Карданный вал: ремонт и диагностика

Классификация

Всего существует несколько типов карданных передач. Применяется несколько принципов классификации для определения конкретного устройства.

Если рассматривать виды карданных валов по их назначению, тогда выделяют следующие:

1. Основные. Они выступают в качестве опоры для привода ведущих автомобильных колёс. То есть отвечают непосредственно за раскрутку колёс в машине.
2. Вспомогательные. Применяются как элемент подсобного механизма. Их можно встретить в паре с насосами и лебёдками, к примеру. Также могут выступать в роли промежуточной конструкции в различных устройствах.

Также можно разделить карданные передачи на:

1. Универсальные. Они отличаются способность компенсировать достаточно внушительные осевые перемещения.
2. Простые. Они лишены каких-либо ухищрений и особенностей. Зато чётко и качественно выполняют возложенные на них обязанности.

Но и это не всё. Есть и другой вариант классификации, который также делить карданные передачи на 2 типа.

1. Открытый. Это самостоятельный и отдельный механизм в конструкции автотранспортного средства.
2. Закрытый. Такой кардан спрятан от посторонних взоров, либо же является интегрированным в другой элемент автомобиля.

Отталкиваясь от конструктивных особенностей и назначения, карданные валы можно разделить на односекционные и многосекционные.

Многосекционные преимущественно применяются в обычных легковых и грузовых автотранспортных средствах. В случае с односекционными карданами речь идёт уже о ситуациях, где большую роль играет необходимость быстрого вращения на ведущей оси. Это относится к спортивным автомобилям, которые оснащаются задним или полным приводом.

Признаки поломки крестовины кардана

Опытному водителю, хорошо знающему свою машину, обычно не составляет труда заметить даже самое незначительное изменение в работе автомобиля, однако проблемы, связанные с карданом, зачастую становятся заметными, когда уже слишком поздно. Специалисты отмечают, что легче всего определить поломку крестовины можно по звуку. Сам водитель не всегда может его услышать, поэтому проверять автомобиль лучше вместе с помощником, находящимся вне салона. О чем же должны сообщить следующие звуки:

• Удары и стуки при включении коробки передач явно указывают на то, что крестовина неисправна. Ее неспособность удерживать вал создает перекос – люфт, который и является причиной резких ударов.
• Скрип при движении или ускорении может быть следствием деформации подшипника крестовины. Если не провести срочную замену, дальше шарнир будет только разрушаться.
• Вибрация ходовой части может быть проявлением многих неисправностей, но самая частая – это износ подшипников крестовины.

Что такое карданный вал

Карданный вал (кардан) состоит из трубы и двух шарниров, которые позволяют изменять угол вращения от 0 до 30 градусов. Основа шарнира – крестовина, изготовленный из круглого прута стальной крест, на котором надеты колпачки игольчатых подшипников. Крестовину с подшипниками вставляют в две вилки, расположенные относительно друг друга под углом 90 градусов. Все конструкция образует шарнир неравных угловых скоростей. С помощью одного кардана получается эффективно компенсировать несоосность при угле отклонения шарниров не более 20 градусов. Отклонение на больший угол приводит к увеличению потери мощности.

На большинстве легковых автомобилей карданный вал изготовлен из двух карданов, один из которых зафиксирован опорным подшипником. Это необходимо для снижения потерь мощности и снижения вибраций. Чем длинней труба кардана и выше скорость ее вращения, тем более сильные вибрации она производит. На грузовых автомобилях скорость вращения кардана заметно меньше, да и влияние вибраций из-за массы самого автомобиля ощущается слабей, чем на легковых машинах. Поэтому наибольшее распространение получили следующие схемы карданного вала:

Легковые автомобили:

• привод переднего моста – один вал без опорных подшипников;
• привод заднего моста – два вала, один из которых с опорным подшипником.

Грузовые автомобили:

передний и задний мост – один вал без опорного подшипника.

Проверка технического состояния карданной передачи

Проверка технического состояния карданной передачи

Руководство по ремонту и эксплуатации — Трансмиссия ВАЗ-2101 — ВАЗ-2107 — Проверка технического состояния карданной передачиПроверка технического состояния карданной передачи ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Передний вал (проверка эксцентричности)

1. Установите вал в центрах и, поворачивая, проверьте биение, которое не должно превышать: на трубе, на расстоянии 70 мм от концевых сварных швов – 0,55 мм, по центру трубы – 0,35 мм, по наружным диаметрам шлиц – 0,1 мм.

Задний вал (проверка эксцентричности)

2. Установите вал в центрах. Проворачивая вал, проверьте его биение, которое не должно превышать: на трубе, на расстоянии 70 мм от концевых сварных швов – 0,55 мм, по центру трубы – 0,35 мм.

3. Если биение превышает допустимые пределы, выправьте валы под прессом. При большем биении рекомендуется заменить валы.

Шлицевое соединение

4. Проверьте окружной зазор в шлицевом соединении скользящей вилки переднего карданного вала. Предельно допустимый окружной зазор по среднему диаметру шлиц – 0,30 мм.

5. Проверьте состояние обоймы и сальника скользящей муфты. При необходимости, замените сальник, а, при повреждении, и обойму.

Карданные шарниры

6. Проверьте состояние корпусов подшипников, игл, шипов крестовины, сальников, обойм и вилок.

7. Если повреждены или изношены корпуса подшипников, иглы и шипы крестовин, а также сальники или их обоймы, замените крестовины в сборе с подшипниками. При хорошем состоянии шипов и подшипников крестовин проверьте состояние сальников и их обойм. Если сальники имеют большой кольцевой износ или пропускают смазку, что можно обнаружить при проверке технического состояния карданной передачи без разборки, сальники замените новыми.

8. Диаметр отверстия вилки под игольчатый подшипник не должен превышать 23,825 мм.

Эластичная муфта

9. Проверьте состояние резиновых элементов эластичной муфты. При наличии трещин или отслоения резины от металлических вкладышей эластичную муфту замените.

Фланец эластичной муфты

10. Проверьте состояние центрирующей втулки фланца эластичной муфты. При значительном износе или повреждении втулки замените фланец в сборе.

Промежуточная опора

11. Проверьте состояние подшипника, проворачивая внутреннее кольцо в обоих направлениях и одновременно прижимая его к наружному кольцу. При этом, внутреннее кольцо подшипника должно вращаться плавно, без заеданий. Проверьте состояние уплотнителей подшипника. Если подшипник изношен или поврежден, замените его новым. Проверьте, нет ли повреждений или деформаций промежуточной опоры, при необходимости, замените ее новой.

Цитата

Особенности устройства

Если не учитывать некоторые компоненты КВ в виде уплотнителей, креплений и эластичной муфты, то это устройство содержит в себе несколько ключевых составляющих. Хотя и та же муфта выполняет не менее важную роль, поскольку отвечает за поглощение вибраций и резких рывков.

Что же касается устройства карданной передачи, то тут следует выделить такие компоненты как:

• центральный вал. Его выполняют из высокопрочной стали. Фактически имеет внешний вид полой трубки;
• крестовины, имеющие шарнирные механизмы. Применяется пара таких крестовин. Они нужны для обеспечения вращения всех компонентов трансмиссии под определённым заданным углом. Во многом за счёт этого удаётся обеспечить плавную передачу крутящего момента;
• шлицевые раздвижные соединения. Этот элемент нужен в связи с тем, что при проездах по кочкам или иным препятствиям расстояние между редуктором самого моста и коробки передач увеличивается. А потому необходимо несколько удлинить карданный вал. Именно тут на помощь приходят шлицевые элементы;
• скользящая вилка. С её помощью удаётся сцепить или соединить между собой концы центрального и промежуточного вала;
• подвесной подшипник. Необходим для создания опоры конструкции, что позволяет кардану свободно вращаться вдоль собственной оси. В зависимости от того, сколько секций кардана используется в конструкции, применяется различное количество подвесных подшипников. Их монтируют непосредственно на кузов автотранспортного средства.

Но мало просто узнать, из чего состоит автомобильный карданный вал. Также следует дополнительно разобрать особенности все работающих компонентов.

Чтобы понять, как работает в машине карданный вал, необходимо уточнить некоторые нюансы относительно составляющих узла. Так вы лучше поймёте, на чём основывается используемая в авто карданная передача.

Эти агрегаты бывают двухвальными или одновальными. В случае с двухвальным устройством в механизме дополнительно присутствует промежуточный кардан, к которому в заднем отделе приварен хвостовик, дополненный наружными шлицами. А к переднему отделу с помощью шарнира монтируется скользящая втулка. Если система одновальная, тогда промежуточный участок на ней отсутствует.

В передней части авто КВ крепится в КПП за счёт подвижного соединения шлицевого типа. Для реализации такой задумки на конце механизма предусмотрено наличие специального отверстия, имеющего внутренние шлицы. Устройство позволяет осуществлять продольные смещения этих шлицов, когда машина находится в движении.

Затем монтируется подвесной подшипник КВ, который при помощи специального кронштейна устанавливается и фиксируется на кузове. Это выступает как дополнительное крепление, которое не позволяет осуществлять излишние смещения во время поездок.

После идёт вилка, располагающаяся между передней и задней частью КВ. Тут находится крестовина с игольчатыми подшипниками. За счет этих вилок и крестовин в конструкции КВ удаётся передавать момент при различных углах возможного изгиба карданного вала.

КВ фиксируется в задней части к редуктору заднего моста с помощью фланца. Параллельно с этим хвостовик, имеющий внешние шлицы, входит уже непосредственно во фланец привода автомобильной главной передачи.

Работа карданной передачи основывается на том, что она может передавать крутящий момент при меняющемся положении карданного вала в пространстве. Для реализации такой функции ключевую роль играют два компонента. А именно вилка и шарнир крестообразного типа.

Скользящая вилка позволяет несколько увеличивать длину механизма, когда автотранспортное средство движется по неровному участку дороги. Длинное шлицевое соединение не позволяет прекращать передачу момента даже в ситуациях, когда подвеска вместе с задним автомобильным мостом начинает смещаться вверх или вниз.

Задача шарнира при этом заключается в обеспечении вращения колёс при изменениях угла изгиба карданного вала. Принято считать, что механизм продуктивно работает, когда угол не превышает 20 градусов. При превышении этого значения начинается процесс активного износа элемента.

Почему смазку нужно доверять профессионалам?

Шприцевание карданного вала собственными силами в большинстве случаев оказывается некачественным. Часто у автовладельцев возникают проблемы с подбором переходника от стандартного шприца непосредственно к маслёнке. В некоторых случаях подтекание смазочного материала в месте соединения наконечника с маслёнкой воспринимается как признак достаточного наполнения детали средством. В реальности же это совершенно не так, но увидеть полную картину без снятия узла технически невозможно. Демонтировать кардан в гараже сложно и небезопасно.

Шприцевание карданов с шарнирами равных угловых скоростей должно осуществляться строго в сервисном центре. В противном случае смазка может стать причиной полного выхода детали из строя. Ведь даже незначительные частицы грязи, попав внутрь механизма, могут вызывать серьёзные проблемы (растачивание канавок, закусывание шарнира). Обратитесь за помощью к специалистам Кардан Баланс, чтобы провести смазку кардана максимально оперативно. Это заметно продлит срок эксплуатации карданного вала и всей трансмиссии вашего авто.

Подписывайтесь на канал «Кардан Баланс», чтобы быть в курсе всех самых свежих автомобильных новостей

Мы пишем только о важном для автомобилистов. Конечно не забываем и про карданы

Каков ресурс?

Теперь о том, сколь­ко вре­ме­ни дол­жен отра­бо­тать кар­дан­ный вал, а вер­нее, сколь­ко дол­жен соста­вить его про­бег, что­бы в нем про­яви­лись опи­сан­ные выше неис­прав­но­сти? По ста­ти­сти­ке наше­го сер­вис­но­го цен­тра, на гру­зо­ви­ках малой гру­зо­подъ­ем­но­сти (Mercedes-Benz Sprinter, Ford Transit, VW Crafter и др.) ресурс кар­дан­но­го вала в сред­нем состав­ля­ет 200 000 кило­мет­ров. При­чем дан­ный рубеж кри­ти­чен как для новых кар­дан­ных пере­дач, так и под­верг­ну­тых капи­таль­но­му ремон­ту. Если рас­смат­ри­вать ресурс валов средне- и круп­но­тон­наж­ных машин, то там сле­ду­ет ори­ен­ти­ро­вать­ся не на про­бег, а на усло­вия экс­плу­а­та­ции и регу­ляр­ность, пол­но­цен­ность обслу­жи­ва­ния. При этом сле­ду­ет учи­ты­вать, что в насто­я­щее вре­мя ком­мер­че­ский транс­порт, и в том чис­ле моде­ли так назы­ва­е­мой боль­шой семер­ки (Mercedes-Benz, MAN, Scania, Volvo, Renault, DAF, IVECO), зача­стую ком­плек­ту­ет­ся необ­слу­жи­ва­е­мы­ми кар­дан­ны­ми вала­ми, кото­рые не тре­бу­ют про­вер­ки и смаз­ки в тече­ние все­го сро­ка их службы.

Разу­ме­ет­ся, если кар­дан­ный вал уста­нов­лен на рабо­та­ю­щий в карье­ре само­свал, то он про­слу­жит апри­о­ри мень­ше, неже­ли такой же агре­гат на маги­страль­ном седель­ном тяга­че. Как пока­зы­ва­ет ста­ти­сти­ка, рабо­та с пере­гру­зом, пыль, грязь, повы­шен­ная влаж­ность, могут повре­дить кар­дан­ный вал карьер­но­го само­сва­ла все­го за шесть меся­цев. В ито­ге раз­бег по ходи­мо­сти кар­дан­ной пере­да­чи для раз­ных транс­порт­ных средств может состав­лять от ста тысяч до полу­мил­ли­о­на кило­мет­ров. Самый интен­сив­ный износ вала, как мы уже ска­за­ли выше, наблю­да­ет­ся у машин, кото­рые рабо­та­ют в карье­рах. Итак, все выше­ска­зан­ное отно­сит­ся к нор­маль­но­му, есте­ствен­но­му изно­су вала.

Для уве­ли­че­ния пере­да­ва­е­мо­го момен­та и обес­пе­че­ния надеж­но­сти соеди­не­ния кон­такт­ные поверх­но­сти флан­цев име­ют шли­цы с опре­де­лен­ной фор­мой зуба (фото сле­ва). Соеди­не­ния кар­дан­ных пере­дач стан­дар­ти­зи­ро­ва­ны. В каче­стве кре­пе­жа при­ме­ня­ют­ся про­шед­шие соот­вет­ству­ю­щую тер­ми­че­скую обра­бот­ку спец­бол­ты (фото справа)

Теперь пере­хо­дим к его ава­рий­но­му раз­ру­ше­нию. Оно вызва­но либо непра­виль­ной экс­плу­а­та­ци­ей транс­порт­но­го сред­ства, либо не свое­вре­мен­ным, не пол­ным обслу­жи­ва­ни­ем пере­да­чи. Напри­мер, в погоне за при­бы­лью вла­дель­цы само­сва­лов эко­но­мят на их обслу­жи­ва­нии, огра­ни­чи­ва­ясь лишь заме­ной мотор­но­го мас­ла и филь­тров. При этом факт необ­хо­ди­мо­сти пери­о­ди­че­ско­го попол­не­ния смаз­ки в под­шип­ни­ках кре­сто­вин игно­ри­ру­ет­ся. Это при­во­дит к рабо­те узлов в усло­ви­ях недо­ста­точ­ной смаз­ки. Кро­ме того, при изно­шен­ных уплот­не­ни­ях под­шип­ни­ков смаз­ка может попро­сту вымы­вать­ся из узла, и под­шип­ник закли­нит, со все­ми выте­ка­ю­щи­ми послед­стви­я­ми. При раз­ру­ше­нии кар­дан­но­го шар­ни­ра часто про­ис­хо­дит так­же и раз­ру­ше­ние флан­цев с «уша­ми», в кото­рые вхо­дят ста­ка­ны с под­шип­ни­ка­ми. Если же обрыв кар­дан­но­го вала про­ис­хо­дит в дви­же­нии, то послед­ствия могут быть еще более серьез­ны­ми, вплоть до схо­да гру­зо­ви­ка с доро­ги или его опро­ки­ды­ва­ния. В луч­шем слу­чае пере­воз­чик отде­ла­ет­ся затра­та­ми на заме­ну ответ­ных частей вала, а имен­но флан­цев, иду­щих к глав­но­му редук­то­ру и короб­ке пере­дач. Ава­рий­ное раз­ру­ше­ние кар­дан­ных валов неред­ко свя­за­но с пере­гру­зом автомобиля.

В этом слу­чае из-за суще­ствен­но воз­рас­та­ю­щей на пере­да­чу нагруз­ки может погнуть­ся, дефор­ми­ро­вать­ся тру­ба, флан­цы и так далее.