Крестовина карданного вала: как правильно выбрать деталь на замену?
Кажется, сложно найти в машине более простую и универсальную деталь, чем карданный вал! Однако именно на этот «бесхитростный» элемент ложится основная ответственность – приводить в движение автомобиль, перенося крутящий момент с трансмиссии на колеса. А между тем, задача это довольно изнуряющая: все неровности, ямы, пригорки и прочие «прелести» дорожного покрытия вкупе с неаккуратной манерой езды (а как иначе по нашим дорогам?!) приводят к тому, что кардан испытывает колоссальные перегрузки… И все они тяжелой ношей «падают» на главную его составляющую – крестовину.
Да, крестовина карданного вала считается чуть ли не самой прочной запчастью, которая должна служить «верой и правдой» очень долго. Да, ее материал отличается повышенной прочностью и надежностью. Да, она уплотнена и обильно смазана в местах соединения с другими элементами. Но все же именно крестовина, являясь по сути «сердцем» карданной передачи, оказывается ее же «ахиллесовой пятой». Малейшая неисправность детали может привести к сбою работы всего механизма, потере управляемости и риску возникновения ДТП.
Итак, для начала давайте проведем краткий ликбез о том, что же такое крестовина карданного вала и каково ее назначение.
Как известно, главная цель карданной передачи – направлять крутящий момент от одних агрегатов к другим, а именно от коробки передач (раздаточной коробки) к редукторам моста. Поскольку во время эксплуатации автомобиль находится в постоянном движении, некоторые его узлы также могут менять свое положение. Поэтому для спокойной передачи усилия от двигателя к колесам крайне важно уравновесить лишние колебания механизмов, вызванные внешними факторами, при этом соединив два вала, вращающихся под разными углами. Для такого подвижного соединения и нужна крестовина.
Как понятно из названия, крестовина кардана представляет собой деталь, выполненную в форме креста. К ее четырем концам (шипам) прикрепляются вилки карданного шарнира с игольчатыми подшипниками, которые и стимулируют движение шарнира. Таким образом, крестовина, будучи по идее вспомогательным компонентом карданной передачи, по сути является ее главным элементом. Именно она позволяет двум валам с переменными осями и колеблющимся местоположением работать в паре и, становясь единым целым, не терять крутящий момент, а передавать его на колеса. Кроме того, еще одна немаловажная функция крестовины – гасить возможную деформацию карданного соединения, вызванную постоянной динамикой всех его частей. Поэтому ее корпус неизменно изготавливается из экстра прочных материалов, прошедших дополнительную термообработку – все для обеспечения надежности и долговечности детали.
Тем не менее крестовина карданного вала оказывается наиболее уязвимым элементом механизма. И неслучайно: при возникновении слишком большого угла между валами равномерность их вращения теряется, что приводит к серьезному снижению мощности и ускоренному износу всех узлов, а сама крестовина начинает испытывать нешуточные нагрузки.
Что же способно вывести из строя такую прочную запчасть? Ответ прост – несчастливое стечение внешних обстоятельств. Грузоперевозки, езда по пересеченной местности, неблагоприятные погодные условия (крестовина находится в непосредственной близости от дорожного полотна, а, следовательно, воды, пыли, грязи и реагентов) могут привести к преждевременному износу. Однако для серьезных повреждений этого мало. Все перечисленные факторы будут «съедать» ресурс детали постепенно, в то время как любой неудачный камень, попавший под днище авто, может запросто повредить даже новый механизм, и крестовине наступит полный «кардан» J
Понять, что «что-то пошло не так», легко – во время движения могут появиться лишние звуки, доносящиеся из карданной коробки: стук, скрип, скрежет или треск. Кузов автомобиля начнет вибрировать, а на поворотах и вовсе отклоняться от дороги. Главная загвоздка здесь в том, что выявить неисправность конкретного элемента и установить причину самостоятельно – непросто. Повредилась ли сама крестовина, заклинило подшипник, увеличился износ в карданном шарнире – дифференцировать сложно, если Вы не имеете достаточной технической подготовки. Поэтому на каждом ТО будет нелишним провести диагностику всех деталей карданной передачи, и крестовины в частности.
Откладывать замену вышедшей из строя крестовины не стоит – это как минимум безответственно. Ведь с неисправным карданным соединением автомобиль теряет управляемость, а Вы ставите под угрозу собственную жизнь и безопасность всех остальных участников дорожного движения. Кроме того, возникает риск «попасть» на значительно более дорогой ремонт – когда маленькая поломка вызовет лавину новых неприятностей (а рано или поздно это обязательно произойдет, если целенаправленно закрывать глаза на неисправность).
Однако выбор крестовины на замену может поставить в тупик даже «бывалого» автомобилиста – дело в том, что мы нечасто сталкиваемся с такой необходимостью и не имеем «живого» опыта. Поэтому лучше остановиться на проверенных производителях и просто подобрать элемент по параметрам Вашей машины.
Посмотреть рекомендации по деталям от профессионалов, уточнить их стоимость и наличие можно здесь.
В сети магазинов IXORA Вы всегда можете найти широчайший ассортимент любых деталей и запчастей. Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно, позвонив по телефону – 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).
Крестовина карданной передачи
Автомобили с задним или полным приводом имеют карданную передачу. Это в равной степени относится как к легковым, так и к грузовым автомобилям. Карданная передача (КП) состоит из:
На некоторых машинах используется сочлененный кардан, состоящий из секций. В состав такого устройства входит подвесной подшипник, жестко закрепленный к корпусу машины, и еще одна крестовина. На некоторых автомобилях она может состоять из нескольких секций – одной, двух, а иногда и трех. Крестовина играет основную роль при передаче крутящего момента от коробки скоростей к редуктору заднего моста.
Что такое крестовина карданной передачи
Крестовина выполнена в виде шарнира, передающего крутящий момент при постоянно меняющемся положении во время движения машины. Кроме основного назначения – передачи вращения валам, которые работают под углами друг к другу, она способствует гашению динамических колебаний. Устройство состоит из:
Как происходит работа крестовины карданного вала
Основное назначение крестовины – передача вращения, она сопрягает вращающиеся валы под углом друг к другу. Эффективная работа осуществляется при углах от 0 до 200, при большем угле на нее воздействуют большие перегрузки.
Появляется дисбаланс, в результате чего возникает сильная вибрация автомобиля.
При производстве устройства используется высоколегированная сталь, специальным способом обрабатывается и закаливается. Конструктивно выполняется в виде крестовины, на концах которой размещены четыре игольчатых подшипника. Использование специальных материалов позволяет ей работать длительное время. Ресурс составляет порядка ста тысяч километров. Если автолюбитель ездит аккуратно, ресурс можно продлить до двухсот тысяч и более.
Карданный шарнир: устройство, назначение
Приспособление с двумя вилками выполнено в виде карданного шарнира, который осуществляет основную функцию в КП. Он подразделяется по виду передаваемого вращения:
Механизмы бывают одновальные, двухвальные и многовальные, по количеству шарниров их можно подразделить на одно-, двух- и многошарнирные.
В переднеприводных машинах устанавливаются ШРУСы, в которых не применяются крестовины.
Механизм монтируется на машинах с приводом на задние колеса или полный привод. При передаче неравных угловых скоростей применяется один, а иногда два кардана, все зависит от расстояния, на которое необходимо передать вращение.
Первый вал, расположенный от коробки передач до опоры, называется промежуточным, а второй – задним. Они соединены при помощи опоры, жестко закрепленной хомутом на днище автомобиля. Это так называемый подвесной подшипник.
Данное устройство предназначено для правильного поддержания КВ. В такой конструкции используется дополнительный шарнир с крестовиной. Кроме этого КП, используют компенсирующее устройство, которое называют скользящей муфтой. Она предназначена для удлинения или сокращения кардана во время движения машины и представляет собой шлицевое соединение кардана и наконечника вилки. Во время преодоления препятствий происходит взаимное изменение заднего моста и кузова автомобиля. В результате происходит сжатие или растяжение кардана. Эти изменения компенсируются скользящей муфтой. При необходимости передачи вращения двум валам под углом применяют механизм с полуупругим шарниром.
Рекомендации по эксплуатации
Пробуксовка при езде по бездорожью, резкие разгоны, продолжительное движение по глубокому снегу или грунтовой дороге, имеющей высокую колею.
Неисправности
Отказ КП характеризуется непонятными звуками, во время движения машина движется рывками, слышен металлический звук при переключении скоростей.
Основными неисправностями КП являются:
Все возникшие дефекты легко устраняются специалистами автосервиса. Неисправные элементы меняются на новые, а ослабленные соединения подтягиваются.
Если неисправна крестовина, наиболее правильным решением будет транспортировать автомобиль на эвакуаторе в автосервис, где произведут диагностику машины с помощью специальных стендов, определят неисправную деталь и предложат оптимальный вариант ремонта.
Важно! Некоторые владельцы стараются произвести диагностику в автосервисах, расположенных в гаражных кооперативах. Как правило, там нет персонала, а один специалист не в состоянии знать все тонкости ремонта.
Поэтому автолюбителям не следует обращаться в такие автосервисы. Кажущаяся экономия на ремонте оборачивается дополнительными, а зачастую и не малыми расходами.
Наш автосервис при выполнении работ пользуется методиками, разработанными на заводах-изготовителях. После проведения любых ремонтных работ автолюбитель получает гарантийные обязательства на запасные части и все виды услуг и ремонта.
Крестовины карданных валов
Крестовина карданного вала – основной элемент карданного шарнира, подвижно соединяющий две соосных вилки. Именно на крестовину, точнее на ее подшипники, приходится наибольшая нагрузка при передаче крутящего момента. По сути, это наиболее уязвимое место карданной передачи.
Крестовина представляет собой две перпендикулярные оси в одном литом корпусе, на шипах крестовины установлены игольчатые подшипники. Внутренней обоймой последних являются шипы крестовины, внешней – стальные стаканы. Торцевой упор шипа крестовины в дно стакана происходит через упорный подшипник (шайбу). В ряде конструкций крестовин упорный подшипник может отсутствовать. Для предохранения игольчатого подшипника от попадания влаги, загрязнений и удержания смазки служат пыльник и манжетное уплотнение.
С точки зрения сервиса крестовины карданного вала делятся на два типа – обслуживаемые и необслуживаемые. Последний тип подразумевает закладку заводской смазки в подшипники на весь срок службы. Обслуживаемые крестовины имеют пресс-масленку, при помощи которой происходит обновление смазки с интервалом, установленным изготовителем автомобиля. В последние годы именно необслуживаемые крестовины преобладают в конструкции современных легковых автомобилей, но многие автолюбители предпочитают по мере выхода из строя менять их (там, где замена возможна) на обслуживаемые, поскольку с последними проще контролировать износ узла. Рекомендуемый интервал «шприцевания» крестовин карданного вала составляет 10 тыс. км, хотя такая величина пробега является, конечно, весьма условной. К примеру, при активном и частом передвижении по бездорожью процедуру необходимо выполнять чаще, при поездках исключительно по городу – реже.
В нашем первом материале о карданных валах мы рассказывали, что некоторые производители часто делают весь вал неразборным и, по сути, «одноразовым». В валах такого типа крестовина устанавливается в вилки на заводе без возможности ее замены. Обычно в неразборных карданах применяется фиксация в стаканах методом зачеканивания (кернения). Разборные же валы предусматривают фиксацию крестовин стопорными кольцами, реже — прижимными планками.
Закерненные крестовины могут косвенно указывать на то, что производителем не предполагается замена данного узла и ремонт карданного вала. Установка же стопорных колец, наоборот, на 100% свидетельствует о ремонтопригодности детали.
Замена вала или только крестовины?
В этом вопросе инженеры Febest советуют придерживаться стандартов, заданных автопроизводителем. Часто оказывается так, что при попытке вынуть изношенную крестовину или внедрить новую в неразборный вал, неопытный мастер только отнимает время и деньги клиента. Как правило, «одноразовые» карданы, при попытках их отремонтировать, получают повреждения вилок, несовместимые с дальнейшей нормальной эксплуатацией. А даже если новую крестовину удастся каким-то образом поместить на место, то ее центровка на глаз — занятие бесполезное, приводящее к потере балансировки вала. На практике случаются ситуации, когда после тщетных попыток скопировать заводское кернение (что невозможно в кустарных условиях), стаканы просто привариваются к вилкам. О нормальной работе кардана после такого «ремонта» не может быть и речи.
Для примера рассмотрим автомобиль Infiniti FX35. О проблемах с его передним карданным валом мы уже рассказывали. Этот вал является неразборным, производитель рекомендует его замену целиком. Этого же мнения, по результатам консультаций с ведущими автосервисами, придерживаются и специалисты Febest — компания производит новый необслуживаемый передний кардан для этой модели авто. А в приводе задней оси FX35 используется ремонтопригодный кардан, крестовины которого вполне могут быть заменены. Для заднего кардана Febest производит заменяемые необслуживаемые крестовины, продлевающие жизнь карданной передаче и избавляющие от необходимости замены вала в сборе.
Разный подход – разные решения
Раз уж речь пошла о Ниссанах, можно вспомнить еще несколько моделей с разным подходом к реализации карданной передаче. Например, Nissan Stagea (M35), передний кардан которого японские конструкторы также спроектировали неразборным. Попытки ремонтировать этот узел, как правило, обречены на неудачу. Зная об этом, Febest производит деталь, аналогичную заводской, которая устанавливается в сборе и не требует ремонта или обслуживания. Кстати, этот передний кардан подходит и для полноприводного Skyline в кузове V36 (он же Infiniti G35).
Принципиально другой подход можно наблюдать на другом Ниссане – предназначенный не только для асфальта, но и для умеренной грязи Pathfinder в конструкции обоих карданов уже имеет заменяемые крестовины, делающие валы этой модели (речь о поколении R51) вполне ремонтопригодными. Те же самые валы имеет и Nissan Navara. Интересная деталь: конкретно эти карданы приходится подвергать процедуре регулировки шайбами разной толщины. В комплект к крестовинам для карданных валов Nissan Pathfinder от Febest входит максимальное количество регулировочных шайб – всего 28 деталей для максимально точной регулировки посадки крестовины.
Там, где замена крестовины предусмотрена изготовителем автомобиля, можно смело прибегать к ремонту карданного вала. Для того, чтобы избавить автовладельца от сложностей поиска запчасти или от ожидания дефицитной оригинальной детали ассортимент крестовин карданных валов Febest предельно широк. Компания производит крестовины для широкого модельного ряда легковых машин: не только вышеупомянутых японских, но и для наиболее популярных немецких, корейских и американских авто. В каталоге Febest можно найти надежные и доступные крестовины для качественного ремонта карданного вала вашего автомобиля.
Устройство и назначение крестовины кардана
Автомобили с задним или полным приводом имеют карданную передачу. Это в равной степени относится как к легковым, так и к грузовым автомобилям. Карданная передача (КП) состоит из:
На некоторых машинах используется сочлененный кардан, состоящий из секций. В состав такого устройства входит подвесной подшипник, жестко закрепленный к корпусу машины, и еще одна крестовина.
На некоторых автомобилях она может состоять из нескольких секций – одной, двух, а иногда и трех.
Крестовина играет основную роль при передаче крутящего момента от коробки скоростей к редуктору заднего моста.
Что такое крестовина карданной передачи
Крестовина выполнена в виде шарнира, передающего крутящий момент при постоянно меняющемся положении во время движения машины. Кроме основного назначения – передачи вращения валам, которые работают под углами друг к другу, она способствует гашению динамических колебаний. Устройство состоит из:
Важно! Если она обслуживаемая, имеет футору, через которую смазывают игольчатые подшипники. Фиксация осуществляется с помощью кернения, соединение считается неразборным и разбирается с трудом или стопорными кольцами.
Появляется дисбаланс, в результате чего возникает сильная вибрация автомобиля.
При производстве устройства используется высоколегированная сталь, специальным способом обрабатывается и закаливается.
Конструктивно выполняется в виде крестовины, на концах которой размещены четыре игольчатых подшипника. Использование специальных материалов позволяет ей работать длительное время.
Ресурс составляет порядка ста тысяч километров. Если автолюбитель ездит аккуратно, ресурс можно продлить до двухсот тысяч и более.
Карданный шарнир: устройство, назначение
Приспособление с двумя вилками выполнено в виде карданного шарнира, который осуществляет основную функцию в КП. Он подразделяется по виду передаваемого вращения:
В переднеприводных машинах устанавливаются ШРУСы, в которых не применяются крестовины.
Механизм монтируется на машинах с приводом на задние колеса или полный привод. При передаче неравных угловых скоростей применяется один, а иногда два кардана, все зависит от расстояния, на которое необходимо передать вращение.
Первый вал, расположенный от коробки передач до опоры, называется промежуточным, а второй – задним. Они соединены при помощи опоры, жестко закрепленной хомутом на днище автомобиля. Это так называемый подвесной подшипник.
Данное устройство предназначено для правильного поддержания КВ. В такой конструкции используется дополнительный шарнир с крестовиной. Кроме этого КП, используют компенсирующее устройство, которое называют скользящей муфтой.
Она предназначена для удлинения или сокращения кардана во время движения машины и представляет собой шлицевое соединение кардана и наконечника вилки. Во время преодоления препятствий происходит взаимное изменение заднего моста и кузова автомобиля. В результате происходит сжатие или растяжение кардана.
Эти изменения компенсируются скользящей муфтой. При необходимости передачи вращения двум валам под углом применяют механизм с полуупругим шарниром.
Рекомендации по эксплуатации
Важно! Для того чтобы продлить срок службы устройства, следует при прохождении технического обслуживания в автосервисе проверять состояние защитных чехлов. При малейших повреждениях заменять их новыми, защищая таким образом подшипники от грязи, что препятствует преждевременному выходу их из строя. На долговечность системы влияют и методы вождения.
Пробуксовка при езде по бездорожью, резкие разгоны, продолжительное движение по глубокому снегу или грунтовой дороге, имеющей высокую колею.
Неисправности
Отказ КП характеризуется непонятными звуками, во время движения машина движется рывками, слышен металлический звук при переключении скоростей.
Все возникшие дефекты легко устраняются специалистами автосервиса. Неисправные элементы меняются на новые, а ослабленные соединения подтягиваются.
Важно! Автолюбителю не следует эксплуатировать машину с неисправной КП. Это может привести к аварийной ситуации.
Если неисправна крестовина, наиболее правильным решением будет транспортировать автомобиль на эвакуаторе в автосервис, где произведут диагностику машины с помощью специальных стендов, определят неисправную деталь и предложат оптимальный вариант ремонта.
Важно! Некоторые владельцы стараются произвести диагностику в автосервисах, расположенных в гаражных кооперативах. Как правило, там нет персонала, а один специалист не в состоянии знать все тонкости ремонта.
Гаражные автосервисы не имеют оборудования для проведения диагностики неисправности автомобиля. В результате качественно провести обследование не представляется возможным. И результат такой диагностики непредсказуем.
Поэтому автолюбителям не следует обращаться в такие автосервисы. Кажущаяся экономия на ремонте оборачивается дополнительными, а зачастую и не малыми расходами.
Наш автосервис при выполнении работ пользуется методиками, разработанными на заводах-изготовителях. После проведения любых ремонтных работ автолюбитель получает гарантийные обязательства на запасные части и все виды услуг и ремонта.
Крестовина кардана | Типы, конструкция, характеристики, параметры, замена – на промышленном портале Myfta.Ru
Благодаря ей от коробки передач передаётся крутящийся момент ко всем агрегатам, которые есть в машине.
Разделяются эти автомобильные детали на две группы:
Конструкция крестовины переднего кардана, которая предназначена для малых оборотов, может выдерживать достаточно существенные ударные нагрузки, а также передавать крутящийся момент с большим значением. Этих характеристик изготовители добились благодаря большому количеству роликов, имеющих небольшой диаметр, которые могут увеличивать в большой мере площадь опорной поверхности.
А вот в элементах для высоких оборотов установлены подшипники большего диаметра. Из-за этого уменьшается крутящийся момент, а также значительно ухудшается сопротивляемость к ударным нагрузкам.
Специалисты единогласны во мнении, что самой важной частью шарнира крестовины кардана является подшипник. Величина крутящегося момента, который передаётся ею, напрямую зависит от параметров величины, а также прочности и твердости шипов.
Важной характеристикой вала является и момент инерции, величина которого зависит и от массы крестовины, и от веса самого вала. Момент инерции напрямую зависит от размера плеча креста и крестового шарнира. То есть, чем больше показатели величины этих деталей, тем большим становится и момент инерции.
Стоит отметить, что это достаточно негативно сказывается на общей динамике разгона автомобиля, а также приводит к значительному перерасходу топлива.
Из-за таких заключений разработчики шарнира учитывают, чтобы он подходил для максимального крутящегося момента, но при этом обязательно учитывается момент двигателя, размер колес и редуктор заднего моста.
При некоторых обстоятельствах могут приниматься во внимание и другие показатели.
В среднем ресурс крестовины рулевого кардана рассчитан на пробег, который равен 500 тыс. км. Правда, достаточно большое значение имеют и условия эксплуатации механизма. Главными признаками неисправности подобной детали являются различные шумы, щелканья вибрации и гулы при езде в условиях определенных скоростей. В обязательном порядке она должна быть правильно отцентрирована для того, что автомобиль при езде был комфортным.
Также отмечается, что подшипники должны работать в таком направлении, чтобы оно было направлено к центру креста.
Шарниры нового поколения характеризуются значительно большим сроком службы, такие характеристики были достигнуты благодаря применению чашки, сделанной из листового штампованного материала.
Такая чашка должна быть зафиксирована на вилке, а работает она за счёт упругости дна как диафрагменная пружина.
Одним из самых востребованных вопросов, связанных с этой деталью, является вопрос: Как поменять крестовину на кардане? Этот вопрос в основном волнует автолюбителей-новичков, поскольку бывалые водители знают, что сделать это проще простого.
На станциях техобслуживания, конечно же, такая услуга предоставляется и, надо сказать, пользуется достаточно большой популярностью, поскольку некоторые водители или из-за незнания, или из-за нежелания не решаются сделать такую работу самостоятельно.
Давайте рассмотрим основные правила замены старой детали на новую. Как несложно догадаться, сперва нужно узнать, как снять крестовину с кардана. Это самое простое занятие во всем процессе замены.
Оно элементарно и справится с ним любой человек. Для такого дела потребуется ключ на 12 и трещотка, а также молоток, зубило и тиски.
После того, как механизм снят, нам нужно аккуратно выбить из него нужную деталь.
Дальше надо разобрать ее, вставить в вилку, после чего снаружи вставить подшипники в отверстия вилки, а затем аккуратно стягивать в тисках. Самое важное, чтобы подшипники вошли на абсолютно одинаковую глубину и поджали сальники. Со второй вилкой при ремонте крестовины кардана поступаем точно также. Ну, вот, в принципе, устройство и готово. Осталось совсем немного.
Для того чтобы убедиться в качестве выбранной вами запчасти, аккуратно крутим её в руках, чтобы почувствовать, что квадратные ролики, находящиеся в подшипниках, перекатываются. Диагностировать качество можно ещё во время покупки в магазине.
Обратная установка точно такая же простая, каким и было снятие. Важно учесть два невероятно важных аспекта. Первый касается того, что, возможно, придётся смазать шлицы валов, если они заржавели. Это, конечно, необязательно, всегда нужно учитывать ту или иную ситуацию. Механики всегда отдают предпочтение тому, чтобы смазать. Хуже уж точно не будет.
Также после замены крестовины нужно внимательно оценить, насколько хорошо сел сам механизм на вал.
Иногда может потребоваться довольно сильно подвигать его по рейке для того, чтобы получить максимально хороший результат. Кроме того, важно ни в коем случае не забыть затянуть винты, которые есть на нем.
Также может потребоваться переставить рулевое колесо, но это будет видно только после пробной поездки.
Если вам нужно купить или же продать качественную крестовину, то осуществить любые действия, связанные с этим, можно на нашем сайте. Для того чтобы сделать покупку/продажу достаточно будет разместить объявление.
Если же вы не привыкли ждать и любите всё решать самостоятельно, то можете связаться с поставщиком или покупателем напрямую.
Тогда поставку вашей детали от самого начало и до конца вы сможете контролировать самостоятельно.
на портале myfta.ru:
Крестовина кардана
Карданный вал.
Движение шарнира осуществляется при помощи игольчатых подшипников, надетых на шипы крестовины. Эти подшипники устанавливаются в отверстия, расположенные на вилках и фиксируются стопорными кольцами, чтобы предотвратить возможность их смещения. Толщина стопорных колец зависит от размера допустимого осевого зазора.
Таким образом, крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом. Конструктивно она представляет собой взаимно перпендикулярные оси, которые опираются на игольчатые подшипники, установленные в вилках карданного вала.
Функциональное назначение крестовины заключается в обеспечении подвижного соединения, гашении динамической деформации карданного соединения и передаче крутящего усилия на колеса.
Корпус крестовины изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов
Крестовины отличаются по размеру. Размер может зависить от разных факторов: марки автомобиля, его габаритов, мощности двигателя и, как следствие, величины крутящего момента.
Корпус этой важной детали изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов. Для производства наружных обойм подшипников и самих иголок применяется специальная подшипниковая сталь и соответствующая термическая обработка.
Высокий КПД передачи и долговечность шарниров обеспечивает применение на шипах корпуса герметизированных игольчатых подшипников. Для надежности подобной герметизации узлов крестовины кардана в изготовлении уплотнений подшипников используется бензомаслостойкая резина.
Достоинства и недостатки крестовины кардана
Сама по себе крестовина карданного вала является простым, надежным и долговечным элементом автомобиля.
Главные условия, необходимые для нормальной работы этого узла, – это качество материалов, используемых при его изготовлении, и наличие смазки в местах соприкосновения с другими элементами. Теоретический ресурс работы крестовины кардана составляет 500,000 км.
При несоосном расположении валов, карданное соединение является практически единственным эффективным способом передачи вращения.
Основной его минус заключается в том, что при возникновении большого угла между соединенными валами их вращение становится неравномерным. В результате, во время передачи происходит большая потеря мощности и возрастает износ узлов соединения.
Особо заметной неравномерность вращения валов становится, когда угол между ними превышает 10 градусов.
Другие виды подвижных соединений и их сочетания
Одним из альтернативных видов подвижного соединения для передачи крутящего момента является шарнир раных угловых скоростей, или ШРУС. Это соединение помогает избежать неравномерного вращения соединенных валов, когда угол между сопряженными деталями составляет более 20 градусов — от 30 до 70.
Передачу крутящего момента в ситуации большой несоосности осуществляет промежуточный вал. В его состав входят эластичная муфта, фланец и шарнир равных угловых скоростей. Подвижность соединения несоосных элементов в такой конструкции обеспечивает эластичная муфта.
Она представляет собой конструкцию из стальных вкладышей и резиновых перемычек, соединенных воедино. Рывки трансмиссии автомобиля гасятся за счет упругости муфты.
В конструкции вала применены и карданные соединения, так как между валами, которые объединяет промвал, существует большая несоосность.
Промежуточный вал применяется, к примеру, в конструкции трансмиссии полноприводных автомобилей ВАЗ (21213, 21214, 2131) семейств Нива — Lada 4×4. При этом в автомобилях текущей модели ВАЗ 21214 карданные соединения промвала заменены шрусовыми — менее шумными и не требующими регулировки соосности.
Замена крестовины карданного вала
Крестовина карданного вала – шарнир, применяющийся для передачи крутящего момента к мосту в условиях меняющегося положения автомобиля в пространстве.
Присутствует в машинах заднеприводной компоновки, где для передачи усилий от двигателя к колесам используется карданный вал и мосты.
Устройство крестовины
В состав карданного шарнира входит:
Геометрически крестовина представляет собой перпендикулярные оси, опирающиеся на подшипники игольчатого типа. Устройство изготавливается из легированной стали, проходит закалку и обладает высокой прочностью. Благодаря этому, крестовина способна длительное время выдерживать высокие нагрузки.
В процессе движения автомобиля крестовина карданного вала обеспечивает соосность крутящихся деталей, постоянно меняющих свое положение в пространстве. Помимо этого, агрегат способствует гашению динамических колебаний.
Возможные неисправности и их признаки
Ремонт карданной передачи в целом и крестовины кардана в частности необходимо производить при наличии следующих признаков:
Основные неисправности карданной передачи, требующие ее ремонта и сопровождающиеся вышеприведенными симптомами, заключаются в заклинивании или разрушении крестовины кардана, а также в ее значительной выработке.
Последнее приводит к появлению люфта. Неисправный карданный шарнир требует замены, после которой может возникнуть необходимость в том, чтобы отцентровать отремонтированный карданный вал.
Замена крестовины
Далее будет рассмотрены ремонтные работы на ВАЗ-2107 как наиболее распространенной модели авто, оснащенного карданным валом и, соответственно, имеющей шарнирную передачу крутящего момента.
Для работы потребуется:
На заметку: за сутки до замены крестовину кардана обильно заливают жидкостью типа WD-40 для облегчения выкручивания болтов. Последние в процессе эксплуатации закисают настолько, что открутить их без предварительной подготовки удается не всегда.
Демонтаж
Замена крестовины карданного вала ВАЗ-2107 начинается с нанесения меток, с помощью которых отмечается взаимное расположение частей вала относительно друг друга. В некоторых случаях это позволяет избежать дальнейшей балансировки детали. Работу выполняют на подъемнике или эстакаде.
Работу начинают с демонтажа карданного вала. Перед тем, как снять кардан, рекомендуется легкими ударами молотка обстучать все имеющиеся резьбовые соединения. После этого ключом на 13 выкручивают болты крепления подвесного подшипника и гайки, крепящие вал к хвостовику. После этого деталь снимают с автомобиля.
Сняв с крестовины стопорные кольца, вал устанавливают таким образом, чтобы подлежащая замене деталь была на весу. После этого молотком и оправкой с крестовины сбивают чашки и извлекают элемент. В качестве оправки можно использовать отрезок трубы или ключ-головку подходящего диаметра.
Чтобы облегчить извлечение крестовины, следует зачистить края посадочного места наждачной бумагой или напильником.
Монтаж
Перед тем, как собрать карданную передачу, следует тщательно очистить от загрязнений посадочные места крестовину и стопорных колец. Края отверстий можно обработать наждачной бумагой. Перед началом монтажа с новой крестовины необходимо снять чашечки, после чего не полностью вставить их в посадочные отверстия.
Сама крестовина вставляется в уже установленные чашечки, после чего они набиваются на нее до конца. Для удобства можно использовать мощную струбцину, позволяющую запрессовать элементы без ударных нагрузок. Аналогичным образом осуществляют монтаж крестовины с другой стороны. После этого устанавливаются стопорные кольца.
Совместно рекомендуется заменить и подвесной подшипник.
Замена подвесного подшипника карданного вала осуществляется следующим образом:
Аналогичным образом осуществляется замена крестовины на автомобилях «Газель» и других заднеприводных моделях. Перед тем, как проверить правильность работ на ходу, следует завести авто и понаблюдать за ним. На холостых оборотах машина не должна вибрировать и издавать посторонних стуков.
Наличие вибрации может свидетельствовать о неправильной установке деталей относительно друг друга и необходимости балансировки карданного вала.
Балансировка карданного вала
Качественная балансировка в домашних условиях невозможна. Для этого требуется сложное диагностическое и балансировочное оборудование, которое можно найти только на заводах и в специализированных мастерских.
При необходимости дома можно произвести грубую балансировку, которая позволит некоторое время эксплуатировать автомобиль.
Чтобы отбалансировать кардан, автомобиль полностью вывешивают, запускают двигатель и включают 4-ю передачу. При этом вал начинает медленно вращаться. Для определения мест, в которых необходима балансировка, в 1 мм от вала фиксируют кусочек мела. Неотбалансированный вал будет слегка смещаться. При этом в местах биения останутся метки.
Уравновесить слишком легкие участки с тяжелыми можно путем наваривания на них небольшого количества металла. При этом после добавления каждого грамма веса следует проводить ходовые испытания, отмечая степень достигнутого эффекта. Процедуру прекращают тогда, когда вибрация автомобиля на ходу полностью или почти полностью исчезает.
Крестовина карданного вала
Кардан, карданный вал или кардан-передача есть почти во всех автомобилях с задним или полным приводом. Это очень важный элемент трансмиссии, а часто приводов дополнительного оборудования, позволяющий передавать крутящий момент между несоосными агрегатами.
Выглядеть карданы могут по-разному, но всегда в их основе используется шарнир с крестовиной. Среди немногих российских поставщиков, кто предлагает не только кардан-валы в сборе, но и комплектующие к ним компания ООО «Лидер».
И это дает преимущества ее клиентам, ведь из-за особенностей конструкции и принципа работы крестовина карданного вала выходит строя гораздо чаще других элементов. Дополнительная информация также доступна на gkgk.ru
Как выглядит крестовина кардана
Так же, как и звучит ее название. По своей сути, это прямой крест с короткими, одинаковыми осями. Но в автомобилестроении все не так просто, и конструкция крестовины немного сложнее ее видимой части:
Почему ломаются крестовины
Сама конструкция и принципы устройства кардана таковы, что крестовина по определению одна из самых маленьких деталей, но нагрузка на нее такая же, как на вилку или трубу.
И это только в прямом положении! Когда угол между сопрягаемыми агрегатами изменяется, нагрузка на цапфы и саму крестовину значительно увеличивается.
И чем больше угол, тем значительней воздействие, а при приближении к 25 градусам оно становится критическим.
Также нужно учитывать коррозию и трение. Пусть здесь используются подшипники и специальная смазка, но это не панацея. Рабочий износ поверхностей, повреждение их вследствие химических реакций неизбежны.
А еще понемногу деформируются шипы, что приводит к неправильному положению и… увеличению нагрузок.
Поэтому, крестовины карданных валов обычно не ремонтируют, а меняют в сборе, и желательно, проводить замену всех аналогичных деталей узла с последующей балансировкой кардана.
Кардан: устройство, принцип работы, классификация
Особенность конструкции автомобиля заключается в том, что основные составные узлы, которые приводят его в движение – имеют раздельное расположение, и передача крутящего момента от силовой установки до ведущих колес осуществляется посредством приводных валов.
Количество, длина и устройство этих валов напрямую зависят от конструктивных особенностей и компоновки авто.
Валы не только обеспечивают передачу вращения. Конструктивно разместить соосно связываемые приводом узлы невозможно, поэтому валы привода компенсируют угловые несоответствия положений составляющих частей. И осуществляется это благодаря наличию карданного шарнира в устройстве вала.
Он позволяет передавать вращение между несколькими частями вала, располагаемыми под углом между собой.
Устройство карданного вала
Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:
Сам агрегат может быть одновальным или двухвальным. Во втором случае механизм включает в себя промежуточный карданный вал, к заднему отделу которого приваривается хвостовик с наружными шлицами, к переднему через шарнир фиксируется скользящая втулка. Одновальные системы промежуточного участка не имеют.
В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.
Далее устанавливается подвесной подшипник карданного вала, который через кронштейн крепится к кузову. Это служит дополнительным креплением агрегата, исключающим его излишнее смещение при езде.
Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».
В задней части передача крепится к редуктору заднего моста посредством фланца. При этом хвостовик, оснащенный внешними шлицами, входит во фланец привода главной передачи.
Возможные неисправности «кардана»
Как стало ясно, «кардан» — устройство относительно простое в своей организации.
Несмотря на это, довольно-таки примитивная конструкция сказывается на надёжности узла, которая, честно говоря, могла бы быть и повыше.
Так, в отличие от ШРУСов на переднеприводных авто или обгонных муфт, дифференциалов на полноприводных агрегатах, «карданные» машины имеют лишь несколько основных составляющих трансмиссии:
Именно из-за нарушений в синхронности работы основных частей механизма случается большинство поломок «кардана». Помимо этого, сами составные элементы выполняют ряд важнейших и сложных функций, например:
Беря в расчёт еще и немалую массу и габариты механизма, вполне можно констатировать – карданному валу приходится нелегко, поэтому особого удивления его поломки вызывать не должны.
Отметим, что при правильном обслуживании и эксплуатации в надёжности «кардан» ничем не уступает ШРУСам или иным распределителям крутящего момента. Однако зачастую карданные агрегаты эксплуатируются неправильно, поэтому и их поломки случаются нередко. Основные неисправности механизма представлены, так скажем, «золотой тройкой». Если быть точнее, то речь идёт о следующих проблемах:
Это интересно: Признаки неисправности прокладки
Большинство карданных механизмов имеют довольно-таки внушительный ресурс – 400-500 000 километров пробега. Естественно, добиться полной отдачи от устройства получится лишь в том случае, если соблюдать правила его обслуживания и эксплуатации.
Принцип действия КВ
Принцип работы карданной передачи заключается в возможности транспортировки крутящего момента при изменяющемся положении «кардана» в пространстве. Реализация этого принципа происходит за счет двух механизмов:
Скользящая вилка необходима для некоторого увеличения длины механизма при движении по неровной дороге. За счет длинного шлицевого соединения поступление момента не прекращается тогда, когда подвеска вместе с задним мостом смещается вверх или вниз.
Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.
Крутящий момент
На валы и оси, пересекающиеся под углом не более 4-5 градусов передается усилие от шарниров с упругим планом. При этом возникновение деформаций на соединительных деталях способствует ухудшению качества функционирования и увеличению колебания.
Передача крутящего момента от изделий неровной скорости и жесткого плана производится последовательно, при помощи подвижных соединений жестких элементов. Они оснащаются двумя вилками, имеющими плотную фиксацию с валом, и отверстиями цилиндрической формы, используемыми для размещения крестовин.
Концы крестовин, в то время, когда движется вал и шарниры карданные 1/2, начинают покачиваться в перпендикулярной по отношению к ним плоскости. Они необходимы для обеспечения гибкой, надежной и прочной связи между ведущим мостом и коленчатым валом.
Особое значение имеет достаточная гибкость соединения, так как она обеспечивает свободное перемещение во время движения транспортного средства. Крестовые элементы состоят из нескольких шипов, стопорных колец, и сальников.
Они отличаются длительным периодом эксплуатации и редко выходят из строя, но на их конструкцию оказывает негативное влияние некачественное дорожное покрытие, при движении по которому увеличиваются переменные нагрузки.
Для сохранения функциональности в подобных условиях используются сдвоенные крестовые шарниры. Именно от них зависит вращение сопряженных валов, которые меняют угол по отношению друг к другу. Наибольший коэффициент отмечается при значении в пределах 20°.
При большем параметре угла вращения на крестовину приходятся серьезные нагрузки, также возникают колебания и ухудшается баланс вала.
Типы карданной передачи
В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:
Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.
На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.
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.
Нарушения работоспособности
Сначала появляется дисбаланс, который проявляется в виде вибрации, передающейся на шаровую и ощущаемой при переключении скорости на рычаге коробки передач. Затем, начинается процесс стремительного изнашивания запчастей конструкции и шаровой в том числе. В итоге, повышается вероятность потери автомобилем равновесия и возникновения серьезной аварийной ситуации.
Такое может происходить при:
Происходит это таким образом: начинает растягиваться цепь в раздатке и образовывается люфт. Из-за люфта цепь перескакивает по зубьям шестеренкой раздатки, что на разной скорости создает мощные ударные нагрузки на шлицы переднего кардана и раздатки. При такой неисправности из-под машины слышны громкие металлические шумы.
Даже на оригинальной детали с пробегом 250 000 км высока вероятность того, что шлицы срежутся, и у вала не будет полного входа в раздатку. Т.к. в момент сокращения и растяжения кузова автомобиля при езде карданный вал то входит глубоко в раздатку, то выходит из раздатки.
Сильное дребезжание и колебания машины при езде так же могут возникать по причине:
Утечка смазки случается из-за разрушения сальника шлицевого отдела или сальника подшипников крестовин коробки.
Частые неисправности и их устранение
Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:
Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.
Причины постороннего шума
Достаточно распространенным явлением становится возникновение стука при переключении передачи, изменении скоростного режима и при начале движения. Причиной этому является ухудшение надежности и резьбового соединения крепежных фланцевых элементов.
Также поводом может стать поврежденный карданный шарнир и увеличение установленного зазора в подшипниках крестовин и шлицевой конструкции. Крестовина может способствовать появлению скрежета. Чтобы предотвратить его, необходимо регулярно заменять деталь (в среднем каждые 10 тысяч км), осматривать на наличие смазки и отсутствие повреждений.
Несколько реже выходит из строя сальник подвесного подшипника, а шарнир карданного валаприобретает больший зазор.
Перспективы развития системы карданной передачи
Классический ШНУС имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется в процессе движения. При этом ведомый вал может ускоряться и замедляться при стабильной скорости ведущего вала. Это приводит к ускоренному износу механизма, а также создает лишнюю нагрузку на задний мост.
Также работа шарнира сопровождается вибрацией. Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики».
В продаже имеются ремонтные комплекты.
Использование шарнира равных угловых скоростей позволяет ликвидировать недостатки, свойственные классической крестовине. Скорость вращения вала выравнивается, исчезает вибрация, КВ не требует балансировки после ремонта, до 17° увеличивается угол передачи крутящего момента.
Разбалансировка
Среди основных нарушений в работе вала наибольшее распространение приобрела разбалансировка. Ее возникновению способствует некачественное закрепление зазоров крестовин в процессе монтажа и несоблюдение правил эксплуатации.
Зачастую неправильная фиксация зазоров возникает на этапе производственной сборки. Разбалансировка возникает не сразу, сначала развивается дисбаланс, который можно определить по вибрации во время переключения коробки передач.
Она оказывает заметное воздействие на шаровую конструкцию и способствует интенсивному износу основных элементов системы. Результатом становится ухудшение равновесия автомобиля и увеличение вероятности дорожного происшествия.
Поэтому рекомендуется соблюдать правила, производить систематической осмотр вала, включая карданный шарнир и крестовые элементы, осуществлять своевременный ремонт при обнаружении изношенных деталей.
Характеристики двигателя 2.0 DuratorqFord Kuga 2008 (Евро 5)
Где еще применяются валы карданного типа
Для чего нужен карданный вал, кроме соединения КПП с мостом и колесами? В реальности сфера применения шарниров НУС достаточно велика.
Их применяют для создания регулируемых рулевых колонок, где необходимо передать крутящий момент от руля к колесам. Также крестовидные соединения используют в наборах инструментов.
Они позволяют работать с болтами, не находящимися на прямой линии с удлинителем ключа.
Сегодня карданные шарниры, несмотря на широкое применение во многих областях промышленности, считаются устаревшими. Все большее развитие получают ШРУСЫ, а крестовины и вилки медленно уходят в прошлое.
Что еще стоит почитать
Принцип работы
Конструкция шлицевого соединения кардана имеет не меньшее значение. Принцип работы заключается в следующем. Коробка передач плотно фиксируется на внутренней кузовной части и присоединяется к краю одного вала.
На другой стороне находится редуктор моста, имеющий соединение с подвеской. Промежуток между двумя узлами расширяется при преодолении неровных участков.
Как заднему, так и переднему кардану необходимо растянуться, это действие обеспечивает шлицевое соединение, дополненное уплотняющим сальником.
Шлицевые элементы
Даже при соблюдении условий эксплуатации всегда присутствует вероятность срезания шлиц. Этому способствует формирование люфта в результате растяжения раздаточной цепи. Цепь в это время начинает перескакивать по зубьям раздатки и формировать высокую ударную нагрузку на шлицевые элементы раздатки и кардана.
Возникновение подобной поломки можно определить по металлическому резкому шуму, который доносится из-под автомобиля. Срезание шлиц возможно как на бюджетных, так и на оригинальных элементах, поэтому необходимо своевременно менять деталь для обеспечения полного хода вала.
Шарнир карданный 1/2 во время движения авто совершает возвратно-поступательные движения по отношению к раздатке, этому способствует растяжение и обратное сокращение кузова.
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )