Promremont34.ru

Авто мастеру
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Карданный вал что это

Карданный вал (кардан)

    91 4 93k
    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

HOLA-RUSSIA › Блог › История создания карданной передачи

Слово «кардан» знакомо даже людям, весьма далеким от техники. А уж для тех, кто «в теме» словосочетания «карданный вал», «карданная передача» и вовсе не пустой звук. Ведь за тысячи – без преувеличений! – лет их существования другой настолько же простой, недорогой и в то же время эффективной системы передачи вращения между валами придумано не было.

Хотя названием своим кардан и обязан Джероламо Кардано, итальянскому ученому, жившему и работавшему в XVI веке, изобретателем системы он не был. И даже не претендовал, и уж тем более не приписывал ее себе – ему было достаточно собственных изобретений, таких например, как кодовый замок или лампа с непрерывной подачей масла, не говоря уже об огромном вкладе в математику.

Как и полагается человеку, занимавшемуся наукой в эпоху Возрождения, Кардано был «энциклопедистом» – имел знания во многих сферах, по профессии будучи врачом. И публиковал труды: полное собрание его сочинений представляет собою 10 томов мелким шрифтов. В одном из своих трудов, «De subtilitate rerum» («Хитроумное устройство вещей»), был описан и механизм, представляющий собою систему колец, перемещающихся относительно друг друга, сохраняя равновесие центрального предмета, позже получивший название «карданов подвес».

Сам подвес был известен с незапамятных времен. Древние китайцы размещали в середине лампы – чтобы не выливалось масло. Арабы – компас (конструкция гирокомпаса дошла с минимальными изменениями до наших времен). Греческий инженер Филон Византийский, первым описавший подвес, использовал его для чернильницы-непроливайки.

Увы, это был еще не шарнир. Хотя легенда упорно приписывает сеньору Джероламо изготовление первого прототипа карданной передачи, подтверждения этому факту нет. Да, вроде как шарнир использовали еще древние греки в своих катапультах-баллистах, известно даже про кардан в карете какого-то римского императора (интересно, какую функцию он там выполнял?), но вся эта информация также – из разряда красивых историй.

Реальные факты использования шарниров в механизмах относятся уже к 17 веку. Кристофер Польхем, шведский ученый и изобретатель, использовал в своих устройствах Polhemsknut – практически полный аналог карданного вала. Ну и конечно, нельзя не упомянуть англичанина Роберта Гука – саму крестовину до сих пор называют «шарниром Гука». Блестящий астроном и биолог, Гук, наблюдая за тем, как перемещаются в кардановых подвесах его микроскопы и компасы, предложил использовать его принцип для передачи вращений между валами, расположенными под взаимным углом.

Неумолимо надвигался технический прогресс, и шарнир пришелся как нельзя кстати. Его использовали в ткацких станках и мельницах, паровозах и даже велосипедах. Но особую роль карданная передача сыграла в развитии автомобилестроении. И связано это с именем одного из главных лиц в истории автомобиля – Луи Рено.

Рено был не только успешным промышленником. Начинал он как успешный и весьма изобретательный инженер – говорят, уже в 11 лет соорудил в своей комнате систему электроосвещения с дистанционным управлением. Повзрослев и отслужив в армии, Луи купил автомобиль, заводские характеристики которого молодого изобретателя не устроили. Во-первых, Рено приделал к нему четвертое колесо. Во-вторых, установил 6-ступенчатую коробку передач собственной конструкции. И, самое главное – оснастил машину карданной передачей вместо неудобной и ненадежной цепной.

Это позволило решить самую главную проблему автомобилей конца 19 века: они очень плохо передвигались по пересеченной местности. Заключив пари, Рено поднялся на своем авто по парижской улице Лепик, круто идущей в гору, и не только выиграл спор, но и тут же получил заказ «на 12 таких же». Выигранных денег как раз хватило, чтобы наладить производство

Сегодня карданная передача – важный узел, используемый во многих автомобилях. Скорость, мощность и крутящий момент в них уже далеко не те, каковыми они были в машинах пионеров автомобилестроения. А значит, нужны качественные детали: крестовины, игольчатые подшипники, сальники, смазка. Такие, какими являются запасные части HOLA™, чей ресурс исчисляется сотнями тысяч километров.

Кардан в автомобиле

Не все знают, что такое кардан в конструкции автомобиля. Кардан, он же карданный вал — это звено в цепи передачи крутящего момента от коробки переключения скоростей к редуктору моста.

Конструкцию кардана не меняют десятки лет, потому как это наиболее простая и надежная конструкция. Любой автомобиль с полным приводом имеет кардан.

Конструкция и принцип работы кардана

Кардан может быть односекционным, двух, трех и более. Габаритные размеры карданного вала, естественно, тоже разные, для одних марок и моделей авто они очень маленькие, для других огромные.

Карданный вал состоит из:
  • вал;
  • две крестовины;
  • скользящая вилка;
  • резиновые уплотнения;
  • фланец;
  • подвесной подшипник;
  • могут быть добавлены некоторые элементы, в зависимости от вида кардана.

Если кардан односекционный, то он состоит из одной центральной части и сопряженных с ней деталей.

Читать еще:  Расход топлива на автомобиле Mercedes-benz Gelendwagen

Функционирует кардан за счет шарнирных механизмов, соединения крестовины с ведомой и ведущей вилкой.

Крестовина

Крестовина обеспечивает вращение сопряженных деталей с изменяющимся углом относительно друг друга. При угле вращения от 0 до 20 градусов достигается наивысший КПД. Если этот угол больше, то карданный вал начинает вибрировать, а крестовина изнашиваться.

Раздвижное шлицевое соединение

Это соединение обеспечивает работоспособность и устойчивость во время движения по неровным дорогам. Так как коробка передач (КПП) или раздаточная коробка жестко сидят в кузове автомобиля, а редуктор моста сидит на подвеске машины, то расстояния между ними изменяются. Поэтому карданный вал, который соединяет коробку и редуктор, должен изменяться в длине. Это обеспечивается за счет шлицев и пазов.

Подвесной подшипник

Подвесной подшипника карданного вала — это опора составного вала, который держит его, но дает вращаться. Крепления подшипника крепятся к кузову автомобиля. Сколько секций содержится в карданном вале, столько и подвесных подшипников должно быть.

Неполадки, поломки кардана

Не часто, но встречается, что карданный вал стучит. Такие стуки могут возникать во время резкого старта, при переключении скоростей.

Причины появления шума:
  1. Ослабли болты крепления фланцев и соединительной муфты коробки передач.
  2. Увеличенный зазор в раздвижном шлицевом соединении.
  3. Большой зазор в подшипниках крестовины.
Причины вибрации карданного вала при движении:
  • вал деформировался;
  • кардан установлен не по меткам;
  • валы разбалансированы;
  • изношена втулка фланца промежуточной муфты или кольца центрирующего вторичного вала коробки передач;
  • подвесной подшипник имеет увеличенный зазор;
  • ослабли болтовые соединения поперечной опоры;
  • большой зазор в игольчатых подшипниках крестовинах;
  • ослабли крепления соединения вилки;
  • отсутствие смазки в шлицах вала.

Почему вытекает смазка

Соединения, имеющие смазку, уплотнения, часто разгерметизируются и происходит вытекание смазывающего вещества (Литол-24 и т.д.).

Причин всего две:

  1. Изношен сальник шлицевого соединения.
  2. Изношен сальник подшипников крестовин.

Если слышен хруст в области карданного вала, то рекомендуется доехать до ближайшего сервиса и провести диагностику, или проделать это своими руками.

Как устранить причины неполадок кардана:
  1. Постучать по резьбовым соединениям, проверить, если ослабли, сделать протяжку.
  2. Если большой люфт в шлицевом соединении, то вал надо разобрать, посмотреть, скорее всего его придется менять.
  3. При большой зазоре крестовины, ее заменить.
  4. Деформированные детали карданного вала заменить или заменить в сборе.
  5. Если карданный вал был установлен не по меткам, разобрать, установить по меткам.
  6. Если есть биение вала, надо проверить его на изогнутость. Снять, покрутить. Конечно, для этого нужен специальный стенд, который покажет, согнулся вал или нет, но и на глаз видно бывает, вал ровный или нет.
  7. Заменить сальники, если течет смазка.

Видео

Принцип работы карданного вала автомобиля.

Как заменить крестовину на ВАЗ 2101-2107.

Подвесной подшипник и крестовина. Замена.

Что такое карданный вал: ключевые функции, устройство

аднеприводные и полноприводные автомобили оснащаются карданными валами, которые выполняют банальную работу — передают крутящий момент с коробки передач или раздаточной коробки, на редуктор ведущих колес. Стоит заметить, что основоположником применения карданных валов стал французский производитель Renault.

Карданный вал представляет собой механическое устройство цилиндрической формы, которое передает крутящий момент на колеса. Какие задачи удалось решить при внедрении кардана в легковой автомобиль:

мягко передавать момент с трансмиссии на колеса, что в свое время стало важным открытием, ведь при проезде на неровностях автомобиль сильно вибрировал;

обеспечить плавность хода, чего долгое время не могли добиться инженеры.

С тех пор конструктивно карданный вал значительно изменился, зато не изменилось его прямое назначение. Оказалось то, что карданный вал можно применять не только как деталь трансмиссии, но и как часть рулевого механизма, в виде связующего звена между рулевой колонкой и рейкой.

Об устройстве кардана

Классический карданный вал состоит из следующих комплектующих:

центральный вал — представляет собой полую и прочную трубу, которая должна выдерживать крутящий момент и не скрутиться на высоких оборотах двигателя;

крестовина — крестообразная деталь с четырьмя игольчатыми подшипниками, которая контролирует угол наклона кардана в заданной плоскости и ограничивает его. Средний диапазон от 10 до 20 градусов;

вилка — соединяет основной и промежуточный вал через крестовину. На вилке есть два уха для крепления к крестовине и шлицевая часть для кардана, тем самым обеспечивается небольшое продольное его движение;

промежуточный или подвесной подшипник — с его помощью кардан создается точка крепления карданного вала, что увеличивает его эффективную работу без вибрации;

эластичная муфта — резинометаллическое изделие, которое гасит ударные колебания трансмиссии, и позволяет еще мягче передавать крутящий момент и удерживать динамические нагрузки.

Как видно, конструкция кардана совсем не сложная, и все комплектующие детали работают на то, чтобы сохранять движение кардана в заданной плоскости.

Карданные валы по классификации

По классификации карданные валы делятся на одновальные и многовальные:

одновальные — устанавливаются на задне и полноприводные автомобили. Представляют собой мощный цельный вал, эффективно передающий крутящий момент на ведущие колеса;

многовальные — карданные валы сложного устройства, состоящие из двух и более валов, связанные между собой шарнирным соединением. Устанавливается на абсолютное большинство переднеприводных авто, иногда комплектуется подвесным подшипником.

Также карданный вал может иметь одну и более опор, а именно: может отсутствовать подвесной подшипник, как на автомобилях марки Москвич-412 и их модификации, а также на грузовых авто. Другие транспортные средства могут иметь две и более опор, часто схема применяется на внедорожниках, где крайне важна надежность.

Об особенностях

Несмотря на то, что кардан представляет собой простое устройство, все же стоить отметить некоторые особенности:

применение крестовины (не равные угловые скорости), одной или более штук;

применение ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) вместо крестовины, или комбинированная система, где с одной стороны ШРУС, с другой крестовина;

наличие упругого полукарданного шарнира (эластичная муфта), которая не ограничивается одной единицей на вал;

наличие жесткого полукарданного шарнира (как пример — передняя полуось автомобилей УАЗ, где две полуоси соединяются между собой шарниром типа “яблока”, шаром или ШРУСом).

Зачем нужна балансировка карданного вала

По моему мнению балансировка необходима в следующих случаях:

  • изначально была выполнена неправильная балансировка на заводе-изготовителе авто;
  • приобретение некачественного кардана;
  • отсутствие обслуживания шлицевых и шарнирных соединений, приводящих к вибрации и дисбалансу;
  • сверхнагрузка на кардан (значительное повышение мощности двигателя).

Выявить дисбаланс просто: на скорости свыше 60 км/ч ощущается вибрация, передающаяся по всему кузову, которая с каждым десятком км/ч только усиливается. В зависимости от того, как долго вы игнорировали проблему, будет понятно, придется ли параллельно менять сопутствующие детали или нет. В отдельных случаях “страдает” и сам дифференциал моста, который долгое время предупреждает о проблеме воем.

Какие бывают неисправности и как их “лечить”
  1. Вибрация — возникает вследствие выхода из строя резино-металлических муфт, крестовин, разбитых шлицевых соединений, некачественного кардана, либо из-за ослабленных болтов крепления.
  2. Шуршание и постукивание — из строя выходит крестовина.
  3. Гугл и шелест, громкость которых увеличивается параллельно скорости — износ подвесного подшипника.

Неисправности, от которых нельзя избавиться путем замены деталей:

  • разбитые и ржавые шлицевые соединения;
  • внешние признаки деформации карданного вала;
  • сильная коррозия кардана, граничащая со сквозной.

Как продлить срок эксплуатации узла

На этот вопрос есть простые ответы:

  • приобретайте крестовины с масленкой и раз в сезон или после сильного дождя смазывайте их;
  • обрабатывайте периодически силиконовой смазкой эластичные муфты;
  • не пренебрегайте мойкой днища, уделяя внимание карданному узлу;
  • приобретайте только качественные комплектующие, а также своевременно реагируйте на малейшие подозрения неадекватной работы кардана.

Карданный вал: секрет передачи вращения в разных плоскостях

Карданный вал. Ни один автомобиль с задним или полным приводом не может обойтись без этой детали, о которой пойдёт речь в этой статье.

Его ключевая роль — передача энергии вращения от двигателя к колёсам, поэтому от его надёжности во многом зависят ходовые параметры авто.

Какие же разновидности карданов встречаются и каков принцип их работы? О всём этом сейчас и поговорим.

Карданный вал

Если быть точнее, то сегодня мы рассматриваем механизм, который предназначен для передачи вращения от КПП к редуктору передней или задней оси автомобиля. Такая себе промежуточная, но крайне ответственная деталь трансмиссии.

Какой бывает карданный вал? На самом деле, классификация довольно разнообразна. К примеру, выделить какие-то группы можно в зависимости от его назначения, типа, наличия устройства компенсации.

Классификация по назначению

  • основной – непосредственно отвечающий за раскручивание колёс в автомобиле;
  • вспомогательный – такие карданные валы приводят в движение различные опциональные механизмы, например лебёдки, насосы.

Типы карданов

  • открытый кардан – является самостоятельным и отдельным механизмом в машине;
  • закрытый кардан – спрятан от посторонних глаз или интегрирован в какой-либо другой элемент авто.

Разновидности

  • универсальные карданы – имеющие возможность компенсировать большие осевые перемещения;
  • простые карданы – без каких-либо подобных ухищрений.

Из чего состоит карданный вал?

Хотя, на первый взгляд, карданный вал кажется простым элементом, труба да и труба, но в действительности его устройство немного сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом ближе. Состоит герой нашей сегодняшней статьи из таких элементов:

  • подвесной подшипник;
  • вилка скользящая;
  • крепления;
  • сам карданный вал;
  • крестовина;
  • уплотнители.

Привести все существующие типы карданных валов к какому-нибудь одному знаменателю очень трудно. Дело в том, что эти устройства используются в огромном количестве разнообразной техники и, как следствие могут иметь различное исполнение.

К примеру, карданный вал может быть составлен из нескольких секций, а может быть и односекционный (такое обычно встречается у спорткаров). Во втором случае конструкция элементарна – это просто стальная труба, оба конца которой венчают крестовины карданного вала и наконечники.

Если секций больше одной, то и крестовин также становится больше – они нужны для сопряжения вращающихся под разными углами валов.

Ещё одна важная деталь конструкции — подвесной подшипник карданного вала. Он является опорой для всей конструкции и удерживает её на месте, не мешая вращаться. Подшипник закреплён к кузову машины, и в зависимости от количества секций кардана этих деталей может быть несколько.

В целом же кардан является достаточно надёжным узлом автомобиля. Его создавали с учётом высоких нагрузок и он, как правило, отлично справляется со своей задачей. К недостаткам этого узла относят достаточно большой вес и габариты, помимо этого в заднеприводных и полноприводных авто из-за своего расположения под днищем он «съедает» часть полезного пространства салона.

Вот так, коллеги-автолюбители, мы кратко прошлись по основным вопросам, связанным с карданным валом автомобиля.

Читать еще:  Не работает звуковой сигнал на ВАЗ 2110; Поиск и устранение «виновника»

До новых встреч, и не забывайте заглядывать блог, чтобы не пропустить свежие и интересные публикации.

Карданный вал

Карданные валы (КВ) наряду с карданными шарнирами, промежуточными опорами и соединительными устройствами являются элементами трансмиссии автомобиля.

Карданный вал – это агрегат, который непосредственно передает крутящий момент (энергию вращения) колёсам.

Новички иногда путают понятие «карданный вал» и «карданная передача». Чтобы этого не происходило, важно усвоить следующие вещи:

  1. Карданный вал имеет две точки опоры, никаких промежуточных опор у него не существует.
  2. Карданная передача может иметь несколько опор и включает в себя несколько карданных валов.

Карданные валы легко встретить на легковом транспорте (полноприводные и заднеприводные авто), малотоннажных грузовиках, автобусах, самосвалах, фурах, автокранах, погрузчиках, тракторах, квадроциклах. А вот у переднеприводных авто карданные валы непопулярны. Сложно добиться синхронного вращения валов. Исключение – транспорт с КВ со ШРУСом.

Устройство карданного вала

Основные элементы наиболее популярной модификации устройства:

  • Центральный вал (карданная труба, ось). Полая труба из металла. Цельнотянутая деталь. Конструктивный элемент, на который крепятся другие детали.
  • Крестовина. Важна для реализации функции контроля углов переменного наклона и, соответственно, вращающихся элементов. Корректный диапазон углов переменного наклона — от 0 до 20 градусов. Это важно для того, чтобы вал не прерывал вращения. Качественные крестовины изготавливаются из легированной стали путём горячей штамповки.
  • Приварная вилка. Соединительный элемент между промежуточным и основным валом. Играет роль компенсатора расстояния по высоте между валами. Значение приварной вилки особенно легко оценить на бездорожье. При подборе вилки для КВ (например, в случае замены) важно учитывать величину крестовины, посадочный диаметр трубы, максимальный угол шарнира и тип крепления.
  • Фланец-вилка шарнира (фланец кардана). Фланец-вилка монтирована в области крепления вала к мосту. Состоит из фланца (плоского диска) и двух рогов, в которых сделаны отверстия под крестовину, для болтов. Вилка крепится к ответному фланцу на ведущих мостах или коробке передач. Наиболее перспективные — вилки–фланцы с 4-мя шлицевыми «пятками» в зонах установки болтов и шлицами на ответных фланцах. Такие решения — гарант качественного соединения узлов. При выборе фланца при замене детали важно учитывать диаметр отверстий и их количество, диаметр самого фланца.
  • Шлицевое соединение. Ответственно за трансформацию рабочей длины при движении. Одна точка шлицевого соединения фиксируется на коробке передач, другая — на редукторе. Когда транспортное средство вынуждено преодолевать ухабы, ямы, то интервал между точками опоры возрастает, и благодаря шлицевому соединению кардан «растягивается».

Обе вилки, крестовина и шлицевое соединение образуют так называемый шарнирный узел. Его основная задача — передача крутящего момента с изменяющимся углом.

Исключение! На некоторых внедорожниках вместо крестовины можно встретить карданы с ШРУС. В этом случае шлицевое соединение отсутствует.

Устройство ряда КВ включает эластичную муфту. Она помогает сгладить колебания крутящего момента и компенсировать осевые, угловые отклонения.

Подшипники

Если же речь идёт не только о карданном вале, но и карданной передаче в целом, рассматривая устройство, нужно не забывать про подшипники. Для поддержания карданного вала в технически корректном положении на нем установлен подвесной металлический подшипник с металлической обоймой и резиновой подушкой.

Именно подвесной подшипник принимает на себя нагрузку (осевую, радиальную), обеспечивает вращение, качение. Это один из наиболее нагруженных элементов трансмиссии, поэтому требует регулярного технического обслуживания.

Промежуточный подшипник выполняет функцию поддержки основного вала, обеспечивает ему возможность вращаться в необходимом направлении. Наиболее лучшими демпфирующими свойствами обладают подшипники в виде кольца, сделанного из эластомера.

Какую функцию выполняет карданный вал?

КВ способен выполнить две важные функции.

  1. Базовая. Передача крутящего момента от КП или же раздаточной коробки автомобиля к задним колесам. Кардан позволяет мягко передать момент с трансмиссии на колеса, погасить вибрацию на бездорожье, обеспечить ходу плавность.
  2. Дополнительная. Играет роль звена между рулевой колонкой и рейкой. То есть это уже часть рулевого механизма. КВ помогает улучшить чувствительность руля.

Благодаря КВ транспортному средству даже на неровной дороге обеспечен хороший разгон. КВ – это фактически оптимизатор эффективной разгрузки передних колёс и инструмент для снижения рисков пробуксовки.

Виды карданных валов

Проверка состояния карданного вала

Даже, если авто эксплуатируется в неэкстремальных условиях (езда по городским дорогам), проверка состояния карданного вала нужна каждые 5 тысяч километров. При езде по грунтовым дорогам проверка рекомендуема еще чаще: каждые 3 тысячи км. К спецтехнике предъявляются свои требования. Всё зависит от того, на каких объектах она используется. Наибольшее внимание при проверке уделяется крестовине, которая может начать перекатываться, заедать, а также подвесному подшипнику. Появление люфтов после определенного пробега – вполне закономерное явление.

Очень уязвимо и шлицевое соединение. Прежде всего, потому что это движущийся механизм, который постоянно встречается с динамическими нагрузками.

Проверку деталей рекомендуется проводить в следующем порядке:

  • Соединительные элементы (гайки, шайбы) подшипников, муфт, фланцевых вилок. Важно, чтобы не только все соединения были на месте, но и моменты затяжки соответствовали требованиям условий эксплуатации.
  • Муфты в момент кручения вала. Недопустимо присутствие на муфтах трещин, а тем более разрывов. Если такая проблема есть, менять деталь нужно в срочном порядке.
  • Шлицевое соединение в момент вращения вала. Здесь важно понять, нет ли люфтов. Чтобы оценка состояния шлицевого состояния была максимально достоверной, вращение производить целесообразно в обе стороны.
  • Шарниры. Здесь недостаточно просто визуального осмотра. Нужно разместить между вилками отвертку и основательно прокачать. Неприятный момент – это опять-таки нахождение люфта. В этом случае придётся ставить новую крестовину.
  • Подшипники. Принципиальное значение имеет, как происходит проверка. Важны навыки. Для того, чтобы не упустить люфт, одной рукой нужно держать КВ, другой дёргают его в разные стороны.

А вот в случае, если есть подозрение на дисбаланс КВ, не обойтись без диагностики узла на балансировочном стенде. Особенно без такой проверки не обойтись, если во время езды чувствуются постоянные вибрации, а при переключении передач регулярно возникает неприятный скрежет.

Обслуживание карданного вала

Традиционная схема обслуживания базируется на трёх операциях:

  • Проверка состояния вала (см. выше).
  • Замена неисправных деталей (именно замена, восстановление при наличии люфтов и трещин – неграмотное решение проблемы).
  • Смазка шлицевого соединения. При подборе смазки обращайте внимание на нагрузку сваривания (ответственная за противозадирные свойства). Дорогостоящие продукты ориентированы на нагрузку сваривания до 3920 Ньютонов. Для шлицев на КВ на тяжёлом грузовом транспорте их применение только приветствуется. Для легковых же автомобилей достаточно смазки для низконагруженных шлицев. Переплата за продукт здесь нецелесообразна.

У некоторых автомобилей смазывать также нужно подшипники крестовин КВ. Но транспорта, нуждающегося в такой процедуре, не очень много. Это транспортные средства с КВ с тавотницей (пресс-масленкой). Пример КВ с пресс-масленкой представлен на рисунке ниже.

Неисправности карданных валов

Проблема может возникать как у всего устройства, так и только у отдельных его узлов, деталей:

  • Поломка приварной вилки. Возникает из-за изначального неправильного монтажа крестовины, повреждения посадочных отверстий под эту деталь, разрушения вилки.
  • Поломка фланец-вилки. Возникает из-за износа, появления сколов, трещин или повреждения болтов крепления.
  • Выход из строя подшипника. Чаще – из-за естественного износа, ошибках монтажа, постоянного соприкосновения подшипника с пылью, стиля вождения, основанного на постоянном жестком переключении передач.
  • Деформация, погнутость КВ. На основании осмотра мастер принимает решение, можно решить проблему сугубо механическим восстановлением или требуется замена ряда элементов.
  • Вибрация карданного вала. Чаще всего это «ответная реакция» на некорректную центровку деталей, увеличение зазоров между деталями при эксплуатации транспортного средства в тяжелых условиях эксплуатации, некорректного ремонта (непрофессионально выполненных сварочных работ).
  • Кардан начинает «звенеть». Причины могут быть разные. Если повреждена опора, лучший вариант – заменить кардан, если расслабился защитный пыльник – достаточно провести ремонт методом сварки. Самый простой вариант: проблема с крышкой шлицов – достаточно просто заменить на новую.

Снятие и установка карданного вала

Операции по восстановлению, ремонту авто сопряжены с их демонтажем и, напротив, установкой на трансмиссию.


Главное, при снятии КВ требуется соблюдать строгий порядок действий:

  • Открутите болты и гайки отвести фланец кардана от редуктора.
  • Опустите фланец вниз.
  • Открутите болты крепления.
  • Отведите кардан от КПП.
  • Открутите болты крепления подшипника.

При установке КВ процедуры выполняйте в обратном порядке. Соблюдение этой схемы позволит избежать ошибок.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть в модулях LCMS ELECTUDE — платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Карданная передача — назначение, устройство и принцип работы

Карданный вал — приспособление для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к задним колесам.

Широко применяется на автомобилях заднеприводной и полноприводной компоновки с начала двадцатого века по настоящее время. Впервые устройство карданной передачи было описано еще в 16-м веке, однако создание устройства на практике произошло значительно позже.

  1. Устройство карданного вала
  2. Принцип действия КВ
  3. Типы карданной передачи
  4. Частые неисправности и их устранение
  5. Перспективы развития системы карданной передачи
  6. Где еще применяются валы карданного типа

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

  • Одна или несколько секций из тонкостенной полой трубы;
  • Шлицевое раздвижное соединение;
  • Вилки;
  • Крестовина;
  • Подвесной подшипник;
  • Элементы крепления;
  • Задний подвижный фланец.


Сам агрегат может быть одновальным или двухвальным. Во втором случае механизм включает в себя промежуточный карданный вал, к заднему отделу которого приваривается хвостовик с наружными шлицами, к переднему через шарнир фиксируется скользящая втулка. Одновальные системы промежуточного участка не имеют.

В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.

Далее устанавливается подвесной подшипник карданного вала, который через кронштейн крепится к кузову. Это служит дополнительным креплением агрегата, исключающим его излишнее смещение при езде.

Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».

В задней части передача крепится к редуктору заднего моста посредством фланца. При этом хвостовик, оснащенный внешними шлицами, входит во фланец привода главной передачи.

Принцип действия КВ

Принцип работы карданной передачи заключается в возможности транспортировки крутящего момента при изменяющемся положении «кардана» в пространстве. Реализация этого принципа происходит за счет двух механизмов:

  1. Вилка скользящая карданного вала;
  2. Крестообразный шарнир.
Читать еще:  Шноркель на УАЗ 469

Скользящая вилка необходима для некоторого увеличения длины механизма при движении по неровной дороге. За счет длинного шлицевого соединения поступление момента не прекращается тогда, когда подвеска вместе с задним мостом смещается вверх или вниз.

Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

  • Оснащенные шарниром неравных угловых скоростей (классическая карданная передача автомобиля);
  • Оснащенные ШРУС (шарнирами равных угловых скоростей);
  • Оснащенные полукарданными упругими шарнирами;
  • Оснащенные жесткими полукарданными шарнирами.

Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Упругие шарниры представляют собой резиновую муфту, способную передавать момент при изгибах не более 8°. Резина достаточно мягкая, поэтому вал, имеющий подобное строение, обеспечивает плавное начало движения и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания.
» alt=»»>
Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

  1. Вибрация при движении — износились подшипники крестовины или скользящая втулка, нарушилась балансировка вала;
  2. Стуки при трогании — износились шлицы скользящего соединения, ослабли болты крепления;
  3. Вытекание масла из подшипников — износ сальников.

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.

Перспективы развития системы карданной передачи

Классический ШНУС имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется в процессе движения. При этом ведомый вал может ускоряться и замедляться при стабильной скорости ведущего вала. Это приводит к ускоренному износу механизма, а также создает лишнюю нагрузку на задний мост. Также работа шарнира сопровождается вибрацией.
» alt=»»>
Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики». В продаже имеются ремонтные комплекты.

Использование шарнира равных угловых скоростей позволяет ликвидировать недостатки, свойственные классической крестовине. Скорость вращения вала выравнивается, исчезает вибрация, КВ не требует балансировки после ремонта, до 17° увеличивается угол передачи крутящего момента.

Где еще применяются валы карданного типа

Для чего нужен карданный вал, кроме соединения КПП с мостом и колесами? В реальности сфера применения шарниров НУС достаточно велика. Их применяют для создания регулируемых рулевых колонок, где необходимо передать крутящий момент от руля к колесам. Также крестовидные соединения используют в наборах инструментов. Они позволяют работать с болтами, не находящимися на прямой линии с удлинителем ключа.

Сегодня карданные шарниры, несмотря на широкое применение во многих областях промышленности, считаются устаревшими. Все большее развитие получают ШРУСЫ, а крестовины и вилки медленно уходят в прошлое.

Конструкция карданного вала

Неисправный или неправильно отремонтированный карданный вал может стать причиной поломок других узлов и агрегатов, ухудшения здоровья. Поэтому ремонтировать его должны опытные мастера, использующие специальное оборудование и технологии.

Карданный вал — атрибут практически любого задне- и полноприводного автомобиля. Главная задача карданного вала — передать крутящий момент от одного агрегата к другому, оси валов которых между собой могут не только не совпадать, но и работать при постоянно изменяющихся межосевых расстояниях и к тому же в разных вертикальных и горизонтальных плоскостях. Пример таких сложных условий передачи крутящего момента — между коробкой переключения передач (КПП) или раздаточной коробкой (РД) и валом редуктора ведущего моста.

Конструкция кардана

Конструктивно кардан, казалось бы, прост. Он состоит из вала, скользящей вилки, двух крестовин (шарниров), двух фланец-вилок, уплотнений и деталей крепления. Валы изготавливаются из трубы или сплошные из прутка. С одной стороны к нему приваривается неподвижная вилка шарнира, а с другой шлицевая втулка, на которую посажена подвижная скользящая вилка с шарниром. Шлицевое соединение кардана обеспечивает изменение его рабочей длины при работе подвески.

На некоторых автомобилях карданная передача исполнена из нескольких (обычно двух, реже- трёх) частей с промежуточными подвесными опорами. Это вызвано тем, что на больших скоростях вращения длинные валы изгибаются из-за распределённого по длине остаточного дисбаланса. Таким образом, хорошо отбалансированный на одной скорости вращения вал, на другой скорости может дать существенную вибрацию.

Шарниры в свою очередь состоят из вилок и их фланцев, крестовины с игольчатыми подшипниками, а также крепежных деталей.

Важно знать, что карданная передача, в отличие от шарниров равных угловых скоростей (ШРУС), обеспечивает передачу крутящего момента с пульсацией угловой скорости. Поэтому, для уменьшения этого эффекта и вызванной им вибрации, при сборке карданных валов вилки по обоим концам располагают в одной плоскости. Таким образом, два карданных шарнира вносят противофазные пульсации угловой скорости и компенсируют вибрации друг от друга. Чтобы при ремонте части кардана ошибочно не развернули относительно друг друга, нарушив при этом их балансировку, на шлицевых втулках и на скользящих вилках часто ставят специальные метки (а ещё чаще не ставят, тогда перед разборкой рекомендуем это восполнить).

Карданные передачи имеют ограничения в углах передачи крутящего момента. Оптимальные рабочие углы данных передач, при которых обеспечивается наиболее высокий коэффициент полезного действия (КПД), находятся в пределах 00 — 200. Если угол больше 200, значительно возрастает нагрузка на шарниры. Более того, простой карданный шарнир с крестовиной при больших углах не способен обеспечить равномерное вращение ведомого вала. Любителям большого дорожного просвета следует обратить на это особое внимание. Сделав из своего автомобиля рослого «козлика», взамен они получают дополнительные проблемы, вызванные перегрузкой шарниров — быстрый выход их из строя, появление рывков и вибрации при движении.

Балансировка карданного вала

Карданные валы, как и колеса, могут иметь дисбаланс — одно из самых опасных явлений, которое действует на все вращающиеся детали, в том числе и карданные передачи. Внешними признаками наличия дисбаланса являются повышенные вибрации, которые при разной частоте вращения могут усиливаться и уменьшаться. Тем, кто пользуется общественным транспортом, наверняка знакомы мелкие вибрации, передающиеся от пола салона на ступни ног и вызывающие неприятные ощущения. Если характер этого явление меняется при изменении скорости движения автомобиля — это признак дисбаланса карданного вала. Дисбаланс неприятен не только с точки зрения негативных ощущений и дискомфорта. Вибрации чрезвычайно вредны для здоровья — это и повышенная утомляемость, раздражительность и многое — многое другое, включая снижение мужской потенции. Она вызывает дополнительные нагрузки на шарниры и сопряженные с карданной передачей детали трансмиссии, ослабление креплений, что ведет к ускоренному износу и авариям. Прежде всего, это относится к подшипникам фланца хвостовика редуктора и вторичного вала КПП.

Существует много причин возникновения дисбаланса:

  • неточность изготовления отдельных деталей карданной передачи;
  • неоднородность материала детали и неравномерная его плотность;
  • неточное взаимное центрирование сопряженных деталей;
  • наличие зазоров в сочленениях деталей и узлов и несоосность их монтажа;
  • деформации валов при механической и термической обработке, а также вследствие механических повреждений в процессе эксплуатации.

>На автосборочных и авторемонтных предприятиях степень дисбаланса карданных валов определяют с помощью динамической балансировки на специальных стендах. Избавляются от этого вредного явления путем установки на трубе балансировочных пластин, подкладывания балансировочных прокладок под стопорные крышки подшипников крестовины, а в некоторых случаях снятием металла со специальных бобышек на вилках фланцев. Балансировка карданных валов обычно производится в сборе с шарнирами. На величину дисбаланса большое влияние оказывают зазоры в сочленениях крестовины и шлицевого соединения. Если в процессе изготовления карданных валов величину зазоров еще удается выдерживать, то в дальнейшем, при ремонте карданов, из-за износа посадочных мест и шлицевой части обеспечить это очень тяжело. Поэтому после любого ремонта все карданные валы необходимо балансировать, что отражено в инструкциях по ремонту любых автомобилей. К сожалению, у нас принято не доверять писанному в инструкциях. Да ещё из-за отсутствия оборудования балансировать и невозможно. А вот на Западе, согласно операционным картам ремонта иномарок, кардан, снятый с эксплуатируемой машины или транспортировавшийся не в специальной упаковке, в обязательном порядке балансируется.

Некоторые производители автомобилей, такие как Mercedes и BMW, для гашения вибраций карданов,скорость вращения которых достигает больших значений — 6000 об/мин и более, устанавливают эластичные венцы, демпферные резинометаллические муфты, подвесные опоры. Благодаря этому карданы этих автомобилей служат очень долго.

Проблемы ремонта карданного вала в России

В России сегодня существует серьезная проблема ремонта карданных валов, особенно иномарок. На фирменных СТО карданные валы не ремонтируют, их меняют целиком, что очень дорого. Поэтому тем, у кого возникают проблемы с карданом, ничего не остается, как обратиться к местным умельцам, которые меняют старые крестовины на новые или модернизируют карданные валы иномарок под крестовины от отечественных автомобилей. В одном и другом случае ремонт очень часто оказывается неэффективным и имеет продолжение.

Объясняется это следующими причинами. Когда на место старой крестовины устанавливается новая импортная, фиксируют ее наши «спецы» обычно с помощью электросварки, что делать категорически запрещено. Дело в том, что у многих импортных крестовин чашки подшипников изготавливают не при помощи резания, а штамповкой из тонкого стального листа. На дно этих стаканчиков устанавливают пластмассовые упорные шайбы. При фиксации чашек в вилках с помощью сварки пластмасса может оплавиться и попасть между иголками подшипника. В дальнейшем даже новые крестовины могут очень быстро выйти из строя.

После установки крестовин от отечественных автомобилей часто появляются побочные «болезни», с первого взгляда не имеющие никакого отношения к кардану — постоянно выходят из строя подвесные опоры, подшипники редуктора и вторичного вала КПП. Даже установка самых качественных подшипников в этой ситуации обычно не помогает. Выходу из строя подшипников способствует дисбаланс карданного вала. Нарушение балансировки происходит вследствие неправильной сборки кардана или неточной установки крестовин. Смещение крестовины в сторону на 0,2-0,3 мм при весе карданного вала 20-30 кг дает дисбаланс порядка 20-40 граммов. Этого вполне достаточно, чтобы очень быстро вышли из строя подвесные опоры, подшипники фланцев КПП, редукторов и сами крестовины.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector