VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

 

      Карданная передача (разговорное - «крестовина») - механизм, передающий крутящий момент между валами пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить соосность вращающихся элементов. Подобные функции может выполнять также зубатая муфта. Название передача получила от имени Джеролама Кардано, который описал ее в XVI в. (но не изобретал).[1]

         В автомобиле карданный вал служит для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) к ведущим мостам в случае классической или полноприводной компоновки. Также используется в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого вала и рулевого исполнительного механизм (рулевого редуктора или рулевой рейки).

    Карданная передача имеет существенный недостаток несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой - нет), увеличивающуюся при увеличении угла между валами. Это исключает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей (где главная проблема в передаче крутящего момента на поворотные колеса). Отчасти этот недостаток может быть скомпенсирован использованием на одном валу парных шарниров, повернутых на четверть оборота друг от друга относительно друга.  Однако там, где требуется синхронность, как правило, используется не карданная передача, а шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) - более совершенная, однако и более сложная конструкция того же назначения[2].                                                                                                                                                                                                                            

         В 1898г впервые был использован карданный вал, и применил его первым Луи Рено, создав простой и надежный механизм. Это благоприятствовало  тому, что карданный вал стали устанавливать на се автомобили начала прошлого века, хотя бы еще потому, что альтернативы больше пока не было. Этот механизм и сегодня все также распространен и устанавливается в разных видах транспорта[3].

        Карданный вал составляют разные элементы: вал, крестовины, вилка, крепления, уплотнения, и некоторый другие, это зависит уже от конструкции механизма. Он также может состоять только из одной, 2-х, 3-х или больше секции. Его вес, габариты и форма зависят от конструкции автомобиля.

        Карданный вал с одной секцией составляет центральная часть, к которой присоединяются наконечники и крестовины. Центральный элемент создается из стали в форме трубы, такая форма необходима для того, чтобы уменьшить вес вал и значительно сэкономить материалы. Односекционные валы обычно устанавливают в автомобили спорт -класса[4].

        Типы карданных валов различаются не только от производителя к производителю, но и зачастую от одной модели автомобиля к другой. Исходя из наличия подвесных подшипников, выделяют следующие виды карданных валов: карданные валы без подвесного подшипника (двухопорные), трехопорные карданные валы (с одним подвесным подшипником), четырехопорные карданные валы (с двумя подшипниками). 

         По типу крепления карданные валы подразделяются на: Карданы с крестовиной. Крестовина представляет собой крестообразный шарнир, который отвечает за совпадение осей вращения крутящихся элементов карданного.    
        В настоящее время большинство заднеприводных автомобилей оснащаются карданными валами с крестовиной, однако, среди автолюбителей (в особенности тех, кому часто приходится ездить по бездорожью) практикуется их смена на карданы с шарнирами равных угловых скоростей с целью уменьшения вибрации. Особенно это актуально в автомобилях отечественного производства. 
        Выделяют также карданы рулевого механизма, которые оснащаются несколькими крестовинами. Карданные валы со ШРУС. Кардан с шарниром равных угловых скоростей, или ШРУС, считается наиболее удачным вариантом. Поскольку ШРУС способен перемещаться при передаче крутящего момента в любой плоскости, он исключает появление вибрации трансмиссии и предотвращает быстрый износ узлов и агрегатов. Кроме того, в карданах со ШРУС отсутствуют подвижные шлицевые соединения, которые нуждаются в регулярном обслуживании. 
         По материалу изготовления карданные валы бывают алюминиевые, чугунные и стальные. На некоторых автомобилях применяются сдвоенные карданы - то есть карданные соединения, состоящие из двух или более частей. Такая конструкция позволяет избежать биения и вибрации вала на высоких скоростях. Обычные длинные межосевые карданные валы на большой скорости могут изгибаться и давать дисбаланс, на составных механизмах этой проблемы нет. Составные валы чаще всего можно встретить, опять же, на внедорожниках и других автомобилях, Отдельно следует выделить карданные валы с эвольвентными шлицами. Карданы со стандартным подвижным шлицевым соединением быстро изнашиваются и способствуют износу других агрегатов трансмиссии. Эвольвентные шлицы специальной формы исключают появление вибрации и продлевают срок службы кардана[5].

        Исправный карданный вал - это не только хорошее техническое состояние автомобиля, но еще и безопасность движения. Поэтому, если вы вдруг услышали биение в районе трансмиссии, ощущаете тряску, не поленитесь сразу же устранить неполадку, иначе при обрыве кардана придется потратиться на дорогостоящий ремонт и есть риск попасть в серьезную аварию.

 

Библиографический список

1. https://ru.wikipedia.org/Карданная_передача
2. http://xn--80aalczlhedrgv.xn--p1ai/

3.      Кулько П.А. Основы научных исследований: учебное пособие. - ВолгГТУ - Волгоград, 2005.

4.      http://missperfection.ru/

5.      Полезные статьи  Техно Кордан//http://kardannyval.ru/book

 

Код для цитирования: Скопировать