Для чего предназначена карданная передача
Перейти к содержимому

Для чего предназначена карданная передача

  • автор:

Карданная передача

Трансмиссия 15.jpg

Карданная передача:
1 — эластичная муфта;
2 — болт крепления эластичной муфты к фланцу;
3 — крестовина;
4 — сальник;
5 — стопорное кольцо;
6 — подшипник крестовины;
7 — гайка;
8 — фланец эластичной муфты;
9 — сальник;
10 — обойма сальника;
11 — кронштейн безопасности;
12 — болт крепления кронштейна к промежуточной опоре;
13 — передний карданный вал;
14 — кронштейн промежуточной опоры;
15 — промежуточная опора;
16 — вилка переднего карданного вала;
17 — задний карданный вал;
18 — вилка заднего карданного вала;
19 — фланец ведущей шестерни главной передачи;
20 — гайка;
21 — болт крепления вилки

В трансмиссиях автомобилей карданные передачи применяются для передачи моментов между валами, оси которых не лежат на одной прямой и изменяют свое положение в пространстве. В общем случае, карданная передача состоит из карданных валов, карданных шарни ров, промежуточных опор и соединительных устройств.
По компоновке карданные передачи классифицируются на закрытые и открытые.
Закрытая карданная передача размещается внутри трубы. Труба может воспринимать силы и реакции, возникающие на ведущем мосту, и служить направляющим элементом подвески. В такой карданной передаче применяется только один шарнир, а неравномерность вращения карданного вала компенсируется его упругостью. Известны конструкции, в которых роль карданного вала выполняет торсион (упругий вал небольшого диаметра), при этом карданные шарниры отсутствуют.

Трансмиссия 16.jpg

Конструкция промежуточной опоры:
1 — вилка;
2 — упругая подушка;
3 — подшипник промежуточной опоры

Открытая передача не имеет трубы, и реактивный момент воспринимается рессорами или реактивными тягами. Карданная передача должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее звено, так как расстояние между соединенными агрегатами в процессе движения изменяется. На длиннобазных автомобилях применяют карданную передачу, состоящую из двух валов. Этим исключается возможность совпадения критической угловой скорости вала с эксплуатационной. Уменьшение длины вала повышает его критическую частоту вращения, которая должна как минимум в 1,5 раза превышать максимально возможную при эксплуатации. Конструкция карданной передачи с двумя валами требует применения промежуточной опоры одного из валов, подшипник которой для компенсации возможного осевого перемещения силового агрегата на раме или кузове установлен в эластичном кольце.

Трансмиссия 17.jpg

Карданные шарниры при всем многообразии конструкций и по кинематическим характеристикам и допустимым углам между валами могут быть классифицированы так, как это показано в таблице.
Карданный шарнир неравных угловых скоростей был изобретен в XVI в. итальянским математиком Джироламо Кардано и первоначально нашел применение для подвешивания фонарей в экипажах. Позже английский ученый Роберт Гук дал математическое описание кинематики данного механизма.

Трансмиссия 18.jpg

Детали карданной передачи (а) и график зависимости угловых скоростей (б):
1 — шлицевая вилка;
2 — П-образная пластина;
3 — стопорная шайба;
4 — крестовина;
5 — вилка заднего карданного вала;
6 — задний карданный вал;
7 — фланец ведущей шестерни главной передачи;
8 — задний карданный шарнир;
9 — игольчатый подшипник;
10 — стопорное кольцо;
11 — болт; 12 — уплотнительное кольцо;
α — угол поворота ведущего вала;
β — угол поворота ведомого вала;
γ — угол между валами

Анализ схемы карданного шарнира показывает, что при постоянной угловой скорости ведущего вала ведомый вращается циклически: за один оборот дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. При этом с увеличением угла γ между валами неравномерность вращения интенсивно возрастает. Для того чтобы карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей передавала синхронное вращение между валами соединенных агрегатов, она должна состоять из нескольких шарниров, взаимное расположение которых будет компенсировать неравномерную передачу вращения каждого шарнира. По этой причине минимальное количество шарниров должно быть равно 2. При этом в карданной передаче с двумя шарнирами необходимо соблюдение следующих компоновочных требований:
— ведущие вилки расположены под углом 90 ° одна относительно другой;
— углы между валами в обоих шарнирах γ1 и γ2 равны между собой;
— все валы лежат в одной плоскости.

Трансмиссия 19.jpg

Карданный шарнир неравных угловых скоростей

Для карданных передач, имеющих число шарниров неравных угловых скоростей более трех, синхронность вращения валов соединенных агрегатов достигается определенным соотношением углов между валами всех шарниров, при этом соотношение зависит от числа шарниров. Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок, в цилиндрические отверстия которых вставлены концы крестовины. Вилки жестко закреплены на валах. При вращении валов концы крестовины перемещаются относительно плоскости, перпендикулярной к оси вала.
Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться для исключения переменного дисбаланса карданного вала при его вращении. Центрирование достигается точной фиксацией обойм подшипников при помощи стопорных колец или крышек, которые прикрепляются к вилкам шарнира. Минимальный угол между валами должен быть не менее 2°, иначе цапфы крестовин деформируются иглами и шарнир быстро разрушается (явление бринеллирования).
Развитие конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей шло по пути снижения потерь, связанных с вращениями концов крестовины в отверстиях вилок. В конструкциях первых шарниров концы крестовины устанавливались на подшипниках скольжения. С учетом того что в трансмиссии многоосных автомобилей число шарниров может превышать два десятка, применение в них подшипников скольжения может существенно снижать общий КПД трансмиссии. В карданных шарнирах современных автомобилей применяются только игольчатые подшипники качения.
В прежних конструкциях применялась смазка, которую было необходимо периодически обновлять через специальную масленку. Карданные шарниры современных автомобилей обычно заправляются высококачественной пластичной смазкой, при сборке и в эксплуатации ее не заменяют.

Карданная передача автомобиля – назначение, виды и схемы

Автомобильная карданная передача нужна для передачи специального крутящего момента между автовалами, которые расположены под определенным углом. В машине карданная передача является элементом автомобильной трансмиссии и самого рулевого управления.
Карданная передача объединяет определенные элементы трансмиссионной системы:

— автодвигатель и КПП;

— КПП и раздаточная коробка;

— КПП и главная передача;

— автомобильная раздаточная коробка и главная передача;

— сам дифференциал и ведущие колеса автомобиля.

Самым главным элементом карданной передачи будет карданный шарнир. Типы карданных передач бывают разные:
карданная передача (КП) с шарниром неравных угловых скоростей;

КП с шарниром равных угловых скоростей;

КП с полукарданным упругим шарниром;

КП с полукарданным жестким шарниром.
Стоит заметить, что автомобильная карданная передача с полукарданным шарниром на машинах не применяется, по причине того, что ненадежна и не соответствует технологии.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей
Данная передача имеет определенное название – карданная передача. Водители называют ее еще кардан. Данный тип передачи используется часто на авто с задним приводом и машинах с полным приводом.

Сама схема карданной передачи

Шарнир неравных угловых скоростей соединяет две вилки, установленных под углом 80-90° друг к другу, крестовину и специальные элементы. Крестовина оборачивается в игольчатых подшипниках, установленных в вилках. Подшипники не обслуживаются, пластичная смазка изначально используется при сборке и в момент использования не переменчива.
Оличительностью шарнира неравных угловых скоростей есть непростая (циклическая) передача самого крутящего момента, т.е. за 1 оборот ведомый вал 2 раза отстает и 2 раза перегоняет ведущий вал. Для компенсирования неровности переворачивания в карданной передаче используется не менее 2х шарниров, по 1 с каждой стороны карданного вала. Причем сами вилки разных шарниров расположены в единой плоскости.
В автомобильной карданной передаче от того расстояния, на которое дается сам крутящий момент, используется 1 или 2 карданных вала. При двухвальной схеме первый вал называется промежуточный, второй – заднего карданного вала. Само место объединения валов фиксируется через промежуточную опору. Опора устанавливается к самому кузову автомобиля.
Соединяется карданная передача с многими элементами автотрансмиссии через фланцы, муфты и другие крепежные изделия.
Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей
Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей используют в авто с приводом передним для объединения дифференциала и самой ступицы ведущего колеса.

Карданная передача данного типа включает 2 шарнира равных угловых скоростей, объединенных приводным валом. Близкий к КПП (дифференциалу) шарнир называется внутренний, другой – внешний.

Карданный шарнир равных угловых скоростей передает передачу крутящего момента от ведущего к ведомому валу с одинаковой угловой скоростью, вне зависимости от угла наклона валов. Самым используемым в автотрансмиссии машины с передним приводом — это шариковый шарнир равных угловых скоростей.

Схема шарнира равных угловых скоростей
Сам корпус по сути сферический. Внутри корпуса располагается специальная обойма. В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся спецшарики. Такая конструкция передает равную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом. Сепаратор держит шарики в специальном положении. Для защиты шарнира от плохих факторов внешней среды (кислорода, самой воды, пыли и грязи) на ШРУС используют специальный чехол от грязи – «пыльник».
При производстве в шарнир равных угловых скоростей используется спецсмазка, изготовленная на основе дисульфида молибдена.
Карданная передача с полукарданным упругим шарниром
Полукарданный упругий шарнир делает передачу крутящего момента между 2мя валами, расположенными под маленьким углом, за счет деформации упругого звена.
Схема полукарданного упругого шарнира
Если у вас возникли вопросы — обратитесь к специалистам «АВТОмаркет Интерком».

Назначение и типы карданных передач

Во время движения автомобиля меняют свое относительное положение разные элементы трансмиссии. На неровной поверхности происходят колебания ведущих мостов подвески, смещаются оси валов относительно друг друга. Карданная передача применяется для передачи крутящего момента с изменяющимся углом.

Карданная передача автомобиля

Карданные передачи классифицируются по трем признакам:

  • по количеству валов (одновальные, двухвальные, многовальные);
  • по количеству шарниров (одношарнирные, двухшарнирные, многошарнирные);
  • по виду шарниров (с шарнирами равных/неравных угловых скоростей).

Изделия с разными угловыми скоростями используются в конструкциях заднеприводных автомобилей, а также в полноприводных автомобилях. Шарнир представляет собой две вилки, которые расположены на валах. Между собой вилки соединены при помощи крестовины.

Особенности применения

Механизмы с равными скоростями используются в устройствах переднеприводных автомобилей. Шарнир предназначен для обеспечения вращения валов независимо от угла между осями вращения. При этом скорость вращения сохраняется. Используется шарнир в соединениях между ведущими колесами и дифференциалом ведущего моста.

Полукарданные упругие шарниры используются с валами, расположенными в плоскостях под незначительным углом. Автомобили с короткой базой снабжаются одновальными передачами. В данном случае карданная передача является связующим элементом между задним ведущим мостом и коробкой переключения передач (КПП).

Остались вопросы? Звоните:
Только для звонков с сайта
Бесплатный телефонный номер

Грузовые автомобили, автобусы, а также легковые автомобили с длинной колесной базой проектируются с двухвальными механизмами. При помощи такой передачи соединяется задний мост и КПП. Полноприводные автомобили имеют в конструкции три одновальных устройства. В этом случае обеспечивается связь между КПП и раздаточной коробкой. Ведущие мосты соединяются с раздаточной коробкой. Также в полноприводных автомобилях передачи соединяются между собой.

Еще информация по теме:

Стоимость замены карданного вала можно узнать, перейдя по ссылке.

Преимущества и недостатки карданных передач автомобилей

Преимущества и недостатки карданных передач автомобилей

Карданные передачи также применяются в системах рулевого управления для передачи усилия от руля на исполнительный механизм поворота. Они являются незаменимой частью транспортных средств с ДВС.

Преимущества карданных передач

  • способность выдерживать экстремальные эксплуатационные нагрузки, что позволяет устанавливать карданы на автомобили любой грузоподъёмности;
  • надёжность и долговечность привода – при надлежащем уходе и своевременном устранении неисправностей срок службы карданного вала сопоставим со сроком службы самого автомобиля;
  • высокая ремонтопригодность узла – можно устранить на нём любую поломку и восстановить изношенный карданный вал практически до заводского состояния.

Эти преимущества наиболее ярко проявляются в карданных передачах классической компоновки. Карданы автомобилей с передним и полным приводом имеют более сложную конструкцию, и в их состав входит больше деталей. По этим причинам риски неисправностей таких узлов выше, но у них есть и свои достоинства.

Уязвимые места карданных передач

  • подвесных подшипников;
  • крестовин;
  • шлицевых пар.

У автомобилей с передним и полным приводом сюда добавляется ШРУС. При выявлении первых признаков неисправностей карданов необходимо сразу обратиться на СТО.

Поломки проявляются гулом и другими посторонними шумами в карданной передаче, а также в появлении вибрации карданного вала. Езда с неисправным карданом может стать причиной очень тяжёлой аварии. Устранение поломок карданного вала должен выполнять специализированный автосервис, располагающий возможностями для ремонта обычных и необслуживаемых карданов.

Нужна консультация специалиста?

Заполните форму, и наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время. Он ответит на интересующие вопросы и оформит заявку на ремонт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *