Специфика обслуживания и особенности тюнинга карданного вала современных автомобилей

AutoXS.ru — Авто Энциклопедия

  • Тюнинг и доработки
  • Ремонт и обслуживание
  • История
  • Разное про автомобили
  • Масштабные модели

Карданный вал автомобиля: назначение, виды, особенности ремонта


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

Что такое карданный вал

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

В каталогах производителей можно увидеть, какие бывают карданы, особенности их конструкции и принцип работы. Но почти для всех моделей сохраняется общий принцип компоновки. Это делает их универсальными, частично взаимозаменяемыми.

Кардан состоит из одной или нескольких секций полой трубы со следующими компонентами:

  • Фланец-вилка. Они соединяют вал с КПП и редуктором.
  • Крестовина. Необходима для сопряжения 2-х труб вала при изменении угла (стандартно до 20°) относительно друг друга.
  • Раздвижное шлицевое соединение (скользящая вилка). Компенсирует изменение расстояния между КПП и редуктором моста, что происходит во время движения.
  • Подвесной подшипник. Крепит конструкцию к кузову автомобиля. Количество равно числу секций кардана.
  • Сальники и обойма сальника. Используются для герметичного примыкания узлов.

Конструкция карданной передачи зависит от условий эксплуатации и нагрузки. У легковых автомобилей вал имеет меньше частей, что повышает надежность работы.

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

Функция карданной передачи

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

При включении передачи и нажатии газа происходит переход крутящего момента на скользящую вилку. Движение передается на крестообразный шарнир и далее поступает к редуктору заднего моста.

Задача конструкторов – минимизировать потери крутящего момента. Так как работает кардан при движении постоянно и необходимо обеспечить надежность его функционирования, были созданы следующие методы компенсации:

  • Составная конструкция из нескольких труб. Обеспечивает надежное соединение КПП и моста, которые расположены в разных плоскостях.
  • Минимальный люфт крестовин и вилок нужен для мягкой передачи крутящего момента, что сказывается на плавности хода.
  • Компенсация подвижности задней оси с помощью скользящей вилки.

В идеале скорость вращения вала коробки передачи должна совпадать с движением ведущей шестерни заднего моста. Однако на практике это зависит от фактического состояния кардана. Необходимо следить за износом шарниров и втулок, опорных подшипников.

Виды карданных валов

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

Асинхронные

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

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

Синхронные

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

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

Гибкая и жесткая полукарданная передача

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

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

Как проверить состояние карданного вала

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

Какие узлы необходимо проверить:

  • Крепления. Проверка наличия гроверной шайбы и степени ее затянутости на гайке промежуточной опоры и соединения фланцев. Возможный дефект – появление люфта и вибрации.
  • Состояние эластичной муфты. Возможно нарушение целостности, механические повреждения. Они влияют на степень компенсации смещений элементов карданного вала. Проверка – медленное вращение кардана по часовой стрелке и обратно. Должен отсутствовать люфт.
  • Появление зазоров между скользящей вилкой и валом. Причина – износ деталей. Для контроля нужно повернуть вал с муфтой. Если происходят «биения», есть люфт, необходима замена скользящей вилки.
  • Шарниры. Проверку удобно делать с помощью шлицевой отвертки. Она вставляется в проушины вилок. Признак неисправности – при движении есть люфт.
  • Подвесной подшипник. Если во время раскачивания вала наблюдается биение подшипника, это указывает на его замену.

Балансировку кардана рекомендуется делать на стенде. Для этого на вал устанавливают специальные пластины-балансиры. После работы проверяется их состояние. Альтернативный способ – токарная обработка.

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

Демонтаж и установка карданного вала

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

Порядок снятия кардана:

  1. Открутить болты, соединяющие фланцы моста и кардана.
  2. Вал опустится вниз. Нужно заранее подготовить для него опору.
  3. Снять крепления резиновой муфты.
  4. Выдвинуть кардан из КПП.
  5. Демонтировать крепление подвесного подшипника.

После этого можно заняться ремонтом, обслуживанием кардана. Перед установкой нового необходимо проверить работоспособность всех компонентов. Монтаж выполняется в обратном порядке.

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

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

Карданная передача и все,что нужно о ней знать.

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:

  1. Силовому агрегату и КПП;
  2. КПП и раздаточной коробке;
  3. КПП и главной передаче;
  4. Главной передаче и раздаточной коробке;
  5. Ведущим колесам и дифференциалу.

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.

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 ).

Читайте также  Комплектации рено сандеро степвей: технические характеристики

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 :

  • устаревшие шарниры неравных угловых скоростей;
  • более современные шарниры равных угловых скоростей.

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

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.

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.

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.

ДОСТОИНСТВА

К достоинствам карданной передачи относятся:

  1. Работа со значительными крутящими моментами.
  2. Возможность соединения узлов трансмиссии, установленных на больших расстояниях между собой.
  3. Реализация полного привода на авто.
  4. Простота конструкции.
  5. Устойчивость к нагрузкам.

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:

  • передача с шарниром равных угловых скоростей;
  • передача с шарниром неравных угловых скоростей;
  • передача с полу карданным упругим шарниром;
  • передача с полу карданным жестким шарниром.

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:

  • износ карданных шарниров;
  • деформация карданных валов;
  • повреждение или износ сальников;
  • повреждение защитного чехла шарнира;
  • износ подшипников;
  • ослабление соединительных механизмов.

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

Ремонт карданного вала своими руками – особенности и оборудование

Описание и особенности ремонта карданного вала своими руками: назначение устройства, дисбаланс, слабые места, приспособления для ремонта. Видео о работе карданного вала.

«Слушай, у тебя кардан стучит… Сдавай в ремонт, а то дело плохо кончится», – такую рекомендацию получала от своего бойфренда героиня киноленты «Москва слезам не верит». Впрочем, с неполадками «кардана», называемого по-научному карданным валом, автолюбитель часто может совладать самостоятельно, не прибегая к помощи мастерской. Чем же так важен этот агрегат и что нужно для его ремонта в «гаражных» условиях – об этом далее.

Назначение карданного вала

В принципе, машины с передним приводом в кардане не нуждаются. Их двигатель передаёт обороты ведущим колёсам посредством совершенно других элементов трансмиссии. А вот автомобилям, у которых ведущими являются задние колёса или же все четыре, без кардана никуда.

В первом случае эта деталь связывает КПП с редуктором заднего моста, а во втором обычно имеют место сразу три таких элемента. Один из них сопрягает две коробки: передач и раздаточную, два других передают обороты от последней к осям.

Кстати, автомобилем, у которого, по мнению ловеласа из картины «Москва слезам не верит», стучал кардан, был заднеприводный ВАЗ 2103.

Может ли стучать кардан

Некоторые автолюбители, разбирая эпизод из упомянутого фильма, касающийся предположительной неисправности карданного вала, в комментариях высказывают свои соображения на эту тему:

  1. Карданный вал на шлицах с эластичной муфтой вполне может застучать. Особенно это слышно при пересечении на средней и малой скоростях дорожных неровностей и выбоин.
  2. Изношенный кардан вибрирует, а не стучит.
  3. Карданный вал вообще не склонен к стучанию.

По правде говоря, работа кардана действительно сопровождается вибрацией и разными звуками. В современных машинах с этими недостатками агрегата отлично справляются высокоэффективные шумо- и виброизоляционные средства. Однако не всегда.

Дисбаланс кардана

Если набор скорости автомобилем сопровождается сильной вибрацией его кузова, то это верный признак разбалансировки карданного вала. Неисправность такого рода может вывести из строя не только этот агрегат, но и машину целиком, что чревато дорогостоящим ремонтом.

Ведь неуравновешенный кардан повышает износ таких деталей, как ведомый вал коробки передач и подшипники фланца хвостовика редуктора. Причём, неисправность хвостовика может стать причиной аварийной ситуации во время езды, последствия которой вряд ли порадуют автолюбителя.

Ну а поводов для дисбаланса можно найти достаточно. Чаще всего, проявляют себя следующие:

  • ошибки при изначальной сборке карданного вала;
  • неправильное закрепление деталей;
  • низкое качество задействованных материалов;
  • слишком большая нагрузка на вал;
  • механические деформации деталей, например, вследствие аварии.

Балансировка карданного вала

Вибрацию в машине нельзя оставлять без внимания, при первых признаках такой неполадки с ней нужно начинать бороться. Например, путём балансировки карданного вала. Это выражение широко известно в кругу автолюбителей.

«Настроить кардан» можно самостоятельно, даже не обладая дорогостоящим оборудованием, используемым автосервисом для подобных работ. Но тому, кто берётся за этот процесс, желательно хотя бы приблизительно понимать его суть. В целом, балансировка не представляет особой сложности, хотя может и затянуться надолго.

Для её осуществления потребуется смотровая яма, из которой можно добраться до кардана машины. Также пригодится ряд грузиков с разной массой, применяющихся при установлении баланса колёс. В качестве противовесов подойдут и электроды либо небольшие свинцовые элементы. Сама балансировка кардана выполняется следующим образом:

  1. Карданный вал делится по длине пополам.
  2. Кардан условно делится поперёк на четыре равных сектора. Их может быть 8 и даже более при наличии у автолюбителя достаточного энтузиазма и большого количества свободного времени.
  3. К поверхности одного из участков кардана крепится тридцатиграммовый грузик. Зафиксировать его следует надёжно, но так, чтобы потом можно было снять.
  4. Кардан тестируется путём проезда на машине по ровному участку дороги и определения степени вибрации.
  5. Если вибрация остаётся, и не все варианты с размещением грузика на валу испробованы, автомобиль возвращается в гараж на яму, и балансир переносится на другой участок кардана.
  6. Тестовая поездка повторяется.
Читайте также  Датчик детонации ваз 2115: где находится, замена

Такой цикл следует повторять до тех пор, пока в автомобиле не будет устранена вибрация или достигнут её минимальный уровень. Затем экспериментальным методом подбирается оптимальная масса применяемого балансира, что также может поспособствовать прекращению дрожания кузова машины.

После определения веса грузика его следует уже жёстко закрепить на поверхности кардана. Например, используя электросварочный аппарат. Если автомастер таковым не располагает, тогда можно применить «холодную сварку» или же затянуть противовес металлическим хомутом.

Нарушение геометрии вала

Самыми прочными компонентами кардана считаются его цилиндры, изготовленные из стали, выдерживающей значительные нагрузки. Как правило, такие детали рассчитаны на пробег около полумиллиона километров. Но и эти элементы могут быть деформированы, например, в ходе преодоления машиной какой-нибудь неровности или вследствие поломки находящихся по их краям шарниров. Сильная вибрация при движении автомобиля, исходящая снизу, является верным признаком неполадок с карданом.

Некоторые «кудесники» советуют выравнивать вмятины на кардане с использованием кувалды. Однако недостаточно качественное выполнение таких работ может привести ещё и к скорой поломке крестовин. Потому вместо сильно деформированного кардана рекомендуется сразу установить новый, который следом желательно отбалансировать. Цена этого агрегата в сборе начинается примерно от 1300 руб.

Слабые места кардана

Чаще всего у карданного вала ломаются шарниры, крестовины и подшипники. В основном – по причине износа. Как правило, перечисленные детали рассчитаны на пробег в 60-70 тыс. км, но вполне вероятно, что он окажется меньшим. На это значение оказывают влияние:

  • особенности трансмиссии автомобиля;
  • тип привода машины;
  • качество изделий;
  • режимы, используемые при вождении;
  • условия при поездках.

Звуки или дрожание, несвойственные для исправного карданного вала, сигнализируют о неполадках среди входящих в его состав шарниров, подшипников и крестовин. Особенно, если в дебюте поездки или при смене скоростей раздаются стуки или щелчки.

Упомянутые компоненты карданного вала при большом износе рекомендуется не ремонтировать, а поменять на новые. Тем более, что такие изделия довольно просто устанавливаются и стоят относительно недорого. Ориентировочные цены на них следующие:

  • шарнир карданный – от 160 руб.;
  • крестовина карданного вала – от 280 руб.;
  • карданный подшипник – от 300 руб.

Автолюбитель, обладающий нужными навыками, может осуществить замену таких элементов карданного вала самостоятельно. Тем же, кто не является «спецом» по этой теме, лучше доверить процесс мастерам автосервиса.

Разгерметизация шарниров

Ещё одной неполадкой, типичной для кардана, является разгерметизация защитных оболочек шаровых шарниров. При износе такого кожуха в нём образуется пробоина, через которую может выливаться трансмиссионное масло. В случае недостаточного количества этого лубриканта шарниры не будут смазываться надлежащим образом, что приведёт к быстрому их износу вследствие повышенного трения.

Следы от масла под шаровыми шарнирами простаивающего автомобиля указывают на такую поломку, которая исправляется заменой прохудившихся чехлов на новые. Цены на подобные защитные кожухи начинаются от 120 руб.

Приспособления для ремонта кардана

На современном рынке присутствуют немало предложений по продаже оборудования для ремонта карданного вала. В основном оно рассчитано на автосервисы, но и частные автолюбители при желании могут установить у себя в гараже какое-нибудь приспособление из этой серии. Например, для более точной балансировки кардана либо облегчения процесса сборки-разборки этого агрегата.

К подобному оборудованию относится стенд Р-223, предназначенный для ремонта не только карданных валов, но и рулевых управлений. В ходе модернизации этот «верстак» получил меньшие габариты и усиленную столешницу, способную выдержать вес до двух тонн.

Устройство оборудовано собственной подсветкой, а также перфорированным экраном и выдвижным ящиком для инструментов. Подлежащий разборке кардан устанавливается на специальную подставку, фиксируется тисками и посредством гидравлического пресса, оснащённого манометром, подшипники демонтируются с вилок. Цена агрегата составляет около 136 тыс. руб.

Если же требуется выразить дрожание кардана в численном эквиваленте, то здесь поможет работающее вместе с компьютером устройство Виброком-1. В основу датчиков этого прибора легли модули MEMS акселерометров GY-61. В базовую комплектацию агрегата входят два вибропреобразователя, фотоэлектрический определитель фазового угла, блок USB, а также «флешка» с программами. Цена комплекса – 12 тыс. руб.

Заключение

Стучит кардан или вибрирует – всё равно его нужно ремонтировать. В автосервисе балансировка будет стоить около 3-5 тыс. руб., в собственном гараже – как говорится, «дёшево и сердито». Но для качественной регулировки этого устройства обычно требуется дорогостоящее оборудование, далеко не у каждого автолюбителя находящееся под рукой. Так что водитель «тройки» из фильма «Москва слезам не верит» в чём-то был прав.

Видео о работе карданного вала:

Описание и особенности ремонта карданного вала своими руками: назначение устройства, дисбаланс, слабые места, приспособления для ремонта. Видео о работе карданного вала.

Кардан: устройство, принцип работы, виды

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

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

  1. Что такое карданный вал и для чего он нужен?
  2. Устройство и принцип работы карданной передачи
  3. Классификация карданов
  4. Основные неисправности, их признаки
  5. Преимущества и недостатки
  6. Заключение

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:

  1. Мягкая передача крутящего момента – изначально, механическое устройство позволило без проблем обеспечить передачу крутящего момента от коробки к задним колесам, при перемене углов между валами. На тот момент это было очень важное открытие, так как на неровной дороге, автомобиль подвергался сильнейшим вибрациям.
  2. Плавность хода – первые машины не отличались плавностью хода, особенно по ухабам и неровностям. Мягкая передача крутящего момента, позволил максимально эффективно передавать тягу к заднему мосту, обеспечивая тем самым плавное движение.

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

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

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

Устройство и принцип работы карданной передачи

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

  1. Центральная труба – или на техническом языке «центральный вал». Это конструкция полой трубы из крепкого металлического сплава.
  2. Крестовины и наконечники – это специальное приспособление, изготовленное в виде креста, которое отвечает за контроль вращающихся элементов кардана. Простыми словами, крестовина контролирует углы переменного наклона, которые не должны быть в диапазоне от 0 до 20 градусов.
  3. Вилка – это промежуточное соединение, между основным валом и промежуточным. Прямая функция — это компенсация расстояния по высоте межу валами, когда автомобиль передвигается по ухабам и ямам.
  4. Промежуточный подшипник – это очень важный элемент конструкции, который поддерживает основной вал, при этом позволяет ему вращаться в необходимом направлении. В зависимости от типа кардана, промежуточных подшипников может быть два и более.

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.

Читайте также  Ремень и цепь грм на ситроен c4: замена своими руками

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

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

Классификация карданов

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

В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:

  1. Одновальные – более мощный тип, часто устанавливают на полноприводные или заднеприводные автомобили. Такой механизм позволяет максимально быстро передать крутящий момент на колеса.
  2. Многовальные — это более сложный, но хрупкий механизм, который присутствует на большинстве легковых переднеприводных авто. Дополнительно к основному валу, добавляется промежуточный (где и нужен подшипник).

Работа многовальной карданной передачи

По количеству опор валов бывают следующие виды:

  1. Двухопорные – не имеют подвесного подшипника, крепится на грузовые автомобили или полноприводные транспортные средства.
  2. Трехопорные – имеют один подшипник, который соединяет промежуточный вал и основной. Применяется для большинства автомобилей.
  3. Четырехопорные – имеют несколько промежуточных валов, соединенных двумя подшипниками. Редкая разновидность, устанавливается на некоторых джипах марки Lexus и Chrysler.

По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:

  1. С шарниром НУС (неравных угловых скоростей) – стандартная схема, устанавливаемая на большинстве авто с задним приводом колес.
  2. ШРУС – современная карданная передача, которая сохраняет равность угловых скоростей.
  3. Упругие полукарданные шарниры.
  4. Жесткие полукарданные шарниры.

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:

  1. Вибрация – при трогании с места или в движении могут возникать сильные или слабые вибрации. Это первый признак повреждения подшипников крестовины. Также, проблема может говорить о неправильной балансировке вала, такое случается после его механического повреждения.
  2. Стук – характерный стук при движении с места, будет означать, что болты крепления или шлицы износились. В таком случае, лучше всего сразу обратиться на СТО, дабы проверить целостность соединения.
  3. Течь масла – можно обнаружить небольшие масляные капельки в местах расположение подшипников и сальников.
  4. Скрипы – они могут появляться в момент нажатия педали газа. В большинстве случаев, скрипы могут быть связаны с неисправностями шарниров. С появлением коррозии, крестовины может заклинивать, что приводит к повреждению подшипника.
  5. Неисправность подвижного подшипника – выявить проблему можно по характерному шуршанию в области движущей части вала. При нормальной работе, механизм не должен издавать никаких звуков, все движения плавные. Если слышно шуршание, скорей всего выходит из строя подшипник. Проблема решается только полной заменой неисправной части.

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

Преимущества и недостатки

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

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

  1. Большая масса – прибавляет лишние килограммы автомобилю, снижая его скоростные характеристики.
  2. Громоздкость – карданный вал габаритная механическая конструкция, для которой приходится создавать отдельное пространство под днищем транспортного средства, что влияет на клиренс.

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!

Специфика обслуживания и особенности тюнинга карданного вала современных автомобилей

На современных автомобилях устанавливаются открытые карданные передачи, состоящие из одного или нескольких карданных валов, промежуточных опор, карданных шарниров и шлицевых соединений. Отличия карданных валов заключаются в числе и длине карданных валов, числе и конструкции промежуточных опор, размере труб карданных валов и шарниров. На рис. 96 указаны особенности конструкции карданных передач грузовых автомобилей в зависимости от числа ведуших осей, а на рис. 97 указана установка карданных валов и промежуточных опор автобуса ЛиАЗ-677.

Рис. 96. Карданные передачи грузовых автомобилей:
а – двухосного с приводом на заднюю ось; б – двухосного с приводом на обе оси; в — трехосного с приводом на все оси; 1 — карданный шарнир; 2, 4 — карданные шары; 3 — промежуточная опора

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Наиболее часто встречающимися неисправностями карданной передачи являются: износ игольчатых подшипников (рис. 97, б) и крестовин карданных шарниров, подшипников промежуточных опор, шлицевых соединений, сальников и торцовых уплотнений подшипников, ослабление креплений фланцев вилок и ведущей шестерни заднего моста, кронштейнов промежуточных опор, крышек подшипников, погнутость или нарушение балансировки валов.

Рис. 97. Карданная передача автобуса ЛиАЗ-677:
а — установка карданных валов и промежуточных опор: 1 — кронштейн промежуточной опоры основного карданного вала; 2 — основной карданный вал с промежуточным валом в сборе; 3 — кронштейн промежуточной опоры карданного вала заднего моста; 4 — карданный вал заднего моста с промежуточным валом в сборе; б — карданный вал заднего моста: 1 — фланец-вилка; 2 — болт; 3 — карданный вал заднего моста; 4 — крестовина; 5 — опорная пластина; 6 — пластина-замок; 7 — игольчатый подшипник; 8 — скользящая вилка; 9 — сальник; 10 — гайка; 11, 14 — отражатели; 12 — подушка опоры; 13 — шариковый подшипник; 15 — промежуточный карданный вал; 16 — сальник подшипника; 17, 18— крышки подшипника; 19 — стопорная шайба; 20 — стопорное кольцо; 21 — уплотнительное кольцо; 22 — торцовое уплотнение игольчатого подшипника

Исправность карданной передачи определяется внешним осмотром, а при движении автомобиля — на слух. Характерными признаками неисправностей карданной передачи являются повышенный шум вследствие износа деталей, особенно хорошо слышимый при движении автомобиля накатом, вибрация карданных валов. Износ крестовин и шлицсвых соединений определяется по толчкам, происходящим при трогании с места, или сильным стукам при переключении передач. Признаком погнутости или нарушения балансировки карданного вала является его биение при вращении. Повышенный износ деталей карданной передачи может быть вызван недостаточной смазкой или ослаблением креплений.

Обслуживание карданной передачи заключается в проверке при каждом -ТО состояния креплений фланцев карданных валов, крышек подшипников и кронштейнов промежуточных опор и подтяжке всех болтов креплений до отказа. Периодически проверять посадку крестовин в подшипниках и подшипников в вилках. Для проверки крепления фланцев следует поставить рычаг коробки передач в нейтральное положение, а стояночный тормоз растормозить и под колеса автомобиля подложить упоры. При обнаружении ослабления крепления фланца рас-шплинтовать болты (гайки) крепления и затем подтянуть их до отказа (моменты затяжки указаны в Руководствах по эксплуатации автомобилей) .

Необходимо своевременно смазывать карданную передачу (подшипники, шлицевые соединения). На автомобилях выпуска прежних лет смазка игольчатых подшипников крестовин производится через масленку при ТО-1 маслом, применяемым для коробки передач.

При замене карданных валов, фланцев-вилок, скользящих вилок следует иметь в виду, что карданные валы должны быть динамически сбалансированы. На трубе вала и на скользящей вилке имеются стрелки. При сборке шлицевых соединений следует учесть, что эти стрелки должны совпадать.