Для чего карданный вал в машине

Карданный вал: ключевые функции, устройство и некоторые неисправности

Карданный вал – элемент трансмиссии задне- и полноприводных автомобилей, передающий крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач к редуктору переднего или заднего моста. Включает вал, скользящую вилку, крестовины, уплотнители и крепежные элементы. Выделяют одновальные и многовальные карданы.

Немного из истории применения карданных валов

Неопытные автолюбители думают, что карданным валом оборудованы все современные автомобили. Старые – так и подавно. На самом деле для транспорта с передним приводом в кардане попросту нет нужды, так как крутящий момент передается на переднюю ось через дифференциал и главную передачу. Где без кардана никак было не обойтись, так это в автомобилях полным и с задним приводом. Именно этот вал передает крутящий момент от автомобильной КП или же раздатки в случае полного привода к редукторам мостов.

Впервые карданный вал описал, но не изобрел итальянский инженер и математик Джероламо Кардано в 16 веке. Кстати, в его честь этот вал и был назван. Одним из первых успешно применил кардан в автомобилестроении промышленник Луи Рено. Как отметил господин Рено, применение карданного вала позволило надежно и без провалов передавать крутящий момент даже при езде по неровной дороге (раньше с этим были проблемы). На самом деле первый автомобильный карданный вал не сильно отличается от современного – некоторые конструктивные особенности современных валов заинтересовали бы инженеров прошлого века, однако само устройство в целом серьезных изменений так и не претерпело.

Достоинства и недостатки

В силу относительно простой конструкции карданные валы отличаются огромной живучестью. Они незаменимы в автомобилях, которые должны эксплуатироваться в условиях бездорожья. Один из самых живучих (с учетом нагрузок) элементов автомобиля вообще – крестовина – входит в состав именно карданного вала. Однако вместе с живучестью и возможностью выдерживать огромные нагрузки приходят и некоторые недостатки. Здесь легко проследить аналогию с некоторыми другими компонентами транспортных средств, которые в силу некоторых обстоятельств не претерпели усложнения с течением времени и появлением новых технических решений.

Главным и, пожалуй, единственным недостатками карданного вала являеюся его большие масса и габариты. Все остальные недостатки вытекают именно отсюда. К примеру, карданы грузовиков КамАЗ могут весить от 19,8 до 45 килограмм. Один лишь вал существенно повышает массу снаряженного автомобиля, что сказывается на динамических характеристиках и на расходе топлива. Нельзя не отметить, что под установку вала необходимо выделять туннель под днищем автомобиля. В случае грузовиков это не так существенно, однако в малогабаритных автомобилях из-за наличия карданного вала меняется геометрия задней части салона. Кроме того, вращающийся вал становится источником вибраций и шумов, что, впрочем, не станет проблемой, если водитель займется установкой вибро- и шумоизоляционных материалов.

Устройство карданного вала

Запчасти на DAF 45

LF 45 бортовая платформа (01.01 — )

Запчасти на Renault 16

16 hatchback (115) (09.65 — 08.80)

Как уже и было указано выше, устройство карданного карданных валов не претерпело серьезных изменений с течением времени. Как и более чем век назад, карданный вал состоит из пяти элементов. На деле их больше, однако фланцы, гайки, обоймы, кронштейны и сальники к основным элементам обычно не относят. Вот что лежит в основе карданного вала:

1. Центральный вал. Полая стальная труба. Полость нужна для того, чтобы уменьшить массу изделия;
2. Крестовины с наконечниками. По сути, это шарниры специфической крестовой формы, служащие для передачи крутящего момента, а заодно и соблюдения переменности углов (от 0 и до 20 градусов). Балансировка карданного вала нарушается, если угол вращения крестовины превышает отметку в 20 градусов ;
3. Промежуточный подшипник. Поддерживает основной вал, давая ему возможность свободно вращаться по оси. Если в карданном вале множество секций, то и промежуточных подшипников будет два, три или даже больше.
4. Скользящая вилка. Данный элемент конструктивно соединяет промежуточный и карданный вал на концах. Вместе с тем, он же компенсирует возрастающее расстояние по высоте между ними при езде по пересеченной местности.

Сами карданные валы делят но одно- и многосекционные. В случае односекционных валов область применения ограничена спортивными автомобилями с задне- и полноприводной трансмиссией, которые требуют максимально быстрой передачи момента на ведущие колеса. Многосекционные устройства находят применение в обычных легковых, а также грузовых автомобилях. Как несложно догадаться, все не перечисленные элементы карданного вала (в сумме их порядка 20) составлены уплотнителями, крепежными и демпфирующими элементами. В силу того, что карданные валы эксплуатируются в особенно жестких условиях, все эти элементы отличаются простотой и высокой живучестью.

Немного о типах карданных передач

Несмотря на довольно простое устройство карданных валов и, в целом, не слишком широкую область их применения, инженеры нашли несколько решений вопроса передачи крутящего момента. Карданные передачи могут быть реализованы с использованием таких конструкций:

• Шарнир равных угловых скоростей;
• Шарнир неравных угловых скоростей;
• Жесткие полукарданные шарниры;
• Упругие полукарданные шарниры.

Классическим вариантом принято считать использование шарниров неравных угловых скоростей (НУС). Такие шарниры нашли применение не только в карданной передаче. Они были реализованы рулевых колонках и даже в некоторых инструментах. Впрочем, на современных внедорожниках уже чаще используется система с ШРУсами, т.е. шарнирами равных угловых скоростей. Упругие шарниры тоже применяются довольно часто. Особенность таких шарниров в том, что они передают момент при изгибах, не превышающих 8 градусов . Вместе с тем, шарниры, представляющие собой упругие резиновые муфты, гарантируют отсутствие резких динамических нагрузок и, по сути, не требуют технического обслуживания. А вот жесткие полукарданные шарниры в автомобилестроении уже не применяются, хотя относительно успешные попытки были.

Неисправности карданных валов

Неисправностей, которые кроются в системе карданной передачи, довольно много. Самый верный вариант – обратиться к специалистам на СТО для точной диагностики. Впрочем, на многие вещи автолюбитель обратит внимание еще до того, как будет поставлен точный «диагноз». Давайте перечислим их, а уже потом разберемся, что делать в случае выявления неисправности:

1. Протечка масла в районе коробки передач или же передней части кардана;
2. Вибрация при наборе скорости, а также стук или удары после включения КП в работу;
3. Скрип (как постоянный, так и нечастый);
4. Вибрация;
5. Звон в трубе вала.

Если вы наблюдаете масло на кардане или же в районе коробки передач, то строго рекомендована проверка сальника коробки. Со временем уплотнители изнашиваются и перестают быть эластичными, вследствие чего образуется небольшая щель между сальником и штоком кардана – через нее масло может выходить из агрегата. Также стоит обратить внимание на целостность шлицевого соединения . Если шлицы имеют шероховатости или заусенцы, может также наблюдаться протечка масла. Как правило, проблема решается зачисткой шлицев шлифовальной шкуркой. Самый надежный вариант: замена шлицев.

Как показала практика, появления стуков и ударов при нагрузке на кардан обусловлена его люфтом. В первую очередь проверяют крестовину – если она начала разрушаться, замена является строго обязательной. Также обращают внимание на болты карданного вала. Их необходимо просто подтянуть. Проверьте также подшипники и подвижные шлицы. В случае износа шлицов и появления люфтов в подшипниках эти элементы нужно менять . Проблема скрипа, возникающего при нажатии на газ, нередко кроется в работе шарниров. Проверьте крестовины или ШРУСы. Крестовина может проржаветь и заклинивать. Если проблему игнорировать, она попросту разрушится – замену нужно произвести как можно скорее. С шарнирами равных угловых скоростей еще можно поработать. Их перебирают, осматривают, смазывают в случае необходимости и затем проверяют в реальных условиях. Если скрип остается, ШРУСы требуют замены.

Пожалуй, наиболее часто встречающимся индикатором неисправности карданного вала является вибрация. Сразу отметим, что вибрации могут наблюдаться и при дисбалансе колес. Если с колесами все в порядке, то источником вибрации на определенных скоростях очень часто является именно карданный вал. Зачастую вибрации наблюдаются на скоростях 60-80 км/ч , а также 90-120 км/ч . Заметьте, что вибрация карданного вала может наблюдаться не только при выработке отдельных его элементов, но даже и после ремонта. Вот в чем может крыться проблема:

1. Попадание твердых частиц и грязи в КП, раздаточную коробку и отдельные элементы кардана. Рекомендуется очистка кардана и в особенности его фланцев;
2. Отрыв или сильная коррозия балансировочных колец. Выявить проблему можно при осмотре;
3. Нарушение целостности крестовин. Их рекомендуется заменить;
4. Механические повреждения самого кардана. Если «труба» имеет более чем полутора-миллиметровую деформацию, то ее нужно заменить. В иных случаях ее можно править на гидравлическом прессе;
5. Неправильная сборка и монтаж кардана.

Заметьте, что не всегда источником вибраций является именно кардан. К примеру, вибрация может возникать на одних и тех же оборотах, но на неодинаковых передачах – в этом случае в проверке кардана нет необходимости. Если же вибрация начинает слабеть при переключении на другую передачу, но не исчезает совсем, карданный вал все же стоит проверить. А ч то касается звона в трубе вала, то его источником может стать отлетевшая крышка шлицов . В этом случае кардан разрезают и приваривают крышку на ее место. В очень редких случаях размещенная внутри трубы опора свинцового сердечника, призванная компенсировать дисбаланс, отрывается полностью или разваливается на части. В этом случае кардан остается лишь заменить на новый.

Поиск нового карданного вала

Вообще, найти подходящий кардан несложно. Автолюбитель может приобрести новый в магазине или же найти поддержанную деталь на авторазборке. Каждый из этих вариантов по-своему хорош. Главным достоинством разборок является то, что там автолюбитель сможет найти недорогие автозапчасти. Что касается поисков автозапчастей в магазине, то здесь есть несколько вариантов:

• Поиск по коду комплектующей;
• Поиск по VIN-коду автомобиля;
• Поиск по ключевым параметрам автомобиля: марка, модель, год выпуска и некоторые параметры агрегатов.

Сегодня все чаше пользуются последним вариантом поиска, т.к. современные интернет-магазины используют не только поиск по кодам, но и ориентирование по древовидным спискам – постепенное движение по схеме «марка – модель – категория запчасти – …. – запчасть». Покупателю стоит указывать параметры транспортного средства крайне внимательно , не допуская ни одной ошибки. Как правило, интернет-магазины предлагают новые карданные валы азиатского, реже европейского производства. Среди самых востребованных выделяют: вал карданный задний промежуточный, вал карданный задний в сборе, вал карданный к переднему мосту, а также вал карданный между КПП и раздаточной коробкой.

Если вы решились на покупку подержанного кардана, то его нужно будет проверить. Во-первых , необходимо осмотреть места креплений. Если они замятые или погнутые, то такое изделие не стоит покупать. Особенно важно осматривать карданы, конструкция которых не предусматривает наличия фланцев. Во-вторых , нужно проверить трубы кардана. Если они гнутые, весь вал быстро начнет вибрировать. В-третьих , изделие все равно придется отнести специалисту – он должен выявить, разбирался ли вал, а если разбирался, то был ли собран по технологии. В-четвертых , необходимо обратить внимание на шлицевое соединение. Зазубрины, вмятины и следы сильной коррозии – все это сигнализирует о том, что кардан не стоит приобретать. И, наконец, в-пятых – подвесные подшипники. Они должны быть целыми, не издавать посторонних звуков и т.п. Желательно покупать б.у. кардан с гарантией от продавца.

Вывод

Карданный вал – простое на первое взгляд изделие, с которым нередко возникают проблемы. Несмотря на высокую живучесть таких валов, они нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. В силу большого эксплуатационного ресурса автолюбитель может приобрести даже б.у. карданный вал, однако неновое изделие нужно самым тщательным образом проверять. В продаже встречаются и новые карданы – их производят как на отечественных, так и зарубежных заводах. Несмотря на то, что оригинальные карданы являются самыми надежными, их стоимость многие считают неадекватной. Неоригинальный кардан покупать можно, однако какие-то рекомендации по производителям дать сложно – качество изделий практически всех фирм, работающих на вторичный рынок карданных валов, примерно одинаково.

Устройство карданного вала

Без карданного вала невозможно себе представить автомобиль с системой заднего и полного привода. За несколько десятилетий конструкция этого агрегата не претерпела особых изменений. Разные производители стараются совершенствовать отдельные составные части узла, однако, сам принцип его работы не меняется.

Основное назначение и дополнительные функции кардана

Кардан, являясь частью трансмиссии, предназначен для эффективной передачи крутящего момента от коробки передач к заднему валу под различными углами. Энергия от вращения двигателя передаётся колёсам достаточно плавно, без рывков, ведь кардан гасит все возникающие вибрации. Это особенно актуально в условиях бездорожья. Благодаря работе кардана автомобиль, сохраняя мягкий ход, может быстро разогнаться на неровной дороге, избегая даже минимальной пробуксовки.

Необходимость использования вала объясняется тем, что мотор находится в другой плоскости, нежели все остальные узлы трансмиссии. Именно кардан позволяет компенсировать разницу этих высот и обеспечить бесперебойное движение автомобиля.

Карданный вал может выступать и частью рулевого механизма. Речь в этом случае будет идти о рулевом карданном вале. Соединяя рулевую колонку с рейкой, он заметно увеличивает чувствительность руля и облегчает управление машиной.

Также именно кардан помогает отобрать мощность от двигателя транспортного средства для имеющегося в его структуре специального навесного оборудования. Энергия вращения двигателя плавно переводится карданом на механизм подъёма бороны у сельскохозяйственной техники, на щётку для подметания дороги в уборочной машине. Этот же принцип встречается в работе, например, бетононасоса и автокрана.

Устройство карданного вала

Чтобы понять, как реализуется основное назначение кардана, следует разобраться в устройстве данного узла трансмиссии. Если кратко, то в структуру карданного вала (КВ) входит труба, на один конец которой монтируется неподвижная вилка шарнира. Другой её конец соединён уже с подвижной вилкой и раздвижным шлицевым соединением.

Основные элементы

Центральный и промежуточные валы

Центральный вал или карданная ось – основная часть карданного вала. Она представляет собой полую (а потому лёгкую) металлическую трубу, на которую крепятся остальные детали узла. Если передача конструктивно предполагает использование очень длинной трубы, последнюю принято делить на секции, именуемые промежуточными валами. Цельно вытянутую длинную трубу использовать неэффективно, так как она сама становится причиной излишних колебаний, вибраций и толчков всего механизма.

Шарнирный узел

Он служит для передачи энергии вращения двигателя в условиях постоянно изменяющегося угла между составляющими трансмиссии. В его состав входят:

• Скользящая вилка. Она расположена на участке присоединения самого КВ к мосту. В её структуре выделяют плоский диск (фланец) и два рога. В последних имеются отверстия под болты и под крестовину. В качестве основы для крепления подвижной вилки к мостам или непосредственно к коробке передач выступает ответный фланец. Смещающаяся вперёд и назад, вилка помогает немного изменять длину кардана.
• Приварная, жёстко зафиксированная вилка. Она служит для соединения валов (основного и промежуточных) между собой. Одна сторона вилки выполняет функцию ведомой, вторая – функцию ведущей. Приварная вилка помогает компенсировать разницу высот между деталями механизма, что очень важно при езде по бездорожью.
• Крестовина. Она выполняется из особо стойкой легированной стали. Закрепляемая посредством игольчатых подшипников между жёстко зафиксированных вилок, крестовина контролирует угол постоянно меняющегося наклона элементов шарнира. Корректным считается изменение наклона в диапазоне от 0 до 20 градусов. Возможность наклона шарниров в таком разбеге делает возможной максимально равномерную передачу крутящего момента.
• Шлицевое соединение раздвижное (кроме карданов с ШРУС). Оно помогает изменить фактическую длину вала при движении, обеспечивает его «растягивание» при перемещении по неровной дороге. Одной точкой деталь закрепляется непосредственно на коробке передач, второй – на редукторе. В условиях бездорожья интервал между этими точками способен увеличиваться, и кардан в прямом смысле растягивается, немного удлиняясь.
• Эластичная муфта. Она обеспечивает качественную компенсацию угловых и осевых отклонений КВ. Именно благодаря ей удаётся сгладить колебания, предотвращая сильное раскачивание движущейся машины. Эластичная муфта расположена на участке крепления вала непосредственно к коробке передач. Её гибкость позволяет предотвратить удары узлов трансмиссии о тяжёлую карданную ось.

Кронштейн безопасности

Кронштейн, расположенный под КВ, защищает центральную трубу от падения на дорогу в случае аварийного обрыва любой из частей вала.

Подвесной опорный подшипник

Он считается одним из самых нагруженных элементов многовального кардана, так как принимает на себя его осевую и радиальную нагрузку. Опорный подшипник надёжно удерживает КВ на месте, но при этом обеспечивает беспрепятственное вращение всех узловых элементов, их плавное раскачивание.

Промежуточный подшипник

Деталь служит для поддержки основного вала, позволяя трубе вращаться в необходимом направлении.

Сопутствующие элементы

• Сальники. Необходимы для качественного уплотнения соединений между деталями, для ещё более эффективного подавления возникающих в процессе езды колебаний.
• Предохранительные муфты. Защищают весь механизм кардана от внешних ударов и чрезмерного его растягивания.
• Кожухи. Защищают весь агрегат от попадания внутрь его пыли, грязи и даже камней.

Принцип работы

Передача крутящего момента при постоянно меняющемся положении вала в пространстве становится возможной благодаря слаженной работе двух важных механизмов. Речь идёт о скользящей вилке и крестообразном шарнире.

Как мы уже упоминали, скользящая вилка позволяет немного увеличить длину вала. Вкупе со шлицевым раздвижным соединением она становится гарантом непрерывности передаваемой энергии даже в периоды резкого смещения вверх или вниз всей подвески и заднего моста.

Шарнир же обеспечивает плавное вращение колёс в условиях постоянно изменяемого угла изгиба КВ.

Заключение

Устройство карданного вала, его длина (число секций), вес, эффективность работы может меняться в зависимости от модели транспортного средства и типа используемой в нём коробки передач. Работу КВ невозможно переоценить, ведь именно благодаря ему автомобиль может не просто перемещаться. Посредством вала удаётся сделать его движение плавным, мягким и безопасным даже в условиях бездорожья.

Ремонт и изготовление карданов в «КарданБаланс» в Москве

Специалисты «КарданБаланс» готовы выполнить для вас обслуживание карданного вала и отремонтировать его. При необходимости можно изготовить новый кардан или какие-либо специальные детали для его ремонта по чертежу.

В работе соблюдаются стандарты производителей, а также учитываются требования ГОСТ. Звоните и записывайтесь в наш сервис в Москве !

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.

Принцип работы карданного вала

Карданный вал работает на основе принципа компенсации угла между двумя валами. Когда один вал вращается, то крестовина и центральный шарнир начинают вращаться вокруг своей оси. В то же время, второй вал начинает вращаться в другом направлении, чтобы компенсировать угол между валами.

Карданный вал позволяет передавать крутящий момент между двумя валами, которые находятся под углом друг к другу. Он используется для передачи крутящего момента от двигателя к колесам в автомобиле и для передачи крутящего момента в различных промышленных механизмах.

Основные типы карданных валов

Существует несколько типов карданных валов, в зависимости от их конструкции:

Вращающийся карданный вал

Вращающийся карданный вал – это наиболее распространенный тип карданных валов. Он состоит из двух универсальных шарниров и трубки, которая соединяет их. Один из шарниров соединяется с коробкой передач, а другой — с дифференциалом. Вращающийся карданный вал имеет преимущество в том, что он может приспосабливаться к углу наклона исходного и конечного вала, что позволяет уменьшить вибрации и увеличить комфорт езды. Однако этот тип карданного вала может иметь недостатки, связанные с износом шарниров и неправильной балансировкой.

Карданный вал с неподвижным центральным шарниром

Карданный вал с неподвижным центральным шарниром – это другой тип карданных валов. Он имеет универсальный шарнир на каждом конце, но центральный шарнир не подвижен. Этот тип карданного вала обычно используется в тех случаях, когда пространство ограничено, например, в переднеприводных автомобилях. Он более компактен, чем вращающийся карданный вал, но может быть менее приспособлен к изменению угла наклона.

Карданный вал с двумя подвижными шарнирами

Карданный вал с двумя подвижными шарнирами — это механизм, состоящий из цилиндрических или конических валов, соединенных карданными крестовинами. Он используется для передачи крутящего момента между двумя несоосными валами, которые могут находиться под углом друг к другу.

Шарниры на карданном валу позволяют компенсировать различные углы и осевые смещения между валами, а также снижают вибрацию и шум в системе передачи. Они могут быть выполнены в различных конструкциях, включая шарниры с внешними и внутренними кольцами, крестовидные шарниры и другие.

Причины возникновения проблем с карданным валом

Карданный вал является надежным устройством, но, как и любая механическая часть, он может выйти из строя. Основные причины возникновения проблем с карданным валом:

1. Износ крестовины. Крестовина карданного вала является наиболее уязвимым компонентом, который может выйти из строя из-за износа или деформации. Это может привести к вибрациям, шуму и повреждению других компонентов.
2. Необходимость балансировки. Карданный вал должен быть балансирован для того, чтобы обеспечить плавную передачу крутящего момента. Несбалансированный карданный вал может привести к вибрациям и повреждению других компонентов.
3. Повреждение концов вала. Концы вала могут повредиться из-за столкновения или при работе на неровной поверхности. Это может привести к необходимости замены концов вала.

Карданный вал является важным устройством в автомобиле, которое обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к заднему мосту. Однако, как и любая механическая часть, карданный вал может выйти из строя. Основные причины возникновения проблем с карданным валом включают износ крестовины, необходимость балансировки и повреждение концов вала. Чтобы предотвратить возникновение проблем, карданный вал должен регулярно обслуживаться и проверяться на наличие дефектов. Если вы замечаете вибрации, шум или другие проблемы при езде на автомобиле, необходимо обратиться к механику для диагностики и ремонта карданного вала.

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.

Статьи

Чаще всего карданный вал определяют, как обязательный элемент трансмиссии заднеприводных или полноприводных автомобилей, между тем, в переднеприводных моделях тоже иногда используются карданы. В то же время, на некоторых машинах, где по утверждению потребителя стоят кардан-передачи, их нет в принципе. Как такое может получиться, и почему карданный вал передний совсем необязательно располагается спереди, мы и поговорим.

Что такое кардан

Любой более-менее опытный автолюбитель, а тем паче механик знает, что карданами называют особый тип соединений, которые используются для передачи крутящего момента между несоосными валами. Придумали такую передачу еще средневековые строители, и выдающийся инженер 16 века Джироламо Кардано первым описал эту конструкцию, за что ее и назвали в его честь.

Технически, описанное соединение, это шарнир неравных угловых скоростей, который состоит из пары вилок, перпендикулярно и подвижно установленных на общей крестовине. И уже от кардан-шарнира карданными начали называть валы и составные передачи, в которых они используются. То есть, можно в такой конструкции поменять любую составляющую – трубу, фланцы, шлицевое, но он будет оставаться карданом. А если заменить чем-то другим шарнир, то это будет уже совсем другой тип соединений.

Карданный вал шрусовой

Есть у кардан-передачи одна неприятная особенность – чем больше угол между сопрягаемыми валами, тем выше несинхронность вращения и потери крутящего момента. Если такой угол превысит 35 градусов (для двойного 42), то его функционал окажется под угрозой. Именно поэтому в автомобилях с переднемоторной компоновкой и приводом только на переднюю ось карданы не используются, а ставятся шарниры равных угловых скоростей – ШРУСы.

В то же время, на полноприводных машинах в конструкцию трансмиссии включен дополнительный редуктор – раздаточная коробка. Она обычно располагается на достаточном удалении от переднего моста и потому здесь его привод может быть карданным, но не всегда. Например, на некоторых моделях внедорожников в штатной комплектации или после модернизации передний кардан не является таковым, потому что в нем вместо классического шарнира стоит ШРУС.

Впрочем, стоит уточнить, что если применяется комбинация, где в передней части передачи расположен шарнир равных угловых скоростей, а в задней неравных, то такая конструкция имеет право называться карданом.

Передний карданный вал

Теперь перейдем к моменту, когда карданный вал передний является карданом, но расположен не спереди, а в центральной или даже задней трети автомобиля. Суть в том, что на большегрузном транспорте или просто машинах с достаточно длинной базой расстояние от коробки передач или раздатки до редуктора ведущего моста получается весьма значительным, и чтобы минимизировать потери, биения и риск повреждений, используются составные конструкции из нескольких валов.

Технически, первая по ходу автомобиля часть такой карданной передачи является передним карданом. Но если это автомобиль с полным приводом, то таковым он может считаться только в пределах отдельно взятого участка трансмиссии. Мало того, хоть и очень редко, но бывает, что составная конструкция используется в приводе передней оси, и тогда совсем беда – ее вторая часть это задний кардан, а передний, одновременно первая половина и вся конструкция в сборе.

Полезная информация

Но хуже всего то, что в любом автомобиле вне зависимости от количества и размещения карданов трансмиссии может быть так, что ни один из нельзя будет назвать передним в рамках общей конструкции. Особенно справедливо это по отношению к авто с бескапотной компоновкой, где реально самый первый по ходу движения кардан, то есть передний, расположен в рулевом управлении, а именно в соединении колонки с механизмом.

К счастью, его обычно так и называют, рулевым карданов или вовсе карданчиком, поэтому возможная путаница здесь исключена. А именно из-за этого мы и взялись напоминать прописные истины и запутывать пространственной «пропиской» каждой составляющей. Очень часто, когда покупатель не знает общепринятый каталожный номер (артикул) детали, он использует бытовые обороты, и у оператора, принимающего заявку, начинаются сложности. А бывает и так, что по заказу отправляется совсем не тот узел, который нужен.

Поэтому, мы напоминаем, что если вы хотите самостоятельно заказать карданный вал с помощью автоматической онлайн-формы на сайте нашего интернет-магазина ООО «Лидер», обязательно убедитесь в соответствии и применяемости выбранного товара. А когда оформляете покупку через менеджеров, подробно объясняйте, что именно требуется.