Карданная передача

Назначение и устройство карданного вала ВАЗ 2107

Карданный вал — механизм, соединяющий коробку передач с редуктором заднего моста и предназначенный для передачи крутящего момента. Наибольшее распространение передача такого типа получила на автомобилях с задним и полным приводом.

Устройство кардана

Карданный вал ВАЗ 2107 состоит из следующих элементов:

• одна или несколько секций из тонкостенной полой трубы;
• шлицевое раздвижное соединение;
• вилка;
• крестовина;
• подвесной подшипник;
• элементы крепления;
• задний подвижный фланец.

Карданный вал ВАЗ 2107 имеет довольно простое устройство

Карданная передача быть одновальной или двухвальной. Второй вариант предполагает использование промежуточного механизма, к задней части которого прикреплён хвостовик со шлицами снаружи, а на передней через шарнир зафиксирована скользящая втулка. В одновальных конструкциях промежуточный участок отсутствует.

Передняя часть кардана крепится к коробке передач через подвижную муфту на шлицевом соединении. Для этого на конце вала есть отверстие с внутренними шлицами. Устройство кардана предполагает продольное перемещение этих шлицов в момент вращения. Конструкцией также предусмотрен подвесной подшипник, прикреплённый с помощью кронштейна к кузову. Он является дополнительной точкой крепления кардана и предназначен для ограничения амплитуды его движения.

Между средним и передним элементом карданного вала расположена вилка. Вместе с крестовиной она передаёт крутящий момент при изгибе кардана. Задняя часть вала прикреплена к редуктору заднего моста через фланец. Хвостовик посредством внешних шлицов входит в зацепление с фланцем главной передачи.

Кардан является унифицированным для всех классических моделей ВАЗ.

Устройство крестовины

Крестовина ВАЗ 2107 предназначена для совмещения осей кардана и передачи момента при изгибе его элементов. Шарнир обеспечивает соединение вилок, прикреплённых к концам механизма. Основным элементом крестовины являются игольчатые подшипники, благодаря которым кардан может двигаться. Эти подшипники вставляются в отверстия вилок и фиксируются стопорными кольцами. При износе шарнира карданный вал начинает стучать во время движения. Изношенная крестовина всегда меняется на новую.

Брагодаря крестовине становится возможным вращение кардана под разными углами

Виды карданных валов

Карданные валы бывают следующих типов:

• с шарниром равных угловых скоростей (ШРУС);
• с шарниром неравных угловых скоростей (классическая конструкция);
• с полукарданными упругими шарнирами;
• с жёсткими полукарданными шарнирами.

Классический кардан состоит из вилки и крестовины с игольчатыми подшипниками. Такими валами оснащается большая часть заднеприводных автомобилей. Карданы со ШРУСами обычно устанавливаются на внедорожниках. Это позволяет полностью устранить выбрацию.

Существует несколько видов карданов: на ШРУСах, с упругими и жесткими шарнирами

Механизм с упругими шарнирами состоит из резиновой муфты, способной передавать крутящий момент при углах не более 8˚. Так как резина довольно мягкая, кардан обеспечивает плавное начало движения и предотвращает резкие нагрузки. Такие валы не нуждаются в техническом обслуживании. Жёсткий полукарданный шарнир имеет сложную конструкцию, предполагающую передачу крутящего момента благодаря зазорам в шлицевом соединении. Такие валы имеют ряд недостатков, связанных с быстрым износом и сложностью изготовления, и в автомобильной индустрии не используются.

Шрусовый кардан

Несовершенство конструкции классического кардана на крестовинах проявляется в том, что при больших углах возникают вибрации и теряется крутящий момент. Карданный шарнир может отклониться максимум на 30–36˚. При таких углах механизм может заклинить или совсем выйти из строя. Этих недостатков лишены карданные валы на ШРУСах, обычно состоящие из:

• шариков;
• двух колец (наружного и внутреннего) с канавками для шариков;
• сепаратора, ограничивающего движение шариков.

Максимально возможный угол наклона кардана такой конструкции составляет 70˚, что заметно выше, чем у вала на крестовинах. Существуют и другие конструкции шрусовых карданов.

Шрусовой кардан позволяет передавать крутящий момент под большими углами

Что такое карданный вал

Карданный вал (кардан) состоит из трубы и двух шарниров, которые позволяют изменять угол вращения от 0 до 30 градусов. Основа шарнира – крестовина, изготовленный из круглого прута стальной крест, на котором надеты колпачки игольчатых подшипников. Крестовину с подшипниками вставляют в две вилки, расположенные относительно друг друга под углом 90 градусов. Все конструкция образует шарнир неравных угловых скоростей. С помощью одного кардана получается эффективно компенсировать несоосность при угле отклонения шарниров не более 20 градусов. Отклонение на больший угол приводит к увеличению потери мощности.

На большинстве легковых автомобилей карданный вал изготовлен из двух карданов, один из которых зафиксирован опорным подшипником. Это необходимо для снижения потерь мощности и снижения вибраций. Чем длинней труба кардана и выше скорость ее вращения, тем более сильные вибрации она производит. На грузовых автомобилях скорость вращения кардана заметно меньше, да и влияние вибраций из-за массы самого автомобиля ощущается слабей, чем на легковых машинах. Поэтому наибольшее распространение получили следующие схемы карданного вала:

Легковые автомобили:

• привод переднего моста – один вал без опорных подшипников;
• привод заднего моста – два вала, один из которых с опорным подшипником.

Грузовые автомобили:

передний и задний мост – один вал без опорного подшипника.

Производство грузовых карданов

Если вам требуется новый карданный вал на грузовик, мы те, кто вам нужен. У нас возможно заказать производство карданного вала практически на любой грузовой автомобиль. При этом стоимость производства нового кардана на такие грузовики как MAN, SCANIA, DAF, IVECO, RENO, VOLVO, MERCEDES у нас до 50% выгодней покупки в магазине. В то время как сроки изготовления не превышают 1 — 2 дня.

Наша компания сотрудничает с дилерскими центрами: IVECO, MAN-MAZ, MAN, а также c розничными магазинами автозапчастей и автосервисами, и их число постоянно растет. Наша продукция дешевле и поставляется в короткие сроки (2-3 дня). При использовании оригинальных запчастей наша гарантия на любой изготовленный карданный вал грузового автомобиля не отличается от гарантии завода изготовителя.

Отсутствие рабочего кардана на грузовике приводит к потере прибыли его владельца. Поэтому приоритетом в нашем деле является высокое качество и оперативное производство работ. Наша компания дорожит своей репутацией, поэтому вся выпускаемая продукция тщательно проверяются специалистами с многолетним опытом в производстве грузовых карданов.

Балансировка кардана ВАЗ 2107

При возникновении вибрации из-за дисбаланса карданного вала потребуется его балансировка. Самостоятельно сделать это проблематично, поэтому обычно обращаются в автосервис. Балансируют кардан следующим образом.

1. Карданный вал устанавливают на специальный станок, на котором измеряют ряд параметров.
2. На одну из сторон кардана прикрепляют груз и снова тестируют.
3. Измеряют параметры кардана с грузом, прикреплённым к противоположной стороне.
4. Вал переворачивают вал на 180˚ и повторяют измерения.

Полученные результаты позволяют отбалансировать кардан, приварив в установленные по результатам измерений места грузы. После этого ещё раз проверяют баланс.

Видео: балансировка кардана

Народные умельцы придумали, как отбалансировать кардан ВАЗ 2107 своими руками. Процедура представляет собой следующее:

1. Карданный вал условно разделяют на четыре равные части, предварительно загнав авто на яму или эстакаду.
2. К первой части кардана прикрепляют грузик весом около 30 г и проводят тестирование.
3. Выезжают на дорогу с ровным покрытием и проверяют, уменьшилась или увеличилась вибрация.
4. Действия повторяются с грузиком, прикреплённым на другую часть кардана.
5. После определения проблемной части кардана подбирают вес грузика. Для этого автомобиль тестируется на ходу с грузиками разной массы. Когда вибрация исчезнет, грузик приваривается к кардану.

При балансировке кардана опытным путем подбирается грузик и после исчезновения вибрации приваривается

Очевидно, что народным способом добиться высокой точности балансировки не удастся.

Ремонт карданной передачи ВАЗ 2107 не представляет особой сложности даже для неискушённых автовладельцев. Необходимо лишь желание, свободное время, минимальный набор слесарных инструментов и тщательное следование инструкциям специалистов.

Диагностика и ремонт

Посторонние звуки (шум, стук, гул) могут многое сказать о неисправности кардана, особенно если отчетливо слышны на высокой скорости.

Для проведения диагностики требуется подъемник. Также, необходимо обеспечить свободное вращение колес. Обычно карданный вал проверяется с несколько этапов:

1. Осмотр соединительных элементов – подшипника и крепления эластичной муфты. Везде должны присутствовать шайбы и болты.
2. Проверка шлицы. При ручном вращении не должно быть люфта.
3. Мастер должен проверить шарниры с помощью отвертки. Люфт в исправном механизме должен отсутствовать.
4. Проверяется эластичная муфта – она не должна иметь трещин и иных механических повреждений.
5. Вручную проверяется и подшипник – он должен крепко стоять на месте. В ином случае, заменяются крестовины.

Если неисправность не выявляется вручную, необходимо проверить карданный вал на особом стенде, который имеется только в сервисе.

Последующий ремонт карданного вала осуществляется на спец. оборудовании в сервисе.

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:

• Передний карданный вал – вращает передние полуоси;
• Средний карданный вал – обеспечивает передачу вращения от КПП на все оси и полуоси автомобиля (передний и задние колёса);
• Задний карданный вал – имеется на полноприводных автомобилях и вращает, соответственно, задние полуоси.

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:

1. Передают крутящий момент на оси и полуоси;
2. Поддерживают друг друга в конструкции автомобиля;
3. Служат опорой для иных частей трансмиссии.

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:

Деформация некоторых частей «кардана», происходящая из-за наезда автомобиля на высокие препятствия или сбоев в его работе;
Рассинхронизация переднего, среднего и заднего валов, являющаяся следствием долгой, не обязательно неправильной эксплуатации карданного механизма;
Износ составных частей механизма. Чаще всего страдают шарниры, подшипники и сальники «кардана»

Дабы не допустить более серьёзных неисправностей из-за износа подобных деталей, крайне важно каждые 60-80 000 километров пробега проверять карданный вал на дефекты и при наличии устранять таковые.

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.

Балансировка карданного вала

Вибрацию в машине нельзя оставлять без внимания, при первых признаках такой неполадки с ней нужно начинать бороться. Например, путём балансировки карданного вала. Это выражение широко известно в кругу автолюбителей.

«Настроить кардан» можно самостоятельно, даже не обладая дорогостоящим оборудованием, используемым автосервисом для подобных работ. Но тому, кто берётся за этот процесс, желательно хотя бы приблизительно понимать его суть. В целом, балансировка не представляет особой сложности, хотя может и затянуться надолго.

Для её осуществления потребуется смотровая яма, из которой можно добраться до кардана машины. Также пригодится ряд грузиков с разной массой, применяющихся при установлении баланса колёс. В качестве противовесов подойдут и электроды либо небольшие свинцовые элементы. Сама балансировка кардана выполняется следующим образом:

1. Карданный вал делится по длине пополам.
2. Кардан условно делится поперёк на четыре равных сектора. Их может быть 8 и даже более при наличии у автолюбителя достаточного энтузиазма и большого количества свободного времени.
3. К поверхности одного из участков кардана крепится тридцатиграммовый грузик. Зафиксировать его следует надёжно, но так, чтобы потом можно было снять.
4. Кардан тестируется путём проезда на машине по ровному участку дороги и определения степени вибрации.
5. Если вибрация остаётся, и не все варианты с размещением грузика на валу испробованы, автомобиль возвращается в гараж на яму, и балансир переносится на другой участок кардана.
6. Тестовая поездка повторяется.

Такой цикл следует повторять до тех пор, пока в автомобиле не будет устранена вибрация или достигнут её минимальный уровень. Затем экспериментальным методом подбирается оптимальная масса применяемого балансира, что также может поспособствовать прекращению дрожания кузова машины.

После определения веса грузика его следует уже жёстко закрепить на поверхности кардана. Например, используя электросварочный аппарат. Если автомастер таковым не располагает, тогда можно применить «холодную сварку» или же затянуть противовес металлическим хомутом.

Из истории кардана

Если помните, то машина, на которой ездили персонажи фильма, была ВАЗ 2103 – с задним приводом. Карданный вал, о котором говорит герой-любовник, это узел трансмиссии «тройки», который также устанавливался на автомобили с полным приводом. Для переднеприводных машин такой узел трансмиссии не нужен – крутящий момент от двигателя на переднюю ось передается через главную передачу и дифференциал, которые находятся в картере коробки передач.

Задне- и полноприводные автомобиль без карданного вала обойтись не могут: с его помощью крутящий момент от коробки передач или раздатки (для полноприводников) к редукторам переднего и заднего моста. Впервые принцип работы этого механизма описал итальянец Джироламо Кардано, по имени которого и был назван вал. В автомобилестроении кардан начали применять в конце 19-го века. К примеру, одним из пионеров в установке карданного вала на автомобиль стал основатель одноименной французской компании Луи Рено. На его машинах кардан зарекомендовал себя с самой лучшей стороны: благодаря внедрению в трансмиссию этого узла инженерам удалось решить важную проблему – без провалов передавать крутящий момент от КПП к заднему мосту во время движения по неровной дороге, обеспечивая, тем самым, плавность хода. С тех пор карданный вал эволюционировал незначительно – механизм передачи крутящего момента остался прежним, а вот конструкция узла усовершенствовалась в зависимости от того, на какой конкретной модели автомобиля он устанавливался.

Что такое карданный вал в и какую функцию он выполняет?

Трансмиссия автомобиля выполняет важную функцию — передает вращение коленвала на колеса. Основные элементы трансмиссии: сцепление — о нем мы рассказывали на Vodi.su, оно соединяет и разъединяет коробку передач и маховик коленчатого вала; коробка передач — позволяет трансформировать однородное вращение коленвала в определенный режим езды; кардан или карданная передача — применяется на автомобилях с задним или полным приводом, служит для передачи момента движения на ведущую ось; дифференциал — распределяет момент движения между ведущими колесами; редуктор — для повышения или понижения крутящего момента, обеспечивает постоянную угловую скорость. Если мы возьмем обыкновенную механическую коробку передач, то увидим в ее составе три вала: первичный или ведущий — соединяет КПП с маховиком через сцепление; вторичный — жестко связан с карданом, именно он предназначен для передачи момента вращения на кардан, а от него уже на ведущие колеса; промежуточный — передает вращение от первичного вала вторичному.

Замена карданного вала своими руками

Для замены карданного вала целиком или его отдельных частей нужно выполнить определенную последовательность действий:

Первым делом проверить наличие необходимого инструмента. Нам понадобится молоток, отвертка, съемник стопорных колец, наставка из алюминия или меди, а также набор ключей. Очень часто можно обойтись всего тремя размерами последних – 12, 13 и 27.
Перед разборкой поставить метки в узлах стыковки карданного вала. Самое ответственное место – соединение с задним мостом. Обычно метки ставят зубилом или наносят при помощи краски. Простая процедура, помогающая избежать проблем от неправильной сборки. Если же пренебречь этим советом, после ремонта КВ вероятно появление вибраций или полный выход из строя деталей карданного вала.
Можно снимать КВ. Для этого при помощи ключа на 13 отвернуть болты, соединяющие подвесной подшипник и поперечную опору. Далее следует заняться гайками, удерживающими карданный вал и задний мост.
Первостепенная задача – замена крестовины карданного вала. Чтобы сделать это, нужно снять стопорные кольца. Соответствующий инструмент у вас должен иметься. Далее следует расположить кардан таким образом, чтобы крестовина оказалась на весу. 
Демонтаж крестовины нужно произвести оправкой и молотком. Аккуратными ударами выпрессовать чашку.
Повернув КВ на пол-оборота, можно достать чашку, которая уже выбита. Затем приступить к извлечению второй.
Если замена карданного вала не планируется, нужно тщательно прочистить проушины, в которые вставляются чашки крестовины. Не должно остаться коррозии и грязи
Особое внимание стоит уделить местам установки стопорных колец. Загрязнения в этих местах совершенно недопустимы.
Из новой крестовины нужно извлечь чашечки и установить их в проушины КВ
Затем можно одеть на место чашку

Но осторожно – очень легко потерять иголки.
Устанавливать деталь надо таким образом, чтобы стала доступна канавка стопорного кольца. Поместить последнее в соответствующее углубление, тем самым фиксируя чашечку

После чего провернуть карданный вал.
Проделать такие же действия для второй чашечки. То есть сдвинуть крестовину и установить чашечку. Зафиксировать стопорным кольцом. Вторую чашечку монтировать сложнее, поэтому необходимо запастись терпением.
При наличии сильного износа нужно произвести также замену подвесного подшипника карданного вала.
Когда крестовина снята, можно вставить шлицевую часть кардана в муфту. Затем открутить гайку, крепящую шарнир и передний вал. Обычно для этого нужен ключ на 27.
Стянуть вилку шарнира при помощи съемника. Затем можно демонтировать подвесной подшипник. Для этого либо используется молоток, либо разрезается наружное кольцо, а потом уже применяется съемник.
Проще всего заменить карданный вал в сборе.
Чтобы собрать кардан, нужно выполнить все действия в обратной последовательности. Обязательно руководствуемся метками, оставленными в начале процесса. Если устанавливается новый КВ, иногда нужно отбалансировать его.

При наличии необходимых навыков заменить карданный вал целиком или отдельные его части можно за несколько часов. Главное сразу же обнаружить неисправность и незамедлительно заняться ремонтом.

Как заменить крестовины карданного вала:

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.

Карданный вал

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;

Принцип работы

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

К плохим и ненадёжным карданам же зачастую относят карданы из китайских и турецких запчастей. Как правило, там используются более тонкие трубы, запчасти из менее качественной стали. Поэтому их надёжность и ресурсоемкость крайне ограничена.

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