кардан ударный для чего нужен
Кардан: устройство, принцип работы, виды
Сегодня без карданного вала не сможет обойтись ни одна конструкция полноприводного или заднеприводного автомобиля. Он выполняет простую, но очень значимую задачу – передает крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на передние или задние колеса.
Кардан был придуман и сконструирован еще в XVI веке, но применять его начали только после масштабного производства новых автомобилей. Стоит отметить, что пионером в испытании и внедрении, стал французский автомобильный концерт Renault.
Что такое карданный вал и для чего он нужен?
Карданный вал (КВ) – это механическое устройство, передающее крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на ведущие оси автомобиля. По сути, без этого полезного устройства, невозможно было бы создать полноприводный автомобиль.
Как было указано выше, впервые кардан применили на автомобилях марки Рено. Создателем транспортных средств являлся конструктор по имени Луи Рено. После установки передачи, получилось решить ряд важных задач:
Хотя с момента первых конструкций прошло много времени, сам механизм сильно изменился, его главные задачи не поменялись. Спустя почти столетие, механизм кардана усовершенствовали, и сегодня он зависит не только от типа авто, но и его предназначения.
Карданный вал (КВ) применяется не только при конструировании ходовой части авто. Конструкция настолько универсальная, что может применяться в различных сферах деятельности человека. Например, при конструировании рулевого привода с регулировкой.
Банальным примером конструкции является головка ручного инструмента, которая может поворачиваться под углом и позволяет крутить гайки и болты в труднодоступных местах. Любая механическая конструкция, где нужно передать крутящий момент под определенными углами, использует кардан, как наиболее удобное средство.
Устройство и принцип работы карданной передачи
Классическая карданная передача сильно изменилась и имеет отличительные черты. Принято выделять четыре основных элемента конструкции:
Это основные элементы устройства передачи. Конечно, кроме них существует много дополнительных механизмов – различные крепления, подвижные фланцы, уплотнители, защитные муфты и прочее.
Конструкция передачи не сложная. В большинстве случаев, механизм крепится при помощи шлицевого соединения к коробке передач (при этом неважно какой, автоматической или механической). Каждая коробка передач имеет на своем подвижном конце отверстия с внутренними креплениями. Механизм работы шлицов сконструировано таким образом, чтобы они могли смещаться при движении машины.
Дальше устанавливается подшипник КВ, который крепится к кузову автомобиля при помощи специального кронштейна. Он служит дополнительным креплением и исключает смещение механизма при нагрузках и езде. К вилке КВ крепится крестовина с игольчатыми или другими подшипниками. Эта конструкция позволяет правильно передавать крутящий момент при различных изгибах кардана.
Когда водитель включает передачу и нажимает на газ, крутящий момент переходит на скользящую вилку и дальше поступает через крестообразный шарнир к главной передачи и колесам. Наиболее продуктивными являются углы шарнира от 0 до 20 градусов. Если по причине неисправности, происходит отклонение, может начаться сильный износ всего механизма или поломка. Наглядно принцип работы показан на видео, ниже.
Классификация карданов
В конструкции современных авто используется несколько видов карданных валов. Они могут отличаться не только от производителя, но и типа автомобиля. На некоторых одинаковых моделях могут устанавливать разные типы передач.
В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:
По количеству опор валов бывают следующие виды:
По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:
На большинство современных переднеприводных авто, устанавливается кардан типа ШРУС. Он более удобен и менее подвержен вибрациям, что имеет важное значение для легковых машин. Однако, такая система и более сложная, она не дешевая в обслуживании и при неправильном уходе может легко сломаться.
Основные неисправности, их признаки
Самым прочным механизмом в конструкции является сам вал. Его отливают из крепкого сплава, который способен выдерживать предельные нагрузки. Поэтому нужно сильно постараться, чтобы повредить его. Как правило, это механические повреждения при ДТП.
В целом основные неисправности можно разделить на несколько видов:
В редких случаях, когда происходит механическое повреждение основного вала, сильная вибрация может исходить из-за его неправильной геометрии. Некоторые умельцы, рекомендуют вручную исправить геометрию трубы, но это неверное решение, которое может привести к быстрому износу всей конструкции. Лучшим решением будет полная замена поврежденных элементов.
Преимущества и недостатки
Главным преимуществом кардана, является его способность выдерживать предельные нагрузки и передавать крутящий момент. Его конструкция позволяет исключить почти все вибрации автомобиля передвигающегося по неровностям, не говоря уже о хорошей трассе.
Конечно, КВ обладает и рядом минусов. К основным недостаткам можно отнести:
Стоит отметить, что первые модификации карданной передачи имели еще один отличительный минус – шум и вибрации. Но сегодня, современные звукоизолирующие материалы, позволяют избавиться от посторонних шумов и небольших вибраций при нормальной работе передачи.
Заключение
Стандартный кардан имеет ряд технологических недоработок. К ним можно отнести быстрый механический износ деталей. Это происходит из-за изменения скорости вращения валов по ходу движения автомобиля. В целом, развитие карданных валов с каждым годом более заметно. Уже сегодня начали появляться модификации, которые объединяют в себе обычный вал и ШРУСы. Такие системы, начали устанавливать на дорогие внедорожники, а классические модели уходят потихоньку в прошлое!
Важный узел транспортного средства — карданный вал. Что это за деталь? Для чего нужна? Где находился? Читайте в нашей публикации.
Что такое карданный вал
Назначение карданного вала – передача крутящего момента. В автомобилях он устанавливается между коробкой передач и редуктором моста. Для заднеприводных моделей монтируется один вал, в полноприводных – два. Такую же конструкцию используют в системе рулевого управления, для подключения внешних блоков к спецтехнике – тракторам, экскаваторам.
Для спецтехники разрабатывают модели для экстремальных условий – большая механическая нагрузка, минимизация влияния загрязнения.
Функция карданной передачи
В машине кардан нужен для передачи крутящего момента от КПП или раздаточной коробки к редукторам моста. Сложность заключается в том, что оси вращения коробки и моста находятся в разных плоскостях. Поэтому кардан установлен не четко в горизонтальной плоскости, а под небольшим углом.
Виды карданных валов
Тип карданной передачи зависит от назначения. Компоновка разрабатывается на стадии проектирования. Выбор, зачем нужен карданный вал конкретной конструкции определяется техническими характеристиками автомобиля. В некоторых случаях необходим монтаж многовального механизма с несколькими шарнирами.
Асинхронные
Асинхронная схема применяется во многих автомобилях с задним или полным приводом. Особенность – в процессе движения формируются неравные угловые скорости. Это происходит из-за соединения двух вилок с помощью крестовины под прямым углом. Второстепенный вал 2 раза отстает и 2 раза обгоняет главный.
Для компенсации устанавливают дополнительные карданные шарниры неравных скоростей. Они монтируются на концах вала. При такой схеме допускается изменение угла между трубами до 20°. Недостаток – из-за усложнения нужно частое обслуживание, ремонт.
Синхронные
Решением проблемы асинхронных моделей стали ШРУСы – шарниры равных угловых скоростей. Они имеют различную конструкцию. На автомобилях Pegout и Renault монтируют «Трипод». В нем передача крутящего момента происходит через 3 сферических ролика. Они скользят в пазах вилки ведомого вала.
Особенность синхронных карданов – возможность работать при углах отклонения до 70°. Происходит снижение вибрации, увеличивается безремонтный срок эксплуатации. Недостатки – есть вероятность повреждения пыльников на бездорожье.
Гибкая и жесткая полукарданная передача
Это одна из разновидностей карданного вала, предназначенная для компенсации угловых поворотов, небольшого изменения расстояния между КПП и задним мостом во время движения. Упругое звено изготавливается из резинотканевого материала или резины. Компенсация изменения угла происходит за счет сжатия или растяжения этого элемента.
Жесткий карданный шарнир устанавливается в автомобилях редко. Причина – низкая степень надежности, повышенный шум во время работы. Конструкция применяется для компенсации дефектов монтажа.
Как проверить состояние карданного вала
Первые признаки появления неисправностей в кардане – шум и повышенная вибрация. Вторичные «симптомы» – протечка масла в месте состыковки вала с КПП, во время переключения передачи возникает стук. Для проверки необходима эстакада или смотровая яма. Нужен свободный доступ ко всем элементам, хорошее освещение.
Важно: можно попытаться сделать балансировку кардана в домашних условиях. Но это не гарантирует полное устранение дефектов.
Демонтаж и установка карданного вала
Определить точное время, когда нужно менять кардан, могут только специалисты. Явные признаки неисправности – значительные механические повреждения, дефекты соединений, деформации. Для демонтажа кардана необходимо поставить машину на эстакаду или над смотровой ямой.
Важно своевременно проводить обслуживание и диагностику карданной передачи. Это поможет минимизировать появление поломок, неисправностей.
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.
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
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.
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:
Обслуживание карданного вала
Традиционная схема обслуживания базируется на трёх операциях:
Неисправности карданных валов
Проблема может возникать как у всего устройства, так и только у отдельных его узлов, деталей:
Снятие и установка карданного вала
Операции по восстановлению, ремонту авто сопряжены с их демонтажем и, напротив, установкой на трансмиссию.
При установке КВ процедуры выполняйте в обратном порядке. Соблюдение этой схемы позволит избежать ошибок.
Кардан в автомобиле
Не все знают, что такое кардан в конструкции автомобиля. Кардан, он же карданный вал — это звено в цепи передачи крутящего момента от коробки переключения скоростей к редуктору моста.
Конструкцию кардана не меняют десятки лет, потому как это наиболее простая и надежная конструкция. Любой автомобиль с полным приводом имеет кардан.
Конструкция и принцип работы кардана
Кардан может быть односекционным, двух, трех и более. Габаритные размеры карданного вала, естественно, тоже разные, для одних марок и моделей авто они очень маленькие, для других огромные.
Карданный вал состоит из:
Если кардан односекционный, то он состоит из одной центральной части и сопряженных с ней деталей.
Функционирует кардан за счет шарнирных механизмов, соединения крестовины с ведомой и ведущей вилкой.
Крестовина
Крестовина обеспечивает вращение сопряженных деталей с изменяющимся углом относительно друг друга. При угле вращения от 0 до 20 градусов достигается наивысший КПД. Если этот угол больше, то карданный вал начинает вибрировать, а крестовина изнашиваться.
Раздвижное шлицевое соединение
Это соединение обеспечивает работоспособность и устойчивость во время движения по неровным дорогам. Так как коробка передач (КПП) или раздаточная коробка жестко сидят в кузове автомобиля, а редуктор моста сидит на подвеске машины, то расстояния между ними изменяются. Поэтому карданный вал, который соединяет коробку и редуктор, должен изменяться в длине. Это обеспечивается за счет шлицев и пазов.
Подвесной подшипник
Подвесной подшипника карданного вала — это опора составного вала, который держит его, но дает вращаться. Крепления подшипника крепятся к кузову автомобиля. Сколько секций содержится в карданном вале, столько и подвесных подшипников должно быть.
Неполадки, поломки кардана
Не часто, но встречается, что карданный вал стучит. Такие стуки могут возникать во время резкого старта, при переключении скоростей. 
Причины появления шума:
Причины вибрации карданного вала при движении:
Почему вытекает смазка
Соединения, имеющие смазку, уплотнения, часто разгерметизируются и происходит вытекание смазывающего вещества (Литол-24 и т.д.).
Если слышен хруст в области карданного вала, то рекомендуется доехать до ближайшего сервиса и провести диагностику, или проделать это своими руками.
Как устранить причины неполадок кардана:
Видео
Принцип работы карданного вала автомобиля.
Как заменить крестовину на ВАЗ 2101-2107.
Подвесной подшипник и крестовина. Замена.
Что такое карданный вал: ключевые функции, устройство
аднеприводные и полноприводные автомобили оснащаются карданными валами, которые выполняют банальную работу — передают крутящий момент с коробки передач или раздаточной коробки, на редуктор ведущих колес. Стоит заметить, что основоположником применения карданных валов стал французский производитель Renault.
Карданный вал представляет собой механическое устройство цилиндрической формы, которое передает крутящий момент на колеса. Какие задачи удалось решить при внедрении кардана в легковой автомобиль:
мягко передавать момент с трансмиссии на колеса, что в свое время стало важным открытием, ведь при проезде на неровностях автомобиль сильно вибрировал;
обеспечить плавность хода, чего долгое время не могли добиться инженеры.
С тех пор конструктивно карданный вал значительно изменился, зато не изменилось его прямое назначение. Оказалось то, что карданный вал можно применять не только как деталь трансмиссии, но и как часть рулевого механизма, в виде связующего звена между рулевой колонкой и рейкой.
Об устройстве кардана
Классический карданный вал состоит из следующих комплектующих:
центральный вал — представляет собой полую и прочную трубу, которая должна выдерживать крутящий момент и не скрутиться на высоких оборотах двигателя;
крестовина — крестообразная деталь с четырьмя игольчатыми подшипниками, которая контролирует угол наклона кардана в заданной плоскости и ограничивает его. Средний диапазон от 10 до 20 градусов;
вилка — соединяет основной и промежуточный вал через крестовину. На вилке есть два уха для крепления к крестовине и шлицевая часть для кардана, тем самым обеспечивается небольшое продольное его движение;
промежуточный или подвесной подшипник — с его помощью кардан создается точка крепления карданного вала, что увеличивает его эффективную работу без вибрации;
эластичная муфта — резинометаллическое изделие, которое гасит ударные колебания трансмиссии, и позволяет еще мягче передавать крутящий момент и удерживать динамические нагрузки.
Как видно, конструкция кардана совсем не сложная, и все комплектующие детали работают на то, чтобы сохранять движение кардана в заданной плоскости.
Карданные валы по классификации
По классификации карданные валы делятся на одновальные и многовальные:
одновальные — устанавливаются на задне и полноприводные автомобили. Представляют собой мощный цельный вал, эффективно передающий крутящий момент на ведущие колеса;
многовальные — карданные валы сложного устройства, состоящие из двух и более валов, связанные между собой шарнирным соединением. Устанавливается на абсолютное большинство переднеприводных авто, иногда комплектуется подвесным подшипником.
Также карданный вал может иметь одну и более опор, а именно: может отсутствовать подвесной подшипник, как на автомобилях марки Москвич-412 и их модификации, а также на грузовых авто. Другие транспортные средства могут иметь две и более опор, часто схема применяется на внедорожниках, где крайне важна надежность.
Об особенностях
Несмотря на то, что кардан представляет собой простое устройство, все же стоить отметить некоторые особенности:
применение крестовины (не равные угловые скорости), одной или более штук;
применение ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) вместо крестовины, или комбинированная система, где с одной стороны ШРУС, с другой крестовина;
наличие упругого полукарданного шарнира (эластичная муфта), которая не ограничивается одной единицей на вал;
наличие жесткого полукарданного шарнира (как пример — передняя полуось автомобилей УАЗ, где две полуоси соединяются между собой шарниром типа “яблока”, шаром или ШРУСом).
Зачем нужна балансировка карданного вала
По моему мнению балансировка необходима в следующих случаях:
Выявить дисбаланс просто: на скорости свыше 60 км/ч ощущается вибрация, передающаяся по всему кузову, которая с каждым десятком км/ч только усиливается. В зависимости от того, как долго вы игнорировали проблему, будет понятно, придется ли параллельно менять сопутствующие детали или нет. В отдельных случаях “страдает” и сам дифференциал моста, который долгое время предупреждает о проблеме воем.
Какие бывают неисправности и как их “лечить”
Неисправности, от которых нельзя избавиться путем замены деталей:
Как продлить срок эксплуатации узла
На этот вопрос есть простые ответы: