Карданный вал автомобиля: что это такое, где находится для чего нужен кардан

Карданный вал — важная часть автомобиля, без которой невозможно движение. Но он используется далеко не во всех моделях. Рассказываем, что это такое, как он устроен и какие неисправности могут быть с ним связаны.

Теоретическая часть

Карданный вал назван в честь итальянского инженера Джироламо Кардано, изложившего принцип действия механизма ещё в 16 веке. Изначально он использовался в производственном, шахтном и сельскохозяйственном оборудовании. Но в конце 19 века такой узел появился в автомобилях Renault, после чего о нём заговорили водители и механики.

Карданный вал используется в заднеприводных и полноприводных автомобилях. Его единственное назначение — передавать крутящий момент от двигателя и коробки передач задним колёсам. Кардан используется в автомобиле по простой причине. Сложно сделать так, чтобы мотор и все элементы трансмиссии находились в одной плоскости — обычно их высота отличается. Более того, положение узлов меняется в процессе езды из-за работы подвески.

До карданного вала в машинах использовались цепные и ремённые передачи, которые были достаточно гибкими. Но они легко ломались, требовали частого обслуживания и давали сильные пробуксовки на неровных дорогах. Заменив их карданом, Луи Рено дал своим автомобилям серьёзные преимущества — надёжность и высокую проходимость. Будучи гибкой, такая передача выдерживала огромный пробег и требовала меньше внимания.

Чаще всего карданный вал можно увидеть в трансмиссии машины. Он соединяет коробку передач с задним редуктором, распределяющим крутящий момент между колёсами. Но карданы используются и в других узлах — они соединяют рулевую колонку с рейкой, отвечающей за поворот передних колёс. В спецтехнике такие передачи приводят навесное оборудование — насосы гидравлических контуров у грузовиков, механизм подъёма бороны у тракторов, подметальную щётку уборочной машины.

Устройство карданного вала

Главная задача кардана — передавать вращение. Поэтому его основная часть — длинная полая труба, которую называют центральным валом. Пустота в центре нужна для облегчения конструкции. Если передача достаточно длинная, слишком тяжёлая труба станет причиной биения и вибраций. В таких случаях её делят на несколько частей, добавляя промежуточные валы.

В схеме карданного вала обязательно есть эластичная муфта, которая компенсирует раскачку автомобиля во время езды. Она устанавливается в месте присоединения к коробке передач. Гибкость этой детали защищает трансмиссию от ударов тяжёлой трубой. Для сцепления кардана с главной передачей в заднем редукторе используется скользящая вилка, которая может смещаться вперёд-назад. Она позволяет менять длину механизма в небольшом диапазоне.

Для соединения валов между собой и с деталями трансмиссии используются жёстко зафиксированные вилки — ведущая с одной стороны и ведомая с другой. Между ними вставляются крестовины с игольчатыми подшипниками в каждом из четырёх наконечников. Для крепления всего механизма предусматриваются пазы и шлицы.

Под карданным валом в машине обычно располагается кронштейн безопасности. Он не даёт трубе упасть на дорогу в случае обрыва одной из деталей механизма. Если в трансмиссии предусмотрено несколько валов, каждый из них должен проходить через опорный подшипник, поддерживающий конструкцию и стабилизирующий её вращение.

Помимо основных элементов, у карданов есть и другие детали. Фланцы используются для прочного крепления к коробке передач и заднему редуктору. Сальники — для уплотнения соединений и подавления вибраций. Предохранительные муфты — для дополнительной защиты от растягивания и ударов. Кожухи предотвращают попадание пыли, грязи и камней внутрь.

Соединяя вилки крестовинами с игольчатыми подшипниками, можно наклонять шарниры на 20–30°, сохраняя равномерную передачу крутящего момента. Именно эта идея итальянского инженера используется в автомобилях и по сей день.

Какими бывают карданные валы?

Выше мы уже говорили о наличии промежуточных валов.  Одновальные карданы проще, дешевле и надёжнее. Но при большой длине, например, в легковых автомобилях бизнес-класса, внедорожниках и грузовиках, они становятся шумными и вызывают сильные вибрации. Поэтому в современных машинах намного чаще используются многовальные конструкции. Они дороже и требуют более сложного обслуживания, но работают намного тише и не допускают сильных биений.

Устройство карданного вала также различается по типу соединений. Описанную выше конструкцию с крестовинами называют шарниром неравных угловых скоростей. Она используется в карданах асинхронного типа. Скорость вращения их валов отличается от частоты вращения вилок на коробке передач и редукторе. Такие модели проще и дешевле, но шумные и создают больше вибраций. В синхронных карданных валах используются шарниры равных угловых скоростей — такие же, как в переднеприводных автомобилях. Они выравнивают частоту вращения — их вилка с несколькими лопастями сцепляется с шариками, перекатывающимися в специальных канавках. Такие трансмиссии дороги и сложны в обслуживании — обычно они используются во внедорожниках премиум-класса.

Наличие эластичной муфты позволяет назвать карданный вал автомобиля полужёстким. Такой механизм надёжнее. Кроме того, они снижает нагрузку на трансмиссию машины. Полностью жёсткий кардан используется только в спецтехнике. Он допускает минимальные отклонения — в пределах 2–3 см и 2–5°.

Открытые карданные валы используются в большинстве легковых автомобилей. Они пропущены прямо под днищем или в специальном тоннеле внутри кузова. Такая конструкция легче, но чувствительнее к воздействию внешней среды. В грузовиках чаще применяются закрытые карданы, располагающиеся внутри другой трубы. Они тяжелы, но повышают надёжность высоконагруженной трансмиссии.

Как проверить состояние карданного вала?

Диагностику лучше проводить в гараже с ямой или на эстакаде. Вам понадобятся фонарик и плотная тряпочка, чтобы вы могли внимательно рассмотреть все детали. Стоит также запастись прочной отвёрткой длиной 15–20 см. Обязательно поставьте автомобиль на нейтральную передачу и затяните ручной тормоз. Эксперты выделяют следующие внешние признаки неисправности карданного вала машины:

• раскачивание шарниров. Вставьте между проушинами вилок отвёртку и попробуйте провернуть вал в обе стороны. Если вилки смещаются вправо–влево, их нужно заменить;
• разорванная или потрескавшаяся эластичная муфта в месте соединения с коробкой передач;
• люфт подшипника промежуточного крепления. Попробуйте взяться руками за два вала карданной передачи. Покачайте их в стороны. Если подшипник качается, он неисправен;
• пятна масла. Проверьте сальники коробки передач и заднего редуктора. Причина также может крыться в изношенных шлицах вилок;
• следы механических повреждений, например, ударов камнями и другими твёрдыми предметами, лежащими на дороге.

Неисправности карданного вала

1. Поломки вилок, крестовин, подшипников и эластичной муфты. Проявляются в резких ударах при нажатии педали газа. Проблема решается только заменой деталей.

2. Забитые грязью крестовины. На ходу слышится скрип из-под днища автомобиля, который пропадает на нейтральной передаче. Нужно почистить и смазать шарниры.

3. Смещение карданного механизма. Громкий скрежет при включённой передаче. Вал трётся о кузов или выхлопную трубу, нужно срочно вернуть его на прежнее место.

4. Неправильная сборка, естественный износ деталей. Проявляются в виде вибраций, которые усиливаются по мере набора оборотов. Нужно заменить вышедшие из строя узлы или весь кардан.

5. Обрыв защитного кожуха. Посторонние шумы в движении. Нужно надёжно закрепить грязевой экран.

6. Последствия неаккуратного ремонта. Громкий звон из трубы. Если кардан сваривался ранее, внутри могла остаться крупная окалина, которая шумит при вращении. Лучше заменить вал.

7. Деформация. Сильные вибрации во время движения автомобиля. Кардан можно заменить полностью или попытаться отбалансировать на специальном стенде.

10.08.2021

А Вы знали особенности работы карданного вала?

Да, знал(-а)

Нет, кое-что из статьи было новым для меня

Что такое карданный вал (карданная передача)?

0 Корзина 0 Нет товаров

Вы можете положить сюда
товары из каталога

• Главная
• Главная
  __/__
• Статьи
  __/index/stati/__
• Карданный вал: что это такое?

Назад

Карданный вал (кардан) — это устройство для передачи крутящего момента между осями, которые расположены друг к другу под углом. В автомобиле он преимущественно передает крутящий момент от коробки передач или раздаточной коробки к задней и передней осям. Прообраз этого механизма был создан еще в XVI веке, в автомобилестроении он начал применяться в конце XIX века и с тех пор не претерпел кардинальных изменений конструкции. Сегодня карданную передачу устанавливают исключительно на полно- и заднеприводные автомобили.

Виды карданных валов

Основное отличие между карданными валами заключается в типе их соединения. В зависимости от назначения кардана шарниры могут передавать крутящий момент синхронно либо неравномерно. В автомобилях с передним приводом используется исключительно первый тип.

Другой характеристикой карданной передачи является количество приводов. Многоприводные механизмы применяются для передачи части крутящего момента двигателя на вспомогательное оборудование, это чаще всего применяется в сельскохозяйственной технике и автомобилях повышенной проходимости. Одноприводные механизмы распространены в легковом и грузовом транспорте.

Карданная передача может состоять из нескольких секций, соединенных между собой шарнирами. Большинство легковых и грузовых автомобилей оснащаются многосекционными валами, а вот спортивные модели имеют односекционный вал, что позволяет значительно ускорить передачу крутящего момента.

Применение

Использование карданного вала для передачи крутящего момента от КПП позволило инженерам:

1. Располагать коробку передач не только параллельно осям, благодаря чему пространство кузова используется более эффективно.
2. Передавать вращение на ведущие оси равномерно.
3. Обеспечить жесткую связку вторичного вала КПП и ведущих колес, не препятствуя незначительной деформации подвески и перемещению колес относительно кузова, что неизбежно происходит при движении по пересеченной местности.

Однако кардан применяется в автомобилях и для других целей:

• как элемент рулевого управления;
• для организации отбора части крутящего момента;
• для переключения между движением в режиме полного и заднего привода на некоторых моделях внедорожников.

Принцип работы карданного вала

Секция кардана состоит из центрального вала, который, как правило, представляет собой полую металлическую трубу, оснащенную креплениями на концах. Передача крутящего момента происходит с помощью вращения «вилок», соединенных с крестовиной. Максимальный угол между элементами вращения различается в зависимости от модели кардана, большую часть движения этот параметр не должен превышать установленных норм, в противном случае крестовина испытывает повышенную нагрузку.

Передняя часть карданного вала соединяется с КПП с помощью скользящего шлицевого соединения. Это необходимо, поскольку во время движения колеса автомобиля могут находиться на разном уровне, что приводит к изменению расстояния от КПП до моста. Скользящее соединение подразумевает перемещение «вилки» синхронно с изменением положения колес, что существенно снижает нагрузку на игольчатые подшипники крестовины по сравнению с жестким креплением.

Даже самые надежные механизмы подвержены износу.

Поскольку крестовины карданного вала не предусматривают возможность ремонта, то возникает необходимость их замены. Заказать карданные передачи и отдельные крестовины от производителя с доставкой по всей территории РФ можно на сайте завода Камский автоагрегат.

Дата: 17 марта 2017

Работа и эффективность карданного вала

Карданный вал является компонентом автомобильных двигателей, передающим мощность от коробки передач к дифференциалу. он также используется в лодке и летающей машине. Вал также известен как карданный вал , ведущий вал , хвостовой вал или даже карданный вал .

Содержание

Что такое карданный вал?

Карданные валы также считаются механическим компонентом, передающим крутящий момент и вращение. он используется для подключения других компонентов и трансмиссии, которые не могут быть подключены из-за расстояния.

Карданный вал также широко используется в морской, авиационной и т. д. для той же цели.

Вал должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие при скручивании и сдвиге во время передачи. Несущая способность эквивалентна разнице между входным крутящим моментом и нагрузкой.

Прочтите: Компоненты автомобильного двигателя

В автомобиле есть некоторый вспомогательный компонент, на который опирается карданный вал. К таким компонентам относятся универсальные шарниры, кулачковые муфты или тряпичные соединения.

Итак, функция карданного вала заключается в передаче мощности, создаваемой двигателем, от коробки передач к задней оси. Это достигается с помощью универсального шарнира.

Видео ниже показывает работу карданного вала:

Требование и конструкция карданного вала:

Функциональный карданный вал должен иметь следующие характеристики:

• Высокая прочность на кручение: карданный вал должен быть сплошным или полым с круглым сечением.
• Уменьшенные осевые нагрузки: поскольку резонанс не способствует сроку службы вала. Он передает чрезмерное динамическое усилие на концевые опоры вала. Его появление должно быть остановлено.
• Закаленный и закаленный: он должен быть изготовлен из высококачественной стали и подвергнут индукционной закалке.
• Динамическая балансировка: балансировка является одним из основных требований к карданному валу, поскольку вращение может быть критическим на более высоких скоростях. Балансировку карданного вала проводят на электронной балансировочной машине.
• Эффективность соединения: карданные валы, как правило, свариваются под флюсом в процессе сварки углекислым газом.

Схема карданного вала:

Основные части карданного вала

Ниже приведены детали карданного вала: к задней оси.

Шлицы: шлицы расположены на концах вала во втулке. Его функция состоит в том, чтобы допустить незначительное изменение длины между ведущим и ведомым блоком. Это также предотвращает повреждение входного и выходного подшипников.

Фланец; он служит опорой для карданного вала и шарнира коробки передач.

Коренной подшипник: также поддерживает и направляет карданный вал.

Читать: Типы автомобильных двигателей

Типы приводных валов

В автомобиле продольный вал используется для передачи мощности от двигателя/трансмиссии к другому концу автомобиля. Пара коротких приводных валов обычно используется для передачи мощности на какой-либо другой компонент, прежде чем он достигнет колеса. Ниже приведены различные приводные валы, используемые в автомобильном двигателе:

Снятие гребного винта кормового привода и детали…

Включите JavaScript

Снятие гребного винта кормового привода и подходящего размера EP #50 || Bayliner Bowrider 175

Цельный вал : используется в транспортных средствах с коротким расстоянием между двигателем и осями. Обычно полноприводные автомобили. Сварка трением выполняется в месте соединения для повышения прочности, качества и долговечности соединения.

Двухсекционный/трехкомпонентный карданный вал : используется в автомобилях с большим расстоянием между двигателем и осями. Также в переднеприводной базе переднеприводных автомобилей полноприводные автомобили.

Разделение карданного вала на две или три части позволяет уменьшить или предотвратить возникновение вибрации при критическом числе оборотов.

Читать: Применение дизельного двигателя

Вот и все для этой статьи «Определение карданного вала, типы, рабочие части, а также конструкция». Я надеюсь, что знания достигнуты, если это так, поделитесь комментариями и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Присоединяйтесь к нашей рассылке новостей

Карданный вал — детали, типы, схемы, функции

Что такое карданный вал?

Карданный вал — это компонент, передающий механический крутящий момент, вращение и мощность. Карданные валы, приводные валы, хвостовые валы и карданные валы — все это названия этих валов.

Карданный вал используется для передачи крутящего момента между компонентами, которые не связаны напрямую из-за расстояния или необходимости относительного движения.

Приводной вал подвержен скручиванию или напряжению сдвига, поскольку он передает крутящий момент. В результате они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузку и при этом не набирать слишком много веса, что увеличивает их инерцию.

Различные конфигурации карданных валов используются в различных транспортных средствах, включая переднеприводные, полноприводные и переднеприводные автомобили с задним приводом. Карданные валы также можно найти в мотоциклах, локомотивах и военно-морских судах.

Детали карданного вала

Ниже приведены основные детали карданного вала:

1. U-образный шарнир
2. Трубка
3. Центральный подшипник
4. Мидель-вал
5. Вилка 2
6. Концевая вилка

   025

7. Фланцы

1.

U-образный шарнир

Универсальный шарнир, часто называемый U-образным шарниром, представляет собой механическое соединение, соединяющее вращающиеся валы. В наши дни заднеприводные и полноприводные автомобили чаще имеют карданные валы и карданные шарниры.

2. Трубка

Трубка — это компонент приводного вала, который обычно используется в автомобилях с передним и задним расположением двигателя. Роль трубы состоит в том, чтобы удерживать заднюю часть на месте при ускорении и торможении.

3. Центральный подшипник

Две половины приводного вала соединены центральным подшипником. Эти подшипники предназначены для поддержания твердости обеих секций карданного вала во время ускорения для снижения гармонических вибраций.

4. Мидель-вал

Мидель-валы являются основными компонентами соединительного вала и частью ведущего вала, который крепится на центральном подшипнике к раме.

5. Концевой хомут

Для обеспечения точности и долговечности используется концевой хомут. Использование концевой вилки помогает снизить шум и вибрацию, обеспечивая плавную работу вашей трансмиссии.

6. Вилка скольжения и трубчатая вилка

Универсальный шарнир соединяет вилку скольжения с самим приводным валом. Вилка скольжения предназначена для того, чтобы входить и выходить из раздаточной коробки для передачи мощности. Трубчатый хомут также необходим для обеспечения плавного вращения карданного шарнира с приводным валом.

7. Фланцы

Фланцы используются для соединения карданного вала с коробкой передач, раздаточной коробкой и дифференциалом в автомобилях. Карданные валы также соединяются с коробками отбора мощности, гидравлическими насосами и различными аксессуарами с помощью фланцев.

Функции карданного вала

В автомобилях двигатель расположен спереди, и передние колеса автомобиля являются ведущими. В некоторых автомобилях двигатель расположен сзади, а привод на задние колеса. Для этого каждое колесо приводится в движение миниатюрным карданным валом.

Блоки двигателя и трансмиссии крепятся к раме автомобиля с помощью гибких опор или подшипников. Задний мост, дифференциал и колеса соединены с рамой автомобиля пружиной подвески.

Выходной и первичный валы коробки передач в картере заднего моста на приведенной выше схеме расположены в разных плоскостях. В результате этого гребной вал, соединяющий эти два вала, вынужден удерживать их под наклоном.

Кроме того, когда задние колеса сталкиваются с неровностями дороги, задняя ось качается вверх и вниз, сжимая и растягивая пружины подвески. В результате угол между выходным валом трансмиссии и карданным валом смещается.

Кроме того, различается длина карданного вала. Карданный вал и задняя ось вращаются по дугам с точками их осей вращения, вызывая это отклонение.

Материал, используемый в карданном валу

Карданный вал изготовлен из пластинчатой ​​закаленной стали. Между двумя карданными валами находится центральный подшипник. Легированная сталь используется для изготовления карданного вала. Они также могут быть изготовлены из пружинной стали.

Типы карданного вала

Ниже приведены типы карданного вала:

• Цельный тип

• Двух- или трехкомпонентный тип

91.0112

Этот вал используется в полноприводных автомобилях и транспортных средствах с коротким расстоянием между двигателем и осью. Сварка трением используется для повышения прочности, качества и долговечности вала.

2. Тип из двух или трех частей

В автомобилях с большим расстоянием между двигателем и осью, а также в полноприводных автомобилях используются двух- или трехкомпонентные валы. Число оборотов уменьшается за счет разделения карданного вала на две или три секции.

Условия вала пропеллера

Для достижения эффективных функций вал пропеллера требует следующего:

1. Высокая прочность на торсиону
2. Установленные и закаленные
3. Эффективно комбинированные
4. Динамически баланс
5. 2020202

   1.

      Высокая прочность на кручение

   Для достижения высокой прочности на кручение во время работы они должны иметь сплошное или полое сферическое поперечное сечение.

   2.   Закаленные и закаленные

   Часто изготавливаются из твердых и жестких материалов. В результате они изготовлены из высококачественной стали, прошедшей индукционную закалку.

   3.   Эффективное сочетание

   При использовании они должны быть надежно подключены. В результате их часто сплавляют методом сварки под флюсом в углекислом газе.

   4.   Динамически сбалансированный

   Карданный вал испытывается на электронной балансировочной машине, поскольку коэффициент вращения имеет решающее значение на высоких скоростях.

   5.   Низкая осевая нагрузка

   Поскольку срок службы вала снижается из-за резонанса.

   Во избежание этого они направляют чрезмерную динамическую силу вала на концевую опору вала.

   Заключение

   Карданный вал, как вы, возможно, знаете, является важным компонентом ведущего моста, поскольку он передает вращательное усилие от коробки передач и двигателя на ведущий мост, обеспечивая при этом относительное движение между коробкой передач и ведущим мостом.