В более-менее привычном нам виде карданный вал был использован на автомобиле еще в конце 19-го века. Сегодня без этого узла не обходится практически ни один автомобиль с полным или задним приводом, также он используется и на переднеприводных авто.

А еще можно встретить на многих версиях мотоциклов, отличительной чертой подобных двух или трехколесных является способность самостоятельно двигаться задним ходом.

Что такое кaрдан

Технически, кaрданная передача, это средство передачи вращения между двумя несоосными вaлами. Классический кардан состоит из следующих элементов:

Вaл (труба);
- пара вилок, из которых одна на скользящем шлице;
- пара крестовин;
- два крепежных фланца.

Габариты каждой из составляющих подбираются индивидуально - по массе техники, мощности двигателя, используемым агрегатам (КПП, раздаточная коробка, ведущий мост), а также по особенностям эксплуатации. Так для разнообразных вездеходов (внедорожников) и для скоростных авто одним из основных условий является физическая крепость.

Подобная конструкция была разработана неправдоподобно давно, по крайней мере, итальянский математик и инженер Джироламо Кaрдано, живший в XVI веке что-то очень похожее описал. Часто именно этому человеку приписывают и само изобретение карданного шарнира, но на самом деле он только рассказал об уже существующем и действующем механизме. Но таких исследователей, да еще и способных внятно изложить на бумаге мысли было немного, люди использовали все по принципу «работает, и слава богу», так что точную «дату рождения» с абсолютной точностью назвать пока не может никто.

На ряде машин использование односекционного кардaна нереально из-за большого расстояния между соединяемыми агрегатами. В этом случае передачу делают сборной, из пары и больше валов, а в конструкцию добавляются такие «члены семьи», как промежуточная опора и подвесной подшипник.

Если более подробно, то промопора, это своеобразный кронштейн с хомутом, прикрепленный на кузове, и фиксирующий среднюю часть, продетой в него передачи. Чтобы вращение там осуществлялось без проблем и для снижения износа контактных деталей, в хомуте установлен подвесной подшипник, который напрессовывается на трубу. Как результат - практически исчезают отклонения середины системы от продольной оси и снижаются вибрации.

Очень полезным решением стало подвижное крепление. Шлицевых соединений может быть несколько, но минимум одно из них делают свободным, то есть, длина кaрдана может изменяться за счет того, что вилка (фланец) скользит по наконечнику (либо внутри втулки). Это сделано для того, чтобы компенсировать неизбежные изменения расстояний между сопрягаемыми узлами, возникающие при движении по неровной дороге, росте (уменьшению) количества груза, в поворотах и так далее.

Где используется вал карданный

Наибольшее распространение устройство получило в качестве составляющей трансмиссии - для передачи крутящего момента от КПП до раздатки и редукторов мостов. Кроме этого кардaнная передача используется в рулевом управлении для связи с рулевым механизмом.

Конструктивно оба варианта одинаковы, но могут отличаться по конкретике комплектации, а также по ряду показателей, таких, как прочность, износостойкость и размеры.

Обязательно нужно обратить внимание на один нюанс - максимальным допустимым углом для шарнира может считаться 12-15 градусов. Когда это значение превышено, то гарантированы потери в процессе передачи крутящего момента, затем начинаются проблемы с легкостью проворачивания, и в итоге конструкция перестает быть эффективной. Для передней ведущей оси фактический угол равняется 30, а то и 40 градусам, поэтому применение кaрданных вaлов здесь не только нецелесообразно, но невозможно. Вместо него принято ставить ШРУС - шарнир равных угловых скоростей, принципы действия и характеристики которого заслуживают отдельной статьи.

Чем хорош и что плохого

И раз уж заговорили о ситуациях с невозможностью применения, стоит припомнить еще пару положительных и не очень моментов. Именно прочность главное достоинство кaрданов в сравнении со ШРУСами, поэтому там, где подразумевается большие весовые нагрузки, почти всегда ставится кaрданный вал.

Что касается недостатков, то здесь опять-таки вес (о нем мы еще вспомним), шум и вибрации в работе. Хотя по поводу последних необходимо отметить, что нормальный исправный и сбалансированный кaрдан шумит мало, так что не стоит пренебрегать регулярными техническими осмотрами и обслуживанием. Тем более что ремонт кардана в сервисе или его замена в сборе не так уж и дешево обходятся, а своими силами исправить положение можно далеко не всегда, требуется некоторое специальное оборудование и инструменты.

Из чего делают валы

Так как нагрузка на трансмиссию очень велика и здесь важна прочность, то в серийном автопроме изготовление кaрданных валов предусматривает использование стали определенных марок, что означает немалый вес детали. Для мелкосерийных и эксклюзивных моделей могут использоваться и другие материалы, более легкие, но гораздо дороже по себестоимости.

Для примера: БелАЗовский кaрдан может весить больше сотни килограмм, на крупном МАЗе его масса порядка 50 кг, а на некоторые спортивные BMW делают карбоновые валы, весящие меньше 2 кг.

И это при том, что все тяжелее валы изготавливают из тонкостенных труб - сколько бы весил кардaн МАЗ или КрАЗ будь он сплошным даже представлять не стоит. Хотя очень короткие узлы могут сделать и цельнометаллическими (не полыми), ведь при длине до полуметра разница в весе будет значить гораздо меньше, чем общая прочность. В подобных случаях все может выглядеть даже как два шарнира с небольшой сплошной центральной частью и даже как шарнир, где на хвостовик одной вилки насажен фланец (или другая вилка).

В любом случае, от этого элемента зависит слишком много, чтобы пренебрегать его качеством, особенно это касается грузовых автомобилей, тем более повышенной проходимости. Существует определенный стандарт для каждого кардaна, каждой модификации и, покупая карданный вал у нас в ООО «Лидер», вы можете быть уверены в соответствии всех параметров - размерных, прочностных и технических.

Большинство товаров всегда в наличии, можно оформить предварительный заказ. Цены на продукцию всегда адекватные, при оптовых заказах стоимость корректируется. По необходимости может быть предоставлена отсрочка на оплату. Возможен самовывоз с нашего склада в Москве, либо мы отправим ваш заказ через перевозчиков (доставка до транспортных компаний бесплатная).

Карданный вал - это один из элементов системы трансмиссии на всех заднеприводных авто и моделях с полным приводом. Сегодня популярны переднеприводные модели и многие автолюбители забыли или даже не знают, что такое кардан. Давайте рассмотрим устройство, а также основные функции этого элемента, разберемся с принципом его работы. Также рассмотрим основные недостатки.

Из истории кардана

Карданный вал назвали в честь итальянского специалиста по медицине и математике Джероламо Кардано. Именно он разработал и описал принципы действия шарнирных механизмов, которые соединяют два вала, вращающихся в одну сторону. Кстати, историки утверждают, что нечто похожее уже было у Леонардо да Винчи.

Что такое кардан и когда он появился? Данный элемент впервые применил на практике Луи Рено. Именно он в 1898 году впервые использовал карданный вал в конструкции своих автомобилей. Этот привод чрезвычайно простой, что и поспособствовало тому, что в начале XX века он стал практически безальтернативным. Несмотря на развитие современных технологий, без карданов нельзя обойтись и сейчас. Они применяются в мотоциклах, карьерных внедорожниках, в трансмиссиях полноприводных автомобилей, в заднеприводных моделях.

Устройство

Что такое кардан? Если говорить простым языком, то это полая стальная труба. Полая она для того, чтобы снизить вес автомобиля. Но это еще не все. Привод состоит из пяти компонентов. Кроме трубы в устройстве кардана можно выделить крестовины и наконечники, а также скользящую вилку. Имеются в устройстве также подшипники, уплотнители и другие детали.

Рассмотрим каждый элемент подробнее.

Крестовины и наконечники карданного вала

Это шарниры, имеющие форму креста. Основная задача у них - обеспечивать возможность всем вращающимся элементам трансмиссии работать под переменными углами. Это нужно, чтобы крутящий момент передавался плавно. Тогда КПД крестовин очень высокий.

Когда углы вращения в процессе движения становятся выше 20 градусов, на крестовину оказываются чрезмерные нагрузки. По этой причине кардан разбалансируется. Это частая неисправность.

Скользящая вилка

Это узел, который отвечает за соединение концов промежуточного и карданного вала. На последних имеются шлицы. Применение скользящей вилки обуславливается тем, что система подвески в процессе преодоления различных препятствий может существенно растягиваться.

КПП или раздаточная коробка, с которой соединен кардан одним своим концом, жестко зафиксирована на кузове. А вторая точка, к которой подключается вал, сопрягается с подвеской. При наезде на препятствие, расстояние между редуктором мостов и трансмиссией может увеличиваться. В этом случае кардан должен растягиваться, и способствует этому скользящая вилка.

Промежуточный подшипник

Он нужен для поддержания основного вала. Также подшипник обеспечивает валу свободное вращение.

В зависимости от того, сколько секций имеет кардан, может быть два, три и больше промежуточных подшипников.

Виды валов

Итак, мы знаем, что такое кардан. Но нужно заметить, что они бывают разных видов. Так, существуют элементы с одной или с большим количеством секций.

Вал с одной секцией чаще всего применяется в полно- и заднеприводных автомобилях, где нужна максимально быстрая передача крутящего момента. Многосекционный кардан можно встретить в стандартных легковых или грузовых автомобилях.

Преимущества и недостатки данной передачи

Теперь, когда понятно, что такое кардан у машины, стоит рассмотреть плюсы и минусы шарниров такого типа. Конструкция кардана имеет существенное преимущество: данный механизм способен выдерживать огромнейшие нагрузки, которые терпит трансмиссия при езде по дорогам с покрытием и в условиях пересеченной местности.

Единственный минус - это большой вес кардана, который отображается на снаряженной массе. Это влияет на динамику автомобиля и на расход топлива. Кроме того, процесс монтажа кардана требует наличия туннеля на дне автомобиля (а это добавляет неудобства пассажирам). Наконец, данный шарнир во время вращения создает шум и вибрации.

Типичные неисправности

Говоря о том, что такое кардан в машине (фото данного элемента есть в нашей статье), нельзя не рассмотреть его типичные неисправности и их признаки. Ведь так как это шарнир для передачи крутящего момента, он испытывает большие нагрузки.

Вал является самым крепким элементом всей конструкции. Его ресурс может составить более 500 тысяч километров (для грузовиков - вдвое больше), однако элемент можно и легко повредить.

Стальные полые валы имеют свойство деформироваться при наезде на препятствие. Также деформации возникают при обрыве шарниров. Диагностируется данная неисправность по повышенным вибрациям из-под днища автомобиля. Некоторые умельцы выравнивают карданные валы. Но лучше не рисковать.

Крестовина

Наиболее распространенная проблема, возникающая в процессе эксплуатации карданных валов, - это износ крестовины. Если неисправность заключается именно в ней, то работа будет сопровождаться характерными щелчками при начале движения автомобиля, в процессе разгона, а также при сбросе газа.

Подшипник

Это тоже достаточно распространенная поломка. Случается она тогда, когда ресурс подшипника полностью выработан. Решит названную проблему только замена подшипника. Узнать о подшипнике, который уже отработал свое, можно по характерным стукам.

Нарушение баланса карданной передачи

Большинство автолюбителей, которые владеют задне- и полноприводными автомобилями, знают, что такое кардан в машине, но ни разу не сталкивались с проблемами нарушенной балансировки. Хотя нужно сказать, что явление это достаточно частое.

Если есть симптомы разбалансировки, то неисправность стоит устранить - это может быть опасно. Нарушение баланса ведет к тому, что вращающиеся детали будут быстро изнашиваться. Есть масса причин нарушения баланса, а проявляется данное явление в виде вибраций.

И одной из самых популярных причин нарушения баланса является брак. Также нередки случаи, когда баланс нарушается по причине деформаций. Бывали случаи, что неверно закрепленный кардан приводил к характерным вибрациям.

Важно не только знать, что такое кардан в автомобиле, но и понимать, что угол крутящего момента ограничен. Наиболее оптимальный размер углов колеблется в пределах от 0 до 20 градусов. В данном случае мотор будет работать максимально производительно. Если угол неверный, крестовина будет действовать практически на износ. А это, конечно же, скажется на поведении автомобиля.

Если есть нарушение баланса, определить его лучше всего на специальном стенде. Именно при помощи оборудования можно точно выявить, почему возникла названная проблема. Также на стенде можно выполнить балансировку. Вначале вал балансируют с учетом шарниров, затем обращают внимание на зазоры.

Разрушение пыльников

Казалось бы, данная неисправность совсем незначительная, но она может привести к серьезным последствиям. Те, кто знают, что такое кардан на машине, тщательно следят за состоянием пыльников. Дело в том, что вал расположен непосредственно под машиной, а значит, подвержен воздействию грязи и пыли. Шарниры и крестовины защищены пыльниками. Когда же те разрушаются, подшипники шарниров не смазываются, и начнется их повышенный износ. Нужно тщательно следить за состоянием пыльников. Это поможет продлить жизнь крестовин и карданной передачи в целом.

Карданная передача играет важную роль в работе всего автомобиля. С ее помощью передается вращательный момент между осями валов, которые располагаются друг к другу под прямым углом. Карданная передача передает вращательный момент при управлении рулем и в силовых передачах.

Данная передача способствует правильному соединению некоторых важных частей, как:

Двигатель машины с коробкой передач;

Соединяется раздаточная коробка с коробкой передач;

С коробкой передач;

Агрегат распределяющий вращательный момент вместе с главной передачей;

Колесный движитель с механическим устройством, дифференциалом.

Карданная передача имеет сложное строение, но нужно знать, что главной ее частью считается карданный шарнир. Именно по конструкции этого шарнира и различаются типы карданных передач: шарниры угловых скоростей с равными и неравными углами, упругий и жесткий полукарданный шарнир.

Последний разновидность карданной передачи не устанавливается в транспортных средствах, так как он не соответствует всем требованиям и нормам по надежности и безопасности работы автомобиля.

Карданная передача в автомобиле с шарниром угловых неравных скоростей

Такой тип крестовины, так в разговоре просто называют карданная передача или же кардан автомобиля. Такой тип кардана устанавливается только в заднепроходных автомобилях или же в полноприводных транспортных средствах. Состоит карданная передача еще из вала, на который устанавливается карданный вал. В некоторых случаях используют промежуточную опору. На двух концах вала находятся соединительные устройства.

Кардан некоторых автомобилей может состоять не только из одного вала, но также и из двух. Особую роль во вращательном моменте играет именно длина этого вала. Если в схеме находится два вала, то первый называется промежуточный, а другой определяют как задний кардан.

Два вала соединяются промежуточной опорой, которая находится между ними и фиксирует их. После же промежуточная опора прикрепляется к самому кузову или просто раме машины. В результате работы длина вала может изменяться. В таких случаях длину одного вала изменяют и выполняют на нем шлицевое соединение.

Карданная передача в автомобиле с шарнирами из равных угловых скоростей

Кардан автомобиля такого типа часто используется в переднеприводных автомобилях. Его используют, чтобы соединить дифференциал вместе с колесным движителем. Карданная передача в автомобиле имеет два одинаковых шарнира, которые соединены с валом, который передает вращательный момент. Близлежащий шарнир около вала называют внутренним, ну а шарнир с противоположной стороны определяют как внешний.

Передний кардан должен обеспечивать низкий уровень шума при работе с любым видом шарниров. Такой тип шарнира можно использовать и для автомобилей с задним приводом. Шарнир равных угловых скоростей можно называть просто ШРУС выглядит как обойма, которая находится в корпусе. В середине обоймы при работе движутся постоянно шарики.

Нарушение балансировки карданной передачи автомобиля

Многим автомобилистам приходится познакомься со многими проблемами во время эксплуатации своего автомобиля. Часто они сталкиваются с нарушением работы карданного вала. Данная проблема встречается очень часто и это проблема считается очень опасной, так как из-за нее может произойти авария.

Разбалансировка карданной передачи в автомобиле может привести к быстрому изнашиванию некоторых деталей. Кардан автомобиля нарушает свою работу по многим причинам. Основной причиной считаются вибрации, которые могут проявляться в двигателе во время работы автомобиля. Нарушение равновесия часто кроется в обычном заводском дефекте самого карданного вала. Карданный вал может быть испорчен в результате внешнего воздействия.

Последствия неправильной работы кардана

Карданная передача в автомобиле должна работать правильно. В результате возникновение дисбаланса могут возникнуть серьезные последствия. При нарушении баланса карданного вала увеличиваются нагрузки на разные детали главного агрегата машины. Это приводит к быстрому износу и в дальнейшем проведению ремонта.

Определить уровень баланса и его нарушение можно только на специализированных станциях, где профессионалы с помощью специального оборудования смогут любого автомобиля. Именно наличие специального оборудование дает возможность для определения баланса вала. Вначале балансировка проводится с шарнирами, а потом измеряются зазоры в местах с крестовинами.

При правильной сборке зазоры должны соответствовать определенным нормам и при этом не должно быть никаких погрешностей. Производители часто не уделяют внимание зазорам и поэтому они не отвечают нормам, что потом приводит к серьезным последствиям.

Если Вы почувствовали вибрацию двигателя во время езды, то следует сразу же обратиться к специалистам за помощью.

Автомобиль очень сложный механизм, состоящий из множества деталей, которые выполняют своеобразную функцию. Среди всего этого разнообразия можно выделить карданный вал, играющий одну из ключевых ролей для движения устройства.

Данные части имеют довольно простую структуру в сравнении с другими узлами, но без них автомобиль теряет свою функциональность. Более подробно можно узнать на специализированных форумах, а также вы сможете приобрести их для вашей марки авто.

Основные понятия

Передача энергии от коробки передач на задние колеса в автомобиле происходит специальным образом. В качестве соединительного элемента здесь выступает карданный вал, который и осуществляет эту передачу.

Существует несколько видов таких изделий, которые отличаются как конструкцией, так и предназначением. Карданный вал — это своеобразный механизм, позволяющий передать энергию двигателя на дифференциал, который производит распределение этой силы на колеса.

Состоит карданный вал из нескольких основных частей:

1. Подвесного подшипника.
2. Двойного одноименного шарнира.
3. Скользящей вилки.
4. Различных видов уплотнителей и креплений.

Данное изделие может состоять из нескольких составных частей, что приводит к значительному увеличению веса автомобиля. Применяют карданные валы во многих подобных механизмах.

Основные виды

Существует несколько способов классификации таких изделий. Среди всех видов их можно разделить:

1. Согласно назначению карданные валы бывают основного и вспомогательного типа. Первый вид изделий используется также как основание для всех видов механизмов приводов ведущих колес. Второй вид устройств выполняет вспомогательную роль и может использоваться для организации работы лебедок, насосов и других подобных механизмов.
2. По строению и расположению карданы можно разделить на передачи закрытого и открытого типа.
3. Также существуют механизмы с наличием компенсации осевого смещения. Данные устройства являются универсальными. Когда такого не предусмотрено конструкцией их называют простыми.

Карданный вал — очень важный составной элемент автомобиля, от которого зависит его работоспособность. Правильная настройка механизма позволит вам обеспечить эффективную работу всей системы.