Передний кардан: назначение, конструкция и обзор неисправностей

Передний кардан: назначение, конструкция и обзор неисправностей

Передний кардан: назначение, конструкция и обзор неисправностей

FEBEST › Блог › Кардан рулевого вала: особенности, неисправности, ремонт

В конструкции рулевого управления большинства современных легковых автомобилей применяется карданная передача. Причин тому несколько. Во-первых, сам карданный шарнир позволяет регулировать угол рулевой колонки, а шлицы вала — вылет руля. Возможность регулировать руль в двух плоскостях уже давно стала стандартом.

Во-вторых, рулевой вал с возможностью передачи вращения под углом позволяет инженерам более свободно компоновать элементы управления, трансмиссии и подвески, смещая рулевую рейку в необходимое положение. Третий аргумент в пользу кардана на рулевом валу — безопасность. В случае сильного фронтального удара рулевой вал с карданом «складывается» относительно безопасно для водителя, в отличие от сплошных рулевых валов прошлого, которые зачастую приводили к сильным травмам водителя после удара рулем или даже фатальным исходам.

Особенности конструкции

Конструкция карданных шарниров рулевого вала точно такая же, как и для валов трансмиссии. Две вилки соединяются крестовиной. В местах сочленения устанавливаются игольчатые подшипники. Все просто и проверено временем. В большинстве случаев крестовины, а также шлицы рулевого вала — необслуживаемые, поскольку их условия работы щадящие в смысле воздействия внешних факторов.

В прошлом на автомобили часто устанавливали вал с одним карданным шарниром, что не совсем верно с точки зрения его правильной работы: известно, что один карданный шарнир на валу передает крутящий момент неравномерно, создавая рывки и вибрацию. Сегодня большинство рулевых валов выполняется с двумя карданными шарнирами, компенсирующими неравномерность передачи вращения. Еще одна особенность конструкции — жесткая фиксация вала на шлицах (за исключением соединения, обеспечивающего регулировку вылета): в отличие от трансмиссии удлинение рулевого вала в процессе работы не является необходимым.

Неисправности

Несмотря на более щадящий, чем у валов трансмиссии, режим эксплуатации, карданные рулевые валы все же выходят из строя. Постепенному износу подвержены как шлицевые соединения валов, так и подшипники крестовин. На интенсивность износа также влияет вращение руля (и колес) при неподвижном автомобиле, обратные удары при неправильном преодолении бордюров и при езде на тяжелом бездорожье, долгая эксплуатация во влажных регионах, когда коррозия начинается даже в подшипниках крестовин, расположенных в салоне.

• стук при вращении руля;
• стук, передающийся на руль при движении по неровностям (при условии, что подвеска автомобиля проверена и не является источником этих стуков);
• отсутствие самовозврата руля в среднее положение при движении авто;
• утяжеление вращения руля в определенных положениях.

Эти признаки неисправности кардана рулевого вала не стоит игнорировать. Люфт шлицевого соединения однажды превысит критическую отметку, и шлицы провернутся, сделав автомобиль полностью неуправляемым. Износ же крестовин кардана может привести к заклиниванию вала в определенном положении, что также очень опасно. Помните — фатальная неисправность рулевого управления может произойти на высокой скорости и привести к серьезной аварии.

Ремонт или замена

С помощью изделий из ассортимента Febest возможно как произвести замену рулевого кардана целиком, так и выполнить ремонт наиболее часто выходящих из строя деталей. Последний вариант — эксклюзивное решение Febest для автомобилей некоторых моделей. Так, например, мы предлагаем ремкомплект кардана рулевого вала для TLC 100. Нижняя крестовина карданного вала на Land Cruiser 100 подвержена воздействию грязи и воды и склонна к износу. Заменить оригинальный узел, пришедший в негодность, можно с помощью изделия Febest (крестовина в сборе с фланцами) артикулом AST-FZJ100.

Для этой же машины компания выпускает пластиковые крестовины верхнего рулевого вала. Оригинальная запчасть со временем (по мере потери смазки) изнашивается и начинает люфтить. При использовании новых крестовин Febest (артикул AST-LC100) пропадает необходимость замены вала целиком.

Ассортимент изделий Febest, касающихся рулевых карданов, весьма широк. Только самих карданных рулевых валов в каталоге более 40 вариантов. Здесь представлены нижние и верхние рулевые карданы для автомобилей Toyota, Mitsubishi, Lexus, Nissan, Opel, Mercedes Benz, KIA, Hyundai, Ford, Chevrolet.

В электронном каталоге Febest можно также найти рулевые крестовины и уже упомянутые ремкомплекты рулевых валов. Не пренебрегайте стуками, люфтами и тяжестью на руле — проведите диагностику и необходимый ремонт с помощью запчастей Febest. Исправное рулевое управление — залог безопасности на дороге!

Читайте также:  Хомут ШРУСа: особенности монтажа

Передний кардан: назначение, конструкция и обзор неисправностей

Передний кардан – обязательный элемент полноприводного автомобиля. Эффект полного привода возможен благодаря соединению раздатки с осями автомобиля. Это соединение возможно только за счёт карданов. Нередко автомобиль начинает трясти при больших скоростях, появляется гул. Если он пропадает при отключении полного привода, виноват кардан переднего моста.

  • Зазоры шлицевых соединений
  • Зазоры в подшипниках крестовины
  • Разбалансировка кардана
  • Ослабление крепления кардана

При износе крестовины обычно заменяют на новые, благо данная деталь сравнительно недорогая. Если же износятся шлицевые соединения и виден большой люфт, то скорее всего, придётся покупать новый кардан в сборе. Несбалансированный кардан так же способен создать изматывающую вибрацию. Балансировка карданного вала занимает полчаса времени на специализированных СТО. Если же вы захотите сделать балансировку своими руками, то этот процесс нужно проводить на установленном на авто кардане. Процесс достаточно долгий и изматывающий, с вывешиванием грузиков на разные участки кардана.

Передний кардан

Диагностика неисправностей

Диагностировать неисправности переднего кардана достаточно просто. Вибрация, шум и треск при включённом переднем приводе достаточно красноречиво говорят о проблеме. При наличии данных признаков, автомобиль следует загнать на яму, где нужно проверить кардан на предмет люфтов и вибрации. Крайне важно проверить, не разболтались ли крепления. В лучшем случае вам придётся только затянуть крепления и дальше наслаждаться ездой на полном приводе. В худшем – готовиться к ремонту кардана.

Ремонт переднего кардана

Для ремонта кардан необходимо снять. Снятие переднего кардана производят на яме. Для этого понадобится набор гаечных ключей. Перед снятием обязательно нужно пометить положение фланца и переднего моста. Если этого не сделать, точно придётся делать ещё и балансировку кардана. Кардан отсоединяется от распределительной коробки, после чего откручивается от переднего моста.

Замена крестовин

Чтобы заменить крестовины кардана, нужно приобрести новые и демонтировать старые. При покупке новых желательно знать точные размеры. Вам понадобится пресс или съёмник. Заранее приготовьте молоток, так как старая крестовина не сдастся без боя. Возможно даже, что понадобится зубило. При установке вам скорее всего понадобится набор стопорных колец, которых может не быть в комплекте. После замены разболтанных крестовин на новые, вибрация должна исчезнуть.

Ремонт шлицевых соединений

При больших люфтах в шлицах обычно меняют изношенный кардан на новый. Но возможна альтернативная схема ремонта. Если вы хотите сберечь бюджет, можете попробовать убрать люфт в шлицах при помощи сварки. При этом используется свойство металла расширяться при нагреве и сжиматься при остывании. Для этого кардан разбирается, ставятся метки на шлице, чтобы не нарушить балансировку. После этого берётся часть кардана, которую нужно обварить для устранения люфта. Данная часть (мама) зачищается от краски, грязи и ржавчины. После чего с помощью сварки делаются три круговых шва. Первый делается рядом с резьбой, второй ближе к середине, третий недалеко от второго. Толщина шва должна быть достаточной, чтобы убрать люфт. Если перестараться, то кардан может не собраться. В этом случае швы нужно обточить на точиле или болгаркой до нужной толщины. В результате люфт должен исчезнуть. Надёжность данного способа вызывает большие сомнения, но если покупка нового кардана в силу различных причин недоступна, этот способ ненадолго поможет.

Балансировка кардана

Нарушение баланса может возникнуть по нескольким причинам:

  • Наличие зазоров
  • Производственные браки
  • Механические повреждения в процессе эксплуатации
  • Деформация вала
  • Износ

Чтобы сделать идеальную балансировку кардана, нужно обратиться на СТО, которое специализируется на таких работах. Длина кардана превосходит диаметр и для идеальной балансировки понадобится высокоточное оборудование. В условиях гаража такую работу сделать не получится. Можно только убрать источник сильной вибрации. Снимать кардан не понадобится. Площадь кардана делится на маленькие участки, к каждому из которых поочерёдно навешиваются грузики. После этого следует совершить пробную поездку, для выявления вибрации. Грузики нужно перемещать по участкам кардана до тех пор, пока вибрация заметно не уменьшится.

Установка нового или отремонтированного кардана происходит по аналогии со снятием, но в обратном порядке.

Как ездить без переднего кардана

Многих интересует вопрос, можно ли ездить без переднего кардана? Производитель однозначно не рекомендует этого делать, многие же владельцы внедорожников говорят, что можно соблюдая несколько правил:

  • Не забывайте, что теперь у вас не внедорожник, не лезьте в грязь.
  • На трассе зимой авто может занести.
  • Желательно сразу ехать на ремонт, если не сразу, то в ближайшее время.

Вывод напрашивается очевидный, ездить можно, но не долго. В любом случае хороший хозяин не станет без крайней необходимости ездить на неисправном автомобиле.

Как избежать ремонта переднего кардана

Кардан — достаточно простая и надёжная деталь автомобиля. Если соблюдать простые правила обслуживания, то большинства ремонтов можно избежать. Нужно периодически проверять болты и крепления кардана, следить за наличием смазки в движущихся узлах и соединениях, шприцевать их с использованием специальной маслёнки. Стоит раз в пол года уделить пару часов обслуживанию переднего кардана и вы будите наслаждаться беспроблемной работой полного привода.

Читайте также:  Назначение муфты кардана и принцип ее работы

Кардан: устройство, принцип работы, виды

Сегодня без карданного вала не сможет обойтись ни одна конструкция полноприводного или заднеприводного автомобиля. Он выполняет простую, но очень значимую задачу – передает крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на передние или задние колеса.

Кардан был придуман и сконструирован еще в XVI веке, но применять его начали только после масштабного производства новых автомобилей. Стоит отметить, что пионером в испытании и внедрении, стал французский автомобильный концерт Renault.

Что такое карданный вал и для чего он нужен?

Карданный вал (КВ) – это механическое устройство, передающее крутящий момент от раздаточной коробки или коробки передач на ведущие оси автомобиля. По сути, без этого полезного устройства, невозможно было бы создать полноприводный автомобиль.

расположения карданных валов

Как было указано выше, впервые кардан применили на автомобилях марки Рено. Создателем транспортных средств являлся конструктор по имени Луи Рено. После установки передачи, получилось решить ряд важных задач:

  1. Мягкая передача крутящего момента – изначально, механическое устройство позволило без проблем обеспечить передачу крутящего момента от коробки к задним колесам, при перемене углов между валами. На тот момент это было очень важное открытие, так как на неровной дороге, автомобиль подвергался сильнейшим вибрациям.
  2. Плавность хода – первые машины не отличались плавностью хода, особенно по ухабам и неровностям. Мягкая передача крутящего момента, позволил максимально эффективно передавать тягу к заднему мосту, обеспечивая тем самым плавное движение.

Хотя с момента первых конструкций прошло много времени, сам механизм сильно изменился, его главные задачи не поменялись. Спустя почти столетие, механизм кардана усовершенствовали, и сегодня он зависит не только от типа авто, но и его предназначения.

Карданный вал (КВ) применяется не только при конструировании ходовой части авто. Конструкция настолько универсальная, что может применяться в различных сферах деятельности человека. Например, при конструировании рулевого привода с регулировкой.

Банальным примером конструкции является головка ручного инструмента, которая может поворачиваться под углом и позволяет крутить гайки и болты в труднодоступных местах. Любая механическая конструкция, где нужно передать крутящий момент под определенными углами, использует кардан, как наиболее удобное средство.

Устройство и принцип работы карданной передачи

Классическая карданная передача сильно изменилась и имеет отличительные черты. Принято выделять четыре основных элемента конструкции:

  1. Центральная труба – или на техническом языке «центральный вал». Это конструкция полой трубы из крепкого металлического сплава.
  2. Крестовины и наконечники – это специальное приспособление, изготовленное в виде креста, которое отвечает за контроль вращающихся элементов кардана. Простыми словами, крестовина контролирует углы переменного наклона, которые не должны быть в диапазоне от 0 до 20 градусов.
  3. Вилка – это промежуточное соединение, между основным валом и промежуточным. Прямая функция — это компенсация расстояния по высоте межу валами, когда автомобиль передвигается по ухабам и ямам.
  4. Промежуточный подшипник – это очень важный элемент конструкции, который поддерживает основной вал, при этом позволяет ему вращаться в необходимом направлении. В зависимости от типа кардана, промежуточных подшипников может быть два и более.

Это основные элементы устройства передачи. Конечно, кроме них существует много дополнительных механизмов – различные крепления, подвижные фланцы, уплотнители, защитные муфты и прочее.

устройство карданной передачи

Конструкция передачи не сложная. В большинстве случаев, механизм крепится при помощи шлицевого соединения к коробке передач (при этом неважно какой, автоматической или механической). Каждая коробка передач имеет на своем подвижном конце отверстия с внутренними креплениями. Механизм работы шлицов сконструировано таким образом, чтобы они могли смещаться при движении машины.

Дальше устанавливается подшипник КВ, который крепится к кузову автомобиля при помощи специального кронштейна. Он служит дополнительным креплением и исключает смещение механизма при нагрузках и езде. К вилке КВ крепится крестовина с игольчатыми или другими подшипниками. Эта конструкция позволяет правильно передавать крутящий момент при различных изгибах кардана.

Когда водитель включает передачу и нажимает на газ, крутящий момент переходит на скользящую вилку и дальше поступает через крестообразный шарнир к главной передачи и колесам. Наиболее продуктивными являются углы шарнира от 0 до 20 градусов. Если по причине неисправности, происходит отклонение, может начаться сильный износ всего механизма или поломка. Наглядно принцип работы показан на видео, ниже.

Читайте также:  Реверс редуктор собственными руками: разновидности

Классификация карданов

В конструкции современных авто используется несколько видов карданных валов. Они могут отличаться не только от производителя, но и типа автомобиля. На некоторых одинаковых моделях могут устанавливать разные типы передач.

В зависимости от конструкции карданные передачи могут быть:

  1. Одновальные – более мощный тип, часто устанавливают на полноприводные или заднеприводные автомобили. Такой механизм позволяет максимально быстро передать крутящий момент на колеса.
  2. Многовальные — это более сложный, но хрупкий механизм, который присутствует на большинстве легковых переднеприводных авто. Дополнительно к основному валу, добавляется промежуточный (где и нужен подшипник).

По количеству опор валов бывают следующие виды:

  1. Двухопорные – не имеют подвесного подшипника, крепится на грузовые автомобили или полноприводные транспортные средства.
  2. Трехопорные – имеют один подшипник, который соединяет промежуточный вал и основной. Применяется для большинства автомобилей.
  3. Четырехопорные – имеют несколько промежуточных валов, соединенных двумя подшипниками. Редкая разновидность, устанавливается на некоторых джипах марки Lexus и Chrysler.

По особенностям конструкции можно выделить следующие модели:

  1. С шарниром НУС (неравных угловых скоростей) – стандартная схема, устанавливаемая на большинстве авто с задним приводом колес.
  2. ШРУС – современная карданная передача, которая сохраняет равность угловых скоростей.
  3. Упругие полукарданные шарниры.
  4. Жесткие полукарданные шарниры.

На большинство современных переднеприводных авто, устанавливается кардан типа ШРУС. Он более удобен и менее подвержен вибрациям, что имеет важное значение для легковых машин. Однако, такая система и более сложная, она не дешевая в обслуживании и при неправильном уходе может легко сломаться.

Основные неисправности, их признаки

Самым прочным механизмом в конструкции является сам вал. Его отливают из крепкого сплава, который способен выдерживать предельные нагрузки. Поэтому нужно сильно постараться, чтобы повредить его. Как правило, это механические повреждения при ДТП.

В целом основные неисправности можно разделить на несколько видов:

  1. Вибрация – при трогании с места или в движении могут возникать сильные или слабые вибрации. Это первый признак повреждения подшипников крестовины. Также, проблема может говорить о неправильной балансировке вала, такое случается после его механического повреждения.
  2. Стук – характерный стук при движении с места, будет означать, что болты крепления или шлицы износились. В таком случае, лучше всего сразу обратиться на СТО, дабы проверить целостность соединения.
  3. Течь масла – можно обнаружить небольшие масляные капельки в местах расположение подшипников и сальников.
  4. Скрипы – они могут появляться в момент нажатия педали газа. В большинстве случаев, скрипы могут быть связаны с неисправностями шарниров. С появлением коррозии, крестовины может заклинивать, что приводит к повреждению подшипника.
  5. Неисправность подвижного подшипника – выявить проблему можно по характерному шуршанию в области движущей части вала. При нормальной работе, механизм не должен издавать никаких звуков, все движения плавные. Если слышно шуршание, скорей всего выходит из строя подшипник. Проблема решается только полной заменой неисправной части.

В редких случаях, когда происходит механическое повреждение основного вала, сильная вибрация может исходить из-за его неправильной геометрии. Некоторые умельцы, рекомендуют вручную исправить геометрию трубы, но это неверное решение, которое может привести к быстрому износу всей конструкции. Лучшим решением будет полная замена поврежденных элементов.

Преимущества и недостатки

Главным преимуществом кардана, является его способность выдерживать предельные нагрузки и передавать крутящий момент. Его конструкция позволяет исключить почти все вибрации автомобиля передвигающегося по неровностям, не говоря уже о хорошей трассе.

Конечно, КВ обладает и рядом минусов. К основным недостаткам можно отнести:

  1. Большая масса – прибавляет лишние килограммы автомобилю, снижая его скоростные характеристики.
  2. Громоздкость – карданный вал габаритная механическая конструкция, для которой приходится создавать отдельное пространство под днищем транспортного средства, что влияет на клиренс.

Стоит отметить, что первые модификации карданной передачи имели еще один отличительный минус – шум и вибрации. Но сегодня, современные звукоизолирующие материалы, позволяют избавиться от посторонних шумов и небольших вибраций при нормальной работе передачи.

Заключение

Стандартный кардан имеет ряд технологических недоработок. К ним можно отнести быстрый механический износ деталей. Это происходит из-за изменения скорости вращения валов по ходу движения автомобиля. В целом, развитие карданных валов с каждым годом более заметно. Уже сегодня начали появляться модификации, которые объединяют в себе обычный вал и ШРУСы. Такие системы, начали устанавливать на дорогие внедорожники, а классические модели уходят потихоньку в прошлое!

Ссылка на основную публикацию