Кардан

Для передачи крутящего момента от трансмиссии на редуктор моста используется карданный вал. Эта конструкция применяется для подключения оборудования к спецтехнике. Производители грузовиков, автобусов, экскаваторов, тракторов выпускают карданы с разной компоновкой, но принцип работы у них одинаковый.

Что такое кардан

Карданный вал устанавливается на технику с задним и полным приводом. Это пустотелая труба, которая соединяет коробку передач с задним мостом. Ее главная функция – сокращение потери крутящего момента. От состояния карданвала зависит синхронность вращения ведущей шестерни заднего моста с КПП. Неисправности снижают ходовые характеристики, увеличивают нагрузку на трансмиссию.

Устройство карданной передачи

Знание, из чего состоит карданная передача, поможет понять причину неисправности, правильно выполнить ремонт. Главный элемент передачи – центральный вал или полая металлическая труба. Он состоит из одной или 2–3 секций или промежуточных валов. Такая конструкция используется для гашения вибрации на высоких оборотах, если передача наклонена больше, чем на 20º относительно трансмиссии.

При наличии промежуточных секций устройство карданного вала включает подвесные подшипники. Ими комплектуется каждая секция для снижения силы трения. Устанавливаются подшипники в места их соединения, состоят из следующих элементов:

• каркас из стали, чугуна с отверстием;
• втулка с графитовым покрытием;
• подшипник качения выполняет функцию опорного элемента.

Расстояние между карданной втулкой и валом заполняется плотной смазкой для обеспечения свободного вращения.

В проушинах вилок размещается крестовина. Это шарнир с наконечниками и игольчатым подшипником. Используется для передачи крутящего момента от ведущей к ведомой вилке. Эластичная муфта нейтрализует ударную энергию во время движения автомобиля, техники. Она находится между фланцем вала трансмиссии и карданом.

Читайте также: Инжектор: что это

Скользящая вилка компенсирует колебания, амортизацию заднего моста при движении без потери крутящего момента. Она фиксируется при помощи внешних или внутренних шлицов, которые размещаются на конце вала. Вилка шарнира соединяет секции кардана.

Помимо основных составных частей, устройство кардана включает болты для крепления опор, а также:

• гайки;
• стопорные кольца;
• сальник с обоймой;
• кронштейн безопасности.

Каждая часть карданной передачи должна соответствовать техническим характеристикам автомобиля, его конструктивным особенностям. Это гарантия комфортной, безопасной эксплуатации транспорта, спецтехники, экономии на ремонте.

Назначение карданной передачи

Нужно знать, для чего нужен кардан, для понимания важности содержания его в исправном состоянии, оперативного устранения неисправностей. Это элемент, который передает от трансмиссии или раздаточной коробки крутящий момент. Он сокращает потери мощности, компенсирует смещение заднего моста относительно КПП во время движения техники.

Еще механизм используется для подключения навесного оборудования. Они используются для обработки, сельхозугодий, уборки урожая, в строительной отрасли, коммунальном хозяйстве.

Какими бывают карданные валы

Для понимания, что такое карданный вал нужно знать особенности их компоновки, из какого металла производятся, другие моменты. Делятся на полужесткие и жесткие. Первые обеспечивают плавный ход, снижают нагрузку на трансмиссию. Жесткие передачи устанавливаются на спецтехнику при отклонении КПП от моста не больше 5º.

По типу соединения карданы делятся на те, где используются крестовины, а также:

• резиновые муфты или мягкие шарниры;
• жесткие шарниры сложной конструкции;
• шарниры равных угловых скоростей или ШРУСы.

Если вал компенсирует значительное отклонение оси, то считается универсальным. По типу соединений делится на синхронный и асинхронный. Изготавливается из алюминия, чугуна, стали. Бывают закрытые (такая компоновка используется не технике, которая эксплуатируется в сложных условиях) или открытые валы. Закрытые карданные передачи защищены специальным кожухом.

Асинхронные

Такие карданные передачи состоят из двух вилок, соединенных крестовиной под углом 90º. Наконечники с игольчатыми подшипниками обеспечивают ее свободное перемещение вместе с вилками. Эта конструкция называется шарниром неравных угловых скоростей. В ней второстепенный вал отстает от главного. Синхронизирует вращение еще один шарнир. Он вращается перпендикулярно оси.

Синхронные

Существует 9 типов конструкций синхронных карданных передач. Но наиболее распространено 3 типа соединений. Кулачковый шарнир отличается простым устройством, но используется при небольшой динамической нагрузке, если угол между ведущим и ведомым валом не превышает 8º. Вилки соединяются двумя фигурными кулачками. Такие карданные передачи устанавливаются на грузовики с повышенной проходимостью.

В кулачково-дисковом шарнире вилки соединяются кулачками цилиндрической формы. Между ними находится диск. Эта конструкция отличается компактными размерами, используется для передачи высокого крутящего момента. Угол между ведущим и ведомым валом достигает 50º. Для повышения ее износостойкости важно правильно подбирать смазку.

У соединения «Бендикс-Вейсс» более сложная конструкция (канавки, которые перекрещиваются, в них размещаются шарики). Оно работает, если максимальный угол между ведущим и ведомым валом не превышает 40º. Преимущество конструкции – повышенный КПД. Такой шарнир устанавливается на автомобили повышенной проходимости, например УАЗ.

Также используются передачи с шариковыми шарнирами и делительным рычагом или с эксцентричным расположением канавок. Эти конструкции отличаются компактными размерами, надежностью.

Гибкая и жесткая полукарданная передача

При больших значениях отклонения оси для передачи крутящего момента используется гибкая муфта из резины. Эта конструкция называется гибкой, она работает бесшумно, не требует смазки. Устанавливается на дорогие автомобили.

Как проверить состояние карданного вала

Работа по проверке вала начинается с постановки автомобиля, техники на смотровую яму, подъемник или эстакаду. Затем осматриваются крепления фланцев, эластичной муфты, подвесного подшипника. Прокрутите вал, осмотрите муфту. На ней не должно быть трещин.

Вставьте между вилками металлический пруток, мощную отвертку, покачайте в разные стороны. При наличии люфта (зазора) нужно купить, установить новую крестовину.  Балансировка проверяется на специальном стенде. Для этого нужно обратиться на СТО. Если балансиры (специальные накладки) утеряны, то нужно сделать повторную балансировку.

Важно знать! Проверять состояние кардана, смазывать шлицы нужно каждые 5000–7000 максимум 10 000 тыс. км пробега. Используйте смазку, которую рекомендует производитель автомобиля, техники. Зачастую это Литол. Он вводится в соединения специальным шприцом, цена которого доступна.

Производители спецтехники, автомобилей часто устанавливают крестовины, которые не обслуживаются, подлежат замене при износе.

Неисправности карданного вала

Повреждения сальника, снижение эластичности уплотнения приводит к утечке смазки. Проблема устраняется заменой этих компонентов. О дефиците смазки сообщит скрип, который появляется во время разгона. Дефекты на поверхности шлицов (заусенцы, шероховатости) устраняются путем шлифовки, но это временное решение. Лучше заменить шлицы. Лучше один раз это сделать, устранить риск возникновения проблем в дороге.

Часто ломаются, заклинивают крестовины. Они не подлежат ремонту, поэтому меняются на новые. Периодически нужно очищать от загрязнения приемные фланцы и сам вал, подтягивать болты.

Если автомобиль, техника наехала на высокое препятствие, то кардан может погнуться. Вмятины приводят к дисбалансу и биению. Скребущий звук свидетельствует о проблемах с подвесным подшипником. Вибрация – признак износа, ослабления фиксирующих элементов: вилок, фланцев, крышек подшипников.

Важно знать! О неисправностях с валом свидетельствует сильная вибрация. Она передается на кузов, рулевую колонку при наборе скорости. О необходимости ремонта, замены кардана сообщают удары, скрип, снижение тяги.

Можно ли ездить с неисправным карданом

Следует понимать, что кардан – это устройство, от которого зависит безопасность, комфорт эксплуатации авто, спецтехники. Езда с неисправной передачей приводит к следующим последствиям:

• сильная вибрация, которая передается на кузов;
• неисправная коробка передач;
• ускоренный износ шлицов, подшипников;
• заниженный крутящий момент, снижение тяги двигателя.

Критический износ сочленений приводит к обрыву кардана, что способно спровоцировать аварию. Автомобиль, техника в этом случае требует буксировки для ремонта. Это простой, дополнительные затраты. Поэтому ездить с неисправным карданом нельзя.

Преимущества и недостатки

Нужно помнить, что в машине кардан – это конструкция, которая испытывает высокую нагрузку. У нее есть преимущества и недостатки. К минусам относится большой вес. Он увеличивает массу автомобиля, снижает динамику, увеличивает расход топлива. Чтобы соединить задний мост и трансмиссию в легковой машине оборудуется туннель, который уменьшает пространство в салоне.

Недостаток кардана – сложность установки под днищем дополнительного оборудования. Он издает шум. Снизит его уровень установка дополнительной шумоизоляция. Она увеличит массу легкового автомобиля. Для спецтехники этот недостаток не настолько значимый.

Читайте также: Удаление катализатора

Принцип работы карданной передачи позволяет передавать крутящий момент мощных двигателей с небольшими потерями КПД. Поэтому она устанавливается на строительную, специальную технику. К плюсам относится устойчивость к динамическим нагрузкам. Для его сохранения нужно периодически проверять состояние кардана, смазывать подвижные соединения, устранять неисправности. Осматривайте передачу после каждого неаккуратного переезда препятствий на предмет повреждения секций.