Хрестовина кардана

Призначення хрестовини кардана та історія створення

Необхідність застосування рухомих сполук виникла з тієї причини, що осі валів автомобіля не завжди розташовуються на одній прямій. Під час руху машини вони змінюють положення в просторі. При цьому змінюється і їх міжосьова відстань у різних горизонтальних і вертикальних площинах.

Передачу крутного моменту від коробки передач до ведучим мостам виконує карданное з'єднання. Вперше принцип такої конструкції описав італійський інженер Дж. Кардано. Його роботи і послужили основою для побудови карданної передачі, що застосовується в трансмісіях автомобілів.

Хрестовина карданного валу є гнучким з'єднанням двигуна автомобіля з ведучим мостом

До її складу входять карданні вали і шарніри, проміжні опори та з'єднувальні пристрої. У хрестовини в цій системі особлива роль. Саме вона забезпечує передачу крутного моменту від коробки передач на міст при постійно мінливих кутах під час руху машини.

Пристрій і принцип роботи хрестовини кардана

Хрестовина карданного валу – це, як зрозуміло з назви, хрестоподібний шарнір, який забезпечує співвісність всіх обертових елементів. Він з'єднує дві вилки, які входять до складу карданного шарніра. Кінці вилок приєднуються до чотирьох кінцях, або шипам, хрестовини. Труба карданного валу і одна вилка мають між собою жорстке кріплення.


Карданний вал.

Рух шарніра здійснюється за допомогою голчатих підшипників, надягнутих на шипи хрестовини. Ці підшипники встановлюються в отвори, розташовані на вилках і фіксуються стопорними кільцями, щоб запобігти можливість їх зміщення. Товщина стопорних кілець залежить від розміру припустимого осьового зазору.

Таким чином, хрестовина карданного валу є гнучким з'єднанням двигуна автомобіля з ведучим мостом. Конструктивно вона являє собою взаємно перпендикулярні осі, які спираються на голчасті підшипники, встановлені в вилках карданного валу.

Функціональне призначення хрестовини полягає в забезпеченні рухомого з'єднання, гасінні динамічної деформації карданного з'єднання і передачі крутного зусилля на колеса.

Корпус хрестовини виготовляється з легованої сталі і проходить термообробку, що забезпечує високу поверхневу твердість зубців

Хрестовини відрізняються за розміром. Розмір може залежати від різних чинників: марки автомобіля, його габаритів, потужності двигуна і, як наслідок, величини крутного моменту.

Корпус цієї важливої деталі виготовляється з легованої сталі і проходить термообробку, що забезпечує високу поверхневу твердість зубців. Для виробництва зовнішніх обойм підшипників і самих голок застосовується спеціальна підшипникова сталь і відповідна термічна обробка.

Високий ККД передачі та довговічність шарнірів забезпечує застосування на шипах корпусу герметизованих голчастих підшипників. Для надійності подібної герметизації вузлів хрестовини кардана у виготовленні ущільнень підшипників використовується бензомаслостойкая гума.

Достоїнства і недоліки хрестовини кардана

Сама по собі хрестовина карданного валу є простим, надійним і довговічним елементом автомобіля.

Головні умови, необхідні для нормальної роботи цього вузла, – це якість матеріалів, що використовуються при його виготовленні, і наявність мастила в місцях зіткнення з іншими елементами. Теоретичний ресурс роботи хрестовини кардана становить 500,000 км.

При несоосном розташуванні валів, карданное з'єднання є практично єдиним ефективним способом передачі обертання. Основний мінус полягає в тому, що при виникненні великого кута між сполученими валами їх обертання стає нерівномірним. В результаті, під час передачі відбувається велика втрата потужності і зростає знос вузлів з'єднання. Особливо помітною нерівномірність обертання валів стає, коли кут між ними перевищує 10 градусів.

Інші види рухомих сполук та їх поєднання

Одним з альтернативних видів рухомого з'єднання для передачі крутного моменту є шарнір раних кутових швидкостей, або ШРУС. Це з'єднання допомагає уникнути нерівномірного обертання з'єднаних валів, коли кут між спряженими деталями становить понад 20 градусів - від 30 до 70.

Передачу крутного моменту в ситуації великий неспіввісності здійснює проміжний вал. До його складу входять еластична муфта, фланець і шарнір рівних кутових швидкостей. Рухливість з'єднання несоосных елементів у такій конструкції забезпечує еластична муфта. Вона являє собою конструкцію із стальних вкладишів і гумових перемичок, з'єднаних воєдино. Ривки трансмісії автомобіля гасяться за рахунок пружності муфти. У конструкції валу застосовані і карданні з'єднання, так як між валами, які об'єднує промвал, існує велика неспіввісність.

Проміжний вал застосовується, наприклад, у конструкції трансмісії повнопривідних автомобілів ВАЗ (21213, 21214, 2131) сімейств Нива - Lada 4x4. При цьому в автомобілях поточної моделі ВАЗ 21214 карданні з'єднання промвала замінені шрусовыми - менш гучними і не вимагають регулювання співвісності.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read