Карданный вал

В конструкции трансмиссии автомобилей предусмотрен узел, предназначенный для передачи крутящего момента от КПП/раздаточной коробки на редуктор ведущих колес. Этот узел называют карданным валом (кардан). Он необходим по причине расположения коробки передач и редукторов в разных плоскостях относительно друг друга. Кроме того, КПП и редукторы при работе подвески меняют взаимное положение, причем с увеличением хода подвески эти изменения положения становятся более значительными. Примечание: обычный вал невозможно применять из-за отсутствия жесткого закрепления агрегатов трансмиссии по отношению друг к другу.

Функция карданного вала заключается в способности передавать вращение при изменении углов и расстояния между агрегатами трансмиссии, чем обусловлено достаточно сложное устройство кардана.

Основные элементы карданного вала

Это длинная труба, которая является самой заметной и крупной деталью узла. Пустотелая труба в сравнении со сплошным прутком имеет преимущество в меньшем весе, обладая при этом одинаковой с прутком прочностью и жесткостью.

Самый простой и дешевый тип карданной передачи ― однотрубный узел. Однако в большинстве случаев от автопроизводителя требуется устанавливать длинную карданную передачу. Для этого применяют многовальный тип кардана, состоящего из подвижно соединенных между собою труб.

Используют для соединения частей кардана между собой. В однотрубных карданных валах устанавливают, как минимум, два шарнира. В многовальных карданах количество шарниров больше (зависит от конструкции узла).

Преимущественно устанавливаются шарниры неравных угловых скоростей. Благодаря своеобразной форме такие шарниры получили название крестовин. На концах валов и фланцах трансмиссии для каждой из крестовин предусмотрены ведущая и ведомая вилки. Крестовина с четырьмя наконечниками размещается между вилками, при этом в каждом наконечнике находится игольчатый подшипник. Пазы и шлицы обеспечивают фиксацию конструкции.

Такая конструкция называется асинхронным типом карданной передачи. Отличительная особенность шарнира неравных угловых скоростей заключается в неравномерном вращении ведомой вилки относительно ведущей (при условии, что оси вилок не параллельны). При одном обороте ведущей вилки ведомая дважды замедлят скорость вращения и дважды ускоряет, что создает больше вибраций.

Шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) устанавливают в сочленениях карданных передач синхронного типа. Для выравнивания частоты вращения в ШРУСе используют вилку с несколькими лопастями для сцепления с перекатывающимися в специальных канавках шариками. Подобная конструкция обеспечивает меньше вибраций, однако получается значительно более сложной и дорогой.

Его назначение заключается в поддержке и стабилизации карданного вала с составной конструкцией.

В конструкции карданного вала обусловлено перемещением агрегатов узла относительно друг друга. Такой тип соединения дает возможность менять длину в требуемом диапазоне.

Устанавливают, как правило, в месте присоединения к КПП. Выпускают резиновые и резинометаллические муфты. Эластичная муфта предназначена для защиты трансмиссии от ударных нагрузок. Кроме того, упругость муфты снижает вибрации и рывки при работе узла.

Проверка состояния кардана

Диагностика карданной передачи состоит из осмотра следующих деталей:

• Вал и другие элементы карданной передачи на предмет отсутствия механических повреждений.
• ШРУСы и крестовины на наличие люфтов. Люфты, которые должны отсутствовать, можно заметить, если попытаться повернуть карданный вал руками или покачать трубу из стороны в сторону.
• Пыльники ШРУСов на отсутствие трещин, разрывов или следов выдавливания масла.
• Эластичная муфта на отсутствие трещин и разрывов, выполняется при прокручивании вала.
• Подвесной подшипник на отсутствие люфта. Проверку выполняют, взявшись за два вала кардана с обеих сторон от подшипника, с покачиванием их в стороны.
• Шлицевое соединение на отсутствие люфтов. Проверку выполняют, покачивая и вращая вал.
• Соединительные элементы кардана. Проверяют наличие всех элементов крепежа и их затяжку.

Способы ремонта дефектов

Вибрация при разгоне/сбросе газа, звонкий стук и щелчки при трогании с места может возникать по следующим причинам:

• Крестовины кардана изношены – ремонт невозможен, требуется замена.
• Шлицы кардана изношены – в зависимости от степени износа потребуется замена модуля со шлицами или части вала/всего вала в сборе.
• Затяжки крепежных болтов кардана ослаблены – необходимо подтянуть все болты.

Скрип при работе вала появляется по причине:

• ШРУС подклинивает – в зависимости от степени износа шарнир перебирают и смазывают или меняют на новый при значительном износе.
• Крестовину кардана заклинило – требуется замена шарнира.

Вибрация карданного вала при движении автомобиля начинается по причине:

• Кардан разбалансирован – разбалансировка может быть вызвана ошибками при разборке и сборке узла с заменой крестовин и других элементов.
• Смазка в шлицевых соединениях кардана отсутствует – необходимо разобрать и смазать узлы.
• Плавность работы в крестовинах нарушена – изношенные шарниры требуется заменить.
• Балансировочные пластины утрачены – необходима балансировка.
• Труба кардана получила механическое повреждение – замена поврежденной трубы на новую.

Свист и вой при работе кардана говорит об изношенности подшипника карданного вала – подшипник надо заменить.