Что такое карданный вал: ключевые функции
 

Содержание

Каждый владелец машины с полным или задним приводом рано или поздно столкнется с неисправностью карданного вала. Этот элемент трансмиссии испытывает большие нагрузки, из-за чего нуждается в частом обслуживании.

Рассмотрим, в чем особенность работы этой детали, в каких узлах используется кардан, как он устроен, какие бывают неисправности и как его обслуживать?

Что такое карданный вал

Что такое карданный вал: ключевые функции

Кардан это механизм, передающий вращение от коробки передач на редуктор заднего моста. Задача усложняется тем, что эти два механизма расположены в разных плоскостях по отношению друг к другу. Карданами оснащаются все модели автомобилей, задние колеса которых являются ведущими.

 

Кардан трансмиссии устанавливается вдоль выхлопной системы автомобиля и выглядит в виде длинной балки, идущей от коробки передач до заднего моста. Он оснащен минимум двумя крестовыми шарнирами (по одной с каждой стороны), а в узлах с небольшим смещением осей – одним.

Подобная передача используется также в системе рулевого управления авто. Шарнир соединяет рулевую колонку с расположенным в другой плоскости рулевым механизмом.

Что такое карданный вал: ключевые функции

В сельскохозяйственной технике такое устройство используется для подсоединения дополнительного оборудования к валу отбора мощностей трактора.

Описание принципа работы передачи карданного типа составил итальянский инженер и философ Дж.Кардано. В автомобилестроении данную схему успешно применил промышленник Луи Рено на модификации автомобиля «De Dion-Bouton» (1898 г.).

Устройство карданного вала

Что такое карданный вал: ключевые функции

В механизм кардана входят следующие элементы.

1. Центральный вал. Он выполнен из полой стальной трубы. Пустота необходима для облегчения конструкции. С одной стороны трубы имеются внутренние или наружные шлицы. Они необходимы для установки скользящей вилки. С другой стороны трубы приварена вилка шарнира.

2. Промежуточный вал. В многосекционных модификациях карданов используется один или несколько таких элементов. Они устанавливаются на заднеприводные авто для устранения вибрации, возникающей при вращении длинной трубы на больших оборотах. С обеих сторон на них закреплены неподвижные вилки шарниров. В спортивных машинах устанавливаются односекционные карданы.

Что такое карданный вал: ключевые функции

3. Крестовина. Это элемент шарнира с наконечниками, внутри которых расположен игольчатый подшипник. Деталь устанавливается в проушины вилок. Она передает вращение от ведущей вилки к ведомой. Дополнительно они обеспечивают беспрепятственное вращение двух валов, угол наклона которых не превышает 20 градусов. В случае большей разницы устанавливают еще одну промежуточную секцию.

Что такое карданный вал: ключевые функции

4. Подвесной подшипник. Он монтируется в крепление дополнительной секции. Данная деталь фиксирует и стабилизирует вращение промежуточного вала. Число этих подшипников идентично количеству промежуточных секций.

Что такое карданный вал: ключевые функции

5. Скользящая вилка. Она вставляется в центральный вал. Когда автомобиль движется, расстояние между мостом и КПП из-за работы амортизаторов постоянно меняется. Если закрепить трубу намертво, на первой же кочке нужно будет менять какой-то узел (тот, который будет слабее всего). Это может быть обрыв крепления вала или выход из строя деталей моста. Скользящая вилка оснащена шлицами. В зависимости от модификации она или вставляется в центральный вал (внутри него сделаны соответствующие пазы), или надевается сверху трубы. Шлицы и пазы нужны, чтобы труба вращала шарнир.

Что такое карданный вал: ключевые функции

6. Вилки шарнира. Они соединяют центральный вал с промежуточным. Аналогичную форму имеет вилка-фланец, только устанавливается она на месте крепления всего механизма спереди к КПП, а сзади – к редуктору моста.

Что такое карданный вал: ключевые функции

7. Эластичная муфта. Эта деталь смягчает удары кардана при его смещении во время езды. Она устанавливается между фланцем выходного вала коробки и вилкой-фланцем центрального вала кардана.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Какую функцию он выполняет?

Основная задача данного механизма это передача вращательных движений на оси, расположенные в разных плоскостях. Коробка передач расположена выше, чем мост задних колес автомобиля. Если установить прямую балку, из-за смещения осей она или сама сломается, или разобьет узлы коробки и моста.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Еще одна причина, по которой необходимо данное устройство, заключается в подвижности задней оси машины. Она закреплена на амортизаторах, которые при езде перемещаются вверх и вниз. При этом расстояние между коробкой и задним редуктором постоянно меняется. Скользящая вилка компенсирует такие перепады без потери крутящего момента.

Типы карданных передач

В основном большинство автомобилистов связывают понятие карданной передачи с работой трансмиссии заднеприводных машин. На самом деле она используется не только в этом узле авто. По аналогичному принципу работает рулевое управление и еще некоторые механизмы, которые соединяются с соседними под разным углом.

Существует 4 типа передач:

  1. асинхронные;
  2. синхронные;
  3. полукарданная гибкая;
  4. полукарданная жесткая.

Самый известный вид карданных передач – асинхронный. Основное применение – в трансмиссии. Еще она называется передача с шарниром неравных угловых скоростей. Такой механизм состоит из двух вилок, которые соединены крестовиной под прямым углом. Наконечники с игольчатым подшипником позволяют крестовине плавно перемещаться в соответствии с положением самих вилок.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Данный шарнир имеет одну особенность. Он передает неравномерный показатель крутящего момента. То есть скорость вращения подсоединенных валов периодически отличается (за полный оборот второстепенный вал два раза обгоняет и два раза отстает от главного). Для компенсации такой разницы используется еще один шарнир (на противоположной стороне трубы).

Как работает асинхронная передача, показано в видео:

Работа карданного вала. Work propeller shaft.

Синхронная передача оснащается ШРУСом. С данным устройством знакомы владельцы автомобилей с передним приводом. Шарнир равных угловых скоростей соединяет дифференциал со ступицей переднего колеса. Иногда данный им комплектуются трансмиссии более дорогих полноприводных авто. По сравнению с предыдущим типом синхронная передача менее шумная, но более дорогая в обслуживании. ШРУС обеспечивает одинаковую скорость вращения двух валов с углом наклона до 20 градусов.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Гибкая полукарданная передача предназначена для вращения двух валов, угол наклона которых не превышает 12 градусов.

В современной автомобильной промышленности жесткая полукарданная передача редко применяется. В ней шарнир передает крутящий момент при смещении угла наклона валов до двух процентов.

Существует также закрытый и открытый тип карданных передач. Отличаются они тем, что карданы первого типа помещаются в трубу и чаще состоят из одного шарнира (применяется в грузовых автомобилях)

Проверка состояния карданного вала

Проверить кардан следует в следующих случаях:

  • при разгоне появляется дополнительный шум;
  • появилась протечка масла возле КПП;
  • стук при включении передачи;
  • на скорости ощущается увеличенная вибрация, передающаяся на кузов.

Диагностику необходимо проводить, подняв автомобиль на подъемнике или при помощи домкратов (как подобрать подходящую модификацию, смотрите в отдельной статье). Важно, чтобы ведущие колеса при этом могли свободно вращаться.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Вот какие узлы следует проверить.

  • Крепление. Промежуточная опора и соединения фланцев должны быть затянуты при помощи болта с гроверной шайбой. В случае ее отсутствия гайка ослабится, что приведет к люфту и чрезмерной вибрации.
  • Эластичная муфта. Она часто выходит из строя, так как резиновая часть компенсирует осевые, радиальные и угловые смещения соединяемых деталей. Проверить наличие неисправности можно при помощи медленного проворачивания центрального вала (по ходу вращения и обратно). Резиновая часть муфты не должна быть разорванной инее люфтить на месте крепления болтов.
  • Скользящая вилка. Свободный поперечный ход в этом узле появляется из-за естественного износа шлицевого соединения. Если попытаться провернуть вал и муфту в противоположном направлении, и при этом наблюдается небольшой люфт между вилкой и валом, значит, этот узел необходимо заменить.
  • Подобная процедура проводится с шарнирами. Между проушинами вилок вставляется большая отвертка. Она играет роль рычага, с помощью которого пытаются провернуть вал то в одну, то в другую сторону. Если при раскачивании наблюдается люфт, крестовину нужно заменить.
  • Подшипник подвесного крепления. Его исправность можно проверить, взяв одной рукой вал перед ним, а другой – за ним и покачав в разные стороны. При этом промежуточная опора должна быть прочно зафиксирована. Если заметен люфт в подшипнике, то проблема решается его заменой.
  • Балансировка. Ее выполняют, если диагностика не выявила никаких неисправностей. Данную процедуру выполняют на специальном стенде.

Вот еще одно видео, в котором показано, как проверять карданный механизм:

Подозрительные звуки в районе кардана, вибрация и т.д.

Обслуживание карданного вала

По рекомендациям производителей обслуживание кардана проводится через 5 тысяч километров пробега. При этом необходимо проверять эластичную муфту и крестовины. В случае необходимости износившиеся части заменяют на новые. Шлицы скользящей вилки смазываются.

Что такое карданный вал: ключевые функции

Если в машине установлен кардан с обслуживаемыми крестовинами, их тоже нужно смазать. Определяется такая модификация по наличию тавотницы в крестовинах кардана (отверстие для подсоединения масляного шприца).

Неисправности карданных валов

Так как данный механизм находится в постоянном движении, и он испытывает большие нагрузки, то и неисправности с ним встречаются довольно часто. Вот самые распространенные из них.

  • На валу кардана появилось масло. Необходимо обратить внимание на сальники КПП. Их необходимо периодически менять из-за естественного износа. Эластичные уплотнители со временем теряют свои свойства и между валом и сальником появляются небольшие щели. Если течь появилась в районе скользящей вилки, нужно проверить состояние шлицев. Если на них есть шероховатости, то вилку необходимо заменить.
Что такое карданный вал: ключевые функции
  • Удары во время нагрузок на кардан обусловлены люфтом на соединениях. Если свободный ход появился в крестовинах или в подшипнике подвесного крепления, то эти детали меняются на новые. Вибрация может появляться из-за ослабления болтового соединения. В случае частого возникновения такой проблемы, следует проверить, установлен ли между гайкой и креплением гровер. Эта шайба не дает гайке отвинчиваться при постоянной вибрации.
Что такое карданный вал: ключевые функции
  • Скрипы при нажатии на педаль акселератора. Необходимо проверить шарниры. Из-за постоянного контакта с влагой и грязью, крестовина может выйти из строя. Если игнорировать скрипы, крестовина заклинит и шарнир сломается.
Что такое карданный вал: ключевые функции
  • Самая распространенная неисправность карданного вала – вибрации. Но прежде чем приступать к ремонту механизма, сначала следует проверить ходовую часть. Нарушенная балансировка колес тоже приводит к появлению вибрации на высоких скоростях. Если этот эффект исчезает при переключении да другую передачу, то кардан здесь не при чем. Вот по каким причинам может возникнуть вибрация в кардане:
    • неисправность балансировочных колец (коррозия или обрыв);
    • разрушение крестовин;
    • повреждения центрального или промежуточного вала (деформация трубы приводит к разбалансировке механизма);
    • неправильно собранные узлы механизма.
  • Звон в трубе. За шлицевым соединением внутри трубы есть крышка, которая не дает смазке попадать внутрь вала. Чтобы исправить поломку, трубу разрезают, крышку приваривают на место, затем вал заваривают. Если после процедуры появился звон другого характера (как будто в полости вала находится камень), значит, после сварочных работ в ней осталась большая окалина. К звону может приводить обрыв свинцовой опоры. В этом случае проблема устраняется установкой нового кардана.
  • Скрежет при включенной передаче. Возникает при контакте с кузовом авто или выхлопной системой.
  • Звон самого кардана может появляться из-за поломки крепления грязевого отражателя (если он имеется). Он устанавливается на промежуточную опору для защиты подшипника от воды и грязи. Если он болтается, достаточно приварить его сваркой.

Снятие и установка карданного вала

Что такое карданный вал: ключевые функции

Если возникла необходимость в замене карданного механизма или ремонте его узла, потребуется его снятие. Процедура проводится в такой последовательности:

  • откручиваются крепежные болты с фланцев заднего моста и карданного вала;
  • вал опускается вниз;
  • откручиваются болты резиновой муфты;
  • кардан отодвигается от КПП;
  • откручивается подвесное крепление.

Отремонтированный или новый механизм устанавливается в обратной последовательности: подвесное, муфта, фланцы моста.

В дополнительном видео упоминаются еще некоторые тонкости снятия и установки кардана:

Карданный вал патриот | снятие и установка | замена фланца

Кардан в автомобиле достаточно выносливый механизм, но и он нуждается в периодическом обслуживании. Водителю нужно быть внимательным к появлению посторонних звуков и вибраций. Игнорирование этих проблем приведет к поломке важных элементов трансмиссии.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Главная » Статьи » Что такое карданный вал: ключевые функции

1 комментарий

  1. Не удалось дозвониться, вот мой тk

Добавить комментарий