Без карданного вала невозможно себе представить автомобиль с системой заднего и полного привода. За несколько десятилетий конструкция этого агрегата не претерпела особых изменений. Разные производители стараются совершенствовать отдельные составные части узла, однако, сам принцип его работы не меняется.
Основное назначение и дополнительные функции кардана
Кардан, являясь частью #трансмиссии, предназначен для эффективной передачи крутящего момента от коробки передач к заднему валу под различными углами. Энергия от вращения двигателя передаётся колёсам достаточно плавно, без рывков, ведь кардан гасит все возникающие вибрации. Это особенно актуально в условиях бездорожья. Благодаря работе кардана автомобиль, сохраняя мягкий ход, может быстро разогнаться на неровной дороге, избегая даже минимальной пробуксовки.
Необходимость использования вала объясняется тем, что мотор находится в другой плоскости, нежели все остальные узлы трансмиссии. Именно #кардан позволяет компенсировать разницу этих высот и обеспечить бесперебойное движение автомобиля.
Карданный #вал может выступать и частью рулевого механизма. Речь в этом случае будет идти о рулевом карданном вале. Соединяя рулевую колонку с рейкой, он заметно увеличивает чувствительность руля и облегчает управление машиной.
Также именно кардан помогает отобрать мощность от двигателя транспортного средства для имеющегося в его структуре специального навесного оборудования. Энергия вращения двигателя плавно переводится карданом на механизм подъёма бороны у сельскохозяйственной техники, на щётку для подметания дороги в уборочной машине. Этот же принцип встречается в работе, например, бетононасоса и автокрана.
Из чего же состоит карданный вал?
Чтобы понять, как реализуется основное назначение кардана, следует разобраться в устройстве данного узла трансмиссии. Если кратко, то в структуру карданного вала (КВ) входит труба, на один конец которой монтируется неподвижная вилка шарнира. Другой её конец соединён уже с подвижной вилкой и раздвижным шлицевым соединением.
Основные элементы
Центральный и промежуточные валы
Центральный вал или карданная ось – основная часть карданного вала. Она представляет собой полую (а потому лёгкую) металлическую трубу, на которую крепятся остальные детали узла. Если передача конструктивно предполагает использование очень длинной трубы, последнюю принято делить на секции, именуемые промежуточными валами. Цельно вытянутую длинную трубу использовать неэффективно, так как она сама становится причиной излишних колебаний, вибраций и толчков всего механизма.
Шарнирный узел
Он служит для передачи энергии вращения двигателя в условиях постоянно изменяющегося угла между составляющими трансмиссии. В его состав входят:
- Скользящая вилка. Она расположена на участке присоединения самого КВ к мосту. В её структуре выделяют плоский диск (фланец) и два рога. В последних имеются отверстия под болты и под крестовину. В качестве основы для крепления подвижной #вилки к мостам или непосредственно к коробке передач выступает ответный #фланец. Смещающаяся вперёд и назад, вилка помогает немного изменять длину кардана.
- Приварная, жёстко зафиксированная вилка. Она служит для соединения валов (основного и промежуточных) между собой. Одна сторона вилки выполняет функцию ведомой, вторая – функцию ведущей. Приварная вилка помогает компенсировать разницу высот между деталями механизма, что очень важно при езде по бездорожью.
- Крестовина. Она выполняется из особо стойкой легированной стали. Закрепляемая посредством игольчатых подшипников между жёстко зафиксированных вилок, #крестовина контролирует угол постоянно меняющегося наклона элементов шарнира. Корректным считается изменение наклона в диапазоне от 0 до 20 градусов. Возможность наклона шарниров в таком разбеге делает возможной максимально равномерную передачу крутящего момента.
- Шлицевое соединение раздвижное (кроме карданов с ШРУС). Оно помогает изменить фактическую длину вала при движении, обеспечивает его «растягивание» при перемещении по неровной дороге. Одной точкой деталь закрепляется непосредственно на коробке передач, второй – на редукторе. В условиях бездорожья интервал между этими точками способен увеличиваться, и кардан в прямом смысле растягивается, немного удлиняясь.
- Эластичная муфта. Она обеспечивает качественную компенсацию угловых и осевых отклонений КВ. Именно благодаря ей удаётся сгладить колебания, предотвращая сильное раскачивание движущейся машины. Эластичная #муфта расположена на участке крепления вала непосредственно к коробке передач. Её гибкость позволяет предотвратить удары узлов трансмиссии о тяжёлую карданную ось.
Кронштейн безопасности
Кронштейн, расположенный под КВ, защищает центральную трубу от падения на дорогу в случае аварийного обрыва любой из частей вала.
Подвесной опорный подшипник
Он считается одним из самых нагруженных элементов многовального кардана, так как принимает на себя его осевую и радиальную нагрузку. Опорный #подшипник надёжно удерживает КВ на месте, но при этом обеспечивает беспрепятственное вращение всех узловых элементов, их плавное раскачивание.
Промежуточный подшипник
Деталь служит для поддержки основного вала, позволяя трубе вращаться в необходимом направлении.
Сопутствующие элементы
- Сальники. Необходимы для качественного уплотнения соединений между деталями, для ещё более эффективного подавления возникающих в процессе езды колебаний.
- Предохранительные муфты. Защищают весь механизм кардана от внешних ударов и чрезмерного его растягивания.
- Кожухи. Защищают весь агрегат от попадания внутрь его пыли, грязи и даже камней.
Реализация принципа работы
Передача крутящего момента при постоянно меняющемся положении вала в пространстве становится возможной благодаря слаженной работе двух важных механизмов. Речь идёт о скользящей вилке и крестообразном шарнире.
Как мы уже упоминали, скользящая вилка позволяет немного увеличить длину вала. Вкупе со шлицевым раздвижным соединением она становится гарантом непрерывности передаваемой энергии даже в периоды резкого смещения вверх или вниз всей подвески и заднего моста.
Шарнир же обеспечивает плавное вращение колёс в условиях постоянно изменяемого угла изгиба КВ.
В качестве заключения
Устройство карданного вала, его длина (число секций), вес, эффективность работы может меняться в зависимости от модели транспортного средства и типа используемой в нём коробки передач. Работу КВ невозможно переоценить, ведь именно благодаря ему #автомобиль может не просто перемещаться. Посредством вала удаётся сделать его движение плавным, мягким и безопасным даже в условиях бездорожья.
Подписывайтесь на канал «Кардан Баланс», чтобы быть в курсе всех самых свежих автомобильных новостей. Мы пишем только о важном для автомобилистов. Конечно не забываем и про карданы.
