Рабочий ход карданного вала

В соответствии с техническим стандартом длина карданных валов измеряется в их сжатом состоянии и маркируется «Lmin«.

Рабочий ход — длина компенсации при изменении длины вала — расстояние, на которое карданный вал способен вытянуться из своего сжатого (минимального) состояния, оставаясь при этом пригодным к эксплуатации, выдерживать соответствующие нагрузки для своего класса (типоразмера).

Отсюда возникает первый важный нюанс измерения длины: как замеряли длину вала?

В его установленном на транспортном средстве «статическом» состоянии («Lstat»)?
Либо его сняли, сжали и только после этого измерили («Lmin»)?

Разница показателя длины, измеренных в разных состояниях, может достигать 8-10 см. Ошибка в указании состояния может привести к нехватке или переизбытку длины и вызовет:

в лучшем случае — невозможность установки карданного вала на АТС,
в худшем случае — разрыв карданного вала в шлицевой части (при нехватке) либо к кинетическому удару и деформации шарнира карданного вала (крестовины) с потерей пригодности (при превышении длины).

Карданный вал, имеющий рабочий ход, при установке на транспортное средство вытягивается на некоторое расстояние для дальнейшей компенсации его длины при растягивании (движение по неровностям дороги) или сжатии (при загрузке с соответствующим прогибом рессор, пружин или пневмобаллонов подвески).

У карданных валов без рабочего хода длина замеряется только в статическом состоянии (Lstat).

Источник

Статьи

Как правильно измерить карданный вал

Карданные валы, составные передачи и кардан-шарниры служат для передачи вращения между несоосными валами. Помимо таких характеристик, как прочность, вес, технические возможности большое значение имеет и такой параметр, как длина кардана. Понятно, что слишком длинный вал не поместится между агрегатами, а слишком длинный не сможет их соединить, но есть еще кое-что…

Непостоянство автомобильных карданов

В автотехнике кардан-валы в подавляющем большинстве используются для сопряжения узлов, которые в процессе постоянно изменяют свое местоположение:

При проезде неровностей кузов, элементы трансмиссии и подвески перемещаются относительно друг друга

Во время прохождения происходит такое же перемещение, правда больше в горизонтальной плоскости

Увеличение или уменьшение массы авто (при погрузке-выгрузке и так далее) также способствует изменению относительного положения узлов

Даже набор и сброс скорости вызывают подобный эффект, и как результат использование карданов с постоянной длиной просто невозможно. Конечно, есть исключения, например, при использовании короткого кардан-шарнира внутри одной системы или при условии, что сопрягаемые агрегаты не только близко друг к другу, но и имеют общую основу, деформация которой невозможна или незначительна.

Именно поэтому большая часть карданов имеет подвижное относительно продольной оси соединение, соответственно длина кардана может быть минимальной (в сжатом состоянии) и максимальной (в растянутом). Соответственно, при проектировке этих узлов инженеры вынуждены учитывать не только стандартные показатели самого автомобиля, но и возможные, определяемые спецификой эксплуатации (рельефом и прочими факторами).

Как правильно подобрать длину кардана

Обычно производитель ясно указывает, для каких марок и моделей автомобилей подходит конкретный карданный вал или передача. В то же время не всегда им учитываются как раз условия эксплуатации, а бывает и так, что машина работает в таких местах, которые автозаводу и его инженерам не снились в страшных снах. Поэтому, если вы выбираете кардан-передачу самостоятельно, то порядок действий должен быть таким:

Загоняем автомобиль на ровную площадку, при этом он обязательно должен быть пустым

Замеряем расстояние между соединительными фланцами интересующих нас в плане соединения агрегатов – получаем СРЕДНЮЮ длину, то есть, размер кардана тогда, когда его шлицевое (подвижное) соединение наполовину сдвинуто

К полученной цифре прибавляем 25-30 мм, получаем МАКСИМАЛЬНУЮ длину (соединение полностью растянуто)

От первоначальной цифры отнимаем тех же 25-30 мм, что дает нам МИНИМАЛЬНУЮ длину (шлицевое сжато до упора)

Отправляемся в магазин (на базар, в каталог интернет-продавца) и выбираем кардан, максимальная, средняя и минимальная длина МЕНЬШЕ на 50 мм, чем у нас получилось при замерах реальных расстояний

Эта поправка на 5 см необходима, так как нужно учитывать, что кардан в установленном виде крайне редко бывает прямым в «спокойном» состоянии и практически никогда в движении. В общем, таким образом, учитывается фактор изгиба шарнира в крестовинах, и если это не сделать, то передача получится слишком длинной.

Что делать, если кардан все же не подошел

Изредка, но все же случается, что подобранный по всем правилам карданный вал все же не подходит. В такой ситуации возможны два варианта событий. Первое, попробовать договориться с продавцом о замене изделия на подходящее. Если покупка была сделана в официальном магазине, предусматривающим установленные законодательством правила по замене и возврату товара, то проблем не будет.

Кстати, даже новенький кардан следует проверять на баланс до реальной эксплуатации. Не факт, что при изготовлении производитель не допустил незначительную ошибку, которая не заметна визуально, но влияет на баланс карданного вала. Также есть вероятность механического повреждения при хранении и транспортировке, поэтому балансировка кардана поможет избежать возможных проблем.

Другой вариант, это удлинить или укоротить не подошедший вал в мастерской самостоятельно. Плюсом такого способа можно считать возможность получить идеально соответствующее по длине соединение. Минус – затраты на работу плюс немного сниженную прочность (какой бы качественной не была сварка, цельный кардан априори прочнее отремонтированного). В подобном случае балансировку карданной передачи нужно проводить обязательно! Ведь даже миллиметрового отклонения по оси и (или) повороту хватает, чтобы нарушить изначальный баланс.

Есть еще третий вариант, но он подходит только для тех случаев, когда купленный кардан оказывается по длине короче на несколько сантиметров. Даже сами автопроизводители предусматривают возможность использования в таких случаях тонких (до 40 мм толщины) проставок, устанавливаемых между фланцем узла и фланец-вилкой вала. Здесь главное, это идеальное соответствие внешнего диаметра, одинаковая толщина проставки и точное размещение отверстий для крепежа.

Одна из особенностей нашей компании ООО «Лидер», это максимальный ассортимент, а также работа в полном соответствии с российским законодательством. Поэтому, прежде чем искать в других местах, свяжитесь с нами, возможно у нас сразу найдется искомая длина кардана и вам не придется тратить время на подгонку.

Источник

Карданный вал

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

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

Новички иногда путают понятие «карданный вал» и «карданная передача». Чтобы этого не происходило, важно усвоить следующие вещи:

Карданный вал имеет две точки опоры, никаких промежуточных опор у него не существует.
Карданная передача может иметь несколько опор и включает в себя несколько карданных валов.

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

Основные элементы наиболее популярной модификации устройства:

Центральный вал (карданная труба, ось). Полая труба из металла. Цельнотянутая деталь. Конструктивный элемент, на который крепятся другие детали.
Крестовина. Важна для реализации функции контроля углов переменного наклона и, соответственно, вращающихся элементов. Корректный диапазон углов переменного наклона — от 0 до 20 градусов. Это важно для того, чтобы вал не прерывал вращения. Качественные крестовины изготавливаются из легированной стали путём горячей штамповки.
Приварная вилка. Соединительный элемент между промежуточным и основным валом. Играет роль компенсатора расстояния по высоте между валами. Значение приварной вилки особенно легко оценить на бездорожье. При подборе вилки для КВ (например, в случае замены) важно учитывать величину крестовины, посадочный диаметр трубы, максимальный угол шарнира и тип крепления.
Фланец-вилка шарнира (фланец кардана). Фланец-вилка монтирована в области крепления вала к мосту. Состоит из фланца (плоского диска) и двух рогов, в которых сделаны отверстия под крестовину, для болтов. Вилка крепится к ответному фланцу на ведущих мостах или коробке передач. Наиболее перспективные — вилки–фланцы с 4-мя шлицевыми «пятками» в зонах установки болтов и шлицами на ответных фланцах. Такие решения — гарант качественного соединения узлов. При выборе фланца при замене детали важно учитывать диаметр отверстий и их количество, диаметр самого фланца.
Шлицевое соединение. Ответственно за трансформацию рабочей длины при движении. Одна точка шлицевого соединения фиксируется на коробке передач, другая — на редукторе. Когда транспортное средство вынуждено преодолевать ухабы, ямы, то интервал между точками опоры возрастает, и благодаря шлицевому соединению кардан «растягивается».

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.

Базовая. Передача крутящего момента от КП или же раздаточной коробки автомобиля к задним колесам. Кардан позволяет мягко передать момент с трансмиссии на колеса, погасить вибрацию на бездорожье, обеспечить ходу плавность.
Дополнительная. Играет роль звена между рулевой колонкой и рейкой. То есть это уже часть рулевого механизма. КВ помогает улучшить чувствительность руля.

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.

Виды карданных валов

Проверка состояния карданного вала

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

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

Проверку деталей рекомендуется проводить в следующем порядке:

Соединительные элементы (гайки, шайбы) подшипников, муфт, фланцевых вилок. Важно, чтобы не только все соединения были на месте, но и моменты затяжки соответствовали требованиям условий эксплуатации.
Муфты в момент кручения вала. Недопустимо присутствие на муфтах трещин, а тем более разрывов. Если такая проблема есть, менять деталь нужно в срочном порядке.
Шлицевое соединение в момент вращения вала. Здесь важно понять, нет ли люфтов. Чтобы оценка состояния шлицевого состояния была максимально достоверной, вращение производить целесообразно в обе стороны.
Шарниры. Здесь недостаточно просто визуального осмотра. Нужно разместить между вилками отвертку и основательно прокачать. Неприятный момент – это опять-таки нахождение люфта. В этом случае придётся ставить новую крестовину.
Подшипники. Принципиальное значение имеет, как происходит проверка. Важны навыки. Для того, чтобы не упустить люфт, одной рукой нужно держать КВ, другой дёргают его в разные стороны.

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

Традиционная схема обслуживания базируется на трёх операциях:

Проверка состояния вала (см. выше).
Замена неисправных деталей (именно замена, восстановление при наличии люфтов и трещин – неграмотное решение проблемы).
Смазка шлицевого соединения. При подборе смазки обращайте внимание на нагрузку сваривания (ответственная за противозадирные свойства). Дорогостоящие продукты ориентированы на нагрузку сваривания до 3920 Ньютонов. Для шлицев на КВ на тяжёлом грузовом транспорте их применение только приветствуется. Для легковых же автомобилей достаточно смазки для низконагруженных шлицев. Переплата за продукт здесь нецелесообразна.

У некоторых автомобилей смазывать также нужно подшипники крестовин КВ. Но транспорта, нуждающегося в такой процедуре, не очень много. Это транспортные средства с КВ с тавотницей (пресс-масленкой). Пример КВ с пресс-масленкой представлен на рисунке ниже.

Неисправности карданных валов

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

Поломка приварной вилки. Возникает из-за изначального неправильного монтажа крестовины, повреждения посадочных отверстий под эту деталь, разрушения вилки.
Поломка фланец-вилки. Возникает из-за износа, появления сколов, трещин или повреждения болтов крепления.
Выход из строя подшипника. Чаще – из-за естественного износа, ошибках монтажа, постоянного соприкосновения подшипника с пылью, стиля вождения, основанного на постоянном жестком переключении передач.
Деформация, погнутость КВ. На основании осмотра мастер принимает решение, можно решить проблему сугубо механическим восстановлением или требуется замена ряда элементов.
Вибрация карданного вала. Чаще всего это «ответная реакция» на некорректную центровку деталей, увеличение зазоров между деталями при эксплуатации транспортного средства в тяжелых условиях эксплуатации, некорректного ремонта (непрофессионально выполненных сварочных работ).
Кардан начинает «звенеть». Причины могут быть разные. Если повреждена опора, лучший вариант – заменить кардан, если расслабился защитный пыльник – достаточно провести ремонт методом сварки. Самый простой вариант: проблема с крышкой шлицов – достаточно просто заменить на новую.

Снятие и установка карданного вала

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

Главное, при снятии КВ требуется соблюдать строгий порядок действий:

Открутите болты и гайки отвести фланец кардана от редуктора.
Опустите фланец вниз.
Открутите болты крепления.
Отведите кардан от КПП.
Открутите болты крепления подшипника.

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

Дополнительную информацию вы можете посмотреть в модулях LCMS ELECTUDE — платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Источник