Как проверить распредвал са­мос­то­я­тель­но

Как сделать развал-схождение сво­и­ми руками

Как выбрать детское автокресло

Холодный пуск двигателя лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

"Прикурить" аккумулятор лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

Подготовка лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля к зиме

Зарядное устройство для ак­ку­му­ля­то­ра ав­то­мо­би­ля

Замена колеса на автомобиле

Экономия топлива на ав­то­мо­би­ле

Давление в шинах ав­то­мо­би­ля

Бесконтактная мойка ав­то­мо­би­ля

Что такое иммобилайзер в ав­то­мо­би­ле?

Защита лакокрасочного пок­ры­тия ав­то­мо­би­ля

Полировка автомобиля своими ру­ка­ми

Можно ли смешивать масла раз­ных производителей?


Карданная передача автомобиля

Карданной передачей автомобиля называется механизм, осуществляющий передачу крутящего момента между валами, которые пересекаются в центральной части карданной передачи автомобиля и отличаются возможностью взаимного углового перемещения. Активно применяется в разных сферах человеческой деятельности в случаях, когда со­ос­ность вращающихся элементов очень трудно обеспечить. Аналогичные функции способна также осуществлять зубчатая муфта.

Карданная передача автомобиля

Как правило, карданная передача автомобиля используется в автомобильной транс­мис­сии, а также рулевом управлении.

Карданная передача автомобиля может обеспечить соединение следующим эле­мен­там трансмиссии:

  1. Силовому агрегату и КПП;
  2. КПП и раздаточной коробке;
  3. КПП и главной передаче;
  4. Главной передаче и раздаточной коробке;
  5. Ведущим колесам и дифференциалу.

Карданный вал в автомобиле предназначен для передачи крутящего момента от КПП к ведущим мостам в случае полноприводной или классической компоновки. Также при­ме­ня­ет­ся в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого исполнительного ме­ха­низ­ма и рулевого вала.

Карданная передача автомобиля отличается одним значительным минусом – не­синх­рон­ность валовых вращений (один из валов имеет равномерное вращение, другой – нет). Вращения начинают увеличиваться, если угол между ними возрастает. Это исключает возможность использования карданной передачи автомобиля в некоторых устройствах, например, в трансмиссии автомобилей с передним приводом (где основная проблема заключается в передаче крутящего момента на поворотные автомобильные колеса ). По большому счету данный недостаток может быть скомпенсирован применением на одном валу парных шарниров, которые находятся в повернутом на четверть оборота положении относительно друг друга. Однако там, где необходима синхронность, как правило, применяется ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) – более сложная, но более совершенная конструкция аналогичного назначения.

По своей компоновке карданные передачи автомобиля подразделяются на закрытые и открытые.

Закрытый вариант карданной передачи автомобиля располагается внутри трубы, которая, в свою очередь, может восприниматься составляющей подвески автомобиля. В карданной передаче автомобиля данного типа используется только один шарнир, а неравномерное вращение карданного вала компенсируется за счет его упругости. Существуют конструкции, где функцию карданного вала осуществляет торсион (небольшой упругий вал); карданные шарниры здесь отсутствуют.

Открытый вариант карданной передачи автомобиля не располагает трубой, а реактивный момент воспринимается реактивными тягами или рессорами. В состав карданной передачи автомобиля должно входить не меньше двух шарниров, а также компенсирующее звено, так как дистанция между соединенными агрегатами во время движения изменяется. На автомобилях с длинной колесной базой используют карданную передачу автомобиля, которая состоит из двух валов. За счет этого исключается возможность совпадения максимальной угловой скорости вала с приемлемой. Уменьшение длины вала увеличивает его критическую частоту вращения, которая как минимум в 1.5 раза должна превышать максимально возможную во время эксплуатации. Конструкция карданной передачи автомобиля, оснащенной двумя валами, требует использование промежуточной опоры одного из двух валов, подшипник которой установлен на кузове ( см. кузов легкового автомобиля ) или раме в эластичном кольце для компенсации осевого перемещения двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ).

Типы карданных передач

Рассмотрим основные типы карданных передач.

Карданные передачи одновального типа используются на короткобазных лег­ко­вых автомобилях, которые отличаются колесной формой 4х2, карданная передача соединяет КПП с задним ведущим мостом. Данный тип карданной передачи включает в свой состав карданный вал, а также два карданных шарнира.

Карданные передачи двухвального типа используются на грузовиках и автобусах, а также на легковых автомобилях с удлиненной колесной базой, форма колес которых 4х2. Карданная передача двухвального типа осуществляет связку заднего моста с КПП. Данный тип карданной передачи состоит из трех карданных шарниров, двух карданных валов, промежуточной опоры.

В автомобилях, отличающихся формой колес 6х6 и оснащенных индивидуальным приводом ведущих мостов, соединение заднего ведущего моста с раздаточной коробкой осуществляется за счет карданной передачи двухвального типа с промежуточной опорой. Соединение переднего и среднего ведущих мостов с раздаточной коробкой выполняется с помощью карданных передач одновального типа.

Существуют машины с формой колес 6х6, но средний мост у них является проходным, связь КПП с раздаточной коробкой, а раздаточной коробки вместе с этим с ведущими мостами, выполняется за счет карданных передач одновального типа. Дополнительный редуктор выполняет передачу крутящего момента на ведущий задний мост.

Рассмотренные выше типы карданных передач являются основными в ав­то­мо­би­ле­стро­е­нии.


Устройство карданной передачи

Следующим важным моментом, на котором нам нужно остановиться, является устройство карданной передачи. Карданный вал предназначен для передачи крутящего момента от коробки передач автомобиля или раздаточной коробки к ведущему мосту автомобиля. Специфическими отличиями его от обыкновенных валов является возможность изменения его длины и передача крутящего момента под меняющимся углом. В чем это заключается?

Устройство карданной передачи рассмотрено на рисунке ниже. Здесь выбран вариант заднеприводного автомобиля.

Устройство карданной передачи

Любой мост машины связан с рамой через подвеску с рессорами. В результате при движении по неровной дороге колеса с мостами как бы подпрыгивают, а сама рама автомобиля за счет работы рессор остается практически на одном уровне от земли. Соответственно при изменении положения даже одного колеса (например, яма) меняется расстояние от него до коробки передач и угол перекоса относительно горизонта. Вот чтобы компенсировать эти явления и придумали карданную передачу автомобиля.

Карданный вал выглядит как труба, собранная из двух полувалов, соединенных между собой шлицами. У одного вала шлица наружу, у другого – внутрь. По шлицам эти полувалы могут двигаться друг относительно друга, при этом, не теряя крутящий момент. За счет этого и происходит изменение длины всего карданного вала. На концах обоих валов имеются карданные шарниры. Сам шарнир представляет собой две подвижные вилки, соединенные с крестовиной через подшипники. Концы вилок также через подшипники закреплены на обоих концах карданного вала. Такое подвижное соединение позволяет передавать кру­тя­щий момент под меняющимся углом. Все это вместе и образует карданную передачу автомобиля.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Мы рассмотрели самый простой вариант карданной передачи автомобиля. Но в случае переднеприводного автомобиля, вся эта конструкция усложняется, и добавляются новые элементы. Так как передние колеса еще и управляемые, то углы наклона и поворота становятся еще больше и простой карданный вал тут уже никак не поможет. Кроме того, у переднеприводных автомобилей коробка передач совмещена с передним мостом или оба этих механизма расположены рядом друг с другом. Поэтому наиболее удачным тех­ни­чес­ким решением у таких автомобилей стало применение шарниров равных угловых скоростей (ШРУС).

Самый простой вариант шарнира равных угловых скоростей показан на рисунке ниже.

Шарнир равных угловых скоростей

Для полного понимания можно привести пример любой шариковой ручки. На конце ее стержня в металлическом конусе есть канавка, куда помещен маленький шарик. Именно его идеальная форма позволяет при письме наклонять ручку под разным углом и рисовать ей в различные стороны. А теперь представьте, что шариков в ручке несколько и все они одновременно должны соприкасаться с листом бумаги. Примерно такая конструкция у шарнира равных угловых скоростей. На конце ведомого вала КП помещена «звездочка» с канавками, по которым могут перемещаться шарики вдоль оси вала. С внешней стороны шарики обхватывает корпус шарнира равных угловых скоростей с такими же канавками. Таким образом, шарики образуют как бы вертикальный круг, параллельно колесу.

Теперь сам процесс работы шарнира равных угловых скоростей. Крутящий момент от ведомого вала коробки передач автомобиля через шарики — на корпус шарнира, а от него — на колесо. В данном случае эти шарики играют роль шлицев. Представим, что колесо не вращается, но начало поворачиваться налево. При этом передняя его часть поворачивается налево, а задняя – направо, так как центр колеса закреплен на шарнире. Тогда и шарики по канавкам начинают смещаться, как и колесо. То есть диаметрально расположенные шарики смещаются в противоположные стороны: передний – налево, задний на такое же расстояние направо. Ну а в движении шарики постоянно крутятся и меняют свое положение в зависимости от положения колеса. При этом крутящий момент передается постоянно, а скорости вращения вала и колеса под любым углом всегда одинаковы. Отсюда и название — шарнир равных угловых скоростей. Такой механизм очень «боится» грязи и внешнего механического воздействия, так как шарики перестают скользить по канавкам. Поэтому шарниры равных угловых скоростей всегда защищены прочным чехлом и смазаны внутри консистентной смазкой.


Неисправности карданной передачи

Рассмотрим основные неисправности карданной передачи.

Главными признаками неисправностей карданной передачи являются рывки и стуки во время трогания с места и переключения скоростей, шумы и вибрации. Достаточно сильные вибрации карданной передачи можно ощутить на определенных скоростях езды автомобиля, когда уровень шума и вибрации может достигать пиковых значений. Автомобиль охватывает дрожь и слышится гул. Эксплуатировать транспортное средство с неисправностями карданной передачи категорически запрещается.

Неисправности карданной передачи заключаются в ослаблении болтов крепления фланцев карданов, в износе составляющих карданов, износе подшипников из шлицевого соединения. Данные неисправности карданной передачи необходимо устранять, так как это очень опасно для движения транспортного средства.

Почувствовав какие-то неисправности карданной передачи во время движения, необходимо остановить автомобиль, тщательно все проверить и, в случае необходимости, затянуть болты крепления фланцевой вилки к фланцу ведущей шестерни заднего моста, болты присоединения упругой муфты к фланцу ведомого вала КПП, а также болты присоединения упругой промежуточной опоры. В процессе проверки неисправности карданной передачи следует убедиться в отсутствии увеличенного биения фланца ведущей шестерни, задней шестерни, различных задиров в шлицевых соединениях, люфта в кардане. Если во время проверки окажется, что биение фланца превышает 0.15 мм, то необходимо извлечь фланец с шестерен, повернуть его на 180° и установить на место. Если биение не удалось устранить с помощью этого, то рекомендуется заменить или выправить фланец. Присутствие люфта в кардане можно проверить, если толкать его вверх. Если в подшипниках кардана имеется люфт, необходимо заменить подшипник и крестовину. При монтаже подшипников следует убедиться, что все иглы находятся в стаканчике. Отсутствие даже одной иглы приведет к разрушению подшипника из-за перекоса игл.


Эксплуатация карданной передачи автомобиля


У переднеприводных и заднеприводных автомобилей, в карданных передачах главной проблемой являются шарниры. Валы и трубы очень редко приходится менять, если только вы не прыгаете в яму с каменистым дном два раза на день. Да и шарниры прослужат очень долго, если вы предпочитаете спокойную езду. Любую машину нужно водить размеренно и мягко, к тому же, переднеприводные автомобили требуют очень аккуратного вождения, т.к. при повреждении специальных защитных чехлов шарниров равных угловых скоростей в них проникает грязь, и они мгновенно выходят из строя. Следует проверять состояние данных чехлов, если возникнут трещины и разрывы, их моментально необходимо менять на новые. При износе подшипников или шарниров крестовин можно услышать щелкающий характерный звук при переключении передач и трогании с места. У валов с шаровыми шарнирами данные щелчки возникают и при повороте передней колесной пары на максимальные углы.

Когда износ подшипника промежуточной опоры карданного вала автомобиля с заднеприводной системой достигает определенного предела, образуется заметный шум в области днища и ощущается неприятная вибрация.

Если автомобиль нормально эксплуатируется, шаровые шарниры передних валов и шарниры карданного вала служат очень долго, их хватит на 100 000 км. пробега. А валы и трубы, в принципе, вообще не следует менять; если так получилось, что деформировался вал с шаровыми шарнирами или прогнулся один из карданных валов, то имеет смысл заменить неисправные узлы в сборе.

Время эксплуатации шаровых шарниров и шарниров карданного вала уменьшают: неправильный выбор скорости, а также передачи на плохом дорожном полотне, резкие разгоны и старты, движение по снегу и глубокой колее, буксование в грязи.

Вышеприведенные неисправности карданной передачи и правила ее эксплуатации являются самыми основными.



Читайте также:

Ведущий мост автомобиля

На главную:

Устройство легкового автомобиля

(c) avto-ustroistvo.ru