Меню

Карданный вал как работает

Карданный вал: устройство, принцип работы, виды и инструкция по замене

Что такое карданный вал

Карданный вал — это механизм, передающий вращение от коробки передач к редуктору заднего моста. Проблема осложняется тем, что эти два механизма находятся в разных плоскостях относительно друг друга. Карданные валы устанавливаются на все модели автомобилей с приводом на задние колеса.

Трансмиссия установлена вдоль выхлопной системы автомобиля и выглядит как длинная балка, идущая от коробки передач к задней оси. Он имеет как минимум два поперечных шарнира (по одному с каждой стороны), и по одному на узлах с небольшим смещением оси.

Подобный редуктор также используется в системе рулевого управления автомобиля. Шарнир соединяет рулевую колонку с рулевым механизмом, расположенным в другой плоскости.

В сельскохозяйственном машиностроении такое устройство используется для подключения вспомогательного оборудования к отбору мощности трактора.

Итальянский инженер и философ Дж. Кардано описал принцип работы трансмиссии карданного типа. В автомобильной промышленности эта схема была успешно применена промышленником Луи Рено в модификации автомобиля «Де Дион-Бутон». (1898).

Устройство и принцип работы карданной передачи

Классическая силовая установка претерпела значительную эволюцию и имеет характерные особенности. Принято различать четыре основных структурных элемента:

  1. Центральная труба — или на техническом языке «центральный вал». Это полая трубчатая конструкция, изготовленная из прочного металлического сплава.
  2. Поперечины и фиксаторы представляют собой специальные крепления, выполненные в форме креста, и отвечают за управление вращающимися компонентами кардана. Проще говоря, поперечина контролирует переменные углы наклона, которые не должны быть между 0 и 20 градусами.
  3. Вилки являются промежуточным соединением между главным и промежуточным валом. Прямая функция — выравнивание расстояния между валами по высоте при движении по кочкам и выбоинам.
  4. Промежуточный подшипник — это важный элемент конструкции, который поддерживает главный вал, позволяя ему вращаться в нужном направлении. В зависимости от типа карданного шарнира может быть два или более промежуточных подшипников.

Читайте также: Что такое ESP и ESC? Электронные системы для нашей безопасности

Это основные компоненты силовой передачи. Конечно, существует множество дополнительных механизмов — различные крепления, скользящие фланцы, уплотнения, предохранительные муфты и т.д.



Конструкция карданного редуктора

Конструкция коробки передач несложная. В большинстве случаев механизм соединяется через шлицевое соединение с коробкой передач (неважно, автоматической или механической). Каждая коробка передач имеет на подвижном конце отверстия с внутренними креплениями. Шлицевой механизм предназначен для перемещения при движении автомобиля.

Затем устанавливается подшипник KV, который крепится к корпусу с помощью специального кронштейна. Это служит дополнительным кронштейном и предотвращает смещение механизма под нагрузкой и во время движения. Паук с игольчатыми или другими подшипниками крепится к вилке КВ. Такая конструкция позволяет правильно передавать крутящий момент, когда кардан находится в разных углах.

Когда водитель включает передачу и нажимает на педаль газа, крутящий момент передается на скользящую вилку, а затем через карданный шарнир на главную коробку передач и колеса. Наиболее продуктивные углы наклона суставов находятся в диапазоне от 0 до 20 градусов. Если отклонение происходит из-за поломки, весь механизм может начать сильно изнашиваться или выйти из строя. Принцип работы наглядно показан на видео ниже.

Какую функцию выполняет карданный вал?

Релейный вал выполняет две важные функции.

  1. Основной. Передача крутящего момента от коробки передач или трансмиссии автомобиля к задним колесам. Кардан обеспечивает плавную передачу крутящего момента от трансмиссии к колесам, гашение вибраций на неровной дороге, плавность хода.
  2. Дополнительно. Это соединение между рулевой колонкой и реечной передачей. Это означает, что он уже является частью рулевого механизма. Система CV помогает улучшить чувство руля.

С CV автомобиль хорошо разгоняется даже на неровной дороге. CV — это фактически оптимизатор для эффективной разгрузки передних колес и инструмент для снижения риска заноса.

Читайте также:  Наконечники для шланга автомобильного компрессора с наконечником

Из чего состоит карданный вал?

Хотя на первый взгляд поворотный вал кажется простой деталью — труба и труба, в действительности его конструкция несколько сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом более подробно. Герой нашей сегодняшней статьи состоит именно из таких элементов:

  • наружный подшипник;
  • Раздвижная вилка;
  • скобки;
  • сам приводной вал;
  • поперечный вал;
  • уплотнения.

Трудно свести все карданные валы к единому знаменателю. Дело в том, что эти устройства используются в совершенно разных машинах и, как следствие, могут иметь разную конструкцию.

Например, карданный вал может состоять из нескольких секций или быть односекционным (это характерно для спортивных автомобилей). В последнем случае конструкция элементарна — это просто стальная труба, на оба конца которой надеты поперечины и проушины карданного вала.

Если секций больше одной, то и крестовин тоже больше — они нужны для соединения валов, вращающихся под разными углами.

Еще одним важным компонентом является внешний подшипник приводного вала. Он поддерживает весь узел и удерживает его на месте, не мешая его вращению. Подшипник крепится к корпусу, и в зависимости от количества карданных секций таких частей может быть несколько.

В целом, карданный вал является прочной деталью автомобиля. Он рассчитан на большие нагрузки и в целом работает хорошо. К недостаткам этого агрегата можно отнести довольно большой вес и габариты, кроме того, в задне- и полноприводных автомобилях из-за расположения под ним он «съедает» часть полезного пространства салона.

Итак, товарищи водители, мы кратко рассмотрели основные вопросы, связанные с карданным валом автомобиля.

Типы карданной передачи

В современных автомобилях могут использоваться следующие типы редукторов с приводным валом:

  • Оснащен шарниром неравных угловых скоростей (классический автомобильный ВОМ);
  • Оснащены шарнирами постоянной скорости (шарниры постоянной скорости);
  • Оснащен гибкими шарнирными и полунаправленными суставами;
  • Оснащен жесткими ШРУСами.

Суставная система NUS считается классическим суставом. Она включает в себя вилки, поперечины и игольчатые подшипники. Он используется на большинстве заднеприводных автомобилей.

В современных внедорожниках чаще всего используется система, оснащенная ШРУСами. Эти устройства обеспечивают более комфортную езду, практически исключая вибрацию.

Пружинные шарниры — это резиновые муфты, способные передавать крутящий момент при изгибах не более 8°. Резина настолько мягкая, что вал с такой структурой обеспечивает плавный старт и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания.


Жесткое полуосевое соединение имеет сложную техническую конструкцию и передает крутящий момент через зазоры в шлицевом соединении. Из-за сложности производства, технических дефектов и износа он не используется в автомобильной промышленности.

Преимущества и недостатки данной передачи

Теперь, когда вы знаете, что такое кардан в автомобиле, стоит рассмотреть преимущества и недостатки шарниров этого типа. Конструкция кардана имеет важное преимущество: этот механизм способен выдерживать огромные нагрузки, которым подвергается коробка передач при движении по дорогам с твердым покрытием и в сложных условиях бездорожья.

Единственным недостатком является большой вес карданного вала, что отражается на его собственном весе. Это влияет на динамику автомобиля и расход топлива. Кроме того, для установки карданного шарнира требуется туннель в нижней части автомобиля (что создает дополнительные неудобства для пассажиров). Наконец, при вращении шарнир создает шум и вибрацию.

Рекомендации по эксплуатации

Важно: Чтобы продлить срок службы устройства, проверьте состояние защитных крышек во время осмотра автомобиля. При малейшем повреждении их следует заменить на новые, защищая тем самым подшипники от загрязнения и предотвращая преждевременный выход из строя. Привычки вождения также влияют на срок службы системы.

Проскальзывание при движении по бездорожью, резком ускорении, длительном движении по глубокому снегу или по грунтовым дорогам с большими колеями.

Проверка состояния карданного вала

Состояние карданного вала следует проверять каждые 5 000 км даже при езде в неэкстремальных условиях (городские дороги). В случае езды по грунтовым дорогам рекомендуется проверять состояние карданного вала еще чаще: каждые 3 000 км. К специальным автомобилям предъявляются различные требования. Все зависит от того, где он используется. Наибольшее внимание при осмотре уделяется пауку, который может начать закручиваться, запекаться, а также подвесному подшипнику. Это нормально, когда люфт возникает после определенного пробега.

Читайте также:  Подшипник ведомого вала вариатора сафари

Шлицевое соединение также очень подвержено повреждениям. В основном это связано с тем, что это подвижный механизм, который постоянно подвергается динамическим нагрузкам.

Рекомендуется проверять компоненты в следующем порядке:

  • Соединительные элементы (гайки, шайбы) подшипников, муфт, фланцевых вилок. Важно не только, чтобы все соединения были на месте, но и чтобы моменты затяжки соответствовали условиям эксплуатации.
  • Муфты при скручивании вала. Недопустимо, чтобы в муфтах были трещины, не говоря уже о разрывах. При возникновении такой проблемы следует как можно скорее заменить данную деталь.
  • Шлицевое соединение при вращении вала. Здесь важно понять, есть ли люфт. Рекомендуется вращать в обоих направлениях, чтобы можно было как можно надежнее оценить состояние шлицевой муфты.
  • Суставы. Визуального осмотра здесь недостаточно. Необходимо вставить отвертку между вилками и тщательно прокачать. Неприятный момент заключается в том, чтобы снова найти способ возмездия. В этом случае придется воздвигнуть новый крест.
  • Подшипники. Способ проверки подшипников имеет решающее значение. Навыки очень важны. Чтобы не пропустить зазор, удерживайте коленчатый вал одной рукой, а другой перемещайте его во всех направлениях.

Если, с другой стороны, вы подозреваете, что распределительный вал разбалансирован, для проверки этого состояния необходимо использовать балансир. Особенно если вы ощущаете постоянные вибрации во время движения и регулярно получаете неприятный скрип при переключении передач.

Обслуживание карданного вала

Согласно рекомендациям производителя, карданный вал следует обслуживать каждые 5 000 км. Во время этой проверки следует проверить гибкую муфту и поперечные компоненты. При необходимости изношенные детали заменяются новыми. Шлицы скользящей вилки смазываются.

Если машина имеет обслуживаемые карданные шарниры, их также необходимо смазывать. Это можно узнать по смазочному ниппелю в крестовине коробки отбора мощности (отверстие для подключения смазочного ниппеля).

Неполадки, поломки кардана

Однако нередко можно услышать стук в приводном валу. Эти стуки могут возникать при резком старте, при переключении передач.

Причины появления шума:

  1. Ослабленные болты фланца коробки передач и муфты.
  2. Увеличенный люфт в шлицевой муфте.
  3. Чрезмерный люфт в шлицевом подшипнике.

Причины вибрации карданного вала при движении:

  • вал деформируется;
  • перекос приводного вала;
  • вал не сбалансирован;
  • изношена втулка во фланце промежуточной муфты или центрирующее кольцо вторичного вала коробки передач;
  • наружный подшипник имеет чрезмерный зазор;
  • ослаблены резьбовые соединения радиальных подшипников;
  • имеется чрезмерный люфт в игольчатых подшипниках поперечных валов;
  • ослабление компонентов вилочного шарнира;
  • Отсутствие смазки в шлицах вала.

Почему вытекает смазка

Смазанные соединения часто не герметизируются и происходит утечка смазки (Литол-24 и т.д.).

  1. Изношен сальник шлицевого соединения.
  2. Сальник на радиальных подшипниках изношен.

Если в районе карданного вала слышен хрустящий шум, рекомендуется доехать до ближайшей станции технического обслуживания и провести диагностику или сделать это самостоятельно.

Как устранить причины неполадок кардана:

  1. Постучите по резьбовым соединениям, проверьте, не ослабли ли они, и затяните их.
  2. Если в шлицевых соединениях имеется большой люфт, разберите вал и осмотрите его, скорее всего, его придется заменить.
  3. Если в поперечном валу имеется слишком большой люфт, его следует заменить.
  4. Деформированные части приводного вала следует заменить или заменить весь вал.
  5. Если карданный вал не был выровнен, снимите и выровняйте его.
  6. Если вал побит, проверьте, не погнут ли он. Снимите его, поверните. Конечно, для этого нужен специальный стенд, чтобы показать, согнут вал или нет, но можно и на глаз определить, прямой вал или нет.
  7. Если есть утечка смазки, замените сальники.
Читайте также:  Подшипник первичного вала газ 33104

Как поменять крестовину на кардане

Для ремонта крестовины необходимо снять карданный вал. Перед разборкой необходимо обратить внимание на несколько деталей:

  1. Заполните гайки ведегидом, чтобы облегчить откручивание креплений.
  2. С помощью зубила нанесите метки на фланцы кардана и заднего моста. В противном случае на карданном валу могут возникнуть вибрации.
  3. Чтобы не повредить резьбу гаек, рекомендуется использовать гаечный ключ с загнутым кольцом.
  4. Если болты кардана ослабли, зафиксируйте их отверткой.

Сначала выкрутите четыре винта на карданном валу, а затем снимите кронштейн подшипника. После этих действий снимите карданный вал, он должен быть снят со шлицевого соединения коробки передач. Перед снятием шлица рекомендуется обернуть его материалом для предотвращения попадания песка. Перед снятием шлица подготовьте следующие инструменты: молоток, круглогубцы, толстую отвертку и круглую трубку подходящего диаметра. Зажав вал в тисках, вы значительно облегчите работу. Существуют специальные съемники для снятия крестовин, но они часто не используются, даже на станциях техобслуживания. Однако многие гаражные умельцы способны изготовить его самостоятельно за 10-15 минут. Затем вытягиваются стопорные кольца. Часто для их удаления необходимо выстукивать молотком и проставкой. После этой операции стопорные кольца можно легко снять плоскогубцами. Затем чашки выбиваются из креплений. Это делается с помощью молотка и той же распорки, которая используется для снятия стопорных колец. Иногда чашки выпадают сами по себе, но чаще всего для их извлечения приходится использовать подручные предметы.

Балансировка карданного вала

Высококачественная балансировка в домашних условиях невозможна. Для этого требуется сложное диагностическое и балансировочное оборудование, которое имеется только на заводе или в специализированных мастерских.

При необходимости грубая балансировка может быть проведена в домашних условиях и позволяет некоторое время поездить на автомобиле.

Чтобы сбалансировать кардан, автомобиль полностью разбалансируют, запускают двигатель и включают 4-ю передачу. Вал начнет медленно вращаться. Кусочек мела следует поместить на расстоянии 1 мм от вала, чтобы указать, где требуется балансировка. Несбалансированный вал будет слегка смещаться. Это оставит след в местах биения.


Можно сбалансировать слишком легкие секции с тяжелыми, добавив небольшое количество металла. После добавления каждого грамма массы следует провести тест на ходьбу, отмечая степень полученного эффекта. Процедуру прекращают, когда вибрация при ходьбе полностью или почти полностью исчезнет.

Техническое обслуживание

Обслуживание приводного вала заключается в периодической смазке поперечного вала каждые несколько месяцев.

Процедура заключается в смазке деталей и выполняется на автомобилях УАЗ-Патриот и автомобилях иностранного производства. Отечественная «классика» не требует смазки карданных шарниров. Для смазки используются высокотемпературные пластичные композиции класса вязкости NLGI-2, способные длительно сохранять свои свойства в сложных условиях.

Своевременное техническое обслуживание и диагностика карданных валов и поперечин позволяют поддерживать мосты и редукторы в хорошем рабочем состоянии. В заднеприводных автомобилях повреждение этих компонентов часто является результатом вибраций, вызванных неисправностями трансмиссии.

Перспективы развития системы карданной передачи

Классическая трансмиссия CVT имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется во время движения. В то же время ведомый вал может ускоряться и замедляться, а скорость ведущего вала остается стабильной. Это приводит к ускоренному износу механизма и создает дополнительную нагрузку на заднюю ось. Вибрации также сопровождают шарнирное соединение.


ВОМ с трансмиссией CVT (передней и задней) может выполнять задачу передачи мощности. Такие системы уже сегодня используются на некоторых внедорожниках. Шарнирные соединения также можно использовать в ВАЗ-2107 и других «классиках». Имеются ремонтные комплекты.

Использование шарнира CV устраняет недостатки, присущие классической крестовине. Скорость вращения вала выравнивается, вибрации исчезают, КВ не требует балансировки после ремонта, угол передачи крутящего момента увеличивается до 17°.

Adblock
detector