☎:
Карданный вал любого авто уверенно выполняет свои функции и остается незамеченным. До определенного момента. Водители заднеприводных или полноприводных автомобилей первых 100-150 тысяч пробега вообще могут не вспоминать о его существовании. Однако наступает момент, когда в салоне ощущается сильная вибрация, стук или гул во время движения.
Причем неприятные симптомы могут проявляться как на любой скорости, так и на вполне конкретной, либо под нагрузкой, либо без нее. Именно тогда стоит не рисковать безопасностью, а выполнить профессиональную диагностику карданного вала на СТО Генстар. В крайнем случае провести самостоятельный осмотр и определить степень износа тех или иных компонентов кардана.
Что такое карданный вал, конструкция, виды и принцип работы
Работа карданного вала (как и любого приводного вала) заключается в том, чтобы стабильно передавать крутящий момент от двигателя, коробки передач или раздаточной коробки на ведущий мост. Или на другой агрегат – редуктор, лебедку, коробку отбора мощности и тому подобное.
Однако ключевое отличие карданного вала от других приводных систем заключается в том, что он способен передавать значительный крутящий момент под постоянным или переменным углом. Это позволяет работать двум агрегатам, выходные валы которых находятся на разном уровне. То есть, ось одного вала не совпадает с осью вращения другого.
Самый простой пример – редуктор заднего моста заднеприводных автомобилей. Коробка передач зафиксирована к кузову или раме условно жестко (ведь фиксируется через резиновые подушки, демпферы для гашения вибраций). Фланец редуктора заднего моста, на который передается крутящий момент с вала КПП, во время движения постоянно меняет угол в результате работы подвески.
Карданный вал необходим как раз для того, чтобы без потерь передавать крутящий момент с выходного вала КПП на фланец редуктора заднего моста, независимо от угла его расположения. Обычно этот угол не должен превышать 30-40 градусов.
Конструкция карданного вала
Поскольку вал жесткий и неэластичный, сам по себе он изгибаться не может, например, как трос спидометра. Поэтому для изменения угла передачи усилия используют карданный шарнир – простая и гениальная конструкция, изобретенная итальянским математиком Джеронимо Кардано еще в XVI веке.
Однако в течение лет изобретение совершенствовалось и приобрело современный вид примерно сто лет спустя благодаря Роберту Хуку, а сегодня мы имеем надежную конструкцию из современных выносливых материалов, которые могут передавать усилия в сотни Н∙м под разными углами.
Автомобильный карданный вал состоит из следующих компонентов:
- Кованые вилки с отверстиями, в которых фиксируются подшипники крестовины. Вилки с высокой точностью фиксируются к трубчатому валу.
- Крестовины. Изготовлены методом холодной ковки или штамповки в зависимости от расчетной нагрузки и модели автомобиля.
- Игольчатые или роликовые подшипники. Удерживаются в вилках вала и обеспечивают вращение крестовины под нужным углом.
- Фланцы с отверстиями для крепления к фланцам ведомого и ведущего валов.
- Сбалансированный, точно изготовленный трубчатый вал, к которому фиксируются вилки с крестовинами.
- Балансировочные пластины. Устанавливаются на трубчатом валу для точной балансировки, чтобы предотвратить вибрации, износ и для продления ресурса шарниров и подшипников.
- Смазочные фитинги на крестовинах, применяются во время обслуживания крестовин и смазки подшипников.
В зависимости от назначения и места расположения, передняя часть карданного вала может иметь шлицевую часть для изменения длины (компенсатор длины) кардана в соответствующих пределах. Это необходимо, чтобы обеспечить свободное колебание ведущего моста во время работы подвески.
Только что мы рассмотрели конструкцию карданного вала классического типа с одним карданным шарниром. Они используются, когда нужно передать усилие на небольшое расстояние и под небольшим углом. Однако на практике чаще используют карданы с двумя шарнирами. Такие карданы способны гораздо эффективнее компенсировать угловое смещение, если оба угла примерно одинаковы.
На некоторых автомобилях используют специальные широкоугольные карданные шарниры с расширенным диапазоном взаимного колебания агрегатов. Кроме того, на большинстве автомобилей применяется подвесной подшипник, который предназначен для поддержки и разгрузки трубчатого вала, уменьшения нагрузки на карданные шарниры.
Критическое значение состояния карданного вала
Исправность и качество карданного вала, а также соблюдение регламента его диагностики и обслуживания, имеют критическое значение. Как в разрезе безопасности, так и в плане технического состояния автомобиля. Неисправный кардан может привести к возникновению ряда рискованных симптомов и аварийных ситуаций:
- шум, вибрации, стук в салоне;
- чрезмерный износ подшипников и сальников выходного вала коробки передач, редуктора заднего моста, раздаточной коробки и т.д;
- преждевременный износ подвесного подшипника;
- обрыв карданного вала – аварийная ситуация, когда кардан теряет контакт с редуктором или коробкой передач, ударяется о дорожное полотно, что приводит к опрокидыванию автомобиля, потере управления, ДТП.
Поэтому к состоянию карданного вала нужно относиться крайне внимательно и обращать особое внимание на первичные признаки разрушения или износа тех или иных элементов.
Основные поломки кардана и их симптомы
В идеале карданный вал работает тихо и не привлекает к себе внимания достаточно долго. Однако специалисты СТО Генстар советуют пристально присматриваться к следующим проявлениям износа и состояния определенных узлов.
Крестовины – первые в очереди на замену
Самые загруженные и важные запчасти системы привода. Крестовины должны выдерживать как горизонтальные и вертикальные нагрузки, усилия на скручивание, так и быть износостойкими механически. Ведь игольчатые подшипники постоянно вращаются вокруг внутренней обоймы, которая является составной частью крестовины.
Первые признаки изношенных крестовин:
- металлический звон при трогании с места и разгоне;
- стук во время движения;
- рост уровня вибраций во время движения;
- люфт между крестовиной и фланцевой вилкой карданного шарнира.
Определить невооруженным глазом неисправности крестовин достаточно трудно, а последствия от их износа могут быть катастрофическими. Поэтому при появлении первых признаков износа стоит выполнить профессиональную диагностику карданного вала.
Люфт в шлицевом соединении: коварная неисправность
Если вовремя не обслуживать и не смазывать шлицы, они достаточно быстро могут износиться, ведь работают в условиях дорожной грязи и влаги. Чрезмерный износ приведет к появлению люфта, который характеризуется следующими признаками:
- металлический звон во время трогания;
- сильные вибрации на скорости;
- характерный шум во время набора скорости, торможении, маневрировании;
- при сильном износе – удары при старте.
Опасность износа шлицев заключается в том, что визуально определить их состояние довольно трудно. А вот вибрации могут довольно быстро испортить подшипники коробки передач, редуктора заднего моста, подвесной подшипник. Ремонт с заменой такого количества запчастей обойдется недешево, к тому же существует опасность обрыва кардана.
Дисбаланс трубчатого вала кардана
Также приводит к появлению вибраций. Обычно вибрации возникают после механического повреждения трубчатого вала вследствие ударов. Случается, что даже небольшая вмятина на кардане приводит к значительному дисбалансу или потере геометрии кардана.
Эта история опасна не только тем, что вибрации будут ощущаться в салоне, но они и быстро повлияют на состояние подшипников, сальников, фланцев валов, хвостовика редуктора, крестовин и игольчатых подшипников. Если вибрация возникла без наличия повреждений, возможно, виной тому стало налипание грязи на вал. Но проверить состояние кардана при наличии вибраций нужно как можно скорее.
Подвесной подшипник, подвесная опора
Износ подвесного подшипника ощущается как постоянный шум или гудение во время движения машины. Подшипник также работает в сложных условиях под постоянным воздействием влаги, грязи и дорожных реагентов. Поэтому срок его службы может достигать около 100-120 тысяч км в зависимости от условий эксплуатации.
Состояние подшипника не имеет такого критического значения, как, скажем, крестовин, но и он может доставить хлопот и привести к износу целого ряда дорогих запчастей. Поэтому при случае состояние подвесного подшипника и подвесной опоры в сборе необходимо проверить.
Демпферная резиновая муфта – мелочь с большими последствиями
Резиновая муфта устанавливается между карданным валом и коробкой передач для гашения взаимных вибраций. Следовательно, она воспринимает нагрузку от двигателя в полной мере и со временем теряет эластичность. Самое опасное то, что резиноматериал со временем стареет и растрескивается, муфта становится хрупкой, склонной к разрушению.
Последствиями старения муфты могут стать повышенный уровень вибрации, шумы при маневрировании, стук и характерные удары при смене направления движения или при старте. Если муфта разрушится, вся карданная передача потеряет работоспособность, поэтому и эта запчасть требует регулярного осмотра.
Деформация трубчатого вала
Как и любые другие нарушения целостности трубчатого вала, деформация или потеря базовой геометрии кардана приводит к возникновению вибраций. Последствия могут быть непредсказуемы – от дисбаланса, до обрыва кардана на скорости. А повредиться вал может при любых обстоятельствах, например, в результате даже небольшого удара, или во время неквалифицированной установки или обслуживания.
Как проявляются повреждения или износ карданного вала, симптомы
Чтобы четко понимать, что в возникновении подозрительных шумов или вибраций виноват именно кардан, нужно ясно осознавать симптомы его неисправностей. Это важно, потому что идентичные признаки могут вызывать и другие изношенные запчасти, агрегаты или узлы – коробка передач, сцепление, редуктор, раздаточная коробка, даже ходовая часть.
Впрочем, можно составить примерный чек-лист симптомов. Конечно, его нужно в любом случае уточнять при профессиональной диагностике на СТО Генстар:
- Гудение при движении, без вибраций – подвесной подшипник, крестовины.
- Стук, глухие удары – ослабленное крепление фланцев карданной вилки, износ подвесного подшипника, подвесной опоры, износ крестовины.
- Металлический звон циклического характера под нагрузкой – подшипники крестовины, ослабление крепления хвостовика редуктора или фланцев кардана.
- Металлический звон во время трогания или при наборе скорости периодического характера – износ шлицев, крестовины, подвесной подшипник, вилки крестовины.
- Вибрации во время движения – дисбаланс трубчатого вала, деформация, налипание мусора, ослабление креплений фланцев, подшипники крестовин, критический износ подвесного подшипника, разрушение резиновой муфты.
Этот список – не аксиома, поэтому требует профессиональной проверки в условиях профессиональной СТО при наличии специального оборудования.
Что будет, если игнорировать признаки неисправности кардана
Карданный вал – достаточно надежный и прочный элемент, поэтому внезапных критических поломок здесь быть не может. Опасность в том, что каждая неисправность начинает проявляться постепенно, с наращиванием интенсивности шумов и вибраций. К которым водитель со временем может привыкнуть, если вовремя не устранить поломку. А приводит все это к крайне негативным последствиям:
- обрыв кардана, потеря управления, ДТП;
- быстрый износ или разрушение коробки передач, редуктора, запчастей карданного вала;
- высокий уровень затрат на замену запчастей, не имеющих прямого отношения к системе привода;
- шумы и вибрации в салоне никак не способствуют комфорту во время поездки.
Предупредить неисправность всегда дешевле, чем устранять ее последствия. Своевременная профессиональная диагностика в случае с карданным валом – это залог безопасности и спокойствия в дороге.
Ремонт и обслуживание кардана на СТО
Любые непрофессиональные манипуляции с карданным валом могут привести к потенциальному возникновению поломок. Даже просто снять и поставить кардан на место без разметки предварительного взаимного положения фланцев – это уже большая ошибка.
Не говоря уже о замене крестовин, подвесного подшипника, подвесных опор или других запчастей. На СТО Генстар обычно чаще всего выполняются следующие операции, которые невозможно или сложно сделать самостоятельно:
Балансировка карданного вала
Используется специальный стенд, при необходимости устанавливаются дополнительные балансиры.
Полное восстановление карданного вала
Замена всех запчастей, балансировка, антикоррозийная обработка, покраска.
Замена подвесных подшипников или подвесных опор
Включает диагностику, демонтаж, подбор и замену запчастей.
Замена фланцев и вилок
Отверстия во фланцах со временем разбиваются, поэтому кардан уже невозможно установить точно даже после балансировки.
Замена крестовин
Наиболее часто выполняемая операция. Включает полную диагностику вала, подбор крестовин и подшипников, установку согласно заводской технологической карте.
Замена шлицевого узла
Подбор шлицевого узла, либо изготовление на токарном станке, балансировка, установка на вал, балансировка в сборе, смазка.
Все эти операции невозможно или крайне сложно выполнить без соответствующего оборудования и опыта, которым обладают специалисты СТО Генстар.
Главное требование в отношении кардана – не затягивать
Устранить проблемы с карданным валом на начальной стадии их возникновения дешевле и проще, чем выполнять капитальный ремонт полностью изношенного привода. Или даже замену всего карданного вала или изготовление нового.
Поэтому при появлении первых признаков износа стоит записаться на диагностику и вовремя выяснить причины, быстро их устранить. Это будет способствовать безопасной и спокойной эксплуатации автомобиля в течение многих лет.