O que é um eixo de transmissão: principais recursos

Todo proprietário de um carro com tração nas quatro rodas ou tração traseira, mais cedo ou mais tarde, encontrará um mau funcionamento do eixo de tração. Este elemento de transmissão sofre cargas pesadas, e é por isso que precisa de manutenção frequente.

Considere a peculiaridade da operação desta parte, em que nós o cardan é usado, como é organizado, quais são os defeitos e como repará-lo?

O que é um eixo de transmissão

O cardan é um mecanismo que transfere a rotação da caixa de velocidades para a caixa de velocidades do eixo traseiro. A tarefa é complicada pelo fato de esses dois mecanismos estarem localizados em planos diferentes entre si. Todos os modelos de carros, cujas rodas traseiras estão dirigindo, estão equipados com cardans.

O cardan de transmissão é instalado ao longo do sistema de escapamento do carro e parece um feixe longo que vai da caixa de velocidades ao eixo traseiro. É equipado com pelo menos duas juntas transversais (uma de cada lado) e em nós com um pequeno deslocamento dos eixos - um.

Uma engrenagem semelhante também é usada no sistema de direção de um carro. Uma dobradiça conecta a coluna de direção a um equipamento de direção localizado em um plano diferente.

Em máquinas agrícolas, esse dispositivo é usado para conectar equipamentos adicionais ao eixo de tomada de força do trator.

Da história da criação e uso do cardan

Como a maioria dos motoristas sabe, apenas os modelos de carros com tração traseira e integral são equipados com eixo de hélice. Para veículos com rodas de tração dianteira, esta parte da transmissão simplesmente não é necessária. Nesse caso, o torque é transmitido diretamente da caixa de câmbio para as rodas dianteiras. Para isso, a caixa de câmbio possui uma marcha principal, além de um diferencial (sobre por que ela é necessária no carro, e como funciona, existe revisão detalhada separada).

Pela primeira vez, o mundo aprendeu sobre o princípio da transmissão cardã com o matemático, engenheiro e médico italiano Girolamo Cardano no século XVI. O dispositivo, que leva o seu nome, entrou em uso no final do século XIX. Um dos primeiros desenvolvedores de automóveis a tirar proveito dessa tecnologia foi Louis Renault.

Os carros da Renault equipados com acionamento por cardan receberam uma transmissão mais eficiente. Ele eliminou as quedas de torque no processo de transferência para as rodas traseiras, quando o veículo entrou em uma estrada instável. Graças a esta modificação, as transmissões dos carros ficaram mais macias durante a condução (sem solavancos).

Ao longo das décadas de modernização dos veículos, o princípio da transmissão por cardan permaneceu intacto. Quanto ao design de tal transmissão, dependendo do modelo do carro, ela pode ser muito diferente de suas contrapartes relacionadas.

Dispositivo do eixo de acionamento

Os seguintes elementos estão incluídos no mecanismo de cardan.

1. O eixo central. É feito de tubo de aço oco. O vácuo é necessário para facilitar a construção. Em um lado do tubo existem slots internos ou externos. Eles são necessários para instalar um garfo deslizante. No outro lado do tubo, um garfo de dobradiça é soldado.

2. O eixo intermediário. Nas modificações multi-seção do cardan, um ou mais desses elementos são usados. Eles são instalados em carros com tração traseira para eliminar a vibração que ocorre quando um tubo longo gira em alta velocidade. Em ambos os lados, garfos fixos de dobradiças são fixados neles. Nos carros esportivos, os eixos de acionamento de uma seção são instalados.

3. A peça transversal. Este é um elemento da dobradiça com pontas, dentro do qual está localizado um rolamento de agulhas. A peça é instalada nos olhos dos garfos. Transfere a rotação do garfo de acionamento para o acionado. Além disso, eles fornecem rotação desobstruída de dois eixos, cujo ângulo não excede 20 graus. No caso de uma diferença maior, outra seção intermediária é instalada.

4. Rolamento externo. É montado na montagem da seção adicional. Esta parte fixa e estabiliza a rotação do contraeixo. O número desses rolamentos é idêntico ao número de seções intermediárias.

5. Garfo deslizante. É inserido no eixo central. Quando o carro está em movimento, a distância entre a ponte e a caixa de mudanças muda constantemente devido aos amortecedores. Se você apertar o tubo com força, no primeiro solavanco, será necessário alterar algum tipo de nó (aquele que será o mais fraco). Isso pode ser uma interrupção na montagem do eixo ou falha das peças da ponte. O garfo deslizante está equipado com slots. Dependendo da modificação, ele é inserido no eixo central (as ranhuras correspondentes são feitas dentro dele) ou desgastado na parte superior do tubo. Slots e ranhuras são necessárias para que o tubo gire a dobradiça.

6. Garfos de dobradiças. Eles conectam o eixo central ao intermediário. O flange do bujão tem uma forma semelhante, mas é instalado no local de fixação de todo o mecanismo na frente da caixa de engrenagens e na parte traseira da caixa de engrenagens da ponte.

7. Acoplamento flexível. Esta parte suaviza o choque da junta universal quando é deslocada durante a condução. É instalado entre o flange do eixo de saída da caixa e o flange do bujão do eixo central do cardan.

Que função ele executa?

O principal objetivo desse mecanismo é a transmissão de movimentos rotacionais em eixos localizados em diferentes planos. A caixa de câmbio está localizada acima do eixo traseiro do carro. Se você instalar uma viga reta, devido ao deslocamento dos eixos, ela se romperá ou quebrará os nós da caixa e da ponte.

Outra razão pela qual este dispositivo é necessário é a mobilidade do eixo traseiro da máquina. É fixado em amortecedores, que se movem para cima e para baixo ao dirigir. Nesse caso, a distância entre a caixa e a marcha traseira está mudando constantemente. Um garfo deslizante compensa essas diferenças sem perda de torque.

Tipos de linhas de transmissão

Basicamente, a maioria dos motoristas associa o conceito de transmissão de cardan à operação da transmissão de carros com tração traseira. De fato, ele é usado não apenas neste nó automático. A direção e alguns outros mecanismos que se conectam aos vizinhos em diferentes ângulos funcionam de acordo com um princípio semelhante.

Existem 4 tipos de engrenagens:

1. assíncrono;
2. síncrono;
3. metade flexível;
4. semi-cardan duro.

O tipo mais famoso de engrenagem cardan é assíncrono. A principal aplicação está na transmissão. É também chamado de transmissão com uma dobradiça de velocidades angulares desiguais. Esse mecanismo consiste em dois garfos, que são conectados por uma cruz em ângulo reto. As pontas com um rolamento de agulhas permitem que a peça transversal se mova suavemente de acordo com a posição dos garfos.

Essa dobradiça possui um recurso. Ele transmite um indicador desigual de torque. Ou seja, a velocidade de rotação dos eixos conectados é periodicamente diferente (para uma rotação completa, o eixo secundário ultrapassa duas vezes e fica atrás dos dois tempos principais). Para compensar essa diferença, outra dobradiça é usada (no lado oposto do tubo).

Como a transmissão assíncrona funciona é mostrado no vídeo:

Operação do eixo de acionamento. Trabalhe o eixo da hélice.

A transmissão síncrona é equipada com uma junta de velocidade constante. Os proprietários de carros com tração dianteira estão familiarizados com este dispositivo. Uma junta de velocidade constante conecta o diferencial a cubo da roda dianteira. Às vezes, é equipado com transmissões de carros com tração nas quatro rodas mais caros. Comparado ao tipo anterior, a transmissão síncrona é menos barulhenta, mas mais cara de manter. O SHRUS fornece a mesma velocidade de rotação de dois eixos com um ângulo de inclinação de até 20 graus.

A transmissão semi-cardan flexível foi projetada para girar dois eixos, cujo ângulo não excede 12 graus.

Na indústria automotiva moderna, a transmissão semi-cardan rígida é raramente usada. Nela, a dobradiça transmite torque quando o ângulo do eixo é deslocado para dois por cento.

Há também um tipo de cardan fechado e aberto. Eles diferem no fato de que os cardans do primeiro tipo são colocados no tubo e mais frequentemente consistem em uma dobradiça (usada em caminhões)

Verificando a condição do eixo da hélice

Verifique o cardan nos seguintes casos:

• durante a aceleração, ruído adicional aparece;
• um vazamento de óleo apareceu perto do ponto de verificação;
• bata ao trocar de marcha;
• na velocidade, há um aumento da vibração transmitida ao corpo.

Os diagnósticos devem ser realizados levantando o carro em um elevador ou usando macacos (para saber como escolher a modificação apropriada, consulte artigo separado) É importante que as rodas motrizes possam girar livremente.

Aqui estão os nós para verificar.

• Mount. As juntas intermediárias de suporte e flange devem ser apertadas com um parafuso com uma arruela de pressão. Se estiver faltando, a porca afrouxa, resultando em folga e vibração excessiva.
• Acoplamento elástico. Muitas vezes falha, pois a peça de borracha compensa os deslocamentos axial, radial e angular das peças a serem unidas. Você pode verificar um mau funcionamento girando lentamente o eixo central (no sentido de rotação e vice-versa). A parte de borracha do acoplamento não deve ser rasgada ou afrouxada no local onde os parafusos estão presos.
• Garfo deslizante. O movimento lateral livre nesta montagem aparece devido ao desgaste natural da junta estriada. Se você tentar girar o eixo e o acoplamento na direção oposta e, ao mesmo tempo, houver uma leve folga entre o garfo e o eixo, esse conjunto deverá ser substituído.
• Um procedimento semelhante é realizado com dobradiças. Uma chave de fenda grande é inserida entre os olhos dos garfos. Ele desempenha o papel de uma alavanca, com a ajuda da qual eles tentam acionar o eixo em uma direção ou outra. Se uma folga for observada durante o balanço, a cruz deve ser substituída.
• Rolamento externo. Para verificar sua manutenção, pegue com uma mão o eixo à sua frente e com a outra - atrás dele e agite-o em direções diferentes. Nesse caso, o suporte intermediário deve ser firmemente fixo. Se o jogo é perceptível no rolamento, o problema é resolvido substituindo-o.
• Balanceamento. É realizado se o diagnóstico não revelar nenhum mau funcionamento. Este procedimento é realizado em um suporte especial.

Aqui está outro vídeo que mostra como verificar o cardan:

Sons suspeitos na área da articulação universal, vibração etc.

Serviço do eixo da hélice

De acordo com as recomendações dos fabricantes, o cardan é atendido após 5 mil quilômetros. Nesse caso, é necessário verificar o acoplamento elástico e as travessas. Se necessário, as peças de desgaste são substituídas por novas. As lâminas do garfo deslizante são lubrificadas.

Se um cardan com peças transversais atendidas estiver instalado na máquina, ele também precisará ser lubrificado. Essa modificação é determinada pela presença de graxa nas juntas universais da junta universal (orifício para conectar uma seringa de óleo).

Mau funcionamento do eixo cardan

Como esse mecanismo está em constante movimento e sofre cargas pesadas, geralmente são encontradas falhas no funcionamento. Aqui estão os mais comuns.

• O óleo apareceu no cardan. É necessário prestar atenção às vedações de óleo da caixa de engrenagens. Eles devem ser trocados periodicamente devido ao desgaste normal. As juntas elásticas perdem suas propriedades ao longo do tempo e pequenas folgas aparecem entre o eixo e a glândula. Se um vazamento aparecer na área do garfo deslizante, é necessário verificar a condição dos splines. Se eles tiverem rugosidade, o plugue deverá ser substituído.

• Choques durante cargas de cardan são causados ​​por folga nas articulações. Se a folga aparecer nas cruzes ou no mancal do suporte pendente, essas peças serão substituídas por novas. A vibração pode ocorrer devido ao afrouxamento da junta aparafusada. No caso de ocorrência frequente de um problema desse tipo, verifique se o Grover está instalado entre a porca e a montagem. Esta arruela impede que a porca desaparafuse com vibração constante.

• Chia quando você pressiona o pedal do acelerador. Verifique as juntas. Devido ao contato constante com umidade e sujeira, a cruz pode falhar. Se você ignorar os rangidos, a travessa travará e a junta quebrará.

• O mau funcionamento mais comum do eixo de acionamento é a vibração. Mas antes de prosseguir com o reparo do mecanismo, verifique primeiro o chassi. O balanceamento prejudicado da roda também leva ao aparecimento de vibrações em altas velocidades. Se esse efeito desaparecer ao mudar de marcha e outra marcha, o cardan não tem nada a ver com isso. Aqui estão as razões pelas quais a vibração pode ocorrer na junta universal:
  • mau funcionamento dos anéis de equilíbrio (corrosão ou quebra);
  • destruição de cruzes;
  • danos no eixo central ou intermediário (a deformação do tubo leva a um desequilíbrio do mecanismo);
  • componentes montados incorretamente do mecanismo.
• Tocando no cano. Por trás da conexão estriada no interior do tubo, há uma tampa que impede a entrada de graxa no eixo. Para consertar a ruptura, o tubo é cortado, a tampa é soldada no lugar e o eixo é soldado. Se após o procedimento um toque de natureza diferente aparecer (como se houvesse uma pedra na cavidade do eixo), isso significa que, após o trabalho de soldagem, havia uma grande escala nele. Um recorte do suporte de chumbo pode levar ao toque. Nesse caso, o problema é corrigido com a instalação de um novo cardan.
• Chocalho quando a engrenagem está engatada. Ocorre em contato com a carroçaria ou o sistema de escapamento.
• O toque do cardan em si pode aparecer devido a uma falha na montagem do refletor de lama (se houver). É montado em um suporte intermediário para proteger o rolamento de água e sujeira. Se travar, apenas solde-o soldando.

Vazamento de óleo

Uma graxa especial é usada para lubrificar as juntas. Normalmente, para juntas homocinéticas, rolamentos tipo agulha, juntas estriadas, uma graxa individual é usada com as características desejadas.

Para que a sujeira não entre na cavidade dos elementos friccionantes ou giratórios, eles são protegidos por anteras, além de lacres. Mas no caso de peças localizadas sob o fundo do carro, essa proteção é apenas temporária. A razão é que as capas protetoras estão constantemente em zona de ação agressiva ativa de umidade, poeira e, no inverno, também reagentes químicos, que são borrifados na estrada.

Se o carro se move com frequência em terrenos acidentados, existe um risco adicional de danificar essa proteção com uma pedra ou um galho. Como resultado dos danos, um ambiente agressivo começa a atuar sobre as peças giratórias e que se movem longitudinalmente. Uma vez que o eixo da hélice gira constantemente durante o movimento do veículo, o lubrificante nele se aquece e, à medida que os retentores se desgastam, pode vazar, o que com o tempo levará à quebra desta parte da transmissão.

Vibração durante a aceleração e batendo no posto de controle

Este é o primeiro sintoma pelo qual um mau funcionamento do eixo da hélice é determinado. Com um ligeiro desgaste dos elementos rotativos por toda a carroceria, eles se espalham por toda a carroceria, resultando em um zumbido desagradável dentro do carro durante a condução. É verdade que, para alguns modelos de automóveis, esse efeito acústico é um fator completamente natural pelo qual a presença de um eixo de hélice na transmissão é determinada. Isso é especialmente verdadeiro para alguns carros domésticos antigos.

Creak durante a aceleração

O rangido que surge no momento da aceleração do veículo determina o desgaste das travessas. Além disso, esse som não desaparece, mas se amplifica durante a aceleração do carro.

O rangido nesta parte é emitido pelos rolos do rolamento de agulhas. Por estarem menos protegidos dos efeitos agressivos da umidade, com o tempo, o rolamento perde sua lubrificação e as agulhas começam a enferrujar. Quando o carro acelera, eles ficam muito quentes, se expandem, começam a vibrar e fazem um rangido forte.

Devido ao alto torque, a travessa é submetida a cargas pesadas. E as rotações do virabrequim não são sincronizadas com a velocidade de rotação das rodas do carro. Portanto, podem aparecer rangidos independentemente da velocidade do veículo.

Problemas de rolamento externo

Como aprendemos com o subtópico sobre o projeto do eixo da hélice, o rolamento externo é um rolamento convencional com rolos redondos encerrados em uma roseta. Para evitar que o dispositivo quebre devido à constante exposição a poeira, umidade e sujeira, os roletes são protegidos por tampas de plástico e há graxa espessa em seu interior. O próprio rolamento é fixado sob o fundo do vagão, e um tubo de cardan passa pela parte central.

Para evitar que as vibrações do tubo rotativo sejam transmitidas ao corpo, uma luva de borracha é instalada entre a pista externa e o suporte de montagem do rolamento. Ele atua como um amortecedor para minimizar o efeito acústico durante a operação da linha de transmissão.

Embora o rolamento seja vedado e preenchido com graxa que não pode ser adicionada ou substituída de nenhuma forma (é preenchido na fábrica durante a fabricação da peça), a cavidade entre as rosetas não é vedada. Por esse motivo, com o tempo, em quaisquer condições em que o carro é operado, poeira e umidade entram no rolamento. Por causa disso, há um esgotamento entre os roletes e a parte carregada do soquete.

Devido à falta de lubrificação (envelhece gradativamente e se desgasta), pode surgir ferrugem nos rolos dos mancais. Com o tempo, a esfera, que foi severamente danificada pela corrosão, se desintegra, fazendo com que uma grande quantidade de partículas sólidas estranhas apareçam no interior do rolamento, destruindo outros elementos da peça.

Normalmente, com tal falha de rolamento, um uivo e um zumbido aparecem. Este elemento precisa ser substituído. Sob a influência da umidade e de produtos químicos agressivos, o acoplamento de borracha envelhece, perde sua elasticidade e, subsequentemente, se desintegra devido às vibrações constantes. Nesse caso, o motorista ouvirá batidas fortes e distintas transmitidas ao corpo. Não vale a pena dirigir com esse colapso. Mesmo que o motorista esteja disposto a suportar muito barulho na cabine, devido ao grande deslocamento, o eixo da hélice pode ser seriamente danificado. Além disso, é impossível prever qual de suas partes quebrará primeiro.

Consequências da operação inadequada do cardan

Como já observamos, os problemas com o cardan são principalmente reconhecidos pelo aumento do ruído e vibrações decentes que chegam ao corpo enquanto o veículo está em movimento.

Se o motorista se distingue por nervos de ferro e incrível calma, então ignorar as vibrações e o ruído forte devido a um eixo de hélice gasto certamente levará a consequências desagradáveis. A pior coisa que pode acontecer é a quebra do eixo durante a condução. Isso é especialmente perigoso e sempre causa acidentes quando o eixo quebra na frente da máquina.

Se surgirem indícios de problemas no cardan durante a condução, o motorista deve reduzir a velocidade e parar o veículo o mais rápido possível. Tendo indicado o local onde o carro parou, é necessário realizar um diagnóstico visual do carro. Aqui está o que você precisa prestar atenção:

• Para todas as conexões aparafusadas;
• Sobre a condição do mancal externo, especialmente em seu amortecedor de borracha;
• Sobre o estado das flanges;
• Em cruzes;
• Nas capas dos mancais.

Não é recomendado desmontar o poço sozinho na estrada (para substituir uma peça quebrada) ou em uma garagem se o proprietário do carro não tiver as habilidades adequadas. A reparação do cardan deve ser sempre acompanhada do seu balanceamento, o que não pode ser feito nas condições de reparação de estradas.

Por esses motivos, a condição dessa parte da transmissão deve ser monitorada. A inspeção técnica programada e, se necessário, os reparos são a chave para a operação adequada e segura de qualquer sistema automotivo e suas unidades, incluindo o eixo da hélice.

Remoção e instalação do eixo da hélice

Se for necessário substituir o mecanismo do cardan ou reparar sua montagem, ele precisará ser removido. O procedimento é realizado na seguinte sequência:

• desaparafusar os parafusos de montagem dos flanges do eixo traseiro e do eixo da hélice;
• o eixo desce;
• os parafusos do acoplamento de borracha são desaparafusados;
• o cardan se afasta da caixa de velocidades;
• o suporte pendente é desaparafusado.

Um mecanismo reparado ou novo é instalado na ordem inversa: suspensão, acoplamento, flanges da ponte.

Em um vídeo adicional, são mencionadas mais algumas sutilezas de remover e instalar a junta universal:

Patriota do eixo de acionamento | remoção e instalação | substituição de flange

O cardan no carro é um mecanismo bastante durável, mas também precisa de manutenção periódica. O motorista precisa estar atento à aparência de sons e vibrações estranhas. Ignorar esses problemas interromperá importantes elementos de transmissão.

Encontrando um novo eixo de hélice

Se houver necessidade de uma substituição completa do eixo da hélice, encontrar uma nova peça é um procedimento simples. O principal é que sobra dinheiro para isso, já que se trata de uma peça bastante cara na transmissão de alguns modelos de automóveis.

Para fazer isso, você pode usar os serviços de desmontagem automática. Mas, neste caso, você precisa ter certeza de que a empresa que vende peças usadas é confiável e não vende produtos de baixa qualidade. Em algumas localidades, existem empresas que restauram peças que estão sujeitas a substituição completa e as vendem a um preço acessível, mas após um curto período de tempo esses elementos falham.

É muito mais seguro pesquisar no catálogo de uma loja online ou em um ponto de venda físico - uma loja de peças de automóveis. Neste caso, é necessário buscar uma peça de reposição de acordo com os dados exatos do carro (marca, modelo, data de fabricação, etc.). Se alguma informação sobre o carro não estiver disponível, todos os dados necessários podem ser encontrados pelo código VIN. Onde ele está no carro, bem como quais informações sobre o veículo nele contido, é informado em um artigo separado.

Se o número da peça for conhecido (a marcação nele, se não tiver desaparecido durante a operação), a busca por um novo análogo no catálogo pode ser realizada usando esta informação. No caso de compra de componentes para desmontagem, antes de comprar você deve prestar atenção a:

1. Condição dos fechos. Deformações, mesmo menores, são a razão pela qual a peça não vale a pena comprar. Isso é especialmente verdadeiro para esses eixos cardan, cujo projeto não prevê a instalação de um flange;
2. Estado dos eixos. Embora seja difícil verificar este parâmetro visualmente, mesmo pequenas deformações (incluindo falta de equilíbrio) levarão a uma forte vibração do eixo e subsequente quebra do dispositivo;
3. O estado da conexão spline. Corrosão, rebarbas, entalhes e outros danos podem afetar seriamente o desempenho da linha de transmissão;
4. A condição do rolamento externo, incluindo a elasticidade da parte do amortecedor.

Independentemente de o gimbal parecer útil na desmontagem ou não, ele deve ser mostrado a um especialista. O profissional reconhece imediatamente se o cardan foi entendido ou não. No caso de reparações com esta unidade, um especialista poderá dizer se a estrutura foi montada corretamente.

E mais um ponto importante. Mesmo se você comprar um produto usado, os produtos cobertos pela garantia (do fabricante ou do vendedor) são dignos de atenção.

Vídeos relacionados

Por fim, assista a um breve vídeo sobre o que você pode fazer para evitar que o eixo da hélice vibre:

EIXO DA HÉLICE PARA QUE NÃO HAJA VIBRAÇÃO !!!

Perguntas e Respostas:

Onde está o eixo da hélice. O eixo da hélice é uma viga longa que vai da caixa de câmbio ao longo do sistema de escapamento do veículo até o eixo traseiro. O dispositivo de eixo cardan inclui um eixo central, cruzes (seu número depende do número de nós entre os eixos), um garfo deslizante com uma conexão estriada e um mancal de impulso.

O que é um gimbal. Sob o cardan, entende-se um mecanismo que fornece a transferência de torque entre eixos, que estão posicionados um em relação ao outro em ângulo. Para isso, é utilizada uma cruz que conecta os dois eixos.