Когда нужно передать крутящий момент с одного агрегата на другой, используются различные средства, от шестеренчатой и ременной передачи, до валов различных конструкций. Если агрегаты расположены под углом друг к другу, применяют изобретение итальянского ученого XVI столетия Джероламо Кардано, карданную передачу.
Конструкция и запчасти кардана
Ни один полноприводный или заднеприводный автомобиль не сможет обойтись без карданного вала, передающего крутящий момент от двигателя и КПП на ведущий мост, раздаточную коробку и т.д. Конструкция карданного вала достаточно проста, но в то же время требует точности при проектировании и сборке. Любой сбой в работе вала приводит к серьезным последствиям, в том числе к ДТП.
Карданный вал состоит из полой тонкостенной трубы и двух угловых карданных муфт, способных передавать крутящий момент под разными углами. Карданная муфта состоит из крестовины, четырех игольчатых подшипников и двух вилок, одна из которых является фланцевой, вторая жестко крепится к тонкостенной трубе.
На многих автомобилях для защиты карданных муфт от влаги и пыли применяются специальные пыльники, фиксируемые с помощью хомутов. Для гашения крутильных колебаний во многих конструкциях часто применяют промежуточную эластичную муфту.
Поскольку карданный вал имеет определенную длину, то для равномерного распределения нагрузки на фланцы, шлицы, шестерни и подшипники КПП и ведущего моста применяют подвесной подшипник.
Его крепят на эластичной траверсе к силовой структуре кузова. Резиновая часть подвесного подшипника служит для ослабления вибраций и колебаний во время движения. Подвесной подшипник может продаваться как в сборе с эластичной траверсой, так и отдельно.
Карданный вал, ремонт и балансировка
Современные карданные валы служат очень долго и обычно не требуют обслуживания в течение службы. Исключением являются те крестовины, оборудованные штуцерами для смазки. С помощью смазочного шприца масло подается под определенным давлением через внутренние смазочные каналы крестовины к игольчатым подшипникам.
Но наибольшее внимание инженеры уделяют балансировке карданного вала в сборе. Именно поэтому при демонтаже кардана важно отметить маркером или мелом его первоначальное положение относительно фланцев КПП и заднего моста. Вот типичные признаки неисправностей, которые может иметь карданная передача:
- Вибрации на кузове при движении с определенной скоростью или под нагрузкой. Биение кардана может уменьшаться, или увеличиваться, если менять скорость.
- Крестовина хрустит, кардан издает нехарактерный шум, связанный с изменением нагрузки или скоростью вращения.
- Рывки и стуки при трогании с места, переключении передач, при резком изменении нагрузки, при движении вверх или движении накатом.
- Люфт карданной муфты, передней или задней.
Эти симптомы свидетельствуют об износе крестовин, подшипников или эластичной муфты карданной передачи. Но чаще всего биение кардана возникает тогда, когда допущена ошибка при монтаже после замены определенных запчастей. Дисбаланс карданного вала также может быть следствием заводского дефекта, или механического повреждения, что случается чаще.
Балансировка кардана. Как и когда это делать
Балансировка карданного вала выполняется как отдельно (непосредственно трубы с фланцами), так и в сборе с крестовинами, шлицевыми частями, фланцами и т.д. Восстановление баланса выполняется на специальном оборудовании с помощью дополнительных балансирных пластин, фиксируемых на кардане точечной сваркой, или специальными хомутами.
Реже баланс механизма исправляют снятием лишнего металла с фланцев, если их конструкция позволяет это сделать. Это очень точная и квалифицированная работа, от которой зависит срок службы не только самого карданного вала, но и запчастей коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи, подшипников и шестерен ведущего моста.
Проверка балансировки карданной передачи необходима при появлении первых признаках износа запчастей кардана, либо после капитального ремонта всего механизма.