Конструкция и ремонт карданной передачи газель некст

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

Оснащенные шарниром неравных угловых скоростей (классическая карданная передача автомобиля);
Оснащенные ШРУС (шарнирами равных угловых скоростей);
Оснащенные полукарданными упругими шарнирами;
Оснащенные жесткими полукарданными шарнирами.

Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.

Упругие шарниры представляют собой резиновую муфту, способную передавать момент при изгибах не более 8°. Резина достаточно мягкая, поэтому вал, имеющий подобное строение, обеспечивает плавное начало движения и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания.
Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

Конструкция

Карданный шарнир является самой важной частью вала. В целом, устройство карданной передачи включает в себя:

вал и ось узла;
две вилки, размещенные на концах вала и оси;
крестовина;
подшипники (игольчатые);
сальники;
фиксирующие элементы.

Устройство карданного вала

Вилки располагаются под углом 90 град между собой. Одна из них располагается на валу, а вторая – на оси, которая передает или принимает крутящий момент. С этими осями вилки соединяются при помощи фланцев.

В вилках проделаны проушины, в которые устанавливается крестовина с подшипниками. Фиксирующие элементы предотвращают самовольное разъединение составных частей. В общем, конструкция достаточно проста, что обеспечивает надежность шарнира.

Приводные валы обеспечивают передачу при несоосном положении узлов, но при этом во время движения расстояние между составными элементами, соединенными приводом, может меняться. И этот фактор также предусматривается конструкцией привода. Для этого сам карданный вал изготовлен в виде пустотелой трубы, соединенной с валом вилки при помощи шлицевого соединения.

Устройство игольчатого подшипника крестовины

Обычно карданная передача является необслуживаемой. Для снижения трения в подшипники на стадии изготовления закладывается смазка, вытеканию которой препятствуют имеющиеся сальники. Но также есть и обслуживаемые шарниры. Их особенность заключается в том, что в крестовине проделаны специальные каналы и установлена пресс-масленка. При обслуживании привода смазка пополняется при помощи технического шприца.

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Данный тип передачи широко используется в автомобилях с передним приводом. При помощи неё соединяется дифференциал и ступица ведущего колеса. Передача имеет два шарнира – внутренний и внешний, соединенных валом. ШРУСы часто применяются и в автомобилях с задним приводом, в полноприводных авто.

Дело в том, что шарниры равных угловых скоростей более современны и практичны, к тому же, уровень шума от них значительно ниже, чем от ШНУС. Самым распространенным из существующих является шарнир равных угловых скоростей шарикового типа. ШРУС передает крутящий момент от ведущего до ведомого вала.

Они движутся по специальным канавкам. В результате, крутящий момент равномерно передается от ведущего вала к ведомому при условиях изменения угла. Сепаратор удерживает шарики в нужном положении. «Граната» защищается от воздействия внешней среды «пыльником» — защитным кожухом.

Обязательным условием долгого срока службы ШРУСов является наличие в них смазки. А наличие смазки, в свою очередь, обеспечивается герметичностью самого шарнира. Отдельно стоит сказать о безопасности ШРУСов. Если в «гранате» слышится треск или шум, то её незамедлительно нужно менять.

Проверка состояния карданного вала

Проверку состояния кардана проводят, если появилась вибрация при движении на высокой скорости, гул, шум, стуки, которых раньше не было. Для проверки карданного вала необходим подъемник, эстакада или смотровая яма. Если проверка проводится на яме или эстакаде, необходимо поднять заднюю (если проверяете передний карданный вал, то переднюю) сторону автомобиля так, чтобы колеса свободно вращались. О том, как безопасно поднимать автомобиль, читайте в статье (Замена и восстановление амортизаторов).

Проверка проводится в несколько этапов:

Проверка затяжки соединительных элементов (крепление эластичной муфты, фланцевого соединения и подвесного подшипника). Все соединения должны состоять из болта, гроверной шайбы и гайки. Если где-то нет гроверной шайбы, то велика вероятность, что под действием вибрации гайка открутится и болт выпадет. Момент затяжки должен соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации.
Проверка состояния эластичной муфты. Для этого необходимо медленно крутить карданный вал и внимательно осматривать состояние муфты. При обнаружении разрывов, трещин и других повреждений муфту необходимо заменить.
Проверка состояния шлицевого соединения. Чтобы проверить соединение, одной рукой держите вал, другой пытайтесь вращать эластичную муфту в разные стороны. При обнаружении даже незначительного люфта, кардан и соединение необходимо заменить.
Проверка состояния подвесного подшипника. Чтобы проверить подшипник, одной рукой обхватите вал до него, другой после и подергайте в разные стороны. Если обнаружили хотя бы небольшой люфт, замените крестовины.
Если все это не помогло, необходимо проверить балансировку с помощью специального стенда. Для проведения этой операции обратитесь в крупный автосервис, в котором есть соответствующее оборудование.

Карданная передача

Валы с узлами неравных угловых скоростей имеют обозначение «карданная передача» (или просто – кардан). Как уже отмечено, устанавливается она на машинах с задним и полным приводом. Также она используется не только в конструкции трансмиссии авто. Ее устанавливают и в рулевом управлении, но задачи у нее там несколько иные, хотя устройство карданной передачи идентично.

В рулевом механизме зачастую вполне возможно разместить валы соосно. Шарнир в устройстве вала рулевой колонки нужен для того, чтобы он мог «ломаться», что значительно снижает вероятность нанесения травм водителю при фронтальном столкновении. В общем, использование шарнира сделало рулевую колонку травмобезопасной.

Конструктивное исполнение авто и иной техники сказывается на количестве используемых карданных передач. В целом валы с карданами могут располагаться между:

Силовой установкой и коробкой передач;
КПП и раздаточной коробкой;
КПП и главной передачей заднего моста;
Раздаткой и главными передачами мостов (переднего, заднего, промежуточного).

Расположение карданных передач на примере трансмиссии Xdrive

Комбинация может быть самой разной. Также в некоторых случаях, когда необходимо передать вращение на большее расстояние, передача может состоять из двух валов с шарнирами, и промежуточной опоры.

Из чего состоит карданный вал?

Хотя, на первый взгляд, карданный вал кажется простым элементом, труба да и труба, но в действительности его устройство немного сложнее. Давайте познакомимся с этим вопросом ближе. Состоит герой нашей сегодняшней статьи из таких элементов:

подвесной подшипник;
вилка скользящая;
крепления;
сам карданный вал;
крестовина;
уплотнители.

Привести все существующие типы карданных валов к какому-нибудь одному знаменателю очень трудно. Дело в том, что эти устройства используются в огромном количестве разнообразной техники и, как следствие могут иметь различное исполнение.

К примеру, карданный вал может быть составлен из нескольких секций, а может быть и односекционный (такое обычно встречается у спорткаров). Во втором случае конструкция элементарна – это просто стальная труба, оба конца которой венчают крестовины карданного вала и наконечники.

Если секций больше одной, то и крестовин также становится больше – они нужны для сопряжения вращающихся под разными углами валов.

Ещё одна важная деталь конструкции — подвесной подшипник карданного вала. Он является опорой для всей конструкции и удерживает её на месте, не мешая вращаться. Подшипник закреплён к кузову машины, и в зависимости от количества секций кардана этих деталей может быть несколько.

Рекомендуем: Женщина и автомобиль – это больше чем дружба

В целом же кардан является достаточно надёжным узлом автомобиля. Его создавали с учётом высоких нагрузок и он, как правило, отлично справляется со своей задачей. К недостаткам этого узла относят достаточно большой вес и габариты, помимо этого в заднеприводных и полноприводных авто из-за своего расположения под днищем он «съедает» часть полезного пространства салона.

Вот так, коллеги-автолюбители, мы кратко прошлись по основным вопросам, связанным с карданным валом автомобиля.

До новых встреч, и не забывайте заглядывать блог, чтобы не пропустить свежие и интересные публикации.

Тэги

трансмиссия

Неполадки, поломки кардана

Не часто, но встречается, что карданный вал стучит. Такие стуки могут возникать во время резкого старта, при переключении скоростей.

Причины появления шума:

Ослабли болты крепления фланцев и соединительной муфты коробки передач.
Увеличенный зазор в раздвижном шлицевом соединении.
Большой зазор в подшипниках крестовины.

Причины вибрации карданного вала при движении:

вал деформировался;
кардан установлен не по меткам;
валы разбалансированы;
изношена втулка фланца промежуточной муфты или кольца центрирующего вторичного вала коробки передач;
подвесной подшипник имеет увеличенный зазор;
ослабли болтовые соединения поперечной опоры;
большой зазор в игольчатых подшипниках крестовинах;
ослабли крепления соединения вилки;
отсутствие смазки в шлицах вала.

Почему вытекает смазка

Соединения, имеющие смазку, уплотнения, часто разгерметизируются и происходит вытекание смазывающего вещества (Литол-24 и т.д.).

Причин всего две:

Изношен сальник шлицевого соединения.
Изношен сальник подшипников крестовин.

Как устранить причины неполадок кардана:

Постучать по резьбовым соединениям, проверить, если ослабли, сделать протяжку.
Если большой люфт в шлицевом соединении, то вал надо разобрать, посмотреть, скорее всего его придется менять.
При большой зазоре крестовины, ее заменить.
Деформированные детали карданного вала заменить или заменить в сборе.
Если карданный вал был установлен не по меткам, разобрать, установить по меткам.
Если есть биение вала, надо проверить его на изогнутость. Снять, покрутить. Конечно, для этого нужен специальный стенд, который покажет, согнулся вал или нет, но и на глаз видно бывает, вал ровный или нет.
Заменить сальники, если течет смазка.

Особенности функционирования

Главная особенность, которая является и недостатком этого шарнира, — неравномерная циклическая передача вращения. То есть, из-за имеющегося угла между валами ведомая часть привода переменно то обгоняет, то отстает от ведущей. Из-за этой особенности шарнир и называется «неравных угловых скоростей». Поэтому в переднем приводе валы с таким устройством не используются.

Особенность принципа работы карданной передачи учитывается конструкцией. Чтобы частично компенсировать неравномерную передачу, в устройстве привода используется одновременно два и больше шарнира. Также на легковых авто нередко можно встретить и полукарданный упругий элемент.

Чтобы имеющиеся карданы компенсировали цикличную неравномерную передачу, их еще необходимо правильно разместить относительно друг друга. Для этого шарниры располагают синхронно, а не со смещением между собой. То есть, внутренние вилки, установленные на трубчатом валу, и внешние, соединяемые фланцами с осями узлов, установлены в одной плоскости.

Полукарданный упругий элемент конструктивно очень схож с шарниром неравных угловых скоростей. У него также имеются две вилки, но соединены в единую конструкцию они при помощи эластичной (резиновой) вставки. Бывают конструкции и с фланцевым соединением.

Несмотря на свой недостаток, карданы достаточно широко используются. И способствует этому высокая надежность шарнира и неприхотливость к условиям работы. Это позволяет карданную передачу оставлять открытой, без каких-либо защитных элементов.

В целом, карданная передача может отработать очень длительный срок без какого-либо обслуживания. Выход из строя шарнира может вызвать только попадание внутрь подшипников загрязняющих веществ из-за поврежденных сальников. И то, к поломке это сразу не приведет. Кардан станет негодным для использования только при значительном износе игольчатых тел качения подшипников. Сам шарнир является неремонтируемым и при износе он просто заменяется.

Основные неисправности, их признаки

Самым прочным механизмом в конструкции является сам вал. Его отливают из крепкого сплава, который способен выдерживать предельные нагрузки. Поэтому нужно сильно постараться, чтобы повредить его. Как правило, это механические повреждения при ДТП.

В целом основные неисправности можно разделить на несколько видов:

Вибрация – при трогании с места или в движении могут возникать сильные или слабые вибрации. Это первый признак повреждения подшипников крестовины. Также, проблема может говорить о неправильной балансировке вала, такое случается после его механического повреждения.
Стук – характерный стук при движении с места, будет означать, что болты крепления или шлицы износились. В таком случае, лучше всего сразу обратиться на СТО, дабы проверить целостность соединения.
Течь масла – можно обнаружить небольшие масляные капельки в местах расположение подшипников и сальников.
Скрипы – они могут появляться в момент нажатия педали газа. В большинстве случаев, скрипы могут быть связаны с неисправностями шарниров. С появлением коррозии, крестовины может заклинивать, что приводит к повреждению подшипника.
Неисправность подвижного подшипника – выявить проблему можно по характерному шуршанию в области движущей части вала. При нормальной работе, механизм не должен издавать никаких звуков, все движения плавные. Если слышно шуршание, скорей всего выходит из строя подшипник. Проблема решается только полной заменой неисправной части.

В редких случаях, когда происходит механическое повреждение основного вала, сильная вибрация может исходить из-за его неправильной геометрии. Некоторые умельцы, рекомендуют вручную исправить геометрию трубы, но это неверное решение, которое может привести к быстрому износу всей конструкции. Лучшим решением будет полная замена поврежденных элементов.

Промежуточная опора — карданная передача

Промежуточная опора карданной передачи, полностью унифицированная с промежуточной опорой автомобиля ЗИЛ-130, состоит из шарикового подшипника с напрессованными на него стальными штампованными крышками. Подшипник устанавливают на шлицевой втулке промежуточного карданного вала. Вместе с крышками он заключен в резиновую подушку 6, установленную в кронштейне, укрепленном на раме автомобиля.

Подшипник промежуточной опоры карданной передачи ГАЗ-53А, смонтированный в резиновой обойме, смазывают через пресс-масленку, расположенную в нижней части задней обоймы сальника. У автомобиля ЗИЛ-130 он смазывается через масленку, ввернутую в его крышку. Для смазки подшипников открытых промежуточных опор применяют универсальную тугоплавкую, водостойкую смазку УТВ.

Конструкция большинства промежуточных опор карданных передач современных автомобилей свидетельствуют о стремлении найти такие конструктивные решения, чтобы получить по возможности наиболее низкую частоту собственных колебаний промежуточной опоры и вывести ее из зоны рабочей частоты вращения карданной передачи.

У автобуса ЗИС-155 диск тормоза закреплен на заднем конце вала промежуточной опоры карданной передачи, а кронштейн тормоза прикреплен на корпусе опоры.

Механизмы приводятся от двигателя базового автомобиля через коробку передач, карданный вал и коробку отбора мощности II, установленную вместо промежуточной опоры карданной передачи I шасси.

Механизмы приводятся от двигателя базового автомобиля через коробку передач, карданный вал и коробку отбора мощности / /, установленную на месте промежуточной опоры карданной передачи / шасси. Если блок / шестерен коробки находится в крайнем правом положении, то движение от коробки / / передается через карданную передачу / / / на задний ведущий мост шасси базового автомобиля. Механизмы крана приводятся, когда блок шестерен / переключен в крайнее левое положение. От коробки отбора мощности / / через карданную передачу движение передается нижнему коническому редуктору IV и от него через вертикальный вал и конические шестерни 2 — промежуточным валам 6 и 15 реверсивно-распределктельного механизма VI. На промежуточном валу 6 смонтирован шкив клиноременной передачи 7 привода компрессора V системы управления краном, а на промежуточном валу 15 — шестеренный насос X, подающий в компрессор V масло.

При ТО-2, кроме работ ТО-1, проверяют крепление картеров и крышек всех агрегатов, гаек, шпилек, полуосей, состояние и крепление промежуточной опоры карданной передачи, зазоры в шарнирах и шлицевых соединениях карданной передачи.

Причины: ослабление крепления или износ подшипника промежуточной опоры карданной передачи.

Крутящие моменты на валах трансмиссии. а — образец осциллограммы. б — нормированные спектральные плотности крутящих моментов.

В трансмиссии автомобиля имеют место изгибные и крутильные колебания. Изгибные колебания влияют на долговечность картеров маховика и сцепления, удлинителя коробки передач, элементы промежуточной опоры трехшарнирной карданной передачи и детали главной передачи.

Встроенные в трансмиссию базового автомобиля коробки ( коробки первого типа) применяют на кранах с механическим приводом КС-2561К-1 и с гидравлическим приводом КС-2571А-1. Крутящий момент от коробки передач шасси автомобиля передается через промежуточный карданный вал 3 ( рис. 35) коробке 2, которая является одновременно и промежуточной опорой карданной передачи. Карданный вал 1, передающий движение заднему мосту шасси имеет скользящую ( на шлицах) втулку, карданный вал 3 выполнен жестким.

Эксплуатация и возможные неисправности карданной передачи

Бережная эксплуатация автомобиля позволяет шарнирам карданного вала и шаровым шарнирам передних валов сохранить свою работоспособность надолго, как минимум до 100 тысяч побега. Что касается труб, то при отсутствии механических повреждений их можно использовать долгие годы без замены, в противном же случае изогнутый механизм стоит просто заменить новым

Следует уделять внимание состоянию чехлов шарниров и заменять их при любом повреждении, уберегая тем самым шарниры

Сокращение работоспособности шарниров могут спровоцировать резкие разгоны, пробуксовка в грязи, неправильный выбор скоростей, долгие поездки по снежным и грунтовым дорогам с глубокими колеями.

О неисправности карданной передачи можно узнать по появившимся посторонним звукам или рывкам автомобиля при движении. Существует несколько причин потери работоспособности карданной передачей, и среди них такие:

износ карданных шарниров;
деформация карданных валов;
повреждение или износ сальников;
повреждение защитного чехла шарнира;
износ подшипников;
ослабление соединительных механизмов.

Данные неисправности очень легко устранить, заменив поврежденные детали или подтянув крепежные детали.

Дополнительный привод управления сцеплением

Принципиальная схема дополнительной механической системы управления механизмом сцепления на автоцистерне

1 – выжимной подшипник; 2 – вилка; 3 – педаль; 4 – муфта; 5 – контргайка; 6 – малая тяга; 7 – стержень; 8 – кнопка; 9, 12, 18 – рычаги; 10 – защёлка; 11 – зубчатый сектор; 13 – промежуточная опора; 14 – большая тяга; 15 – ось; 16 – промежуточная тяга; 17 – пружина; 19 – валик

Дополнительная система управления механизмом сцепления предназначена для отключения (включения) пожарного насоса от двигателя шасси. На рисунке показана принципиальная схема механической дополнительной системы управления сцеплением пожарной автоцистерны (применялась на АЦ моделей 63Б и 137А ранних выпусков, ПМ-548 и ряде других).

В насосном отделении пожарного автомобиля установлен рычаг 9 сцепления и зубчатый сектор 11. Для выключения сцепления необходимо нажать пальцем на кнопку 8, которая через стержень 7 выведет из зацепления с зубчатым сектором защёлку 10, а рычаг сцепления перевести в положение «на себя» и зафиксировать его в крайнем заднем положении (по направлению стрелки). При этом переместится малая тяга 6, поворачивая рычаг 12 промежуточной опоры 13 с одновременным перемещением большой тяги 14, на которую навёрнута муфта 4 с прорезью. Далее муфта воздействует через ось 15 педали сцепления и промежуточную тягу 16 на рычаг 18 валика 19 сцепления. Вилка 2 валика действует на выжимной подшипник 1, обеспечивая выключение сцепления. При нажатии в кабине водителя на педаль 3 сцепления нижняя её ось свободно перемещается по прорези муфты 4, не воздействуя на систему тяг дополнительной системы управления сцеплением. Возвращение педали сцепления в исходное положение происходит под действием возвратной пружины 17. Свободный ход педали сцепления регулируют изменением положения муфты 4, установленной на промежуточной тяге. Величина свободного хода педали сцепления должна соответствовать нижнему пределу диапазона, установленного заводом изготовителем шасси. Например, если на автомобиле ЗиЛ-131 величина свободного хода составляет 35…50 мм, то для автоцистерны на этом шасси следует выставить величину свободного хода 35-40 мм (не более). При большей величине свободного хода из-за неизбежных люфтов привода будет происходить неполное выключение сцепления.

Для регулировки длины тяг системы управления сцеплением необходимо рычаг сцепления в насосном отделении поставить в крайнее переднее фиксированное положение, освободить контргайку 5 большой тяги и вращением муфты 4 установить требуемую длину тяг. При переводе рычага сцепления в крайнее заднее положение добиться такого положения, чтобы при нажатии на педаль сцепления её свободный ход был в пределах требуемой величины. При переводе рычага сцепления в крайнее заднее фиксированное положение сцепление должно быть полностью выключено так, чтобы при работающем двигателе и включённой КОМ карданный вал к насосу не вращался. По окончания регулировки контргайки затянуть.

Вывод по вопросу: для удобства работы на пожарных автомобилях предусмотрен дополнительный привод сцепления.

Промежуточная опора приводного вала

Длина карданного вала решающим образом влияет на критическую частоту вращения, уровень вибраций и шума. Именно поэтому на автомобилях с высокооборотным двигателем часто используют продольные валы из более коротких отдельных секций с промежуточной (средней) опорой для обеих половин вала.

Промежуточная опора представляет собой подшипник качения, заполненный смазкой на весь срок службы и имеющий уплотнения с обеих сторон. Через вулканизированную резиновую подушку он эластично крепится к шасси (днищу кузова) болтами (рис. 7 «Исполнение и расположение промежуточной опоры карданного вала«). Такая опора способствует снижению шума и уровня вибраций при движении автомобиля.

Пример HTML-страницы

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: