Карданный вал: устройство, назначение и разновидности

Трансмиссия

21.04.2017

0 18 967 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

назначение, принцип работы и устройство карданной передачи автомобиля

В повседневной речи владельцев автомобилей с пробегом, встречаются два термина на одну тему: кардан и крестовина. К этому стоит добавить понятия карданного шарнира, вала и передачи, что позволит полностью прояснить всё, что связано в машине с доставкой вращения от одного узла к другому в определённых условиях.

Содержание статьи:

• 1 Зачем в машине нужен карданный вал
  • 1.1 Предназначение карданной передачи
• 2 Устройство
• 3 Виды
  • 3.1 Асинхронные
  • 3.2 Синхронные
  • 3.3 Гибкая и жесткая полукарданная передача
• 4 Основные неполадки кардана
  • 4.1 Утечка масла
  • 4.2 Вибрация при разгоне и стуки в КПП
  • 4.3 Скрип во время ускорения
  • 4.4 Проблемы с подвесным подшипником
• 5 Замена крестовины карданного вала
• 6 Обслуживание

Зачем в машине нужен карданный вал

В простой конструктивной ситуации крутящий момент может быть обеспечен различными видами передач – ременной, шестерёнчатой, цепной и многими другими, вплоть до электричества и гидравлики. Одну из них практически в каждом автомобиле применяют для передачи вращения под углом, отличающимся от нуля или 90 градусов.

Далеко не все элементы автомобиля связаны друг с другом жёстко, а значит потребуется соединение, гибкое с точки зрения механики, хотя обычно оно состоит из вполне твёрдых деталей. Например, валов, откуда и пошло название карданного вала.

В данном случае вал соединяет между собой карданные шарниры, образуя вместе с ними функционально законченную карданную передачу.

Но потребитель не обязан знать все терминологические нюансы. Для него вся тема, кардан и передача — это карданный вал, а шарнир ограничивается крестовиной.

Если же карданная передача устроена сложнее, работает плавно и без вибраций, то её называют как угодно, только не упоминая про кардан.

Например, привода передних колёс в легковых автомобилях. Теоретически это тоже карданные передачи.

Предназначение карданной передачи

Основное и самое первое появление карданных валов с шарнирами в автомобиле связано с передачей момента от вторичного вала коробки передач к заднему мосту на машинах классической заднеприводной компоновки.

Балка моста там подвешена на рессорах, позже пружинах и перемещается относительно кузова на значительные расстояния.

Изменяется тут всё:

• угол работы в вертикальной плоскости, если соединить прямой линией хвостовики вторичного вала коробки и ведущей шестерни редуктора моста, то при ходах подвески на неровностях будет видно, как меняется наклон этой прямой к горизонтали;
• угол в горизонтальной плоскости из-за упругости направляющего аппарата задней подвески и мягких подушек силового агрегата;
• длина карданного вала с шарнирами.

Значительная длина передачи на некоторых автомобилях заставляет использовать довольно сложные валы с несколькими шарнирами, причём разного типа.

Устройство

Передача состоит из нескольких структурных единиц:

• карданных шарниров, простых крестовин и более сложных, функционально совершенных или дешёвых эластичных;
• жёстких трубчатых валов, соединяющих шарниры;
• дополнительных креплений в виде подвесных подшипников и муфт;
• шлицевых соединений, компенсирующих изменение длины.

У простых валов имеются врождённые недостатки в виде вибронагруженности и неравномерности вращения.

Виды

Расчёт карданной передачи производится при компоновке автомобиля, после чего выбираются конкретные технические решения по шарнирам и подвесам.

Асинхронные

Шарнир, обеспечивающий изменение угла в двух плоскостях, называют асинхронным, поскольку в нём теоретически невозможно получить равенство мгновенных угловых скоростей и крутящих моментов при любых углах поворота вала.

Причём чем больше угол наклона в шарнире, тем этот неприятный эффект сильнее проявляется в виде вибраций при движении.

Некоторая компенсация неравномерности обеспечивается использованием двух крестовин, по одной на каждом конце вала, развёрнутых относительно друг друга на 90 градусов. Но полностью устранить проблему это не позволяет, поскольку параллельность осей входного и выходного хвостовиков (фланцев) соблюсти невозможно.

Синхронные

Синхронный шарнир иначе называется шарниром равных угловых скоростей (ШРУС). Они обычно имеют конструкцию в виде нескольких шариков, перемещающихся между внутренней и наружной обоймами шарнира по точно рассчитанной траектории, обеспечивающей равенство момента и плавность работы при больших углах.

Такая передача работает без вибраций, но обходится значительно дороже, являясь узлом точной механики.

Гибкая и жесткая полукарданная передача

Иногда целесообразно не использовать крестовину или ШРУС, поскольку угол отклонения оси незначителен, а применить эластичную резиновую муфту, компенсирующую отклонение за счёт внутреннего перемещения слоёв.

Помимо дешевизны такой шарнир отличается бесшумностью работы, сглаживанием крутильных колебаний и не требует смазки. Поэтому муфты можно встретить даже на дорогих автомобилях, где фактор цены не так важен.

Основные неполадки кардана

В карданной передаче изнашивается при работе всё, кроме валов. Как крестовины, так и ШРУС, подобны по своему строению подшипникам качения, поэтому ход износа очень похож.

Это усталостные явления в материале тел качения, истирание канавок, коррозия. Шарниры требовательны к смазке, что не всегда удаётся обеспечить на долгий срок службы.

Аналогично страдают и шлицевые соединения. Эластичные муфты выходят из строя по мере старения материала, усталостного или от времени.

Утечка масла

Смазываются шарниры обычно консистентной смазкой, характеристики которой индивидуальны для игольчатых подшипников крестовин, шариков ШРУС или трения скольжения шлицов.

Читайте также: Что такое раскоксовка двигателя и как ее сделать своими руками

Все эти узлы стараются защитить чехлами и сальниками, но в сложных условиях работы под днищем машины это помогает лишь временно. Смазка вытекает из-за разогрева или вымывается попавшей водой. После чего износ шарнира приобретает критическую скорость.

Вибрация при разгоне и стуки в КПП

Проявление износа носит на первых порах чисто акустический характер, по которому и диагностируется карданная передача.

Скрип во время ускорения

Самое известное проявление износа крестовин – это скрип, начинающийся сразу после старта с места и усиливающийся при наборе скорости.

Момент в таких условиях максимален, поэтому ржавые иголки в чашке крестовины нагреваются, вибрируют и издают скрип. Характерно, что это происходит в такт вращению кардана, а не колёс, скорости тут различаются в несколько раз из-за передаточного числа редуктора моста.

Проблемы с подвесным подшипником

Промежуточный подвес составного кардана реализуется в виде обычного подшипника качения, заключённого в упругую резиновую муфту, прикреплённую к кузову или раме металлической оболочкой с кронштейном.

Подшипник используется закрытого типа с резинометаллическими защитными кольцами и пожизненным запасом смазки. Но полной герметичности нет, смазка стареет и вымывается, корродирующий подшипник выходит из строя. Проявляется это обычно гулом и воем.

Если же разорвана эластичная муфта подвесного подшипника, то карданный вал получает свободу в поперечном направлении, начинаются сильнейшие стуки и вибрации. Ситуация опасна, поскольку чревата разрушением вала в сборе с непредсказуемыми последствиями.

Замена крестовины карданного вала

Чтобы заменить крестовину надо обладать определённым навыком. К тому же есть опасность, что весь вал будет разбалансирован при малейшем смещении чашек крестовины относительно вилок вала.

Лучше довериться специалистам. К тому же изготовители автомобилей стараются операцию замены крестовин вообще не предусматривать, только вал в сборе, что очень дорого.

Но если производить эту операцию самостоятельно, то надо учесть несколько особенностей:

• надо точно пометить положение всех составных частей, стараясь максимально сохранить балансировку, когда начнутся вибрации, придётся потратиться на специалистов с балансировочным станком;
• потребуется пресс и оправки нужного калибра, только очень опытные мастера способны правильно выполнить работу молотком, нанося строго нормированные удары;
• во время работы надо следить за сохранностью сальников, которые легко повредить;
• очень желательно иметь возможность регулировать натяг чашек в вилках, для чего располагать стопорными кольцами нескольких размеров;
• ремонтные крестовины могут иметь иную конструкцию стопорения, если нет возможности её правильно обеспечить, лучше обратиться на СТО, разрушение шарнира при движении – опасная ситуация.

Конструкции карданов совершенствуются, и сейчас далеко не все из них допускают самостоятельную замену крестовин.

Обслуживание

Крестовины в некоторых валах предусматривают смену смазки через пресс-маслёнки. Для нагнетания используется шприц, нагнетающий смазку под давлением.

Сама смазка должна быть именно предназначенной для крестовин, универсальные составы здесь работают плохо. То же касается и смазывания шлицевых соединений.

Операции обслуживания лучше проводить после каждого попадания в тяжёлые дорожные условия, когда на шарнир попадает жидкая грязь и вода. Шприцевать шарнир надо до начала выхода из-под сальников всех четырёх чашек чистой нагнетаемой смазки.

Карданный вал и приводной вал (автомобильный)

Трансмиссия, дифференциал и привод ходовых колес

Карданный вал соединяет коробку передач с главной передачей транспортного средства через карданный шарнир и служит приводным валом. Универсальный шарнир позволяет передавать привод под переменным углом. Система привода представляет собой устройство для передачи тягового усилия от опорных катков к кузову транспортного средства. Конечная передача представляет собой систему трансмиссии между карданным валом и дифференциалом. Дифференциальный механизм встроен в центральную часть главной передачи. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью, не мешая движению автомобиля при повороте. В случае с задним приводом задняя ось является «живой», которая помимо поддержки веса автомобиля содержит шестерню и валовый механизм для привода опорных катков. В главе рассматриваются все эти подсистемы для системы заднего привода. Также кратко представлены системы переднего и полного привода.
26.1.

Карданный вал и приводной вал

Карданный вал, иногда называемый карданным валом, передает мощность от коробки передач на заднюю ось. Обычно вал имеет трубчатое сечение и изготавливается цельным или состоящим из двух частей. Конструкция из двух частей поддерживается в средней точке резиновым подшипником. Короткие приводные валы встроены для передачи мощности от узла главной передачи к опорным каткам как в переднеприводной, так и в заднеприводной компоновке.
26.1.1.

Карданные валы

Этот вал должен быть прочным, чтобы противостоять скручивающему действию крутящего момента, и должен быть упругим, чтобы поглощать крутильные удары. Он должен сопротивляться естественной тенденции прогибаться под собственным весом, потому что вибрация возникает, когда центр тяжести не совпадает с осью вала.
Обычно используется гребной вал трубчатого сечения, поскольку он имеет (i) небольшой вес, (ii) обеспечивает большую устойчивость к смещению, особенно провисанию, (Hi) имеет хорошую прочность на кручение и (iv) обеспечивает низкое сопротивление (низкая инерция) к изменениям угловой скорости, возникающим при использовании муфты крюкового типа для привода вала. Поскольку карданный вал часто вращается с высокой скоростью, особенно при использовании повышающей передачи, он должен быть изготовлен и отремонтирован в соответствии с проектными спецификациями и хорошими пределами балансировки.
Даже после идеальной статической центровки вал провисает (т.е. образует изгиб) в центре под действием собственного веса. Когда это провисание становится чрезмерным, вращение вала вызывает увеличение изгиба из-за центробежного эффекта. Эта деформация или биение вала вызывает вибрацию, которая становится сильной по мере приближения к скорости вращения. Критическая скорость, при которой возникает это состояние, зависит от двух важных параметров, а именно от среднего диаметра трубы и длины вала.
Поскольку карданные валы дорожных транспортных средств достаточно длинные и работают, как правило, на высокой скорости, при определенной критической скорости может возникнуть завихрение. Это создает изгибающие напряжения в материале, которые выше, чем напряжения сдвига, вызванные передаваемым крутящим моментом. При увеличении критической скорости с уменьшением массы вала увеличивается момент инерции секции. Следует уменьшить склонность карданного вала к закручиванию, а для этого его следует сделать трубчатым и идеально отбалансировать.
Критическая скорость карданного вала изменяется прямо пропорционально диаметру трубы и обратно пропорционально квадрату длины. Поэтому диаметры выбираются как можно большими, а длины как можно короче, чтобы поддерживать критическую частоту вращения вала выше диапазона приводных скоростей. Карданные валы длиной более 1,5 м между карданными шарнирами вызывают проблемы с дисбалансом. Длина вала сведена к минимуму за счет использования удлиненного корпуса трансмиссии и центрального универсального шарнира с карданными валами, состоящими из двух частей. При использовании центральный универсальный шарнир поддерживается центральным опорным подшипником, изолированным от шасси автомобиля. Труба карданного вала обычно катается из плоского листа, выпрямляется с точностью до 0,25 мм, выкатывается и балансируется с точностью до 0,00018 кг-м. Это удерживает центральную массу очень близко к центру продольной оси, чтобы минимизировать вихрь. Критическая скорость определяется выражением

Карданные валы сконструированы таким образом, что расчетная критическая скорость примерно на 60 процентов превышает скорость двигателя при максимальной мощности. Карданные валы также могут быть рассчитаны на заданный номинальный крутящий момент, который представляет собой крутящий момент, необходимый для того, чтобы нагрузить их до предела упругости.

Многие автомобили с задним и полным приводом требуют наличия длинного карданного вала, который проходит между коробкой передач и главной передачей. В этих случаях трансмиссия обычно разделена, и для поддержки вала в точке разделения устанавливается подшипник (рис. 26.1). Этот подшипник установлен в резине для поглощения любых вибраций, которые в противном случае передавались бы на корпус.
Хотя движение оси ограничено задним валом, и универсальные шарниры приспособлены для компенсации этого движения, на переднем валу необходимы дополнительные шарниры, чтобы учесть небольшой изгиб кузова автомобиля. Практически невозможно поддерживать правильные углы привода муфт крючкового типа, установленных на вал из двух частей, поэтому во многих конструкциях используются один или несколько ШРУСов.
Композитный гребной вал, показанный на рис. 26.2, является альтернативой раздельному устройству. Трубчатый вал изготовлен из эпоксидной смолы, усиленной стекловолокном и углеродным волокном, и прикреплен к стальной втулке для соединения с универсальными шарнирами. Преимущества композитного вала по сравнению с обычным двухсоставным стальным валом:
(i) Снижение веса примерно на 50 процентов.
(ii) Высокая внутренняя амортизация.
(Привет) Хорошие показатели шума, вибрации, резкости (NVH). (iv) Исключительная коррозионная стойкость.
Пример 26.1. Автомобильный двигатель развивает максимальный крутящий момент 162 Нм. Передаточное число низшей передачи трансмиссии составляет 2,75, а передаточное число заднего моста — 4,25. Эффективный радиус колеса равен 0,325 м, а коэффициент трения между шиной и поверхностью дороги равен 0,6. Если допустимое напряжение сдвига
составляет 32373 x 104 Па, определите максимальный диаметр вала, предполагая, что нагрузка близка к скручивающей. Какая максимальная нагрузка допустима на каждое колесо?
Решение.
Общее передаточное число = 2,75 x 4,25

Рис. 26.1. Особенности карданного вала. А. Карданные валы. B. Движение задней оси.

Пример 26.2. Двигатель развивает мощность 29,5 кВт при 2000 об/мин при максимальном крутящем моменте. Передаточное число нижней передачи составляет 3:1, а передаточное число заднего моста — 4,5:1. Нагрузка на каждую ведущую ось составляет 7357,5 Н при полной загрузке автомобиля. Диаметр опорного колеса по шинам равен 0,71 м, а коэффициент сцепления между шиной и шатуном равен 0,6. Если допустимое напряжение в материале
вал не должен превышать 22072,5 х 104 Па, найдите диаметр полуоси.

Раствор.

Оба вместе создают максимальное напряжение в центре, что слишком мало по сравнению с расчетным напряжением. Опять же, интенсивность напряжения сдвига из-за кручения максимальна на поверхности и равна нулю в центре оси. Таким образом, вал вполне безопасен при прямом сдвиге.
Диаметр оси – 35,3 мм. Ответ
26.1.2.

Приводные валы

Эти валы сравнительно короткие по длине, и там, где пространство ограничено, они сделаны сплошными, чтобы обеспечить зазор для движения подвески, в противном случае часто используется легкая трубчатая секция. Небольшое расстояние между опорным катком и корпусом главной передачи в сочетании с большим перемещением опорного колеса из-за отклонения подвески приводит к максимальному углу привода универсальных шарниров и большому изменению длины вала. ШРУСы на каждом конце приводного вала соответствуют требованиям угла, а врезные ШРУСы компенсируют изменение длины. Заднеприводные автомобили с независимой задней подвеской нуждаются в приводном валу для соединения опорного колеса с неподвижным узлом главной передачи. На этих автомобилях обычно на каждом конце приводного вала устанавливается ШРУС плунжерного типа.
26.1.3.

Вибрация карданного вала

Небольшие автомобили, короткие фургоны и грузовики имеют один карданный вал со шлицевым соединением на переднем конце, что исключает нежелательную вибрацию. Для автомобилей с более длинной колесной базой требуется более длинный карданный вал, который имеет тенденцию к провисанию и закручиванию при определенных условиях эксплуатации (рис. 26.3). В результате в корпусе транспортного средства возникают резонансные колебания, так что корпус вибрирует при вращении вала.
Основные факторы, ответственные за резонансную частоту гребного вала, вызывающую вибрацию, можно сгруппировать следующим образом:
(i) Факторы, связанные с гребным валом, включают (a) диаметр и длину вала,
(6) балансировка собранного вала и соединений, и (c) сопротивление вала изгибу.

Рис. 26.3. Простой цельный карданный вал с одним шлицевым соединением и двумя универсальными шарнирами.
(ii) Факторы, связанные с кузовом транспортного средства:
(a) тип и форма конструкций кузова, усиление
коробчатые секции и т. д., (6) расположение компонентов в конструкции кузова,
и
(c) характеристики гашения вибрации трансмиссии, обеспечиваемые опорами двигателя и трансмиссии, рессорными втулками, панельной изоляцией и т. д.
Вращающийся вал вращается, если центр тяжести массы вала эксцентричен, из-за чего центробежная сила стремится изогнуть вал так, что он вращается вокруг продольной оси вала. Внецентренное отклонение вала увеличивается с увеличением скорости, в результате чего увеличивается и центробежная сила. Таким образом, эффект является кумулятивным и прогрессивным, пока вращение не станет критическим, вызывающим сильную вибрацию.
Фактор, ответственный за смещение центра тяжести горизонтально поддерживаемого круглого вала между подшипниками в одну сторону от центральной оси, заключается в следующем.
(а) Провисание вала между центрами.
(b) Неравномерная толщина стенки трубчатого цельнотянутого гребного вала.
(c) Количество металла сварного шва не может быть эквивалентно массе на противоположной стороне трубчатого вала, свернутого из плоского листа.
(d) Эксцентриситет вала относительно оси вращения, вызванный тем, что трубчатый вал прижимается к выемкам карданного вала, которые были повернуты между свободными центрами.
(e) Если шарнирные вилки и цапфы собраны очень немного в одну сторону, когда универсальные шарниры установлены на концах вала, которые затем опираются на подшипники.
(/) Если зазор между наружными и внутренними шлицами позволяет валу перемещаться в ограниченной степени, когда на одном конце вала используется скользящая муфта.
Критическая скорость вращения вала обратно пропорциональна квадрату длины вала. Например, если вал с критической скоростью вращения 6000 об/мин удлинить вдвое, то критическая скорость вращения нового вала уменьшится до 1500 об/мин, что составляет четверть этого значения. С другой стороны, при уменьшении вдвое длины вала критическая скорость увеличивается в четыре раза, т.е. 24000 об/мин. Таким образом, уменьшение длины вдвое делает критическую скорость значительно выше максимальной скорости карданного вала транспортного средства.
Как правило, жесткость карданного вала увеличивается за счет удлинения либо заднего конца главного вала и корпуса редуктора (рис. 26.4A), либо вала-шестерни главной передачи и корпуса (рис. 26.4B). Первый подход является обычным для автомобилей среднего размера, а второй с некоторым успехом используется на более крупных автомобилях, имеющих заднюю подвеску с цилиндрическими пружинами, продольными рычагами и стабилизаторами поперечной рулевой тяги. На стороне редуктора карданного вала обычно устанавливается скользящее соединение, которое позволяет карданному валу автоматически регулировать свою длину в соответствии с изменениями прогиба подвески.
Другой метод решения проблемы вибрации заключается в увеличении диаметра вала, но это увеличивает его прочность сверх требований по несущей способности. Также это увеличивает его инерцию, которая препятствует ускорению и торможению автомобиля. Часто применяемым решением является использование разделенных карданных валов, поддерживаемых промежуточными или центральными подшипниками. Этот подход также применялся в прошлом на больших автомобилях для понижения привода трансмиссии (А) от передней коробки передач к задней оси. В результате уменьшается высота туннеля половиц и устраняются недостатки более толстой шахты. «Когда такое расположение используется на коммерческих автомобилях, большие смещения ® между осевыми линиями коробки передач и шестерней главной передачи, осевая линия могут быть обеспечены в два или три этапа.
установка.
26.1.4.

Раздельные карданные валы и их опоры

Карданные передачи, состоящие из двух частей, с двумя валами и промежуточным опорным подшипником (рис. 26.5), обычно применяются на грузовых автомобилях с колесной базой от 3,4 до 4,8 м. Двухсекционный карданный вал использует три универсальных шарнира. Первичный гребной вал представляет собой узел с фиксированными соединениями и трубами, а вторичный гребной вал имеет скользящее соединение на конце опорного подшипника, чтобы обеспечить любое удлинение из-за движения подвески. Как правило, первичный вал находится на одной линии с осью главного вала коробки передач, но вторичный вал слегка наклонен, чтобы пересекать вал-шестерню главной передачи заднего моста. Однако в случае автомобилей с высокой посадкой оба вала устанавливаются под наклоном, чтобы уменьшить эффективный угол наклона вала. Когда первичный вал находится на одной линии с выходным валом коробки передач, иногда используются универсальные муфты резинового типа для более эффективного гашения передаваемых крутильных колебаний, чем обычные стальные шарниры.
Для автомобилей с колесной базой более 4,8 м может быть более подходящей трехсекционная трансмиссия с двумя промежуточными опорными подшипниками (рис. 26.6). Используются четыре универсальных шарнира, а промежуточный вал расположен параллельно выходному валу коробки передач. Только задний карданный вал снова использует скользящее соединение, чтобы приспособиться к изменению длины вала.
26.1.5.

Промежуточные опорные подшипники карданного вала

Промежуточные опоры и подшипники в сборе предназначены для позиционирования и поддержки разделенных карданных валов. Эти узлы относятся к одному из следующих типов: (i) самоустанавливающиеся опорные подшипники или («) податливые опорные подшипники. Самоустанавливающиеся промежуточные опоры в основном используются на большегрузных автомобилях. Одним из видов этой подшипниковой опоры является двухрядный шариковый подшипник с глубоким желобком внутреннего кольца и полукруглым внутри наружным кольцом (рис. 26.7А). Такое расположение компенсирует любое отклонение вала за счет внутренней обоймы и шариков, которые наклоняются вокруг фиксированного сферического седла внешней обоймы.
Другим методом является использование однорядного радиального шарикоподшипника со сферическим профилем на периферии наружных колец. Затем шариковая дорожка заключена в стальное опорное кольцо, внутренний профиль которого совпадает с внешним профилем подшипника (рис. 26.7В). Относительное перемещение подшипника и кольца может компенсировать любую несоосность. Поскольку оба вышеуказанных устройства требуют периодической смазки, сальники используются для удержания смазки, а также для предотвращения попадания грязи в дорожки подшипников.

Рис. 26.4 Цельная трансмиссия. А. с удлиненным корпусом редуктора.
Б. с удлиненным корпусом дифференциала-

Рис. 26.5. Двухкомпонентная трансмиссия с одинарными промежуточными опорными подшипниками.

Рис. 26.6. Карданная передача трехсекционная с двумя промежуточными опорными подшипниками.

Рис. 26.7, Разделенные опорно-подшипниковые узлы карданного вала.
A. Двухрядная самоустанавливающаяся подшипниковая опора для коммерческого транспорта.
B. Однорядное самоустанавливающееся наружное кольцо подшипника коммерческого транспорта.
C. Прочная опора резинового подшипника.
D. Гибкая подшипниковая опора для средних и тяжелых условий эксплуатации.
E. Резиновая опора V-образного сечения для автомобилей и фургонов.
F. Двойная резиновая опора для автомобилей и фургонов.
Гибкие опоры промежуточных подшипников используются как для легковых, так и для тяжелых транспортных средств. В этих типах используется однорядный шарикоподшипник с глубокими канавками, который надевается непосредственно на один из разделенных валов, а элемент, который окружает этот подшипник, заключен в стальную раму. Затем этот узел крепится болтами к шасси или корпусу кузова для поддержки промежуточных валов. Резиновая опора действует как гибкая опора для подшипника, компенсирующая небольшой наклон вала. Гибкая резина также действует как гаситель вибрации и изолирует любые вибрации карданного вала от элементов корпуса.
На рис. 26.7C показано использование цельного резинового кольцевого блока, который надевается на ступицу подшипника для особо тяжелых условий эксплуатации. Внутреннее кольцо подшипника расположено на фланце карданного шарнира, а внешнее кольцо подшипника расположено на регулировочной втулке. Этот узел требует регулярной смазки. В настоящее время в большинстве узлов промежуточных подшипников для легких и тяжелых условий эксплуатации используются предварительно смазанные и герметизированные на весь срок службы радиальные подшипники. Пылезащитные экраны, установленные на валу, защищают подшипник от песка и влажной погоды. Резиновый элемент приклеен как к внешнему стальному корпусу, так и к стальной запрессовке внешней обоймы подшипника. Подшипниковый узел, показанный на рис. 26.7D, используется для грузовых автомобилей. На каждой стороне резинового молдинга сделаны прорези для улучшения гибкости.
Расположение подшипников, подходящее для легковых автомобилей и фургонов, показано на рис. 26.7E. В резиновом элементе используется V-образное сечение, которое позволяет элементу сгибаться и легче перемещаться в своем среднем положении. Кроме того, это улучшает демпфирующие свойства резинового узла. На рис. 26.6F представлена ​​альтернативная компоновка для легковых автомобилей. В этом узле формованная резиновая секция образует двойные рычаги, которые обеспечивают большую жесткость подшипника и превосходные демпфирующие свойства без потери характеристик легкого наклона.

Топ-3 проблемы с карданным валом и как определить их самостоятельно • D S Auto

Карданный вал доставляет вам проблемы, а ведет вы сошли с ума?

Не волнуйтесь, мы здесь, чтобы помочь вам выяснить, есть ли у вас проблемы с карданным валом – раз и навсегда!

Приводной вал обычно находится между коробкой передач и передними колесами. В условиях постоянных скручиваний и тяжелых дорожных условий проблемы с карданным валом характерны для автомобилей с пробегом более 120 000 километров. Изношенный приводной вал проявляется следующими симптомами: 9