Назначение, устройство и принцип работы карданной передачи автомобиля

 

Карданный вал — приспособление для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к задним колесам.

Широко применяется на автомобилях заднеприводной и полноприводной компоновки с начала двадцатого века по настоящее время. Впервые устройство карданной передачи было описано еще в 16-м веке, однако создание устройства на практике произошло значительно позже.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

- одна или несколько секций из тонкостенной полой трубы;

- шлицевое раздвижное соединение;

- вилки;

- крестовина;

- подвесной подшипник;

- элементы крепления;

- задний подвижный фланец.

Сам агрегат может быть одновальным или двухвальным. Во втором случае механизм включает в себя промежуточный карданный вал, к заднему отделу которого приваривается хвостовик с наружными шлицами, к переднему через шарнир фиксируется скользящая втулка. Одновальные системы промежуточного участка не имеют.

 

Рисунок 1 – Устройство кардана

 

В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.

Далее устанавливается подвесной подшипник карданного вала, который через кронштейн крепится к кузову. Это служит дополнительным креплением агрегата, исключающим его излишнее смещение при езде.

Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».

Рисунок 2 – Игольчатый подшипник

В задней части передача крепится к редуктору заднего моста посредством фланца. При этом хвостовик, оснащенный внешними шлицами, входит во фланец привода главной передачи.

Рисунок 3 – Устройство крестовины кардана

 

Принцип действия КВ

Принцип работы карданной передачи заключается в возможности транспортировки крутящего момента при изменяющемся положении «кардана» в пространстве. Реализация этого принципа происходит за счет двух механизмов:

Вилка скользящая карданного вала;

Крестообразный шарнир.

Скользящая вилка необходима для некоторого увеличения длины механизма при движении по неровной дороге. За счет длинного шлицевого соединения поступление момента не прекращается тогда, когда подвеска вместе с задним мостом смещается вверх или вниз.

Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.

Типы карданной передачи

Рисунок 4 - Типы карданной передачи

 

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

Оснащенные шарниром неравных угловых скоростей (классическая карданная передача автомобиля);

Оснащенные ШРУС (шарнирами равных угловых скоростей);

Оснащенные полукарданными упругими шарнирами;

Оснащенные жесткими полукарданными шарнирами.

Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.

Устройство карданной передачи ВАЗ-2106 представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема карданной передачи ВАЗ-2105

1 - эластичная муфта; 2 - фланец вторичного вала коробки передач; 3 - грязеотражатель; 4 - вторичный вал коробки передач; 5 - гайка; 6 - уплотнитель центрирующего кольца; 7 - центрирующее кольцо; 8 - вкладыши эластичной муфты; 9 - болт; 10 - пробка; 11 - фланец переднего карданного вала; 12 - манжета; 13 - шлицевой конец переднего карданного вала; 14 - передний карданный вал; 15 - промежуточная опора; 16 - задний карданный вал; 17 - фланцевая вилка; 18 - стопорное кольцо; 19 - подшипник карданного шарнира; 20 - манжета; 21 - крестовина; 22 - вилка; 23 - упругая подушка; 24 - подшипник промежуточной опоры.