Какво представлява карданният вал: основни характеристики

Всеки собственик на автомобил с задвижване на всички колела или задни колела рано или късно ще се сблъска с неизправност на задвижващия вал. Този предавателен елемент е под голям товар, което изисква честа поддръжка.

Помислете каква е особеността на работата на тази част, в кои възли се използва кардана, как е подреден, какви са неизправностите и как да се поддържа?

Какво е задвижващ вал

Карданът е механизъм, който предава въртене от скоростната кутия към скоростната кутия на задния мост. Задачата се усложнява от факта, че тези два механизма са разположени в различни равнини един спрямо друг. Всички модели автомобили със задни колела са оборудвани с карданни валове.

Трансмисионният кардан е монтиран по дължината на изпускателната система на автомобила и прилича на дълъг лъч от трансмисията до задния мост. Снабден е с поне две напречни фуги (по една от всяка страна), а в възли с леко изместване на осите - една.

Подобна трансмисия се използва и в системата за управление на автомобила. Пантата свързва кормилната колона към изместена кормилна предавка.

В селскостопанската техника такова устройство се използва за свързване на допълнително оборудване към вала за излитане на мощност на трактора.

От историята на създаването и използването на кардана

Както повечето шофьори знаят, само моделите автомобили със задно и четирите колела са оборудвани с кардан. За автомобили с колела с предно предаване тази част от трансмисията просто не е необходима. В този случай въртящият момент се предава директно от скоростната кутия към предните колела. За това скоростната кутия има основна предавка, както и диференциал (за това защо е необходим в колата и как работи, има отделен подробен преглед).

За първи път светът научава за принципа на предаване на кардан от италианския математик, инженер и лекар Джироламо Кардано през 16 век. Устройството, кръстено на него, влезе в употреба в края на 19 век. Един от първите автомобилни разработчици, който се възползва от тази технология, беше Louis Renault.

Автомобилите Renault, оборудвани с кардан, получиха по -ефективна трансмисия. Той елиминира спадовете на въртящия момент в процеса на прехвърлянето му към задните колела, когато превозното средство се качи на нестабилен път. Благодарение на тази модификация трансмисиите на автомобилите станаха по -меки по време на шофиране (без дръпване).

През десетилетията на модернизация на автомобилите принципът на карданното предаване остава непокътнат. Що се отнася до дизайна на такава трансмисия, в зависимост от модела на автомобила, тя може да бъде много различна от свързаните с нея колеги.

Устройство на задвижващия вал

Карданният механизъм включва следните елементи.

1. Централен вал. Изработена е от куха стоманена тръба. Празнотата е необходима за улесняване на строителството. От едната страна на тръбата има вътрешни или външни шплици. Те са необходими за инсталиране на плъзгащата вилка. От другата страна на тръбата е заварена шарнирна вилка.

2. Междинен вал. В многосекционни карданни модификации се използват един или повече от тези елементи. Те са инсталирани на автомобили със задно задвижване, за да елиминират вибрациите, които се появяват при въртене на дълга тръба при високи скорости. От двете страни върху тях са фиксирани неподвижни вилични вилици. В спортните автомобили са инсталирани кардани с една секция.

3. Крестовица. Това е шарнирен елемент с втулки, вътре в който е разположен иглен лагер. Частта е инсталирана в очите на вилиците. Прехвърля въртене от задвижващата вилка към задвижваната вилка. Освен това те осигуряват безпрепятствено завъртане на два вала, ъгълът на наклона на който не надвишава 20 градуса. В случай на по-голяма разлика, инсталирайте друга междинна секция.

4. Окачен лагер. Монтира се в допълнителен монтаж. Тази част фиксира и стабилизира въртенето на междинния вал. Броят на тези лагери е идентичен с броя на междинните секции.

5. Плъзгаща вилица. Той се вкарва в централния вал. Когато колата се движи, разстоянието между оста и скоростната кутия постоянно се променя поради работата на амортисьорите. Ако сте фиксирали тръбата плътно, при първия удар ще трябва да смените някой възел (този, който ще бъде най-слаб). Това може да бъде счупване на монтажа на вала или повреда на мостовите части. Плъзгащата се вилка е прорезана. В зависимост от модификацията, той или се вкарва в централния вал (съответните канали се правят вътре в него), или се поставя отгоре на тръбата. Прорези и канали са необходими, за да може тръбата да завърти шарнира.

6. Вилични панти. Те свързват централния вал към междинния вал. Фланцова вилка има подобна форма, само тя е инсталирана в мястото на закрепване на целия механизъм към предната част на скоростната кутия, а от задната страна към мостната предавка на оста.

7. Еластична връзка. Този детайл омекотява въздействията на кардана, когато се измества по време на шофиране. Той е монтиран между фланеца на изходния вал на кутията и виличния фланец на централния вал на универсалната връзка.

Каква функция изпълнява?

Основната задача на този механизъм е да прехвърля въртеливи движения към оси, разположени в различни равнини. Скоростната кутия е разположена по-високо от задната ос на автомобила. Ако инсталирате прав лъч, поради изместването на осите, той или ще се счупи, или ще счупи възлите на кутията и моста.

Друга причина, поради която това устройство е необходимо, е мобилността на задната ос на машината. Монтира се върху амортисьори, които се движат нагоре и надолу при шофиране. Разстоянието между кутията и задната скоростна кутия постоянно се променя. Плъзгащата вилка компенсира такива колебания, без да губи въртящ момент.

Карданни видове предаване

По принцип повечето автомобилисти свързват концепцията за карданно предаване с работата на предаването на автомобили със задно задвижване. Всъщност той се използва не само в този автоматичен възел. Кормилната система и някои други механизми, които са свързани със съседни под различни ъгли, работят на подобен принцип.

Има 4 вида предавки:

1. асинхронен;
2. синхронен;
3. полукардан гъвкав;
4. полукардан твърд.

Най-известният тип карданно предаване е асинхронен. Основното приложение е в предаването. Нарича се още зъбно колело с неравна шарнирна панта на скоростта. Такъв механизъм се състои от две вилици, които са свързани с кръст под прав ъгъл. Накрайниците на игления лагер позволяват на кръста да се движи плавно, за да съответства на положението на самите вилици.

Тази панта има една характеристика. Предава неравномерно отчитане на въртящия момент. Тоест, скоростта на въртене на свързаните валове периодично се различава (за пълен оборот вторичният вал изпреварва и два пъти изостава от основния). За да се компенсира тази разлика, се използва друга фуга (от противоположната страна на тръбата).

Как работи асинхронното предаване е показано във видеото:

Работа на витловия вал. Работен витлов вал.

Синхронната трансмисия е снабдена със съединение с постоянна скорост. Собствениците на превозни средства с предно задвижване са запознати с това устройство. Съединението с постоянна скорост свързва диференциала с главина на предното колело... Понякога те са оборудвани с трансмисии на по-скъпи автомобили с четири колела. В сравнение с предишния тип, синхронното предаване е по-малко шумно, но по-скъпо за поддържане. CV съединението осигурява една и съща скорост на въртене на два вала с ъгъл на наклон до 20 градуса.

Гъвкавата полукарданна предавка е проектирана да върти два вала, чийто ъгъл на наклона не надвишава 12 градуса.

В съвременната автомобилна индустрия рядко се използват твърди полукарданови задвижвания. В него пантата предава въртящ момент, когато ъгълът на наклона на валовете се измести до два процента.

Има и затворен и отворен тип карданно предаване. Те се различават по това, че карданите от първия тип са поставени в тръба и често се състоят от един панта (използван в камиони)

Проверка на състоянието на вала на витлото

Карданът трябва да бъде проверен в следните случаи:

• допълнителен шум се появява по време на овърклок;
• в близост до контролния пункт имаше теч на масло;
• почукване при включване на предавката;
• при скорост, има повишена вибрация, предавана на тялото.

Диагностиката трябва да се извърши чрез повдигане на автомобила на асансьор или използване на крикове (как да изберем подходяща модификация, вж. отделна статия). Важно е задвижващите колела да се въртят свободно.

Ето възлите за проверка.

• Закопчаване. Междинните опорни и фланцови връзки трябва да бъдат затегнати с фиксиращ болт на шайбата. Ако не, гайката ще се разхлаби, което ще доведе до обратен удар и прекомерни вибрации.
• Еластична връзка. Често се проваля, тъй като гумената част компенсира аксиални, радиални и ъглови измествания на частите, които трябва да бъдат съединени. Можете да проверите за неизправност, като бавно завъртите централния вал (по посока на въртене и обратно). Гумената част на съединителя не трябва да се разкъсва или да играе в мястото на закрепване на болта.
• Плъзгаща вилица. Безплатното странично движение в това устройство се появява поради естествено износване на шлицовата връзка. Ако се опитате да завъртите вала и съединителя в обратна посока и между вилката и вала има лека игра, тогава това устройство трябва да бъде сменено.
• Подобна процедура се провежда с панти. Между очите на вилиците се поставя голяма отвертка. Той играе ролята на лост, с който се опитват да завъртят вала в една или друга посока. Ако по време на люлеенето се наблюдава отклонение, кръстът трябва да бъде заменен.
• Окачване лагер. Работоспособността му може да се провери като вземете вала с една ръка, а след това с другата и го разклатите в различни посоки. В този случай междинната опора трябва да бъде здраво фиксирана. Ако има забележима игра в лагера, тогава проблемът се решава чрез подмяната му.
• Балансиране. Извършва се, ако диагностиката не разкрие някакви неизправности. Тази процедура се извършва на специален щанд.

Ето още едно видео, което показва как да проверите кардана:

Подозрителни звуци в зоната на кардана, вибрации и др.

Сервиз на карданния вал

Според препоръките на производителите, обслужването на кардана се извършва след 5 хиляди километра. В този случай е необходимо да се провери еластичния съединител и кръстовете. Ако е необходимо, заменете износените части с нови. Шлицовете на плъзгащата вилка са смазани.

Ако машината има кардан със справни кръстосани, те също трябва да бъдат смазани. Такава модификация се определя от наличието на мазнинен пистолет в карданните кръстовища (отвор за свързване на маслена спринцовка).

Неизправности на вала на витлото

Тъй като този механизъм е в постоянно движение и изпитва големи натоварвания, тогава неизправността с него е доста често срещана. Ето най-често срещаните.

• На карданния вал се появи масло. Необходимо е да се обърне внимание на маслените уплътнения на скоростната кутия. Те трябва да се сменят периодично поради нормално износване. Еластичните уплътнения губят свойствата си с течение на времето и между шахтата и кутията за пълнене се появяват малки пролуки. Ако в областта на плъзгащата се вилка се появи теч, проверете състоянието на шплиците. Ако имат грапавост, тогава щепселът трябва да бъде сменен.

• Ударите по време на натоварването на кардана са причинени от обратен удар в ставите. Ако в кръстовете или в лагера на стойката за окачване се появи свободна игра, тези части се заменят с нови. Вибрацията може да възникне поради разхлабване на болтовата връзка. В случай на често възникване на такъв проблем, трябва да проверите дали производител е инсталиран между гайката и монтажа. Тази шайба предотвратява разхлабването на гайката при постоянна вибрация.

• Стиска при натискане на педала на газта. Проверете пантите. Поради постоянен контакт с влага и мръсотия, кръстовището може да се провали. Ако скърцането се игнорира, кръстът ще заседне и пантата ще се счупи.

• Най-честата неизправност на задвижващия вал е вибрацията. Но преди да започнете ремонта на механизма, първо трябва да проверите шасито. Небалансираните колела също водят до вибрации при високи скорости. Ако този ефект изчезне при преминаване към друга предавка, тогава карданът няма нищо общо. Ето причините за вибрациите в кардана:
  • дефектни балансиращи пръстени (корозия или счупване);
  • унищожаване на кръстове;
  • повреда на централния или междинния вал (деформацията на тръбата води до дисбаланс на механизма);
  • неправилно сглобени компоненти на механизма.
• Звън в тръбата. Зад шлицовата фуга вътре в тръбата има капак, който предотвратява навлизането на мазнина в шахтата. За да се фиксира счупването, тръбата се нарязва, капакът се заварява на място, след това валът е заварен. Ако след процедурата се появи звън от различно естество (сякаш има камък в кухината на вала), това означава, че след заваряване в него е останал голям мащаб. Прекъсване на носещата опора може да доведе до звънене. В този случай проблемът се елиминира чрез инсталиране на нов кардан.
• Шлайфащ звук, когато предавката е включена Възниква при контакт с каросерията на автомобила или изпускателната система.
• Звъненето на самия кардан може да се появи поради повреда на закрепването на рефлектора на калта (ако има такъв). Той е монтиран върху междинна опора за защита на лагера от вода и замърсявания. Ако виси, достатъчно е да го заварите.

Теч на масло

За смазване на ставите се използва специална грес. Обикновено за CV съединения, иглени лагери, шлицови съединения се използва индивидуална грес, която има желаните характеристики.

Така че мръсотията да не попадне в кухината на триещи се или въртящи се елементи, те са защитени от прашници, както и маслени уплътнения. Но в случай на части, разположени под дъното на автомобила, тази защита е само временна. Причината е, че защитните капаци са постоянно в зоната на активно агресивно действие на влага, прах, а през зимата и химически реагенти, които се поръсват по пътя.

Ако колата често се движи по неравен терен, тогава има допълнителен риск от повреда на такава защита с камък или клон. В резултат на повреда агресивната среда започва да действа върху въртящи се и надлъжно движещи се части. Тъй като карданният вал постоянно се върти по време на движението на автомобила, смазката в него се нагрява и тъй като маслените уплътнения се износват, той може да изтече, което с течение на времето ще доведе до повреда на тази част на трансмисията.

Вибрация по време на ускорение и почукване в пункта

Това е първият симптом, по който се установява неизправност на вала на витлото. С леко износване на въртящите се елементи по цялото тяло, те се разпространяват по цялото тяло, в резултат на което има неприятно бръмчене в автомобила по време на шофиране. Вярно е, че за някои модели автомобили този акустичен ефект е напълно естествен фактор, чрез който се определя наличието на кардан вал в трансмисията. Това важи особено за някои стари домашни автомобили.

Creak по време на ускорение

Скърцането, което се появява в момента на ускорение на автомобила, определя износването на напречните преси. Освен това този звук не изчезва, а по-скоро се усилва по време на ускорението на автомобила.

Скърцането в тази част се издава от ролките на иглените лагери. Тъй като те са най-малко защитени от агресивното въздействие на влагата, с течение на времето лагерът губи смазването си и иглите започват да ръждясват. Когато колата ускорява, те се нагряват много, разширяват се, започват да вибрират и издават силно скърцане.

Поради големия въртящ момент напречната греда е подложена на големи натоварвания. А оборотите на коляновия вал не са синхронни със скоростта на въртене на колелата на автомобила. Следователно скърцане може да се появи независимо от скоростта на превозното средство.

Проблеми с извънбордови лагери

Както научихме от подтемата за конструкцията на гребния вал, извънбордовият лагер е конвенционален лагер с кръгли ролки, затворени в розетка. За да се предотврати разрушаването на устройството поради постоянно излагане на прах, влага и мръсотия, ролките са защитени от пластмасови капаци, а вътре има дебела грес. Самият лагер е фиксиран под дъното на автомобила, а през централната част минава карданна тръба.

За да се предотврати предаването на вибрации от въртящата се тръба към тялото, между външната рама и скобата за закрепване на лагера е монтирана гумена втулка. Той действа като амортисьор, за да сведе до минимум акустичния ефект по време на работа на задвижващата линия.

Въпреки че лагерът е запечатан и запълнен с грес, който не може да бъде добавен или заменен по никакъв начин (той се запълва фабрично по време на производството на детайла), кухината между розетките не е запечатана. Поради тази причина с течение на времето, при каквито и условия да работи автомобилът, прахът и влагата попадат вътре в лагера. Поради това има изчерпване между ролките и натоварената част на гнездото.

Поради липсата на смазване (постепенно остарява и се измива), върху носещите ролки може да се появи ръжда. С течение на времето топката, която е силно повредена от корозия, се разпада, поради което вътре в лагера се появява голямо количество чужди твърди частици, унищожаващи други елементи на детайла.

Обикновено при такъв отказ на лагера се появява вой и бръмчене. Този елемент трябва да бъде заменен. Под въздействието на влага и агресивни химикали, гумената муфа застарява, губи своята еластичност и впоследствие се рони поради постоянни вибрации. В този случай водачът ще чуе отчетливи силни удари, предавани на тялото. Не си струва да шофирате с такава повреда. Дори ако водачът е готов да се примири с много шум в кабината, поради голямото отместване, кардановият вал може да бъде сериозно повреден. Освен това е невъзможно да се предвиди коя от частите му ще се счупи първа.

Последици от неправилна работа на кардана

Както вече забелязахме, проблемите с кардана се разпознават предимно от нарастващия шум и приличните вибрации, идващи по тялото, докато автомобилът се движи.

Ако водачът се отличава с железни нерви и невероятно спокойствие, пренебрегването на вибрациите и силния шум поради износен карданен вал със сигурност ще доведе до неприятни последици. Най-лошото, което може да се случи, е счупването на вала по време на движение. Това е особено опасно и винаги води до аварии, когато валът се счупи отпред на машината.

Ако по време на шофиране се появят признаци на проблеми с кардана, водачът трябва да намали скоростта и да спре автомобила възможно най-скоро. След като посочите мястото, където автомобилът е спрял, е необходимо да се извърши визуална диагностика на автомобила. Ето на какво трябва да обърнете внимание:

• За всички болтови връзки;
• За състоянието на външния лагер, особено върху неговия гумен амортисьор;
• За състоянието на фланците;
• На кръстове;
• На лагерните капачки.

Не се препоръчва самостоятелно да разглобявате шахтата нито на пътя (за подмяна на счупена част), нито в гараж, ако собственикът на автомобила няма съответните умения. Ремонтът на кардани винаги трябва да бъде придружен от балансирането му, което не може да се направи в условията на ремонт на пътищата.

Поради тези причини трябва да се следи състоянието на тази част от предаването. Плановият технически преглед и, ако е необходимо, ремонтите са ключът към правилната и безопасна работа на всяка автомобилна система и нейните възли, включително карданния вал.

Демонтаж и монтаж на витловия вал

Ако се наложи да замените карданния механизъм или да поправите неговото устройство, той ще трябва да бъде отстранен. Процедурата се извършва в следната последователност:

• монтажните болтове се развиват от фланците на задния мост и витловия вал;
• валът слиза;
• болтовете на гумения съединител се развиват;
• карданът се отдалечава от контролната точка;
• окачването на окачването е развито.

Ремонтираният или нов механизъм е инсталиран в обратен ред: окачване, съединител, мостови фланци.

В допълнителното видео се споменават още някои тънкости на премахването и инсталирането на гимбала:

Кардан вал патриот | премахване и инсталиране | подмяна на фланец

Карданът в колата е доста издръжлив механизъм, но също така се нуждае от периодична поддръжка. Водачът трябва да бъде внимателен към появата на външни звуци и вибрации. Пренебрегването на тези проблеми ще доведе до повреда на важни компоненти за предаване.

Намиране на нов кардан вал

Ако има нужда от пълна подмяна на вала на витлото, намирането на нова част е проста процедура. Основното е, че има достатъчно пари за това, тъй като това е доста скъпа част от предаването на някои модели автомобили.

За да направите това, можете да използвате услугите за автоматично разглобяване. Но в този случай трябва да сте сигурни, че компанията, продаваща употребявани части, е надеждна и не продава продукти с ниско качество. В някои населени места има фирми, които възстановяват части, които подлежат на пълна подмяна и ги продават на достъпна цена, но след кратък период от време тези елементи се провалят.

Много по-безопасно е да търсите в каталога на онлайн магазин или на физическо място за продажба - магазин за авточасти. В този случай е необходимо да се търси резервна част според точните данни на автомобила (марка, модел, дата на производство и др.). Ако няма информация за автомобила, тогава всички необходими данни винаги могат да бъдат намерени от VIN-кода. Разказва се къде се намира в колата, както и каква информация за превозното средство съдържа в отделна статия.

Ако номерът на детайла е известен (маркировката върху него, ако не е изчезнала по време на работа), тогава търсенето на нов аналог в каталога може да се извърши с помощта на тази информация. В случай на закупуване на компоненти за разглобяване, преди да купите, трябва да обърнете внимание на:

1. Състояние на крепежни елементи. Деформациите, дори незначителни, са причината частта да не си струва да се купува. Това важи особено за такива карданни валове, чийто дизайн не предвижда монтиране на фланец;
2. Състояние на шахтите. Въпреки че е трудно да се провери визуално този параметър, дори незначителни деформации (включително липса на балансиране) ще доведат до силни вибрации на вала и последващо повреда на устройството;
3. Състоянието на сплайн връзката. Корозията, пробивите, прорезите и други повреди могат сериозно да повлияят на работата на задвижващата линия;
4. Състоянието на външния лагер, включително еластичността на амортисьорната част.

Независимо дали карданът изглежда полезен при разглобяване или не, той трябва да бъде показан на специалист. Професионалистът веднага разпознава дали карданът е разбран или не. В случай на ремонтни дейности с този уред, специалист ще може да каже дали конструкцията е била правилно сглобена.

И още един важен момент. Дори ако закупите употребяван продукт, продуктите, обхванати от гаранцията (или от производителя, или от продавача), заслужават внимание.

Видео по темата

И накрая, гледайте кратък видеоклип за това какво можете да направите, за да предотвратите трептене на витлото:

ВИБРАЦИЯ ЗА ДА НЯМА ВИБРАЦИЯ !!!

Въпроси и отговори:

Къде е кардановият вал. Валът на витлото е дълга греда, която минава от скоростната кутия по протежение на изпускателната система на автомобила до задния мост. Устройството за карданен вал включва централен вал, кръстове (броят им зависи от броя на възлите между валовете), плъзгаща се вилка с шлицова връзка и аксиален лагер.

Какво е кардан. Под кардана се разбира механизъм, който предава въртящ момент между валовете, които са разположени един спрямо друг под ъгъл. За това се използва кръст, който свързва двата вала.