Что такое кардан в машине: ключевые функции, устройство и некоторые неисправности |

Для чего нужен кардан в автомобиле

Вы здесь

Главная

Через кардан в автомобиле происходит связь коробки с ведущим мостом. Кроме того, он используется в механизме передачи усилия от рулевого колеса к рейке. Принцип устройства для большинства моделей остается одинаковым. Меняются только размеры и форма. Эта деталь лучше всего передает вращение от донного агрегата к другому, что сделало ее повсеместно используемой.

Устройство

Карданный вал выполнен в виде одной/нескольких полых труб, связанных такими частями:

• Крестовина. Используется для связки полых труб кардана с допустимым углом изгиба 20 градусов одна относительно другой;
• Вилка-фланец. Предназначена для связи кардана с фланцем редуктора, имеет подвижное соединение через крестовину;
• Шлицевое подвижное соединение, служит для компенсации изменяющегося расстояния между редуктором в мосту и коробкой, в движении это расстояние постоянно изменяется;
• Подшипник подвесной. Прикрепляет середину кардана к корпусу машины, исключая биение вала о кузов при вращении. Их может быть несколько, в зависимости от количества секций;
• Сальники с обоймами. Служат для герметизации узлов кардана;

Разновидности карданов

Карданы бывают нескольких типов, в зависимости от их назначения. Различают следующие типы.

Асинхронные

Такое устройство используется в большинстве машин с задним приводом. Особенность конструкции – при движении получаются две неравных угловых скорости. Вторичный вал то отстает, то обгоняет основной. Происходит такой эффект за счет соединения крестовинами вилок под углом 90 градусов.

Чтобы компенсировать такое вращение, используются дополнительные шарниры для неравных скоростей, которые крепятся к концам вала. Такое соединение дает угол между валами кардана 20 градусов. Недостатком асинхронной конструкции стала недолговечность, ей нужно частое обслуживание и ремонты.

Синхронные

Чтобы решить проблему асинхронных валов, стали производить ШРУСы. Это специальные шарниры, обеспечивающие равные угловые скорости. Конструкция ШРУСов разнообразная. Например, Пежо и Рено используют трипоидные шарниры, в которых вращение передается через 3 ролика в форме сфер. Сферы скользят по пазам в вилке ведомого вала.

Синхронные валы работают под углами до 70 градусов. Их вибрация гораздо ниже, срок эксплуатации без ремонта повысился. Недостатком стало повреждение пыльников, при движении по бездорожью.

Гибкая/жесткая передачи

Такая передача в карданах применяется для компенсации крутых угловых поворотов, при небольшом изменении дистанции от моста до коробки. Упругая часть исполнена из резины или резиноткани. Изменение угла получается за счет растяжения/сжатия упругого элемента.

Полностью жесткий вал применяется крайне редко. По причине малой надежности и повышенной шумности в работе. Такая конструкция может использоваться для компенсации монтажных дефектов.

Проверка кардана

Признаки неполадок такого вала – появление шума и сильной вибрации. Вторичным признаком являются стуки при смене передач и масляные потеки у фланца коробки. Чтобы проверить состояние детали, нужен доступ под машину – яма, подъемник и прочее. Вдобавок, запаситесь хорошим фонарем или переноской. Спустившись под автомобиль проверяют:

1. Крепления фланцев. Степень затяжки болтов и наличие необходимых шайб/гроверов. Отпущенные крепления – причина вибрации;
2. Состояние эластичного элемента. Нарушенная целостность, различные повреждения снижают компенсацию элементов вала, вызывая стуки и вибрацию. Медленно прокручивают кардан против и по направлению движения стрелки часов – при этом люфт выдает неисправность;
3. Проверка зазоров между валом и вилкой. Их появление происходит в процессе износа элементов. Необходимо покрутить кардан с муфтой. При появлении биений меняют скользящую вилку.
4. Состояние шарниров. Вставив прочную отвертку в проушину вилки нужно покачать вал. Наличие люфтов означает износ подшипников крестовин. Наша статья — замена крестовины на карданном валу подскажет вам, как выполнить эту работу самостоятельно;
5. Подшипник подвесной. Покачав вал, вы обнаружите биение, если оно есть. При этом подшипник нужно заменить;
6. Если валы были повреждены, погнуты, имеют вмятины, тогда кроме ремонта требуется балансировка. Выполняется она на специальном станке/стенде с установкой балансировочных пластин/грузиков. Самостоятельная балансировка не гарантирует устранения вибраций;

Итог

Карданное соединение требует внимания при каждом ТО автомобиля. Своевременная его смазка и проверка повышают срок эксплуатации и помогают избежать проблем, вызванных его поломкой или обрывом. Заклинивание или обрыв в первую очередь губит коробку машины, что выливается дорогим ремонтом.

Тэги: 

Читать в

Оставить отзыв в

 

15.02.2022 | 10:32    440

В Талдоме с центральной улицы угнали иномарку

Инцидент произошел в середине дня 14 февраля на улице Победы.

15. 12.2022 | 19:20    422

Автовладельцам стало необходимо сообщать в ГИБДД о смене места жительства

Согласно законодательству, сведения о месте регистрации собственника транспортного средства входят в состав регистрационных данных. Если водитель не внесет изменения, его ожидают повышенные штрафы, а также административная ответственность за уклонение от…

22.01.2023 | 13:52    444

Подмосковный ассенизатор стал живым мемом соцсетей

Предприниматель из Домодедова Сергей Ротарь прославился в социальных сетях. Фото его ассенизаторской машины с названием «Какавозик» быстро разлетелось по Интернету.

Карданный вал: устройство, назначение и разновидности

Трансмиссия

21.04.2017

0 19 272 2 minutes read

Карданный вал. Ни один автомобиль с задним или полным приводом не может обойтись без этой детали, о которой пойдёт речь в этой статье.

Его ключевая роль — передача энергии вращения от двигателя к колёсам, поэтому от его надёжности во многом зависят ходовые параметры авто.

Какие же разновидности карданов встречаются и каков принцип их работы? О всём этом сейчас и поговорим.

Оглавление

• 1 Карданный вал
  • 1.1 Классификация по назначению
  • 1.2 Типы карданов
  • 1.3 Разновидности
• 2 Из чего состоит карданный вал?

Карданный вал

Если быть точнее, то сегодня мы рассматриваем механизм, который предназначен для передачи вращения от КПП к редуктору передней или задней оси автомобиля. Такая себе промежуточная, но крайне ответственная деталь трансмиссии.

Какой бывает карданный вал? На самом деле, классификация довольно разнообразна. К примеру, выделить какие-то группы можно в зависимости от его назначения, типа, наличия устройства компенсации.

Классификация по назначению

• основной – непосредственно отвечающий за раскручивание колёс в автомобиле;
• вспомогательный – такие карданные валы приводят в движение различные опциональные механизмы, например лебёдки, насосы.

Типы карданов

• открытый кардан – является самостоятельным и отдельным механизмом в машине;
• закрытый кардан – спрятан от посторонних глаз или интегрирован в какой-либо другой элемент авто.

Разновидности

• универсальные карданы – имеющие возможность компенсировать большие осевые перемещения;
• простые карданы – без каких-либо подобных ухищрений.

Из чего состоит карданный вал?

Хотя, на первый взгляд, карданный вал кажется простым элементом, труба да и труба, но в действительности его устройство немного сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом ближе. Состоит герой нашей сегодняшней статьи из таких элементов:

• подвесной подшипник;
• вилка скользящая;
• крепления;
• сам карданный вал;
• крестовина;
• уплотнители.

Привести все существующие типы карданных валов к какому-нибудь одному знаменателю очень трудно. Дело в том, что эти устройства используются в огромном количестве разнообразной техники и, как следствие могут иметь различное исполнение.

К примеру, карданный вал может быть составлен из нескольких секций, а может быть и односекционный (такое обычно встречается у спорткаров). Во втором случае конструкция элементарна – это просто стальная труба, оба конца которой венчают крестовины карданного вала и наконечники.

Если секций больше одной, то и крестовин также становится больше – они нужны для сопряжения вращающихся под разными углами валов.

Ещё одна важная деталь конструкции — подвесной подшипник карданного вала. Он является опорой для всей конструкции и удерживает её на месте, не мешая вращаться. Подшипник закреплён к кузову машины, и в зависимости от количества секций кардана этих деталей может быть несколько.

В целом же кардан является достаточно надёжным узлом автомобиля. Его создавали с учётом высоких нагрузок и он, как правило, отлично справляется со своей задачей. К недостаткам этого узла относят достаточно большой вес и габариты, помимо этого в заднеприводных и полноприводных авто из-за своего расположения под днищем он «съедает» часть полезного пространства салона.

Вот так, коллеги-автолюбители, мы кратко прошлись по основным вопросам, связанным с карданным валом автомобиля.

До новых встреч, и не забывайте заглядывать блог, чтобы не пропустить свежие и интересные публикации.

 

Статьи по теме

ОБЪЯСНЕНИЕ ЭТИХ СОЕДИНЕНИЙ — Drive

Drive Team

08:3103 Октябрь 2016

U-образный шарнир («U» означает «универсальный»), иногда называемый карданным шарниром в честь человека, который его изобрел, представляет собой тип гибкой муфты, обычно используемой на обоих концах приводных валов в автомобилях с задним и полным приводом.

Каждый U-образный шарнир состоит из центральной крестовины на четырех ножках с чашками игольчатых подшипников на концах каждой ножки крестовины.

Чашки подшипников на одной паре опор крепятся к приводному валу. Другая пара чашек удерживается на месте парой U-образных болтов, прикрепленных к вилке, которая сопрягается либо с коробкой передач, либо с дифференциалом.

Чашки подшипников позволяют шарниру поворачиваться и изгибаться, когда приводной вал следует за движениями дифференциала и оси, когда подвеска качается вверх и вниз.

Большинство оригинальных карданных шарниров на новых автомобилях «герметичны» и не требуют периодической смазки. Но многие сменные U-образные соединения, а также U-образные соединения на старых автомобилях имеют пресс-масленку, которая позволяет смазывать соединение.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) делает то же самое, что и U-образный шарнир, только лучше. Существует два основных типа: «шариковые» ШРУСы (названные «Жеппа» по имени человека, который их изобрел) и «треногие» ШРУСы.

ШРУС Rzeppa, которые используются в качестве наружных шарниров на большинстве переднеприводных автомобилей и минивэнов, состоят из чашеобразного внешнего корпуса, центрального кольца и сепаратора в сборе.

Во внешнем корпусе и центральном кольце вырезаны шесть канавок, в которых находятся шесть стальных шариков. Шарики удерживаются на месте окнами или прорезями, прорезанными в сепараторе.

Шарнир сконструирован таким образом, что при его изгибе шарики всегда располагаются посередине внутри шарнира. Это устраняет циклические изменения скорости, которые испытывают карданные шарниры, когда они работают со смещением от центра более чем на несколько градусов.

Разновидностью ШРУСа Rzeppa является ШРУС с поперечными канавками. Он также имеет шесть шариков между внутренней обоймой и внешним корпусом. Но этот тип соединения предназначен для перемещения или погружения внутрь и наружу, чтобы компенсировать изменения длины приводного вала, возникающие при движении подвески вверх и вниз.

Этот тип шарнира используется в качестве внутреннего ШРУСа на многих европейских и японских переднеприводных автомобилях.

ШРУС типа «трипод» состоит из трехопорной крестовины или цапфы с роликовыми подшипниками на концах каждой опоры. Цапфа прикреплена к приводному валу, а роликовые подшипники вращаются в механически обработанных канавках или каналах во внешнем корпусе типа «тюльпан».

Шарнир этого типа также предназначен для погружения внутрь и наружу и используется в качестве внутреннего ШРУСа на большинстве отечественных переднеприводных автомобилей.

Есть также некоторые японские и европейские переднеприводные автомобили, в которых в качестве внешнего шарнира используется шарнир в виде штатива.

Все ШРУСы закрыты резиновым или жестким пластиковым чехлом. Защитный кожух удерживает смазку и загрязняющие вещества. ШРУСы не требуют периодического обслуживания или смазки и рассчитаны на срок службы 160 000 км и более.

Все переднеприводные автомобили и микроавтобусы имеют четыре ШРУСа — один внутренний и один наружный на каждом из двух приводных валов автомобиля (их еще называют «полуосями»). ШРУСы

также используются на приводных валах некоторых заднеприводных и полноприводных автомобилей.
Джим Гиббонс — исполнительный директор Ассоциации автотрейдеров Нового Южного Уэльса.

Карданный вал стояночного тормоза | Транспортное агентство Waka Kotahi NZ

Стояночные тормоза с карданным валом (также известные как стояночные тормоза с карданным валом) установлены на многих малых и средних грузовиках и небольшом количестве пассажирских транспортных средств.

Они предназначены для удержания автомобиля и его груза, но имеют ограничения, которые могут привести к скатыванию автомобиля.

Было несколько случаев, когда стояночный тормоз карданного вала выходил из строя, и автомобиль откатывался. За последние 10 лет четыре из этих инцидентов привели к гибели людей, и нам известно о других незарегистрированных инцидентах.

Выпущено предупреждение о безопасности о том, как и почему эти тормоза могут выйти из строя. Этот лист можно загрузить и предоставить владельцам транспортных средств и водителям.

Предупреждение о безопасности: неисправности стояночного тормоза карданного вала [PDF, 290 КБ]

Важно, чтобы владельцы и водители понимали, как устроены эти стояночные тормоза, как они работают и как ими следует пользоваться. Механики должны уметь правильно диагностировать, обслуживать и настраивать эти системы в соответствии со спецификациями производителя.

На этой странице вы можете найти дополнительную информацию об этих типах стояночных тормозов, о том, как их обслуживать и как безопасно ими пользоваться.

Фото предоставлено TR Group

Что такое стояночный тормоз с карданным валом

Стояночный тормоз с карданным валом относительно прост по конструкции, однако отсутствие понимания того, как правильно управлять тормозом и обслуживать его, может представлять угрозу безопасности.

Стояночные тормоза с карданным валом используют базовую тормозную систему, как правило, один барабанный тормозной блок, установленный на картере коробки передач. Он воздействует непосредственно на карданный вал автомобиля, обеспечивая функцию стояночного тормоза.

Стояночная тормозная система этого типа обычно состоит из: 

• Рычаг, закрепленный на полу или приборной панели в пределах легкой досягаемости водителя, обеспечивает рабочее усилие 
• рычажная или тросовая система, идущая от рычага к тормозному блоку
• привод, соединенный с рычажной или тросовой системой. Это передает рабочее усилие на тормоз
• фрикционный материал, прикрепленный к тормозным колодкам или дисковым колодкам для обеспечения удерживающей силы
• Барабан с фрикционной поверхностью для воздействия фрикционного материала, прикрепленный болтами непосредственно к приводному валу
• , как правило, также будет устройство или механизм для регулировки фундаментного тормоза и троса или тяг, также может быть смотровое окно для проверки состояния тормоза.

Как безопасно управлять автомобилем

• Благодаря конструкции тормоза автомобиль более склонен к скатыванию при парковке на склоне, особенно если нагрузка меняется и/или автомобиль припаркован на неустойчивой поверхности .
• Операторы должны избегать парковки на склонах или использовать противооткатные упоры при парковке на склоне и при поднятии автомобиля домкратом.
• Операторы должны понимать тормозной механизм и его ограничения.
• Владельцы транспортных средств несут ответственность за регулярное техническое обслуживание тормозов для поддержания их работоспособности.

Владельцы также должны следить за тем, чтобы:

• стояночный тормоз регулярно обслуживался и регулировался в соответствии с инструкциями производителя
• стояночный тормоз регулярно проверяется, чтобы убедиться, что он не загрязняется утечками масла из двигателя или коробки передач.
• копия этого предупреждения находится в автомобиле [PDF, 290 КБ]
• отчетливо видна предупреждающая наклейка
• в автомобиле имеется комплект колодок для использования.

Как безопасно припарковать автомобиль?

• Транспортные средства могут скатываться на склоне, и нет гарантии, что тормоз сработает при изменении нагрузки.
• Избегайте парковки на склонах или используйте противооткатные упоры при парковке на склоне и при поднятии автомобиля домкратом.
• Использование противооткатных колодок:
  • Остановите автомобиль, включите стояночный тормоз, но продолжайте удерживать автомобиль в неподвижном состоянии с помощью ножного тормоза.
  • Попросите другого человека установить клинья перед задними колесами или позади них (в зависимости от направления движения автомобиля по склону).
  • Лицо, устанавливающее противооткатные колодки, должно избегать положения, в котором они могут быть уязвимы для любого движения транспортного средства.
  • Чтобы снять колодки, отодвиньте автомобиль от колодок, затем попросите другого человека поднять их и убрать в автомобиль, в то время как водитель удерживает автомобиль в неподвижном состоянии с помощью ножного тормоза.
• Если оставить автомобиль включенным и/или повернуть передние колеса к бордюру, это может помочь, но само по себе не может предотвратить скатывание автомобиля.
• Требуемое усилие тяги рычага стояночного тормоза увеличивается с уклоном и дополнительным весом автомобиля, поэтому важно применять достаточное усилие при торможении. Это отличается от других систем стояночного тормоза, где максимальная мощность торможения доступна каждый раз при активации стояночного тормоза.
• Автомобиль нельзя парковать на поверхностях, которые не обеспечивают хорошего сцепления шин, таких как гравий, грязь или снег, поскольку проскальзывание одного колеса может привести к вращению другого колеса, что может привести к скатыванию автомобиля.
• Буксировка другого автомобиля или прицепа превысит удерживающую способность стояночного тормоза, поэтому его нельзя использовать для удержания обоих автомобилей на любой поверхности.

Правильное включение тормоза

Стояночный тормоз должен быть полностью затянут в соответствии с рекомендуемой производителем настройкой. Рычаг стояночного тормоза может потребовать большего усилия, чем обычно, особенно если он не ездит на автомобиле с этим типом стояночного тормоза регулярно.

Если вес транспортного средства увеличивается из-за загрузки, первоначально примененного торможения может оказаться недостаточно, чтобы удержать более тяжелое транспортное средство, и оно может откатиться. Эти типы транспортных средств предназначены для перевозки тяжелых грузов, и в загруженном состоянии вес может более чем в два раза превышать вес без груза.

Не включайте стояночный тормоз, когда автомобиль движется на высокой скорости, так как это может привести к его повреждению. Это повреждение вряд ли будет очевидным. Обратите внимание, что при проверке автомобиля на роликовом тормозном стенде ролики движутся очень медленно (3 км/ч). Этого недостаточно, чтобы каким-либо образом повредить тормоз.

Как выглядит хорошее обслуживание?

Расположение тормозов карданного вала делает их восприимчивыми к загрязнению, особенно из-за негерметичного выходного уплотнения редуктора. Загрязнение снижает эффективность тормоза, и это не будет заметно.

Соблюдение графика технического обслуживания и методов регулировки, рекомендованных производителем, повысит эффективность тормоза. Точно так же ненадлежащее техническое обслуживание и неправильная регулировка тормозов существенно ухудшат работу стояночной тормозной системы.

• Ключевыми областями, на которых следует сосредоточить внимание при обслуживании, являются:
  • фундаментный тормоз
  • приводная система (тросы/рычаги)
  • регулировка.

Как обслуживать тормоза с карданным валом

Ключом к эффективной работе стояночного тормоза с карданным валом является соблюдение графика технического обслуживания и методов регулировки, рекомендованных производителем. Помните, что этот стояночный тормоз является отдельным блоком и не связан с системой рабочего тормоза.

Плохая работа стояночного тормоза из-за износа, несоосности или повреждения тормозного механизма приведет к низким силам зажима, способным удерживать автомобиль. Плохая работа тормозов из-за попадания в систему загрязненного фрикционного материала (грязь, смазка и т. д.) приведет к потере трения между компонентами тормоза. Плохая работа тормозов из-за неправильно отрегулированных компонентов приведет к низкому приложенному усилию и плохому трению между тормозными колодками/колодками и тормозным барабаном/диском.

Мы рекомендуем вам поручить эту работу специалисту по обслуживанию большегрузных автомобилей или квалифицированному специалисту. Однако эта информация может быть полезна для крупных операторов со штатным обслуживающим персоналом.

Фундаментный тормоз

• Проверьте фрикционный материал на предмет загрязнения и износа и убедитесь, что все остальные компоненты работают правильно.
• Проверьте барабан или дисковый ротор на наличие износа, слишком глубоких канавок, загрязнений, признаков перегрева или чрезмерной коррозии, которые могут повлиять на производительность. Подумайте о шлифовке или замене.
• Проверьте крепления на надежность, смещение или другие повреждения.

Приводная система

• Проверьте соединения на предмет чрезмерного износа и/или тросы на растяжение или заедание.
• Проверьте, установлены ли на тросе регуляторы вторичного рынка. Если они установлены, возможно, трос растянулся и его следует заменить.
• Убедитесь, что рычаг и храповик работают плавно и правильно фиксируются.
• Проверьте любые другие шарнирные пальцы, шкивы, рычаги, опоры и приспособления на износ, чрезмерную коррозию, несоосность и другие повреждения.
• Смажьте все компоненты в соответствии с требованиями производителя.

Регулировка

• Всегда начинайте с ослабления рычажного механизма или троса на приводе, чтобы можно было правильно отрегулировать фундаментный тормоз.
• Убедитесь, что тормозные колодки или колодки соприкасаются с фрикционной поверхностью под прямым углом и ровно по отношению к барабану или диску, отрегулируйте так, чтобы был небольшой рабочий зазор, но чтобы он не заедал.
• Снова прикрепите соединение или трос и отрегулируйте так, чтобы храповик на рычаге щелкнул примерно 6–10 раз. Всегда проверяйте настройку производителя
• Если возможно, проведите тест на остановку на загруженном автомобиле. В качестве альтернативы найдите уклон 1 к 5 и убедитесь, что тормоз эффективно удерживает автомобиль в обоих направлениях.
• Повторяйте проверки и регулировки при каждом запланированном обслуживании.

Понимание испытаний стояночного тормоза

Стояночные тормоза с карданным валом проходят испытания для получения сертификата пригодности (CoF).

С 1 декабря 2022 года испытание CoF для автомобилей с карданными тормозами проводится на роликовой тормозной машине. Испытание применимо к большинству классов транспортных средств с тормозами карданного вала. Дополнительную информацию см. в Новозеландском протоколе испытаний тормозов для тяжелых транспортных средств (внешняя ссылка) 9.0003

Требования CoF также будут обновлены, чтобы с 1 апреля 2023 года в кабине транспортных средств с карданными тормозами обязательно размещалась предупреждающая наклейка. 2021 [PDF, 1,4 МБ]

Стояночный тормоз с карданным валом. Испытания на машинах с роликовыми тормозами.