Карданный вал — важная часть автомобиля, без которой невозможно движение. Но он используется далеко не во всех моделях. Рассказываем, что это такое, как он устроен и какие неисправности могут быть с ним связаны.
Карданный вал назван в честь итальянского инженера Джироламо Кардано, изложившего принцип действия механизма ещё в 16 веке. Изначально он использовался в производственном, шахтном и сельскохозяйственном оборудовании. Но в конце 19 века такой узел появился в автомобилях , после чего о нём заговорили водители и механики.
Карданный вал используется в заднеприводных и полноприводных автомобилях. Его единственное назначение — передавать крутящий момент от двигателя и коробки передач задним колёсам. Кардан используется в автомобиле по простой причине. Сложно сделать так, чтобы мотор и все элементы трансмиссии находились в одной плоскости — обычно их высота отличается. Более того, положение узлов меняется в процессе езды из-за работы подвески.
До карданного вала в машинах использовались цепные и ремённые передачи, которые были достаточно гибкими. Но они легко ломались, требовали частого обслуживания и давали сильные пробуксовки на неровных дорогах. Заменив их карданом, Луи Рено дал своим автомобилям серьёзные преимущества — надёжность и высокую проходимость. Будучи гибкой, такая передача выдерживала огромный пробег и требовала меньше внимания.
Чаще всего карданный вал можно увидеть в трансмиссии машины. Он соединяет коробку передач с задним редуктором, распределяющим крутящий момент между колёсами. Но карданы используются и в других узлах — они соединяют рулевую колонку с рейкой, отвечающей за поворот передних колёс. В спецтехнике такие передачи приводят навесное оборудование — насосы гидравлических контуров у грузовиков, механизм подъёма бороны у тракторов, подметальную щётку уборочной машины.
Главная задача кардана — передавать вращение. Поэтому его основная часть — длинная полая труба, которую называют . Пустота в центре нужна для облегчения конструкции. Если передача достаточно длинная, слишком тяжёлая труба станет причиной биения и вибраций. В таких случаях её делят на несколько частей, добавляя .
В схеме карданного вала обязательно есть , которая компенсирует раскачку автомобиля во время езды. Она устанавливается в месте присоединения к коробке передач. Гибкость этой детали защищает трансмиссию от ударов тяжёлой трубой. Для сцепления кардана с главной передачей в заднем редукторе используется , которая может смещаться вперёд-назад. Она позволяет менять длину механизма в небольшом диапазоне.
Для соединения валов между собой и с деталями трансмиссии используются — ведущая с одной стороны и ведомая с другой. Между ними вставляются с игольчатыми подшипниками в каждом из четырёх наконечников. Для крепления всего механизма предусматриваются пазы и шлицы.
Под карданным валом в машине обычно располагается . Он не даёт трубе упасть на дорогу в случае обрыва одной из деталей механизма. Если в трансмиссии предусмотрено несколько валов, каждый из них должен проходить через , поддерживающий конструкцию и стабилизирующий её вращение.
Помимо основных элементов, у карданов есть и другие детали. Фланцы используются для прочного крепления к коробке передач и заднему редуктору. Сальники — для уплотнения соединений и подавления вибраций. Предохранительные муфты — для дополнительной защиты от растягивания и ударов. Кожухи предотвращают попадание пыли, грязи и камней внутрь.
Соединяя вилки крестовинами с игольчатыми подшипниками, можно наклонять шарниры на 20–30°, сохраняя равномерную передачу крутящего момента. Именно эта идея итальянского инженера используется в автомобилях и по сей день.
Выше мы уже говорили о наличии промежуточных валов. проще, дешевле и надёжнее. Но при большой длине, например, в легковых автомобилях бизнес-класса, внедорожниках и грузовиках, они становятся шумными и вызывают сильные вибрации. Поэтому в современных машинах намного чаще используются . Они дороже и требуют более сложного обслуживания, но работают намного тише и не допускают сильных биений.
Устройство карданного вала также различается по типу соединений. Описанную выше конструкцию с крестовинами называют шарниром неравных угловых скоростей. Она используется в Скорость вращения их валов отличается от частоты вращения вилок на коробке передач и редукторе. Такие модели проще и дешевле, но шумные и создают больше вибраций. В используются шарниры равных угловых скоростей — такие же, как в переднеприводных автомобилях. Они выравнивают частоту вращения — их вилка с несколькими лопастями сцепляется с шариками, перекатывающимися в специальных канавках. Такие трансмиссии дороги и сложны в обслуживании — обычно они используются во внедорожниках премиум-класса.
Наличие эластичной муфты позволяет назвать карданный вал автомобиля . Такой механизм надёжнее. Кроме того, они снижает нагрузку на трансмиссию машины. используется только в спецтехнике. Он допускает минимальные отклонения — в пределах 2–3 см и 2–5°.
Открытые карданные валы используются в большинстве легковых автомобилей. Они пропущены прямо под днищем или в специальном тоннеле внутри кузова. Такая конструкция легче, но чувствительнее к воздействию внешней среды. В грузовиках чаще применяются закрытые карданы, располагающиеся внутри другой трубы. Они тяжелы, но повышают надёжность высоконагруженной трансмиссии.
Диагностику лучше проводить в гараже с ямой или на эстакаде. Вам понадобятся фонарик и плотная тряпочка, чтобы вы могли внимательно рассмотреть все детали. Стоит также запастись прочной отвёрткой длиной 15–20 см. Обязательно поставьте автомобиль на нейтральную передачу и затяните ручной тормоз. Эксперты выделяют следующие внешние признаки неисправности карданного вала машины:
1. Поломки вилок, крестовин, подшипников и эластичной муфты. Проявляются в резких ударах при нажатии педали газа. Проблема решается только заменой деталей.
2. Забитые грязью крестовины. На ходу слышится скрип из-под днища автомобиля, который пропадает на нейтральной передаче. Нужно почистить и смазать шарниры.
3. Смещение карданного механизма. Громкий скрежет при включённой передаче. Вал трётся о кузов или выхлопную трубу, нужно срочно вернуть его на прежнее место.
4. Неправильная сборка, естественный износ деталей. Проявляются в виде вибраций, которые усиливаются по мере набора оборотов. Нужно заменить вышедшие из строя узлы или весь кардан.
5. Обрыв защитного кожуха. Посторонние шумы в движении. Нужно надёжно закрепить грязевой экран.
6. Последствия неаккуратного ремонта. Громкий звон из трубы. Если кардан сваривался ранее, внутри могла остаться крупная окалина, которая шумит при вращении. Лучше заменить вал.
7. Деформация. Сильные вибрации во время движения автомобиля. Кардан можно заменить полностью или попытаться отбалансировать на специальном стенде.
Больше статей
ТОП малолитражных автомобилей на вторичном рынке: рейтинг самых популярных и надежных авто
Как поставить на учет авто с пробегом в ГИБДД: какие документы нужны для регистрации
Больше категорий
Обращаем ваше внимание на то, что данный Интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации о стоимости размещенных автомобилей с пробегом обращайтесь к продавцам-консультантам дилерских центров РОЛЬФ. Для получения информации о приобретении автомобилей в кредит, страховании, техническом обслуживании и ремонте автомобилей, запасных частях, дополнительном оборудовании, аксессуарах также обращайтесь в сервисные центры и автосалоны РОЛЬФ. Права на сайт принадлежат АО «РОЛЬФ» (ИНН 5047254063, ОГРН 1215000076279 от 27 июля 2021 года).
Вход
Нажимая Кнопку “Отправить код по SMS”, я даю согласие на обработку персональных данных
Регистрация
Нажимая Кнопку “Отправить код по SMS”, я даю согласие на обработку персональных данных
Неисправности карданного вала могут проявляться по-разному. Вибрация, удары из-под днища автомобиля, гул усиливающейся при наборе скорости – все это может быть связанно с неисправностью кардана. В зависимости от проявлений можно понять, что именно нуждается в ремонте.
Некоторые, не сложные неисправности кардана можно исправить самостоятельно, для этого необходим минимальный набор инструментов и базовые знания устройства карданного вала. В случае серьезной проблемы рекомендуем обратиться к специалистам, так как неквалифицированный ремонт может привести кардан в неремонтопригодное состояние.
Скрип постоянный или периодический
Писк или скрип может быть постоянным или периодическим при нажатии на педаль газа. На хорошо прогретой машине может вовсе пропадать.
Постоянный гул, вой или свист, нарастающий со скоростью
Появление постоянного шума, свиста или гула, который усиливается с увеличением скорости автомобиля означает что изношен подшипник в промежуточной опоре. Со временем смазка в подшипнике промежуточной опоры высыхает, в него попадает вода и возникает коррозия.
При выявлении неисправности подшипника не стоит затягивать с его заменой. Подшипник может заклинить и провернуть посадку, на которой он плотно запрессован. В этом случае простая замена подшипника не решит проблему, так как он быстро выйдет из строя. Потребуется восстановить посадочное место или заменить деталь на новую.
Звон от карданного вала
Нужно проверить грязеотражатель промежуточной опоры. Если болтается, необходимо отцентровать и прихватить сваркой в четырех точках.
Появляется скребущий или шоркающий звук
Кардан при вращении задевает корпус автомобиля. Обычно цепляет картер коробки передач или выхлопную систему.
Без карданного вала невозможно себе представить автомобиль с системой заднего и полного привода. За несколько десятилетий конструкция этого агрегата не претерпела особых изменений. Разные производители стараются совершенствовать отдельные составные части узла, однако, сам принцип его работы не меняется.
Основное назначение и дополнительные функции кардана
Кардан, являясь частью трансмиссии, предназначен для эффективной передачи крутящего момента от коробки передач к заднему валу под различными углами. Энергия от вращения двигателя передаётся колёсам достаточно плавно, без рывков, ведь кардан гасит все возникающие вибрации. Это особенно актуально в условиях бездорожья. Благодаря работе кардана автомобиль, сохраняя мягкий ход, может быстро разогнаться на неровной дороге, избегая даже минимальной пробуксовки.
Необходимость использования вала объясняется тем, что мотор находится в другой плоскости, нежели все остальные узлы трансмиссии. Именно кардан позволяет компенсировать разницу этих высот и обеспечить бесперебойное движение автомобиля.
Карданный вал может выступать и частью рулевого механизма. Речь в этом случае будет идти о рулевом карданном вале. Соединяя рулевую колонку с рейкой, он заметно увеличивает чувствительность руля и облегчает управление машиной.
Также именно кардан помогает отобрать мощность от двигателя транспортного средства для имеющегося в его структуре специального навесного оборудования. Энергия вращения двигателя плавно переводится карданом на механизм подъёма бороны у сельскохозяйственной техники, на щётку для подметания дороги в уборочной машине. Этот же принцип встречается в работе, например, бетононасоса и автокрана.
Устройство карданного вала
Чтобы понять, как реализуется основное назначение кардана, следует разобраться в устройстве данного узла трансмиссии. Если кратко, то в структуру карданного вала (КВ) входит труба, на один конец которой монтируется неподвижная вилка шарнира. Другой её конец соединён уже с подвижной вилкой и раздвижным шлицевым соединением.
Основные элементы
Центральный вал или карданная ось – основная часть карданного вала. Она представляет собой полую (а потому лёгкую) металлическую трубу, на которую крепятся остальные детали узла. Если передача конструктивно предполагает использование очень длинной трубы, последнюю принято делить на секции, именуемые промежуточными валами. Цельно вытянутую длинную трубу использовать неэффективно, так как она сама становится причиной излишних колебаний, вибраций и толчков всего механизма.
Он служит для передачи энергии вращения двигателя в условиях постоянно изменяющегося угла между составляющими трансмиссии. В его состав входят:
Кронштейн, расположенный под КВ, защищает центральную трубу от падения на дорогу в случае аварийного обрыва любой из частей вала.
Он считается одним из самых нагруженных элементов многовального кардана, так как принимает на себя его осевую и радиальную нагрузку. Опорный подшипник надёжно удерживает КВ на месте, но при этом обеспечивает беспрепятственное вращение всех узловых элементов, их плавное раскачивание.
Деталь служит для поддержки основного вала, позволяя трубе вращаться в необходимом направлении.
Принцип работы
Передача крутящего момента при постоянно меняющемся положении вала в пространстве становится возможной благодаря слаженной работе двух важных механизмов. Речь идёт о скользящей вилке и крестообразном шарнире.
Как мы уже упоминали, скользящая вилка позволяет немного увеличить длину вала. Вкупе со шлицевым раздвижным соединением она становится гарантом непрерывности передаваемой энергии даже в периоды резкого смещения вверх или вниз всей подвески и заднего моста.
Шарнир же обеспечивает плавное вращение колёс в условиях постоянно изменяемого угла изгиба КВ.
Заключение
Устройство карданного вала, его длина (число секций), вес, эффективность работы может меняться в зависимости от модели транспортного средства и типа используемой в нём коробки передач. Работу КВ невозможно переоценить, ведь именно благодаря ему автомобиль может не просто перемещаться. Посредством вала удаётся сделать его движение плавным, мягким и безопасным даже в условиях бездорожья.
Ремонт и изготовление карданов в «КарданБаланс» в Москве
Специалисты «КарданБаланс» готовы выполнить для вас обслуживание карданного вала и отремонтировать его. При необходимости можно изготовить новый кардан или какие-либо специальные детали для его ремонта по чертежу.
В работе соблюдаются стандарты производителей, а также учитываются требования ГОСТ. Звоните и записывайтесь в наш сервис в Москве!
Поздравляем милых дам с праздником! Хотим предупредить, что 8 марта все наши филиалы не работают.
Определить неполадку в кардане можно на слух, так как биения и вибрации отчетливо передаются в салон автомобиля. Поврежденный вал приводит к дисбалансу, что ведет к ослаблению и увеличению зазора в шлицевых соединениях и подшипниках крестовин.
К чему приводит поломка
Наиболее опасная ситуация возникает, если вследствие износа вал обрывается. Чаще всего это приводит к серьезной аварии, особенно если кардан не изолирован от внешней среды. Проверять работоспособность необходимо во время движения, когда все узлы агрегата полностью задействованы.
Основные причины неисправностей, требующих срочного ремонта
В первую очередь, от активной езды изнашивается крестовина и подшипники, а также шлицевые соединения. От полученной вмятины или трещины трубы деталь приходит в негодность спустя короткое время. Поэтому следует проводить регулярную диагностику и при необходимости ремонт карданного вала либо его замену.
Вытекшая смазка по причине стирания или уплотнения сальников многократно ускоряет износ. Вилки и фланцы в точках своего крепления с остальными частями системы рано или поздно теряют точность соединения и приводят к дисбалансу.
Как действовать при обнаружении неисправности
Определив неисправность, плавно снизьте скорость движения до полной остановки транспортного средства. Проверьте болтовые соединения опор, фланцев, вилок и крышек подшипников. Производить разборку вала рекомендуется только в специализированных мастерских. В дороге невозможно будет самостоятельно сделать балансировку.
Своевременная диагностика, подтяжка креплений, проверка смазки и устранение люфтов также проводятся только на оборудованных для этого СТО. Строгое соблюдение технологий, наличие современных инструментов и опытные мастера гарантируют вам долгий срок службы и безопасность.
Тяжелые удары или стук сразу после включения коробки передач, вибрация при наборе скорости
Основная причина ударов или стуков при нагрузке на карданный вал – люфт!
Периодическое или постоянное наличие скрипа
Периодический скрип возникает при нажатии на педаль газа, а при движении накатом пропадает. В некоторых случаях появление скрипа зависит от температуры на улице, а также угла работы шарнира – крестовины или шруса.
Вибрация – как основная неисправность кардана
Прежде чем искать неисправности карданного вала, убедитесь в отсутствии дисбаланса на колесах.
Если вибрация карданного вала проявляется в определенном диапазоне скоростей (от 60 до 80 км/ч, от 90 до 120 км/ч) – это хорошая вибрация, которую устраняет балансировка карданного вала. Как правило, такого рода вибрация появляется после ремонта карданного вала: замены крестовины, подшипника, укорачивания и удлинения или разборкой-сборкой кардана не по заводским меткам.
Если вибрация началась внезапно с определённой скорости и постоянно увеличивается с ее набором. При этом ремонт карданного вала не производился. Необходимо проверить следующие неисправности:
Как удостовериться, что вибрация от кардана
Во время движения по тахометру заметьте величину оборотов двигателя, при которых появляется вибрация. Затем на другой передаче доведите обороты до возникновения такого же явления.
Скребущий звук
Проверьте, не задевает ли карданный вал картер коробки передач, выхлопную систему по характерным следам.
Как определить неисправность подвесного подшипника
Неисправность подшипника карданного вала определяется по характерному шуршащему звуку. Исправный подшипник при вращении практически не издает шум, вращается без усилия, плавно и без подклинивания.