Карданный вал — что это, проверка, обслуживание и замена кардана
Передача энергии вращения между несоосными объектами сопряжена с рядом трудностей, главная из которых – невозможность использовать жесткую сцепку, которую будет изгибать при повороте. Еще хуже дело обстоит, если величина несоосности, а также расстояние между объектами постоянно меняется. Поэтому передача энергии вращения от коробки переключения передач (КПП) к заднему или переднему мосту требует особых технических решений, позволяющих справиться с этими проблемами. Ведь необходимо, чтобы сцепка, по которой энергия вращения поступает в мост, обладала достаточной жесткостью и в то же время компенсировала несоосность.
Что такое карданный вал
Карданный вал (кардан) состоит из трубы и двух шарниров, которые позволяют изменять угол вращения от 0 до 30 градусов. Основа шарнира – крестовина, изготовленный из круглого прута стальной крест, на котором надеты колпачки игольчатых подшипников. Крестовину с подшипниками вставляют в две вилки, расположенные относительно друг друга под углом 90 градусов.
Все конструкция образует шарнир неравных угловых скоростей. С помощью одного кардана получается эффективно компенсировать несоосность при угле отклонения шарниров не более 20 градусов. Отклонение на больший угол приводит к увеличению потери мощности.
На большинстве легковых автомобилей карданный вал изготовлен из двух карданов, один из которых зафиксирован опорным подшипником. Это необходимо для снижения потерь мощности и снижения вибраций. Чем длинней труба кардана и выше скорость ее вращения, тем более сильные вибрации она производит. На грузовых автомобилях скорость вращения кардана заметно меньше, да и влияние вибраций из-за массы самого автомобиля ощущается слабей, чем на легковых машинах. Поэтому наибольшее распространение получили следующие схемы карданного вала:
Легковые автомобили:
- привод переднего моста – один вал без опорных подшипников;
- привод заднего моста – два вала, один из которых с опорным подшипником.
Грузовые автомобили:
- передний и задний мост – один вал без опорного подшипника.
Компенсация изменения расстояния от КПП до моста
Еще одна проблема, которую автопроизводители решают различными способами – изменение расстояния от КПП до моста. Когда автомобиль движется по пересеченной местности, высота моста постоянно меняется, что приводит к изменению расстояния. Если не компенсировать изменение расстояния, то нагрузка на игольчатые подшипники крестовины возрастет, что приведет к сокращению ресурса и росту потерь мощности. На грузовых трехосных автомобилях с этой проблемой справились с помощью особой конструкции заднего моста, снижающей вертикальную подвижность редуктора.
Вместо одновременного движения вверх или вниз обеих сторон моста, он поворачивается таким образом, что одна из сторон поднимается, а другая опускается. С какой стороны движению препятствует кочка или бугор, та и поднимается. С какой стороны яма, та и опускается. На легковых автомобилях для компенсации расстояния используют особую конструкцию вала, состоящего из трубы со шлицевым наконечником и скользящей вилки, которая передвигается по шлицам.
Когда расстояние между КПП и мостом увеличивается, вилка сдвигается в сторону моста, компенсируя изменение длины. Когда расстояние уменьшается, вилка сдвигается в сторону КПП.
Проверка состояния карданного вала
Проверку состояния кардана проводят, если появилась вибрация при движении на высокой скорости, гул, шум, стуки, которых раньше не было. Для проверки карданного вала необходим подъемник, эстакада или смотровая яма. Если проверка проводится на яме или эстакаде, необходимо поднять заднюю (если проверяете передний карданный вал, то переднюю) сторону автомобиля так, чтобы колеса свободно вращались. О том, как безопасно поднимать автомобиль, читайте в статье (Замена и восстановление амортизаторов).
Проверка проводится в несколько этапов:
- Проверка затяжки соединительных элементов (крепление эластичной муфты, фланцевого соединения и подвесного подшипника). Все соединения должны состоять из болта, гроверной шайбы и гайки. Если где-то нет гроверной шайбы, то велика вероятность, что под действием вибрации гайка открутится и болт выпадет. Момент затяжки должен соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации.
- Проверка состояния эластичной муфты. Для этого необходимо медленно крутить карданный вал и внимательно осматривать состояние муфты. При обнаружении разрывов, трещин и других повреждений муфту необходимо заменить.
- Проверка состояния шлицевого соединения. Чтобы проверить соединение, одной рукой держите вал, другой пытайтесь вращать эластичную муфту в разные стороны. При обнаружении даже незначительного люфта, кардан и соединение необходимо заменить.
- Проверка шарниров. Вставьте между вилками шарнира мощную отвертку и покачайте. Если обнаружили люфт, замените крестовины.
- Проверка состояния подвесного подшипника. Чтобы проверить подшипник, одной рукой обхватите вал до него, другой после и подергайте в разные стороны. Если обнаружили хотя бы небольшой люфт, замените крестовины.
- Если все это не помогло, необходимо проверить балансировку с помощью специального стенда. Для проведения этой операции обратитесь в крупный автосервис, в котором есть соответствующее оборудование.
Момент затяжки должен соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации.
Обслуживание карданного вала
В большинстве случаев обслуживание сводится к регулярной (каждые 3 – 5 тысяч километров) проверке и замене поврежденных деталей, а также смазке шлицевого соединения. Исключение составляют карданные валы со смазываемыми подшипниками крестовин. Они отличаются от необслуживаемых наличием тавотницы – устройства для закачивания смазки. Такие крестовины смазывают с помощью шприца. Мнения насчет оптимальной смазки расходятся. Несмотря на то, что этот узел на всех автомобилях работает одинаково, не только автомеханики, но даже инструкции по эксплуатации различных автомобилей рекомендуют разную смазку. Наилучшие результаты дают литиевая смазка Castrol Komplexmett и российские ТАД-17 и №158. Эти смазки дают хорошие результаты как на российских, так и на иностранных автомобилях. Шприц для смазки карданного вала продают в большинстве автомагазинов. Если у вас по каким-то причинам не получается смазать кардан на автомобиле, то снимите его и положите на стол.
В таком состоянии смазать его гораздо легче.
Замена крестовин
На большинстве советских, российских и иностранных автомобилей для замены крестовины необходимо снять кардан с автомобиля, извлечь стопорные кольца, которые удерживают чашки игольчатых подшипников, после чего вытащить крестовину из обеих вилок. При сборке важно не перепутать направление вала. Установка задней вилки на переднюю крестовину, равно как и разворот вала на 180 градусов приведет к разбалансировке и появлению вибраций. Во время установки не разбирайте крестовину и не снимайте с нее чашки подшипников, это приведет к ухудшению ее работы и снижению ресурса.
Снятие и установка карданного вала
Снятие вала не вызывает трудностей. Необходимо открутить болты и гайки, соединяющие фланцы карданного вала и редуктора моста, отвести фланец кардана от редуктора и опустить вниз. Затем открутить болты крепления эластичной муфты и отвести кардан от КПП. В последнюю очередь открутить болты крепления подвесного подшипника.
Установка производится в обратном порядке.
Карданный вал
Без карданного вала не обходится ни одна система полного привода
Трансмиссия
Карданный вал — деталь трансмиссии всех заднеприводных и полноприводных автомобилей. Это вал, который передает крутящий момент от коробки передач или раздаточной коробки к редуктору переднего или заднего моста.
Карданный вал настолько прост и универсален, что за более, чем сто лет его конструкция практически не изменилась.
Изобретение карданного вала и начало его применения на автомобилях
Свое название карданный вал получил в честь итальянского медика и математика Джироламо Кардано. Он описал принцип работы шарнирного механизма, соединяющего два вращающихся в одну сторону вала. Некоторые историки утверждают, что похожий механизм предлагал еще Леонардо да Винчи. Интересно, что на авторство изобретения на авторство изобретения вместе с Кардано претендовал также англичанин Роберт Хук, но патент он получил позже.
В современных карданных валах внедорожников подвижное соединение чаще всего заменяют ШРУСами на обеих концах вала. Валы такой конструкции применены в Chevrolet Niva
В 1898 году Луи Рено одним из первых использовал карданный вал в автомобиле. Простота и эффективность привода способствовали тому, что в начале ХХ века карданные валы стали практически безальтернативным средством привода. На сегодняшний день деталь остается крайне распространенной и используется во всех типах транспортных средств — от мотоциклов Harley Davidson до карьерных самосвалов БелАЗ.
Устройство и принцип работы
Карданный вал состоит из нескольких элементов: вала, двух крестовин, скользящей вилки, уплотнений, деталей крепления и ряда других элементов, в зависимости от конструкции. Карданный вал может состоять из одной, двух, трех и более секций. Длина, толщина и вес вала зависят от габаритов автомобиля.
Крестовина кардана.Односекционный карданный вал состоит из центральной части и присоединенных к ней наконечников с крестовинами.
Центральную часть делают из стальной трубы. Использование трубы обусловлено необходимостью снижения веса вала и экономии металла. Сплошными делают только очень короткие валы.
Односекционными валами комплектуют, в основном, спортивные автомобили. К примеру, односекционный кардан применен в конструкции Nissan GT-R.
Карданный вал — одна из наиболее ремонтопригодных деталей. Его легко снять с автомобиля, а ремонт заключается в замене крестовин и подвесного подшипника
Работу карданной передачи обеспечивают шарнирные механизмы на основе крестовин. Крестовины позволяют двум сопряженным валам вращаться под переменным углом друг к другу. Наибольший коэффициент полезного действия достигается, когда угол вращения находится в пределах от 0° до 20°. Когда превышается этот показатель, крестовина подвергается большой нагрузке. Кроме того, вал утрачивает сбалансированность и начинает вибрировать.
Еще один важный элемент — раздвижное шлицевое соединение кардана.
Его применение обусловлено тем, что подвеска автомобиля, особенно, при преодолении препятствий, существенно растягивается по высоте. Коробка передач или раздаточная коробка, к которой присоединен один конец вала, жестко зафиксирована внутри кузова, а редуктор моста (вторая точка крепления кардана) сопряжен с подвеской. В результате, при переезде препятствия расстояние между коробкой и редуктором моста увеличивается. Карданный вал в этом случае должен «растянуться», и раздвижное шлицевое соединение помогает ему это сделать.
Еще одна важная деталь карданной передачи — подвесной подшипник. Он создает дополнительную опору для составного вала, удерживая его на месте и не мешая вращаться. Кронштейн подшипника крепится к кузову. Количество подшипников зависит от количества секций, из которых составлен вал.
Преимущества и недостатки карданных передач
Основными преимуществами в работе карданных валов является их способность выдерживать большие нагрузки, что особенно важно для автомобилей с большой массой.
Неслучайно все автомобили в кузове лимузин и стретч имеют задний привод. При весе в несколько тонн и мощном двигателе передача крутящего момента карданным валом — наиболее надежный способ.
Карданный вал самосвала БелАЗ весит 105 килограммов. Спортивный кардан для BMW из карбона — 1,8 килограмма
Основной недостаток — собственный вес кардана, увеличивающий общую массу автомобиля. Необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля под кардан уменьшает объем салона, повышает уровень шума и вибраций. Кроме того, карданный вал — достаточно дорогая и сложная деталь.
Неисправности карданного соединения и советы по эксплуатации
Чтобы продлить срок службы крестовины карданного вала, рекомендуется после каждых десяти тысяч пробега обслуживать крестовины и шлицевое соединение, если, конечно, их обслуживание предусмотрено изготовителем. Обслуживаемые крестовины снабжены пресс-масленками, в которые необходимо закачивать густое масло типа Литол. У большинства современных автомобилей карданные валы необслуживаемые и нуждаются только в замене крестовин при появлении люфта.
Кстати, после каждого ремонта вал необходимо балансировать, и сделать это можно только на специализированном оборудовании. При появлении посторонних шумов, стука при работе автомобиля, обратитесь на станцию технического обслуживания для диагностики крестовины.
Задний ход есть только у мотоциклов с карданной передачей
Услуги специализированных сервисов по ремонту карданов обходятся недешево. Стоит поберечь кардан, быть внимательнее и не допускать его работы на износ.
Выравнивание карданного вала — Ludeca
Май 2011 г. • ТЕХНОЛОГИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Выравнивание карданного вала: эти операции не так просты, как другие. Их особые соображения требуют специальных инструментов и подходов.
Карданный вал — это, говоря простым языком, промежуточный вал с универсальным шарнирным соединением на каждом конце. (Название происходит от итальянского математика 16-го века Джироламо Кардано.) Этот тип устройства позволяет передавать мощность между двумя машинами, которые смещены друг относительно друга.
Карданные валы, широко используемые в промышленности, доказали свою практичность в условиях ограниченного пространства — , а также в ситуациях, когда элемент в цепочке машин (например, рулон бумаги) необходимо привести в действие (динамически позиционировать) в альтернативное положение, когда машины не работают. Универсальный шарнир допускает ограниченное перемещение без расцепления. Для обеспечения достаточной циркуляции смазки, которая, в свою очередь, предотвращает заклинивание карданных шарниров, карданные валы обычно устанавливаются под углом от 4 до 6 градусов в карданных шарнирах. Однако опыт показал, что угол между валами ведущего и ведомого агрегатов должен быть минимальным, предпочтительно менее 4,36 мрад (0,25 градуса). В идеале углы между ведущим и ведомым валами и карданным валом, показанные как ? 1 и ? 2 на рис. 1, будут равны. Геометрически это будет равно нулю между приводным и ведомым агрегатом: другими словами, валы приводного и ведомого механизмов будут параллельны друг другу.
Прочитать всю статью «Выравнивание карданных валов» с помощью лазерного инструмента ROTALIGN ULTRA для центровки карданных валов.
Рубрики:
Согласование, статьи и тематические исследования Аны Марии Дельгадо, CRL
Подключить
Календарь
| М | Т | Вт | Т | Ф | С | С |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | ||
Категории
- Выравнивание
- Статьи и практические примеры
- Балансировка
- Мониторинг состояния
- Geometric Measurement
- Induction Heating
- Industry Events
- Lubrication
- LUDECA News
- Maintenance Tips
- PDM
- RCM
- Reliability
- Training
- Ultrasound
- Vibration Analysis
Archives
Select Month Март 2023 г.
, февраль 2023 г. Январь 2023 г., декабрь 2022 г., ноябрь 2022 г., октябрь 2022 г., сентябрь 2022 г., август 2022 г., июль 2022 г., июнь 2022 г., май 2022 г., апрель 2022 г. Март 2022 г., февраль 2022 г., январь 2022 г., декабрь 2021 г., ноябрь, 2021 г., октябрь 2021 г., сентябрь 2021 г., август 2021 г., июль 2021 г., июнь, 2021 г. 2021 г. Апрель 2021 март 2021 г. 2021 август 2021 г. 2021 г.. Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019Ноябрь 2019 г. Октябрь 2019 г. Сентябрь 2019 г. август 2019 г., июль 2019 г., июнь 2019 г., май 2019 г., апрель 2019 г. Март 2019 г. Февраль 2019 г., январь 2019 г. Декабрь 2018 г., ноябрь 2018 г., октябрь 2018 г., сентябрь 2018 г., август 2018 г., июль 2018 г., июнь 2018 г., май 2018 апрель 2018 г. Март 2018 г. Февраль 2018 г. Январь 2018 г. Декабрь 2018 г. Ноябрь 2017 г. Октябрь 2017 г. Сентябрь 2017 г. Август 2017 г., июль 2017 г.
, июнь 2017 г., май 2017 г., апрель 2017 г. Март 2017 г. Февраль 2017 г. Январь 2017 г. Декабрь 2016 г., ноябрь 2016 г., октябрь 2016 г. Сентябрь 2016 г., август 2016 г., июль 2016 г., июнь 2016 г., май 2016 г., апрель 2016 г. Март 2016 г., Февраль 2016 г., январь 2016 г. Декабрь 2015 г. Ноябрь 2015 г. Октябрь 2015 г. Сентябрь 2015 г. август 2015 г., июль 2015 г., июнь 2015 г., май 2015 г., апрель 2015 г. Март 2015 г., февраль 2015 г. Январь 2015 г. Декабрь 2014 г., ноябрь 2014 г., октябрь 2014 г. Сентябрь 2014 г., август 2014 г., июль 2014 г., июнь 2014 г., май 2014 г. Апрель 2014 г. Март 2014 г. Февраль 2014 г. Январь 2014 г. Декабрь 2013 г. Ноябрь 2013 г. Октябрь 2013 г. Сентябрь 2013 г. Август 2013 г., июль 2013 г., июнь 2013 г., май 2013 г., апрель 2013 г. Март 2013 г. Февраль 2013 г. Январь 2013 г. Декабрь 2012 г., ноябрь 2012 г., октябрь 2012 г. 2012 г., август 2012 г., июнь 2012 г., июнь 2012 г., май 2012 г., апрель 2012 г. Март 2012 г. Февраль 2012 г., январь 2012 г., декабрь 2011 г.
, ноябрь, 2011 г., сентябрь 2011 г., август 2011 г., июль, июль. 2011 г. июнь 2011 г. май 2011 г. апрель 2011 г. март 2011 г. февраль 2011 г. январь 2011 г. декабрь 2010 г. ноябрь 2010 г. октябрь 2010 г. сентябрь 2010 г.0005
Карданные валы и шарниры
Настройки конфиденциальности данных
Указанные здесь настройки сохраняются в «локальном хранилище» вашего устройства. Настройки будут запомнены при следующем посещении нашего интернет-магазина. Вы можете изменить эти настройки в любое время (значок отпечатка пальца в левом нижнем углу).
Для получения дополнительной информации о сроке действия файлов cookie и необходимых основных файлах cookie см. Уведомление о конфиденциальности.
Выбрать/Отменить все
YouTube
Дополнительная информация Чтобы просмотреть содержимое YouTube на этом веб-сайте,
вам необходимо дать согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie
YouTube (Google).
Это позволяет нам улучшить ваш пользовательский интерфейс и сделать нашу
веб-сайт лучше и интереснее. Без вашего согласия никакие данные не будут переданы на YouTube.
Однако вы также не сможете пользоваться услугами YouTube на этом веб-сайте.
Описание:
Встраивание видео
Процессинговая компания:
Google Inc.
Условия эксплуатации: Ссылка
Vimeo
Дополнительная информацияДля просмотра контента Vimeo на этом веб-сайте вам необходимо согласиться с передача данных и хранение сторонних файлов cookie с помощью Vimeo. Это позволяет нам улучшить опыта и сделать наш сайт лучше и интереснее. Без вашего согласия никакие данные не будут быть перенесены на Vimeo. Однако вы также не сможете пользоваться услугами Vimdeo на этом веб-сайте.
Описание:
Встраивание видео
Процессинговая компания:
Vimeo
Условия эксплуатации: Ссылка
PayPal Express Checkout и Ratenzahlung
Дополнительная информация Чтобы разблокировать предложения для расширенных вариантов оплаты, в частности экспресс-оплата и оплата в рассрочку, нам требуется ваше согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie платежной системы PayPal.
Описание:
Использование экспресс-оформления и Отображение предложений оплаты в рассрочку для отдельных товаров или всей покупки.
Процессинговая компания:
PayPal
Условия эксплуатации: Ссылка
Выбрать/Отменить все
Настройки конфиденциальности данных
Хотите увидеть это содержимое? Активируйте желаемое содержимое только для одного сеанса или разрешите веб-сайту запомнить эти настройки. После того, как вы дали свое согласие, сторонние данные могут быть загружены. Для этого на вашем устройстве могут храниться сторонние файлы cookie.