Eurosar.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как изготавливают карданный вал для автомобиля?

Некоторые особенности карданных валов грузовиков европейских марок

Карданная передача – изобретение итальянского математика, инженера, философа, медика и астролога Джероламо Кардано, жившего в XVI веке, увековечило его имя. Механизм, названый в честь изобретателя, на четыре века старше самого первого автомобиля и, естественно, не для машины был изобретен. Но в итоге оказался неотъемлемой частью трансмиссии автомобилей с задним и полным приводом.

Предназначение карданной передачи с XVI века почти не изменилось: это передача крутящего момента от ведомого вала к ведущему при изменяющемся угле взаимного расположения друг к другу. Касательно грузовых автомобилей, карданная передача может соединять коробку переключения передач (КПП) с раздаточной коробкой или валом редуктора, раздаточную коробку – с валом редуктора ведущего моста. При этом не происходит практически никаких потерь силы крутящего момента. Коэффициент полезного действия (КПД) карданной передачи равен 0,985 – 0,99.

Конструктивно в состав карданной передачи грузовых машин входит: фланец-вилка, крестовина со шлицевым соединением, приварная вилка (вилка в трубу), валы (по способу изготовления либо полые – из трубы, либо сплошные – из прутка).

В грузовых автомобилях европейских производителей карданный привод состоит из одной либо двух частей, соединенных через промежуточную опору – подвесной подшипник. Конструкция из нескольких валов повышает надежность механизма, так как позволяет избежать воздействия, распределенного по длине остаточного дисбаланса, при котором длинные валы могут изгибаться и вызывать чрезмерную вибрацию.

На грузовых автомобилях европейских производителей DAF, Iveco, MAN, Mersedes-Benz, Renault, Scania и Volvo в течение последних двух десятилетий XX века устанавливались валы собственного производства. В начале 2000-х годов был совершен постепенный переход на использование карданных валов от компании ZF. В настоящее время европейские грузовики «наматывают мили» на кардан компании ZF, в том числе и по дорогам России. Исключение составляют Scania: производитель по-прежнему устанавливает на автомобили карданные передачи собственного производства.

Особенности конструкции карданных валов европейских грузовиков

Scania – карданный вал собственного производства. Фланец («ласточкин хвост») по внешнему виду легко отличить от карданных валов других производителей. Вал изготовлен из трубы. Это и есть «слабое звено». Сталь трубы вала карданной передачи Scania излишне пластичная («пластилиновая») и легко гнется из-за перегрузок. При этом карданные валы производства Scania на рынке запчастей – одни из самых дорогостоящих. Взаимозаменяемость с карданными валами автомашин других марок отсутствует. Вероятно, поэтому на некоторые новые модели Scania все-таки начали устанавливать карданные валы ZF.

Volvo – ранее на грузовики Volvo устанавливались карданные валы собственного производства, при этом взаимозаменямы с карданами от Renault. На фланцах карданных валов, одинаковых по диаметру и геометрии, обоих производителей было по 12 отверстий. Новые автомобили Volvo выпускаются с карданными валами ZF и имеют по 4 отверстия на фланцах.

Renault – карданные валы Renault имеют достаточно хорошие ходовые характеристики и большой запас прочности. Они взаимозаменяемы с карданными валами Volvo, так как имеют практически одинаковые фланцы. Карданные валы и КПП ZF начали устанавливаться на грузовики Renault начиная с конца 90-х годов прошлого века.

DAF– фланец карданного вала имеет 10 отверстий, но отличается формой от фланцев валов Mersedes и MAN старого образца. С начала 2000-х годов компания перешла на установку в выпускаемых автомашинах карданных валов ZF с 4-мя отверстиями на фланце.

Поломки карданного вала Mersedes -Benz случаются крайне редко. Эти валы долговечны и устойчивы к перегрузкам, так как изготавливаются из высокопрочной стали. На фланце – 10 отверстий.

Фланцы карданных валов MAN и Iveco так же с 10 отверстиями и имеют конструктивное сходство с Mersedes-Benz. С 90-х годов на грузовых автомобилях Mersedes-Benz и MAN, а с начала 2000-х – на Iveco также устанавливаются карданные валы компании ZF.

Основные неисправности карданных валов и варианты ремонта

В странах СНГ, да и не только, все еще «бегают» грузовики-европейцы образца 90-х годов с карданными валами собственной марки. Найти замену старому карданному валу в случае его поломки с каждым годом становится все труднее. Таким образом, несмотря на некоторую унификацию карданных валов на европейском грузовом транспорте, разнообразие в их конструкции существует, что усложняет и делает дороже ремонт.

Поломки в карданных передачах европейских грузовиков – явление достаточно распространенное. Изнашиваются крестовины, посадочные места, приводящие к увеличению зазоров в местах сочленения, что способствует возникновению дисбаланса карданного вала (возникновение вибрации, которая изменяется при изменении частоты вращения вала).

Замену или ремонт неисправного карданного вала, в том числе при возникновении дисбаланса, следует провести как можно быстрее. Вариантов несколько:

Замена отдельных элементов карданной передачи (подвесного подшипника, крестовины и др.).

Замена кардана на новый. Кардинальное, но дорогостоящее решение. В автосервисе такие запчасти, как правило, на складах не держат из-за обилия их модификаций. Поставка же из Европы под заказ требует времени. Стоимость нового карданного вала достигает 100 тыс. рублей.

Замена на аналогичный или взаимозаменяемый карданный вал, как говорят, «с пробегом». Как правило, это оптимальный вариант, так как их стоимость значительно ниже новых. К примеру, ZF– 22–25 тыс. рублей, Scania – 30–35 тыс. рублей.

Таки образом, проблему ремонта и замены карданных передач европейских грузовиков можно решить рационально и эффективно. Один из наиболее бюджетных вариантов – подобрать подходящий карданный вал на существующих в Москве и Московской области разборках грузовых автомобилей.

Карданный вал

Любой полноприодный или заднеприводный автомобиль имеет данный элемент. Ведь без неё, невозможно было бы передать крутящий момент на заднюю ось.

Карданный вал – важнейшая деталь, которая включена в состав трансмиссии автомобиля. Данный механизм передает вращение от коробки передач к редуктору заднего моста. С полной уверенностью карданный вал можно назвать промежуточным звеном или же опорой автомобиля.

Принцип работы

Карданный вал имеет в своем составе несколько частей:

  1. Подвесной подшипник (опора);
  2. Крестовину кардана;
  3. Двойной шарнир:
  4. Скользящую вилку;
  5. Шлицевое соединение;
  6. Промежуточные уплотнители;
  7. Различные крепления;

В некоторых случаях карданная передача имеет эластичную муфту и специальную защиту.

Схема карданного вала

Как мы поняли карданный вал это сборный механизм, состоящий из ряда частей. Он является опорой автомобиля и можно сказать движущей силой. Длина и конструкция карданного вала зависят от типа и модели автомобиля.

Зачастую автомобиль имеет несколько карданов, передний и задний. И лишь немного автомобилей имеют в своей конструкции лишь один.

Кардан изготавливается из полой металлической трубы, для экономии и снижения веса автомашины. На его концах устанавливаются шарнирные элементы, которые и позволяют вращаться относительно друг друга под определенны углом и успешно передавать крутящий момент. Шарнирные механизмы реализовываются на основе крестовин.

Подвесной подшипник служит как бы фиксатором карданного вала в пространстве под автомобилем, но в то же время он свободно позволяет кардану вращаться вокруг своей оси и выполнять свою функцию.

Крайне важно при проведении любых ремонтных процессов, правильно собирать кардан и устанавливать на автомобиль. Так как карданный агрегат является с технической точки зрения достаточно сложным элементом. Поэтому лучше доверить эту работу профессионалам.

Классификация

Далее мы рассмотрим классификацию карданных передач, которые можно классифицировать по нескольким признакам:

  • Тип;
  • Назначение;
  • Наличие компенсирующего устройства (подвижной шлицевой муфту, удлиняющей кардан при определенных условиях);

По назначению этот элемент можно классифицировать на два разряда:

  • Основной – применяется как опора приводов ведущих колёс (то есть передает крутящий момент на ведущую ось);
  • Вспомогательный – применяется для вспомогательных механизмов, таких как лебедки, насосы или подъемники;

Тип кардана определяется по его конструкции и расположению:

  • Закрытый тип – когда кардан установлен внутри одно из элементов автомобиля;
  • Открытый тип – когда он установлен вне зависимости от других элементов;

Преимущества и недостатки карданных передач

Давайте рассмотрим плюсы и минусы использования карданных передач, и почему в переднеприводных автомобилях нет карданного вала.

Как это было сказано выше, карданный вал используется в заднеприводных и полноприводных автомобилях, и пока не придумано другого более простого и надёжного способа передать крутящий момент на задние колёса. К преимуществам можно отнести:

  • Надёжность передачи крутящего момента;
  • Хорошую ремонтопригодность;
  • Взаимозаменяемость запчастей;

К минусам можно отнести:

  • Карданный вал повышает вес автомобиля.
  • Уменьшение габаритов салона, так как внутри автомобиля появляется так называемый туннель по центру.
  • При неисправностях, снижается комфорт езды на автомобиле, из-за вибраций и появления различного стука;

Что касается использования карданной передачи на переднеприводных автомобилях, то он попросту там не нужен. Ведь передавать крутящий момент на задние колёса не нужно, а передняя ось находится в непосредственной близости к двигателю и КПП.

Какие карданные валы лучше и надёжнее?

С уверенностью однозначно ответить на этот вопрос крайне сложно, ведь всё зависит от многих фактором. В нашей практике мы можем выделить карданные валы, изготовленные из европейских и японских запчастей. Качество их исполнения, прочность стали и надёжность у них просто на высоте. К примеру наша компания изготавливает карданы только из сертифицированных европейских запчастей, что даёт возможность проехать с карданом вплоть до 1 млн. километров пробега без единой поломки.

Немецкие карданные валы

Если вам нужен новый карданный вал с гарантией от производителя, то обращайтесь в нашу компанию.

Карданный вал

Карданный вал — деталь трансмиссии всех заднеприводных и полноприводных автомобилей. Это вал, который передает крутящий момент от коробки передач или раздаточной коробки к редуктору переднего или заднего моста.

Карданный вал настолько прост и универсален, что за более, чем сто лет его конструкция практически не изменилась.

Изобретение карданного вала и начало его применения на автомобилях

Свое название карданный вал получил в честь итальянского медика и математика Джироламо Кардано. Он описал принцип работы шарнирного механизма, соединяющего два вращающихся в одну сторону вала. Некоторые историки утверждают, что похожий механизм предлагал еще Леонардо да Винчи. Интересно, что на авторство изобретения на авторство изобретения вместе с Кардано претендовал также англичанин Роберт Хук, но патент он получил позже.

В современных карданных валах внедорожников подвижное соединение чаще всего заменяют ШРУСами на обеих концах вала. Валы такой конструкции применены в Chevrolet Niva

В 1898 году Луи Рено одним из первых использовал карданный вал в автомобиле. Простота и эффективность привода способствовали тому, что в начале ХХ века карданные валы стали практически безальтернативным средством привода. На сегодняшний день деталь остается крайне распространенной и используется во всех типах транспортных средств — от мотоциклов Harley Davidson до карьерных самосвалов БелАЗ.

Устройство и принцип работы

Карданный вал состоит из нескольких элементов: вала, двух крестовин, скользящей вилки, уплотнений, деталей крепления и ряда других элементов, в зависимости от конструкции. Карданный вал может состоять из одной, двух, трех и более секций. Длина, толщина и вес вала зависят от габаритов автомобиля.

Крестовина кардана.

Односекционный карданный вал состоит из центральной части и присоединенных к ней наконечников с крестовинами. Центральную часть делают из стальной трубы. Использование трубы обусловлено необходимостью снижения веса вала и экономии металла. Сплошными делают только очень короткие валы.

Односекционными валами комплектуют, в основном, спортивные автомобили. К примеру, односекционный кардан применен в конструкции Nissan GT-R.

Карданный вал — одна из наиболее ремонтопригодных деталей. Его легко снять с автомобиля, а ремонт заключается в замене крестовин и подвесного подшипника

Карданный шарнир.

Работу карданной передачи обеспечивают шарнирные механизмы на основе крестовин. Крестовины позволяют двум сопряженным валам вращаться под переменным углом друг к другу. Наибольший коэффициент полезного действия достигается, когда угол вращения находится в пределах от 0° до 20°. Когда превышается этот показатель, крестовина подвергается большой нагрузке. Кроме того, вал утрачивает сбалансированность и начинает вибрировать.

Еще один важный элемент — раздвижное шлицевое соединение кардана. Его применение обусловлено тем, что подвеска автомобиля, особенно, при преодолении препятствий, существенно растягивается по высоте. Коробка передач или раздаточная коробка, к которой присоединен один конец вала, жестко зафиксирована внутри кузова, а редуктор моста (вторая точка крепления кардана) сопряжен с подвеской. В результате, при переезде препятствия расстояние между коробкой и редуктором моста увеличивается. Карданный вал в этом случае должен «растянуться», и раздвижное шлицевое соединение помогает ему это сделать.

Еще одна важная деталь карданной передачи — подвесной подшипник. Он создает дополнительную опору для составного вала, удерживая его на месте и не мешая вращаться. Кронштейн подшипника крепится к кузову. Количество подшипников зависит от количества секций, из которых составлен вал.

Преимущества и недостатки карданных передач

Основными преимуществами в работе карданных валов является их способность выдерживать большие нагрузки, что особенно важно для автомобилей с большой массой. Неслучайно все автомобили в кузове лимузин и стретч имеют задний привод. При весе в несколько тонн и мощном двигателе передача крутящего момента карданным валом — наиболее надежный способ.

Карданный вал самосвала БелАЗ весит 105 килограммов. Спортивный кардан для BMW из карбона — 1,8 килограмма

Основной недостаток — собственный вес кардана, увеличивающий общую массу автомобиля. Необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля под кардан уменьшает объем салона, повышает уровень шума и вибраций. Кроме того, карданный вал — достаточно дорогая и сложная деталь.

Неисправности карданного соединения и советы по эксплуатации

Чтобы продлить срок службы крестовины карданного вала, рекомендуется после каждых десяти тысяч пробега обслуживать крестовины и шлицевое соединение, если, конечно, их обслуживание предусмотрено изготовителем. Обслуживаемые крестовины снабжены пресс-масленками, в которые необходимо закачивать густое масло типа Литол. У большинства современных автомобилей карданные валы необслуживаемые и нуждаются только в замене крестовин при появлении люфта. Кстати, после каждого ремонта вал необходимо балансировать, и сделать это можно только на специализированном оборудовании. При появлении посторонних шумов, стука при работе автомобиля, обратитесь на станцию технического обслуживания для диагностики крестовины.

Задний ход есть только у мотоциклов с карданной передачей

Услуги специализированных сервисов по ремонту карданов обходятся недешево. Стоит поберечь кардан, быть внимательнее и не допускать его работы на износ.

Некоторые особенности карданных валов грузовиков европейских марок

Карданная передача – изобретение итальянского математика, инженера, философа, медика и астролога Джероламо Кардано, жившего в XVI веке, увековечило его имя. Механизм, названый в честь изобретателя, на четыре века старше самого первого автомобиля и, естественно, не для машины был изобретен. Но в итоге оказался неотъемлемой частью трансмиссии автомобилей с задним и полным приводом.

Предназначение карданной передачи с XVI века почти не изменилось: это передача крутящего момента от ведомого вала к ведущему при изменяющемся угле взаимного расположения друг к другу. Касательно грузовых автомобилей, карданная передача может соединять коробку переключения передач (КПП) с раздаточной коробкой или валом редуктора, раздаточную коробку – с валом редуктора ведущего моста. При этом не происходит практически никаких потерь силы крутящего момента. Коэффициент полезного действия (КПД) карданной передачи равен 0,985 – 0,99.

Конструктивно в состав карданной передачи грузовых машин входит: фланец-вилка, крестовина со шлицевым соединением, приварная вилка (вилка в трубу), валы (по способу изготовления либо полые – из трубы, либо сплошные – из прутка).

В грузовых автомобилях европейских производителей карданный привод состоит из одной либо двух частей, соединенных через промежуточную опору – подвесной подшипник. Конструкция из нескольких валов повышает надежность механизма, так как позволяет избежать воздействия, распределенного по длине остаточного дисбаланса, при котором длинные валы могут изгибаться и вызывать чрезмерную вибрацию.

На грузовых автомобилях европейских производителей DAF, Iveco, MAN, Mersedes-Benz, Renault, Scania и Volvo в течение последних двух десятилетий XX века устанавливались валы собственного производства. В начале 2000-х годов был совершен постепенный переход на использование карданных валов от компании ZF. В настоящее время европейские грузовики «наматывают мили» на кардан компании ZF, в том числе и по дорогам России. Исключение составляют Scania: производитель по-прежнему устанавливает на автомобили карданные передачи собственного производства.

Особенности конструкции карданных валов европейских грузовиков

Scania – карданный вал собственного производства. Фланец («ласточкин хвост») по внешнему виду легко отличить от карданных валов других производителей. Вал изготовлен из трубы. Это и есть «слабое звено». Сталь трубы вала карданной передачи Scania излишне пластичная («пластилиновая») и легко гнется из-за перегрузок. При этом карданные валы производства Scania на рынке запчастей – одни из самых дорогостоящих. Взаимозаменяемость с карданными валами автомашин других марок отсутствует. Вероятно, поэтому на некоторые новые модели Scania все-таки начали устанавливать карданные валы ZF.

Volvo – ранее на грузовики Volvo устанавливались карданные валы собственного производства, при этом взаимозаменямы с карданами от Renault. На фланцах карданных валов, одинаковых по диаметру и геометрии, обоих производителей было по 12 отверстий. Новые автомобили Volvo выпускаются с карданными валами ZF и имеют по 4 отверстия на фланцах.

Renault – карданные валы Renault имеют достаточно хорошие ходовые характеристики и большой запас прочности. Они взаимозаменяемы с карданными валами Volvo, так как имеют практически одинаковые фланцы. Карданные валы и КПП ZF начали устанавливаться на грузовики Renault начиная с конца 90-х годов прошлого века.

DAF– фланец карданного вала имеет 10 отверстий, но отличается формой от фланцев валов Mersedes и MAN старого образца. С начала 2000-х годов компания перешла на установку в выпускаемых автомашинах карданных валов ZF с 4-мя отверстиями на фланце.

Поломки карданного вала Mersedes -Benz случаются крайне редко. Эти валы долговечны и устойчивы к перегрузкам, так как изготавливаются из высокопрочной стали. На фланце – 10 отверстий.

Фланцы карданных валов MAN и Iveco так же с 10 отверстиями и имеют конструктивное сходство с Mersedes-Benz. С 90-х годов на грузовых автомобилях Mersedes-Benz и MAN, а с начала 2000-х – на Iveco также устанавливаются карданные валы компании ZF.

Основные неисправности карданных валов и варианты ремонта

В странах СНГ, да и не только, все еще «бегают» грузовики-европейцы образца 90-х годов с карданными валами собственной марки. Найти замену старому карданному валу в случае его поломки с каждым годом становится все труднее. Таким образом, несмотря на некоторую унификацию карданных валов на европейском грузовом транспорте, разнообразие в их конструкции существует, что усложняет и делает дороже ремонт.

Поломки в карданных передачах европейских грузовиков – явление достаточно распространенное. Изнашиваются крестовины, посадочные места, приводящие к увеличению зазоров в местах сочленения, что способствует возникновению дисбаланса карданного вала (возникновение вибрации, которая изменяется при изменении частоты вращения вала).

Замену или ремонт неисправного карданного вала, в том числе при возникновении дисбаланса, следует провести как можно быстрее. Вариантов несколько:

Замена отдельных элементов карданной передачи (подвесного подшипника, крестовины и др.).

Замена кардана на новый. Кардинальное, но дорогостоящее решение. В автосервисе такие запчасти, как правило, на складах не держат из-за обилия их модификаций. Поставка же из Европы под заказ требует времени. Стоимость нового карданного вала достигает 100 тыс. рублей.

Замена на аналогичный или взаимозаменяемый карданный вал, как говорят, «с пробегом». Как правило, это оптимальный вариант, так как их стоимость значительно ниже новых. К примеру, ZF– 22–25 тыс. рублей, Scania – 30–35 тыс. рублей.

Таки образом, проблему ремонта и замены карданных передач европейских грузовиков можно решить рационально и эффективно. Один из наиболее бюджетных вариантов – подобрать подходящий карданный вал на существующих в Москве и Московской области разборках грузовых автомобилей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector