что такое кардан в машине

Зачем в автомобилях карданный вал и какие функции он выполняет

Вопрос касательно устройства, назначения и ремонта карданного вала вряд ли заинтересует владельцев переднеприводных транспортных средств. Но если вы владеете машиной с полным или задним приводом, тогда про карданный вал (КВ) просто обязаны знать всё, и даже немного больше.

Ни один автомобиль с полным и задним приводом не обходится без этого элемента. Ключевой задачей КВ является передача энергии вращения от силового агрегата непосредственно на колёса. Это делает вал невероятно важной составляющей транспортного средства. От целостности и работоспособности кардана во многом зависит надёжность всего авто и его ходовых характеристик в частности.

Чтобы лучше разбираться в этом вопросе, нужно понять особенности карданного вала, разобраться с его разновидностями, устройством и принципом работы. Также не будет лишним узнать про характерные неисправности этого узла, что позволит по мере необходимости принять правильные меры по ремонту и восстановлению работоспособности КВ.

Что это такое

Начнём с основного назначения карданной передачи или вала. Это даст вам возможность окончательно понять, что же такое этот кардан и зачем он нужен в машине.

Это механизм, предназначенный для передачи вращения от коробки передач на редуктор. Вращение передаётся на редуктор передней или задней оси, что уже напрямую зависит от конкретного автомобиля и особенностей его устройства. Это промежуточный элемент, играющий при этом крайне важную и значимую роль в трансмиссии.

Карданные передачи могут применяться не только на заднеприводных и полноприводных автомобилях, но также присутствуют в мотоциклах. Если говорить простыми словами относительно того, что такое карданный вал, то его можно охарактеризовать как устройство для передачи вращения от КПП на ведущую ось. Этот механизм позволяет обеспечить независимое от кузова автотранспортного средства движение для колёс и подвески.

Не все до конца понимают, для чего нужен карданный вал в составе автомобильной конструкции. Такое приспособление становится практически незаменимым, когда машина выезжает на пересечённую местность. Когда автотранспорт движется по неровным поверхностям, возникают достаточно сильные колебания на ведущих мостах, раме и кузове.

А когда происходят даже незначительные смещения осей относительно друг друга, это существенно повышает износ элементов. Как результат, в машине нарушается плавность хода, которая самым непосредственным образом влияет на комфорт. За счёт наличия и работы карданной передачи все эти явления удаётся предотвращать.

Некоторые автотранспортные средства устроены таким образом, что коробка передач располагается выше, чем редуктор заднего моста. Из-за этого момент вращения приходится передавать под определённым углом. Реализовать такую передачу вращения становится возможным за счёт использования в конструкции карданной передачи или карданного вала.

Классификация

Всего существует несколько типов карданных передач. Применяется несколько принципов классификации для определения конкретного устройства.

Если рассматривать виды карданных валов по их назначению, тогда выделяют следующие:

Также можно разделить карданные передачи на:

Но и это не всё. Есть и другой вариант классификации, который также делить карданные передачи на 2 типа.

Отталкиваясь от конструктивных особенностей и назначения, карданные валы можно разделить на односекционные и многосекционные.

Многосекционные преимущественно применяются в обычных легковых и грузовых автотранспортных средствах. В случае с односекционными карданами речь идёт уже о ситуациях, где большую роль играет необходимость быстрого вращения на ведущей оси. Это относится к спортивным автомобилям, которые оснащаются задним или полным приводом.

Особенности устройства

Если не учитывать некоторые компоненты КВ в виде уплотнителей, креплений и эластичной муфты, то это устройство содержит в себе несколько ключевых составляющих. Хотя и та же муфта выполняет не менее важную роль, поскольку отвечает за поглощение вибраций и резких рывков.

Что же касается устройства карданной передачи, то тут следует выделить такие компоненты как:

Но мало просто узнать, из чего состоит автомобильный карданный вал. Также следует дополнительно разобрать особенности все работающих компонентов.

Чтобы понять, как работает в машине карданный вал, необходимо уточнить некоторые нюансы относительно составляющих узла. Так вы лучше поймёте, на чём основывается используемая в авто карданная передача.

Эти агрегаты бывают двухвальными или одновальными. В случае с двухвальным устройством в механизме дополнительно присутствует промежуточный кардан, к которому в заднем отделе приварен хвостовик, дополненный наружными шлицами. А к переднему отделу с помощью шарнира монтируется скользящая втулка. Если система одновальная, тогда промежуточный участок на ней отсутствует.

В передней части авто КВ крепится в КПП за счёт подвижного соединения шлицевого типа. Для реализации такой задумки на конце механизма предусмотрено наличие специального отверстия, имеющего внутренние шлицы. Устройство позволяет осуществлять продольные смещения этих шлицов, когда машина находится в движении.

Затем монтируется подвесной подшипник КВ, который при помощи специального кронштейна устанавливается и фиксируется на кузове. Это выступает как дополнительное крепление, которое не позволяет осуществлять излишние смещения во время поездок.

После идёт вилка, располагающаяся между передней и задней частью КВ. Тут находится крестовина с игольчатыми подшипниками. За счет этих вилок и крестовин в конструкции КВ удаётся передавать момент при различных углах возможного изгиба карданного вала.

КВ фиксируется в задней части к редуктору заднего моста с помощью фланца. Параллельно с этим хвостовик, имеющий внешние шлицы, входит уже непосредственно во фланец привода автомобильной главной передачи.

Работа карданной передачи основывается на том, что она может передавать крутящий момент при меняющемся положении карданного вала в пространстве. Для реализации такой функции ключевую роль играют два компонента. А именно вилка и шарнир крестообразного типа.

Скользящая вилка позволяет несколько увеличивать длину механизма, когда автотранспортное средство движется по неровному участку дороги. Длинное шлицевое соединение не позволяет прекращать передачу момента даже в ситуациях, когда подвеска вместе с задним автомобильным мостом начинает смещаться вверх или вниз.

Задача шарнира при этом заключается в обеспечении вращения колёс при изменениях угла изгиба карданного вала. Принято считать, что механизм продуктивно работает, когда угол не превышает 20 градусов. При превышении этого значения начинается процесс активного износа элемента.

Преимущества и недостатки

Несмотря на объективную необходимость использования карданной передачи в автомобиле, этот механизм обладает сильными и слабыми сторонами.

Начнём с положительных качеств. Их перечень достаточно обширный, потому стоит остановиться на самых основных.

Но и недостатки в карданных валах также присутствуют. И на них порой стоит обращать внимание.

Если говорить о слабых сторонах КВ, то здесь стоит выделить такие моменты:

Несмотря на имеющиеся недостатки, некоторые из них достаточно условные, и не могут считаться полноценными минусами карданного вала. Плюс производители активно работают над усовершенствованием конструкции, что позволяет избавляться от некоторых недочётов, а также исправлять ошибки предыдущих версий карданных передач.

Характерные неисправности

Наиболее подверженными поломкам в конструкции карданного вала являются такие элементы как крестовины, шарниры и подшипники. В процессе эксплуатации на них воздействуют сильные нагрузку и компоненты постепенно изнашиваются. В зависимости от того, какой тип привода используется и какая конструкция у конкретного автомобиля, срок службы указанных элементов обычно не превышает 70 тысяч километров.

На скорость и интенсивность износа непосредственно влияют условия эксплуатации, манера вождения и ряд других провоцирующих факторов.

Признаками износа выступают характерные щелчки и стуки, которые возникают при старте автомобиля или при переключении передач. Если ломается крестовина переднего вала, в районе ног переднего пассажира возникает скрежет и стук металла, плюс на приборной панели включаются соответствующие лампы, сигнализирующие о неисправностях. Не решив проблему своевременно, можно спровоцировать поломку переднего редуктора и АКПП, что выльется в очень крупную сумму денег.

Важно понимать, что предотвратить износ и выход из строя крестовин или шарниров невозможно. Тут требуется своевременная диагностика и замена этих элементов при возникновении признаков неисправностей.

В конструкции кардана вал выступает как наиболее крепкий элемент всего узла. Для его производства применяют высокопрочную сталь, способную выдерживать около 500 тысяч километров эксплуатации. Повреждения возникают в основном при неаккуратной езде, когда машина наезжает на препятствия. Также поломка может возникнуть по причине обрыва карданных шарниров.

Симптомами неисправностей вала выступают вибрации из-под днища во время движения. Вероятнее всего кардан был погнут. Его лучше менять в условиях автосервиса. Если попытаться выровнять вал и сделать это неправильно, вы спровоцируете разрушение крестовин и остальных компонентов трансмиссии автомобиля. Потому лучше не рисковать, а сразу заменить элемент.

В практике автомобилистов, на машинах которых используется КВ, встречаются различные неисправности. Чаще всего они связаны с:

Все эти ситуации следует рассмотреть отдельно.

Утечка масла

Подобная проблема в основном встречается на автомобилях, где используется устанавливаемое в раздаточной коробке или КПП шлицевое соединение.

Утечка может образовываться из-за образования на шлицевом соединении шероховатостей и заусенец. Чтобы решить проблему временно, можно зачастить поверхность с помощью наждачной бумаги нулёвки. Но это исправит ситуацию только на некоторое время. Потому лучшим выходом станет замена.

Утечка образуется при повреждении сальника. При этом уплотнительное кольцо теряет свою эластичность, что приводит к появлению зазора между подвижным карданным штоком и сальником КПП. Чтобы устранить неполадку, рекомендуется поменять сальник.

Стуки при включении КПП и вибрация на разгоне

Удары, возникающие при нагрузке на вал, образуются по причине зазоров между компонентами узла. Именно это считается основным фактором.

Скрип при ускорении

Нажимая на педаль газа, могут возникать нехарактерные посторонние звуки в виде скрипов. Если скрип возникает периодически или постоянно при надавливании на педаль, а также при движении так называемым накатом, тогда причину следует искать в дефектах на шарнирах крестовины. Либо же проблема связана со ШРУСом.

Когда крестовина заклинивает, и параллельно появляются ржавые подтёки на поверхности, подшипник стакана явно деформировался. Элемент рекомендуется заменить в ближайшее время, поскольку игнорирование проблемы приведёт к ещё более серьёзным и дорогостоящим последствиям.

Если дело в заклинивании ШРУСа, тогда рекомендуется разобрать узел, по мере необходимости смазать его элементы. Когда такая мера не помогает, остаётся только заменить деталь.

Вибрации

Автомобилисты порой сталкиваются с таким явлением как возникновение вибраций в КВ. Зачастую причина заключается в нарушении баланса колёс.

Когда вибрация наблюдается лишь на скорости в пределах от 60 до 80 и от 90 до 120 километров в час, для решения проблемы обычно вполне достаточно провести балансировку кардана. Такую процедуру зачастую проводят в обязательном порядке, когда часть элемента меняют или собирают, не опираясь на заводские метки.

Если же никакие ремонтные работы не проводились, то есть ошибки при обратной сборке исключены, а сами вибрации появились внезапно и проявляются на определённых скоростях, увеличиваясь при этом по мере роста скорости, нужно выполнить несколько диагностических мероприятий. А именно:

Тут вариантов может быть несколько. Лучше начинать с малого и наиболее простого в плане устранения. Если с неполадкой вы не можете справиться сами, и не удаётся отыскать причину неисправности, лучше обратиться за помощью к специалистам.

Проблемы с подвесным подшипником

Диагностировать подобную неполадку можно по характерному звуку. Поломка проявляется в виде шуршания. Если вы слышите шуршащий звук, высока вероятность поломки подвесного подшипника.

В своём нормальном состоянии этот элемент с лёгкостью вращается, его движения плавные и практически бесшумные. Никаких подклиниваний не наблюдается.

Если же звук есть, тогда подшипник потребуется заменить. Пытаться его отремонтировать не имеет никакого смысла.

Полезные рекомендации

Запомните, что игнорировать любые признаки неисправностей кардана ни в коем случае нельзя. Если не прислушиваться к этому совету, вы можете столкнуться со следующими последствиями:

Вряд ли кто-то из автовладельцев осознанно захочет столкнуться с подобными неприятностями.

Но во многом их можно избежать, если придерживаться нескольких простых правил. Все эти рекомендации направлены на увеличение срока службы карданного вала.

Если вы заинтересованы в сохранении ресурса КВ, тогда необходимо:

Карданный вал является во многом важным элементом автотранспортного средства, который хоть и считается промежуточным звеном, но выполняет ключевую роль в работе заднеприводных и полноприводных автомобилей.

Узел не обладает крайне сложным устройством, а его принцип работы понятен многим. Это позволяет самостоятельно решать возникающие проблемы, своевременно обнаруживать неисправности и поддерживать КВ в рабочем состоянии в течение длительного периода времени, просто соблюдая несколько простых правил.

Карданный вал автомобиля: назначение, виды, особенности ремонта

Важный узел транспортного средства — карданный вал (приводной вал). Что это за деталь? Для чего нужна? Где находился? Читайте в нашей публикации.

Что такое карданный вал

Назначение карданного вала – передача крутящего момента. В автомобилях он устанавливается между коробкой передач и редуктором моста. Для заднеприводных моделей монтируется один вал, в полноприводных – два. Такую же конструкцию используют в системе рулевого управления, для подключения внешних блоков к спецтехнике – тракторам, экскаваторам.

Для спецтехники разрабатывают модели для экстремальных условий – большая механическая нагрузка, минимизация влияния загрязнения.

Функция карданной передачи

В машине кардан нужен для передачи крутящего момента от КПП или раздаточной коробки к редукторам моста. Сложность заключается в том, что оси вращения коробки и моста находятся в разных плоскостях. Поэтому кардан установлен не четко в горизонтальной плоскости, а под небольшим углом.

Виды карданных валов

Тип карданной передачи зависит от назначения. Компоновка разрабатывается на стадии проектирования. Выбор, зачем нужен карданный вал конкретной конструкции определяется техническими характеристиками автомобиля. В некоторых случаях необходим монтаж многовального механизма с несколькими шарнирами.

Асинхронные

Асинхронная схема применяется во многих автомобилях с задним или полным приводом. Особенность – в процессе движения формируются неравные угловые скорости. Это происходит из-за соединения двух вилок с помощью крестовины под прямым углом. Второстепенный вал 2 раза отстает и 2 раза обгоняет главный.

Для компенсации устанавливают дополнительные карданные шарниры неравных скоростей. Они монтируются на концах вала. При такой схеме допускается изменение угла между трубами до 20°. Недостаток – из-за усложнения нужно частое обслуживание, ремонт.

Синхронные

Решением проблемы асинхронных моделей стали ШРУСы – шарниры равных угловых скоростей. Они имеют различную конструкцию. На автомобилях Pegout и Renault монтируют «Трипод». В нем передача крутящего момента происходит через 3 сферических ролика. Они скользят в пазах вилки ведомого вала.

Особенность синхронных карданов – возможность работать при углах отклонения до 70°. Происходит снижение вибрации, увеличивается безремонтный срок эксплуатации. Недостатки – есть вероятность повреждения пыльников на бездорожье.

Гибкая и жесткая полукарданная передача

Это одна из разновидностей карданного вала, предназначенная для компенсации угловых поворотов, небольшого изменения расстояния между КПП и задним мостом во время движения. Упругое звено изготавливается из резинотканевого материала или резины. Компенсация изменения угла происходит за счет сжатия или растяжения этого элемента.

Жесткий карданный шарнир устанавливается в автомобилях редко. Причина – низкая степень надежности, повышенный шум во время работы. Конструкция применяется для компенсации дефектов монтажа.

Как проверить состояние карданного вала

Первые признаки появления неисправностей в кардане – шум и повышенная вибрация. Вторичные «симптомы» – протечка масла в месте состыковки вала с КПП, во время переключения передачи возникает стук. Для проверки необходима эстакада или смотровая яма. Нужен свободный доступ ко всем элементам, хорошее освещение.

Важно: можно попытаться сделать балансировку кардана в домашних условиях. Но это не гарантирует полное устранение дефектов.

Демонтаж и установка карданного вала

Определить точное время, когда нужно менять кардан, могут только специалисты. Явные признаки неисправности – значительные механические повреждения, дефекты соединений, деформации. Для демонтажа кардана необходимо поставить машину на эстакаду или над смотровой ямой.

Важно своевременно проводить обслуживание и диагностику карданной передачи. Это поможет минимизировать появление поломок, неисправностей.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Кардан: устройство, принцип работы, виды

Сегодня без карданного вала не сможет обойтись ни одна конструкция полноприводного или заднеприводного автомобиля. Он выполняет простую, но очень значимую задачу – передает крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на передние или задние колеса.

Кардан был придуман и сконструирован еще в XVI веке, но применять его начали только после масштабного производства новых автомобилей. Стоит отметить, что пионером в испытании и внедрении, стал французский автомобильный концерт Renault.

Что такое карданный вал и для чего он нужен?

Карданный вал (КВ) – это механическое устройство, передающее крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на ведущие оси автомобиля. По сути, без этого полезного устройства, невозможно было бы создать полноприводный автомобиль.

Как было указано выше, впервые кардан применили на автомобилях марки Рено. Создателем транспортных средств являлся конструктор по имени Луи Рено. После установки передачи, получилось решить ряд важных задач:

Хотя с момента первых конструкций прошло много времени, сам механизм сильно изменился, его главные задачи не поменялись. Спустя почти столетие, механизм кардана усовершенствовали, и сегодня он зависит не только от типа авто, но и его предназначения.

Карданный вал (КВ) применяется не только при конструировании ходовой части авто. Конструкция настолько универсальная, что может применяться в различных сферах деятельности человека. Например, при конструировании рулевого привода с регулировкой.

Банальным примером конструкции является головка ручного инструмента, которая может поворачиваться под углом и позволяет крутить гайки и болты в труднодоступных местах. Любая механическая конструкция, где нужно передать крутящий момент под определенными углами, использует кардан, как наиболее удобное средство.

Устройство и принцип работы карданной передачи

Классическая карданная передача сильно изменилась и имеет отличительные черты. Принято выделять четыре основных элемента конструкции:

Это основные элементы устройства передачи. Конечно, кроме них существует много дополнительных механизмов – различные крепления, подвижные фланцы, уплотнители, защитные муфты и прочее.

Конструкция передачи не сложная. В большинстве случаев, механизм крепится при помощи шлицевого соединения к коробке передач (при этом неважно какой, автоматической или механической). Каждая коробка передач имеет на своем подвижном конце отверстия с внутренними креплениями. Механизм работы шлицов сконструировано таким образом, чтобы они могли смещаться при движении машины.

Дальше устанавливается подшипник КВ, который крепится к кузову автомобиля при помощи специального кронштейна. Он служит дополнительным креплением и исключает смещение механизма при нагрузках и езде. К вилке КВ крепится крестовина с игольчатыми или другими подшипниками. Эта конструкция позволяет правильно передавать крутящий момент при различных изгибах кардана.

Когда водитель включает передачу и нажимает на газ, крутящий момент переходит на скользящую вилку и дальше поступает через крестообразный шарнир к главной передачи и колесам. Наиболее продуктивными являются углы шарнира от 0 до 20 градусов. Если по причине неисправности, происходит отклонение, может начаться сильный износ всего механизма или поломка. Наглядно принцип работы показан на видео, ниже.

Классификация карданов

В конструкции современных авто используется несколько видов карданных валов. Они могут отличаться не только от производителя, но и типа автомобиля. На некоторых одинаковых моделях могут устанавливать разные типы передач.

В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:

По количеству опор валов бывают следующие виды:

По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:

На большинство современных переднеприводных авто, устанавливается кардан типа ШРУС. Он более удобен и менее подвержен вибрациям, что имеет важное значение для легковых машин. Однако, такая система и более сложная, она не дешевая в обслуживании и при неправильном уходе может легко сломаться.

Основные неисправности, их признаки

Самым прочным механизмом в конструкции является сам вал. Его отливают из крепкого сплава, который способен выдерживать предельные нагрузки. Поэтому нужно сильно постараться, чтобы повредить его. Как правило, это механические повреждения при ДТП.

В целом основные неисправности можно разделить на несколько видов:

В редких случаях, когда происходит механическое повреждение основного вала, сильная вибрация может исходить из-за его неправильной геометрии. Некоторые умельцы, рекомендуют вручную исправить геометрию трубы, но это неверное решение, которое может привести к быстрому износу всей конструкции. Лучшим решением будет полная замена поврежденных элементов.

Преимущества и недостатки

Главным преимуществом кардана, является его способность выдерживать предельные нагрузки и передавать крутящий момент. Его конструкция позволяет исключить почти все вибрации автомобиля передвигающегося по неровностям, не говоря уже о хорошей трассе.

Конечно, КВ обладает и рядом минусов. К основным недостаткам можно отнести:

Стоит отметить, что первые модификации карданной передачи имели еще один отличительный минус – шум и вибрации. Но сегодня, современные звукоизолирующие материалы, позволяют избавиться от посторонних шумов и небольших вибраций при нормальной работе передачи.

Заключение

Стандартный кардан имеет ряд технологических недоработок. К ним можно отнести быстрый механический износ деталей. Это происходит из-за изменения скорости вращения валов по ходу движения автомобиля. В целом, развитие карданных валов с каждым годом более заметно. Уже сегодня начали появляться модификации, которые объединяют в себе обычный вал и ШРУСы. Такие системы, начали устанавливать на дорогие внедорожники, а классические модели уходят потихоньку в прошлое!

Карданный вал для привода задних колес

Многие владельцы автомобилей с задним или полным приводом рано или поздно сталкиваются с необходимостью ремонта детали, именуемой карданным валом. Речь идет об одном из элементов трансмиссии, который довольно часто выходит из строя, так как в связи с особенностями своего назначения вынужден испытывать высокие нагрузки.

О том, что представляет собой кардан, каково устройство этой детали, и какие ее неисправности случаются чаще всего, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Что такое карданный вал

Предмет нашего интереса является незаменимой деталью трансмиссии во всех полно- и заднеприводных транспортных средствах, призванной передавать крутящийся момент от раздаточной коробки либо коробки передач на редуктор моста.

С конструктивной точки зрения он настолько прост (если не сказать – примитивен), что более чем за столетие использования (а изобрели этот элемент больше века назад) не претерпел абсолютно никаких изменений.

Единственное, пожалуй, отличие современных деталей от их более ранних предшественников – это то, что в деталях внедорожников вместо подвижного соединения обычно используют ШРУСы, которые устанавливают на обоих концах вала.

Немного истории

Названием своим карданный вал обязан итальянскому математику Дж. Кардано, который впервые описал шарнирный механизм, соединяющий два вала, оборачивающихся в одном направлении. А вот в конструкции автомобилей этот элемент впервые использовал Луи Рено.

Привод получился настолько простой, функциональный и надежный, что в самом начале прошлого века альтернативы ему практически не существовало.

Широкое распространение карданный вал в различных его видах сохраняет и на сегодняшний день, ее используют в самых разнообразных ТС, начиная с мотоциклов и заканчивая мощной крупногабаритной спецтехникой.

Функция карданной передачи

Главное назначение карданной передачи сводится к тому, чтобы передать крутящийся момент между валами, которые находятся под углом по отношению друг к другу. Если говорит о машинах, не зависимо от того, легковушка это или грузовик, то такая передача обычно является частью рулевого управления и трансмиссии.

Служит она для соединения целого ряда элементов, в частности:

Устройство вала

В состав вала входит несколько функциональных элементов – непосредственно вал, скользящая вилка, крестовины в количестве 2-х штук, несколько уплотнителей, крепежные элементы, особенности и тип которых зависит от конструкции. В зависимости от габаритов авто кардан может быть одно-, двух-, трех- и более секционным.

Если речь идет об односекционной детали, то она включает в себя центральную часть, к которой подсоединены наконечники, а каждый из них, в свою очередь, соединен с крестовиной карданного вала.

Говоря простыми словами, центральная часть представляет собой стальную трубу, которая характеризуется сравнительно небольшим удельным весом и благодаря экономии металла способствует доступной стоимости детали. Чаще всего односекционными валами оснащают спортивные авто, в подавляющем большинстве легковых транспортных средств применяются 2-х и 3-х секционные конструкции.

Говоря о строении кардана более детально, важно отметить промежуточный карданный вал, который используется в моделях, состоящих из нескольких секций.

Устанавливаются эти элементы на заднеприводные транспортные средства с целью минимизации вибраций, возникающих вследствие вращения длинной трубы на повышенных оборотах. Обе стороны промежуточных валов заканчиваются вилками шарниров, являющимися неподвижными деталями.

Для фиксации и стабилизации промежуточного вала в конструкциях, которые состоят из нескольких секций, служит подвесной подшипник.

Он, помимо всего прочего, стабилизирует вращение. Количество таких подшипников соответствует числу промежуточных секций. Что касается размеров карданных валов, то они, как уже говорилось выше, зависят от габаритов авто.

Виды валов

По состоянию на сегодняшний день в автомобилестроительной отрасли используются разные виды валов, классификация которых осуществляется по целому ряду признаков:

Отдельного внимания заслуживают виды карданов по кинематическим свойствам, поговорим об этом детальнее.

Синхронные валы

Такие модели устанавливают на некоторые модели полноприводных транспортных средств. Они характеризуются наличием в своей конструкции ШРУСов и способностью работать, когда угол отклонения не достигает 70-ти градусов. К ключевым недостаткам таких элементов относятся высокая вероятность выхода из строя пыльников во время езды по бездорожью.

Асинхронные валы

Именно они получили наиболее широкое распространение. Это детали, состоящие из вилки и крестовины и устанавливаемые на машинах с задним приводом. По сравнению с синхронными карданами асинхронные характеризуются бесшумностью работы, простотой обслуживания и низкой ценой.

Гибкая и жесткая полукарданные передачи

Особая разновидность вала, главная задача которой – компенсировать угловые повороты и несколько изменить расстояние между коробкой передач и задним мостом. Иногда эти элементы называют также задним карданным валом. Упругая его часть изготавливается из резины, именно благодаря растяжению и сжатию данной детали и происходит компенсация изменений угла.

Жесткие шарнирные передачи в последнее время практически не используются, так как они не обеспечивают должной степени надежности, к тому же во время работы очень часто издают громкие неприятные звуки.

Неисправности. Как проверить состояние карданного вала

Деталь, ставшая темой нашего разговора, с точки зрения конструкции предельно проста, поэтому ремонт вала – мероприятие достаточно распространенное и с финансовой точки зрения вполне доступное. Цена карданного вала невысокая, поэтому этот элемент доступен широкому кругу покупателей.

Первыми признаками того, что вал вышел из строя, является увеличение вибраций и появление посторонних звуков. К вторичным признакам относится образование течи масла в месте, где вал соединяется с коробкой передач, а также стук, возникающий при переключении скоростей.

Не исключено, что для устранения перечисленных выше «симптомов» придется купить карданный вал и выполнить его установку, но во многих случаях проблему можно решить и менее радикальными способами. В первую очередь, необходимо заехать на эстакаду и выполнить проверку следующих элементов:

Часты случаи, когда причиной возникновения вибрация является не только выработка детали – неисправность сохраняется даже после ремонта.

Эксперты говорят, что проблема может быть связана с нарушением целостности крестовин. Чтобы точно определить причину ненадлежащей работы вала, необходимо обратиться в сервисный центр. Не исключено, что придется выполнить замену крестовины карданного вала.

Обслуживание

Если соблюдать условия эксплуатации транспортного средства и своевременно проводить техобслуживание, ресурс валов составляет от 500 тыс. км пробега и более. ЧТО касается ТО кардана, то оно сводится к регулярной смазке крестовин и шлицевых соединений, а также к проверке степени затяжения болтов.

Одним из элементов ТО является также балансировка карданного вала, которая выполняется на стенде путем установки на деталь балансировочных пластин. Альтернативным вариантом является токарная обработка.

Карданный вал является незаменимой деталью автомобилей с задним и полным приводом. Для того, чтобы он служил годами, должным образом выполняя возложенные на него функции, важно вовремя проводить осмотр и диагностику – это позволит снизить риск возникновения различного рода неисправностей и избежать тем самым лишних расходов.

Карданная передача, основы

Кардан в автомобиле

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

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

Конструкция и принцип работы кардана

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

Карданный вал состоит из:

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

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

Крестовина

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

Раздвижное шлицевое соединение

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

Подвесной подшипник

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

Неполадки, поломки кардана

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

Причины появления шума:

Причины вибрации карданного вала при движении:

Почему вытекает смазка

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

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

Как устранить причины неполадок кардана:

Видео

Принцип работы карданного вала автомобиля.

Как заменить крестовину на ВАЗ 2101-2107.

Подвесной подшипник и крестовина. Замена.

Карданный вал

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

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

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

Устройство карданного вала

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

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

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

Подшипники

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

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

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

Какую функцию выполняет карданный вал?

КВ способен выполнить две важные функции.

Виды карданных валов

Проверка состояния карданного вала

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

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

Проверку деталей рекомендуется проводить в следующем порядке:

Обслуживание карданного вала

Традиционная схема обслуживания базируется на трёх операциях:

Неисправности карданных валов

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

Снятие и установка карданного вала

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

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

Кардан — что это такое в автомобиле, как устроен, описание и принцип работы, неисправности

Любой владелец автомобиля с любым приводом рано или поздно встретится c колесом кардана. Этот передаточный элемент сильно нагружен и поэтому требует обслуживания.

Состоит конструкция из:

Сцепление обычно связано с элементом, который используется для соединения двигателя с коробкой передач. Мы можем управлять им и отключать в нужный момент. Однако определение сцепления гораздо шире.

В машиностроении муфта определяется как устройство для постоянного соединения или соединения и разъединения с целью передачи крутящего момента. Оси соединяемых элементов могут лежать на одной прямой или пересекаться под углом. В каждом сцеплении можно выделить активный (ведущий) и пассивный (ведомый) звенья.

Первый, разумеется, установлен на ведущем, а второй аналогично – на ведомом. Между этими элементами находится соединитель, который может быть во многих различных формах, не обязательно в виде сборки частей машины, например, в виде жидкости.

Значение термина, описание функций

Карданный вал назван в честь своего изобретателя, итальянского математика 16 века Джироламо Кардано. Для данной конструкции характерно применение универсального шарнирного узла в точках изгиба.

Карданный вал и его конструкция

Коленчатый вал – приспособление, дающее вращение на ККП. Сложность в том, что они размещены в различных плоскостях.

Кардан трансмиссии установлен вдоль системы выхлопа, внешне напоминая длинную балку от трансмиссии к задней оси. Он оборудован универсальными шарнирными узлами (по одному на каждой стороне, минимальное количество 2 шт.) и одним шарниром со смещением вдоль оси.

Узел универсален, конструктивно прост, ремонтопригоден. Он обеспечивает равномерную передачу мощности между коаксиальными валами, даже при больших углах между ними.

У карданной передачи есть одна неприятная особенность, считающаяся недостатком – если увеличивается угол между валами, то наблюдается не синхронное их вращение. Поэтому передача не применяется на машинах переднеприводной конструкции.

Использование парных шарниров, у которых вилки промежуточного вала находятся на одной плоскости, позволяет частично компенсировать данный недостаток. Там, где необходима синхронность работы валов применяют шарниры равных угловых скоростей, которые представляют собой более совершенную конструкцию, но и более сложную.

Существует, по крайней мере, несколько широко используемых конструкций, но все они имеют одну общую черту – у них есть карданные шарниры или универсальные шарниры. В зависимости от потребностей количество карданных шарниров может варьироваться от одного до нескольких. Может дополнительно состоять из компенсатора длины, гасителя колебаний и различных типов промежуточных креплений (опор).

Название карданный часто используется для обозначения прецизионных карданных валов, которые похожи на трубу со слегка скрытыми карданными шарнирами на концах и компенсацией длины. Из-за малых размеров подшипников это конструкции с низкой прочностью, но с большой компенсацией длины (разница между минимальной и максимальной длиной). Карданы прецизионные и шарниры используются в промышленности.

Описание устройства и принципа работы карданного вала

Этот узел необходим для:

• привода машин;
• приводов гидронасосов и других узлов автомобилей;
• промышленной, горнодобывающей и строительной техники.

Используемые компоненты карданного вала влияют на его смазку и ее периодичность. Необслуживаемые от английского «servicefree», не имеющие точек смазки, приобретают популярность, поскольку благодаря хорошему уплотнению они рассчитаны на длительную эксплуатацию без необходимости обслуживания.

Конструкция карданной передачи выглядит так:

1. Центральная труба.
2. Наконечники и крестовины.
3. Скользящая вилка.
4. Вилка шарнира.
5. Промежуточный подшипник.
6. Подвесной подшипник.
7. Эластичная муфта.

Эти устройства способствуют передаче крутящего момента. Конструкция двухосного авто с задним ведущим мостом обеспечивает переход на заднюю ось.
Ведущий вал представляет собой конструкцию, передняя часть которого шарнирно соединена с ведомым валом коробки. Задняя часть соединена с конической шестерней, которая непрерывно соединена с большой конической ведомой шестерней. Шестерни являются главной передачей автомобиля. Придает крутящий момент ведущим колесам.

Шарнирное соединение необходимо из-за особого расположения карданного вала и корпуса коробки передач. Они под углом. Изменение угла по отношению к толкателю происходит, когда ведущий мост, подвешенный на пружинах, перемещается относительно корпуса, рамы, при сталкивании поверхности авто с неровностями дороги. Изменения происходят в незначительной степени и в том случае, когда изменяется величина прогиба пружин на направляющем мосту. Это происходит, когда нагрузка на автомобиль уменьшается или увеличивается.

Карданный вал имеет в основе 2 полые трубы, которые в центре соединяются по оси. Передняя часть имеет вращающуюся часть и через переходник сцепления соединена с выходом КПП. На пересечении двух карданных секций, есть перекресток, который соединяет их между собой крестом. Получается крестообразная конструкция с подшипниками на каждой стороне. Эти подшипники установлены на вилке, и благодаря им, вращение передается от вала к валу на угол от 15 до 35 градусов, в зависимости от устройства.
В задней части кардан прикручен к коробке передач хомутом, который крепится четырьмя винтами.

Типы карданных передач

В большинстве случаев водители воспринимают концепцию карданной трансмиссии с особенностями работы, функционирования заднеприводного авто. Фактически, он используется не только в этом автоузле.

Различают 4-е вида трансмиссии:

• асинхронный;
• синхронный;
• эластичный полукардан;
• полкардан жесткого типа.

Карданный шарнир объединяется активным и пассивным соединителем крестовиной. Концы обоих валов имеют форму вилки. Концы вилок обоих узлов, являющихся ведущим и ведомом, постоянно соединены с крестовиной. Способ соединения позволяет относительное вращение в плоскости, перпендикулярной вращения другого элемента. Благодаря этому идет передача крутящего момента между отклоненными друг от друга деталями, даже на большой угол.

Основная проблема поворотных муфт этого типа заключается в том, что частота вращения ведомого вала пульсирует, она попеременно меняет скорости активного вала. Чем больше угол между осями соединяемых, тем больше пульсация.

Карданные муфты широко используются не только в автомобилестроении, но и во всем машиностроении. Многие компоненты трансмиссии невозможно соединить из-за их конструкции. Карданная муфта позволяет расположить оси отдельных узлов в разных плоскостях. Даже в газовых плитах имеются карданные шарниры для передачи вращения от ручки к газовой арматуре.

Устройство автомобиля, приблизительно одинаково у всех. Соответственно, коробка передач, что у грузовика, что у легкового автомобиля, также будет находиться на одном и том же месте. Действие шарнира может меняться во время движения, соответственно — деформироваться.

Проверка технического состояния

«Карданный вал» или кардан – это одна из многочисленных деталей трансмиссии автомобилей, спецтехники.

Он универсален, без него невозможно представить ни одно ТС, будь то автомобиль или спецтехника. Назначение – передача крутящего момента от коробки переключения передач на редуктор переднего, заднего моста или на двигатель, что зависит от конструкции машины.

Определение основных неисправностей

Как и у многих компонентов автомобиля, повреждения карданного узла происходит вследствие неправильного или неосторожного использования. Водители обычно того не замечают или пренебрегают своевременным ремонтом, который обошелся бы намного дешевле замены запчасти или капитальных ремонтных работ. Обычное правило – пока не разрушается, об этом не нужно беспокоиться. Между тем, кардана – одна из самых загруженных частей в любой машине. Неисправности могут возникнуть без надлежащего обслуживания, водитель будет проинформирован по таким симптомам, как:

• вибрации;
• тремор;
• гудение;
• урчание;
• стук из-под автомобиля при трогании с места;
• различные неопознанные звуки.

Что может сломаться? Как должен произойти сбой?

Казалось бы, карданный вал – чрезвычайно простой элемент, в котором мало что может сломаться. На практике список возможных сбоев на удивление велик:

Способ исправить и замена карданного вала

Поврежденная крестовина приводного вала или шарнира — еще одна неисправность, которую лучше всего устранить, заменив поврежденный элемент.
Поломка крестовины вала, повреждение крепления крестовины — встречается редко и приводит к полной потере привода. Решение? Замена и это вместе с капитальным ремонтом. При необходимости очень важно своевременно провести регенерацию в легковых автомобилях, внедорожников, фургонов, грузовиков, автобусов, гидравлических насосов и других компонентов транспортных средств, промышленной, горнодобывающей и другой техники.

В зависимости от типа поломки проводят:

• замену крестовины;
• проверяют фланцевое соединение;
• проверяют трубчатый шарнир (копыто);
• ремонтируют муфты;
• проводится замена трубы, а также своевременная правка трубы;
• проводят удлинение или укорочение;
• замена шлицевых скользящих;
• переделка неразборных приводных в разборные;
• балансировка.

Очень важно, чтобы проводил балансировку грамотный мастер.

Стоит отметить, что не всегда нужна покупка чего-то нового. Иногда ремонт обходится и дешевле, если есть возможность устранить сопутствующие проблемы в работе того или иного узла.

Что касается балансировки, то она осуществляется в несколько шагов:

1. Проверка состояния и степени износа.
2. Демонтаж карданной передачи.
3. Проверка всех элементов.
4. Замена поврежденных деталей приводного, в случае необходимости.
5. Выпрямление карданной передачи на прессе для правки.
6. Смазка крестоносцев, шарниров.
7. Проведение динамической балансировки с точностью до 1г (балансировка).
8. Покраска и защита от коррозии.
9. Установка узла на место.
10. Тест-драйв.

Крестовины надежны и самые нагруженные узлы в процессе работы, поэтому их приходится нередко ремонтировать, обновлять.

Один из важных компонентов подшипники, которые воспринимают все нагрузки на себя (осевая, радиальная), обеспечивая нормальное вращение, качение. Это один из самых нагруженных узлов, которому необходимо проводить регулярное ТО.

Чем больше угол работы вала, тем большую нагрузку переносят его крестовины. Требуют периодической смазки и контроля зазора.

Узел имеет сложную конструкцию, поэтому качество изготовления должно быть на первом месте. Необходимо соблюдать размеры, допуски, требования к обработке (термообработке), нарезке резьбы, заявленные конструктором.

На рынке представлено очень много дешевых китайских замен, у которых срок службы очень короткий. Слабый герметик приводит к вытеканию смазки, а применение некачественных материалов в процессе изготовления приводит к быстрой поломке (появление люфта), так как узел не рассчитан на восприятие требуемых нагрузок. Подобное происходит при применении мягких сплавов, которые используются для снижения стоимости изделий.

Слишком твердая сталь вызывает трещины корпуса или чашки. Но несмотря ни на что, даже такая деталь подлежит ремонту, а не замене. Что существенно удешевит ремонт.
Сначала изнашиваются поперечные и опорные подшипники, затем наиболее распространенные шлицевые соединения при компенсации длины. Повреждение фланцев, труб и соединений труб происходит относительно реже. Замена отдельных компонентов требует балансировки вала, если только он не работает на очень низкой скорости (обычно менее 500 об / мин).

Заключение

Все мы восхищаемся двигателями — их производительностью, долговечностью и звуком. Однако мы забываем, что без передачи энергии они были бы бесполезны. Именно цепи, ремни, звездочки и шестерни заставляют двигатель проявлять свои возможности.

Карданный вал имеет ряд технических недоработок, поэтому он часто выходит из строя. Сейчас начали появляться модификации, которые объединяют в себе обычный вал и ШРУСы. Такие системы, начали устанавливать на дорогие внедорожники, а классические модели уходят потихоньку в прошлое.

Автомобиль — это сложный механизм. Но каждый водитель должен хотя бы базово понимать, по какому…

Некоторым водителям кажется, что если руль начинает дрожать, то это неопасно и проблема исчезнет самостоятельно….

Встроенные автомобильные кондиционеры неудобны: они не работают при выключенном моторе, их тяжело отрегулировать и заменить….

Что такое кардан в автомобиле?

Данная передача способствует правильному соединению некоторых важных частей, как:

Деталь имеет сложное строение, но нужно знать, что главной ее частью считается карданный шарнир. Именно по конструкции этого шарнира и различаются типы карданных передач: шарниры угловых скоростей с равными и неравными углами, упругий и жесткий полукарданный.

Последний разновидность карданной передачи не устанавливается в транспортных средствах, так как он не соответствует всем требованиям и нормам по надежности и безопасности работы автомобиля.

Карданная передача в автомобиле с шарниром угловых неравных скоростей

Такой тип крестовины, в разговоре просто называют карданная передача или же кардан автомобиля. Такой тип кардана устанавливается только в заднепроходных автомобилях или же в полноприводных транспортных средствах. Состоит она еще из вала, на который устанавливается карданный вал. В некоторых случаях используют промежуточную опору. На двух концах вала находятся соединительные устройства.

Кардан некоторых автомобилей может состоять не только из одного вала, но также и из двух. Особую роль во вращательном моменте играет именно длина этого вала. Если в схеме находится два вала, то первый называется промежуточный, а другой определяют как задний кардан.

Два вала соединяются промежуточной опорой, которая находится между ними и фиксирует их. После же промежуточная опора прикрепляется к самому кузову или просто раме машины. В результате работы длина вала может изменяться. В таких случаях длину одного вала изменяют и выполняют на нем шлицевое соединение.

Карданная автомобильная передача с шарнирами из равных угловых скоростей

Кардан автомобиля такого типа часто используется в переднеприводных автомобилях. Его используют, чтобы соединить дифференциал вместе с колесным движителем. Он имеет два одинаковых шарнира, которые соединены с валом, который передает вращательный момент. Близлежащий шарнир около вала называют внутренним, ну а шарнир с противоположной стороны определяют как внешний.

Передний кардан должен обеспечивать низкий уровень шума при работе с любым видом шарниров. Такой тип шарнира можно использовать и для автомобилей с задним приводом. Шарнир равных угловых скоростей можно называть просто ШРУС выглядит как обойма, которая находится в корпусе. В середине обоймы при работе движутся постоянно шарики.

Нарушение балансировки карданной передачи автомобиля

Многим автомобилистам приходится познакомься со многими проблемами во время эксплуатации своего автомобиля. Часто они сталкиваются с нарушением работы карданного вала. Данная проблема встречается очень часто и это проблема считается очень опасной, так как из-за нее может произойти авария.

Разбалансировка карданной передачи в автомобиле может привести к быстрому изнашиванию некоторых деталей. Кардан автомобиля нарушает свою работу по многим причинам. Основной причиной считаются вибрации, которые могут проявляться в двигателе во время работы автомобиля. Нарушение равновесия часто кроется в обычном заводском дефекте самого карданного вала. Он может быть испорчен в результате внешнего воздействия.

Последствия неправильной работы кардана

Карданная передача в автомобиле должна работать правильно. В результате возникновение дисбаланса могут возникнуть серьезные последствия. При нарушении баланса карданного вала увеличиваются нагрузки на разные детали главного агрегата машины. Это приводит к быстрому износу и в дальнейшем проведению ремонта.

Определить уровень баланса и его нарушение можно только на специализированных станциях, где профессионалы с помощью специального оборудования смогут провести техническое обслуживание любого автомобиля. Именно наличие специального оборудование дает возможность для определения баланса вала. Вначале балансировка проводится с шарнирами, а потом измеряются зазоры в местах с крестовинами.

При правильной сборке зазоры должны соответствовать определенным нормам и при этом не должно быть никаких погрешностей. Производители часто не уделяют внимание зазорам и поэтому они не отвечают нормам, что потом приводит к серьезным последствиям.

Если Вы почувствовали вибрацию двигателя во время езды, то следует сразу же обратиться к специалистам за помощью.

Что такое кардан в автомобиле?

Карданный вал – это один из элементов системы трансмиссии на всех заднеприводных авто и моделях с полным приводом. Сегодня популярны переднеприводные модели и многие автолюбители забыли или даже не знают, что такое кардан. Давайте рассмотрим устройство, а также основные функции этого элемента, разберемся с принципом его работы. Также рассмотрим основные недостатки.

Из истории кардана

Карданный вал назвали в честь итальянского специалиста по медицине и математике Джероламо Кардано. Именно он разработал и описал принципы действия шарнирных механизмов, которые соединяют два вала, вращающихся в одну сторону. Кстати, историки утверждают, что нечто похожее уже было у Леонардо да Винчи.

Что такое кардан и когда он появился? Данный элемент впервые применил на практике Луи Рено. Именно он в 1898 году впервые использовал карданный вал в конструкции своих автомобилей. Этот привод чрезвычайно простой, что и поспособствовало тому, что в начале XX века он стал практически безальтернативным. Несмотря на развитие современных технологий, без карданов нельзя обойтись и сейчас. Они применяются в мотоциклах, карьерных внедорожниках, в трансмиссиях полноприводных автомобилей, в заднеприводных моделях.

Устройство

Что такое кардан? Если говорить простым языком, то это полая стальная труба. Полая она для того, чтобы снизить вес автомобиля. Но это еще не все. Привод состоит из пяти компонентов. Кроме трубы в устройстве кардана можно выделить крестовины и наконечники, а также скользящую вилку. Имеются в устройстве также подшипники, уплотнители и другие детали.

Рассмотрим каждый элемент подробнее.

Крестовины и наконечники карданного вала

Когда углы вращения в процессе движения становятся выше 20 градусов, на крестовину оказываются чрезмерные нагрузки. По этой причине кардан разбалансируется. Это частая неисправность.

Скользящая вилка

Это узел, который отвечает за соединение концов промежуточного и карданного вала. На последних имеются шлицы. Применение скользящей вилки обуславливается тем, что система подвески в процессе преодоления различных препятствий может существенно растягиваться.

КПП или раздаточная коробка, с которой соединен кардан одним своим концом, жестко зафиксирована на кузове. А вторая точка, к которой подключается вал, сопрягается с подвеской. При наезде на препятствие, расстояние между редуктором мостов и трансмиссией может увеличиваться. В этом случае кардан должен растягиваться, и способствует этому скользящая вилка.

Промежуточный подшипник

Он нужен для поддержания основного вала. Также подшипник обеспечивает валу свободное вращение.

В зависимости от того, сколько секций имеет кардан, может быть два, три и больше промежуточных подшипников.

Виды валов

Итак, мы знаем, что такое кардан. Но нужно заметить, что они бывают разных видов. Так, существуют элементы с одной или с большим количеством секций.

Вал с одной секцией чаще всего применяется в полно- и заднеприводных автомобилях, где нужна максимально быстрая передача крутящего момента. Многосекционный кардан можно встретить в стандартных легковых или грузовых автомобилях.

Преимущества и недостатки данной передачи

Теперь, когда понятно, что такое кардан у машины, стоит рассмотреть плюсы и минусы шарниров такого типа. Конструкция кардана имеет существенное преимущество: данный механизм способен выдерживать огромнейшие нагрузки, которые терпит трансмиссия при езде по дорогам с покрытием и в условиях пересеченной местности.

Единственный минус – это большой вес кардана, который отображается на снаряженной массе. Это влияет на динамику автомобиля и на расход топлива. Кроме того, процесс монтажа кардана требует наличия туннеля на дне автомобиля (а это добавляет неудобства пассажирам). Наконец, данный шарнир во время вращения создает шум и вибрации.

Типичные неисправности

Говоря о том, что такое кардан в машине (фото данного элемента есть в нашей статье), нельзя не рассмотреть его типичные неисправности и их признаки. Ведь так как это шарнир для передачи крутящего момента, он испытывает большие нагрузки.

Стальные полые валы имеют свойство деформироваться при наезде на препятствие. Также деформации возникают при обрыве шарниров. Диагностируется данная неисправность по повышенным вибрациям из-под днища автомобиля. Некоторые умельцы выравнивают карданные валы. Но лучше не рисковать.

Крестовина

Наиболее распространенная проблема, возникающая в процессе эксплуатации карданных валов, – это износ крестовины. Если неисправность заключается именно в ней, то работа будет сопровождаться характерными щелчками при начале движения автомобиля, в процессе разгона, а также при сбросе газа.

Подшипник

Это тоже достаточно распространенная поломка. Случается она тогда, когда ресурс подшипника полностью выработан. Решит названную проблему только замена подшипника. Узнать о подшипнике, который уже отработал свое, можно по характерным стукам.

Нарушение баланса карданной передачи

Большинство автолюбителей, которые владеют задне- и полноприводными автомобилями, знают, что такое кардан в машине, но ни разу не сталкивались с проблемами нарушенной балансировки. Хотя нужно сказать, что явление это достаточно частое.

Если есть симптомы разбалансировки, то неисправность стоит устранить – это может быть опасно. Нарушение баланса ведет к тому, что вращающиеся детали будут быстро изнашиваться. Есть масса причин нарушения баланса, а проявляется данное явление в виде вибраций.

И одной из самых популярных причин нарушения баланса является брак. Также нередки случаи, когда баланс нарушается по причине деформаций. Бывали случаи, что неверно закрепленный кардан приводил к характерным вибрациям.

Важно не только знать, что такое кардан в автомобиле, но и понимать, что угол крутящего момента ограничен. Наиболее оптимальный размер углов колеблется в пределах от 0 до 20 градусов. В данном случае мотор будет работать максимально производительно. Если угол неверный, крестовина будет действовать практически на износ. А это, конечно же, скажется на поведении автомобиля.

Если есть нарушение баланса, определить его лучше всего на специальном стенде. Именно при помощи оборудования можно точно выявить, почему возникла названная проблема. Также на стенде можно выполнить балансировку. Вначале вал балансируют с учетом шарниров, затем обращают внимание на зазоры.

Разрушение пыльников

Казалось бы, данная неисправность совсем незначительная, но она может привести к серьезным последствиям. Те, кто знают, что такое кардан на машине, тщательно следят за состоянием пыльников. Дело в том, что вал расположен непосредственно под машиной, а значит, подвержен воздействию грязи и пыли. Шарниры и крестовины защищены пыльниками. Когда же те разрушаются, подшипники шарниров не смазываются, и начнется их повышенный износ. Нужно тщательно следить за состоянием пыльников. Это поможет продлить жизнь крестовин и карданной передачи в целом.

Как устроен карданный вал. Замена своими руками

Карданный вал – это альтернатива шарнирному ведущему валу, используемая на некоторых заднеприводных и полноприводных автомобилях. Данный элемент трансмиссии представляет собой механизм, который посредством соединения с коробкой переключения передач передаёт вращательный момент на ведущие колёса автомобиля. По сути, этот вид передачи крутящего момента является отчасти устаревшим, однако всё же до сих пор применяется на ряде транспортных средств, например – на внедорожниках известной многим марки «УАЗ». Более подробно о принципах работы, устройстве и основных неполадках карданного вала поговорим в приведённой ниже статье.

Устройство карданного вала и принципы его работы

Выше было отмечено, что карданный вал – это распределитель крутящего момента между осями и полуосями некоторых автомобилей. До появления шарниров равных угловых скоростей (иначе – гранат) «кардан» являлся одним из самых востребованных элементов трансмиссии всех без исключения транспортных средств. Однако в силу конструкционных особенностей переднеприводных автомобилей карданный вал был вытеснен из их структуры, а на замену ему пришли ранее упомянутые гранаты. Несмотря на это, в конструкции многих заднеприводных и полноприводных машин «кардан» используется и сегодня.

Карданный механизм стандартного типа может быть представлен в структуре авто двумя элементами:

Если с задним карданным валом всё предельно просто – он состоит из тонкостенной трубы, шарниров и соединителем с КПП, то вот с передним «карданом» ситуация обстоит слегка иначе. Данная часть механизма в типовом варианте имеет следующие конструкционные элементы:

Рассматривая принцип работы любой части карданного вала максимально просто, стоит выделить три базовых этапа его работы:

В зависимости от того, насколько грамотней, умней «кардан» распределяет вращение между полуосями, определяется сложность его конструкции. Тут действует крайне простой принцип – чем более сложные функции выполняет данный механизм, тем больших размеров, веса он будет. Отметим, что большинство карданных валов делают из высококачественной стали. Подобный подход позволяет не только добиться максимальной крепости узла, но и относительно небольших габаритов и массы, в отличие случая с использованием сплавов или замены стали на иные металлы.

Возможные неисправности «кардана»

Как стало ясно, «кардан» — устройство относительно простое в своей организации. Несмотря на это, довольно-таки примитивная конструкция сказывается на надёжности узла, которая, честно говоря, могла бы быть и повыше. Так, в отличие от ШРУСов на переднеприводных авто или обгонных муфт, дифференциалов на полноприводных агрегатах, «карданные» машины имеют лишь несколько основных составляющих трансмиссии:

Именно из-за нарушений в синхронности работы основных частей механизма случается большинство поломок «кардана». Помимо этого, сами составные элементы выполняют ряд важнейших и сложных функций, например:

Беря в расчёт еще и немалую массу и габариты механизма, вполне можно констатировать – карданному валу приходится нелегко, поэтому особого удивления его поломки вызывать не должны.

Отметим, что при правильном обслуживании и эксплуатации в надёжности «кардан» ничем не уступает ШРУСам или иным распределителям крутящего момента. Однако зачастую карданные агрегаты эксплуатируются неправильно, поэтому и их поломки случаются нередко. Основные неисправности механизма представлены, так скажем, «золотой тройкой». Если быть точнее, то речь идёт о следующих проблемах:

Большинство карданных механизмов имеют довольно-таки внушительный ресурс – 400-500 000 километров пробега. Естественно, добиться полной отдачи от устройства получится лишь в том случае, если соблюдать правила его обслуживания и эксплуатации.

Пару слов о ремонте карданного механизма

Ремонт карданных валов – процедура отнюдь несложная, однако для её реализации иногда может потребоваться наличие специфичных инструментов. Связано это с тем, что габариты механизма далеко не всегда малы. В любом случае, при должном желании и наличии некоторых навыков отремонтировать «кардан» в условиях гаража возможно.

Процедура ремонта карданного механизма состоит из следующих этапов:

В целом, особых сложностей в понимании общей сущности карданных валов нет. Несмотря на простоту устройства и приемлемую надёжность, подобные механизмы имеют большие габариты и немалую массу, что и сказывается на их незначительном серийном использовании. В любом случае, «карданы» использовались ранее и используются до сих пор, поэтому знать об их устройстве и принципах работы будет не лишним каждому автомобилисту. Надеемся, представленный выше материал помог вам разобраться с этим. Удачи на дорогах и в обслуживании авто!