SOS
Организатор Клуба
Карданная передача
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. В автомобиле карданная передача применяется, как правило, в трансмиссии и рулевом управлении.
Посредством карданной передачи могут соединяться следующие элементы трансмиссии:
- двигатель и коробка передач;
- коробка передач и раздаточная коробка;
- коробка передач и главная передача;
- раздаточная коробка и главная передача;
- дифференциал и ведущие колеса.
Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. В зависимости от конструкции шарнира различают следующие типы карданных передач:
карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей;
карданная передача с шарниром равных угловых скоростей;
карданная передача с полукарданным упругим шарниром;
карданная передача с полукарданным жестким шарниром.
Карданная передача с полукарданным жестким шарниром на автомобилях не применяется, т.к. не отвечает требованиям надежности и технологичности.
Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей
Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей имеет устоявшееся название – карданная передача, обиходное название – кардан. Данный тип передачи применяется в основном на заднеприводных автомобилях и автомобилях с полным приводом.
Карданная передача имеет следующее устройство:
- шарниры неравных угловых скоростей;
- карданные валы;
- промежуточная опора;
- соединительные устройства.
Схема карданной передачи
- хвостовик скользящей вилки;
- грязеотражатель скользящей вилки;
- скользящая вилка;
- вилка промежуточного карданного вала;
- промежуточный карданный вал;
- грязеотражатель;
- промежуточная опора;
- защитное кольцо;
- подшипник промежуточной опоры;
- защитное кольцо;
- шлицевая вилка;
- П-образная пластина;
- стопорная шайба;
- крестовина;
- вилка заднего карданного вала;
- задний карданный вал;
- фланец ведущей шестерни главной передачи;
- задний карданный шарнир;
- игольчатый подшипник;
- стопорное кольцо;
- болт;
- уплотнительное кольцо.
Шарнир неравных угловых скоростей объединяет две вилки, расположенные под углом 90° друг к другу, крестовину и фиксирующие элементы. Крестовина вращается в игольчатых подшипниках, установленных в проушинах вилок. Подшипники необслуживаемые, пластичная смазка закладывается в них при сборке и в процессе эксплуатации не меняется.
Особенностью шарнира неравных угловых скоростей является неравномерная (циклическая) передача крутящего момента, т.е. за один оборот ведомый вал дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. Для компенсации неравномерности вращения в карданной передаче применяется не менее двух шарниров, по одному с каждой стороны карданного вала. При этом вилки противоположных шарниров располагаются в одной плоскости.
В карданной передаче в зависимости от расстояния, на которое передается крутящий момент, применяется один или два карданных вала. При двухвальной схеме первый вал носит название промежуточного, второй – заднего карданного вала. Место соединения валов фиксируется с помощью промежуточной опоры. Промежуточная опора крепится к кузову (раме) автомобиля. Для компенсации, возникающих в результате работы, изменений длины карданной передачи в одном из валов выполняется шлицевое соединение.
Соединение карданной передачи с другими элементами трансмиссии производится с помощью соединительных элементов: фланцев, муфт и др.
Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей
Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей нашла широкое применение в переднеприводных автомобилях для соединения дифференциала и ступицы ведущего колеса.
Карданная передача данного типа включает два шарнира равных угловых скоростей, соединенных приводным валом. Ближайший к коробке передач (дифференциалу) шарнир носит название внутреннего, противоположный ему – внешний шарнир.
С целью снижения уровня шума карданная передача с шарниром равных угловых скоростей также применяется в трансмиссиях автомоблей с задним и полным приводом. В данном случае шарнир неравных угловых скоростей уступает более соершенной конструкции ШРУС.
Карданный шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего к ведомому валу с постоянной угловой скорость, независимо от угла наклона валов. Самым распространенным в конструкции трансмиссии переднеприводного автомобиля является шариковый шарнир равных угловых скоростей.
Шарнир равных угловых скоростей (сокращенное название – ШРУС, обиходное название – граната) имеет следующее устройство:
- корпус;
- обойма;
- шарики;
- сепаратор;
- грязезащитный чехол.
Схема шарнира равных угловых скоростей
На примере универсального шестишарикового карданного шарнира- хомут;
- полуось;
- грязезащитный чехол («пыльник»);
- хомут;
- сепаратор;
- обойма;
- малая полуось;
- корпус шарнира;
- стопорное кольцо;
- шарик;
- конусное кольцо;
- пружинная шайба
Корпус имеет внутреннюю сферическую форму. Внутри корпуса располагается обойма. В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся шарики. Такая конструкция обеспечивает равномерную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом. Сепаратор удерживает шарики в определенном положении. Для защиты шарнира от негативных факторов внешней среды (кислорода, воды, грязи) на ШРУС устанавливается грязезащитный чехол – «пыльник».
При изготовлении в шарнир равных угловых скоростей закладывается смазка, приготовленная на основе дисульфида молибдена.
Карданная передача с полукарданным упругим шарниром
Полукарданный упругий шарнир обеспечивает передачу крутящего момента между двумя валами, расположенными под небольшим углом, за счет деформации упругого звена.
Схема полукарданного упругого шарнира
- болт крепления к фланцу вторичного вала коробки передач;
- фланец вторичного вала коробки передач;
- упругий элемент;
- центрирующая втулка;
- вкладыш;
- болт крепления к фланцу карданного вала;
- фланец карданного вала;
- обойма сальника;
- сальник;
- вторичный вал коробки передач;
- грязеотражатель;
- гайка крепления фланца;
- уплотнитель центрирующего кольца;
- карданный вал;
- центрирующее кольцо;
- пробка
Характерным примером данного типа шарнирного соединения является упругая муфта Гуибо (Guibo). Муфта представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, с двух сторон которого крепятся фланцы ведущего и ведомого валов.