опишите назначение устройство и работу мягкого кардана

03.01.202431.07.2022 admin 0 Comments

опишите назначение устройство и работу мягкого кардана

Лабораторная работа «Карданные передачи»

«Седельниковский агропромышленный техникум»

МДК 01.02 Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей

по профессии СПО 23.01.03 Автомеханик

Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения

Седельниково, Омской области, 2017

Министерство образования Омской области БПОУ «Седельниковский агропромышленный техникум»

Рекомендации разработаны в соответствии с Письмом Минобразования РФ от 05 апреля 1999 N 16-52-58 ин/16-13 «О рекомендациях по планированию, организации и проведению лабораторных работ и практических занятий в образовательных учреждениях среднего профессионального образования», требованиями ФГОС СПО, порядком организации и осуществления образовательной деятельности по образовательным программам среднего профессионального образования, утвержденным Министерством образования и науки Российской Федерации приказ № 464 от 14 июня 2013 года.

МДК 01.02 Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей

Тема занятия: лабораторная работа «Карданные передачи».

Цели работы: изучить устройство и работу карданов и карданных передач; приобрести навыки в разборке и сборке карданных передач.

Формирование и усвоение приемов проведения разборочно-сборочных работ с изучением устройства и работы карданов и карданных передач; приобрести навыки в разборке и сборке карданных передач.

Формирование у студентов профессиональных навыков при выполнении разборочно-сборочных работ карданных передач.

Формирование у студентов умения оценивать свой уровень знаний и стремление его повышать, осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач;

Развитие навыков самостоятельной работы, внимания, координации движений, умения осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

Воспитание у студентов аккуратности, трудолюбия, бережного отношения к оборудованию и инструментам, работать в коллективе и команде.

Понимание сущности и социальной значимости своей будущей профессии, пробуждение эмоционального интереса к выполнению работ.

Закрепить полученные знания, приемы, умения и навыки по выполнению разборочно-сборочных работ с изучением устройства и работы карданов и карданных передач.

Требования к результатам усвоения учебного материала.

Студент в ходе освоения темы занятия и выполнения лабораторной работы должен:

— снятия и установки агрегатов и узлов автомобиля.

— снимать и устанавливать агрегаты и узлы автомобиля.

— устройство и конструктивные особенности обслуживаемых автомобилей;

— назначение и взаимодействие основных узлов ремонтируемых автомобилей.

В ходе занятия у студентов формируются

П рофессиональные компетенции:

ПК 1.3. Разбирать, собирать узлы и агрегаты автомобиля и устранять неисправности.

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.

Ламака Ф.И. Лабораторно-практические работы по устройству грузовых автомобилей : учеб. пособие для нач. проф. образования /Ф.И.Ламака. — 8-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — 224 с.

Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей (моторист): учеб.пособие для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013.

Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2010.

Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.В. Петросов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Коробейчик А.В. К-66 Ремонт автомобилей. Практический курс / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Чумаченко Ю.Т., Рассанов Б.Б. Автомобильный практикум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических работ. Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2003.

Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2003.

Жолобов Л.А., Конаков А.М. Ж-79 Устройство и техническое обслуживание автомобилей категорий «В» и «С» на примере ВАЗ-2110, ЗИЛ-5301 «Бычок». Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002.

Оборудование: карданы и карданные передачи различных моделей автомобилей; приспособления для разборки и сборки карданных передач и карданов; тиски; наборы инструментов.

Содержание работы: по плакатам и учебным пособиям изучить устройство карданной передачи и отдельных карданов.

Описание устройства. Карданная передача состоит из карданных шарниров (карданов), карданных валов и промежуточной опоры.

В некоторых автомобилях передний кардан (рис. 1) состоит из фланца, установленного на шлицах заднего конца ведомого вала коробки передач, к которому тремя болтами 1 крепится эластичная муфта 2. Эта же муфта тремя болтами крепится к фланцу 3, установленному на шлицах переднего конца переднего карданного вала. Болты крепления эластичной муфты установлены через один: один болт крепит муфту к фланцу вторичного вала коробки передач, другой — к фланцу карданного вала. В таком же порядке установлены все шесть болтов. Наконечник переднего карданного вала 5 имеет шлицы, с помощью которых изменяется длина карданной передачи.

Если карданная передача имеет два или более карданных валов, то для подвески валов имеются промежуточные опоры 12, которые крепятся на поперечине 20. В упругой эластичной опоре установлен шариковый подшипник 13, на который опирается карданный вал. Для балансировки валов привариваются балансировочные пластины 6.

Задний карданный вал соединяется с передним карданным валом с помощью жесткого карданного шарнира, состоящего из двух вилок.

В проушины вилок вставляются шипы крестовины. На тщательно обработанных шипах крестовины установлены стальные стаканы с игольчатыми подшипниками, уплотненные изнутри уплотнительными манжетами. Крестовина со стаканами закреплена в ушках вилок крышками и стопорными пластинами. На стопорных пластинах имеются усики, которые после завертывания болтов загибаются на головки болтов для предотвращения их самопроизвольного отворачивания. Вместо крышек и стопорных пластин крестовина и стаканы могут крепиться стопорными кольцами. На стопорных пластинах может иметься надпись: «Смазывать только маслом».

Рис. 1. Продольный разрез [а] карданного вала по эластичной муфте и поперечный разрез [б] по промежуточной опоре:

1 — болт с гайкой крепления эластичной муфты к коробке передач; 2 — эластичная муфта; 3 — фланец переднего карданного вала; 4 — пробка смазочного отверстия; 5 — передний карданный вал; 6 — балансировочная пластина; 7 — уплотнительная манжета фланца переднего карданного вала; 8 — обойма уплотнительной манжеты; 9 — установочные метки; 10 — центрирующая втулка; 11— центрирующее кольцо; 12 — упругая промежуточная опора; 13 — шариковый подшипник; 14 — стопорное кольцо; 15 — пылеотражатели; 16 — гайка крепления вилки переднего карданного вала; 17 — задний карданный вал; 18 — вилка переднего карданного вала; 19 — гайки крепления поперечины опоры к кузову; 20 — поперечина; 21 — шайба; 22 — резиновая втулка; 23 — болт крепления упругой опоры к поперечине.

Для подачи масла на крестовине установлена масленка, а в крестовине выполнены продольные каналы. Ограничивается нагнетание масла предохранительным клапаном.

На многих легковых и грузовых автомобилях в игольчатые подшипники закладывается так называемая вечная смазка, например смазка 158 (ТУ-101320-77). Каналы в этом случае делаются несквозными.

Карданы на автомобилях ГАЗель выполнены с прокачиваемой смазочной системой. Крестовина имеет продольные каналы. В центральной части в каналы ввернута пресс-масленка, закрываемая резиновым колпачком. Для смазывания игольчатых подшипников снимается резиновый колпачок и на пресс-масленку надевается наконечник нагнетателя масла. Масло под давлением проходит по каналам к игольчатым подшипникам. Излишки масла под давлением сжимают края манжеты и выходят наружу. Смазочный материал, находящийся между грязеотражателем крестовины и уплотнительной манжетой, служит масляным фильтром, защищающим рабочую кромку манжеты от пыли и грязи.

Жесткие карданы передают момент вращения с вилки неравномерно. Для равномерной передачи момента вращения на грузовых автомобилях чаще всего устанавливают шариковые карданы с делительными канавками и кулачковые карданы.

Шариковые карданы состоят из двух кулаков, в которых имеются делительные канавки для установки ведущих шариков. Для центрирования кулаков служит центральный шарик, устанавливаемый в гнезде с помощью штифта и шпильки. Форма делительных канавок такова, что при любом повороте кулаков относительно друг друга ведущие шарики будут перекатываться и занимать положение в плоскости, делящей угол между ними пополам (биссекторная плоскость).

Реже встречается кардан равных угловых скоростей кулачкового типа, который состоит из двух вилок со вставленными полуцилиндрическими кулаками, между которыми расположен центральный диск.

Шариковые шарниры могут быть с делительными канавками и делительным рычажком. Рассмотрим принцип их действия. При передаче момента вращения под углом рабочие шарики шарниров располагаются в биссекторной плоскости, делящей угол между ведущим и ведомым валами пополам, что обеспечивает синхрон ность их вращения.

В шариковом шарнире с делительными канавками вилки име ют по четыре делительные канавки, средние линии которых представляют собой окружности с одинаковыми радиусами, равноудаленными от центра шарнира. При сборке шарнира сначала меж ду вилками устанавливают центрирующий шарик на штифте, ко торый входит в отверстия шарика и одной из вилок. От осевых перемещений штифт удерживается другим штифтом. Затем в канавки вилок, расположенных под прямым углом, закладывают четыре рабочих шарика. Так как шарики расположены симмет рично относительно центра, то при передаче момента вращения под углом центры шариков описывают окружности, находящиеся в биссекторной плоскости, причем в передаче момента участвуют только два шарика. Шарнир может передавать момент под углом 40. 32°.

Достоинства шарнира: простота изготовления и сравнительно небольшая стоимость: недостатки: ускоренное изнашивание шарн ира из-за скольжения шариков относительно канавок и высоко го давления, вызванного, в частности, тем, что момент вращения передают только два шарика.

В шариковом шарнире с делительным рычажком в передаче момента вращения участвуют все шарики, что уменьшает усилие и увеличивает срок службы шарнира.

Детали шарнира расположены в чашке, имеющей на внутрен ней поверхности шесть сферических канавок для установки ше сти шариков. Такие же канавки имеет и сферический кулак, в шлицевое отверстие которого входит ведущий вал. Делительное устройство, устанавливающее шарики в биссекторной плоскости, состоит из сепаратора, в котором они расположены, сферической чашки и делительного рычажка. Делительный рычажок своими сферическими поверхностями входит в гнезда ведущего и ведо мою валов и в отверстие чашки и пружиной прижат к ведущему налу. Плечи рычажка подобраны так, что при передаче момента вращения под углом он поворачивает сепаратор па угол, равный половине угла между осями ведущего и ведомого валов, т. е. уста навливает шарики в биссекторной плоскости. Шарнир может пе редавать момент вращения под углом 35. 38°.

Достоинство шарнира — передача момента вращения всеми шариками, что повышает долговечность шарнира и позволяет уменьшить его габаритные размеры. Однако он сложнее и дороже шарнира с делительными канавками.

Сдвоенный кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей привода ведущих управляемых колес автомобиля «Урал- 375» состоит из ведущей и ведомой вилок, связанных с ведущим и ведомым валами, и вставленных в вилки кулаков, в пазы которых вставляется центральный диск. Этот диск является промежуточным звеном шарнира. Кулачковый карданный шарнир может передавать момент вращения под углом 45. 50°. Устройство этого шарнира проще, он дешевле шариковых карданов, но его КПД ниже.

Порядок разборки промежуточного вала:

1) снятый карданный вал с промежуточной опорой укрепить на стенде;

2) ослабить передний хомут грязезащитного чехла и сдвинуть чехол;

3) отогнуть замочную шайбу;

4) отвернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соединения и сдвинуть ее в сторону отодвинутого чехла;

5) снять со шлицевого конца карданного вала скользящую вил ку, уплотнительные манжеты и упорное кольцо;

6) вынуть карданный вал из промежуточной опоры.

Порядок сборки промежуточного вала:

1) вставить карданный вал в промежуточную опору;

2) на шлицевой конец карданного вала поставить упорное кольцо и уплотнительные манжеты;

3) вставить шлицевой конец скользящей вилки так, чтобы ее пружины находились в одной плоскости с проушинами вилки переднего конца карданного вала;

4) завернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соединения и отогнуть замочную шайбу;

5) надвинуть грязезащитный чехол и затянуть его хомутами.

Порядок разборки карданных шарниров:

1) отогнуть концы стопорных пластин;

2) отвернуть болты крышек крепления подшипников и снять две стопорные пластины и две крышки подшипников;

3) выпрессовать оба подшипника: один — наружу, другой — внутрь вилки;

4) снять наружный выпрессованный подшипник, внутренний снова вставить в гнездо вилки, выпрессовать наружу, а затем снять с крестовины;

5) вывернуть из крестовины пресс-масленку и предохранительный клапан;

6) снять с шипов крестовины четыре обоймы уплотнительных манжет и пробки колец.

Порядок сборки карданных шарниров:

1) завернуть в крестовину пресс-масленку и предохранитель ный клапан;

2) напрессовать на каждый шип крестовины обоймы уплотни тельных манжет и пробковые кольца;

3) завести крестовину в проушины вилки кардана;

4) запрессовать два подшипника в проушины вилки, причем паз на торце подшипника должен лежать на оси двух резьбовых отверстий в проушине;

5) установить крышки подшипников в стопорные пластины и привернуть;

6) завести проушины фланца на два других шипа крестовины;

7) отогнуть концы стопорных пластин и прижать их к граням болтов.

Порядок разборки промежуточной опоры карданного вала:

1) освободить и сдвинуть грязезащитный чехол;

2) отвернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соеди нения;

3) разъединить промежуточный и главный карданные валы и снять промежуточную опору;

4) снять с промежуточной опоры кронштейн в сборе с наклад кой, резиновую подушку, передние и задние отражатели и шари ковый подшипник опоры.

Порядок сборки промежуточной опоры карданного вала:

1) запрессовать шариковый подшипник в резиновую подушку;

2) поставить отражатели (перед установкой отражателей поса дочные поверхности следует обжать, обеспечив тугую посадку);

3) надеть кронштейн промежуточной опоры и напрессовать опору на промежуточный вал, соединить главный и промежуточ ный карданные валы;

4) завернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соеди нения;

5) надеть грязезащитный чехол.

1. Опишите назначение и основные части карданной передачи.

2. Опишите назначение, устройство и работу карданов неравной угловой скорости.

3. Опишите назначение, устройство и работу промежуточной опоры карданных передач.

4. Опишите назначение, устройство и работу карданов равной угловой скорости.

5. Опишите назначение, устройство и работу шариковых карданов равной угловой скорости.

6. Опишите назначение, устройство и работу кулачковых карданов равной угловой скорости.

7. Опишите назначение, устройство и работу «мягкого» кардана.

Назначение муфты кардана и принцип ее работы

Муфта карданного вала представляет собой один из элементов трансмиссии, деталь из эластичного материала (резины), расположенную на лицевой стороне карданного вала в сборном виде. Назначение муфты заключается в повышенном смягчении постоянных ударных нагрузок при работе различных механизмов трансмиссии и одновременно обеспечивает мягкое повторение крутящего момента. С практической стороны муфта кардана обеспечивает эластичность соединений всех компонентов трансмиссии при вращении карданного вала.

Конструктивные особенности

В качестве основного материала муфты карданного вала служит резиновая основа повышенной прочности и износостойкости с упругими компонентами, на которой симметрично расположены металлические втулки с прорезями. Стяжные болты обеспечивают плотное крепление муфты, которое является обязательным условием для обеспечения стабильной передачи крутящего момента на ведущий мост. Центрирование муфты достигается разнонаправленным выставлением шести стяжных болтов при креплении.

Принцип работы

Внешне муфта карданного вала представлена универсальным и разносторонним механизмом с упругим компонентом. Такая конструкция детали обеспечивает плавный синхронный ход наравне с крутящим моментом двигателя и одновременно эластичность соединений. Для муфты эластичной кардана характерны следующие особенности:

Исходя из своих особенностей, муфта кардана простое и доступное средство для значительного снижения динамических нагрузок в механизмах, деталях и их узлах. Это свойство имеет большое значение, особенно для автомобилей с задним приводом, в котором муфта карданного вала также обеспечивает плавную передачу крутящего момента от редуктора на ведущий мост.

Применение

Муфты используют в механизмах генератора и компрессора, работающих на дизельном двигателе. Также они распространены в любом транспортном средстве: электровозы, морские суда, спецмашины. Но наибольшую значимость муфта получила в качестве механизма для плавной работы в приводах автомобиля. Они надежно блокируют вибрации, смягчают взаимодействие механизмов на стыке и одновременно сохраняют свои жесткость при крутящем моменте. Несмотря на значительные нагрузки, муфта карданного вала вынослива для любых нагрузок и неприхотлива к техническому обслуживанию, а на случай расхода эксплуатационного ресурса подлежит замене на новую деталь.

Лабораторная работа «Карданные передачи»

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Омской области

«Седельниковский агропромышленный техникум»

МДК 01.02 Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей

по профессии СПО 23.01.03 Автомеханик

Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения

Седельниково, Омской области, 2017

Министерство образования Омской области БПОУ «Седельниковский агропромышленный техникум»

МДК 01.02 Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей

Тема занятия: лабораторная работа «Карданные передачи».

Цели работы: изучить устройство и работу карданов и карданных передач; приобрести навыки в разборке и сборке карданных передач.

Требования к результатам усвоения учебного материала.

Студент в ходе освоения темы занятия и выполнения лабораторной работы должен:

иметь практический опыт :

— снимать и устанавливать агрегаты и узлы автомобиля.

— устройство и конструктивные особенности обслуживаемых автомобилей;

— назначение и взаимодействие основных узлов ремонтируемых автомобилей.

В ходе занятия у студентов формируются

П рофессиональные компетенции:

ПК 1.3. Разбирать, собирать узлы и агрегаты автомобиля и устранять неисправности.

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.

Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2010.

Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2003.

Оборудование: карданы и карданные передачи различных моделей автомобилей; приспособления для разборки и сборки карданных передач и карданов; тиски; наборы инструментов.

Содержание работы: по плакатам и учебным пособиям изучить устройство карданной передачи и отдельных карданов.

Описание устройства. Карданная передача состоит из карданных шарниров (карданов), карданных валов и промежуточной опоры.

Сдвоенный кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей привода ведущих управляемых колес автомобиля «Урал- 375» состоит из ведущей и ведомой вилок, связанных с ведущим и ведомым валами, и вставленных в вилки кулаков, в пазы которых вставляется центральный диск. Этот диск является промежуточным звеном шарнира. Кулачковый карданный шарнир может передавать момент вращения под углом 45. 50 °. Устройство этого шарнира проще, он дешевле шариковых карданов, но его КПД ниже.

Порядок разборки промежуточного вала:

снятый карданный вал с промежуточной опорой укрепить на стенде;

ослабить передний хомут грязезащитного чехла и сдвинуть чехол;

отогнуть замочную шайбу;

отвернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соединения и сдвинуть ее в сторону отодвинутого чехла;

снять со шлицевого конца карданного вала скользящую вил ку, уплотнительные манжеты и упорное кольцо;

вынуть карданный вал из промежуточной опоры.

Порядок сборки промежуточного вала:

вставить карданный вал в промежуточную опору;

на шлицевой конец карданного вала поставить упорное кольцо и уплотнительные манжеты;

вставить шлицевой конец скользящей вилки так, чтобы ее пружины находились в одной плоскости с проушинами вилки переднего конца карданного вала;

завернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соединения и отогнуть замочную шайбу;

надвинуть грязезащитный чехол и затянуть его хомутами.

Порядок разборки карданных шарниров:

отогнуть концы стопорных пластин;

отвернуть болты крышек крепления подшипников и снять две стопорные пластины и две крышки подшипников;

выпрессовать оба подшипника: один — наружу, другой — внутрь вилки;

снять наружный выпрессованный подшипник, внутренний снова вставить в гнездо вилки, выпрессовать наружу, а затем снять с крестовины;

вывернуть из крестовины пресс-масленку и предохранительный клапан;

снять с шипов крестовины четыре обоймы уплотнительных манжет и пробки колец.

Порядок сборки карданных шарниров:

завернуть в крестовину пресс-масленку и предохранитель ный клапан;

напрессовать на каждый шип крестовины обоймы уплотни тельных манжет и пробковые кольца;

завести крестовину в проушины вилки кардана;

запрессовать два подшипника в проушины вилки, причем паз на торце подшипника должен лежать на оси двух резьбовых отверстий в проушине;

установить крышки подшипников в стопорные пластины и привернуть;

завести проушины фланца на два других шипа крестовины;

отогнуть концы стопорных пластин и прижать их к граням болтов.

Порядок разборки промежуточной опоры карданного вала:

освободить и сдвинуть грязезащитный чехол;

отвернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соеди нения;

разъединить промежуточный и главный карданные валы и снять промежуточную опору;

снять с промежуточной опоры кронштейн в сборе с наклад кой, резиновую подушку, передние и задние отражатели и шари ковый подшипник опоры.

Порядок сборки промежуточной опоры карданного вала:

запрессовать шариковый подшипник в резиновую подушку;

поставить отражатели (перед установкой отражателей поса дочные поверхности следует обжать, обеспечив тугую посадку);

надеть кронштейн промежуточной опоры и напрессовать опору на промежуточный вал, соединить главный и промежуточ ный карданные валы;

завернуть гайку уплотнительной манжеты шлицевого соеди нения;

надеть грязезащитный чехол.

Опишите назначение и основные части карданной передачи.

Опишите назначение, устройство и работу карданов неравной угловой скорости.

Опишите назначение, устройство и работу промежуточной опоры карданных передач.

Опишите назначение, устройство и работу карданов равной угловой скорости.

Опишите назначение, устройство и работу шариковых карданов равной угловой скорости.

Опишите назначение, устройство и работу кулачковых карданов равной угловой скорости.

Опишите назначение, устройство и работу «мягкого» кардана.

Как устроен и работает мягкий кардан кратко

Карданный вал — важная часть автомобиля, без которой невозможно движение. Но он используется далеко не во всех моделях. Рассказываем, что это такое, как он устроен и какие неисправности могут быть с ним связаны.

Теоретическая часть

Карданный вал назван в честь итальянского инженера Джироламо Кардано, изложившего принцип действия механизма ещё в 16 веке. Изначально он использовался в производственном, шахтном и сельскохозяйственном оборудовании. Но в конце 19 века такой узел появился в автомобилях Renault, после чего о нём заговорили водители и механики.

Карданный вал используется в заднеприводных и полноприводных автомобилях. Его единственное назначение — передавать крутящий момент от двигателя и коробки передач задним колёсам. Кардан используется в автомобиле по простой причине. Сложно сделать так, чтобы мотор и все элементы трансмиссии находились в одной плоскости — обычно их высота отличается. Более того, положение узлов меняется в процессе езды из-за работы подвески.

До карданного вала в машинах использовались цепные и ремённые передачи, которые были достаточно гибкими. Но они легко ломались, требовали частого обслуживания и давали сильные пробуксовки на неровных дорогах. Заменив их карданом, Луи Рено дал своим автомобилям серьёзные преимущества — надёжность и высокую проходимость. Будучи гибкой, такая передача выдерживала огромный пробег и требовала меньше внимания.

Чаще всего карданный вал можно увидеть в трансмиссии машины. Он соединяет коробку передач с задним редуктором, распределяющим крутящий момент между колёсами. Но карданы используются и в других узлах — они соединяют рулевую колонку с рейкой, отвечающей за поворот передних колёс. В спецтехнике такие передачи приводят навесное оборудование — насосы гидравлических контуров у грузовиков, механизм подъёма бороны у тракторов, подметальную щётку уборочной машины.

Устройство карданного вала

Для соединения валов между собой и с деталями трансмиссии используются жёстко зафиксированные вилки — ведущая с одной стороны и ведомая с другой. Между ними вставляются крестовины с игольчатыми подшипниками в каждом из четырёх наконечников. Для крепления всего механизма предусматриваются пазы и шлицы.

Помимо основных элементов, у карданов есть и другие детали. Фланцы используются для прочного крепления к коробке передач и заднему редуктору. Сальники — для уплотнения соединений и подавления вибраций. Предохранительные муфты — для дополнительной защиты от растягивания и ударов. Кожухи предотвращают попадание пыли, грязи и камней внутрь.

Соединяя вилки крестовинами с игольчатыми подшипниками, можно наклонять шарниры на 20–30°, сохраняя равномерную передачу крутящего момента. Именно эта идея итальянского инженера используется в автомобилях и по сей день.

Какими бывают карданные валы?

Устройство карданного вала также различается по типу соединений. Описанную выше конструкцию с крестовинами называют шарниром неравных угловых скоростей. Она используется в карданах асинхронного типа. Скорость вращения их валов отличается от частоты вращения вилок на коробке передач и редукторе. Такие модели проще и дешевле, но шумные и создают больше вибраций. В синхронных карданных валах используются шарниры равных угловых скоростей — такие же, как в переднеприводных автомобилях. Они выравнивают частоту вращения — их вилка с несколькими лопастями сцепляется с шариками, перекатывающимися в специальных канавках. Такие трансмиссии дороги и сложны в обслуживании — обычно они используются во внедорожниках премиум-класса.

Открытые карданные валы используются в большинстве легковых автомобилей. Они пропущены прямо под днищем или в специальном тоннеле внутри кузова. Такая конструкция легче, но чувствительнее к воздействию внешней среды. В грузовиках чаще применяются закрытые карданы, располагающиеся внутри другой трубы. Они тяжелы, но повышают надёжность высоконагруженной трансмиссии.

Как проверить состояние карданного вала?

Диагностику лучше проводить в гараже с ямой или на эстакаде. Вам понадобятся фонарик и плотная тряпочка, чтобы вы могли внимательно рассмотреть все детали. Стоит также запастись прочной отвёрткой длиной 15–20 см. Обязательно поставьте автомобиль на нейтральную передачу и затяните ручной тормоз. Эксперты выделяют следующие внешние признаки неисправности карданного вала машины:

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

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

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

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

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.

Устройство карданной передачи

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.

Какую функцию выполняет карданный вал?

КВ способен выполнить две важные функции.

Благодаря КВ транспортному средству даже на неровной дороге обеспечен хороший разгон. КВ – это фактически оптимизатор эффективной разгрузки передних колёс и инструмент для снижения рисков пробуксовки.

Из чего состоит карданный вал?

Хотя, на первый взгляд, карданный вал кажется простым элементом, труба да и труба, но в действительности его устройство немного сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом ближе. Состоит герой нашей сегодняшней статьи из таких элементов:

Привести все существующие типы карданных валов к какому-нибудь одному знаменателю очень трудно. Дело в том, что эти устройства используются в огромном количестве разнообразной техники и, как следствие могут иметь различное исполнение.

К примеру, карданный вал может быть составлен из нескольких секций, а может быть и односекционный (такое обычно встречается у спорткаров). Во втором случае конструкция элементарна – это просто стальная труба, оба конца которой венчают крестовины карданного вала и наконечники.

Если секций больше одной, то и крестовин также становится больше – они нужны для сопряжения вращающихся под разными углами валов.

Ещё одна важная деталь конструкции — подвесной подшипник карданного вала. Он является опорой для всей конструкции и удерживает её на месте, не мешая вращаться. Подшипник закреплён к кузову машины, и в зависимости от количества секций кардана этих деталей может быть несколько.

Вот так, коллеги-автолюбители, мы кратко прошлись по основным вопросам, связанным с карданным валом автомобиля.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

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.

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:

А вот в случае, если есть подозрение на дисбаланс КВ, не обойтись без диагностики узла на балансировочном стенде. Особенно без такой проверки не обойтись, если во время езды чувствуются постоянные вибрации, а при переключении передач регулярно возникает неприятный скрежет.

Обслуживание карданного вала

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

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

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:

Как поменять крестовину на кардане

Чтобы провести ремонт крестовины, необходимо снять кардан. Перед тем как разобрать, нужно знать некоторые нюансы:

Сначала откручиваются четыре болта на карданном вале, потом снимаем крепление подвесного подшипника. После этих процедур снимаем кардан, его нужно достать из шлицевого соединения КПП. Перед снятием крестовины шлицевую часть желательно замотать материалом, чтобы туда не попал песок. Перед тем, как снять крестовину, нужно подготовить инструмент: молоток, круглогубцы, толстую отвёртку и подходящую по диаметру круглую трубку. Зажатие вала в тисках намного облегчит вам работу. Существуют специальные съёмники для снятия крестовин, но их часто не используют даже на СТО. Впрочем, многие гаражные умельцы способны за 10-15 минут смастерить себе такое приспособление. Далее достаются стопорные кольца. Часто, чтобы их извлечь, требуется обстучать их молотком с помощью проставки. После этой операции стопоры легко достанутся плоскогубцами. Далее выбиваются чашки из проушин. Это делается молотком и той же проставкой, которую использовали при снятии стопорных колец. Иногда при этом чашки выпадают самостоятельно, чаще всего извлекать их придётся подручными предметами.

Балансировка карданного вала

Качественная балансировка в домашних условиях невозможна. Для этого требуется сложное диагностическое и балансировочное оборудование, которое можно найти только на заводах и в специализированных мастерских.

При необходимости дома можно произвести грубую балансировку, которая позволит некоторое время эксплуатировать автомобиль.

Чтобы отбалансировать кардан, автомобиль полностью вывешивают, запускают двигатель и включают 4-ю передачу. При этом вал начинает медленно вращаться. Для определения мест, в которых необходима балансировка, в 1 мм от вала фиксируют кусочек мела. Неотбалансированный вал будет слегка смещаться. При этом в местах биения останутся метки.

Уравновесить слишком легкие участки с тяжелыми можно путем наваривания на них небольшого количества металла. При этом после добавления каждого грамма веса следует проводить ходовые испытания, отмечая степень достигнутого эффекта. Процедуру прекращают тогда, когда вибрация автомобиля на ходу полностью или почти полностью исчезает.
Техническое обслуживание

Техническое обслуживание карданной передачи заключается в периодическом, раз в несколько месяцев, шприцевании крестовины.

Своевременное обслуживание и диагностика карданного вала и крестовины позволяют сохранить в исправном состоянии мосты и коробку передач. В автомобилях заднеприводной конструкции поломка этих агрегатов часто становится следствием вибрации, возникающей при неисправностях кардана.

Перспективы развития системы карданной передачи

Использование шарнира равных угловых скоростей позволяет ликвидировать недостатки, свойственные классической крестовине. Скорость вращения вала выравнивается, исчезает вибрация, КВ не требует балансировки после ремонта, до 17° увеличивается угол передачи крутящего момента.

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

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:

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 – 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

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.

Карданная передача

Назначение и техническое описание

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с тем, что изменяется взаимное положение осей валов трансмиссии, и они не лежат на одной прямой.

Коробка передач 1 (рисунок 3, а), или раздаточная коробка на автомобиле, установлена выше ведущего моста 7, в результате чего ось карданного вала 5, передающего крутящий момент, расположена под некоторым углом а к горизонтали. Коробка передач соединена с рамой неподвижно, а ведущий мост подвешен к ней при помощи рессор. Когда при прогибе рессор изменяется положение моста относительно рамы, изменяется и угол наклона карданного вала 5.

Карданная передача состоит из трех основных элементов: карданных шарниров 2, карданных валов 3 и 5 и промежуточной опоры 4. Одним из условий равномерного вращения вала 6 главной передачи ведущего моста 7 является равенство углов и ось между осью вала 5 и осями валов 3 и 6, что обеспечивается конструкцией передачи.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей. Простейший карданный шарнир состоит из двух вилок 8 и 10 (рисунок 3, б) укрепленных на валах 3 и 5, и крестовины 9 с шипами, входящими в отверстия вилок и соединяющими шарнирно валы. Вилка 10, поворачиваясь относительно оси А—А, может одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси Б—Б, обеспечивая передачу вращения от одного вала к другому при изменении угла между осями валов. Такой карданный шарнир называется Жестким шарниром неравных угловых скоростей. В нем при равномерном вращении ведущей вилки 8 ведомая вилка 10 вращается неравномерно: в течение одного оборота она дважды обгоняет ведущую вилку и дважды отстает от нее. В результате этого возникают дополнительные нагрузки, вызывающие изнашивание деталей шарнирного соединения и узлов трансмиссии.

При движении автомобиля в результате прогиба рессор расстояние между коробкой передач и задним мостом изменяется, поэтому на валу одну из вилок карданного шарнира устанавливают на шлицах, чтобы длина карданного вала также могла изменяться.

Карданные шарниры равных угловых скоростей. Условия работы карданных передач определяются в первую очередь углами наклона осей их валов (см. рисунок 3, а): чем больше эти углы, тем в более тяжелых условиях работает передача. В особо тяжелых условиях работает карданная передача ведущих управляемых колес переднеприводных автомобилей, у которых угол наклона осей валов, изменяясь по величине и направлению (при повороте автомобиля), может достигать 35-40°. В таких передачах применяют шарниры равных угловых скоростей (шариковые или кулачковые), обеспечивающие передачу крутящего момента, равномерное вращение ведомого вала и поворот управляемых колес.

Широкое распространение получили карданные шариковые шарниры (рисунок 4, а) с делительными канавками. Они состоят из двух вилок 1 и 4, пяти шариков 9 и штифта 7. Вилки 1 и 4 изготовлены заодно целое со шлицевыми валами 5. При помощи торцовых сферических углублений и центрального шарика 8 вилки центрируются между собой. Положение шарика 8 фиксируется штифтом 7, удерживаемым от осевых смещений шпилькой 6. В делительные канавки 2 и 3 вилок закладываются четыре рабочих шарика 9, которые удерживаются от выкатывания из делительных канавок центральным шариком 8.

При вращении ведущего вала крутящий момент от одной вилки к другой передается через рабочие шарики. Делительные канавки имеют такую форму, которая независимо от угловых перемещений вилок обеспечивает расположение шариков в плоскости, делящей пополам угол между осями вилок, в результате чего оба вала вращаются с равными угловыми скоростями.

Из-за простоты конструкции и сравнительно высокой работоспособности шариковые и кулачковые карданные шарниры нашли широкое применение в приводах к ведущим управляемым колесам многих автомобилей (ЗИЛ-131, ГАЗ-66-11, КамАЗ-4310, ВАЗ-2108 «Спутник»).

Устройство карданных передач. На современных автомобилях привод к ведущим мостам осуществляется карданными передачами с шарнирами неравных угловых скоростей. Устройство карданных передач автомобилей различных марок практически одинаково, отличие заключается главным образом в размерах и форме отдельных деталей.

Типичным примером конструкции карданной передачи является карданная передача автомобиля ЗИЛ-130 (рисунок 5, а). Она состоит из промежуточного 12 и основного 21 валов, соединенных с помощью шлицев 13, промежуточной опоры 18 и трех жестких карданных шарниров неравных угловых скоростей.

Все три карданных шарнира имеют одинаковую конструкцию, которая позволяет им работать с максимальным рабочим углом между осями валов, равным 19°. Карданный шарнир состоит из двух вилок 22 и 23, крестовины 26, четырех стаканов 34 с установленными в них подшипниками, деталей крепления и уплотнений подшипников.

Крестовина имеет четыре шипа, в центре которых просверлены несквозные смазочные каналы. На каждый шип надет игольчатый подшипник. Иглы 25 подшипника расположены в стакане 34 и внутренней обоймы не имеют. Стакан устанавливается в вилке шарнира и удерживается крышкой 27, которая крепится болтами, стопорящимися усиками пластины 24. При сборке карданных шарниров в каждое глухое отверстие шипа закладывается консистентный смазочный материал, который в процессе эксплуатации не добавляется. Для удержания смазочного материала подшипники снабжены сальниками 35: один из них (радиальный) установлен в стакане подшипника, а другой (торцовый) на шипе крестовины. В крестовинах, выпускавшихся ранее, имелись масленки для смазывания подшипников крестовин.

Промежуточный 12 и основной 21 карданные валы представляют собой тонкостенные трубы, на концах которых установлены вилки 11 карданных шарниров.

К промежуточному карданному валу 12 приварена передняя вилка 11, связанная крестовиной с фланцем-вилкой 10, при помощи которой карданный вал крепится к ведущему валу коробки передач.

Задний конец промежуточного вала соединен со скользящей вилкой 28, шлицевой наконечник которой вместе со шлицевой втулкой 32 образует подвижное шлицевое соединение, компенсирующее изменение длины карданного вала в результате перемещения заднего моста. Шлицевое соединение имеет полость для смазочного материала, уплотненную сальником 19 и защищенную от попадания грязи прорезиненным кожухом 20.

К основному карданному валу 21 с обеих сторон приварены вилки, связанные через крестовины и игольчатые подшипники с промежуточным карданным валом и ведущим валом заднего моста. При помощи скользящей вилки 28 основной вал соединен с промежуточным карданным валом 12, а при помощи фланца вилки 23— с фланцем вала ведущей шестерни главной передачи заднего моста.

Промежуточная опора 18 при помощи кронштейна 17 крепится болтами к поперечине рамы автомобиля.

Она расположена на заднем конце промежуточного карданного вала и является неразборной конструкцией, обеспечивающей поглощение вибрации, возникающей при работе карданной передачи. Шарикоподшипник 16 промежуточной опоры расположен в резиновой подушке 31, закрепленной стопорными скобами и имеющей специальные прорези, повышающие ее эластичность. В крышке 15 шарикоподшипника установлены войлочные сальники 14 с отражателями 29, предохраняющими их от загрязнения, а также пресс-масленка 30 для смазывания подшипника. Карданные передачи полноприводных трехосных автомобилей (ЗИЛ-131, Урал-4320 и др.) состоят из четырех карданных валов (рисунок 5, б): основного 4, расположенного между коробкой передач 2 и раздаточной коробкой 5, карданного вала 6 привода среднего моста 7, карданного вала 8 привода заднего моста 9 и карданного вала 3 привода переднего моста 1. Устройство всех карданных валов и шарниров этих автомобилей одинаково и аналогично описанным выше, за исключением того, что конструктивно карданный вал 6 среднего моста имеет несколько большие размеры.

Карданная передача — назначение, устройство и принцип работы

Количество, длина и устройство этих валов напрямую зависят от конструктивных особенностей и компоновки авто. Валы не только обеспечивают передачу вращения. Конструктивно разместить соосно связываемые приводом узлы невозможно, поэтому валы привода компенсируют угловые несоответствия положений составляющих частей. И осуществляется это благодаря наличию карданного шарнира в устройстве вала. Он позволяет передавать вращение между несколькими частями вала, располагаемыми под углом между собой.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

Сам агрегат может быть одновальным или двухвальным. Во втором случае механизм включает в себя промежуточный карданный вал, к заднему отделу которого приваривается хвостовик с наружными шлицами, к переднему через шарнир фиксируется скользящая втулка. Одновальные системы промежуточного участка не имеют.
В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.

Далее устанавливается подвесной подшипник карданного вала, который через кронштейн крепится к кузову. Это служит дополнительным креплением агрегата, исключающим его излишнее смещение при езде.

Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».

В задней части передача крепится к редуктору заднего моста посредством фланца. При этом хвостовик, оснащенный внешними шлицами, входит во фланец привода главной передачи.

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:

Это интересно: Признаки неисправности прокладки

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.

Принцип действия КВ

Принцип работы карданной передачи заключается в возможности транспортировки крутящего момента при изменяющемся положении «кардана» в пространстве. Реализация этого принципа происходит за счет двух механизмов:

Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.

Крутящий момент

На валы и оси, пересекающиеся под углом не более 4-5 градусов передается усилие от шарниров с упругим планом. При этом возникновение деформаций на соединительных деталях способствует ухудшению качества функционирования и увеличению колебания. Передача крутящего момента от изделий неровной скорости и жесткого плана производится последовательно, при помощи подвижных соединений жестких элементов. Они оснащаются двумя вилками, имеющими плотную фиксацию с валом, и отверстиями цилиндрической формы, используемыми для размещения крестовин. Концы крестовин, в то время, когда движется вал и шарниры карданные 1/2, начинают покачиваться в перпендикулярной по отношению к ним плоскости. Они необходимы для обеспечения гибкой, надежной и прочной связи между ведущим мостом и коленчатым валом.

Особое значение имеет достаточная гибкость соединения, так как она обеспечивает свободное перемещение во время движения транспортного средства. Крестовые элементы состоят из нескольких шипов, стопорных колец, и сальников. Они отличаются длительным периодом эксплуатации и редко выходят из строя, но на их конструкцию оказывает негативное влияние некачественное дорожное покрытие, при движении по которому увеличиваются переменные нагрузки. Для сохранения функциональности в подобных условиях используются сдвоенные крестовые шарниры. Именно от них зависит вращение сопряженных валов, которые меняют угол по отношению друг к другу. Наибольший коэффициент отмечается при значении в пределах 20°. При большем параметре угла вращения на крестовину приходятся серьезные нагрузки, также возникают колебания и ухудшается баланс вала.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Упругие шарниры представляют собой резиновую муфту, способную передавать момент при изгибах не более 8°. Резина достаточно мягкая, поэтому вал, имеющий подобное строение, обеспечивает плавное начало движения и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания. Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

Нарушения работоспособности

Сильное дребезжание и колебания машины при езде так же могут возникать по причине:

Утечка смазки случается из-за разрушения сальника шлицевого отдела или сальника подшипников крестовин коробки.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.

Причины постороннего шума

Достаточно распространенным явлением становится возникновение стука при переключении передачи, изменении скоростного режима и при начале движения. Причиной этому является ухудшение надежности и резьбового соединения крепежных фланцевых элементов. Также поводом может стать поврежденный карданный шарнир и увеличение установленного зазора в подшипниках крестовин и шлицевой конструкции. Крестовина может способствовать появлению скрежета. Чтобы предотвратить его, необходимо регулярно заменять деталь (в среднем каждые 10 тысяч км), осматривать на наличие смазки и отсутствие повреждений. Несколько реже выходит из строя сальник подвесного подшипника, а шарнир карданного валаприобретает больший зазор.

Перспективы развития системы карданной передачи

Классический ШНУС имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется в процессе движения. При этом ведомый вал может ускоряться и замедляться при стабильной скорости ведущего вала. Это приводит к ускоренному износу механизма, а также создает лишнюю нагрузку на задний мост. Также работа шарнира сопровождается вибрацией. Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики». В продаже имеются ремонтные комплекты.

Разбалансировка

Среди основных нарушений в работе вала наибольшее распространение приобрела разбалансировка. Ее возникновению способствует некачественное закрепление зазоров крестовин в процессе монтажа и несоблюдение правил эксплуатации. Зачастую неправильная фиксация зазоров возникает на этапе производственной сборки. Разбалансировка возникает не сразу, сначала развивается дисбаланс, который можно определить по вибрации во время переключения коробки передач. Она оказывает заметное воздействие на шаровую конструкцию и способствует интенсивному износу основных элементов системы. Результатом становится ухудшение равновесия автомобиля и увеличение вероятности дорожного происшествия. Поэтому рекомендуется соблюдать правила, производить систематической осмотр вала, включая карданный шарнир и крестовые элементы, осуществлять своевременный ремонт при обнаружении изношенных деталей.

Где еще применяются валы карданного типа

Для чего нужен карданный вал, кроме соединения КПП с мостом и колесами? В реальности сфера применения шарниров НУС достаточно велика. Их применяют для создания регулируемых рулевых колонок, где необходимо передать крутящий момент от руля к колесам. Также крестовидные соединения используют в наборах инструментов. Они позволяют работать с болтами, не находящимися на прямой линии с удлинителем ключа.

Сегодня карданные шарниры, несмотря на широкое применение во многих областях промышленности, считаются устаревшими. Все большее развитие получают ШРУСЫ, а крестовины и вилки медленно уходят в прошлое.

Что еще стоит почитать

Устройство глушителя автомобиля

Коробка передач четырехступенчатая

Назначение системы смазки

Как работает механическая коробка передач

Гипоидная передача

Принцип работы

Конструкция шлицевого соединения кардана имеет не меньшее значение. Принцип работы заключается в следующем. Коробка передач плотно фиксируется на внутренней кузовной части и присоединяется к краю одного вала. На другой стороне находится редуктор моста, имеющий соединение с подвеской. Промежуток между двумя узлами расширяется при преодолении неровных участков. Как заднему, так и переднему кардану необходимо растянуться, это действие обеспечивает шлицевое соединение, дополненное уплотняющим сальником.

Шлицевые элементы

Даже при соблюдении условий эксплуатации всегда присутствует вероятность срезания шлиц. Этому способствует формирование люфта в результате растяжения раздаточной цепи. Цепь в это время начинает перескакивать по зубьям раздатки и формировать высокую ударную нагрузку на шлицевые элементы раздатки и кардана. Возникновение подобной поломки можно определить по металлическому резкому шуму, который доносится из-под автомобиля. Срезание шлиц возможно как на бюджетных, так и на оригинальных элементах, поэтому необходимо своевременно менять деталь для обеспечения полного хода вала. Шарнир карданный 1/2 во время движения авто совершает возвратно-поступательные движения по отношению к раздатке, этому способствует растяжение и обратное сокращение кузова.

Карданная передача назначение и устройство важнейшего механизма трансмиссии

На автотранспорте применяется несколько видов этих шарниров:

Первый вариант – ШРУСы, используются только на машинах с передачей вращения на передние колеса.

Что касается заднеприводных и полноприводных моделей, то в их конструкции могут устанавливаться одновременно все перечисленные виды. К примеру, на обычных автомобилях с приводом на заднюю ось устанавливается один шарнир неравных угловых скоростей, и один – полукарданный. А вот на кроссоверах со всеми приводными колесами и с поперечным положением мотора есть все виды шарниров – на передке используются ШРУСы, а сзади – два других вида.

Предназначение карданной передачи

Неровное дорожное покрытие провоцирует колебание ведущих мостов, связанных подвеской. Рама и кузов автомобиля также совершают некоторые движения, как результат воздействия внешних факторов. Соответственно, могут смещаться относительно друг друга и оси валов агрегатов, которые передают крутящий момент от двигателя автомобиля к ведущим колесам.

Эта система агрегатов называется карданной передачей и предназначена она для того, чтобы уравновесить колебательные движения механизмов автомобиля для спокойной передачи крутящего момента.

В зависимости от автомобиля карданная передача может соединять такие механизмы:

Строение карданных передач в разных автомобилях одинаково, отличия лишь в размерах агрегатов или в форме отдельных элементов.

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.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей имеет устоявшееся название – карданная передача, обиходное название – кардан. Данный тип передачи применяется в основном на заднеприводных автомобилях и автомобилях с полным приводом.

Карданная передача включает шарниры неравных угловых скоростей, расположенные на карданных валах. При необходимости используется промежуточная опора. На концах карданной передачи установлены соединительные устройства.

Шарнир неравных угловых скоростей объединяет две вилки, расположенные под углом 90° друг к другу, крестовину и фиксирующие элементы. Крестовина вращается в игольчатых подшипниках, установленных в проушинах вилок. Подшипники необслуживаемые, пластичная смазка закладывается в них при сборке и в процессе эксплуатации не меняется.

Особенностью шарнира неравных угловых скоростей является неравномерная (циклическая) передача крутящего момента, т.е. за один оборот ведомый вал дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. Для компенсации неравномерности вращения в карданной передаче применяется не менее двух шарниров, по одному с каждой стороны карданного вала. При этом вилки противоположных шарниров располагаются в одной плоскости.

В карданной передаче в зависимости от расстояния, на которое передается крутящий момент, применяется один или два карданных вала. При двухвальной схеме первый вал носит название промежуточного, второй – заднего карданного вала. Место соединения валов фиксируется с помощью промежуточной опоры. Промежуточная опора крепится к кузову (раме) автомобиля. Для компенсации, возникающих в результате работы, изменений длины карданной передачи в одном из валов выполняется шлицевое соединение.

Соединение карданной передачи с другими элементами трансмиссии производится с помощью соединительных элементов: фланцев, муфт и др.

Итак, разберем устройство карданной передачи

Эластичная муфта в этой конструкции поглощает резкие рывки и вибрационные движения.

Схема эластичной муфты:
1 — муфта эластичная; 2 — фланец промежуточного вала коробки передач; 3 — грязевой отражатель; 4 — промежуточный вал коробки передач; 5 — гайка; 6 — уплотнитель центрирующего кольца; 7 — кольцо центрирующее; 8 — вкладыши муфты эластичной; 9 — болт; 10 — пробка; 11 — фланец переднего карданного вала; 12 — манжета; 13 — шлицевой конец переднего карданного вала.

С помощью двух фланцев муфта соединяет коробку переключения передач и передний карданный вал. Эти два механизма совмещаются с помощью центрирующего кольца на валу коробки передач и центрирующей втулки, которая находится во фланце карданного вала.

Карданные валы созданы из стальной трубы. Передний вал оборудован шлицевыми наконечниками, а задний — вилками карданных шарниров.

Промежуточная опора представляет собой шариковый подшипник, который установлен в кронштейне внутри резиновой изоляционной подушки.

Карданный шарнир состоит из двух вилок, соединенных между собой крестовиной. Сами вилки закреплены на карданных валах. На полых шипах крестовины находятся игольчатые подшипники с уплотнительными кольцами.

Классификация карданов

В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:

По количеству опор валов бывают следующие виды:

По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:

Обслуживание карданного вала

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Упругий полукарданный шарнир способствует передаче крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом. Происходит это, благодаря деформации упругого звена.

1 — гайка; 2 — ведомый вал коробки передач; 3 — шайба стопорная; 4 — болт (3 шт.); 5, 6 — фланцы муфты; 7 — обойма; 8 — карданный вал; 9 — сальник; 10 — стопорное кольцо; 11 — центрирующее кольцо; 12 — уплотнитель

В качестве примера можно привести упругую муфту Гуибо. Это шестигранный сжатый упругий элемент. К нему крепятся фланцы ведущего и ведомого валов и передается крутящий момент.

Перспективы развития системы карданной передачи

Классический ШНУС имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется в процессе движения. При этом ведомый вал может ускоряться и замедляться при стабильной скорости ведущего вала. Это приводит к ускоренному износу механизма, а также создает лишнюю нагрузку на задний мост. Также работа шарнира сопровождается вибрацией.
» data-lazy-type=»iframe»>
Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики». В продаже имеются ремонтные комплекты.

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.

Проверка состояния карданного вала

Проверить кардан следует в следующих случаях:

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

Вот какие узлы следует проверить.

Кардан: зачем он нужен?

Итак, какие проблемы могут возникнуть, если мы захотели передать крутящий момент от двигателя к колёсам? На первый взгляд задача довольно простая, но давайте взглянем на неё внимательнее. Дело в том, что в отличие от двигателя и КПП колёса вместе с подвеской имеют определённый ход, а это значит, что просто жёстко связать эти узлы невозможно. Инженеры решили эту проблему при помощи карданной передачи.

Она позволяет передать вращение от агрегата к агрегату, которые расположены под разными углами, а также уравновешивать все их взаимные колебания без ущерба для передаваемой мощности. В этом и заключается назначение карданной передачи.

Ключевым элементом механизма выступает так называемый карданный шарнир, он то и есть тем самым хитроумным инженерным решением, позволяющим нам с Вами наслаждаться поездками на автомобилях.

Нужно сказать, что карданы используются в различных узлах машины. В основном, конечно же, встретить их можно в трансмиссии, но кроме этого данный тип передачи актуален для системы рулевого управления.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Особенностью такого шарнира является неравномерность вращения. При изменении угла положения ведущего вала относительно ведомого, последний в определенных точках ускоряется или замедляется, то есть возрастает или снижается угловая скорость. Причем с увеличением угла скорость опережения или отставания ведомого вала от ведущего повышается, поэтому такая передача вращения носит циклический характер. Значительный угол (более 20 град.) между валами повышает нагрузку на составные элементы шарнира, что может привести к поломке.

Одновременно, часть вилки ведомого вала, при вращении начавшая движение вверх, замедляется и отстает по скорости вращения от ведущего. Максимальное отставание – в самой верхней точке.

Из-за этих особенностей работы шарнира неравных угловых скоростей, вращение передается неравномерно.

Для снижения неравномерности скоростей вращения и нагрузки в конструкции карданной передачи применяется по два шарнира – на концах пустотелого вала. Причем для максимального сглаживания внутренние вилки расположены в одной плоскости.

За счет использования двух шарниров уменьшаются углы положения валов и, соответственно, и неравномерность скоростей вращения.

Из-за неравномерности вращения между валами карданная передача не используется в конструкции трансмиссии переднеприводных автомобилей. На таких моделях шарнир неравных угловых скоростей заменен на ШРУС, у которого передача осуществляется равномерно независимо от угла между валами.

Требования, предъявляемые к устройству карданных передач:

• возможность передачи крутящего момента под большим углом (до 45°);

• передача крутящего момента не должна сопровождаться большими дополнительными динамическими нагрузками в трансмиссии;

• при любых условиях эксплуатации должен обеспечиваться высокий КПД передачи.

Карданные шарниры можно разделить:

• по кинематике на синхронные (равные угловые скорости) и асинхронные (неравные угловые скорости);
• по конструкции на полные, полу карданные — жесткие (угол до 2°) и упругие (угол до 12°).

Конструкция карданной передачи ЗИЛ включает в себя:

• промежуточный полый карданный вал, на одном конце которого приварена вилка, на другом — шлицевая втулка;

• скользящую шлицевую вилку;

• карданный вал, на концах которого приварены вилки карданных шарниров;

• три карданных шарнира неравных угловых скоростей, состоящих из двух вилок и крестовины с четырьмя шипами под игольчатые подшипники крепления с вилками;

• промежуточную опору, состоящую из кронштейна опоры, полушки опоры, скобы крепления подушки, шарикоподшипника с гайкой крепления.

Основные неисправности, их признаки

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.

Классификация по назначению

Снятие и установка карданного вала

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

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

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

Преимущества и недостатки

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.

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей нашла широкое применение в переднеприводных автомобилях для соединения дифференциала и ступицы ведущего колеса.

Карданная передача данного типа включает два шарнира равных угловых скоростей, соединенных приводным валом. Ближайший к коробке передач (дифференциалу) шарнир носит название внутреннего, противоположный ему – внешний шарнир.

С целью снижения уровня шума карданная передача с шарниром равных угловых скоростей также применяется в трансмиссиях автомоблей с задним и полным приводом. В данном случае шарнир неравных угловых скоростей уступает более соершенной конструкции ШРУС.

Карданный шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего к ведомому валу с постоянной угловой скорость, независимо от угла наклона валов. Самым распространенным в конструкции трансмиссии переднеприводного автомобиля является шариковый шарнир равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей (сокращенное название – ШРУС, обиходное название – граната) представляет собой обойму, помещенную в корпус, между которыми движутся шарики.

Корпус имеет внутреннюю сферическую форму. Внутри корпуса располагается обойма. В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся шарики. Такая конструкция обеспечивает равномерную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом. Сепаратор удерживает шарики в определенном положении. Для защиты шарнира от негативных факторов внешней среды (кислорода, воды, грязи) на ШРУС устанавливается грязезащитный чехол – «пыльник».

При изготовлении в шарнир равных угловых скоростей закладывается смазка, приготовленная на основе дисульфида молибдена.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.

Карданная передача

В рулевом механизме зачастую вполне возможно разместить валы соосно. Шарнир в устройстве вала рулевой колонки нужен для того, чтобы он мог «ломаться», что значительно снижает вероятность нанесения травм водителю при фронтальном столкновении. В общем, использование шарнира сделало рулевую колонку травмобезопасной.

Конструктивное исполнение авто и иной техники сказывается на количестве используемых карданных передач. В целом валы с карданами могут располагаться между:

Комбинация может быть самой разной. Также в некоторых случаях, когда необходимо передать вращение на большее расстояние, передача может состоять из двух валов с шарнирами, и промежуточной опоры.

Заключение

Стоит отметить, что чаще всего под карданной передачей понимают, конечно, кардан заднеприводного автомобиля. Что касается карданом со ШРУСами в переднеприводных авто – это, скорее, удачное применение разработки для внедорожников и заднеприводных машин. С этим мнением можно поспорить, но оно широко распространено в массах.

Как уже отмечено выше, такое изобретение, как карданная передача, сложно переоценить. Без него бы удовольствие от управления авто было бы не таким большим. А вероятнее, современные машины без кардной передачи вообще бы не могли передвигаться.

Карданная передача. Назначение и принцип действия

Карданный вал — приспособление для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к задним колесам.

Широко применяется на автомобилях заднеприводной и полноприводной компоновки с начала двадцатого века по настоящее время. Впервые устройство карданной передачи было описано еще в 16-м веке, однако создание устройства на практике произошло значительно позже.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.

Принцип действия КВ

Скользящая вилка необходима для некоторого увеличения длины механизма при движении по неровной дороге. За счет длинного шлицевого соединения поступление момента не прекращается тогда, когда подвеска вместе с задним мостом смещается вверх или вниз.
Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Упругие шарниры представляют собой резиновую муфту, способную передавать момент при изгибах не более 8°. Резина достаточно мягкая, поэтому вал, имеющий подобное строение, обеспечивает плавное начало движения и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания.
Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях. Обязательно почитайтеЗамена крестовины карданного вала

Перспективы развития системы карданной передачи

Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики». В продаже имеются ремонтные комплекты.

Где еще применяются валы карданного типа

Сегодня карданные шарниры, несмотря на широкое применение во многих областях промышленности, считаются устаревшими. Все большее развитие получают ШРУСЫ, а крестовины и вилки медленно уходят в прошлое.

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от коробки передач или от раздаточной коробки к ведущему мосту автомобиля при изменяющихся углах между валами этих агрегатов. Такая передача нужна потому, что угол наклона карданного вала, соединяющего ведущий мост с коробкой передач или с раздаточной коробкой, во время движения автомобиля изменяется, так как ведущий мост прикреплен к раме автомобиля на рессорах и может относительно нее перемещаться.

Состоит карданная передача из карданов (карданных шарниров) и валов. Кардан является основным механизмом, который передает крутящий момент от одного вала к другому.

Основные части кардана: крестовина 16 и две вилки 7 и 15 с проушинами. Шипы 17 крестовины входят в проушины вилок и закрепляются в них шарнирно при помощи стальных стаканов 9 с игольчатыми подшипниками 10, защищаемых от проникновения грязи и утечки смазки сальниками 13. Смазываются подшипники через масленку 8, от которой масло к подшипникам подается по каналу 19, просверленному в крестовине. Для устранения чрезмерного давления смазки в крестовине установлен предохранительный клапан 18.

Рис. Устройство кардана: 1 — карданный вал; 2 — крышка сальника; 3 — сальник; 4 — шлицевый наконечник вала; 5 — шайбы сальника; 6 — масленка скользящей вилки кардана; 7 и 15 — вилки; 8 — масленка крестовины; 9 — стакан игольчатого подшипника; 10 — игольчатый подшипник; 11 — опорное кольцо подшипника; 12 — корпус подшипника; 13 — сальник; 14 — корпус сальника; 16 — крестовина; 17 — шип; 18 — предохранительный клапан; 19 — канал для масла; 20 — пластина крепления стакана подшипника; 21 — стопорная пластина; 22 — стяжной хомутик; 23 — резиновый гофрированный чехол.

Крестовина кардана может свободно поворачиваться на некоторый угол относительно вилки одного вала, а вилка другого вала также может поворачиваться относительно крестовины. Шлицевое соединение одной из вилок кардана с валом образует скользящее соединение, вследствие чего длина карданной передачи может изменяться при взаимных перемещениях коробки передач (раздатючной коробки) и ведущего моста.

Для уменьшения трения шлицевое соединение смазывается, через масленку 6. Шлицевое соединение предохраняется от грязи и утечки смазки сальником 3 с крышкой 2. Для этой же цели используется резиновый гофрированный чехол 23, закрепляемый на карданном валу и подвижной вилке кардана стяжными хомутиками 22.

В карданной передаче, включающей только один кардан, скорость вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего непостоянна. Эта неравномерность резко возрастает с увеличением угла между ведомым и ведущим валами. Во избежание неравномерности вращения в автомобилях применяют двойную карданную передачу, т.

е. вал с двумя карданами. В такой передаче при условии установки вилок обоих карданов на валу в одной плоскости неравномерность вращения, создаваемая первым карданом, выравнивается вторым карданом.

Для обеспечения равномерности вращения валов скользящие вилки карданов при сборке должны устанавливаться так, чтобы стрелки, имеющиеся на валах и вилках, находились в одной плоскости. Собранные карданные валы при помощи болтов крепятся фланцами вилок к фланцам валов коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов.

Карданные валы изготавливаются трубчатыми с наваренными на концах наконечниками, на одном из которых имеются шлицы, а на другом — вилка кардана.

Карданной передачей автомобиля называется механизм, осуществляющий передачу крутящего момента между валами, которые пересекаются в центральной части карданной передачи автомобиля и отличаются возможностью взаимного углового перемещения. Активно применяется в разных сферах человеческой деятельности в случаях, когда соосность вращающихся элементов очень трудно обеспечить. Аналогичные функции способна также осуществлять зубчатая муфта.

Как правило, карданная передача автомобиля используется в автомобильной трансмиссии, а также рулевом управлении. Карданная передача автомобиля может обеспечить соединение следующим элементам трансмиссии:

Карданный вал в автомобиле предназначен для передачи крутящего момента от КПП к ведущим мостам в случае полноприводной или классической компоновки. Также применяется в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого исполнительного механизма и рулевого вала.

По большому счету данный недостаток может быть скомпенсирован применением на одном валу парных шарниров, которые находятся в повернутом на четверть оборота положении относительно друг друга. Однако там, где необходима синхронность, как правило, применяется ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) – более сложная, но более совершенная конструкция аналогичного назначения.

По своей компоновке карданные передачи автомобиля подразделяются на закрытые и открытые.

Закрытый вариант карданной передачи автомобиля располагается внутри трубы, которая, в свою очередь, может восприниматься составляющей подвески автомобиля. В карданной передаче автомобиля данного типа используется только один шарнир, а неравномерное вращение карданного вала компенсируется за счет его упругости. Существуют конструкции, где функцию карданного вала осуществляет торсион (небольшой упругий вал); карданные шарниры здесь отсутствуют.

Открытый вариант карданной передачи автомобиля не располагает трубой, а реактивный момент воспринимается реактивными тягами или рессорами. В состав карданной передачи автомобиля должно входить не меньше двух шарниров, а также компенсирующее звено, так как дистанция между соединенными агрегатами во время движения изменяется. На автомобилях с длинной колесной базой используют карданную передачу автомобиля, которая состоит из двух валов. За счет этого исключается возможность совпадения максимальной угловой скорости вала с приемлемой. Уменьшение длины вала увеличивает его критическую частоту вращения, которая как минимум в 1.5 раза должна превышать максимально возможную во время эксплуатации. Конструкция карданной передачи автомобиля, оснащенной двумя валами, требует использование промежуточной опоры одного из двух валов, подшипник которой установлен на кузове или раме в эластичном кольце для компенсации осевого перемещения двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ).

Устройство карданной передачи

Карданная передача представляет собой ведущий и ведомый валы, которые соединены гибким шарниром. Гибкое шарнирное соединение позволяет беспрепятственно передавать вращение при некотором изменении угла между двумя валами. По типу шарнирного соединения существуют две разновидности карданных передач:

Карданная передача, основанная на шарнирах неравных угловых скоростей, наиболее часто применяется для соединения выходного вала и ведущего моста в заднеприводных как легковых, так и грузовых автомобилях. Помимо этого, такие шарниры используют для подсоединения раздаточных коробок и прочего вспомогательного оборудования. Более совершенные в конструктивном плане шарниры равных угловых скоростей используются в современных передне- и полноприводных автомобилях. Посредством таких карданных передач осуществляется соединение ведущих колес машины с дифференциалом ведущего моста.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Значительный угол (более 20 град. ) между валами повышает нагрузку на составные элементы шарнира, что может привести к поломке.

Принцип работы карданного шарнира рассмотрим на примере, когда ведущий вал расположен строго горизонтально, а ведомый – под углом вниз (стандартное положение кардана). Начальное положение внутренней вилки шарнира – тоже горизонтальное. При передаче вращения из-за положения под углом, часть вилки, идущая вниз ускоряется относительно ведущего вала. Максимальное опережение достигается в нижней точке. Одновременно, часть вилки ведомого вала, при вращении начавшая движение вверх, замедляется и отстает по скорости вращения от ведущего. Максимальное отставание – в самой верхней точке.

Из-за этих особенностей работы шарнира неравных угловых скоростей, вращение передается неравномерно. Для снижения неравномерности скоростей вращения и нагрузки в конструкции карданной передачи применяется по два шарнира – на концах пустотелого вала. Причем для максимального сглаживания внутренние вилки расположены в одной плоскости.

ДОСТОИНСТВА

К достоинствам карданной передачи относятся:

Но вместе с тем, кардан повышает металлоемкость трансмиссии и требует значительного пространства для установки, что сказывается на полезном объеме салона.

Карданы с шарнирами неравных угловых скоростей не требуют технического обслуживания и при этом обладают значительным ресурсом Несмотря на использование в конструкции подшипников, в процессе эксплуатации проводить их смазку не нужно, поскольку сам шарнир – необслуживаемый, а заложенного производителем смазочного материала хватает на весь срок службы.

Кардан является неремонтируемым узлом. При изгибе кардан требует полной замены. Обусловлено это тем, что при изготовлении узел балансируется. Изгибы же приводят к разбалансировке, что повышает вибрации и нагрузки в КПП и главной передаче и ускоряет износ шарниров.

Шарниры также не ремонтируются, поэтому при появлении повышенной вибрации со стороны кардана, сторонних звуков (хрустов, щелчков) выполняется замена составных элементов шарнира. Обычно замене подлежат крестовина и ее подшипники, но при сильной выработке проушин меняется узел в сборе.

Типы карданных передач

Главную роль в карданной передаче выполняет карданный шарнир, в зависимости от конструкции которого выделяют такие типы карданных передач:

По количеству валов карданные передачи могут быть: одновальные, двухвальные и многовальные, а по количеству шарниров — одношарнирные, двухшарнирные и многошарнирные.

Эксплуатация и возможные неисправности карданной передачи

Бережная эксплуатация автомобиля позволяет шарнирам карданного вала и шаровым шарнирам передних валов сохранить свою работоспособность надолго, как минимум до 100 тысяч побега. Что касается труб, то при отсутствии механических повреждений их можно использовать долгие годы без замены, в противном же случае изогнутый механизм стоит просто заменить новым. Следует уделять внимание состоянию чехлов шарниров и заменять их при любом повреждении, уберегая тем самым шарниры.

Сокращение работоспособности шарниров могут спровоцировать резкие разгоны, пробуксовка в грязи, неправильный выбор скоростей, долгие поездки по снежным и грунтовым дорогам с глубокими колеями. О неисправности карданной передачи можно узнать по появившимся посторонним звукам или рывкам автомобиля при движении. Существует несколько причин потери работоспособности карданной передачей, и среди них такие:

Данные неисправности очень легко устранить, заменив поврежденные детали или подтянув крепежные детали.

Карданной называется передача, осуществляющая силовую связь механизмов автомобиля, валы которых несоосны или расположены под углом. Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов. В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомобиля карданная передача может передавать крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке или к главной передаче ведущего моста, от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мостов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от полуосей к передним ведущим и управляемым колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подвеской. Карданная передача может также применяться в приводе от коробки отбора мощности к вспомогательным механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом. Дополнительно к общим требованиям к системам, агрегатам и механизмам автомобиля к карданной передаче предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать: • передачу крутящего момента и равномерное вращение валов соединяемых механизмов независимо от угла между валами;

• передачу крутящего момента без создания в трансмиссии автомобиля дополнительных нагрузок;

• бесшумность при работе.

Для соединения механизмов автомобиля применяются карданные передачи различного типа.

с шарн неравных угл скоростей.

с шарн равн угловых скоростей.

Одновальные карданные передачи применяются на легковых автомобилях с короткой базой (база — расстояние между передними и задними колесами) и колесной формулой 4×2 для соединения коробки передач с задним ведущим мостомТакая карданная передача состоит из карданного валаи двух карданных шарниров Двухвальная карданная передачаприменяется на автомобилях с длинной базой и колесной формулой 4×2 для связи коробки передач с задним ведущим мостом. Передача включает в себя два карданных вала, три карданных шарнира и промежуточную опору. Эта карданная передача получила наибольшее распространение на легковых, грузовых автомобилях и автобусах ограниченной проходимости. На автомобилях повышенной проходимости с колесной формулой 4×4 используются три одновальных карданных передачи для соединения соответственно коробки передач с раздаточной коробкой, а также раздаточной коробки с задним и передним ведущими мостами. На автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6×6 и индивидуальным приводом ведущих мостов раздаточная коробка соединяется с задним ведущим мостом двухвальной карданной передачей с промежуточной опоройСвязь коробки передач с раздаточной коробкой с передним и среднимведущими мостами этих автомобилей осуществляется одновальными карданными передачами. В автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6 х 6 и со средним проходным ведущим мостом для связи коробки передач с раздаточной коробкой и раздаточной коробки с ведущими мостами используются одновальные карданные передачи. При этом обеспечивается привод дополнительного редуктора среднего моста.

Одновальные и двухвальные карданные передачи, используемые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры неравных угловых скоростей.- Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода передних управляемых и одновременно ведущих колес.

Карданные шарниры. Карданным шарниром или карданом называется подвижное соединение, обеспечивающее передачу вращения между валами, оси которых пересекаются под углом. В автомобилях применяются карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Первые называются асинхронными шарнирами, а вторые — синхронными.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из вилки ведущего вала, вилки ведомого вала и крестовины, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Одновальная, двухшарнирная, с карданами неравных угловых скоростей карданная передача состоит из трубчатого карданного вала, к одному концу которого приварена вилкаа к другому — наконечник со шлицами. Наконечник соединен с подвижной в осевом направлении шлицевой втулкойприваренной к вилке карданного шарнира. Такое подвижное шлицевое соединение называется компенсирующим устройством. Оно обеспечивает изменение длины карданной передачи при перемещении ведущего моста относительно коробки передач во время движения автомобиля. Шлицевое соединение смазывают через масленку. Оно уплотняется манжетой и защищается от грязи резиновым гофрированным чехлом.

Вилки вала соединяются с вилками карданных шарниров крестовинами и игольчатыми подшипниками, которые смазываются через масленку в крестовине. Каждый подшипник состоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проушине вилки и уплотненного манжетой для удержания смазочного материала и защиты от воды и грязи. Вилки карданных шарниров через свои фланцы болтами прикрепляются к фланцам, которые установлены на концах валов карданной передачи и главной передачи, соединяемых карданной передачей. При таком фланцевом креплении карданной передачи очень удобны ее монтаж и демонтаж на автомобиле.

Карданная передача – назначение, типы передач, устройство и работа

Карданной передачей автомобиля называется механизм, осуществляющий передачу крутящего момента между валами, которые пересекаются в центральной части карданной передачи автомобиля и отличаются возможностью взаимного углового перемещения. Активно применяется в разных сферах человеческой деятельности в случаях, когда соосность вращающихся элементов очень трудно обеспечить. Аналогичные функции способна также осуществлять зубчатая муфта.

Как правило, карданная передача автомобиля используется в автомобильной трансмиссии, а также рулевом управлении.

Карданная передача автомобиля может обеспечить соединение следующим элементам трансмиссии:

Карданная передача автомобиля отличается одним значительным минусом – несинхронность валовых вращений (один из валов имеет равномерное вращение, другой – нет). Вращения начинают увеличиваться, если угол между ними возрастает. Это исключает возможность использования карданной передачи автомобиля в некоторых устройствах, например, в трансмиссии автомобилей с передним приводом (где основная проблема заключается в передаче крутящего момента на поворотные автомобильные колеса ). По большому счету данный недостаток может быть скомпенсирован применением на одном валу парных шарниров, которые находятся в повернутом на четверть оборота положении относительно друг друга. Однако там, где необходима синхронность, как правило, применяется ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) – более сложная, но более совершенная конструкция аналогичного назначения.

По своей компоновке карданные передачи автомобиля подразделяются на закрытые и открытые.

Закрытый вариант карданной передачи автомобиля

располагается внутри трубы, которая, в свою очередь, может восприниматься составляющей подвески автомобиля. В карданной передаче автомобиля данного типа используется только один шарнир, а неравномерное вращение карданного вала компенсируется за счет его упругости. Существуют конструкции, где функцию карданного вала осуществляет торсион (небольшой упругий вал); карданные шарниры здесь отсутствуют.

Открытый вариант карданной передачи автомобиля

не располагает трубой, а реактивный момент воспринимается реактивными тягами или рессорами. В состав карданной передачи автомобиля должно входить не меньше двух шарниров, а также компенсирующее звено, так как дистанция между соединенными агрегатами во время движения изменяется. На автомобилях с длинной колесной базой используют карданную передачу автомобиля, которая состоит из двух валов. За счет этого исключается возможность совпадения максимальной угловой скорости вала с приемлемой. Уменьшение длины вала увеличивает его критическую частоту вращения, которая как минимум в 1.5 раза должна превышать максимально возможную во время эксплуатации. Конструкция карданной передачи автомобиля, оснащенной двумя валами, требует использование промежуточной опоры одного из двух валов, подшипник которой установлен на кузове или раме в эластичном кольце для компенсации осевого перемещения двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ).

Устройство карданной передачи

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Данный тип передачи можно обнаружить на автомобилях с задним приводом или полноприводных авто. Устройство такой передачи следующее: на карданных валах расположены шарниры неравных угловых скоростей. На концах передачи имеются соединительные элементы. По необходимости используется соединительная опора.

Шарнир объединяет пару вилок, крестовину и фиксирующие устройства. В проушинах вилок установлены игольчатые подшипники, в которых вращается крестовина.

Подшипники нельзя отремонтировать или обслужить. Масло в них заливается при установке.

Особенностью шарнира является то, что он передает неравный крутящий момент. Дополнительный вал периодически обгоняет и отстает от основного вала. Для компенсации этого недостатка в передаче используется несколько шарниров. Вилки противоположных шарниров располагают в одной плоскости.

В зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать крутящий момент, в карданной передача используют один или два вала. При числе валов, равном двух, один из них называется промежуточным, второй — задним. Для фиксации валов устанавливается промежуточная опора, крепящаяся к кузову авто.

С другими элементами автомобиля карданная передача соединяется при помощи фланцев, муфт и других соединительных элементов.

Можно с уверенностью говорить, что шарниры неравных угловых скоростей имеют малую надежность и относительно небольшой срок службы. В современных условиях используют карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Из-за этих особенностей работы шарнира неравных угловых скоростей, вращение передается неравномерно.

Классификация карданных передач

Карданные передачи подразделяются но следующим основным классификационным признакам:

по конструкции карданной передачи:

по конструкции карданных шарниров:

Требования к карданным передачам

Основные требования к карданным передачам следующие:

Кроме того, к карданным передачам, как и к остальным механизмам автомобиля, предъявляют также общие требования:

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к карданным передачам.

Высокий КПД карданных передач с шарнирами неравных угловых скоростей обеспечивается применением в шарнирах игольчатых подшипников с надежной смазкой и надежным уплотнением при углах излома в пределах у = 5… 10°. Для уменьшения угла излома до указанных значений иногда двигатель или задний мост располагают с углом наклона 2…4°. При углах излома, меньших 3…5°, иглы оказывают бринсллируюшее воздействие на шипы крестовины (под иглами образуются вмятины). Поэтому при очень малых углах излома вместо игольчатых подшипников необходимо применять бронзовые втулки. Бринсллиронанис может также возникать при большом межигловом зазоре, когда иглы перекашиваются и создают высокое давление на шип крестовины. Поэтому суммарный межигловой зазор должен быть меньше половины диаметра иглы.

Высокий КПД карданных передач с шарнирами равных угловых скоростей обеспечивается в основном применением в этих шарнирах сравнительно крупных шариков, перекатывающихся в канавках специального профиля. У иногда применяемого сдвоенного карданного шарнира с игольчатыми подшипниками обычно наблюдается значительный износ этих подшипников и шипов крестовин. Это происходит из-за того, что при прямолинейном движении иглы подшипников не перекатываются. У кулачковых карданных шарниров, применяемых на автомобилях большой грузоподъемности, по сравнению с другими шарнирами равных угловых скоростей КПД ниже, так как между их деталями при углах излома, не равных нулю, используется трение скольжения. Однако и у шариковых шарниров наиболее изнашиваются средние-части канавок, что соответствует прямолинейному движению.

Минимальные вибрации и шум при использовании шарниров неравных угловых скоростей обеспечиваются уменьшением длины карданного вала, например, применением трехшарнирной карданной передачи с промежуточной опорой, увеличением диаметра карданного вала, уменьшением угла излома, уменьшением зазоров в подшипниках, установкой упругого шарнира в карданной передаче. Тем не менее карданный вал, расположенный после первого карданного шарнира неравных угловых скоростей является источником крутильных колебаний.

При использовании шарниров равных угловых скоростей большое значение имеет точность совпадения центра шарнира с осью шкворня.

Отсутствие значительных осевых усилий и износов в компенсирующем соединении при использовании шарниров неравных угловых скоростей обычно обеспечивается применением шлицевого соединения с несколько увеличенным боковым зазором и длиной шлицов, равной около двух диаметров их вала, при надежных смазке и уплотнении. Были попытки заменить трение скольжения в шлицевом соединении трением качения, размещая на боковых поверхностях шлицов ролики. Однако такая конструкция не получила распространения.

При использовании некоторых шарниров равных угловых скоростей в приводе передних ведущих колес легковых автомобилей один из двух шарниров выполняют универсальным, выполняющим функции как шарнира, так и компенсирующего устройства. В этом случае шарики или ролики, перемещаясь в продольных пазах, позволяют чашке перемещаться в осевом направлении относительно внутренней звездочки.

Типы карданных передач

Карданная передача

Валы с узлами неравных угловых скоростей имеют обозначение «карданная передача» (или просто – кардан). Как уже отмечено, устанавливается она на машинах с задним и полным приводом. Также она используется не только в конструкции трансмиссии авто. Ее устанавливают и в рулевом управлении, но задачи у нее там несколько иные, хотя устройство карданной передачи идентично.

Расположение карданных передач на примере трансмиссии Xdrive
Комбинация может быть самой разной. Также в некоторых случаях, когда необходимо передать вращение на большее расстояние, передача может состоять из двух валов с шарнирами, и промежуточной опоры.

Перспективы развития системы карданной передачи

Карданные передачи классифицируются по трем признакам:

Изделия с разными угловыми скоростями используются в конструкциях заднеприводных автомобилей, а также в полноприводных автомобилях. Шарнир представляет собой две вилки, которые расположены на валах. Между собой вилки соединены при помощи крестовины.

Расчёт карданной передачи производится при компоновке автомобиля, после чего выбираются конкретные технические решения по шарнирам и подвесам.

Асинхронные

Шарнир, обеспечивающий изменение угла в двух плоскостях, называют асинхронным, поскольку в нём теоретически невозможно получить равенство мгновенных угловых скоростей и крутящих моментов при любых углах поворота вала.

Причём чем больше угол наклона в шарнире, тем этот неприятный эффект сильнее проявляется в виде вибраций при движении.

Некоторая компенсация неравномерности обеспечивается использованием двух крестовин, по одной на каждом конце вала, развёрнутых относительно друг друга на 90 градусов. Но полностью устранить проблему это не позволяет, поскольку параллельность осей входного и выходного хвостовиков (фланцев) соблюсти невозможно.

Синхронные

Синхронный шарнир иначе называется шарниром равных угловых скоростей (ШРУС). Они обычно имеют конструкцию в виде нескольких шариков, перемещающихся между внутренней и наружной обоймами шарнира по точно рассчитанной траектории, обеспечивающей равенство момента и плавность работы при больших углах.

Такая передача работает без вибраций, но обходится значительно дороже, являясь узлом точной механики.

Гибкая и жесткая полукарданная передача

Иногда целесообразно не использовать крестовину или ШРУС, поскольку угол отклонения оси незначителен, а применить эластичную резиновую муфту, компенсирующую отклонение за счёт внутреннего перемещения слоёв.

Помимо дешевизны такой шарнир отличается бесшумностью работы, сглаживанием крутильных колебаний и не требует смазки. Поэтому муфты можно встретить даже на дорогих автомобилях, где фактор цены не так важен.

Основные неполадки кардана

В карданной передаче изнашивается при работе всё, кроме валов. Как крестовины, так и ШРУС, подобны по своему строению подшипникам качения, поэтому ход износа очень похож.

Это усталостные явления в материале тел качения, истирание канавок, коррозия. Шарниры требовательны к смазке, что не всегда удаётся обеспечить на долгий срок службы.

Аналогично страдают и шлицевые соединения. Эластичные муфты выходят из строя по мере старения материала, усталостного или от времени.

Утечка масла

Смазываются шарниры обычно консистентной смазкой, характеристики которой индивидуальны для игольчатых подшипников крестовин, шариков ШРУС или трения скольжения шлицов.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

Карданная передача, карданные шарниры. Шрус – назначение, устройство

Карданные передачи используются во многих как грузовых, так и легковых автомобилях. А если учесть всевозможную сельскохозяйственную технику, то там карданная передача нашла весьма широкое применение. Как известно, подвеска автомобиля имеет подвижное крепление, поэтому как ведущие, так и управляемые колеса машины имеют возможность перемещаться относительно кузова в вертикальной плоскости. Однако силовой агрегат и коробка передач имеют эластичное, но довольно жесткое крепление к кузову автомобиля. Тем не менее, коробка передач и ведущие колеса связаны друг с другом. И эта связь осуществляется посредством карданной передачи.

Основным предназначением карданной передачи является передача вращения от силового агрегата через КПП к ведущим колесам машины, которые к тому же, могут быть и управляемыми.

Карданная передача обеспечивает жесткую связь колес и выходного вала КПП и не препятствует работе подвески.

Другими словами, карданная передача автомобиля позволяет передать крутящий момент при переменной соосности сочлененных агрегатов.

Устройство карданной передачи

Помимо этого, такие шарниры используют для подсоединения раздаточных коробок и прочего вспомогательного оборудования. Более совершенные в конструктивном плане шарниры равных угловых скоростей используются в современных передне- и полноприводных автомобилях.

Посредством таких карданных передач осуществляется соединение ведущих колес машины с дифференциалом ведущего моста.

Шарнир неравных угловых скоростей

Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей имеет в конструкции следующие элементы:

Непосредственно шарнир состоит из двух так называемых вилок, расположенных на валах и крестовины – соединительного элемента вилок. В собранном состоянии, вилки валов расположены относительно друг друга под углом в 90° и соединяет их крестовина, которая имеет на концах четыре чашки с игольчатыми подшипниками.

Наличие игольчатых подшипников обеспечивает нормальное функционирование шарнира при различных углах отклонения валов. Однако наибольший угол между валами для шарнира неравных угловых скоростей обычно составляет не более 20°.

Подшипники при сборке заполняются пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы.

Если рассмотреть для примера карданную передачу заднеприводного автомобиля ВАЗ, то в ее конструкции имеется два шарнира, промежуточный вал и подвесная опора промежуточного вала.

В силу своей, так сказать, несовершенной конструкции, шарнир неравных угловых скоростей не имеет конструктивной возможности обеспечить постоянное (с постоянной скоростью) вращение ведомого вала по отношению к ведущему.

За один оборот шарнира, ведомый вал дважды запаздывает и дважды обгоняет ведущий вал. Кроме того стоит учесть, что неравномерность вращения напрямую зависит от угла между валами, чем он больше, тем больше выражена неравномерность.

Однако для устранения данного недостатка устанавливается второй аналогичный шарнир и промежуточный вал с опорой. Второй шарнир компенсирует и выравнивает скорости обоих валов.

Устройство и назначение крестовины кардана

Автомобили с задним или полным приводом имеют карданную передачу. Это в равной степени относится как к легковым, так и к грузовым автомобилям. Карданная передача (КП) состоит из:

На некоторых машинах используется сочлененный кардан, состоящий из секций. В состав такого устройства входит подвесной подшипник, жестко закрепленный к корпусу машины, и еще одна крестовина.

На некоторых автомобилях она может состоять из нескольких секций – одной, двух, а иногда и трех.

Крестовина играет основную роль при передаче крутящего момента от коробки скоростей к редуктору заднего моста.

Что такое крестовина карданной передачи

Крестовина выполнена в виде шарнира, передающего крутящий момент при постоянно меняющемся положении во время движения машины. Кроме основного назначения – передачи вращения валам, которые работают под углами друг к другу, она способствует гашению динамических колебаний. Устройство состоит из:

Важно! Если она обслуживаемая, имеет футору, через которую смазывают игольчатые подшипники. Фиксация осуществляется с помощью кернения, соединение считается неразборным и разбирается с трудом или стопорными кольцами.

Появляется дисбаланс, в результате чего возникает сильная вибрация автомобиля.

При производстве устройства используется высоколегированная сталь, специальным способом обрабатывается и закаливается.

Конструктивно выполняется в виде крестовины, на концах которой размещены четыре игольчатых подшипника. Использование специальных материалов позволяет ей работать длительное время.

Ресурс составляет порядка ста тысяч километров. Если автолюбитель ездит аккуратно, ресурс можно продлить до двухсот тысяч и более.

Карданный шарнир: устройство, назначение

Приспособление с двумя вилками выполнено в виде карданного шарнира, который осуществляет основную функцию в КП. Он подразделяется по виду передаваемого вращения:

В переднеприводных машинах устанавливаются ШРУСы, в которых не применяются крестовины.

Механизм монтируется на машинах с приводом на задние колеса или полный привод. При передаче неравных угловых скоростей применяется один, а иногда два кардана, все зависит от расстояния, на которое необходимо передать вращение.

Первый вал, расположенный от коробки передач до опоры, называется промежуточным, а второй – задним. Они соединены при помощи опоры, жестко закрепленной хомутом на днище автомобиля. Это так называемый подвесной подшипник.

Данное устройство предназначено для правильного поддержания КВ. В такой конструкции используется дополнительный шарнир с крестовиной. Кроме этого КП, используют компенсирующее устройство, которое называют скользящей муфтой.

Она предназначена для удлинения или сокращения кардана во время движения машины и представляет собой шлицевое соединение кардана и наконечника вилки. Во время преодоления препятствий происходит взаимное изменение заднего моста и кузова автомобиля. В результате происходит сжатие или растяжение кардана.

Эти изменения компенсируются скользящей муфтой. При необходимости передачи вращения двум валам под углом применяют механизм с полуупругим шарниром.

Неисправности

Отказ КП характеризуется непонятными звуками, во время движения машина движется рывками, слышен металлический звук при переключении скоростей.

Все возникшие дефекты легко устраняются специалистами автосервиса. Неисправные элементы меняются на новые, а ослабленные соединения подтягиваются.

Важно! Автолюбителю не следует эксплуатировать машину с неисправной КП. Это может привести к аварийной ситуации.

Если неисправна крестовина, наиболее правильным решением будет транспортировать автомобиль на эвакуаторе в автосервис, где произведут диагностику машины с помощью специальных стендов, определят неисправную деталь и предложат оптимальный вариант ремонта.
Важно! Некоторые владельцы стараются произвести диагностику в автосервисах, расположенных в гаражных кооперативах. Как правило, там нет персонала, а один специалист не в состоянии знать все тонкости ремонта.

Гаражные автосервисы не имеют оборудования для проведения диагностики неисправности автомобиля. В результате качественно провести обследование не представляется возможным. И результат такой диагностики непредсказуем.

Поэтому автолюбителям не следует обращаться в такие автосервисы. Кажущаяся экономия на ремонте оборачивается дополнительными, а зачастую и не малыми расходами.
Наш автосервис при выполнении работ пользуется методиками, разработанными на заводах-изготовителях. После проведения любых ремонтных работ автолюбитель получает гарантийные обязательства на запасные части и все виды услуг и ремонта.

Крестовина кардана | Типы, конструкция, характеристики, параметры, замена – на промышленном портале Myfta.Ru

Благодаря ей от коробки передач передаётся крутящийся момент ко всем агрегатам, которые есть в машине.

Разделяются эти автомобильные детали на две группы:

Конструкция крестовины переднего кардана, которая предназначена для малых оборотов, может выдерживать достаточно существенные ударные нагрузки, а также передавать крутящийся момент с большим значением. Этих характеристик изготовители добились благодаря большому количеству роликов, имеющих небольшой диаметр, которые могут увеличивать в большой мере площадь опорной поверхности.

А вот в элементах для высоких оборотов установлены подшипники большего диаметра. Из-за этого уменьшается крутящийся момент, а также значительно ухудшается сопротивляемость к ударным нагрузкам.

Специалисты единогласны во мнении, что самой важной частью шарнира крестовины кардана является подшипник. Величина крутящегося момента, который передаётся ею, напрямую зависит от параметров величины, а также прочности и твердости шипов.

Важной характеристикой вала является и момент инерции, величина которого зависит и от массы крестовины, и от веса самого вала. Момент инерции напрямую зависит от размера плеча креста и крестового шарнира. То есть, чем больше показатели величины этих деталей, тем большим становится и момент инерции.

Стоит отметить, что это достаточно негативно сказывается на общей динамике разгона автомобиля, а также приводит к значительному перерасходу топлива.

Из-за таких заключений разработчики шарнира учитывают, чтобы он подходил для максимального крутящегося момента, но при этом обязательно учитывается момент двигателя, размер колес и редуктор заднего моста.

При некоторых обстоятельствах могут приниматься во внимание и другие показатели.

В среднем ресурс крестовины рулевого кардана рассчитан на пробег, который равен 500 тыс. км. Правда, достаточно большое значение имеют и условия эксплуатации механизма. Главными признаками неисправности подобной детали являются различные шумы, щелканья вибрации и гулы при езде в условиях определенных скоростей. В обязательном порядке она должна быть правильно отцентрирована для того, что автомобиль при езде был комфортным.

Также отмечается, что подшипники должны работать в таком направлении, чтобы оно было направлено к центру креста.

Шарниры нового поколения характеризуются значительно большим сроком службы, такие характеристики были достигнуты благодаря применению чашки, сделанной из листового штампованного материала.

Такая чашка должна быть зафиксирована на вилке, а работает она за счёт упругости дна как диафрагменная пружина.

Одним из самых востребованных вопросов, связанных с этой деталью, является вопрос: Как поменять крестовину на кардане? Этот вопрос в основном волнует автолюбителей-новичков, поскольку бывалые водители знают, что сделать это проще простого.

На станциях техобслуживания, конечно же, такая услуга предоставляется и, надо сказать, пользуется достаточно большой популярностью, поскольку некоторые водители или из-за незнания, или из-за нежелания не решаются сделать такую работу самостоятельно.

Давайте рассмотрим основные правила замены старой детали на новую. Как несложно догадаться, сперва нужно узнать, как снять крестовину с кардана. Это самое простое занятие во всем процессе замены.

Оно элементарно и справится с ним любой человек. Для такого дела потребуется ключ на 12 и трещотка, а также молоток, зубило и тиски.

После того, как механизм снят, нам нужно аккуратно выбить из него нужную деталь.

Дальше надо разобрать ее, вставить в вилку, после чего снаружи вставить подшипники в отверстия вилки, а затем аккуратно стягивать в тисках. Самое важное, чтобы подшипники вошли на абсолютно одинаковую глубину и поджали сальники. Со второй вилкой при ремонте крестовины кардана поступаем точно также. Ну, вот, в принципе, устройство и готово. Осталось совсем немного.

Для того чтобы убедиться в качестве выбранной вами запчасти, аккуратно крутим её в руках, чтобы почувствовать, что квадратные ролики, находящиеся в подшипниках, перекатываются. Диагностировать качество можно ещё во время покупки в магазине.

Обратная установка точно такая же простая, каким и было снятие. Важно учесть два невероятно важных аспекта. Первый касается того, что, возможно, придётся смазать шлицы валов, если они заржавели. Это, конечно, необязательно, всегда нужно учитывать ту или иную ситуацию. Механики всегда отдают предпочтение тому, чтобы смазать. Хуже уж точно не будет.

Также после замены крестовины нужно внимательно оценить, насколько хорошо сел сам механизм на вал.

Иногда может потребоваться довольно сильно подвигать его по рейке для того, чтобы получить максимально хороший результат. Кроме того, важно ни в коем случае не забыть затянуть винты, которые есть на нем.

Также может потребоваться переставить рулевое колесо, но это будет видно только после пробной поездки.

Если вам нужно купить или же продать качественную крестовину, то осуществить любые действия, связанные с этим, можно на нашем сайте. Для того чтобы сделать покупку/продажу достаточно будет разместить объявление.

Если же вы не привыкли ждать и любите всё решать самостоятельно, то можете связаться с поставщиком или покупателем напрямую.

Тогда поставку вашей детали от самого начало и до конца вы сможете контролировать самостоятельно.

на портале myfta.ru:

Крестовина кардана

Карданный вал.

Движение шарнира осуществляется при помощи игольчатых подшипников, надетых на шипы крестовины. Эти подшипники устанавливаются в отверстия, расположенные на вилках и фиксируются стопорными кольцами, чтобы предотвратить возможность их смещения. Толщина стопорных колец зависит от размера допустимого осевого зазора.

Таким образом, крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом. Конструктивно она представляет собой взаимно перпендикулярные оси, которые опираются на игольчатые подшипники, установленные в вилках карданного вала.

Функциональное назначение крестовины заключается в обеспечении подвижного соединения, гашении динамической деформации карданного соединения и передаче крутящего усилия на колеса.

Корпус крестовины изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов

Крестовины отличаются по размеру. Размер может зависить от разных факторов: марки автомобиля, его габаритов, мощности двигателя и, как следствие, величины крутящего момента.

Корпус этой важной детали изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов. Для производства наружных обойм подшипников и самих иголок применяется специальная подшипниковая сталь и соответствующая термическая обработка.

Высокий КПД передачи и долговечность шарниров обеспечивает применение на шипах корпуса герметизированных игольчатых подшипников. Для надежности подобной герметизации узлов крестовины кардана в изготовлении уплотнений подшипников используется бензомаслостойкая резина.

Достоинства и недостатки крестовины кардана

Сама по себе крестовина карданного вала является простым, надежным и долговечным элементом автомобиля.

Главные условия, необходимые для нормальной работы этого узла, – это качество материалов, используемых при его изготовлении, и наличие смазки в местах соприкосновения с другими элементами. Теоретический ресурс работы крестовины кардана составляет 500,000 км.

При несоосном расположении валов, карданное соединение является практически единственным эффективным способом передачи вращения.

Основной его минус заключается в том, что при возникновении большого угла между соединенными валами их вращение становится неравномерным. В результате, во время передачи происходит большая потеря мощности и возрастает износ узлов соединения.

Особо заметной неравномерность вращения валов становится, когда угол между ними превышает 10 градусов.

Другие виды подвижных соединений и их сочетания

Одним из альтернативных видов подвижного соединения для передачи крутящего момента является шарнир раных угловых скоростей, или ШРУС. Это соединение помогает избежать неравномерного вращения соединенных валов, когда угол между сопряженными деталями составляет более 20 градусов — от 30 до 70.

Передачу крутящего момента в ситуации большой несоосности осуществляет промежуточный вал. В его состав входят эластичная муфта, фланец и шарнир равных угловых скоростей. Подвижность соединения несоосных элементов в такой конструкции обеспечивает эластичная муфта.

Она представляет собой конструкцию из стальных вкладышей и резиновых перемычек, соединенных воедино. Рывки трансмиссии автомобиля гасятся за счет упругости муфты.

В конструкции вала применены и карданные соединения, так как между валами, которые объединяет промвал, существует большая несоосность.

Промежуточный вал применяется, к примеру, в конструкции трансмиссии полноприводных автомобилей ВАЗ (21213, 21214, 2131) семейств Нива — Lada 4×4. При этом в автомобилях текущей модели ВАЗ 21214 карданные соединения промвала заменены шрусовыми — менее шумными и не требующими регулировки соосности.

Замена крестовины карданного вала

Крестовина карданного вала – шарнир, применяющийся для передачи крутящего момента к мосту в условиях меняющегося положения автомобиля в пространстве.

Присутствует в машинах заднеприводной компоновки, где для передачи усилий от двигателя к колесам используется карданный вал и мосты.

Устройство крестовины

В состав карданного шарнира входит:

Геометрически крестовина представляет собой перпендикулярные оси, опирающиеся на подшипники игольчатого типа. Устройство изготавливается из легированной стали, проходит закалку и обладает высокой прочностью. Благодаря этому, крестовина способна длительное время выдерживать высокие нагрузки.

В процессе движения автомобиля крестовина карданного вала обеспечивает соосность крутящихся деталей, постоянно меняющих свое положение в пространстве. Помимо этого, агрегат способствует гашению динамических колебаний.

Возможные неисправности и их признаки

Ремонт карданной передачи в целом и крестовины кардана в частности необходимо производить при наличии следующих признаков:

Основные неисправности карданной передачи, требующие ее ремонта и сопровождающиеся вышеприведенными симптомами, заключаются в заклинивании или разрушении крестовины кардана, а также в ее значительной выработке.

Последнее приводит к появлению люфта. Неисправный карданный шарнир требует замены, после которой может возникнуть необходимость в том, чтобы отцентровать отремонтированный карданный вал.

Замена крестовины

Далее будет рассмотрены ремонтные работы на ВАЗ-2107 как наиболее распространенной модели авто, оснащенного карданным валом и, соответственно, имеющей шарнирную передачу крутящего момента.

Для работы потребуется:

На заметку: за сутки до замены крестовину кардана обильно заливают жидкостью типа WD-40 для облегчения выкручивания болтов. Последние в процессе эксплуатации закисают настолько, что открутить их без предварительной подготовки удается не всегда.

Демонтаж

Замена крестовины карданного вала ВАЗ-2107 начинается с нанесения меток, с помощью которых отмечается взаимное расположение частей вала относительно друг друга. В некоторых случаях это позволяет избежать дальнейшей балансировки детали. Работу выполняют на подъемнике или эстакаде.

Работу начинают с демонтажа карданного вала. Перед тем, как снять кардан, рекомендуется легкими ударами молотка обстучать все имеющиеся резьбовые соединения. После этого ключом на 13 выкручивают болты крепления подвесного подшипника и гайки, крепящие вал к хвостовику. После этого деталь снимают с автомобиля.

Сняв с крестовины стопорные кольца, вал устанавливают таким образом, чтобы подлежащая замене деталь была на весу. После этого молотком и оправкой с крестовины сбивают чашки и извлекают элемент. В качестве оправки можно использовать отрезок трубы или ключ-головку подходящего диаметра.

Чтобы облегчить извлечение крестовины, следует зачистить края посадочного места наждачной бумагой или напильником.

Монтаж

Перед тем, как собрать карданную передачу, следует тщательно очистить от загрязнений посадочные места крестовину и стопорных колец. Края отверстий можно обработать наждачной бумагой. Перед началом монтажа с новой крестовины необходимо снять чашечки, после чего не полностью вставить их в посадочные отверстия.

Сама крестовина вставляется в уже установленные чашечки, после чего они набиваются на нее до конца. Для удобства можно использовать мощную струбцину, позволяющую запрессовать элементы без ударных нагрузок. Аналогичным образом осуществляют монтаж крестовины с другой стороны. После этого устанавливаются стопорные кольца.

Совместно рекомендуется заменить и подвесной подшипник.

Замена подвесного подшипника карданного вала осуществляется следующим образом:

Аналогичным образом осуществляется замена крестовины на автомобилях «Газель» и других заднеприводных моделях. Перед тем, как проверить правильность работ на ходу, следует завести авто и понаблюдать за ним. На холостых оборотах машина не должна вибрировать и издавать посторонних стуков.

Наличие вибрации может свидетельствовать о неправильной установке деталей относительно друг друга и необходимости балансировки карданного вала.

Балансировка карданного вала

Качественная балансировка в домашних условиях невозможна. Для этого требуется сложное диагностическое и балансировочное оборудование, которое можно найти только на заводах и в специализированных мастерских.

Уравновесить слишком легкие участки с тяжелыми можно путем наваривания на них небольшого количества металла. При этом после добавления каждого грамма веса следует проводить ходовые испытания, отмечая степень достигнутого эффекта. Процедуру прекращают тогда, когда вибрация автомобиля на ходу полностью или почти полностью исчезает.

Крестовина карданного вала

Кардан, карданный вал или кардан-передача есть почти во всех автомобилях с задним или полным приводом. Это очень важный элемент трансмиссии, а часто приводов дополнительного оборудования, позволяющий передавать крутящий момент между несоосными агрегатами.

Выглядеть карданы могут по-разному, но всегда в их основе используется шарнир с крестовиной. Среди немногих российских поставщиков, кто предлагает не только кардан-валы в сборе, но и комплектующие к ним компания ООО «Лидер».

И это дает преимущества ее клиентам, ведь из-за особенностей конструкции и принципа работы крестовина карданного вала выходит строя гораздо чаще других элементов. Дополнительная информация также доступна на gkgk.ru

Как выглядит крестовина кардана

Так же, как и звучит ее название. По своей сути, это прямой крест с короткими, одинаковыми осями. Но в автомобилестроении все не так просто, и конструкция крестовины немного сложнее ее видимой части:

Почему ломаются крестовины

Сама конструкция и принципы устройства кардана таковы, что крестовина по определению одна из самых маленьких деталей, но нагрузка на нее такая же, как на вилку или трубу.

И это только в прямом положении! Когда угол между сопрягаемыми агрегатами изменяется, нагрузка на цапфы и саму крестовину значительно увеличивается.

И чем больше угол, тем значительней воздействие, а при приближении к 25 градусам оно становится критическим.

Также нужно учитывать коррозию и трение. Пусть здесь используются подшипники и специальная смазка, но это не панацея. Рабочий износ поверхностей, повреждение их вследствие химических реакций неизбежны.

А еще понемногу деформируются шипы, что приводит к неправильному положению и… увеличению нагрузок.

Поэтому, крестовины карданных валов обычно не ремонтируют, а меняют в сборе, и желательно, проводить замену всех аналогичных деталей узла с последующей балансировкой кардана.

Кардан: устройство, принцип работы, классификация

Особенность конструкции автомобиля заключается в том, что основные составные узлы, которые приводят его в движение – имеют раздельное расположение, и передача крутящего момента от силовой установки до ведущих колес осуществляется посредством приводных валов.

Количество, длина и устройство этих валов напрямую зависят от конструктивных особенностей и компоновки авто.

Валы не только обеспечивают передачу вращения. Конструктивно разместить соосно связываемые приводом узлы невозможно, поэтому валы привода компенсируют угловые несоответствия положений составляющих частей. И осуществляется это благодаря наличию карданного шарнира в устройстве вала.

Он позволяет передавать вращение между несколькими частями вала, располагаемыми под углом между собой.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».

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:

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.

Это интересно: Признаки неисправности прокладки

Принцип действия КВ

Крутящий момент

Передача крутящего момента от изделий неровной скорости и жесткого плана производится последовательно, при помощи подвижных соединений жестких элементов. Они оснащаются двумя вилками, имеющими плотную фиксацию с валом, и отверстиями цилиндрической формы, используемыми для размещения крестовин.

Концы крестовин, в то время, когда движется вал и шарниры карданные 1/2, начинают покачиваться в перпендикулярной по отношению к ним плоскости. Они необходимы для обеспечения гибкой, надежной и прочной связи между ведущим мостом и коленчатым валом.

Особое значение имеет достаточная гибкость соединения, так как она обеспечивает свободное перемещение во время движения транспортного средства. Крестовые элементы состоят из нескольких шипов, стопорных колец, и сальников.

Они отличаются длительным периодом эксплуатации и редко выходят из строя, но на их конструкцию оказывает негативное влияние некачественное дорожное покрытие, при движении по которому увеличиваются переменные нагрузки.

Для сохранения функциональности в подобных условиях используются сдвоенные крестовые шарниры. Именно от них зависит вращение сопряженных валов, которые меняют угол по отношению друг к другу. Наибольший коэффициент отмечается при значении в пределах 20°.

При большем параметре угла вращения на крестовину приходятся серьезные нагрузки, также возникают колебания и ухудшается баланс вала.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания. Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении.

В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

Нарушения работоспособности

Сначала появляется дисбаланс, который проявляется в виде вибрации, передающейся на шаровую и ощущаемой при переключении скорости на рычаге коробки передач. Затем, начинается процесс стремительного изнашивания запчастей конструкции и шаровой в том числе. В итоге, повышается вероятность потери автомобилем равновесия и возникновения серьезной аварийной ситуации.

Такое может происходить при:

Происходит это таким образом: начинает растягиваться цепь в раздатке и образовывается люфт. Из-за люфта цепь перескакивает по зубьям шестеренкой раздатки, что на разной скорости создает мощные ударные нагрузки на шлицы переднего кардана и раздатки. При такой неисправности из-под машины слышны громкие металлические шумы.

Даже на оригинальной детали с пробегом 250 000 км высока вероятность того, что шлицы срежутся, и у вала не будет полного входа в раздатку. Т.к. в момент сокращения и растяжения кузова автомобиля при езде карданный вал то входит глубоко в раздатку, то выходит из раздатки.

Сильное дребезжание и колебания машины при езде так же могут возникать по причине:

Утечка смазки случается из-за разрушения сальника шлицевого отдела или сальника подшипников крестовин коробки.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.

Причины постороннего шума

Также поводом может стать поврежденный карданный шарнир и увеличение установленного зазора в подшипниках крестовин и шлицевой конструкции. Крестовина может способствовать появлению скрежета. Чтобы предотвратить его, необходимо регулярно заменять деталь (в среднем каждые 10 тысяч км), осматривать на наличие смазки и отсутствие повреждений.

Несколько реже выходит из строя сальник подвесного подшипника, а шарнир карданного валаприобретает больший зазор.

Перспективы развития системы карданной передачи

Также работа шарнира сопровождается вибрацией. Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики».

В продаже имеются ремонтные комплекты.

Разбалансировка

Зачастую неправильная фиксация зазоров возникает на этапе производственной сборки. Разбалансировка возникает не сразу, сначала развивается дисбаланс, который можно определить по вибрации во время переключения коробки передач.

Она оказывает заметное воздействие на шаровую конструкцию и способствует интенсивному износу основных элементов системы. Результатом становится ухудшение равновесия автомобиля и увеличение вероятности дорожного происшествия.

Поэтому рекомендуется соблюдать правила, производить систематической осмотр вала, включая карданный шарнир и крестовые элементы, осуществлять своевременный ремонт при обнаружении изношенных деталей.

Характеристики двигателя 2.0 DuratorqFord Kuga 2008 (Евро 5)

Где еще применяются валы карданного типа

Для чего нужен карданный вал, кроме соединения КПП с мостом и колесами? В реальности сфера применения шарниров НУС достаточно велика.

Их применяют для создания регулируемых рулевых колонок, где необходимо передать крутящий момент от руля к колесам. Также крестовидные соединения используют в наборах инструментов.

Они позволяют работать с болтами, не находящимися на прямой линии с удлинителем ключа.

Сегодня карданные шарниры, несмотря на широкое применение во многих областях промышленности, считаются устаревшими. Все большее развитие получают ШРУСЫ, а крестовины и вилки медленно уходят в прошлое.

Что еще стоит почитать

Принцип работы

На другой стороне находится редуктор моста, имеющий соединение с подвеской. Промежуток между двумя узлами расширяется при преодолении неровных участков.

Как заднему, так и переднему кардану необходимо растянуться, это действие обеспечивает шлицевое соединение, дополненное уплотняющим сальником.

Шлицевые элементы

Возникновение подобной поломки можно определить по металлическому резкому шуму, который доносится из-под автомобиля. Срезание шлиц возможно как на бюджетных, так и на оригинальных элементах, поэтому необходимо своевременно менять деталь для обеспечения полного хода вала.

Шарнир карданный 1/2 во время движения авто совершает возвратно-поступательные движения по отношению к раздатке, этому способствует растяжение и обратное сокращение кузова.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Источники информации:

опишите назначение устройство и работу мягкого кардана

Лабораторная работа «Карданные передачи»

Назначение муфты кардана и принцип ее работы

Конструктивные особенности

Принцип работы

Применение

Лабораторная работа «Карданные передачи»

Как устроен и работает мягкий кардан кратко

Теоретическая часть

Устройство карданного вала

Какими бывают карданные валы?

Как проверить состояние карданного вала?

Устройство и принцип работы карданной передачи

Какую функцию выполняет карданный вал?

Из чего состоит карданный вал?

Типы карданной передачи

Преимущества и недостатки данной передачи

Рекомендации по эксплуатации

Проверка состояния карданного вала

Обслуживание карданного вала

Неполадки, поломки кардана

Причины появления шума:

Причины вибрации карданного вала при движении:

Почему вытекает смазка

Как устранить причины неполадок кардана:

Как поменять крестовину на кардане

Балансировка карданного вала

Перспективы развития системы карданной передачи

Что такое карданный вал и для чего он нужен?

Устройство и принцип работы карданной передачи

Классификация карданов

Основные неисправности, их признаки

Преимущества и недостатки

Заключение

Устройство карданного вала

Подшипники

Какую функцию выполняет карданный вал?

Виды карданных валов

Проверка состояния карданного вала

Обслуживание карданного вала

Неисправности карданных валов

Снятие и установка карданного вала

Карданная передача

Назначение и техническое описание

Карданная передача — назначение, устройство и принцип работы

Устройство карданного вала

Возможные неисправности «кардана»

Принцип действия КВ

Крутящий момент

Типы карданной передачи

Нарушения работоспособности

Частые неисправности и их устранение

Причины постороннего шума

Перспективы развития системы карданной передачи

Разбалансировка

Где еще применяются валы карданного типа

Что еще стоит почитать

Принцип работы

Шлицевые элементы

Карданная передача назначение и устройство важнейшего механизма трансмиссии

Предназначение карданной передачи

Устройство карданного вала и принципы его работы

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Итак, разберем устройство карданной передачи

Классификация карданов

Обслуживание карданного вала

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Перспективы развития системы карданной передачи

Конструкция и принцип работы кардана

Карданный вал состоит из:

Крестовина

Раздвижное шлицевое соединение

Подвесной подшипник

Проверка состояния карданного вала

Кардан: зачем он нужен?

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Требования, предъявляемые к устройству карданных передач:

Основные неисправности, их признаки

Классификация по назначению

Снятие и установка карданного вала