Автовладельцы давно оценили управляемость и удобство задне- и полноприводных моделей. Особенность устройства их трансмиссии повышает управляемость, дает преимущества при разгоне, упрощает поворот и помогает контролировать занос задней оси.
Эта статья об элементе, позволившим реализовать задний привод. Мы простыми словами расскажем о карданном вале (КВ), о том, что это такое и для чего он нужен в машине.
Кардан в автомобиле: что это такое
Это устройство в мотоциклах, полно- и заднеприводных авто, которое передает вращение с КПП на ведущую ось и обеспечивает независимое движение колес и подвески относительно кузова.
Наличие такого приспособления полезно при езде по пересечённой местности. В процессе движения из-за неровностей поверхности возникает колебания ведущих мостов, рамы и кузова. А даже небольшие смещения осей относительно друг друга значительно увеличивают износ деталей и ведут к нарушениям плавности хода. Карданная передача снижает влияние этих факторов.
Некоторые машины устроены так, что КПП расположена выше редуктора заднего моста, поэтому момент вращения должен передаваться под углом. Это становится возможными при применении КВ.
По назначению карданы делят на:
-
Вспомогательные. Их используют для подсобных механизмов, например, насосов и лебедок. Также они выступают в качестве промежуточных частей в других устройствах.
-
Основные, работающие как опора для приводов ведущих колёс.
Существуют следующие их разновидности:
-
Обычные, не имеющий особенных дополнений.
-
Универсальные, в которых предусмотрен и способы компенсирование больших осевых перемещений.
По своему положению они бывают:
-
Закрытыми – в этом случае они интегрированы в другую систему или деталь.
-
Открытыми. Они являются отдельными и самостоятельными механизмами.
В зависимости от назначения встречаются многосекционные и односекционные КВ. Первые обычно используются в стандартных легковых и грузовых автомобилях. Вторые применяются там, где требуются быстрая вращения на ведущую ось – спортивных машинах с полным или задним приводом.
Устройство и принцип работы карданного вала
Узел состоит из следующих элементов:
-
Центральный вал. Для уменьшения веса в его качестве применяется полая стальная труба.
-
Подвесной подшипник. Он создает опору конструкции, давая возможность КВ свободно вращаться вдоль своей оси. В зависимости от количества секций кардана таких приспособлений может быть несколько. Крепятся они к кузову.
-
Крестовины с шарнирными механизмами. Они позволяют двум валам вращаться с изменяющимся углом относительно друг друга. Максимальный коэффициент полезного действия данного процесса достигается при углах сопряжения от 0 до 20 градусов. В случае превышения этих значений деталь подвергнется существенной перегрузке, все устройство потеряет сбалансированность, появится нехарактерная вибрация.
-
Раздвижные шлицевые соединения и скользящая вилка. Необходимость их установки обусловлена тем, что при переезде кочки или другого препятствия расстояние между редуктором моста и КПП увеличивается. А значит требуется удлинение КВ, которое осуществляется при помощи шлицевых элементов. Скользящая вилка обеспечивает сцепление концов промежуточного и центрального вала.
В состав данного устройства входят и другие части, крепления и уплотнители, в том числе и эластичная муфта, которая поглощает вибрационные движения и резкие рывки.
Преимущества и недостатки кардана
Данное приспособление выдерживает значительные нагрузки, что особенно полезно для авто с большой массой или при езде по неровной поверхности. Он увеличивает ремонтопригодность машины, так как дает возможность менять отдельные детали, а не весь узел.
Задний привод, реализуемый с помощью этого элемента, позволяет:
-
Лучше чувствовать руль. Влияние привода на направление минимально. Одна ось используется для управления, вторая – для «толкания» авто.
-
Получить преимущества при разгоне. Задние колёса загружены, а передние – наоборот, что снижает вероятность пробуксовки.
-
Контролировать занос задней оси. При возникновении нежелательного заноса с транспортным средством легче справиться даже в отсутствии большого опыта вождения.
Основным недостатком карданной передачи является несинхронность вращения валов, которая повышается при увеличении угла между ними. Это проблема не существенна для заднеприводных и полноприводных автомобилей. Но для переднеприводных авто лучше использовать более сложную конструкцию того же назначения – шарнир равных угловых скоростей (ШРУС).
Большой вес кардана – это еще один минус. Из-за большей массы детали меняется динамика движения машины и увеличивается расход бензина. Для установки этого элемента требуются специальный тоннель, снижающий удобство использования салона. Также КВ создает дополнительную вибрацию и шум.
Распространённые неисправности
Сильнее всего подвержены поломкам подшипники, шарниры, крестовины. При эксплуатации они подвергаются значительным нагрузкам и сильно изнашиваются. В зависимости от типа привода и конструкции автомобиля срок их службы редко превышает 60-70 тысяч километров. На скорость их изнашивания влияют условия эксплуатации машины, манеры езды и другие факторы.
Узнать об их разрушении можно по появлению характерных щелчков стуков в начале движения или при переключении передачи и другим признакам.
Например, при выходе из строя крестовины переднего КВ появляется скрежет в районе ног пассажира и характерный металлический стук, загораются лампочки SLIP и VDC. Эта неисправность, если ее вовремя не устранить, приводит к повреждению АКПП и переднего редуктора, стоимость замены которых ощутимо выше. Предотвратить поломку шарниров и крестовины невозможно, но при своевременной диагностике и замене деталей легко уменьшить свои траты на ремонт.
Вал – самый крепкая часть всего приспособления. Он изготавливается из специальной высокопрочной стали, и его ресурс до 500 тысяч километров пробега. Чаще всего он получает повреждения в результате наезда на какое-либо препятствие или из-за обрыва шарниров. Узнать о наличии проблем можно во время движения по вибрации из-под днища кузова. При появлении неисправности обратитесь в автосервис и замените погнутый кардан на новый, поскольку неправильное выравнивание и балансировка данного элемента приведет к разрушению крестовин и других частей трансмиссии.
Утечка масла в передней части КВ и сочленение коробки
Это повреждение встречается в машинах со шлицевым соединением, размещенном в раздатке или КПП.
-
Появление шероховатостей и заусенец на шлицевом соединении вала. В качестве временного решения зачистите поверхность наждачной бумагой «нулевкой», но лучше заменить сами шлицы.
-
Она может возникать из-за дефекта сальника, при котором уплотнительное кольцо со временем теряет эластичность, и постепенно образуется зазор между сальником коробки и подвижным штоком кардана. Для устранения неполадки требуется замена сальника.
Появление стука сразу после включения КПП, вибрация при наборе скорости
Основная причина тяжелых ударов при нагрузке на КВ – зазоры между деталями механизма.
-
Звук часто появляется из-за люфта в крестовине, возникающего при ее разрушении. В этом случае требуется замена крестовины.
-
Также к стукам приводит ослабление затяжки болтов вала. Для исключения этой причины осмотрите все места крепления и надежно затяните болты.
-
Высокая изношенность раздвижных шлицевых соединений. При ремонте производится замена элементов.
Скрипы при нажатии на педаль газа
Если постоянно или периодически возникает скрип при нажатии педали газа и пропадает при движении накатом, то он указывает на дефекты шарнира крестовины или ШРУСа.
-
Заклинивание крестовины сопровождается появлением ржавых подтеков на ее поверхности и говорит о деформации подшипника стакана. Следует как можно скорее заменить деталь, так как она может в кратчайшие сроки разрушится и привести к еще более серьезным поломкам.
-
Заклинивает ШРУС. В этом случае необходимо перебрать элементы смазать, если не поможет – заменить.
Вибрация карданного вала
Причиной этой неисправности часто становится дисбаланс на колесах. Если вибрация КВ возникает только в диапазоне скоростей от 60 до 80 км/ч и от 90 до 120 км/ч, для ее устранения будет достаточно балансировки кардана. Чаще всего эта процедура требуется после замены той или иной части приспособления или его сборки не по заводским меткам.
Если же ремонт устройства не производился, а вибрация внезапно появилась на определённой скорости и постоянно увеличивается при ее наборе, проверьте наличие следующих неисправностей:
-
Зазоры в крестовинах, ведущие к нарушению плавности движения. Проблема решается заменой изношенных шарниров.
-
Попадание инородного тела при установке промежуточного приспособления. Необходимо очистить приёмные фланцы и фланца кардана.
-
Высокая степень коррозии или отрыв балансировочных пластин. Требуется балансировка.
-
Гнутый центральный вал вследствие механического удара. При деформации более чем на полтора миллиметра нужно замена детали. При меньшем повреждении возможно правка трубы при помощи гидравлического пресса.
Неисправный подвесной подшипник
Данную поломку определяют по характерному шуршащему звук. Исправный подшипник вращается без усилий, плавно, практически бесшумно и без подклинивания.
Мы рассказали вам о том, что это такое кардан, его устройстве и значение для авто.
Эксплуатация автомобиля с неисправностью в данном приспособлении может привести к следующим последствиям:
-
Обрыв КВ повреждает кузов. Также он может причинить вред трубопроводу в области днища.
-
Из-за постоянной вибрации уменьшается жесткость креплений подвески и кузова, ослабляются незафиксированные резьбовые соединения и крепления панелей салона.
-
Детали, связанных систем и устройств, быстрее изнашиваются.
Чтобы продлить срок службы вала, воспользуйтесь простыми советами:
-
Воздержитесь от движения по пересеченной местности.
-
Плавно трогайтесь и резко не разгоняетесь.
-
Избегайте длительной пробуксовки.
-
При поломках не экономьте, обращайтесь к профессионалам.