Карданная передача автомобиля

Возможные неисправности «кардана»

Как стало ясно, «кардан» — устройство относительно простое в своей организации. Несмотря на это, довольно-таки примитивная конструкция сказывается на надёжности узла, которая, честно говоря, могла бы быть и повыше. Так, в отличие от ШРУСов на переднеприводных авто или обгонных муфт, дифференциалов на полноприводных агрегатах, «карданные» машины имеют лишь несколько основных составляющих трансмиссии:

  • Передний карданный вал – вращает передние полуоси;
  • Средний карданный вал – обеспечивает передачу вращения от КПП на все оси и полуоси автомобиля (передний и задние колёса);
  • Задний карданный вал – имеется на полноприводных автомобилях и вращает, соответственно, задние полуоси.

Именно из-за нарушений в синхронности работы основных частей механизма случается большинство поломок «кардана». Помимо этого, сами составные элементы выполняют ряд важнейших и сложных функций, например:

  • Передают крутящий момент на оси и полуоси;
  • Поддерживают друг друга в конструкции автомобиля;
  • Служат опорой для иных частей трансмиссии.

Беря в расчёт еще и немалую массу и габариты механизма, вполне можно констатировать – карданному валу приходится нелегко, поэтому особого удивления его поломки вызывать не должны.

Отметим, что при правильном обслуживании и эксплуатации в надёжности «кардан» ничем не уступает ШРУСам или иным распределителям крутящего момента. Однако зачастую карданные агрегаты эксплуатируются неправильно, поэтому и их поломки случаются нередко.

  • Деформация некоторых частей «кардана», происходящая из-за наезда автомобиля на высокие препятствия или сбоев в его работе;
  • Рассинхронизация переднего, среднего и заднего валов, являющаяся следствием долгой, не обязательно неправильной эксплуатации карданного механизма;
  • Износ составных частей механизма. Чаще всего страдают шарниры, подшипники и сальники «кардана». Дабы не допустить более серьёзных неисправностей из-за износа подобных деталей, крайне важно каждые 60-80 000 километров пробега проверять карданный вал на дефекты и при наличии устранять таковые.

Большинство карданных механизмов имеют довольно-таки внушительный ресурс – 400-500 000 километров пробега. Естественно, добиться полной отдачи от устройства получится лишь в том случае, если соблюдать правила его обслуживания и эксплуатации.

Карданная передача автомобиля

Карданные шарниры неравных угловых скоростей. Простейший карданный шарнир состоит из двух вилок укрепленных на валах, и крестовины с шипами, входящими в отверстия вилок и соединяющими шарнирно валы. Вилка, поворачиваясь относительно оси А—А, может одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси Б—Б, обеспечивая передачу вращения от одного вала к другому при изменении угла между осями валов. Такой карданный шарнир называется жестким шарниром неравных угловых скоростей. В нем при равномерном вращении ведущей вилки ведомая вилка вращается неравномерно: в течение одного оборота она дважды обгоняет ведущую вилку и дважды отстает от нее. В результате этого возникают дополнительные нагрузки, вызывающие изнашивание деталей шарнирного соединения и узлов трансмиссии.

Для устранения неравномерного вращения применяют два одинаковых карданных шарнира, причем их вилки, расположенные на противоположных концах карданного вала, должны лежать в одной плоскости. Тогда неравномерность, вызываемая одним карданным шарниром, компенсируется неравномерностью другого. Однако и при двух карданных шарнирах угол между осями валов не должен превышать —23°.

При движении автомобиля в результате прогиба рессор расстояние между коробкой передач и задним мостом изменяется, поэтому на валу одну из вилок карданного шарнира устанавливают на шлицах, чтобы длина карданного вала также могла изменяться.

В карданных передачах легковых автомобилей наряду с жесткими шарнирами неравных угловых скоростей применяют и мягкие карданные шарниры, имеющие упругий элемент в виде муфты из эластичного материала, упругая деформация которого позволяет не только передавать крутящий момент между валами, пересекающимися под углом 2—5°, но и защищает трансмиссию от жестких ударов. Примером такой передачи может служить карданная передача автомобилей ВАЗ-2105, -2107 и др. Она состоит из переднего и заднего карданных валов, промежуточной опоры и трех шарниров, из которых передний представляет собой упругий элемент, соединяющий ведомый вал коробки передач с передним валом карданной передачи.

Карданная передача автомобиля

Рис. 1. Схема карданной передачи (а) с шарнирами (б) неравных угловых скоростей

Карданные шарниры равных угловых скоростей. Условия работы карданных передач определяются в первую очередь углами а наклона осей их валов: чем больше эти углы, тем в более тяжелых условиях работает передача. В особо тяжелых условиях работает карданная передача ведущих управляемых колес переднеприводных автомобилей, у которых угол наклона осей валов, изменяясь по величине и направлению (при повороте автомобиля), может достигать 35—40°. В таких передачах применяют шарниры равных угловых скоростей (шариковые или кулачковые), обеспечивающие передачу крутящего момента, равномерное вращение ведомого вала и поворот управляемых колес.

Широкое распространение получили карданные шариковые шарниры с делительными канавками. Они состоят из двух вилок, пяти шариков и штифта. Вилки изготовлены заодно целое со шлицевыми валами. При помощи торцовых сферических углублений и центрального шарика вилки центрируются между собой. Положение шарика фиксируется штифтом, удерживаемым от осевых смещений шпилькой. В делительные канавки вилок закладываются четыре рабочих шарика, которые удерживаются от выкатывания из делительных канавок центральным шариком.

При вращении ведущего вала крутящий момент от одной вилки к другой передается через рабочие шарики. Делительные канавки имеют такую форму, которая независимо от угловых перемещений вилок обеспечивает расположение шариков в плоскости, делящей пополам угол между осями вилок, в результате чего оба вала вращаются с равными угловыми скоростями.

Наряду с шариковыми шарнирами часто применяют и кулачковые шарниры равных угловых скоростей. Они состоят из двух вилок, двух кулаков и диска. Диск заходит в пазы кулаков и передает вращение от ведущей вилки к ведомой. В вертикальной плоскости вилки поворачиваются вокруг кулаков, а в горизонтальной — вместе с кулаками вокруг диска. Кулачковый карданный шарнир работает подобно двум сочлененным жестким карданным шарнирам, из которых первый создает неравномерность вращения, а второй устраняет эту неравномерность. Этим и достигается вращение ведущего и ведомого валов с равными угловыми скоростями.

Из-за простоты конструкции и сравнительно высокой работоспособности шариковые и кулачковые карданные шарниры нашли широкое применение в приводах к ведущим управляемым колесам многих автомобилей (ЗИЛ-131, ГАЗ-66-11, КамАЭ-4310, ВАЗ-2108 «Спутник»),

Устройство карданных передач. На современных автомобилях привод к ведущим мостам осуществляется карданными передачами с шарнирами неравных угловых скоростей. Устройство карданных передач автомобилей различных марок практически одинаково, отличие заключается главным образом в размерах и форме отдельных деталей.

Карданная передача автомобиля

Рис. 2. Карданные шарниры равных угловых скоростей: а—шариковый; б—кулачковый

Типичным примером конструкции карданной передачи является карданная передача автомобиля ЗИЛ-130. Она состоит из промежуточного и основного валов, соединенных с помощью шлицев, промежуточной опоры и трех жестких карданных шарниров I—III неравных угловых скоростей.

Все три карданных шарнира имеют одинаковую конструкцию, которая позволяет им работать с максимальным рабочим углом между осями валов, равным 19°. Карданный шарнир состоит из двух вилок, крестовины, четырех стаканов с установленными в них подшипниками, деталей крепления и уплотнений подшипников.

Крестовина имеет четыре шипа, в центре которых просверлены несквозные смазочные каналы. На каждый шип надет игольчатый подшипник. Иглы подшипника расположены в стакане и внутренней обоймы не имеют. Стакан устанавливается в вилке шарнира и удерживается крышкой, которая крепится болтами, стопорящимися усиками пластины. При сборке карданных шарниров в каждое глухое отверстие шипа закладывается консистентный смазочный материал, который в процессе эксплуатации не добавляется. Для удержания смазочного материала подшипники снабжены сальниками: один из них (радиальный) установлен в стакане подшипника, а другой (торцовый) на шипе крестовины. В крестовинах, выпускавшихся ранее, имелись масленки для смазывания подшипников крестовин.

Карданная передача автомобиля

Рис. 3. Карданные передачи автомобилей:
а – устройство карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130; б – схема расположения валов карданной передачи полноприводного автомобиля

Промежуточный и основной карданные валы представляют собой тонкостенные трубы, на концах которых установлены вилки карданных шарниров.

А еще интересно:  Полноприводные седаны: обзор ТОП-10 седанов с полным приводом

К промежуточному карданному валу приварена передняя вилка, связанная крестовиной с фланцем-вилкой, при помощи которой карданный вал крепится к ведущему валу коробки передач.

Задний конец промежуточного вала соединен со скользящей вилкой, шлицевой наконечник которой вместе со шлицевой втулкой образует подвижное шлицевое соединение, компенсирующее изменение длины карданного вала в результате перемещения заднего моста. Шлицевое соединение имеет полость для смазочного материала, уплотненную сальником и защищенную от попадания грязи прорезиненным кожухом.

К основному карданному валу с обеих сторон приварены вилки, связанные через крестовины и игольчатые подшипники с промежуточным карданным валом и ведущим валом заднего моста. При помощи скользящей вилки основной вал соединен с промежуточным карданным валом, а при помощи фланца вилки — с фланцем вала ведущей шестерни главной передачи заднего моста.

Карданные валы динамически сбалансированы, что повышает равномерность вращения (без биения) и снижает вибрацию валов. Дисбаланс промежуточного вала устраняют приваркой к его трубе пластин, а основного вала — привертыванием балансировочных пластин под крышки подшипников карданных шарниров.

Промежуточная опора при помощи кронштейна крепится болтами к поперечине рамы автомобиля.

Она расположена на заднем конце промежуточного карданного вала и является неразборной конструкцией, обеспечивающей поглощение вибрации, возникающей при работе карданной передачи. Шарикоподшипник промежуточной опоры расположен в резиновой подушке, закрепленной стопорными скобами и имеющей специальные прорези, повышающие ее эластичность. В крышке шарикоподшипника установлены войлочные сальники с отражателями, предохраняющими их от загрязнения, а также пресс-масленка для смазывания подшипника.

Карданные передачи полноприводных трехосных автомобилей (ЗИЛ-131, Урал-4320 и др.) состоят из четырех карданных валов: основного, расположенного между коробкой передач и раздаточной коробкой, карданного вала привода среднего моста, карданного вала привода заднего моста и карданного вала привода переднего моста. Устройство всех карданных валов и шарниров этих автомобилей одинаково и аналогично описанным выше, за исключением того, что конструктивно карданный вал среднего моста имеет несколько большие размеры.

Карданная передача соединяет коробку передач с главной передачей, оси валов которых расположены в разных плоскостях и расстояние между ними во время движения автомобиля постоянно меняется. Это вызвано тем, что коробка передач жестко прикреплена к двигателю, неподвижно установленному на раме автомобиля, а его ведущий мост присоединен к раме на рессорах, которые, пружиня, допускают изменение расстояния между мостом и рамой. Передача крутящего момента в таких условиях возможна лишь при наличии карданных шарниров (карданов) и скользящих шлицевых соединений.

Карданная передача автомобиля

Рис. 4. Расположение карданной передачи на автомобиле:
1,3 и 6—карданные шарниры; 2 — главный вал; 4 — промежуточная опора; 5 — промежуточный вал; 7 — вилки; 8 — крестовина.

Карданная передача автомобиля ГАЗ-53А. На автомобилях, где расстояние между коробкой передач и главной передачей велико, применяют два карданных вала — промежуточный и главный. Промежуточный вал позволяет сделать главный вал более коротким и жестким и уменьшить его склонность к вибрации. Промежуточный вал, соединенный с ведомым валом коробки передач карданом, подвешивают на опоре, которая состоит из корпуса, прикрепленного к поперечине рамы, и шарикового подшипника, закрытого стальными штампованными крышками и сальниками. Подшипник с крышками установлен в резиновой подушке.

На главном карданном валу устанавливают два кардана. Через передний на вал передается вращательное движение с переменной частотой. Для устранения возникающей неравномерности вращения на другом конце вала устанавливают задний кардан. Каждый кардан состоит из крестовины и двух вилок. Кардан, имеющий скользящий наконечник, называют универсальным карданом. Игольчатые подшипники, установленные в отверстиях вилок, уменьшают трение цапф крестовины. Шлицевое (телескопическое) соединение промежуточного вала позволяет изменить длину карданной передачи, так как во время движения расстояние между коробкой передач и ведущим мостом изменяется не только по вертикали, но и по горизонтали. Шли-цевой наконечник универсального кардана входит в шлицевую втулку, приваренную к заднему концу промежуточного вала. Шлицевая втулка заполняется смазкой через пресс-масленку и уплотняется обоймой сальников, которая навернута на промежуточный вал. Для установки вилок карданов в одной плоскости на валу и универсальном кардане нанесены метки в виде стрелок.

Карданная передача автомобиля ЗИЛ-130 устроена так же, как и карданная передача автомобиля ГАЗ-5ЗА.

Карданная передача автомобиля ГАЗ-24 «Волга» имеет один карданный вал (без промежуточной опоры) с двумя карданами. Скользящая вилка переднего кардана соединяется с ведомым валом коробки передач, задний конец которого размещен в удлинителе картера коробки передач.

Карданная передача автомобиля

Рис. 5. Карданная передача автомобиля ГАЭ-53А:
1 — предохранительный клапан; 2 — крышка игольчатого подшипника; 3 — крестовина; 4 — пробковый сальник игольчатого подшипника; 5 — промежуточный карданный вал; 6 — резиновая подушка опоры; 7 — войлочный сальник подшипника опоры; 8 — обойма сальников скользящей вилки; 9 — скользящая вилка; 10 — главный карданный вал; 11 и 13 — пресс-масленки; 12 — шариковый подшипник; 14 — шлицевое соединение промежуточного вала; 15 и 17 — вилки; 16 — игольчатый подшипник.

Игольчатые подшипники крестовин карданов автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 «Волга» смазывают при помощи пресс-масленок, ввернутых в резьбовое отверстие в центре крестовины. С противоположной стороны крестовины в ее центре размещен предохранительный клапан, выпускающий излишнюю смазку при заполнении крестовины и подшипников, что предохраняет от повреждения сальники, защищающие игольчатые подшипники от вытекания смазки. Смазывают также шлицевое соединение и подшипник промежуточного вала.

Для смазки карданных шарниров применяют трансмиссионное масло или специальное масло (особенно при заполнении на длительную эксплуатацию). Шлицевое соединение карданного вала автомобиля ГАЗ-24 «Волга» помещено в удлинитель коробки передач и смазывается маслом, имеющимся в полости удлинителя, и дополнительной смазки не требует.

К основным неисправностям карданной передачи относятся вибрация карданного вала и стук в карданной передаче.

Вибрация происходит из-за погнутости вала; такая неисправность вызывает повышенный износ сопряженных с валом деталей других узлов, например подшипников ведомого вала коробки передач, ведущего вала заднего моста и др.

Стук в карданной передаче вызывается износом карданов и шлицевого соединения. Изношенные детали заменяют новыми или отремонтированными.

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к главной передаче автомобиля.

Через карданную передачу крутящий момент передается’ от коробки передач к раздаточной коробке и от нее к ведущим мостам. Коробка передач вместе с двигателем, а также раздаточная коробка крепятся к раме через резиновые подушки, а ведущие мосты соединяются с рамой через рессоры. При изменении нагрузки или при движении по неровным дорогам рас> стояние и углы между указанными агрегатами изменяются. В этих условиях карданная передача позволяет бесперебойно передавать крутящий момент.

На современных автомобилях устанавливают открытые карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей. Устройство карданных передач различных марок автомобилей практически одинаково, отличие заключается, главным образом, в размерах и формах отдельных деталей.

У автомобиля ГАЗ-66 этот узел состоит из трех карданных валов: промежуточного — между коробкой передач и раздаточной коробкой, вала привода заднего моста и вала привода переднего моста. У трехосных автомобилей ЗИЛ-131 и «Урал-375Д» устанавливается еще один карданный вал — между средним и задним мостами. Автомобили ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 имеют карданную передачу между коробкой передач и задним мостом, состоящую из двух карданных валов и промежуточной опоры.

Карданный шарнир состоит из двух вилок, крестовины, четырех игольчатых подшипников со стаканами, деталей крепления и уплотнения подшипников. Одна вилка шарнира приварена к трубе или изготовлена заодно со шлицованным наконечником, вторая изготовлена заодно с фланцем, которым вал крепится к агрегату.

Крестовина имеет четыре шипа под игольчатые подшипники, а внутри отверстия для смазки. Подшипники расположены в стаканах, которые надеваются на каждый шип крестовины. Стакан устанавливается в отверстие вилки и удерживается крышкой с выступом; крышка крепится к вилке двумя. винтами, которые стопорятся пластиной. Уплотнение игольчатых подшипников обеспечивается двумя сальниками один из них расположен в стакане подшипника, второй надет на шип крестовины.

Карданные шарниры автомобиля ГАЗ-66 около мостов имеют защитные колпаки.

А еще интересно:  Как снять ручку кпп шевроле нива «

Карданные валы в сборе с шарнирами подвергаются балансировке на специальных станках. Дисбаланс устраняется приваркой балансировочных пластин по концам труб.

Карданный шарнир позволяет передавать крутящий момент под углом. Однако рассматриваемый шарнир обладает той особенностью, что при равномерном вращении одной из вилок вторая вилка вращается неравномерно, поэтому такой шарнир называется шарниром неравных угловых скоростей. Для устранения этого недостатка карданный вал имеет второй шарнир, у которого при неравномерном вращении одной из вилок вторая вилка вращается равномерно. Для передачи равномерного вращения через карданный вал должно быть соблюдено следующее условие: вилка, приваренная к трубе, и скользящая вилка должны быть в одной плоскости, при этом метки на шлицованной втулке и скользящей вилке должны совпадать.

Основными неисправностями карданных передач являются: износ крестовин, подшипников и шлицевых соединений, прогиб или скручивание карданных валов.

Износ крестовин и шлицевых соединений определяется по толчкам, появляющимся при трогании с места «ли сильным стукам при переключении передач. Признаком пр.огиба карданного вала является его биение при вращении.

Изношенные детали ремонтируются или заменяются новыми. Погнутый вал снимается с машины и правится в ремонтной мастерской.

Техническое обслуживание. При контрольном осмотре проверяют работу карданной передачи в движении, при этом обращают внимание на бесшумность ее работы.

При ЕТО производится очистка валов от грязи и пыли, их мойка, проверка на отсутствие внешних повреждений и исправность уплотнений.

При ТО-1 проверяется крепление фланцев валов, производится смазка игольчатых подшипников крестовин (при наличии пресс-масленки), смазка подшипников промежуточной опоры.

При ТО-2 дополнительно проверяется отсутствие зазоров в шарнирах, крепление промежуточной опоры, производится замена смазки в шлицевых соединениях валов (там, где положено по сроку).

Смазка игольчатых подшипников карданных шарниров производится смазкой ЛЗ-158, которая закладывается в них при сборке. На автомобилях ЗИЛ и «Урал» эта смазка в процессе эксплуатации не меняется и не дополняется; на автомобилях ГАЗ рекомендуется производить смену смазки путем разборки шарнира через три ТО-2.

На автомобилях выпуска прежних лет смазка игольчатых подшипников крестовин производится через масленку, которая имеется в центре крестовины (на противоположной стороне установлен предохранительный клапан). Смазка таких подшипников производится при ТО-1 маслом, применяемым для коробки передач, или смазкой ЛЗ-158. Свежая смазка подается при помощи шприца до выхода ее из предохранительного клапана, а при его отсутствии—через кромки сальников всех четырех шипов.

Смазка шлицевого соединения у автомобилей ГАЗ производится через масленку, ввернутую в шлицованную втулку, при этом совершается 20 качков шприцем; делается это через одно ТО-2. Шлицевые соединения карданных валов автомобилей ЗИЛ смазываются путем разборки через четыре ТО-2. У автомобиля «Урал-375Д» шлицы промежуточного вала и вала привода среднего моста смазываются через пресс-масленки при ТО-1, а шлицы валов переднего и заднего мостов смазываются путем разборки через шесть ТО-2.

Применяемая смазка — «Литол-24» или 1-ЛЗ, 1-13 жировая, ЯНЗ-2.

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от коробки передач на главную передачу. Взаимное расположение валов этих механизмов и расстояние между ними во время движения автомобиля постоянно меняются. Коробка передач неподвижно прикреплена к двигателю, установленному на раме, ведущий же мост автомобиля присоединен к раме не жестко, а на рессорах. Передача крутящего момента в таких условиях возможна лишь при наличии в механизме карданных шарниров и шлицевых соединений.

Карданная передача состоит из карданных шарниров, одного или двух валов и промежуточных опор.

На автомобилях ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 применяются два карданных вала: промежуточный и основной. Промежуточный вал, передний конец которого соединен с ведомым валом коробки передач карданным шарниром, подвешивают на опоре. Основной карданный вал двухшарнирный: передним шарниром он соединен с промежуточным валом, а задним — с валом ведущей шестерни главной передачи.

Карданная передача автомобиля

Рис. 6. Карданная передача:
а — карданная передача автомобиля ЭИЛ-130, б — устройство карданного шарнира; 1 и 3—ведомая и ведущая вилки переднего карданного шарнира, 2 — пластина-замок, 4 — масленка крестовины, 5 — карданный вал, 6— крышка подшипника, 7 — стакан, 8 — иглы подшипника, 9 — сальник, 10 — шип крестовины, 11 — предохранительный клапан смазочного канала крестовины, 12 — крестовина, 13 — ведущая вилка заднего карданного шарнира промежуточного вала, 14 — пробка, 15 — полый шлицевой вал ведущей вилки заднего карданного шарнира, 16 — промежуточная опора с резиновой подушкой, 17 — подшипник опоры, 18 — сальник, 19—защитный чехол, 20 — основной карданный вал

В вилках карданного шарнира установлены стальные стаканы с игольчатыми подшипниками, закрепленные стопорными кольцами или пластинками с болтами. Вилки соединены между собой крестовиной, шипы которой входят в стаканы с игольчатыми подшипниками. Внутри крестовины просверлены каналы, по которым масло проходит к подшипникам. Вытеканию масла из подшипников препятствуют сальники. Карданный шарнир со шлицевым соединением называется универсальным.

На автомобиле ГАЗ-24 карданная передача состоит из двух карданных шарниров (передний универсальный) и одного карданного вала без промежуточной опоры.

Карданная передача автомобиля КамАЗ-5320 имеет два карданных вала и четыре шарнира (передние два—универсальные). Первый карданный вал передает крутящий момент на средний ведущий мост, а второй — от среднего на задний мост.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и передачи его под углом 90 0 на полуоси.

Главная передача автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-53А одинарная, гипоидная. Она состоит из пары конических шестерен со спиральными зубьями, помещенными в картере. В гипоидной главной передаче ось ведущей шестерни смещена вниз относительно оси ведомой шестерни, что обеспечивает бесшумность работы и дает возможность понизить центр тяжести автомобиля.

На автомобилях ЗИЛ-130 и КамАЗ главная передача — двойная, состоящая из пары конических и пары цилиндрических шестерен. За счет двух пар шестерен получается большое передаточное число при сравнительно небольших размерах шестерен и в целом ведущего моста.

Дифференциал дает возможность ведущим колесам вращаться с различной частотой при поворотах автомобиля и неровностях дороги. Он состоит из коробки, внутри которой на пальце (ГАЗ-24) или крестовине установлены сателлиты (небольшие конические шестерни). Сателлиты входят в зацепление с шестернями полуосей. Коробка дифференциала вращается на двух конических роликовых подшипниках, к ней прикрепляют ведомую шестерню главной передачи. При движении автомобиля усилие от главной передачи передается на коробку дифференциала, затем через палец или крестовину — на сателлиты, а от них через полуосевые шестерни и полуоси — к ступицам ведущих колес.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сателлиты не вращаются вокруг своих осей, так как встречают со стороны шестерен полуосей одинаковое сопротивление. В этом случае колеса будут вращаться с одинаковой частотой. При повороте автомобиля шестерни полуоси внутреннего колеса испытывают большее сопротивление, чем наружного, поэтому сателлиты начнут перекатываться по полуосевой шестерне внутреннего колеса, тем самым заставляя полуосевую шестерню наружного колеса вращаться с большей частотой.

На автомобиле КамАЗ установлены два ведущих моста — средний и задний, аналогичные по конструкции. В самостоятельном картере, прикрепленном к фланцу ведущей конической шестерни среднего моста, смонтирован межосевой дифференциал с механизмом блокировки, предназначенный для равномерного распределения крутящего момента между средним и задним ведущими мостами, а также для принудительной блокировки дифференциала. Механизм блокировки включается водителем с помощью рукоятки на щитке приборов при движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам с целью устранения пробуксовки одного из ведущих колес среднего ведущего моста.

Карданная передача автомобиля

Рис. 7. Главные передачи:
а — одинарная гипоидная, б — двойная; 1 — полуось, 2 и 6 — гайки регулировки затяжки подшипников коробки дифференциала, 3 — крышка подшипника, 4 — чашка дифференциала, 5 — ведомая цилиндрическая шестерня, 7 — крышки подшипников промежуточного вала, 8 — регулировочные прокладки подшипников промежуточного вала, 9 — регулировочные прокладки зацепления конических шестерен, 10 — ведущая коническая шестерня, 11 — распорная втулка, 12— прокладка крышки подшипиков, 13 — крышка подшипников, 14 — фланец, 15 — сальник, 16 — регулировочные шайбы подшипников ведущей шестерни, 17 — стакан, 18 — ведомая коническая шестерня, 19 — ведущая цилиндрическая шестерня, 20 — промежуточный вал, 21 — картер редуктора, 22 — картер заднего моста

А еще интересно:  Мотовездеход Васюган 2х2, трицикл 3х3, амфибия: официальный сайт, где купить, цена, чертежи

Карданная передача автомобиля

Рис. 8. Схема работы дифференциала:
а — автомобиль движется по прямой (сателлиты не вращаются, полуоси вращаются с одинаковой частотой), б — автомобиль движется с поворотом налево (частота вращения полуосей разная; сателлиты вращаются вокруг своих осей); 1 — ведомая шестерня главной передачи, 2 — ведущая шестерня главной передачи, 3 — сателлит, 4 — полуосевые шестерни, 5 — полуоси

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Данный тип передачи можно обнаружить на автомобилях с задним приводом или полноприводных авто. Устройство такой передачи следующее: на карданных валах расположены шарниры неравных угловых скоростей. На концах передачи имеются соединительные элементы.

Копипаста:

На тщательно обработанных пальцах крестовины 3 установлены стальные стаканы 13 с игольчатыми подшипниками 12. Иглы подшипника с внутреннего конца опираются на опорную шайбу 11. Стакан уплотнен на крестовине резиновым сальником 10, установленным в металлическом корпусе 9, который надет на крестовину. Крестовина со стаканами закреплена в ушках вилок 2 и 4 стопорными кольцами или пластинками 6 с винтами. Подшипники крестовины смазываются через центральную масленку 7, от которой масло к подшипникам подходит по каналам в крестовине. Для устранения излишнего давления масла в крестовину завернут на резьбе корпус с предохранительным клапаном 8.

Подшипники нельзя отремонтировать или обслужить. Масло в них заливается при установке.

Особенностью шарнира является то, что он передает неравный крутящий момент. Дополнительный вал периодически обгоняет и отстает от основного вала. Для компенсации этого недостатка в передаче используется несколько шарниров. Вилки противоположных шарниров располагают в одной плоскости.

В зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать крутящий момент, в карданной передача используют один или два вала. При числе валов, равном двух, один из них называется промежуточным, второй — задним. Для фиксации валов устанавливается промежуточная опора, крепящаяся к кузову авто.

С другими элементами автомобиля карданная передача соединяется при помощи фланцев, муфт и других соединительных элементов.

Можно с уверенностью говорить, что шарниры неравных угловых скоростей имеют малую надежность и относительно небольшой срок службы. В современных условиях используют карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.

Классификация карданов

В конструкции современных авто используется несколько видов карданных валов. Они могут отличаться не только от производителя, но и типа автомобиля. На некоторых одинаковых моделях могут устанавливать разные типы передач.

В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:

  1. Одновальные – более мощный тип, часто устанавливают на полноприводные или заднеприводные автомобили. Такой механизм позволяет максимально быстро передать крутящий момент на колеса.
  2. Многовальные — это более сложный, но хрупкий механизм, который присутствует на большинстве легковых переднеприводных авто. Дополнительно к основному валу, добавляется промежуточный (где и нужен подшипник).

Карданная передача автомобиля
Работа многовальной карданной передачи
По количеству опор валов бывают следующие виды:

  1. Двухопорные – не имеют подвесного подшипника, крепится на грузовые автомобили или полноприводные транспортные средства.
  2. Трехопорные – имеют один подшипник, который соединяет промежуточный вал и основной. Применяется для большинства автомобилей.
  3. Четырехопорные – имеют несколько промежуточных валов, соединенных двумя подшипниками. Редкая разновидность, устанавливается на некоторых джипах марки Lexus и Chrysler.

По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:

  1. С шарниром НУС (неравных угловых скоростей) – стандартная схема, устанавливаемая на большинстве авто с задним приводом колес.
  2. ШРУС – современная карданная передача, которая сохраняет равность угловых скоростей.
  3. Упругие полукарданные шарниры.
  4. Жесткие полукарданные шарниры.

На большинство современных переднеприводных авто, устанавливается кардан типа ШРУС. Он более удобен и менее подвержен вибрациям, что имеет важное значение для легковых машин. Однако, такая система и более сложная, она не дешевая в обслуживании и при неправильном уходе может легко сломаться.

Конструкция

Карданный шарнир является самой важной частью вала. В целом, устройство карданной передачи включает в себя:

  • вал и ось узла;
  • две вилки, размещенные на концах вала и оси;
  • крестовина;
  • подшипники (игольчатые);
  • сальники;
  • фиксирующие элементы.

Карданная передача автомобиля
Устройство карданного вала

Вилки располагаются под углом 90 град между собой. Одна из них располагается на валу, а вторая – на оси, которая передает или принимает крутящий момент. С этими осями вилки соединяются при помощи фланцев.

В вилках проделаны проушины, в которые устанавливается крестовина с подшипниками. Фиксирующие элементы предотвращают самовольное разъединение составных частей. В общем, конструкция достаточно проста, что обеспечивает надежность шарнира.

Приводные валы обеспечивают передачу при несоосном положении узлов, но при этом во время движения расстояние между составными элементами, соединенными приводом, может меняться. И этот фактор также предусматривается конструкцией привода. Для этого сам карданный вал изготовлен в виде пустотелой трубы, соединенной с валом вилки при помощи шлицевого соединения.

Карданная передача автомобиля
Устройство игольчатого подшипника крестовины

Обычно карданная передача является необслуживаемой. Для снижения трения в подшипники на стадии изготовления закладывается смазка, вытеканию которой препятствуют имеющиеся сальники. Но также есть и обслуживаемые шарниры. Их особенность заключается в том, что в крестовине проделаны специальные каналы и установлена пресс-масленка. При обслуживании привода смазка пополняется при помощи технического шприца.

Устройство карданного вала

Основные элементы наиболее популярной модификации устройства:

  • Центральный вал (карданная труба, ось). Полая труба из металла. Цельнотянутая деталь. Конструктивный элемент, на который крепятся другие детали.
  • Крестовина. Важна для реализации функции контроля углов переменного наклона и, соответственно, вращающихся элементов. Корректный диапазон углов переменного наклона — от 0 до 20 градусов. Это важно для того, чтобы вал не прерывал вращения. Качественные крестовины изготавливаются из легированной стали путём горячей штамповки.
  • Приварная вилка. Соединительный элемент между промежуточным и основным валом. Играет роль компенсатора расстояния по высоте между валами. Значение приварной вилки особенно легко оценить на бездорожье. При подборе вилки для КВ (например, в случае замены) важно учитывать величину крестовины, посадочный диаметр трубы, максимальный угол шарнира и тип крепления.
  • Фланец-вилка шарнира (фланец кардана). Фланец-вилка монтирована в области крепления вала к мосту. Состоит из фланца (плоского диска) и двух рогов, в которых сделаны отверстия под крестовину, для болтов. Вилка крепится к ответному фланцу на ведущих мостах или коробке передач. Наиболее перспективные — вилки–фланцы с 4-мя шлицевыми «пятками» в зонах установки болтов и шлицами на ответных фланцах. Такие решения — гарант качественного соединения узлов. При выборе фланца при замене детали важно учитывать диаметр отверстий и их количество, диаметр самого фланца.
  • Шлицевое соединение. Ответственно за трансформацию рабочей длины при движении. Одна точка шлицевого соединения фиксируется на коробке передач, другая — на редукторе. Когда транспортное средство вынуждено преодолевать ухабы, ямы, то интервал между точками опоры возрастает, и благодаря шлицевому соединению кардан «растягивается».

Карданная передача автомобиля
Обе вилки, крестовина и шлицевое соединение образуют так называемый шарнирный узел. Его основная задача — передача крутящего момента с изменяющимся углом. Исключение! На некоторых внедорожниках вместо крестовины можно встретить карданы с ШРУС. В этом случае шлицевое соединение отсутствует. Устройство ряда КВ включает эластичную муфту. Она помогает сгладить колебания крутящего момента и компенсировать осевые, угловые отклонения.

1 ЗвездаНельзя так писать о НивеНа троечкуНива хороша!Нива лучше всех! (Пока оценок нет)
Загрузка...
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.