Карданный вал история назначение неисправности устройство фото видео

Требования, предъявляемые к устройству карданных передач

Фрикционные диски АКПП- Устройство и принцип работы • возможность передачи крутящего момента под большим углом (до 45°);

• передача крутящего момента не должна сопровождаться большими дополнительными динамическими нагрузками в трансмиссии;

• при любых условиях эксплуатации должен обеспечиваться высокий КПД передачи.

Карданные шарниры можно разделить:

• по кинематике на синхронные (равные угловые скорости) и асинхронные (неравные угловые скорости);• по конструкции на полные, полу карданные — жесткие (угол до 2°) и упругие (угол до 12°).

Конструкция карданной передачи ЗИЛ включает в себя:

• промежуточный полый карданный вал, на одном конце которого приварена вилка, на другом — шлицевая втулка;

• скользящую шлицевую вилку;

• карданный вал, на концах которого приварены вилки карданных шарниров;

• три карданных шарнира неравных угловых скоростей, состоящих из двух вилок и крестовины с четырьмя шипами под игольчатые подшипники крепления с вилками;

• промежуточную опору, состоящую из кронштейна опоры, полушки опоры, скобы крепления подушки, шарикоподшипника с гайкой крепления.

Расположение карданных передач на автомобилях:

а — легковом; б — грузовом; — фуэовых повышенной проходимости;1 — коробка передач; 2, 4 и 9 и 11— карданные 3 и 10 — задние ведущие мосты; 5 — промежуточная опора; 6 — раздаточная коробка; 8 — передний ведущий мост.

Трансмиссия автомобиля с полным приводом состоит их нескольких карданных передач с карданными шарнирами неравных угловых скоростей, также существуют карданные передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей, которые установлены в приводе управляемых ведущих колес.

Общее устройство карданной передачи:

Давайте с вами рассмотрим устройство основных частей карданной передачи.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок 1, соединенных крестовиной 3. Одна вилка имеет фланец, а другая приварена к трубе карданного вала или выполнена с шлицевым наконечником 6 для соединения с карданным валом. Шипы крестовины устанавливаются в проушины обеих вилок на игольчатых подшипниках 7. Подшипники размещаются в корпусе 2 и удерживаются в проушине вилки с помощью крышки, которая крепится к вилке двумя болтами, со стопорами. В отдельных случаях подшипники закрепляются в вилках. Чтобы в подшипник не попадала грязь и пыль, в нем имеется сальник. С помощью масленки полость крестовины наполняется смазкой, которая в итоге смазывает подшипники. Шлицевое соединение 6 смазывается с помощью масленки 5.

Максимальный угол между осями валов не должен превышать 20°. Это связано с тем, что работа при больших углах значительно снижает КПД использования карданных передач.

Карданные валы выполняются трубчатыми, из стальных цельнотянутых или сварных труб. К трубам привариваются вилки карданных шарниров, шлицевые втулки или наконечники. После сборки карданного вала с карданными шарнирами проводят динамическую балансировку для уменьшения поперечных нагрузок, которые действую на карданный вал. Чтобы устранить дисбаланс к карданному валу приваривают балансировочные пластины.

Карданный шарнир равных угловых скоростей состоит из двух вилок, пяти шариков, штифта, стопорной шпильки. Ведущая вилка изготавливается цельно с полуосью 6, а ведомая вилка цельно с приводным валом 23 колеса. В каждой вилке 3 и 4 имеются четыре канавки, в которых устанавливаются четыре ведущих шарика 7, через которые передается вращение от одной вилки к другой. При любом угле между валами боковые шарики в канавках вилок находятся в плоскости, делящей этот угол пополам, благодаря чему вращение от ведущего вала к ведомому передается равномерно. Центральный (пятый) шарик 2 помещается между торцами вилок и обеспечивает их центрирование. Для возможности установки ведущих шариков в канавки вилок центральный шарик имеет лыску с отверстием, которым он при сборке карданного шарнира устанавливается против вставляемого бокового шарика. После сборки карданного шарнира центральный шарик фиксируется в определенном положении штифтом 6, закрепляемым стопорной шпилькой 5 в отверстии ведомой вилки.

Устройство карданных шарниров равных угловых скоростей: а — шариковый; б — кулачковый; 1 — ведущие (боковые) шарики; 2 — центральный шарик; 3, 4, 7, 11 — вилки; 5 — шпилька; 6 — штифт; 8, 10 — кулачки; 9 — диск.

Карданные валы и вилки изготавливаются из углеродистой, а крестовины — из хромистой и хромоникелевой сталей. Для смазывания карданных передач применяется трансмиссионное масло — нигрол.

Способ исправить и замена карданного вала

Поврежденная крестовина приводного вала или шарнира — еще одна неисправность, которую лучше всего устранить, заменив поврежденный элемент.
Поломка крестовины вала, повреждение крепления крестовины — встречается редко и приводит к полной потере привода. Решение? Замена и это вместе с капитальным ремонтом

При необходимости очень важно своевременно провести регенерацию в легковых  автомобилях, внедорожников, фургонов, грузовиков, автобусов, гидравлических  насосов и других компонентов транспортных средств, промышленной,  горнодобывающей и другой техники

В зависимости от типа поломки проводят:

• замену крестовины;
• проверяют фланцевое соединение;
• проверяют трубчатый шарнир (копыто);
• ремонтируют муфты;
• проводится замена трубы, а также своевременная правка трубы;
• проводят удлинение или укорочение;
• замена шлицевых скользящих;
• переделка неразборных приводных в разборные;
• балансировка.

Очень важно, чтобы проводил балансировку грамотный мастер. Стоит отметить, что не всегда нужна покупка чего-то нового

Иногда ремонт обходится и дешевле, если есть возможность устранить сопутствующие проблемы в работе того или иного узла

Стоит отметить, что не всегда нужна покупка чего-то нового. Иногда ремонт обходится и дешевле, если есть возможность устранить сопутствующие проблемы в работе того или иного узла.

Что касается балансировки, то она осуществляется в несколько шагов:

1. Проверка состояния и степени износа.
2. Демонтаж карданной передачи.
3. Проверка всех элементов.
4. Замена поврежденных деталей приводного, в случае необходимости.
5. Выпрямление карданной передачи на прессе для правки.
6. Смазка крестоносцев, шарниров.
7. Проведение динамической балансировки с точностью до 1г (балансировка).
8. Покраска и защита от коррозии.
9. Установка узла на место.
10. Тест-драйв.

Крестовины надежны и самые нагруженные узлы в процессе работы, поэтому их приходится нередко ремонтировать, обновлять.

Один из важных компонентов подшипники, которые воспринимают все нагрузки на себя (осевая, радиальная), обеспечивая нормальное вращение, качение. Это один из самых нагруженных узлов, которому необходимо проводить регулярное ТО.

Чем больше угол работы вала, тем большую нагрузку переносят его крестовины. Требуют периодической смазки и контроля зазора.

Узел имеет сложную конструкцию, поэтому качество изготовления должно быть на первом месте. Необходимо соблюдать размеры, допуски, требования к обработке  (термообработке), нарезке резьбы, заявленные конструктором.

На рынке представлено очень много дешевых китайских замен, у которых срок службы очень короткий. Слабый герметик приводит к вытеканию смазки, а  применение некачественных материалов в процессе изготовления приводит к  быстрой поломке (появление люфта), так как узел не рассчитан на восприятие  требуемых нагрузок. Подобное происходит при применении мягких сплавов,  которые используются для снижения стоимости изделий.

Слишком твердая сталь вызывает трещины корпуса или чашки. Но несмотря ни на  что, даже такая деталь подлежит ремонту, а не замене. Что существенно  удешевит ремонт.
Сначала изнашиваются поперечные и опорные подшипники, затем наиболее  распространенные шлицевые соединения при компенсации длины. Повреждение  фланцев, труб и соединений труб происходит относительно реже. Замена отдельных компонентов требует балансировки вала, если только он не работает на очень низкой скорости (обычно менее 500 об / мин).

Проверка состояния карданного вала

Даже, если авто эксплуатируется в неэкстремальных условиях (езда по городским дорогам), проверка состояния карданного вала нужна каждые 5 тысяч километров. При езде по грунтовым дорогам проверка рекомендуема еще чаще: каждые 3 тысячи км. К спецтехнике предъявляются свои требования. Всё зависит от того, на каких объектах она используется

Наибольшее внимание при проверке уделяется крестовине, которая может начать перекатываться, заедать, а также подвесному подшипнику. Появление люфтов после определенного пробега – вполне закономерное явление.
Очень уязвимо и шлицевое соединение

Прежде всего, потому что это движущийся механизм, который постоянно встречается с динамическими нагрузками.
Проверку деталей рекомендуется проводить в следующем порядке:

Соединительные элементы (гайки, шайбы) подшипников, муфт, фланцевых вилок

Важно, чтобы не только все соединения были на месте, но и моменты затяжки соответствовали требованиям условий эксплуатации.
Муфты в момент кручения вала. Недопустимо присутствие на муфтах трещин, а тем более разрывов

Если такая проблема есть, менять деталь нужно в срочном порядке.
Шлицевое соединение в момент вращения вала. Здесь важно понять, нет ли люфтов. Чтобы оценка состояния шлицевого состояния была максимально достоверной, вращение производить целесообразно в обе стороны.
Шарниры. Здесь недостаточно просто визуального осмотра. Нужно разместить между вилками отвертку и основательно прокачать. Неприятный момент – это опять-таки нахождение люфта. В этом случае придётся ставить новую крестовину.
Подшипники. Принципиальное значение имеет, как происходит проверка. Важны навыки. Для того, чтобы не упустить люфт, одной рукой нужно держать КВ, другой дёргают его в разные стороны.

А вот в случае, если есть подозрение на дисбаланс КВ, не обойтись без диагностики узла на балансировочном стенде. Особенно без такой проверки не обойтись, если во время езды чувствуются постоянные вибрации, а при переключении передач регулярно возникает неприятный скрежет.

Как ремонтировать автомобиль

Сегодня мы с вами ознакомимся с рекомендациями по проверке и выбору крестовины карданного вала на автомобили ВАЗ. Ответ на этот вопрос интересует множество людей, что я узнал благодаря мастерам автосервиса. В основном автомобилисты задаются такими вопросами: где купить крестовину карданного вала? Какой производитель крестовин карданного вала лучше? Как выбрать качественную крестовину?

Итак, для экономии вашего времени было решено составить список самых надежных и соответствующих цена—качество крестовин ВАЗ.

Никто из нас не хочет приобрести бракованный или некачественный товар и, что бы вам, не говорили, за то, что новые детали, подвергаются тщательному контролю, всегда проверяйте. Поэтому для проверки крестовины карданного вала вооружитесь маленьким зеркалом. Зеркало должно быть такого размера, чтобы крестовина полностью на него ложилась. Положите зеркальце на стол, а на зеркальце положите крестовину. Берете пальцами за концы крестовины и пробуете раскачать, так мы ищем люфты. Не должно быть стука чашек об зеркало. Установка бракованной крестовины приведет к возникновению вибрации при движении.

Покрутите чашки крестовины карданного вала, они должны прокручиваться без каких либо заеданий и трения. Проверьте, заложена ли смазка в подшипники. И не берите крестовины с масленками, так как показывает практика, что водители хотят установить крестовину и забыть про нее на много-много тысяч километров, а не смазывать потом каждую крестовиночку смазкой.

Какую выбрать крестовину карданного вала?

Первое место среди лучших крестовин заняла крестовина GKNнемецкого производства, что впрочем не удивляет. Немецкое качество уже давно зарекомендовало себя. Она больше всех отвечает критериям цена-качество. Все тесты эти крестовины проходят на высшем уровне. Крестовина карданного вала GKNкомплектуется стопорными кольцами.

Второго места удостоилась крестовина карданного вала ВолгаАвтоПром, которая производится в России. Эти крестовины тоже имеют достаточно высокое качество. Выпускаются в усиленном варианте. Имеют незначительный минус в том, что иногда попадается брак, но мы уже разобрались выше – как проверять крестовины кардана.

3. Тройку лидеров замыкают крестовины производства АвтоВаз, которые показали себя на самом высоком уровне.

Чем отличается усиленная крестовина от обычной карданной крестовины?

Усиленная крестовина получила дополнительное ребро жесткости, игольчатый подшипник вмещает в себя 23 иглы, если у обычного подшипника крестовины всего 22 иглы.

Кардан ВАЗ-2107 — устройство, схема, детали

Описание конструкции Карданная передача состоит из переднего и заднего карданных валов, промежуточной упругой опоры, эластичной муфты, подвижного шлицевого соединения и двух карданных шарниров. Наличие двух карданных шарниров и шлицевого соединения дает возможность передавать крутящий момент от коробки передач к главной передаче под углом, постоянно изменяющимся при работе подвески.

Карданные валы изготовлены из стальной тонкостенной трубы. Передний вал имеет на обоих концах шлицевые наконечники, а задний – вилки карданных шарниров. Эластичная муфта предназначена для поглощения вибраций и рывков в карданной передаче. Через два фланца она соединяет коробку передач и передний карданный вал. Их соосность обеспечивается центрирующим кольцом на валу коробки передач и центрирующей втулкой во фланце карданного вала. Промежуточная опора состоит из шарикового радиального подшипника, установленного в кронштейне внутри резиновой изолирующей подушки. Кронштейн закреплен на кузове с помощью поперечины через виброизолирующие втулки. Карданный шарнир состоит из двух вилок, закрепленных на валах, которые соединены между собой крестовиной. На полые шипы крестовины надеты игольчатые подшипники с уплотнительными манжетами. Подшипники зафиксированы в вилках стопорными кольцами. В настоящее время (начиная с 1988 г.) карданные валы комплектуют шарнирами повышенной долговечности. На них установлены крестовины с шипами увеличенного диаметра, штампованные корпусы игольчатых подшипников, уплотнения радиально-торцевого типа без металлической обоймы и вилки увеличенной толщины. Современные и ранее выпускавшиеся крестовины взаимозаменяемы, но устанавливать «новые» крестовины в вилки «старых» карданных валов не рекомендуется, так как при этом уменьшается общая жесткость шарниров.

1 – эластичная муфта; 2 – фланец вторичного вала коробки передач; 3 – грязеотражатель; 4 – вторичный вал коробки передач; 5 – гайка; 6 – уплотнитель центрирующего кольца; 7 – центрирующее кольцо; 8 – вкладыши эластичной муфты; 9 – болт; 10 – пробка; 11 – фланец переднего карданного вала; 12 – манжета; 13 – шлицевой конец переднего карданного вала; 14 – передний карданный вал; 15 – промежуточная опора; 16 – задний карданный вал; 17 – фланцевая вилка; 18 – стопорное кольцо; 19 – подшипник карданного шарнира; 20 – манжета; 21 – крестовина; 22 – вилка; 23 – упругая подушка; 24 – подшипник промежуточной опоры.

Описание конструкции Карданная передача состоит из переднего и заднего карданных валов, промежуточной упругой опоры, эластичной муфты, подвижного шлицевого соединения и двух карданных шарниров. Наличие двух карданных шарниров и шлицевого соединения дает возможность передавать крутящий момент от коробки передач к главной передаче под углом, постоянно изменяющимся при работе подвески. Карданные валы изготовлены из стальной тонкостенной трубы. Передний вал имеет на обоих концах шлицевые наконечники, а задний – вилки карданных шарниров. Эластичная муфта предназначена для поглощения вибраций и рывков в карданной передаче. Через два фланца она соединяет коробку передач и передний карданный вал. Их соосность обеспечивается центрирующим кольцом на валу коробки передач и центрирующей втулкой во фланце карданного вала. Промежуточная опора состоит из шарикового радиального подшипника, установленного в кронштейне внутри резиновой изолирующей подушки. Кронштейн закреплен на кузове с помощью поперечины через виброизолирующие втулки. Карданный шарнир состоит из двух вилок, закрепленных на валах, которые соединены между собой крестовиной. На полые шипы крестовины надеты игольчатые подшипники с уплотнительными манжетами. Подшипники зафиксированы в вилках стопорными кольцами. В настоящее время (начиная с 1988 г.) карданные валы комплектуют шарнирами повышенной долговечности. На них установлены крестовины с шипами увеличенного диаметра, штампованные корпусы игольчатых подшипников, уплотнения радиально-торцевого типа без металлической обоймы и вилки увеличенной толщины. Современные и ранее выпускавшиеся крестовины взаимозаменяемы, но устанавливать «новые» крестовины в вилки «старых» карданных валов не рекомендуется, так как при этом уменьшается общая жесткость шарниров.

Определение основных неисправностей

Как и у многих компонентов автомобиля, повреждения карданного узла происходит вследствие неправильного или неосторожного использования. Водители обычно того не замечают или пренебрегают своевременным ремонтом, который обошелся бы намного дешевле замены запчасти или капитальных ремонтных работ

Обычное правило – пока не разрушается, об этом не нужно беспокоиться. Между тем, кардана – одна из самых загруженных частей в любой машине. Неисправности могут возникнуть без надлежащего обслуживания, водитель будет проинформирован по таким симптомам, как:

• вибрации; • тремор; • гудение; • урчание; • стук из-под автомобиля при трогании с места; • различные неопознанные звуки.

Из истории кардана

Если помните, то машина, на которой ездили персонажи фильма, была ВАЗ 2103 – с задним приводом. Карданный вал, о котором говорит герой-любовник, это узел трансмиссии «тройки», который также устанавливался на автомобили с полным приводом. Для переднеприводных машин такой узел трансмиссии не нужен – крутящий момент от двигателя на переднюю ось передается через главную передачу и дифференциал, которые находятся в картере коробки передач.

Задне- и полноприводные автомобиль без карданного вала обойтись не могут: с его помощью крутящий момент от коробки передач или раздатки (для полноприводников) к редукторам переднего и заднего моста. Впервые принцип работы этого механизма описал итальянец Джироламо Кардано, по имени которого и был назван вал. В автомобилестроении кардан начали применять в конце 19-го века. К примеру, одним из пионеров в установке карданного вала на автомобиль стал основатель одноименной французской компании Луи Рено. На его машинах кардан зарекомендовал себя с самой лучшей стороны: благодаря внедрению в трансмиссию этого узла инженерам удалось решить важную проблему – без провалов передавать крутящий момент от КПП к заднему мосту во время движения по неровной дороге, обеспечивая, тем самым, плавность хода. С тех пор карданный вал эволюционировал незначительно – механизм передачи крутящего момента остался прежним, а вот конструкция узла усовершенствовалась в зависимости от того, на какой конкретной модели автомобиля он устанавливался.

Что такое карданный вал в и какую функцию он выполняет?

Трансмиссия автомобиля выполняет важную функцию — передает вращение коленвала на колеса. Основные элементы трансмиссии: сцепление — о нем мы рассказывали на Vodi.su, оно соединяет и разъединяет коробку передач и маховик коленчатого вала; коробка передач — позволяет трансформировать однородное вращение коленвала в определенный режим езды; кардан или карданная передача — применяется на автомобилях с задним или полным приводом, служит для передачи момента движения на ведущую ось; дифференциал — распределяет момент движения между ведущими колесами; редуктор — для повышения или понижения крутящего момента, обеспечивает постоянную угловую скорость. Если мы возьмем обыкновенную механическую коробку передач, то увидим в ее составе три вала: первичный или ведущий — соединяет КПП с маховиком через сцепление; вторичный — жестко связан с карданом, именно он предназначен для передачи момента вращения на кардан, а от него уже на ведущие колеса; промежуточный — передает вращение от первичного вала вторичному.

Проверка состояния карданного вала

Проверить кардан следует в следующих случаях:

• при разгоне появляется дополнительный шум;
• появилась протечка масла возле КПП;
• стук при включении передачи;
• на скорости ощущается увеличенная вибрация, передающаяся на кузов.

Диагностику необходимо проводить, подняв автомобиль на подъемнике или при помощи домкратов (как подобрать подходящую модификацию, смотрите в отдельной статье)

Важно, чтобы ведущие колеса при этом могли свободно вращаться

Вот какие узлы следует проверить.

• Крепление. Промежуточная опора и соединения фланцев должны быть затянуты при помощи болта с гроверной шайбой. В случае ее отсутствия гайка ослабится, что приведет к люфту и чрезмерной вибрации.
• Эластичная муфта. Она часто выходит из строя, так как резиновая часть компенсирует осевые, радиальные и угловые смещения соединяемых деталей. Проверить наличие неисправности можно при помощи медленного проворачивания центрального вала (по ходу вращения и обратно). Резиновая часть муфты не должна быть разорванной инее люфтить на месте крепления болтов.
• Скользящая вилка. Свободный поперечный ход в этом узле появляется из-за естественного износа шлицевого соединения. Если попытаться провернуть вал и муфту в противоположном направлении, и при этом наблюдается небольшой люфт между вилкой и валом, значит, этот узел необходимо заменить.
• Подобная процедура проводится с шарнирами. Между проушинами вилок вставляется большая отвертка. Она играет роль рычага, с помощью которого пытаются провернуть вал то в одну, то в другую сторону. Если при раскачивании наблюдается люфт, крестовину нужно заменить.
• Подшипник подвесного крепления. Его исправность можно проверить, взяв одной рукой вал перед ним, а другой – за ним и покачав в разные стороны. При этом промежуточная опора должна быть прочно зафиксирована. Если заметен люфт в подшипнике, то проблема решается его заменой.
• Балансировка. Ее выполняют, если диагностика не выявила никаких неисправностей. Данную процедуру выполняют на специальном стенде.

Вот еще одно видео, в котором показано, как проверять карданный механизм:

Подозрительные звуки в районе кардана, вибрация и т.д.

Как правильно смазать кардан?

Расскажем  о правильной смазке карданной передачи без снятия деталей с автомобиля.

Вначале, как обычно, ставим ВАЗ 2107 на смотровую яму, затягиваем ручной тормоз, ставится рычаг КПП в положение «нейтральная передача», убираем вручную  грязь и пыль с карданной передачи, затем проверяем, как затянуты все доступные болты и гайки и подтягиваем то, что «болтается».

• Можно всунуть отвертку и покачать, так можно определить люфт в подшипниках шарниров. В этом случае деталь придется снять с автомобиля, как было описано выше, и заменить крестовину либо поменять уплотнительные кольца.
• Кроме этого, беремся за передний вал крепко одной рукой и вращаем (качаем), осматривая муфту: нет ли углового люфта?
• Для смазки шлицов карданного вала нужно взять ключ на 11 мм, вывернуть пробку на фланце муфты и взять масленку, в которой можно подавать масло под давлением. Затем шприцом выдавливаем смазку (ШРУС – 4, Фиол – 2у) в шлицевое соединение, пока «не полезет» из – под сальника, затем ставим пробку на место.

Эти нехитрые советы позволят сохранять  передачу ВАЗ 2107 долго в нормальном состоянии, не производя ремонт карданного вала.