ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
Всеки собственик на автомобил с задвижване на всички колела или задвижване на задните колела рано или късно ще срещне неизправност на задвижващия вал. Този трансмисионен елемент изпитва големи натоварвания, поради което се нуждае от честа поддръжка.
Целта на карданното предаване
Всеки шофьор, който е управлявал автомобил със задно задвижване или задвижване на всички колела, е видял кардан – дълга куха тръба, състояща се от два сегмента – по-дълъг и по-къс, те са свързани помежду си чрез междинна опора и кръст, образуващи панта. Отпред и отзад на гребния вал могат да се видят фланци за твърда връзка към задния мост и изходящия вал, излизащ от редуктора. Основната задача на кардана е не само да прехвърли въртенето от скоростната кутия към задната ос, но също така да гарантира, че тази работа се предава с променлива коаксиалност на шарнирните възли или, на по прост език, твърдата връзка на задвижващите колела с вторичния вал на скоростната кутия са осигурени, като същевременно не пречат на независимото движение на колелата и окачването спрямо тялото. Също така устройството на автомобила е такова, особено когато става въпрос за камиони, че кутията е разположена по-високо спрямо повърхността от скоростната кутия на задната ос. Съответно е необходимо да се предаде моментът на движение под определен ъгъл и благодарение на устройството тип шарнирно съединение това е напълно възможно. Освен това в процеса на шофиране рамата на автомобила може да се деформира леко – буквално с милиметри, но карданното устройство позволява да се игнорират тези незначителни промени.
Устройство
Както вече беше споменато по-горе, карданният вал се състои от две кухи тръби, съчленени посредством шарнирно съединение. В предната част има шлицова ролка, която се свързва с изходния вал на редуктора с помощта на адаптер съединител. На кръстовището на двете части на кардана всяка от тях има вилица и те са свързани помежду си с помощта на каре. Във всеки край на карето има иглен лагер. На тези лагери се поставят вилици и благодарение на тях е възможно предаването на въртене от един вал на друг, когато се формира ъгъл от 15 до 35 градуса, в зависимост от устройството. Е, в задната част карданът се завинтва към скоростната кутия с помощта на фланец, който е прикрепен с четири болта. Важна роля играе междинната опора, вътре в която има сачмен лагер. Опората е завинтена от долната страна на автомобила, а лагерът позволява на вала да се върти свободно. Както виждаме, устройството е доста просто, базирано на шарнирния принцип. Инженерите обаче трябва да направят точни изчисления, за да гарантират, че всички компоненти на окачването работят балансирано и последователно.
Следните елементи са включени в карданния механизъм.
1. Централният вал. Изработена е от куха стоманена тръба. Празнината е необходима за улесняване на производството. От едната страна на тръбата има вътрешни или външни прорези. Те са длъжни да инсталират плъзгаща се вилка. Вилката на шарнира е заварена от другата страна на тръбата.
2. Междинният вал. При многосекционни модификации на кардана се използва един или повече от тези елементи. Те са инсталирани на автомобили със задно задвижване, за да елиминират вибрациите, които се появяват, когато дълга тръба се върти с висока скорост. От двете страни върху тях са фиксирани вилици на панти. В спортните автомобили са монтирани едносекционни кардани.
3. Кръстачка. Това е елемент на пантата с върхове, вътре в който е разположен игленият лагер. Частта е монтирана в отворите на вилиците. Той прехвърля въртенето от задвижващата вилка към задвижваната. Освен това те осигуряват безпрепятствено въртене на два вала, чийто ъгъл не надвишава 20 градуса. В случай на по-голяма разлика се инсталира друга междинна секция.
Според оформлението си карданните задвижвания на автомобила се разделят на затворени и отворени.
Затвореният вариант на карданното предаване на автомобила е разположен вътре в тръбата, което от своя страна може да се възприеме от компонент на окачването на превозното средство. При карданното предаване на този тип автомобили се използва само една шарнирна връзка, а неравномерното въртене на карданния вал, е компенсирано от неговата еластичност. Има конструкции, при които функцията на гребния вал се изпълнява от торсионна греда (малка еластична шахта); тук липсват карданови стави.
Отворен вариант на кардановата трансмисия на автомобила няма тръба, но реактивният момент се възприема като реактивна тяга или пружини. Карданното предаване на автомобила трябва да включва поне две панти, както и компенсаторна връзка, тъй като разстоянието между свързаните единици се променя по време на движение. При автомобили с дълго междуосие се използва карданното предаване на автомобила, което се състои от два вала. Това елиминира възможността за съвпадение на максималната ъглова скорост на вала с приемливата. Намаляването на дължината на вала увеличава неговата критична скорост на въртене, което трябва да бъде поне 1,5 пъти по-високо от максимално възможното по време на работа. Дизайнът на карданна трансмисия на автомобил, оборудван с два вала, изисква използването на междинна опора на един от двата вала, чийто лагер е монтиран върху каросерията или рамка в еластичен пръстен за компенсиране на аксиалното движение на двигателя.
Видове карданови предавания
Нека разгледаме основните видове кардани.
Карданни задвижвания с един вал, използвани при автомобили с къса база, които се отличават с форма на задвижване 4х2, кардан задвижване свързва скоростната кутия със задната водеща ос. Този тип карданна трансмисия включва карданен вал, както и две карданови връзки.
Карданна трансмисия от двувалов тип, използвана за камиони и автобуси, както и за леки автомобили с удължено междуосие, чиято форма на задвижване е 4×4. Кардановата трансмисия от двуосен тип свързва задния мост с редуктора. Този тип карданно предаване се състои от три карданни шарнира, два карданови вала, междинна опора. При автомобили с форма на задвижване 6х6 и оборудвани с индивидуално задвижване на задвижващия мост, свързването на задния задвижващ мост с трансферната кутия се осъществява посредством двувалова карданна трансмисия с междинна опора. Връзката на предния и средния задвижващ мост с раздавателната кутия се осъществява с помощта на карданни предавки с един вал.
Съединение с постоянна скорост (CV съединение)
Ние разгледахме най-простия вариант на карданното предаване на автомобила. Но при автомобила с предно предаване цялата конструкция е сложна и са добавени нови елементи. Тъй като предните колела също са управляеми, ъглите на наклон и завъртане стават още по-големи и обикновен вал тук няма да помогне. Освен това при превозните средства с предно предаване скоростната кутия е комбинирана с предния мост или и двата механизма са разположени един до друг. Следователно, най-успешното техническо решение за такива автомобили беше използването на шарнири с постоянна скорост (полуоски) (карета).
За пълно разбиране можете да се даде пример със химикалка. В края на пръта има жлеб в метален конус, където е поставена малка топка. Идеалната му форма ви позволява да накланяте писалката под различни ъгли по време на писане и да рисувате с нея в различни посоки. Сега си представете, че в писалката има няколко топки и всички те трябва едновременно да докосват листа хартия. Приблизително еднакъв дизайн за шарнир с равни ъглови скорости. В края на задвижвания вал на скоростната кутия има „звездичка“ с жлебове, по които топките могат да се движат по оста на вала. Отвън топките са увити около тялото на съединението с постоянна скорост със същите канали. Така топките образуват един вид вертикален кръг, успореден на колелото.
Сега самият процес на работа на шарнира с равни ъглови скорости. Въртящ момент от задвижващия вал на скоростната кутия на автомобила през топките към корпуса на шарнира и от него към колелото. В този случай тези топчета действат като сплайни. Представете си, че колелото не се върти, а започва да се върти наляво. В този случай предната му част се обръща наляво, а задната му част надясно, тъй като центърът на колелото е фиксиран върху шарнира. Тогава топките започват да се движат по жлебовете, като колелото. Тоест диаметрално разположените топки се изместват в противоположни посоки: отпред – отляво, отзад със същото разстояние вдясно. Е, в движение топките непрекъснато се въртят и променят позицията си в зависимост от позицията на колелото. В този случай въртящият момент се предава постоянно, а скоростите на въртене на вала и колелото под всеки ъгъл са винаги еднакви. Такъв механизъм е подложен на мръсотия и външно механично напрежение, тъй като топките спират да се плъзгат по жлебовете. Следователно, фугите с постоянна скорост винаги са защитени от здрав капак и смазани отвътре с грес.
ОСНОВНИ НЕИЗПРАВНОСТИ
Основните признаци на неизправности на карданната трансмисия са дръпвания и удари по време на потегляне и скорост на превключване, шум и вибрации. Достатъчно силни вибрации на задвижващата линия могат да се усетят при определени скорости на автомобила, когато нивата на шум и вибрации могат да достигнат пикови нива. Колата потръпва и се чува бръмчене. Категорично е забранено експлоатацията на превозно средство с неизправности в карданната трансмисия. Неизправностите на вала се състоят в разхлабване на болтовете на карданните фланци, износване на карданните компоненти, износване на лагерите от шлицовата връзка. Тези неизправности на задвижващата линия трябва да бъдат отстранени, тъй като това е много опасно за движението на автомобила. Ако почувствате някаква неизправност на кардановата трансмисия по време на шофиране, е необходимо да спрете автомобила, внимателно да проверите всичко и, ако е необходимо, да затегнете болтовете, които закрепват вилката на фланеца към фланеца на задвижващата предавка на задния мост, болтовете на еластичния съединител към фланеца на изходния вал на редуктора, както и свързващите болтове на еластичната междинна опора. Наличието на луфт в кардана може да се провери чрез натискане нагоре.
Основното нарушение в работата на кардановата структура е дисбалансът. Този проблем възниква в резултат на неспазване на нормите и неправилно фиксиране на пролуките в кръстовете по време на монтажа на механизма. Самите производители често не следват правилното фиксиране на празнините. Първо се появява дисбаланс, който се проявява под формата на вибрации, предавани на топката и усещани при превключване на скоростта на скоростния лост. След това започва процесът на бързо износване на конструктивни части, включително и сферичната. В резултат на това се увеличава вероятността превозното средство да загуби равновесие и появата на сериозна катастрофа. Ето защо, не пренебрегвайте правилата, трябва своевременно да инспектирате и, ако е необходимо, да ремонтирате износени части.
