Устройство карданной передачи автомобиля

В заднеприводных автомобилях в отличие от моделей с передним приводом, КПП и главная передача – раздельные узлы, причем установленные на удалении друг от друга. Поэтому для передачи вращения между этими составляющими, в трансмиссию добавлен еще один элемент – карданная передача.

карданная передача

Задача карданной передачи (в обиходе – кардан) заключается в передачи вращение при несоосном положении узлов, которые она соединяет. Благодаря использованию кардана задний ведущий мост соединяется с несущей частью не жестко, а через подвеску.

Количество карданов варьируется в зависимости от особенностей и компоновки трансмиссии. На заднеприводных автомобилях используется одна или две карданных передачи. В полноприводных машинах карданы применяются и для передачи вращения на передний ведущий мост. На некоторых моделях внедорожников таким валом между собой соединяются КПП и раздаточная коробка. В многоосных грузовиках карданы  могут располагаться между ведущими мостами, обеспечивая передачу вращения между всеми главными передачами осей.

Помимо трансмиссии на авто карданы устанавливаются и в рулевом управлении – в так называемой «безопасной» (ломающейся) колонке.

Составные элементы и устройство карданной передачи

расположение карданных передач

Карданная передача состоит из вала и шарниров неравных угловых скоростей. Карданный вал представляет собой пустотелую трубу, которая применяется для снижения металлоемкости конструкции. По краям вала расположены шарниры.

конструкция карданной передачи

Устройство шарниров неравных угловых скоростей включает в себя такие составные элементы:

  • вилки (наружная, внутренняя);
  • крестовина;
  • подшипники крестовины;
  • сальники;
  • стопорные кольца;

Вилки соединяют элементы трансмиссии. Внутренняя вилка закрепляется на валу кардана, а внешняя соединяется с вторичным валом КПП, ведомыми валами раздатки, ведущим хвостовиком главной передачи.

Поскольку смещение мостов относительно несущей части сопровождается изменением расстояния между КПП и мостом, для компенсации разницы одна из внутренних вилок имеет хвостовик, соединяющийся с пустотелым валом кардана шлицевым соединением. Остальные же вилки к валам КПП, РК, главной передачи и кардана крепятся жестко – болтовыми соединениями через фланцы.

игольчатый подшипник крестовины

Устройство игольчатого подшипника крестовины

Две вилки одного шарнира располагаются между собой под углом в 90 градусов. В проушины вилки помещена крестовина, которая соединяет шарнир в единую конструкцию. Для снижения трения между проушинами вилок и шипами крестовины помещены игольчатые подшипники. Для предотвращения попадания грязи в подшипники используются сальники, а стопорные кольца не дают конструкции распасться.

Разновидности на автотранспорте

При значительных расстояниях между узлами трансмиссии используется двухвальная компоновка. В этом случае карданная передача состоит из двух валов с шарнирами – первый (соединенный с КПП или РК) называют промежуточным, второй – задним.

двухвальный кардан

Чтобы создать нужную геометрию положения двухвального кардана, для промежуточного вала используется дополнительная опорная точка – промежуточная опора, представляющая собой шариковый подшипник с кронштейном для крепления к кузову или раме автомобиля.

подшипник карданной передачи

В конструкции автомобилей применяются не только карданные передачи, а и полукарданные, с упругими шарнирами. Используются они обычно на промежуточном валу и только с одной стороны. В конструкции полукарданной передачи один шарнир – неравных угловых скоростей, а второй — упругий.

упругий шарнир кардана

Упругий шарнир отличается тем, что соединение вилок осуществляется не крестовиной, а эластичной муфтой (из резины). За счет упругого элемента происходит более плавное начало передачи вращения.

Особенности работы карданной передачи

Особенностью такого шарнира является неравномерность вращения. При изменении угла положения ведущего вала относительно ведомого, последний в определенных точках ускоряется или замедляется, то есть возрастает или снижается угловая скорость. Причем с увеличением угла скорость опережения или отставания ведомого вала от ведущего повышается, поэтому такая передача вращения носит циклический характер. Значительный угол (более 20 град.) между валами повышает нагрузку на составные элементы шарнира, что может привести к поломке.

Принцип работы карданного шарнира рассмотрим на примере, когда ведущий вал расположен строго горизонтально, а ведомый – под углом вниз (стандартное положение кардана). Начальное положение внутренней вилки шарнира – тоже горизонтальное. При передаче вращения из-за положения под углом, часть вилки, идущая вниз ускоряется относительно ведущего вала. Максимальное опережение достигается в нижней точке.

Одновременно, часть вилки ведомого вала, при вращении начавшая движение вверх, замедляется и отстает по скорости вращения от ведущего. Максимальное отставание – в самой верхней точке.

Из-за этих особенностей работы шарнира неравных угловых скоростей, вращение передается неравномерно.

Для снижения неравномерности скоростей вращения и нагрузки в конструкции карданной передачи применяется по два шарнира – на концах пустотелого вала. Причем для максимального сглаживания внутренние вилки расположены в одной плоскости.

За счет использования двух шарниров уменьшаются углы положения валов и, соответственно, и неравномерность скоростей вращения.

Из-за неравномерности вращения между валами карданная передача не используется в конструкции трансмиссии переднеприводных автомобилей. На таких моделях шарнир неравных угловых скоростей заменен на ШРУС, у которого передача осуществляется равномерно независимо от угла между валами.

Достоинства

К достоинствам карданной передачи относятся:

  1. Работа со значительными крутящими моментами.
  2. Возможность соединения узлов трансмиссии, установленных на больших расстояниях между собой.
  3. Реализация полного привода на авто.
  4. Простота конструкции.
  5. Устойчивость к нагрузкам.

Но вместе с тем, кардан повышает металлоемкость трансмиссии и требует значительного пространства для установки, что сказывается на полезном объеме салона.

Карданы с шарнирами неравных угловых скоростей не требуют технического обслуживания и при этом обладают значительным ресурсом Несмотря на использование в конструкции подшипников, в процессе эксплуатации проводить их смазку не нужно, поскольку сам шарнир – необслуживаемый, а заложенного производителем смазочного материала хватает на весь срок службы.

Кардан является неремонтируемым узлом. При изгибе кардан требует полной замены. Обусловлено это тем, что при изготовлении узел балансируется. Изгибы же приводят к разбалансировке, что повышает вибрации и нагрузки в КПП и главной передаче и ускоряет износ шарниров.

Шарниры также не ремонтируются, поэтому при появлении повышенной вибрации со стороны кардана, сторонних звуков (хрустов, щелчков) выполняется замена составных элементов шарнира. Обычно замене подлежат крестовина и ее подшипники, но при сильной выработке проушин меняется узел в сборе.

Оцените статью:

Очень плохоПлохоНе оченьХорошоОтлично Без оценки Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

Оцените статью:

Очень плохоПлохоНе оченьХорошоОтлично Без оценки Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

Похожие статьи

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Копирование материалов сайта без разрешения запрещено
© 2018 АвтоМотоПроф ·  Дизайн и техподдержка: Goodwinpress.ru