Устройство карданной передачи автомобиля

Все знают, что главная задача двигателя – выработать крутящий момент, необходимый для того, чтобы привести в движение колеса. Однако не каждый в курсе, какие именно устройства и механизмы задействуются на этом пути, чтобы момент передался от маховика на сам колесный диск. В зависимости от конструкции автомобиля здесь могут применяться разные системы. Однако название у них одно – карданная передача. Назначение ее, типы и особенности рассмотрим прямо сейчас.

Описание

Итак, для чего используется данный элемент? Он служит для передачи крутящего момента между валами, что находятся под конкретным углом относительно друг друга. Как правило, такая передача используется в узлах трансмиссии.

При помощи нее соединяются следующие элементы:

• Двигатель и КПП.
• КПП и раздаточная коробка.
• Трансмиссия и главная передача.
• Ведущие колеса и дифференциал.
• Раздаточная трансмиссия и главная передача (встречается на внедорожниках).

Как видите, узел может взаимодействовать в разных механизмах и агрегатах.

Шарнир

Это основной элемент в устройстве карданной передачи. Каких видов он бывает? На данный момент различают несколько типов карданных передач, в зависимости от конструкции шарнира:

• С шарниром неравных угловых скоростей.
• Со ШРУСом.
• С полукарданным шарниром. Он может быть упругим или жестким. На данный момент не применяется в автомобилях.

Итак, рассмотрим эти виды более подробно.

Передача с шарниром неравных угловых скоростей

Она состоит из следующих элементов:

• Хвостовика скользящей вилки.
• Промежуточного вала.
• Самой вилки с грязеотражателем.
• Защитного кольца.
• Промежуточной опоры.
• Подшипника.
• Стопорной шайбы и А-образной пластины.
• Шлицевой вилки.
• Крестовины.
• Заднего вала.
• Фланца главной передачи.
• Карданного шарнира.
• Уплотнительного кольца.
• Стопора с болтом.
• Игольчатого подшипника.

Такая передача в простонародье получила название «кардан». Она используется на автомобилях с задним либо полным приводом. Это в основном внедорожники либо коммерческий транспорт. Также используется подобная карданная передача на ВАЗах классических моделей. Данный узел включает в себя шарниры неравных угловых скоростей. Они расположены на карданных валах. В некоторых автомобилях может использоваться промежуточная опора с подшипником (как правило, когда кардан состоит из двух частей). На концах данной передачи находятся соединительные устройства (фланцы).

Такой шарнир представляет собой две вилки, которые располагаются под углом в 90 градусов. Крестовина вращается благодаря игольчатому подшипнику, что устанавливается в проушинах вилок. Эти подшипники являются необслуживаемыми. Таким образом, смазка, что находится под крышками, запрессована на весь срок службы и не меняется в процессе эксплуатации.

Среди особенностей данного типа механизмов стоит отметить следующее. Передача усилий осуществляется неравномерно (циклически). Так, за один оборот ведомый вал обгоняет ведущий дважды и отстает в два раза. Чтобы компенсировать неравномерность вращения, в данном узле используется не меньше двух шарниров. Они находятся по одному с каждой стороны карданной передачи. А вилки противоположных шарниров вращаются на одной плоскости.

Если говорить о количестве валов, их может быть несколько или один. Все зависит от расстояния, на которое будет передаваться мощность на главную передачу автомобиля. При использовании двухвальной схемы первый вал является промежуточным, а второй – задним. Элемент, созданный по такому принципу, обязательно предусматривает наличие промежуточной опоры. Последняя крепится к раме автомобиля (либо при отсутствии таковой – к кузову). Чтобы компенсировать изменение длины передачи, в первом или во втором вале делается шлицевое соединение. С элементами трансмиссии (коробкой передач и задним мостом) механизм взаимодействует посредством муфты и фланцев.

Передача со ШРУСом

Сейчас данная конструкция является наиболее востребованной и практичной в мире автомобилей. Зачастую подобная схема практикуется на переднеприводном транспорте. Основная цель такой передачи – соединить ступицу ведущего колеса и дифференциал.

Конструктивно данный узел состоит из следующих элементов:

• Полуоси.
• Хомута.
• Обоймы.
• Корпуса шарнира.
• Сепаратора.
• Стопорного кольца.
• Шарика.
• Конусного кольца.
• Пружинной шайбы.
• Грязезащитного чехла.

Такая передача включает в себя два шарнира. Они соединены между собой приводным валом. Ближайший к трансмиссии ШРУС является внутренним, а противоположный (со стороны ведущего колеса) – внешним.

Также подобная схема использования шарниров практикуется на задне- и полноприводных автомобилях (яркий тому пример – отечественная «Нива»). Применение подобной схемы позволяет значительно снизить уровень шума при работе передачи. По сравнению с крестовинами, ШРУС является более современной конструкцией и обеспечивает передачу момента на значительно больший угол с постоянной угловой скоростью.

Про ШРУС

Сам ШРУС являет собой обойму, которая помещена в специальный корпус. Между обоймами двигаются металлические шарики. Корпус имеет сферическую форму. Для движения шариков в нем выполнены канавки. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент под углом в 30 и более градусов. Также в конструкции применяется сепаратор, удерживающий шарики в определенном положении.

Пыльник

Отдельно стоит сказать о пыльнике. Данный грязезащитный чехол является обязательным элементом, без которого работа ШРУСа не представляется возможной. Этот пыльник крепится при помощи хомутов и предотвращает попадание грязи, пыли и прочих отложений внутрь корпуса. При эксплуатации нужно всегда следить за состоянием грязезащитного чехла. В противном случае пыль и вода будут разрушать конструкцию шарнира и вымывать смазку.

Из-за повышенного износа вскоре граната может захрустеть. Ремонт карданной передачи не позволит вернуть ее в прежнее, рабочее состояние. При подобных признаках элемент меняется целиком на новый. Также отметим, что при изготовлении ШРУСа внутрь закладывается смазка на основе дисульфида молибдена. Она закладывается на весь срок службы ШРУСа. А в случае повреждения пыльника при его замене меняется и смазка.

С полукарданным шарниром

Используется сейчас редко. Такая карданная передача состоит из следующих элементов:

• Вкладыша.
• Центрирующей втулки.
• Упругого элемента.
• Фланца вторичного вала КПП с болтом.
• Сальника с обоймой.
• Вторичного вала.
• Грязеотражателя.
• Карданного вала.
• Гайки крепления фланца.
• Центрирующего кольца.
• Пробки.
• Уплотнителя центрирующего кольца.

Как действует этот узел? Данный механизм осуществляет передачу усилий между двумя валами, которые находятся под малым углом, за счет деформации упругого элемента. Зачастую в такой схеме используется муфта «Гуибо». Она представляет собой шестигранный упругий элемент. Муфта с двух сторон крепится фланцами к ведомому и ведущему валу.

Заключение

Итак, мы выяснили, каких типов бывает и как устроена карданная передача автомобиля. Наиболее популярной и совершенной на сегодня является передача на ШРУСах. Однако до сих пор встречаются автомобили, на которых используется старый, проверенный годами кардан на крестовинах. Особенно это касается коммерческого транспорта. Такая конструкция является основной для грузовиков, автобусов и спецтехники.