Коли потрібно передати крутний момент з одного агрегата на інший, використовуються різні засоби, від шестеренчастої та ремінної передачі, до валів різних конструкцій. Якщо агрегати розташовані під кутом один до одного, застосовують винахід італійського вченого XVI сторіччя Джероламо Кардано, карданну передачу.
Конструкція та запчастини кардана
Жоден повнопривідний чи задньопривідний автомобіль не зможе обійтись без карданного вала, що передає крутний момент від двигуна та КПП на ведучий міст, роздавальну коробку тощо. Конструкція карданного вала досить проста, але в той самий час вимагає точності під час проєктування та збирання. Будь-який збій у роботі вала призводить до серйозних наслідків, у тому числі до ДТП.
Карданний вал складається з порожньої тонкостінної труби та двох кутових карданних муфт, що здатні передавати крутний момент під різними кутами. Карданна муфта складається з хрестовини, чотирьох голчастих підшипників та двох вилок, одна з яких є фланцевою, друга жорстко кріпиться до тонкостінної труби.
На багатьох автомобілях для захисту карданних муфт від вологи та пилу застосовуються спеціальні пильовики, що фіксуються за допомогою хомутів. Для гасіння крутильних коливань у багатьох конструкціях часто застосовують проміжну еластичну муфту.
Оскільки карданний вал має певну довжину, то для рівномірного розподілу навантаження на фланці, шліци, шестерні та підшипники КПП та ведучого моста застосовують підвісний підшипник. Його кріплять на еластичній траверсі до силової структури кузова. Гумова частина підвісного підшипника служить для послаблення вібрацій та коливань під час руху. Підвісний підшипник може продаватись як у зборі з еластичною траверсою, так і окремо.
Карданний вал, ремонт та балансування
Сучасні карданні вали служать дуже довго та зазвичай не потребують обслуговування протягом служби. Винятком є ті хрестовини, що обладнані штуцерами для змащення. За допомогою мастильного шприца мастило подається під певним тиском через внутрішні мастильні канали хрестовини до голкових підшипників.
Але найбільшу увагу інженери приділяють балансуванню карданного вала у зборі. Саме тому під час демонтажу кардана важливо помітити маркером або крейдою його первинне положення відносно фланців КПП та заднього моста. Ось типові ознаки несправностей, що може мати карданна передача:
- Вібрації на кузові при русі з певною швидкістю чи під навантаженням. Биття кардана може зменшуватись, або збільшуватись, якщо змінювати швидкість.
- Хрестовина хрустить, кардан видає нехарактерний шум, пов'язаний зі зміною навантаження чи швидкістю обертання.
- Ривки та стуки при рушанні з місця, перемиканні передач, при різкій зміні навантаження, під час руху угору або руху накатом.
- Люфт карданної муфти, передньої або задньої.
Ці симптоми свідчать про зношення хрестовин, підшипників або еластичної муфти карданної передачі. Але найчастіше биття кардана виникає тоді, коли допущено помилку при монтажу після заміни певних запчастин. Дисбаланс карданного вала також може бути наслідком заводського дефекту, або механічного пошкодження, що трапляється частіше.
Балансування кардана. Як і коли це робити
Балансування карданного вала виконується як окремо (безпосередньо труби з фланцями), так і у зборі з хрестовинами, шліцьовими частинами, фланцями тощо. Відновлення балансу виконується на спеціальному обладнанні за допомогою додаткових балансирних пластин, що фіксуються на кардані точковим зварюванням, або спеціальними хомутами.
Рідше баланс механізму виправляють зняттям зайвого металу з фланців, якщо їх конструкція дозволяє це зробити. Це дуже точна та кваліфікована робота, від якої залежить термін служби не тільки самого карданного вала, а й запчастин коробки передач, роздавальної коробки, головної передачі, підшипників та шестерень ведучого моста.
Перевірка балансування карданної передачі необхідна за появи перших ознак зношення запчастин кардана, або після капітального ремонту всього механізму.