Как работает карданный вал. Карданная передача. Карданный вал не резиновый

Карданный вал предназначен для передачи крутящего момента между агрегатами трансмиссии, удаленными друг от друга. Карданным валом соединяют вторичный вал коробки передач с ведущим валом главной передачи, размещенной в заднем мосте автомобилей с задним приводом, либо валы раздаточной коробки с валами главных передач в переднем и заднем мостах машин с полным приводом.

Корона или «спутник» тесно связаны с помощью гипоидной передачи к передающему валу через зубчатую шестерню; именно отношение зубцов между коронкой и шестерней - это тот, который делает необходимое сокращение вращения, о котором мы говорили вначале. Комплект коронки, шестерни и планетарный, заключен в картер, который образует «группу» и который погружен в масло, как коробка передач. В автомобилях с задним приводом «группа» прикрепляется к блоку смены муфты двигателя с помощью трансмиссионного вала, проходящего в продольном направлении через автомобиль, вызывая традиционный «туннель» во внутреннем салоне.

Карданный вал связывает агрегаты, оси которых не совпадают, а расстояние между агрегатами постоянно изменяется по причине перемещений связанных агрегатов относительно друг друга из-за перекатывания колес по дорожным неровностям и работы подвески на сжатие и отбой. Этими условиями продиктована конструкция карданного вала.

Промежуточные соединения и карданные передачи

В автомобилях с передним двигателем и трансмиссией группа напрямую привязана к изменению, которое приобретает существенное пространство и достигает большего уплотнения. Функционируя как вторичная передача, вал между коробкой передач и задним колесом характеризуется длительным сроком службы и неизменными характеристиками. Это означает, что необходимо несколько операций обслуживания. Приводной вал вращается внутри параллельной системы. Система параллельного соединения с превосходной реакционной скобой сочетает в себе спортивный дизайн с последовательной легкой конструкцией.

Вилки и крестовины

Карданные шарниры являются именно теми элементами карданного вала, которые обеспечивают возможность передачи крутящего момента между несоосными валами. Состоит шарнир из двух вилок и крестовины между ними. Подвижность шарнира обеспечивается игольчатыми подшипниками, при этом стаканы подшипников запрессовываются в отверстия вилок, а иглы перекатываются непосредственно по шипам крестовин.

Снижение веса в виде нижней неподрессоренной массы защищает высокочувствительный ответ задней подвески. Система параллельного соединения, которая сочетает в себе функции управления задним колесом и передачей мощности, значительно снижает силы, вызванные передачей оси, что в противном случае привело бы к упрочнению подвески во время ускорения. Этот подъемный момент эффективно устраняется. По существу, он действует как реакционный момент крутящего момента, типа параллелограмма, между задней группой и рамой.

Преимущество этой конструкции заключается в том, что она обеспечивает значительное увеличение зазора над землей в области заднего колеса. Корпус из легкого сплава задней группы имеет шарнирное соединение с легким сплавом с маятниковым рычагом, поддерживающим приводной вал. В центре вращения этого сустава дополнительный универсальный шарнир приводного вала передает мощность задней группе, корпус которой поддерживается скобой к раме. Сам вал также соединен с выходным валом смены с помощью универсального шарнира в точке поворота.

Срок службы любого подшипника определяется износом, а интенсивность износа зависит от качества смазки и условий эксплуатации. Подшипники крестовин не исключение, но крестовины бывают необслуживаемые и обслуживаемые. В подшипники первых смазка закладывается на весь срок эксплуатации, и поскольку под этим сроком производители автомобилей и владельцы подразумевают совершенно разный период и пробег, угроза выхода необслуживаемых крестовин из строя как дамоклов меч нависает над всеми владельцами машин с подобными карданными валами.

Кинематика параллельной системы такова, что изменения длины не происходит, и смещение не требуется. Чтобы получить дополнительный комфорт, торсионная заслонка встроена в вал. В центре вращения рамы - как рама легкого сплава моделей К, так и стальная рама моделей боксеров - маятник параллельной системы поддерживается регулируемыми и не требующими обслуживания коническими роликовыми подшипниками. В зависимости от типа мотоцикла коническая шестерня задней оси передает крутящий момент соответствующим образом.

Большая шестерня, также называемая короной, поддерживается между рифленым шарикоподшипником внутри и роликовым подшипником снаружи. Вся приводная система поддерживается на раме с помощью центрального узла пружинного амортизатора, установленного на параллельном маятнике.

Старость не радость

В обслуживаемых крестовинах предусмотрены масленки и каналы, через которые смазка нагнетается в подшипники с помощью специального шприца. Для белорусских условий эксплуатации, особенно для джипов, владельцы которых регулярно выезжают в труднопроходимые места, где машина по мосты может оказаться в грязи, обслуживаемые крестовины предпочтительней. Однако, как показывает опыт, многие хозяева смазывают крестовины неправильно или, что еще хуже, но случается чаще, вообще не испытывают желания утруждать себя этой работой. Между тем смазка имеет свойство стареть, а грязь и вода, проникая внутрь шарнира, не только помогают ей в этом, но также инициируют коррозию и ускоряют износ.

В сочетании с оптимизированной конструкцией относительно веса маятника и корпуса 50 мм. Чем больше диаметр туши группы, тем значительнее уменьшение неподрессоренных масс, действующих на заднее колесо. Шасси реагирует более быстро и чутко на неровные поверхности. Внутренний диаметр трубки вала также обеспечивает эффективное рассеивание тепла корпуса задней группы.

Муфта обычно связана с элементом в автомобиле, который используется для подключения двигателя к коробке передач. Мы знаем, что мы можем контролировать его и отключать в нужный момент. В станкостроении муфта называется устройством для постоянного соединения или соединения и отсоединения валов для передачи крутящего момента. Оси связанных валов могут лежать на одной прямой или пересекаться под углом. В каждом сцеплении мы можем различать активный элемент и пассивный элемент. Первый из них установлен на ведущем валу, конечно, другой, аналогично на ведомом валу.

Подшипники крестовин имеют защитные уплотнения, однако и им свойственно стареть и в конечном итоге становится негерметичными. А старость не радость. Стоимость крестовин в запчастях — от 8 до 100 у.е., но это только видимая часть айсберга. Подводная же часть заключена в способе фиксации подшипников стопорными кольцами или кернением. Кернение делает крестовины условно неразборными, из-за чего при проблемах с ними могут предложить поменять карданный вал в сборе, что сразу увеличит цену вопроса до трех-четырехзначных сумм у.е.

Между этими элементами имеется соединитель, который может существовать во многих различных формах, не обязательно в виде набора элементов машины - например, в виде жидкости. Существует много видов муфт, но в целом мы можем разделить их на принудительные и скользкие муфты, а также на постоянные и непересекающиеся муфты. Дальнейшие подразделения учитывают задачи, выполняемые муфтами или решениями по строительству. Муфта кардана является принудительной муфтой. Они также называются шарнирными или шарнирными соединениями.

Неправильное слово - «карданный вал». Эта концепция вошла в традиционный словарь, как в автомобилях с задним приводом, вал, соединяющий коробку передач с задним дифференциалом, или двигатель имеет карданные соединения. Однако в профессиональной терминологии следует остерегаться этого термина.

Карданный вал не резиновый

Чтобы во время движения автомобиля компенсировать постоянное изменение расстояния между агрегатами, связанными карданной передачей, трубу карданного вала делают не сплошной, а телескопической. Другими словами, труба кардана состоит из частей, сочлененных с помощью подвижного шлицевого соединения, позволяющего частям вала перемещаться вперед-назад относительно друг друга.

Соединение кардана соединено с активным и пассивным валом с помощью соединителя, который является крестом. Концы обоих валов имеют форму вилки. Концы обоих компонентов, как ведомые, так и ведомые, постоянно соединены с крестом. Метод соединения позволяет относительное вращение каждого из них в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения другого элемента. Благодаря этому можно передавать момент между валами, которые отклоняются друг от друга даже под высоким углом.

Основная проблема с этим типом шарнирных соединений заключается в том, что скорость пассивного вала пульсирует. Другими словами, он попеременно больше и меньше скорости активного вала. Чем больше угол между осями подключенных валов, тем больше указанная пульсация. Одним из основных параметров карданного сустава является его кинематическое отношение, которое мы определяем по следующей формуле.

Для шлицевого соединения также критичен износ, однако изнашивается шлицевое соединение не столь интенсивно, как крестовины, поэтому и беспокоит реже. С другой стороны, шлицевое соединение — самый дорогой элемент карданного вала, и если нет желания досрочно «попасть» примерно на 200-250 у.е., за ним тоже глаз да глаз нужен.

Шлицевые соединения опять-таки бывают необслуживаемыми, со смазкой, заложенной на весь срок службы, и обслуживаемыми, в которых смазка периодически должна обновляться через предусмотренную масленку. Уплотнение, предохраняющее шлицевое соединение от попадания грязи и влаги, тоже предусмотрено, однако и оно со временем теряет работоспособность, что ускоряет выход соединения из строя. Опять же на срок службы влияют условия эксплуатации и правильное и регулярное обслуживание.

Подвешенному неймется

Часто по причине большой длины вала в конструкции карданной передачи предусматривается промежуточная опора, называемая также подвесным подшипником. От него тоже можно ждать сюрпризов стоимостью от 10-15 у.е. за запчасть плюс 15-20 у.е. за работу по замене и до стоимости карданного вала, поскольку по заводским технологиям для многих моделей современных автомобилей при выходе подвесного подшипника из строя должен меняться карданный вал в сборе.

Поскольку это подшипник, к сказанному выше о подшипниках крестовин добавить особо нечего. Однако этот подшипник установлен в резиновой кольцевой подушке, которая обеспечивает виброизоляцию карданной передачи. Бывает, подушка разрушается или отслаивается от обоймы подшипника и наружной скобы крепления.

Не подмажешь — не поедешь

Если смазка всему голова, необслуживаемые крестовины можно превратить в обслуживаемые, приурочив эту метаморфозу к замене, которую рано или поздно старые крестовины и их подшипники потребуют. Одновременно можно сделать обслуживаемым шлицевое соединение. Далее все будет зависеть от условий эксплуатации и ухода.

При обычной эксплуатации смазывать обслуживаемые крестовины и шлицевые соединения желательно не реже, чем через 10 тыс. км, но джиперам, окунающим машину в воду и грязь по мосты, нужно взять за правило шприцевать масленки после каждой такой поездки. Смазка: консистентная, на литиевой основе, например, «Литол». Крестовина правильно смазана, если новая смазка при шприцевании появилась из-под всех уплотнений. Если какое-то из уплотнений «сачкует», надо поменять положение кардана, съехав с ямы или эстакады, а затем на нее вернувшись.

Для смазки шлицевого соединения достаточно трех-четырех качков шприцем. Если переборщить, можно нарушить балансировку кардана. В принципе, смазывается и необслуживаемое соединение, но для этого понадобится пометить обе части вала, отсоединить кардан от коробки, вытащить шлицевую часть вала из шлицевой втулки, промазать шлицы и вновь собрать вал по сделанным меткам.

При обслуживании кардана нужно провести диагностику его элементов, дергая их вверх-вниз и в стороны. Люфты в крестовинах, шлицевом соединении и подвесном подшипнике не допускаются, повреждения и отслоение резиновой подушки подвесного тоже, и если они обнаружатся, лучше показать машину специалистам по ремонту карданных валов. Устранение проблемы на начальной стадии позволит обойтись малой кровью.

При троганьи автомобиля вперед-назад должны насторожить щелчки, при езде — вибрация, посторонний шум, свист, гудение. Не обязательно, что причиной будет кардан, поскольку в трансмиссии найдутся и другие узлы, способные пошуметь, но в любом случае это сигнал тревоги.

Вердикт «Автобизнеса»

Крестовины, подвесные подшипники и подвижные шлицевые соединения — основные поставщики проблем, вызывающих необходимость ремонта карданного вала. Другие вопросы возникают редко, но даже трубу кардана можно завязать узлом, если сидящий за рулем проявит настойчивость…

Сразу два типа неисправностей в одной крестовине. Шип справа: коррозия. Шип слева: уплотнение выдержало, но износились иглы, а шип стал граненым, о чем свидетельствуют появившиеся на нем продольные канавки


Езда на отслуживших свое подшипниках крестовин может привести к поломке вилки. По заверениям владельца, он до самого конца не слышал никаких стуков со стороны карданного вала


Изношенное шлицевое соединение. Случай нетипичный — износ стал следствием неисправности подвесного подшипника. Вероятнее всего подшипник перегрелся, из-за чего потерял посадку на шлицевой втулке. Сквозные пазы на трубе сделаны не фрезерным станком, а «прогрызены» внутренней обоймой подшипника


Трубу кардана можно завязать узлом, если сидящий за рулем проявит настойчивость


Подвесной подшипник установлен в резиновой подушке, которая, бывает, разрушается или отслаивается от обоймы подшипника и наружной скобы крепления


В обслуживаемых крестовинах и шлицевых соединениях предусмотрены масленки, через которые с помощью специального шприца нагнетается смазка

Поделиться:

Карданная передача состоит из двух карданных шарниров с игольчатыми подшипниками, соединенных полым валом, и скользящей вилки с эвольвентными шлицами.

Для надежной защиты от попадания грязи и обеспечении хорошей смазки шлицевого соединения скользящая вилка 6, соединенная с вторичным валом 2 коробки передач, размещена в удлинителе 1, закрепленном на картере коробки передач. Кроме того, такое расположение шлицевого соединения (вне зоны между шарнирами) значительно повышает жесткость карданной передачи и уменьшает возможность появления вибраций вала при износе скользящего шлицевого соединения.

Карданный вал состоит из тонкостенной электросваркой трубы 8, в которую с каждого конца запрессованы, а затем приварены дуговой электросваркой две одинаковые вилки 9. В отверстия проушин вилок 9 запрессованы корпусы игольчатых подшипников 18 крестовины 25, которые крепятся пружинными стопорными кольцами 20. В каждом карданном подшипнике помещены 22 иглы 21.

На выступы цапф крестовин напрессованы штампованные обоймы 24, в которые устанавливаются пробковые кольца 23.

Подшипники смазываются с помощью угловой пресс-масленки 17, ввернутой в резьбовое отверстие в центре крестовины, которое соединено со сквозными каналами в цапфах крестовины.

С другой стороны крестовины кардана в центре ее размещен предохранительный клапан 16, предназначенный для выпуска излишней смазки при заполнении крестовины и подшипников и предотвращающий повышение давления внутри крестовины при нагревании ее во время работы (клапан срабатывает при давлении около 3,5 кГ/см).

Необходимость введения предохранительного клапана вызвана тем, что чрезмерное повышение давления масла внутри крестовины может привести к порче (выдавливанию) пробковых сальников.

Так как карданные подшипники невозможно смазывать шприцем с обычным наконечником, в комплекте инструмента, прилагаемом к автомобилю, имеется специальный наконечник для шприца. Смазку к карданным подшипникам нужно подавать до обильного появления ее из-под головки клапана 16.

Для заполнения карданных подшипников смазкой нужно, прижав наконечник к пресс-масленке, сделать плавный нажим на шприц, так как при резком нажиме смазка начнет вытекать через предохранительный клапан до того, как будут заполнены полости цапф крестовины и подшипников. Желательно, чтобы смазка имела температуру 30-40° С.

Рис. Карданная передача:
1 - удлинитель картера коробки передач; 2 - вторичный вал коробки передач; 3 и 5 - грязеотражатели; 4 - резиновые сальники; 6 - скользящая вилка; 7 - балансировочная пластина; 8 - труба карданного вала; 9 - вилка;10 - фланцевая вилка; 11 - болт; 12 - фланец ведущей шестерни заднего моста; 13 - пружинная шайба; 14 - гайка; 15 - задний мост; 16 - предохранительный клапан; 17 - угловая пресс-масленка; 18 - игольчатый подшипник; 19 - проушина вилки; 20 - стопорное пружинное кольцо; 21 - игла; 22 - шайба с тороидным торцом; 23 - пробковое кольцо; 24 - штампованная обойма; 25 - крестовина

Чтобы обеспечить хорошую износостойкость игольчатых подшипников карданных шарниров, их надо смазывать только трансмиссионным автотракторным маслом (нигролом) или другой жидкой смазкой не меньшей вязкости, но ни в коем случае не универсальной среднеплавкой смазкой (солидолом).

Скользящее соединение карданного вала, помещенное в удлинитель 1 коробки передач, смазывается маслом, имеющимся в полости удлинителя, и дополнительной смазки не требует.

Карданный вал в сборе с обоими шарнирами тщательно динамически балансируется с обоих концов путем приварки балансировочных пластин 7 к трубе. Поэтому при разборке вала все его детали нужно тщательно замаркировать для того, чтобы при сборке можно было установить их в прежнее положение. Несоблюдение этого указания нарушает балансировку вала, что вызывает затем вибрации, разрушающие трансмиссию и кузов автомобиля.

При износе отдельных деталей, и особенно при прогибе трубы в результате удара и невозможности динамически отбалансировать вал после сборки, необходимо заменить весь вал.

Фланцевая вилка 10 карданного вала, в проушины которой входят два подшипника заднего карданного шарнира, прикреплена четырьмя специальными болтами 11 с удлиненными цилиндрическими подголовками, гайками 14 с пружинными шайбами 13 к фланцу 12 ведущей шестерни заднего моста 15. Скользящая вилка 6 надевается на шлицы вторичного вала 2 коробки передач, расположенного в удлинителе, в который запрессованы два самоподжимных резиновых сальника 4. Кроме того, на вилку 6 напрессован и приварен к ней грязеотражатель 5, входящий в другой грязеотражатель 3, закрепленный на картере удлинителя коробки передач.

При снятии карданного вала и коробки передач с автомобиля необходимо следить за тем, чтобы не были погнуты грязеотражатели 3 и 5, иначе они будут задевать друг за друга.

Уход за карданной передачей заключается, кроме периодической смазки карданных шарниров, в очистке от грязи и подтяжке болтов 11 крепления фланцевой вилки к фланцу ведущей шестерни заднего моста. Для разборки карданного шарнира необходимо закрепить вал в тисках, вынуть стопорные кольца 20, легкими ударами молотка через медную или алюминиевую оправку выбить два противоположных корпуса подшипников 18 и вынуть крестовину. При значительной выработке необходимо заменить крестовину в сборе с подшипниками.

При сборке необходимо убедиться в наличии всех игл (22 шт.) в каждом подшипнике, так как отсутствие хотя бы одной иглы приведет к перекосу игл и выходу из строя подшипников и крестовины.

Таблица. Возможные неисправности карданной передачи, их причины и способы устранения

Причина неисправности Способ устранения неисправности
Вибрация карданного вала
1. Искривление трубы вследствие наезда на препятствие 1. Отрихтовать вал в сборе и отбалансировать динамически или заменить собранный вал
2. Износ подшипников и крестовин 2. Заменить подшипники и крестовины и отбалансировать динамически собранный вал
3. Износ втулок удлинителя и скользящей вилки 3. Заменить удлинитель и скользя­щую вилку и отбалансировать ди­намически собранный вал
Стуки при трогании с места и при езде в накат
1. Износ шлицев скользящей вилки или вторичного вала коробки передач 1. Заменить изношенные детали. При замене скользящей вилки отбалансировать динамически собран­ный вал
2. Ослабление болтов крепления фланцевой вилки к фланцу веду­щей шестерни заднего моста 2. Подтянуть болты
Выбрасывание масла из сальников карданных подшипников
Износ пробковых колец сальни­ков карданных подшипников Заменить пробковые кольца, сох­ранив при переборке относитель­ное положение всех деталей кар­данного вала. Если имеется износ крестовин и подшипников, заме­нить подшипники и крестовины и отбалансировать динамически соб­ранный вал

По вопросам ремонта и балансировки карданов без посредников рекомендуем обращаться к компании с огромным опытом «Ремкардан». В список оказываемых ими услуг также входит переделка неразборных карданных валов в разборные, ремонт чулка заднего моста, продажа карданов различных производителей и многое другое.