Карданный вал: назначение, неисправности, устройство, фото
Карданный вал – деталь, которая входит в состав трансмиссии автомобиля, имеющие устройство заднего или полного привода. Этот механизм передаёт вращение к редуктору переднего или заднего моста от коробки передач тем самым карданный вал заслуживает права называть “промежуточное звено-деталь”. Также его можно назвать не иначе, как опора машины!
Классификация
Ниже будет приведено классификация карданных передач, которые формируют механизм, роль которого – промежуточная.
Классифицировать центральное устройство можно по нескольким признакам:
- Назначение;
- Тип;
- В наличие компенсирующее устройство.
По назначению механизма передачу (она же – опора главного механизма и промежуточное звено) можно классифицировать:
- Основные – основные работают как опора для механизмов приводов ведущих колёс;
- Вспомогательные – применяются для механизмов подсобных механизмов, к примеру, лебёдок или насосов, механизмов передач, могут быть промежуточным механизмом, в каком-то устройстве.
Тип кардана зависит от того, какое у него построение и расположения:
- Закрытая передача – когда он заключен в одном из элементов транспортного средства;
- Открытая – когда он находится независимо от других частей машины.
Классификация по наличию компенсации, которое имеет устройство:
- Наличие компенсации. Если в нем предусмотрены варианты компенсирования больших осевых перемещений, то вал называют универсальным;
- Иначе промежуточный механизм называют простым.
Принципы работы
Карданный вал в своём составе содержит:
- Подвесной подшипник карданного вала;
- Двойной одноименный шарнир;
- Скользящую вилку;
- Всевозможные промежуточные уплотнения;
- Элементы креплений.
все началось задолго до изобретения автомобиля- Статьи на kardanvalservis.ru
Способ соединения элементов карданной передачи позволяет компенсировать угловые и осевые перемещения компонентов относительно друг друга. И эта технология появилась задолго до изобретения именно карданной передачи.
Начать стоит с древних времен
Появление карданного вала связывают с именем итальянского математика, философа и инженера Джероламо Кардано, жившего в VI веке. Он детально
Принцип его работы заключается в использовании концентрических колец, которые могут перемещаться относительно друг друга, сохраняя равновесие предмета, расположенного в центе.
Подобные конструкции использовались многими:
- Еще боле 2000 лет назад в Китае использовали специальный подвес для масляной лампы. Он позволял держать лампу в вертикальном положении, независимо от положения всей конструкции, и не давал ей перевернуться.
- Похожую конструкцию описывал и Филон Византийский, живший в III веке до н.э. Только она создавалась не для свечи, а чтобы исключить проливание чернильницы.
-
Древнегреческие и индийские мореплаватели использовали подобные конструкции в качестве подставок для компаса.
- Некоторые источники говорят о том, что вал, работающий по схожему принципу, использовался в карете императора Великой Римской Империи. С его помощью обеспечивалась плавность хода.
В общем, однозначно определить, кому именно принадлежит это изобретение, нельзя.
История после трудов Джероламо Кардано
Описав принципы использования кардана для передачи крутящего момента, этот ученый запустил «новый виток» в развитии рассматриваемого механизма. После этого карданные передачи стали использоваться в различных целях. А с появлением автомобилей, они пришли и в эту сферу.
Стремительное развитие и распространение карданной передачи происходило в XX веке. В 20-х годах французский инженер Ж. Грегуар провел исследования на предмет возможности применения в ней ШРУсов. И уже в 30-х годах это поставили на поток: Citroen активно использовала сдвоенные шарниры в своих авто.
Карданный вал и его назначение
Карданный вал выполняет роль основного передатчика усилия от КПП либо раздаточной коробки на заднюю ось или редуктор переднего моста, и является неотъемлемой частью устройства задне- и полноприводной трансмиссий. Универсальность и простота конструкции позволяет этой детали уже более века оставаться практически неизменной.
История карданного вала
Первым принцип работы карданного вала описал итальянский ученый Дж. Кардано. Собственно, в его честь и назван этот элемент. Однако большинство историков придерживаются мнения, что автором этого механического устройства был Леонардо да Винчи. Так ли это на самом деле – доказать уже сложно, да и невозможно. Но, интересен еще и тот факт, что помимо Кардано, подобное изобретение представил еще и английский инженер Роберт Хук, который успешно его запатентовал, правда, позже итальянца.
В современных полноприводных автомобилях подвижное соединение кардана, как правило, заменено шарнирами равных угловых скоростей, которые располагаются с обеих сторон вала. В качестве примера можно рассмотреть карданный вал автомобиля Chevrolet Niva.
Первым, кто установил кардан на транспортное средство, был Луи Рено, открыв тем самым, новую эпоху в автомобильной эре. Благодаря своей надежности и простоте с начала XX столетия эта деталь трансмиссии применяется и по сей день.
Как устроен карданный вал
Устройство кардана можно описать следующими деталями: крестовины, вал, уплотнители, крепежные элементы, скользящая вилка и прочие части, их использование зависит от сложности конструкции, которая может быть представлена несколькими секциями. Его габариты зависят исключительно от размеров автомобиля.
Односекционный карданный вал содержит центральную направляющую, к которой примыкают наконечники, соединенные с крестовинами. Данная направляющая представляет собой полую трубу из стали, благодаря чему значительно снижается вес всего кардана. В основном такие валы входят в конструкцию трансмиссии спортивных автомобилей.
Отметим, что карданный вал является одним из самых ремонтопригодных узлов транспортного средства, хотя его ремонт и требует значительного количества нормо-часов, а значит и финансовых затрат. Он без проблем снимается с автомобиля, а для его ремонта достаточно поменять подвесные подшипники и крестовины (рекомендуются к установке крестовины фирм Loebro и GMB, как правило, они ходят намного дольше дешевого «китая»).
Как уже было сказано, конструкция кардана включает в себя крестовые шарнирные механизмы, благодаря которым оба взаимосвязанных между собой вала вращаются с постоянным изменением угла их сопряжения. Максимальный КПД кардана достигается, когда этот угол составляет величину 0-20 градусов. При превышении этой величины возрастает нагрузка на крестовину, что приводит к нарушению балансировки вала и возникновению вибрации на скорости.
В рамках публикации стоит уделить внимание еще одному важному элементу карданной передачи – раздвижному шлицевому соединению. Особенность такой конструкции связана с постоянным изменением пространственного положения подвески при движении. КПП или раздаточная коробка, вал которых агрегатируется с карданом, неподвижно закрепляются на кузове транспортного средства, а задняя ось либо редуктор передней – находятся в сопряжении с подвеской. При наезде на препятствие происходит увеличение расстояния между мостом и КПП, следовательно, длина кардана также должна увеличиться. Для этого и применяется такое соединение.
К не менее важным элементам кардана также относится его подвесной подшипник, благодаря которому каждая из секций вала имеет жесткую опору, всегда остается на своем месте, и свободно вращается. Крепление подшипника осуществляется к кузову.
Плюсы и минусы использования кардана
Главным плюсом всех систем карданной передачи является их высокая стойкость к повышенным нагрузкам, особенно это важно для большегрузных автомобилей, таких как микроавтобусы и грузовики. Наверное не зря даже все лимузины имеют заднеприводную трансмиссию, ведь при довольно большой массе транспортного средства, которое, к тому же еще имеет мощный силовой агрегат, использование карданного вала в качестве привода – самый оптимальный вариант.
А единственным минусом карданной передачи является ее дополнительная масса, которая увеличивает вес транспортного средства. Так же машины с карданным валом имеют несколько иную конструкцию кузова: специальный, проходящий внутри салона от коробки передач до заднего сидения тоннель, который приносит определенные неудобства задним пассажирам, увеличивает вибрацию и уровень шума в дороге. Помимо этого карданный вал довольно сложный и дорогостоящий механизм хоть и ремонтопригодный.
Распространенные неполадки и особенности обслуживания карданного вала
Дабы увеличить эксплуатационный ресурс крестовин кардана и подвижного шлицевого соединения необходимо обслуживать их после каждых 10 тыс. км пробега, в случае, когда такое обслуживание предусмотрено. На обслуживаемых крестовинах располагаются специальные масленки-контейнеры. Их следует заполнять густым смазывающим составом, например Литолом. Но, большинство карданов на современных транспортных средствах не подлежат обслуживанию.
Отметим, что после любого ремонта карданного вала, он нуждается в балансировке, которая проводится на специальном стенде. В случае появления стука либо отчетливых шумов в районе кардана необходимо обратиться в ближайший автосервис для диагностики. Ремонт карданной передачи стоит недешево, поэтому необходимо следить за состояние этого элемента и не подвергать его чрезмерным нагрузкам.
Принцип работы карданной передачи (карданного вала):
Как устроен карданный вал?
Полно приводная система всегда имеет в наличии этот элемент. Это ведь не промежуточная деталь!
Карданный вал — деталь, которая входит в состав трансмиссии автомобиля, имеющие устройство заднего или полного привода. Этот механизм передаёт вращение к редуктору переднего или заднего моста от коробки передач тем самым карданный вал заслуживает права называть «промежуточное звено-деталь». Также его можно назвать не иначе, как опора машины!
Карданный валКлассификация
Ниже будет приведено классификация карданных передач, которые формируют механизм, роль которого — промежуточная.
Классифицировать центральное устройство можно по нескольким признакам:
- Назначение;
- Тип;
- В наличие компенсирующее устройство.
По назначению механизма передачу (она же — опора главного механизма и промежуточное звено) можно классифицировать:
- Основные — основные работают как опора для механизмов приводов ведущих колёс;
- Вспомогательные — применяются для механизмов подсобных механизмов, к примеру, лебёдок или насосов, механизмов передач, могут быть промежуточным механизмом, в каком-то устройстве.
Тип кардана зависит от того, какое у него построение и расположения:
- Закрытая передача — когда он заключен в одном из элементов транспортного средства;
- Открытая — когда он находится независимо от других частей машины.
Классификация по наличию компенсации, которое имеет устройство:
- Наличие компенсации. Если в нем предусмотрены варианты компенсирования больших осевых перемещений, то вал называют универсальным;
- Иначе промежуточный механизм называют простым.
Принципы работы
Карданный вал в своём составе содержит:
- Подвесной подшипник карданного вала;
- Двойной одноименный шарнир;
- Скользящую вилку;
- Всевозможные промежуточные уплотнения;
- Элементы креплений.
Детали карданного валаСам карданный вал может быть из нескольких секций. Так же он является опорой для многих частей машины. Вес его зависит от транспортного средства и его особенностей. Конструкция этой части авто зависит от габаритов. Обычно он составной и основа делается из стальной трубы, для экономии метала и веса, а к ней присоединяются крестовые наконечники. Только маленький кардан может быть сделан цельным и сплошным. Так его промежуточная роль усиливается.
Сплошная деталь — опора для спортивных автомобилей, так как часть веса держится на ней, поэтому ее делают сплошной.
Эта часть машины (его опора) является одна из самых подходящих для ремонта. Сам процесс прост, так же как и снятие механизма с авто. Особенность заключается в том, что-бы заменить двойной карданный шарнир и подвесной подшипник. Это класс детали «промежуточная».
Выполнение промежуточная передача — функция, которую обеспечивают шарнирные механизмы, на основе крестовин. Позволяют двум валам быть опорой друг другу не прерывая вращения, при том находится под переменным углом. При чем наибольший КПД достигается когда валы опираются на друг друга от 0 до 20 градусов. В этом случае они работают как опора. Если этот показатель превысить, то промежуточная деталь начинает испытывать очень высокие нагрузки. Что ведёт к тому, что опора деталей теряется, разбалансируются вал и вибрирует корпус.
Подвесной подшипник ни что иное, как опора составному валу, удерживая его на месте даже во время вращения. Также это промежуточная часть общего элемента.
Работа карданного валаПлюсы и минусы использования карданных передач
Описание преимуществ использования такой детали, как двойной карданный шарнир:
- Устройство способно выдержать огромные нагрузки:
Этот параметр очень важен в транспортном средстве, так как нет иного способа передать вращение в автомобиле большой массы. Как пример, лимузины всегда оснащены задним приводом по этой причине (им нужна опора). Так как это является самым надёжным способом передать вращение. Еще один пример, это вес, вес карданного вала Белаза — 105 кг. А спортивный кардан весит 1.8 кг.
- Ремонтопригодность:
Это свойство помогает не менять узел, а ремонтировать только деталь, что облегчает жизнь всем автовладельцам. Так как замена дорогостоящего узла может быть критичной. Таким образом поддерживая в хорошем состоянии карданный вал и меняя только расходные детали, вы сможете продлить время работы автомобиля.
Недостатки:
Наличие кардана в автомобиле повышает вес, а так же уменьшает габариты салона.
- Вибрация: наличие дополнительного узла, которое может иметь устройство, увеличивает шум и вибрацию, что ведёт к разрушению деталей.
Карданный вал
Карданный вал — деталь трансмиссии всех заднеприводных и полноприводных автомобилей. Это вал, который передает крутящий момент от коробки передач или раздаточной коробки к редуктору переднего или заднего моста.
Карданный вал настолько прост и универсален, что за более, чем сто лет его конструкция практически не изменилась.
Изобретение карданного вала и начало его применения на автомобилях
Свое название карданный вал получил в честь итальянского медика и математика Джироламо Кардано. Он описал принцип работы шарнирного механизма, соединяющего два вращающихся в одну сторону вала. Некоторые историки утверждают, что похожий механизм предлагал еще Леонардо да Винчи. Интересно, что на авторство изобретения на авторство изобретения вместе с Кардано претендовал также англичанин Роберт Хук, но патент он получил позже.
В современных карданных валах внедорожников подвижное соединение чаще всего заменяют ШРУСами на обеих концах вала. Валы такой конструкции применены в Chevrolet Niva
В 1898 году Луи Рено одним из первых использовал карданный вал в автомобиле. Простота и эффективность привода способствовали тому, что в начале ХХ века карданные валы стали практически безальтернативным средством привода. На сегодняшний день деталь остается крайне распространенной и используется во всех типах транспортных средств — от мотоциклов Harley Davidson до карьерных самосвалов БелАЗ.
Устройство и принцип работы
Карданный вал состоит из нескольких элементов: вала, двух крестовин, скользящей вилки, уплотнений, деталей крепления и ряда других элементов, в зависимости от конструкции. Карданный вал может состоять из одной, двух, трех и более секций. Длина, толщина и вес вала зависят от габаритов автомобиля.
Крестовина кардана.Односекционный карданный вал состоит из центральной части и присоединенных к ней наконечников с крестовинами. Центральную часть делают из стальной трубы. Использование трубы обусловлено необходимостью снижения веса вала и экономии металла. Сплошными делают только очень короткие валы.
Односекционными валами комплектуют, в основном, спортивные автомобили. К примеру, односекционный кардан применен в конструкции Nissan GT-R.
Карданный вал — одна из наиболее ремонтопригодных деталей. Его легко снять с автомобиля, а ремонт заключается в замене крестовин и подвесного подшипника
Карданный шарнир.Работу карданной передачи обеспечивают шарнирные механизмы на основе крестовин. Крестовины позволяют двум сопряженным валам вращаться под переменным углом друг к другу. Наибольший коэффициент полезного действия достигается, когда угол вращения находится в пределах от 0° до 20°. Когда превышается этот показатель, крестовина подвергается большой нагрузке. Кроме того, вал утрачивает сбалансированность и начинает вибрировать.
Еще один важный элемент — раздвижное шлицевое соединение кардана. Его применение обусловлено тем, что подвеска автомобиля, особенно, при преодолении препятствий, существенно растягивается по высоте. Коробка передач или раздаточная коробка, к которой присоединен один конец вала, жестко зафиксирована внутри кузова, а редуктор моста (вторая точка крепления кардана) сопряжен с подвеской. В результате, при переезде препятствия расстояние между коробкой и редуктором моста увеличивается. Карданный вал в этом случае должен «растянуться», и раздвижное шлицевое соединение помогает ему это сделать.
Еще одна важная деталь карданной передачи — подвесной подшипник. Он создает дополнительную опору для составного вала, удерживая его на месте и не мешая вращаться. Кронштейн подшипника крепится к кузову. Количество подшипников зависит от количества секций, из которых составлен вал.
Преимущества и недостатки карданных передач
Основными преимуществами в работе карданных валов является их способность выдерживать большие нагрузки, что особенно важно для автомобилей с большой массой. Неслучайно все автомобили в кузове лимузин и стретч имеют задний привод. При весе в несколько тонн и мощном двигателе передача крутящего момента карданным валом — наиболее надежный способ.
Карданный вал самосвала БелАЗ весит 105 килограммов. Спортивный кардан для BMW из карбона — 1,8 килограмма
Основной недостаток — собственный вес кардана, увеличивающий общую массу автомобиля. Необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля под кардан уменьшает объем салона, повышает уровень шума и вибраций. Кроме того, карданный вал — достаточно дорогая и сложная деталь.
Неисправности карданного соединения и советы по эксплуатации
Чтобы продлить срок службы крестовины карданного вала, рекомендуется после каждых десяти тысяч пробега обслуживать крестовины и шлицевое соединение, если, конечно, их обслуживание предусмотрено изготовителем. Обслуживаемые крестовины снабжены пресс-масленками, в которые необходимо закачивать густое масло типа Литол. У большинства современных автомобилей карданные валы необслуживаемые и нуждаются только в замене крестовин при появлении люфта. Кстати, после каждого ремонта вал необходимо балансировать, и сделать это можно только на специализированном оборудовании. При появлении посторонних шумов, стука при работе автомобиля, обратитесь на станцию технического обслуживания для диагностики крестовины.
Задний ход есть только у мотоциклов с карданной передачей
Услуги специализированных сервисов по ремонту карданов обходятся недешево. Стоит поберечь кардан, быть внимательнее и не допускать его работы на износ.
что такое карданный вал? где находится и у каких машин?
Это такая железяка под машиной. Если к ней привязать руки, то со стороны будет казаться, что вы усиленно занимаетесь ремонтом, а сами спокойно дрыхнете.
Ксюша, относись к жизни проще….
практически на всех авто: ) посмотри в интернете.
карданный вал заставляет крутится колес. бывает передний и задний
Карданный вал это соеденение от коробки передач с зажним мостом карданный вал находится сзади и только у задне приводных машин карданный вал служит для того чтобы твоя машина ехала без него ксения твоя машина будет работать но не сдвинется с места!
<a rel=»nofollow» href=»http://ru.wikipedia.org/wiki/Карданная_передача» target=»_blank»>http://ru.wikipedia.org/wiki/Карданная_передача</a>
Находится он под днищем машины. Похож на трубу. Служит для передачи крутящего момента от двигателя на задние колеса. Есть у задне и полноприводных автомобилей.
На задне и полно приводных машинах стоит (под днищем)
Техническое приложение по карданным валам.
1.Безопасность:
Карданные (приводные) валы должны быть изготовлены при строгом соблюдении технологии сборки с последующей динамической балансировкой вала.
Рабочие параметры, лежащие в основе конструкции карданного вала, включают в себя крутящий момент, угол отклонения, скорость вращения, общую длину вала, компенсацию (изменение) длины, условия работы (температура окружающей среды). Важно, избежать превышения нагрузок карданной передачи, что бы сохранить его рабочее состояние.
К работам по монтажу и демонтажу вала допускается только квалифицированный персонал. Так же при обслуживании ( замена смазки в шарнирах кардана, замена крестовин), замены отдельных частей вала ( замена крепежа, балансировка карданной передачи, замена крестовин, фланца, покраска кардана и тд.). При любых ремонтных работах вал должен находится в состоянии покоя. Продукция должна быть сертифицирована.
2.Транспортировка и хранение карданных валов:
Карданные валы поставляются готовыми к установке в соответствии с рабочими параметрами, сбалансированными.
Что бы не нарушить качество балансировки карданных валов, необходимо избегать падений и ударов во время транспортировки и хранения. Все балансировочные пластины должны присутствовать на валу, при обнаружении отсутствия балансировочного груза, необходимо произвести динамическую балансировку вала.
При загрузке и выгрузке карданов необходимо использовать ремни. Ремни должны быть надежно закреплены в проушинах (вилках, фланцев) вала, карданный вал не должен кататься и перевешивать в одну из сторон.
Для безопасной транспортировки предпочтительнее горизонтальное положение . Хранение карданов так же рекомендуется в горизонтальном положении, что бы предотвратить возможность опрокидывания.
Хранение карданов на деревянных паллетах, рекомендуется, не в сыром или влажном помещении. Карданные валы должны быть сложены так, что бы они хорошо просматривались, при длительном хранении нужно регулярно проверять открытые части (без лакокрасочного покрытия) на наличие коррозии, при необходимости покрыть защищающими средствами, к примеру воском.
3.Установка карданных валов:
Для обеспечения качественной установки карданного вала сопряженные узлы должны быть тщательно очищены от коррозии, антикоррозийных средств, воска, краски, попавшей грязи на торцевые центрирующие части фланцев.
Все поверхности фланцев должны быть проверены на отсутствие повреждений и вмятин.
В валах с компенсацией длины (наличие подвижной шлицевой), проверьте правильность положения вилок, направление указано противоположными стрелками или скобами под хомут.
Не разделяйте карданный вал, что бы не перепутать правильное положение сборки, так как это может отрицательно повлиять на их балансировку.
Не вращайте карданные валы с помощью монтажных рычагов и монтировок в стыке где находится крестовина, это может привести к повреждению подшипников и уплотнений, а так же смазочных ниппелей.
Валы которые хранились более шести месяцев, необходимо смазать повторно перед установкой.
В качестве соединительного элемента для фланцевых соединений, рекомендуется использовать шестигранные болты DIN931, с классом прочности 10,9 и шестиугольные гайки DIN980, класс прочности 10,9. Данный крепеж выдерживает суровые нагрузки и вибрации, идеально подходит для фиксации приводных валов.
Необходимо соблюдать момент затяжки болтов (см. таблицу 1). Затягивайте болты по диагонали с помощью динамометрического ключа.
Таблица 1
| Болт | М6 | М8 | М10 | М12 | М14 | М16 |
| Момент затяжки (Nm) | 14 | 35 | 69 | 120 | 190 | 295 |
4.Техническое обслуживание карданных валов:
Карданные валы можно разделить на 2-а вида, — без обслуживания (стандартная сборка), — с обслуживанием, наличие тавотницы на крестовинах, шлицевом соединении (спец. заказ кардана).
В случае, если вал является обслуживаемым, тогда подвижные части должны периодически смазываться. Интервалы смазки (см. в Таблице 2) зависят от конкретных условий эксплуатации. При обслуживании старая смазка и другие инородные тела, которые могли попасть в подшипники и шлицевые соединения, должны быть удалены за счет проталкивания новым смазочным материалом. Очистите смазочный ниппель крестовины от грязи, продолжайте смазывать до тех пор пока новая смазка не выйдет из под всех 4-х подшипников, не превышайте максимальное давление смазки 15 бар., использовать смазку в основе которой есть литий.
Таблица 2
| Использование карданной передачи | Интервал смазки |
| Коммерческое транспортное средство | 30 000 км или после 1 года |
| Самосвалы и строительная техника | 10 000 км или каждые 200 часов |
| Сельскохозяйственная техника | 200 часов или после 1 месяца |
| Промышленное оборудование | 500 сов или после 1 месяца |
При высоких внешних воздействий (температуры, грязи, влаги и тд.) рекомендуется сокращение интервалов смазки, указанных выше.
Техническое обслуживание рекомендуется производить не реже одного раза в год. Необходимо проверить все болтовые соединения на фланцевых хомутах и соединительных фланцах, при необходимости затяните их используя динамометрический ключ.
При обнаружении посторонних шумов и вибрации во время работы вала, следует произвести ремонтные работы (восстановление карданной передачи).
Если во время вышеуказанных проверок были обнаружены какие-либо неисправности, карданный вал должен быть немедленно удален
и отремонтирован в специализированной мастерской или отправлен на ремонт специально обученному персоналу.
Кардан-Валтехно, предлагает решения в подборе комплектующих запчастей для ремонта карданов. Осуществляем поставки карданных валов, крестовин, опорных подшипников, фланцев для европейских грузовиков и спецтехники. Принимаем заказы на изготовление нестандартных карданов по чертежам заказчика. Производим подбор крестовин, карданов по размерам, схеме, номеру детали, VIN номеру машины. Региональные поставки запчастей по России.