Карданная передача — назначение, устройство и принцип работы

Карданная передача – назначение, типы передач, устройство и работа

С началом своего движения автомобиль заставляет двигаться все свои узлы и агрегаты, в том числе и свою трансмиссию. Так как она находится в постоянном движении, соответственно взаимное месторасположение отдельных ее деталей может изменяться.

Неровное дорожное покрытие провоцирует колебание ведущих мостов, связанных подвеской. Рама и кузов автомобиля также совершают некоторые движения, как результат воздействия внешних факторов. Соответственно, могут смещаться относительно друг друга и оси валов агрегатов, которые передают крутящий момент от двигателя автомобиля к ведущим колесам.

Эта система агрегатов называется карданной передачей и предназначена она для того, чтобы уравновесить колебательные движения механизмов автомобиля для спокойной передачи крутящего момента.

В зависимости от автомобиля карданная передача может соединять такие механизмы:

  • коробку передач и раздаточную коробку;
  • коробку передач и главную передачу ведущего моста;
  • главные передачи заднего и среднего ведущих мостов;
  • полуоси и передние ведущие колеса;
  • главную передачу и ведущие колеса.

Строение карданных передач в разных автомобилях одинаково, отличия лишь в размерах агрегатов или в форме отдельных элементов.

Конструкция карданной передачи

Карданную передачу составляют такие элементы:

  • шарниры карданные;
  • основной и промежуточный валы;
  • промежуточная опора с подшипником;
  • эластичная муфта;
  • соединительные механизмы.

Схема карданной передачи, автомобиль ГАЗ-3302 Газель:
1 — хвостовик скользящей вилки; 2 — грязеотражатель скользящей вилки; 3 — скользящая вилка; 4 — вилка промежуточного карданного вала; 5 — промежуточный карданный вал; 6 — грязеотражатель; 7 — промежуточная опора; 8 — защитное кольцо; 9 — подшипник промежуточной опоры; 10 — защитное кольцо; 11 — шлицевая вилка; 12 — П-образная пластина; 13 — стопорная шайба; 14 — крестовина; 15 — вилка заднего карданного вала; 16 — задний карданный вал; 17 — фланец ведущей шестерни главной передачи; 18 — задний карданный шарнир; 19 — игольчатый подшипник; 20 — стопорное кольцо; 21 — болт; 22 — уплотнительное кольцо.

Итак, разберем устройство карданной передачи

Эластичная муфта в этой конструкции поглощает резкие рывки и вибрационные движения.

Схема эластичной муфты:
1 — муфта эластичная; 2 — фланец промежуточного вала коробки передач; 3 — грязевой отражатель; 4 — промежуточный вал коробки передач; 5 — гайка; 6 — уплотнитель центрирующего кольца; 7 — кольцо центрирующее; 8 — вкладыши муфты эластичной; 9 — болт; 10 — пробка; 11 — фланец переднего карданного вала; 12 — манжета; 13 — шлицевой конец переднего карданного вала.

С помощью двух фланцев муфта соединяет коробку переключения передач и передний карданный вал. Эти два механизма совмещаются с помощью центрирующего кольца на валу коробки передач и центрирующей втулки, которая находится во фланце карданного вала.

Обратите внимание

Карданные валы созданы из стальной трубы. Передний вал оборудован шлицевыми наконечниками, а задний — вилками карданных шарниров.

Промежуточная опора представляет собой шариковый подшипник, который установлен в кронштейне внутри резиновой изоляционной подушки.

Карданный шарнир состоит из двух вилок, соединенных между собой крестовиной. Сами вилки закреплены на карданных валах. На полых шипах крестовины находятся игольчатые подшипники с уплотнительными кольцами.

Типы карданных передач

Главную роль в карданной передаче выполняет карданный шарнир, в зависимости от конструкции которого выделяют такие типы карданных передач:

  • передача с шарниром равных угловых скоростей;
  • передача с шарниром неравных угловых скоростей;
  • передача с полу карданным упругим шарниром;
  • передача с полу карданным жестким шарниром.

По количеству валов карданные передачи могут быть: одновальные, двухвальные и многовальные, а по количеству шарниров — одношарнирные, двухшарнирные и многошарнирные.

Работа карданных передач

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей, как правило, используется в автомобилях с передним приводом для соединения коробки передач с ведущими колесами. Этот механизм состоит из двух шарниров (внешнего и внутреннего), которые соединяются приводным валом.

Схема шарнира равных угловых скоростей (ШРУС):
1 — хомут;2 — полуось; 3 — грязезащитный чехол («пыльник»); 4 — хомут; 5 — сепаратор; 6 — обойма; 7 — малая полуось; 8 — корпус шарнира; 9 — стопорное кольцо; 10 — шарик; 11 — конусное кольцо; 12 — пружинная шайба.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) имеет сферический корпус, внутри которого находится обойма. В обойме и корпусе расположены канавки, по которым передвигаются металлические шарики. Представленная конструкция позволяет равномерно передавать крутящий момент, даже несмотря на изменяющийся угол наклона механизмов.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей в зависимости от расстояния, на которое надо передать крутящий момент имеет один или два карданных вала. Если используется два вала, то первый вал называется промежуточным, а второй — задним карданным валом. Валы соединяются с помощью промежуточной опоры, которая прикреплена к кузову автомобиля.

Шарнир неравных угловых скоростей представляет собой две вилки, расположенные друг к другу под углом 90 градусов, крестовину и соединительные элементы (болты, муфты, фланцы). Подшипники, в которых вращается крестовина, вставлены в специальные отверстия вилок.

Представленная карданная передача отличается тем, что в процессе работы крутящий момент движется неравномерно, то есть за один цикл ведомый вал два раза отстает и два раза опережает ведущий вал, поэтому здесь применяется как минимум два шарнира — по одному на каждом конце вала.

Карданная передача с полу карданным упругим шарниром обеспечивает перемещение крутящего момента между двумя валами, находящимися под небольшим углом относительно друг друга.

Видео: карданная и главная передачи

Эксплуатация и возможные неисправности карданной передачи

Бережная эксплуатация автомобиля позволяет шарнирам карданного вала и шаровым шарнирам передних валов сохранить свою работоспособность надолго, как минимум до 100 тысяч побега.

Что касается труб, то при отсутствии механических повреждений их можно использовать долгие годы без замены, в противном же случае изогнутый механизм стоит просто заменить новым.

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

Важно

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

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

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

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

(2 раз, оценка: 2,00 из 5)
Загрузка…

Источник: http://avto-i-avto.ru/ustrojstvo-avto/kardannaya-peredacha-naznachenie-tipy-peredach-ustrojstvo-i-rabota.html

Устройство карданной передачи автомобиля

Содержание

  • Виды
  • Карданная передача
  • Конструкция
  • Особенности функционирования

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.

Виды

На автотранспорте применяется несколько видов этих шарниров:

  1. Равных угловых скоростей
  2. Неравных
  3. Упругий полукарданный

Первый вариант – ШРУСы, используются только на машинах с передачей вращения на передние колеса.

Что касается заднеприводных и полноприводных моделей, то в их конструкции могут устанавливаться одновременно все перечисленные виды.

Совет

К примеру, на обычных автомобилях с приводом на заднюю ось устанавливается один шарнир неравных угловых скоростей, и один – полукарданный.

А вот на кроссоверах со всеми приводными колесами и с поперечным положением мотора есть все виды шарниров – на передке используются ШРУСы, а сзади – два других вида.

Карданная передача

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

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

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

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

Расположение карданных передач на примере трансмиссии Xdrive

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

Конструкция

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

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

Устройство карданного вала

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

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

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

Устройство игольчатого подшипника крестовины

Обычно карданная передача является необслуживаемой. Для снижения трения в подшипники на стадии изготовления закладывается смазка, вытеканию которой препятствуют имеющиеся сальники.

Но также есть и обслуживаемые шарниры. Их особенность заключается в том, что в крестовине проделаны специальные каналы и установлена пресс-масленка.

При обслуживании привода смазка пополняется при помощи технического шприца.

Особенности функционирования

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

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

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

Обратите внимание

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

Читайте также:  Light assistant что это

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

В целом, карданная передача может отработать очень длительный срок без какого-либо обслуживания. Выход из строя шарнира может вызвать только попадание внутрь подшипников загрязняющих веществ из-за поврежденных сальников.

И то, к поломке это сразу не приведет. Кардан станет негодным для использования только при значительном износе игольчатых тел качения подшипников. Сам шарнир является неремонтируемым и при износе он просто заменяется.

Источник: http://autoleek.ru/transmissija/privod-koles/ustrojstvo-kardannoj-peredachi-avtomobilya.html

27 Назначение, классификация и общий принцип работы карданной передачи

Карданной
называется
передача, осуществляющая силовую связь
механизмов автомобиля, валы которых
несоосны или расположе­ны под углом.
Карданная передача служит для передачи
крутящего момента между валами механизмов.

В зависимости от типа, компоновки и
конструкции автомобиля карданная
передача может передавать крутящий
момент от короб­ки передач к раздаточной
коробке или к главной передаче ведуще­го
моста, от раздаточной коробки к главным
передачам ведущих мостов, между главными
передачами среднего и заднего ведущих
мостов, от полуосей к передним ведущим
и управляемым колесам, от главной
передачи к ведущим колесам с независимой
подвеской. Карданная передача может
также применяться в приводе от короб­ки
отбора мощности к вспомогательным
механизмам (лебедка и др.) и для связи
рулевого колеса с рулевым механизмом.
Дополнительно к общим требованиям к
системам, агрегатам и механизмам
автомобиля к карданной передаче
предъявляются специальные требования,
в соответствии с кото­рыми она должна
обеспечивать:

• передачу
крутящего момента и равномерное вращение
валов соединяемых механизмов независимо
от угла между валами;

• передачу
крутящего момента без создания в
трансмиссии ав­томобиля дополнительных
нагрузок;

• высокий
КПД;

• бесшумность
при работе.

Для
соединения механизмов автомобиля
применяются кардан­ные передачи
различного типа.

карданные передачи
по числу валов по числу шарниров по типу шарниров
одновальные одношарнирные с шарн неравных угл скоростей
двухвальные двухшарнирные с шарн равн угловых скоростей
многовальные многошарнирные

Одновальные
карданные передачи применяются на
легковых автомобилях с короткой базой
(база — расстояние между передними и
задними колесами) и колесной формулой
4×2 для соединения коробки передач с
задним ведущим мос­том.
Такая
карданная передача состоит из карданного
вала3
и
двух карданных шарниров.

Двухвальная
карданная передачаприменяется
на автомобилях с длинной базой и колесной
формулой 4×2 для связи коробки передач
с задним ведущим мостом. Передача
включает в себя два карданных вала, три
карданных шарнира и промежу­точную
опору.

Эта карданная передача получила
наибольшее рас­пространение на
легковых, грузовых автомобилях и
автобусах ог­раниченной проходимости.

На автомобилях повышенной проходимости
с колесной фор­мулой 4×4 используются
три одновальных карданных передачи для
соединения соответственно коробки
передач с раздаточной коробкой, а также
раздаточной коробки с задним и передним ведущими мостами.

На автомобилях высокой
проходимости с колесной формулой 6×6 и
индивидуальным приводом ведущих мостов
раздаточная коробка соединяется с
задним ведущим мостом двух­вальной
карданной передачей с промежуточной
опорой.

Связь
коробки передач с раздаточной коробкой
с передним и среднимведущими
мостами этих автомобилей осуществляется
одновальными карданными передачами. В
автомобилях высокой проходимости с
колесной формулой 6 х 6 и со средним
проходным ведущим мостом для связи
коробки передач с раздаточной коробкой
и раздаточной коробки с ведущими мостами
используются одновальные кардан­ные
передачи. При этом обеспечивается привод
дополнительного редуктора среднего
моста.

Одновальные
и двухвальные карданные передачи,
используе­мые для соединения коробки
передач, раздаточной коробки и ведущих
мостов автомобилей, имеют карданные
шарниры нерав­ных угловых скоростей.-
Карданные передачи с шарнирами равных
угловых скоростей на автомобилях
применяются для привода пе­редних
управляемых и одновременно ведущих
колес.

Карданные
шарниры.
Карданным
шарниром или карданом на­зывается
подвижное соединение, обеспечивающее
передачу вра­щения между валами, оси
которых пересекаются под углом. В
автомобилях применяются карданные
шарниры неравных и равных угловых
скоростей. Первые называются асинхронными
шарнирами, а вторые — синхронными.

Карданный
шарнир неравных угловых скоростей
состоит из вилкиведущего
вала, вилкиведомого
вала и крес­товины, соединяющей вилки
с помощью игольчатых подшип­ников.

Важно

Одновальная, двухшарнирная, с карданами
неравных угловых ско­ростей карданная
передача состоит из трубчатого карданного
вала, к од­ному концу которого приварена
вилка,
а
к другому — наконеч­никсо
шлицами.

Наконечник соединен с подвижной
в осевом направлении шлицевой втулкой,
приваренной
к вилкекар­данного
шарнира. Такое подвижное шлицевое
соединение назы­вается компенсирующим
устройством.

Оно обеспечивает измене­ние
длины карданной передачи при перемещении
ведущего моста относительно коробки
передач во время движения автомобиля.
Шлицевое соединение смазывают через
масленку. Оно уплотняет­ся манжетой
и
защищается от грязи резиновым гофрированным
чехлом.

Вилки
валасоединяются
с вилками карданных шарни­ров
крестовинамии
игольчатыми подшипниками, которые
сма­зываются через масленку в
крестовине.

Каждый подшипник со­стоит
из стального стакана с иголками,
закрепленного в проуши­не вилки и
уплотненного манжетой для удержания
смазочного материала и защиты от воды
и грязи.

Вилки карданных
шарнировчерез
свои фланцы болтами прикрепляются к
фланцам, которые установле­ны на
концах валов карданной передачи и
главной передачи, со­единяемых
карданной передачей. При таком фланцевом
крепле­нии карданной передачи очень
удобны ее монтаж и демонтаж на автомобиле.

Источник: https://StudFiles.net/preview/6302382/page:11/

Типы и принцип работы карданных передач

Карданная передача – составной элемент автомобиля, который передает крутящий момент между валами, располагающимися под определенным углом относительно друг друга. Без карданной передачи того или иного типа сложно представить современный автомобиль.

Карданная передача используется, обычно, в трансмиссии и в рулевом управлении. Название получено от имени Д. Кардано, который описал устройство в 16 веке. Впрочем, ученый только описал устройство кардана, но причислять его к изобретателям карданной передачи нельзя.

Воплотили в жизнь описанное гораздо позже, через несколько веков. А имя Кардано теперь увековечено в веках.

При помощи карданной передачи соединяются следующие элементы:

  • силовой агрегат и КПП;
  • КПП и раздатка;
  • КПП и главная передача;
  • раздатка и главная передача;
  • дифференциал и ведущую пару колес.

Главным элементом карданной передачи нужно назвать карданный шарнир. Он бывает различных модификаций:

  • равных угловых скоростей;
  • неравных угловых скоростей;
  • полукарданный упругий шарнир;
  • полукарданный неупругий шарнир.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Данный тип передачи можно обнаружить на автомобилях с задним приводом или полноприводных авто. Устройство такой передачи следующее: на карданных валах расположены шарниры неравных угловых скоростей. На концах передачи имеются соединительные элементы. По необходимости используется соединительная опора.

Шарнир объединяет пару вилок, крестовину и фиксирующие устройства. В проушинах вилок установлены игольчатые подшипники, в которых вращается крестовина.

Копипаста:

На тщательно обработанных пальцах крестовины 3 установлены стальные стаканы 13 с игольчатыми подшипниками 12. Иглы подшипника с внутреннего конца опираются на опорную шайбу 11. Стакан уплотнен на крестовине резиновым сальником 10, установленным в металлическом корпусе 9, который надет на крестовину.

Совет

Крестовина со стаканами закреплена в ушках вилок 2 и 4 стопорными кольцами или пластинками 6 с винтами. Подшипники крестовины смазываются через центральную масленку 7, от которой масло к подшипникам подходит по каналам в крестовине.

Для устранения излишнего давления масла в крестовину завернут на резьбе корпус с предохранительным клапаном 8.

Подшипники нельзя отремонтировать или обслужить. Масло в них заливается при установке.

Особенностью шарнира является то, что он передает неравный крутящий момент. Дополнительный вал периодически обгоняет и отстает от основного вала. Для компенсации этого недостатка в передаче используется несколько шарниров. Вилки противоположных шарниров располагают в одной плоскости.

В зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать крутящий момент, в карданной передача используют один или два вала. При числе валов, равном двух, один из них называется промежуточным, второй — задним. Для фиксации валов устанавливается промежуточная опора, крепящаяся к кузову авто.

С другими элементами автомобиля карданная передача соединяется при помощи фланцев, муфт  и других соединительных элементов.

Можно с уверенностью говорить, что шарниры неравных угловых скоростей имеют малую надежность и относительно небольшой срок службы. В современных условиях используют карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Данный тип передачи широко используется в автомобилях с передним приводом. При помощи неё соединяется дифференциал и ступица ведущего колеса.

Передача имеет два шарнира – внутренний и внешний, соединенных валом. ШРУСы часто применяются и в автомобилях с задним приводом, в полноприводных авто. Дело в том, что шарниры равных угловых скоростей более современны и практичны, к тому же, уровень шума от них значительно ниже, чем от ШНУС.

Самым распространенным из существующих является шарнир равных угловых скоростей шарикового типа. ШРУС передает крутящий момент от ведущего до ведомого вала. Угловая скорость передачи крутящего момента постоянная. Она не зависит от угла наклона валов.

Обратите внимание

ШРУС, или как его называют в народе «граната» представляет из себя сферический корпус, в котором расположена обойма. Между ними вращаются шарики. Они движутся по специальным канавкам.

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

Обязательным условием долгого срока службы ШРУСов является наличие в них смазки. А наличие смазки, в свою очередь, обеспечивается герметичностью самого шарнира.

Отдельно стоит сказать о безопасности ШРУСов. Если в «гранате» слышится треск или шум, то её незамедлительно нужно менять. Эксплуатация автомобиля с неисправным ШРУСом предельно опасна. Попросту говоря, может отвалиться колесо. Причиной же, по которой карданный вал приходит в негодность, чаще всего является неправильный выбор скорости и плохое дорожное покрытие.

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Упругий полукарданный шарнир способствует передаче крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом. Происходит это, благодаря деформации упругого звена.

1 — гайка; 2 — ведомый вал коробки передач; 3 — шайба стопорная; 4 — болт (3 шт.); 5, 6 — фланцы муфты; 7 — обойма; 8 — карданный вал; 9 — сальник; 10 — стопорное кольцо; 11 — центрирующее кольцо; 12 — уплотнитель

В качестве примера можно привести упругую муфту Гуибо. Это шестигранный сжатый упругий элемент. К нему крепятся фланцы ведущего и ведомого валов и передается крутящий момент.

Заключение

Стоит отметить, что чаще всего под карданной передачей понимают, конечно, кардан заднеприводного автомобиля. Что касается карданом со ШРУСами в переднеприводных авто – это, скорее, удачное применение разработки для внедорожников и заднеприводных машин. С этим мнением можно поспорить, но оно широко распространено в массах.

Как уже отмечено выше, такое изобретение, как карданная передача, сложно переоценить. Без него бы удовольствие от управления авто было бы не таким большим. А вероятнее, современные машины без кардной передачи вообще бы не могли передвигаться.

Читайте также:  Как самостоятельно замерить и рассчитать расход горючего

Источник: http://polnyi-privod.ru/obzor/kardannaya-peredacha.html

Карданная передача, карданные шарниры. Шрус — назначение, устройство

_____________________________________________________________________________________________________________________

Карданные передачи используются во многих как грузовых, так и легковых автомобилях. А если учесть всевозможную сельскохозяйственную технику, то там карданная передача нашла весьма широкое применение. Как известно, подвеска автомобиля имеет подвижное крепление, поэтому как ведущие, так и управляемые колеса машины имеют возможность перемещаться относительно кузова в вертикальной плоскости. Однако силовой агрегат и коробка передач имеют эластичное, но довольно жесткое крепление к кузову автомобиля. Тем не менее, коробка передач и ведущие колеса связаны друг с другом. И эта связь осуществляется посредством карданной передачи.

Основным предназначением карданной передачи является передача вращения от силового агрегата через КПП к ведущим колесам машины, которые к тому же, могут быть и управляемыми.

Карданная передача обеспечивает жесткую связь колес и выходного вала КПП и не препятствует работе подвески.

Другими словами, карданная передача автомобиля позволяет передать крутящий момент при переменной соосности сочлененных агрегатов.

Устройство карданной передачи

Карданная передача представляет собой ведущий и ведомый валы, которые соединены гибким шарниром. Гибкое шарнирное соединение позволяет беспрепятственно передавать вращение при некотором изменении угла между двумя валами. По типу шарнирного соединения существуют две разновидности карданных передач:

  • устаревшие шарниры неравных угловых скоростей;
  • более современные шарниры равных угловых скоростей.

Карданная передача, основанная на шарнирах неравных угловых скоростей, наиболее часто применяется для соединения выходного вала и ведущего моста в заднеприводных как легковых, так и грузовых автомобилях.

Помимо этого, такие шарниры используют для подсоединения раздаточных коробок и прочего вспомогательного оборудования. Более совершенные в конструктивном плане шарниры равных угловых скоростей используются в современных передне- и полноприводных автомобилях.

Посредством таких карданных передач осуществляется соединение ведущих колес машины с дифференциалом ведущего моста.

Шарнир неравных угловых скоростей

Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей имеет в конструкции следующие элементы:

  • ведущие, ведомые и промежуточные карданные валы;
  • крестовины (шарниры);
  • подвесные и промежуточные опоры.

Непосредственно шарнир состоит из двух так называемых вилок, расположенных на валах и крестовины – соединительного элемента вилок. В собранном состоянии, вилки валов расположены относительно друг друга под углом в 90° и соединяет их крестовина, которая имеет на концах четыре чашки с игольчатыми подшипниками.

Наличие игольчатых подшипников обеспечивает нормальное функционирование шарнира при различных углах отклонения валов. Однако наибольший угол между валами для шарнира неравных угловых скоростей обычно составляет не более 20°.

Подшипники при сборке заполняются пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы.

Если рассмотреть для примера карданную передачу заднеприводного автомобиля ВАЗ, то в ее конструкции имеется два шарнира, промежуточный вал и подвесная опора промежуточного вала.

В силу своей, так сказать, несовершенной конструкции, шарнир неравных угловых скоростей не имеет конструктивной возможности обеспечить постоянное (с постоянной скоростью) вращение ведомого вала по отношению к ведущему.

За один оборот шарнира, ведомый вал дважды запаздывает и дважды обгоняет ведущий вал. Кроме того стоит учесть, что неравномерность вращения напрямую зависит от угла между валами, чем он больше, тем больше выражена неравномерность.

Однако для устранения данного недостатка устанавливается второй аналогичный шарнир и промежуточный вал с опорой. Второй шарнир компенсирует и выравнивает скорости обоих валов.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Карданная передача с шарнирами равных угловых скоростей, которую чаще называют ШРУС, имеет более совершенную конструкцию и обеспечивает вращение валов с постоянной скоростью относительно друг друга независимо от изменяющегося угла между осями вращения. Карданная передача с такими шарнирами имеет практически аналогичное устройство:

  • ведущие, промежуточные и ведомые валы;
  • ШРУС;
  • соединительные элементы.

Как уже было сказано, ШРУС имеет несколько иную конструкцию, нежели соединение с крестовиной. Наиболее распространенный шариковый ШРУС состоит из следующих элементов:

  • корпус шарнира;
  • обойма;
  • сепаратор;
  • шарики;
  • стопорные кольца, хомуты и пыльник (защитный чехол).

Корпус ШРУСа имеет сферическую форму внутренней полости, в которой имеются проточки для шариков. Корпус отлит заодно с хвостовиком, который предназначен для подсоединения к ступице колеса или к коробке передач.

Обойма ШРУСа также имеет проточки для шариков и отверстие для крепления на промежуточном валу. Сепаратор, как и в обычном подшипнике, удерживает шарики в требуемом положении.

Важно

За счет проточек в корпусе и обойме, шарнир способен равномерно передавать вращение при углах отклонения валов до 35°.

ШРУС имеет намного больший срок службы, нежели шарнир с крестовинами в конструкции. Главным условием долговременной службы является наличие герметичного пыльника и достаточное количество особой пластичной смазки внутри шарнира. При повреждении защитного пыльника, ШРУС утрачивает герметичность, теряет смазку и очень быстро выходит из строя.

Применение шарниров равных угловых скоростей

Как уже было сказано выше, ШРУСы наиболее часто применяются для соединения ведущих колес и дифференциала ведущего моста, который смонтирован в картере коробки переключения передач (в случае с переднеприводным автомобилем).

Приводной вал переднеприводного автомобиля имеет в конструкции два ШРУСа.

Однако два шарнира необходимы не для компенсации вращения, как в случае с шарнирами на крестовине, а для обеспечения перемещения колес в вертикальной плоскости и их поворота.

В заднеприводных автомобилях ШРУСы также нашли себе применение. Как известно, задний мост автомобиля имеет довольно громоздкую и тяжелую конструкцию.

На современных автомобилях импортного производства вместо заднего моста в виде балки устанавливается малогабаритный и легкий корпус с дифференциалом, который соединяется с ведущими колесами посредством ШРУСов.

Кроме того, такая конструкция позволяет реализовать полноценную независимую заднюю подвеску.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ: _____________________________________________________________________________________________________________________

Источник: http://autoustroistvo.ru/transmissiya/kardannaya-peredacha/

Устройство карданного вала и принципы его работы

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.

Обращаться на почту aleksandr.belozerov@gmail.com.

Карданный вал – это альтернатива шарнирному ведущему валу, используемая на некоторых заднеприводных и полноприводных автомобилях. Данный элемент трансмиссии представляет собой механизм, который посредством соединения с коробкой переключения передач передаёт вращательный момент на ведущие колёса автомобиля.

По сути, этот вид передачи крутящего момента является отчасти устаревшим, однако всё же до сих пор применяется на ряде транспортных средств, например – на внедорожниках известной многим марки «УАЗ».

Более подробно о принципах работы, устройстве и основных неполадках карданного вала поговорим в приведённой ниже статье.

Совет

Выше было отмечено, что карданный вал – это распределитель крутящего момента между осями и полуосями некоторых автомобилей.

До появления шарниров равных угловых скоростей (иначе – гранат) «кардан» являлся одним из самых востребованных элементов трансмиссии всех без исключения транспортных средств.

Однако в силу конструкционных особенностей переднеприводных автомобилей карданный вал был вытеснен из их структуры, а на замену ему пришли ранее упомянутые гранаты. Несмотря на это, в конструкции многих заднеприводных и полноприводных машин «кардан» используется и сегодня.

Карданный механизм стандартного типа может быть представлен в структуре авто двумя элементами:

  • Передним карданным валом, который зачастую отходит по обе стороны от КПП и каждая его часть взаимодействует с полуосями (колёсами) напрямую;
  • И задним карданным валом, который либо также соединяется с КПП напрямую, либо отходит непосредственно от передней части механизма через специальный распределитель (средний «кардан»). Задний карданный вал имеет существенное отличие от переднего, а именно – особую структуру, которая предполагает использование тонкостенной трубы, передающей вращение на полуоси посредством соединения с отмеченными ранее узлами. В случае с использованием переднего «кардана» подобный подход не требуется, так как приводные механизмы соединяются с колёсами напрямую.

Передний карданный валЗадний карданный вал

Если с задним карданным валом всё предельно просто – он состоит из тонкостенной трубы, шарниров и соединителем с КПП, то вот с передним «карданом» ситуация обстоит слегка иначе. Данная часть механизма в типовом варианте имеет следующие конструкционные элементы:

  • подвесной подшипник (реже и другие распределители крутящего момента);
  • двойной шарнир, необходимый для передачи вращения полуосям;
  • одной или нескольких скользящих вилок, распределяющих вращение между полуосями или осями после его получения от КПП;
  • промежуточные уплотнители и защитные составляющие (сальники, прокладки и т.п.);
  • крепежи деталей.

Рассматривая принцип работы любой части карданного вала максимально просто, стоит выделить три базовых этапа его работы:

  1. Тонкостенная труба или скользящая вилка, соединенные с источником вращения (КПП) с одной стороны, получают от него это самое вращение;
  2. Соединяясь с другой стороны с полуосями, данные элементы передают кручение непосредственно на колёса;
  3. В процессе реализации двух предыдущих этапов возможно грамотное распределение крутящего момента между осями посредством использования некоторых подшипников, шарниров и подобных элементов устройства. Помимо этого, упомянутые шарниры в конструкции карданного вала используются для передачи вращения под углом. Наибольший эффект и КПД от подобного передачи вращения достигается в угловом диапазоне 0-20 градусов. Конечно, большинство «карданов» могут передавать вращение и при большем повороте колёс, но в этом плане они в любом случае будут уступать гранатам переднеприводных авто.

Источник: https://auto-gl.ru/ustroystvo-kardannogo-vala-i-principy-ego-raboty/

Назначение и устройство карданой передачи

Карданная передача, или в просторечии «кардан» существует с целью передачи между элементами, имеющими название «валы», крутящего момента. Валы относительно друг друга находятся под углом.

«Кардан» находит применение в области управления рулём и механизмах трансмиссии. Чаще всего используется в грузовых автомобилях, а также в сельскохозяйственной технике, реже в автомобилях легкового типа.

Крутящий момент заднеприводного автомобиля передаётся таким образом: у вторичного вала есть агрегат (коробка), специальному крутящему моменту по своей функции необходимо передаваться от нужного вала к тому агрегату, который является главным.

Устройство передачи

Передача, которая является карданной, имеет такой состав:

  • два вала (один спереди и другой сзади);
  • специальную (промежуточную) опору с подшипником;
  • шлицевую сборку;
  • два шарнира (вилковый и крестовидный);
  • муфту, которая эластичная.

Автомобильный кузов меняет свой угол от постоянного перемещения. Перемещается он от верха к низу и имеет обратную пропорциональность к заднему мосту. Тут выделяется карданная передача и главная, а угол изменений находится как раз между ними.

Крутящий момент принимает на себя главная передача, и функцией этого момента является равномерность и постоянство работы. И в этом случае нельзя оговориться о заднем вале как о жёсткой трубе. В нём находятся шарниры в количестве двух штук.

Задача шарниров заключается в осуществлении процесса передачи крутящего момента между агрегатом и непосредственно главной передачей. Данный процесс происходит, даже когда автомобиль совершает большие «прыжки».

Расстояние в «кардане» очень важно, так как оно влияет на то, какое количество валов будет применяться: один или два.

Механизмы соединения:

  • раздаточная и обычная коробки передач;
  • мостовая и главная коробки передач;
  • задняя и средняя ведущие передачи (мост);
  • колёса и полуось;
  • ведущие колёса главной передачи.

«Карданы» по своему строению в различных авто одинаковы, отличаются они мало чем.

Можно выделить один фактор — это его габариты и разницу в них или же отличия, которые показывает форма какого-либо элемента в «кардане».

На какие типы делится «кардан»?

Главную роль в «кардане» выполняет шарнир. Типы, на которые делится передача, выделяются конструкцией, и они следующие:

  • шарнирная передача (скорость равноугловая);
  • шарнирная передача (скорость неравноугловая);
  • упругая шарнирная передача (полукардан);
  • жёсткая шарнирная передача (полукардан).
Читайте также:  Схема и назначение газораспределительного механизма автомобиля

Передачи, которые являются карданными, имеют отличия и в количестве валов. Выделяют передачу с одним валом, с двумя и с множеством валов. Также отличия есть и в количестве шарниров: выделяют «кардан» с одним, двумя и с множеством шарниров.

Как работает карданная передача?

Приводные автомобили спереди имеют в основном карданную шарнирную передачу с равной угловой скоростью. Они используются, когда нужно соединить ведущие колёса с агрегатом передачи. Механизм имеет небольшое количество шарниров, их два (тот, что с внешней стороны, и тот, что с внутренней), а задачей приводного вала является их соединение.

Шарнир выделяется равными скоростными углами, его корпус имеет сферическую форму, а внутри находится обойма.

Каждая канавка, находящаяся на месте рядом с обоймой, а также корпусом, выполняет функцию передвижения шариков из стали.

Обратите внимание

Изменения карданной шарнирной передачи с неравными скоростными углами зависят от фактора расстояния, которое необходимо для того, чтобы крутящий момент мог передаваться. Там выделено место для одного или двух карданных валов.

Существует понятие промежуточный вал — это название дано первому валу в передаче, где всего их два. Вал №2 называется «задний вал кардана». Опора на кузове авто, которая является промежуточной, служит соединяющим звеном между валами.

Специальный компенсирующий механизм создаёт оптимальное расстояние между механизмами, что обеспечивается изменением длины в карданном вале.

Неполадки

Движению, которое провоцируется шумом, стуком и вибрацией, необходимо обязательно уделить внимание. Оно происходит из-за того, что шарниры, подшипники и промежуточные опоры изнашиваются, а валы деформируются. Это можно устранить, если заменить элементы, которые повреждены.

Когда шарнир или крестовидный подшипник изнашиваются, происходит переключение передачи, а также можно услышать появление звука, он характерный и щёлкающий. Щелчки могут издаваться, когда передние колёса совершают поворот на углы со своим пределом.

Определённый рубеж достигается подшипником опоры, который имеет заднеприводное авто при его износе. Тогда не избежать появления заметного шума, который находится ниже днища, под ним и впоследствии появляется вибрация, которую можно ощутить.

Карданные шарниры могут служить более 50-60 тысяч км пробега. Однако это обеспечено тогда, когда эксплуатация авто грамотна. О трубах и валах можно сказать, что они очень долговечны. Однако если же по какой-то причине какой-то из карданных валов погнулся или деформировался вместе с шарнирами, стоит заменить узы, которые в сборке повреждены.

Источник: http://xn--80aeqauefgb1byc.xn--p1ai/naznachenie-i-ustrojstvo-kardanoj-peredachi

Принцип работы карданной передачи

Коробка передач через картер сцепления связана с двигателем и по отношению к кузову автомобиля занимает определенное неподвижное положение.

Задний же мост, в котором смонтирована главная передача, подвешен к раме или кузову автомобиля при помощи листовых рессор или пружин. При прогибе рессор задний мост изменяет свое положение, поэтому соединять коробку передач и задний мост между собой жестко нельзя.

Для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач ведущему валу главной передачи под изменяющемся углом и служит карданная передача.

Важно

Карданная передача у большинства легковых автомобилей состоит из одной тонкостенной стальной трубы и двух шарниров- карданов.

Одни из карданов соединен с трубой при помощи шлицев, что позволяет карданному валу несколько изменять при движении автомобиля свою длину.

Устройство кардана и принцип работы карданной передачи показаны на рис. 36. На крестовину кардана ставят проушинами две вилки: одна является частью трубы карданного вала, другая частью фланца.

После этого в проушинах размещают игольчатые подшипники в обоймах. Они охватывают шейки крестовины и закрепляются в проушинах стальными стопорными кольцами.

При наличии таких карданов передача способна передавать вращение под различными, изменяющимися при движении автомобиля углами.

Такая передача из-за большой длины карданного вала часто вибрирует. Кроме того, пол кузова некоторых легковых автомобилей имеет арку для карданного вала, а это создает неудобства для пассажиров.

Поэтому на легковые автомобили стали ставить карданную передачу с укороченным карданным валом. Коробка же передач осталась на своем месте. Получился разрыв между ведомым валом коробки передач и передним фланцем карданной передачи.

Для компенсации этого разрыва нужен был дополнительный вал.

Так появился у карданной передачи промежуточный вал, передний конец которого при помощи кардана связан с ведомым валом коробки передач, а задний конец — с передним концом карданного вала при помощи шлицевого соединения и кардана. При этом задний конец проходит через шариковый подшипник опоры — кронштейна, жестко закрепленного снаружи на днище кузова. Пол кузова стал более ровным, возможности появления вибраций карданной передачи уменьшились.

Совет

Неисправности в карданной передаче заключаются в ослаблении затяжки болтов крепления фланцев карданов, в износе деталей карданов и, в частности, подшипников, из шлицевого соединения карданного вала. Эти неисправности вызывают «шум» и даже стук при работе карданной передачи, и их надо устранять, так как это опасно для движения автомобиля.

Игольчатые подшипники смазывают автотракторным трансмиссионным маслом при помощи шприца, используя отдельные масленки, установленные на крестовинах карданов. Шлицевое соединение карданных валов смазывают солидолом через пресс-масленку. Сроки смазки указываются в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Источник: http://AvtoLegko.ru/ustroistvo/printsip-raboty-kardannoi-peredachi

Назначение и устройство карданных передач

Назначение. Карданная передача передает крутящий момент от одного агрегата на другой, если оси валов этих агрегатов смещаются при движении.

Карданные передачи ис­пользуются для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к ведущим мостам, которые благодаря упругим элементам подвески (пружинам или рессорам) могут изменять свое положение относительно остова автомобиля, а следовательно, относи­тельно коробки передач или раздаточной коробки при его движении по неровностям дороги. Карданные шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) используются для передачи крутя­щего момента от переднего ведущего моста к управляемым и ведущим колесам.

Устройство. Карданная передача (рис. 68), передающая крутящий момент от коробки передач, раздаточной коробки к ведущим мостам состоит из карданного вала 1 и 6; кардан­ных шарниров неравных угловых скоростей (рис.

69); промежуточной опоры (подвесного подшипника) 3 (рис. 68).

Карданный вал представляет собой тонкостенную стальную трубу, к которой с одной стороны приварена вилка карданного шарнира, а с другой стороны выполнена внутренняя шлицевая втулка, в которую вставляется шлицевой конец вилки второго карданного шарни­ра.

Карданные шарниры обеспечивают возможность передачи крутящего момента при изменяющемся угле наклона карданного вала. Свободное шлицевое соединение ведущей вилки второго карданного шарнира с карданным валом обеспечивает возможность передачи момента при изменяющемся расстоянии между КП или РК и ведущими мостами.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (рис. 69) состоит из ведущей вилки, крестовины, игольчатых подшипников, надетых на шипы крестовины, ведомой вилки, сто­порных колец. Крестовина устанавливается в ушках вилок на игольчатых подшипниках и шарнирно соединяет вилки шарнира.

Стопорные кольца фиксируют корпуса игольчатых подшипников в ушках вилок. При такой конструкции шарнира и равномерном вращении вилки ведущего вала угловая скорость ведомой вилки будет изменяться дважды за каждый оборот, увеличиваясь и уменьшаясь. Поэтому такой шарнир называют шарниром неравных угловых скоростей.

Чтобы устранить неравномерность вращения ведомого вала, в карданной передаче применяют обычно два шарнира неравных угловых скоростей, располагаемых на концах карданного вала.

В этом случае неравномерность вращения, возникающая в первом ведущем шарнире, компенсируется неравномерностью вращения второго шарнира и ведо­мый вал передачи вращается равномерно с угловой скоростью ведущего вала.

Обратите внимание

Промежуточная опора 3 (рис. 68) состоит из подвесного шарикоподшипника 11, рези­нового кольца 10, устанавливаемого между подшипником и кронштейном, кронштейна 4 для крепления подшипника с резиновым кольцом к кузову или раме автомобиля.

Назначение, устройство и принцип действия масляных фильтров.

Назначение: Очищает масло от посторон­них механических примесей.

Устройство:

— корпус

— колпак

— уплотне­ния

— осевой болт

— фильт­рующий элемент

— сливная пробка.

Принцип действия: Масло поступает в полость между колпаком и фильтрующим элементом. Проходя через фильтрующий элемент, масло очи­щается и поступает в систему.

Центробежный фильтр (рис. 20)

Назначение: Очищает масло от посторон­них механических частиц.

Устройство:

— ось ротора

— жиклеры

— под­дон

— ротор

— колпак ротора

— кожух фильтра

— фильтрую­щая сетка

— трубки и каналы подвода и отвода масла

— крепежные детали.

Принцип работы: Масло поступает в фильтр под давлением через ось ротора. Действием реакции струй масла, выбрасываемых из жиклеров, ротор приводится в быстрое вращение. При вращении ротора тяжелые частицы под действием центробежных сил отбрасы­ваются к стенкам ротора и оседают на них.

вверх. Впускной клапан закрыт, выпускной открыт. Происходит очистка (выпуск) цилиндра от отработавших газов.

Устройство и работа рулевых приводов (при зависимой и независимой подвеске).

Назначение. Рулевой привод передает управляющее усилие от рулевого механизма непосредственно к колесам и обеспечивает этим поворот управляемых колес на задаваемый угол.

Устройство. Конструкция рулевого привода выполнена так, чтобы при повороте движение управляемых колес автомобиля осуществлялось без бокового скольжения, что обеспечивает легкость управления и минимальный износ шин. Для этого необходимо, чтобы колеса имели общий центр поворота (рис. 90, точка О), т.е.

внутреннее управляемое колесо должно поворачиваться на больший угол, чем внешнее. Выполнение этого требования обес­печивает рулевая трапеция. Основаниями рулевой трапеции служат передняя ось автомобиля и поперечная рулевая тяга 13 (рис. 876), а боковыми сторонами — рычаги 12 поворотных цапф.

Рулевая трапеция соединена с сошкой 16 посредством верхнего поворотного рычага 14 и продольной тяги 15.

Все рулевые тяги и рычаги соединяются между собой с помощью шаровых рулевых шарниров. Рулевые шарниры (рис. 91) состоят из шарового пальца 4, стержень которого за­крепляется в коническом отверстии одной из соединяемых тяг и фиксируется корончатой гайкой, а шаровая сфера размещается в другой тяге.

С обоех сторон сферы находятся вкла­дыши 1, которые прижимаются к ней сферическими выемками с помощью пружины 2, зажа­той в рулевой тяге пробкой, фиксируемой резьбой или стопорным кольцом. В конструкции рулевых шарниров современных автомобилей применяются нерегулируемые вкладыши 6 и 7 из обрезиненного полиамида.

Во избежание попадания в рулевой шарнир пыли и воды он закрывается резиновым пыльником.

Особенности конструкции рулевого привода автомобилей, имеющих независимую подвеску управляемых колес. Особенностью является то, что поперечная рулевая тяга вы­полнена из трех частей (рис.

92): двух боковых тяг 3 и 6 и средней тяги 4, соединенных шар- полнена из трех частей (рис. 92): двух боковых тяг 3 и 6 и средней тяги 4, соединенных шар- нирно.

Важно

Средняя тяга непосредственно связана с сошкой 1 и имеет шарнирную опору на ма­ятниковом рычаге 5, который по форме и размерам аналогичен сошке. Боковые тяги соеди­нены с поворотными рычагами 2 цапф колес.

Боковые тяги состоят из двух частей, соеди­ненных регулировочными трубками, что позволяет менять длину тяг при регулировке схож­дения колес. Средняя и боковые тяги соединены посредством рулевых шарниров, что позво­ляет компенсировать изменение положения колес относительно средней тяги при езде по не­ровностям дороги.

Источник: https://studopedia.net/1_43091_naznachenie-i-ustroystvo-kardannih-peredach.html

Ссылка на основную публикацию