раме автомобиля.

Промежуточный вал необходим на некоторых автомобилях, потому что чем дальше от центра автомобиля полуось соединяется с коробкой передач в блоке с ведущим мостом, тем больший реактивный момент воспринимается на рулевом колесе. Этот реактивный момент на рулевом колесе может быть очень ярко выраженным на автомобилях с большими двигателями, коробки передач в блоке с ведущим мостом которых не располагаются по оси автомобиля.

Наружный шарнир равных угловых скоростей

Наружные шарниры равных угловых скоростей, используемые на многих автомобилях, это шарниры Rzeppa (названы по имени их изобретателя). Такие шарниры — это фиксированные шаровые шарниры, которые состоят из внутреннего кольца подшипника, комплекта больших шариков с сепаратором. Эти шарики перемещаются по канавкам на наружном кольце. Когда колеса поворачиваются для реализации рулевого управления автомобиля, шарики позволяют внутреннему кольцу, имеющему шлицевое соединение с полуосью, и наружному кольцу, которое имеет шлицевое соединение с колесом, работать под углом друг другу.

Наружное кольцо шарнира равных угловых скоростей имеет шлицевое соединение со ступицей колеса, используя переходную посадку. Эта переходная посадка устраняет боковой зазор между ступицей колеса и полуосью. Однако, из-за чрезвычайно плотной посадки шлицов, установленных по переходной посадке, при снятии шарнира равных угловых скоростей со ступицы колеса должен использоваться специальный инструмент. В автомобилях с антиблокировочной системой тормозов (ABS) рядом с наружной стороной корпуса шарнира равных угловых скоростей располагается импульсное колесо датчика скорости колеса для системы ABS.

Чехлы шарниров равных угловых скоростей

И внутренние и наружные шарниры равных угловых скоростей имеют резиновые или пластмассовые чехлы, которые закрывают отверстие шарнира в том месте, где он соединяется с полуосью. Эти чехлы фиксируются в требуемом положении специальными хомутами. Хомуты предназначены для того, чтобы не допускать попадания грязи в шарнир равных угловых скоростей и препятствовать вытеканию специальной консистентной смазки, используемой для смазки шарниров. Любой разрыв в чехле или повреждение хомута чехла, которые позволяют грязи проникать в шарнир, требует замены или чехла или шарнира.

avtoexperts.ru

«Слушай, у тебя кардан стучит. Сдавай в ремонт, а то дело плохо кончится», — говорил главной героине фильма «Москва слезам не верит» ее любовник. О том, что такое карданный вал, зачем он нужен, какие неисправности для него характерны, и как их ремонтировать, – в нашей сегодняшней статье.

Из истории кардана

Если помните, то машина, на которой ездили персонажи фильма, была ВАЗ 2103 – с задним приводом. Карданный вал, о котором говорит герой-любовник, это узел трансмиссии «тройки», который также устанавливался на автомобили с полным приводом. Для переднеприводных машин такой узел трансмиссии не нужен – крутящий момент от двигателя на переднюю ось передается через главную передачу и дифференциал, которые находятся в картере коробки передач.

Задне- и полноприводные автомобиль без карданного вала обойтись не могут: с его помощью крутящий момент от коробки передач или раздатки (для полноприводников) к редукторам переднего и заднего моста. Впервые принцип работы этого механизма описал итальянец Джироламо Кардано, по имени которого и был назван вал. В автомобилестроении кардан начали применять в конце 19-го века. К примеру, одним из пионеров в установке карданного вала на автомобиль стал основатель одноименной французской компании Луи Рено. На его машинах кардан зарекомендовал себя с самой лучшей стороны: благодаря внедрению в трансмиссию этого узла инженерам удалось решить важную проблему – без провалов передавать крутящий момент от КПП к заднему мосту во время движения по неровной дороге, обеспечивая, тем самым, плавность хода. С тех пор карданный вал эволюционировал незначительно – механизм передачи крутящего момента остался прежним, а вот конструкция узла усовершенствовалась в зависимости от того, на какой конкретной модели автомобиля он устанавливался.

Из чего состоит и как работает карданный вал

В устройстве карданного вала принято различать пять основных компонентов:

Центральный вал. Представляет собой полую (для снижения массы узла) стальную трубу.

Крестовины с наконечниками. Это выполненные в форме креста шарниры, функция которых – следить за тем, чтобы все вращающиеся элементы трансмиссии работали под определенным переменным углом (от 0 до 20 градусов) для плавной передачи крутящего момента – в этом случае коэффициент полезного действия крестовин наивысший. Если угол вращения в процессе движения автомобиля превышает 20 градусов, крестовина начинает работать под большой нагрузкой, что влияет на сбалансированность карданного вала.

Вилка скользящая. Представляет собой узел, ответственный за соединение шлицевых концов промежуточного и карданного валов. Вместе со шлицами компенсирует изменение расстояния по высоте между промежуточным и карданным валом во время движения автомобиля по пересеченной местности.

Промежуточный подшипник. Выполняет функцию поддержки основного вала, обеспечивая ему свободное вращение по своей оси. В зависимости от количества секций карданного вала, бывает два, три, и более промежуточных подшипников.

Помимо этих, основных деталей, в состав карданного вала входят различные крепления, уплотнители и эластичная муфта, которая принимает на себя удары, возникающие при включении сцепления.

Различают односекционные и многосекционные карданные валы. Односекционные карданные валы применяются в конструкции трансмиссий задне- и полноприводных спортивных автомобилей, которым необходима максимально быстрая передача крутящего момента на ведущие колеса. Многосекционными карданными валами оснащают стандартные легковые и грузовые автомобили.

Плюсы и минусы кардана

Конструкция карданного вала обладает одним существенным преимуществом – он выдерживает огромные нагрузки, припадающие на трансмиссию автомобиля при движении по дорогам с качественным покрытием и пересеченной местности.

Недостаток у карданного вала тоже один – его большая масса, которая добавляет лишние килограммы в снаряженную массу автомобиля, что влияет на его динамические характеристики и расход топлива. Кроме того, установка карданного вала на автомобиль требует оборудования под его днищем специального туннеля, выпуклая сторона которого выдается в салон и приносит неудобства пассажирам заднего ряда. Вращающийся механизм карданного вала служит источником шумов и вибраций, которые в современных автомобилях практически свели на нет посредством установки высококачественных шумо- и виброизоляционных материалов.

Кардан поломался: как диагностировать и ремонтировать

Самый крепкий элемент карданного вала – собственно сам вал (валы), изготовленный из выдерживающей высокие нагрузки стали. Ориентировочный ресурс этой детали – 500 тысяч километров. Но и эта деталь может повредиться в процессе эксплуатации – например, погнуться при наезде автомобиля на какое-нибудь препятствие или выходе из строя (обрыве) его элементов (шарниров).

Когда эта неприятность происходит, диагностировать поломку можно по увеличившейся вибрации, которая приходит из-под днища кузова в процессе езды. Некоторые умельцы говорят, что в таком случае карданный вал можно «вылечить», простучав его кувалдой и выровняв изгибы. Мы же рекомендуем заменить погнутый вал на новый. Так как некорректная правка геометрии карданного вала может привести к быстрому выходу из строя крестовин. При замене карданного вала важно правильно его отбалансировать, в противном случае неотбалансированый вал, производя вибрации, разрушит не только крестовины, но и другие детали трансмиссии. Балансировку карданного вала невозможно произвести самостоятельно – для этой операции потребуется специальное балансировочное оборудование, которые имеется в мастерских, занимающихся ремонтом карданных валов.

Более всего подвержены поломкам такие элементы карданного вала, как шарниры, крестовины, подшипники. Эти детали в процессе длительной эксплуатации изнашиваются и не могут выполнять своих функций. Ресурс работы шарниров в зависимости от типа привода и конструкции трансмиссии автомобиля составляет 60 – 70 тысяч километров, столько же выхаживают крестовины и подшипники. Впрочем, они могут износиться и раньше – это зависит от качества самих деталей, манеры езды водителя и условий, в которых эксплуатируется автомобиль.

Диагностировать выход из строя шарниров, подшипников и крестовин можно по появившимся стукам, щелчкам при переключении передачи или начале движения, нехарактерным для нормальной работы карданной передачи шумам или вибрациям. Мы настоятельно рекомендуем не заниматься «лечением» этих изношенных деталей. Лучше всего будет заменить их на новые: стоят они сравнительно недорого, устанавливаются довольно легко. Замену шарниров, крестовин и подшипников можно сделать самостоятельно, обладая определенными навыками. Если же вы таким навыками не обладаете, то правильно будет обратиться на СТО.

Еще одна характерная для карданной передачи поломка – потеря герметичности защитных чехлов шаровых шарниров. Когда чехол изнашивается, в нем появляется щель, через которую сочится трансмиссионная жидкость. Если эта жидкость вытечет полностью, шарниры перестанут смазываться и могут быстро износиться от повышенного трения.

Диагностировать эту неисправность можно, заглянув под днище стоящего автомобиля. Если вы заметите капли масла под карданом в местах, где находятся шаровые шарниры, значит, разорвался чехол. В этом случае советуем установить новые чехлы.

Чтобы продлить срок службы всех элементов карданного вала, рекомендуем придерживаться следующих нехитрых правил:

• плавно трогаться при начале движения;

• не допускать длительной пробуксовки колес в глубоких колеях;

• не разгоняться резко;

• воздержаться от езды по пересеченной местности.