Co je to kardanová hřídel: Klíčové vlastnosti

Každý majitel automobilu s pohonem všech kol nebo zadních kol dříve či později narazí na poruchu kardanového hřídele. Tento prvek převodovky je silně namáhán, a proto vyžaduje častou údržbu.

Zvažte, jaká je zvláštnost práce této části, ve kterých uzlech se kardan používá, jak je uspořádán, jaké jsou poruchy a jak jej udržovat?

Co je to hnací hřídel

Kardan je mechanismus, který přenáší otáčení z převodovky na převodovku zadní nápravy. Úkol komplikuje skutečnost, že tyto dva mechanismy jsou umístěny v různých rovinách ve vztahu k sobě navzájem. Všechny modely automobilů jsou vybaveny kardanovými hřídeli, jejichž zadní kola vedou.

Kardan převodovky je instalován podél výfukového systému vozidla a vypadá jako dlouhý paprsek od převodovky k zadní nápravě. Je vybaven nejméně dvěma příčnými spoji (jeden na každé straně) a v uzlech s mírným odsazením os - jeden.

Podobná převodovka se používá také v systému řízení automobilu. Závěs spojuje sloupek řízení s přesazeným převodem řízení.

U zemědělských strojů se takové zařízení používá k připojení přídavného zařízení k vývodové hřídeli traktoru.

Z historie vzniku a používání kardanu

Jak většina motoristů ví, kloubovým hřídelem jsou vybaveny pouze modely automobilů s pohonem zadních a všech kol. U vozidel s hnanými koly předních kol tato část převodovky jednoduše není nutná. V tomto případě se točivý moment přenáší přímo z převodovky na přední kola. Za tímto účelem má převodovka hlavní převodový stupeň a také diferenciál (o tom, proč je automobil zapotřebí a jak funguje, existuje samostatná podrobná recenze).

Poprvé se svět dozvěděl o principu kardanového přenosu od italského matematika, inženýra a lékaře Girolama Cardana v 16. století. Zařízení, pojmenované po něm, se začalo používat na konci 19. století. Jedním z prvních vývojářů automobilů, kteří tuto technologii využili, byl Louis Renault.

Automobily Renault vybavené kardanovým pohonem dostaly efektivnější převodovku. Eliminovalo poklesy točivého momentu v procesu jeho přenosu na zadní kola, když se vozidlo dostalo na nestabilní silnici. Díky této úpravě převodovky vozů za jízdy změkly (bez škubání).

Během desetiletí modernizace vozidel zůstal princip přenosu kardanem nedotčen. Pokud jde o konstrukci takové převodovky, může se v závislosti na modelu automobilu velmi lišit od souvisejících protějšků.

Kardanové hřídelové zařízení

Kardanový mechanismus zahrnuje následující prvky.

1. Centrální hřídel. Je vyroben z duté ocelové trubky. Prázdnota je nezbytná pro usnadnění konstrukce. Na jedné straně trubky jsou vnitřní nebo vnější drážky. Jsou povinni nainstalovat posuvnou vidlici. Na druhé straně trubky je přivařena vidlice závěsu.

2. Vložená hřídel. Ve vícesekčních kardanových úpravách se používá jeden nebo více z těchto prvků. Jsou instalovány na vozidlech s pohonem zadních kol, aby se eliminovaly vibrace, ke kterým dochází při otáčení dlouhé trubky vysokou rychlostí. Na obou stranách jsou na nich upevněny pevné vidlice závěsu. Ve sportovních vozech jsou instalovány kardany s jednou sekcí.

3. Příčník. Jedná se o kloubový prvek s výstupky, uvnitř kterého je umístěno jehlové ložisko. Část je instalována do očí vidlic. Přenáší rotaci z hnací vidlice na hnanou vidlici. Kromě toho poskytují nerušené otáčení dvou hřídelí, jejichž úhel sklonu nepřesahuje 20 stupňů. V případě většího rozdílu nainstalujte další mezilehlou část.

4. Zavěšené ložisko. Je namontován v přídavném držáku sekce. Tato část fixuje a stabilizuje otáčení vloženého hřídele. Počet těchto ložisek je shodný s počtem mezilehlých sekcí.

5. Posuvná vidlice. Vkládá se do středového hřídele. Když se vůz pohybuje, vzdálenost mezi nápravou a převodovkou se neustále mění díky činnosti tlumičů. Pokud potrubí pevně zafixujete, při prvním nárazu budete muset změnit nějaký uzel (ten, který bude nejslabší). Může to být přerušení montáže hřídele nebo selhání částí mostu. Posuvná vidlice je štěrbinová. V závislosti na úpravě je buď vložen do středového hřídele (uvnitř jsou vytvořeny odpovídající drážky), nebo nasazen na trubku. Aby trubka mohla otáčet závěsem, jsou zapotřebí drážky a drážky.

6. Vidlice závěsu. Spojují střední hřídel s mezilehlou hřídelí. Přírubová vidlice má podobný tvar, pouze je namontována v místě připevnění celého mechanismu k přední části převodovky a zezadu k nápravové převodovce.

7. Pružná spojka. Tento detail tlumí rázy kardanového kloubu, když je během jízdy posunut. Instaluje se mezi přírubu výstupního hřídele skříně a vidlicovou přírubu středového hřídele kardanového kloubu.

Jakou funkci plní?

Hlavním úkolem tohoto mechanismu je přenos rotačních pohybů do os umístěných v různých rovinách. Převodovka je umístěna výše než zadní náprava vozidla. Pokud instalujete přímý nosník, v důsledku posunutí os se buď sám zlomí, nebo zlomí uzly skříně a mostu.

Dalším důvodem, proč je toto zařízení zapotřebí, je pohyblivost zadní nápravy stroje. Je připevněn k tlumičům, které se při jízdě pohybují nahoru a dolů. Zároveň se neustále mění vzdálenost mezi skříní a zadní převodovkou. Posuvná vidlice kompenzuje takové výkyvy bez ztráty točivého momentu.

Kardanové typy přenosu

V zásadě většina motoristů spojuje koncept kardanové převodovky s provozem převodovky automobilů s pohonem zadních kol. Ve skutečnosti se používá nejen v tomto uzlu automobilu. Systém řízení a některé další mechanismy, které se připojují k sousedním v různých úhlech, fungují na podobném principu.

Existují 4 typy rychlostních stupňů:

1. asynchronní;
2. synchronní;
3. polokardanový pružný;
4. napůl kardanový tuhý.

Nejznámější typ kardanového přenosu je asynchronní. Hlavní aplikace je v přenosu. Nazývá se také převodovka s nestejným kloubem úhlové rychlosti. Takový mechanismus se skládá ze dvou vidlic, které jsou spojeny křížem v pravém úhlu. Špičky jehlových ložisek umožňují kříži plynulý pohyb podle polohy samotných vidlic.

Tento závěs má jednu funkci. Přenáší nerovnoměrné hodnoty točivého momentu. To znamená, že se rychlost otáčení připojených hřídelů pravidelně liší (pro úplnou otáčku sekundární hřídel předběhne a dvakrát zaostává za hlavní hřídelí). Pro vyrovnání tohoto rozdílu se používá jiný spoj (na opačné straně potrubí).

Jak funguje asynchronní přenos, ukazuje video:

Práce kloubového hřídele. Pracovní kloubový hřídel.

Synchronní převodovka je vybavena kloubem s konstantní rychlostí. Majitelé vozidel s pohonem předních kol jsou s tímto zařízením obeznámeni. Spoj konstantní rychlosti spojuje diferenciál s náboj předního kola... Někdy jsou vybaveny převodovkami dražších automobilů s pohonem všech kol. Ve srovnání s předchozím typem je synchronní přenos méně hlučný, ale nákladnější na údržbu. Kloub CV poskytuje stejnou rychlost otáčení dvou hřídelí s úhlem sklonu až 20 stupňů.

Pružná polokardanová převodovka je navržena k otáčení dvou hřídelí, jejichž úhel sklonu nepřesahuje 12 stupňů.

V moderním automobilovém průmyslu se tuhé polokardanové pohony používají jen zřídka. Závěs v něm přenáší točivý moment, když je úhel sklonu hřídelů posunut až o dvě procenta.

K dispozici je také uzavřený a otevřený typ kardanového přenosu. Liší se tím, že kardany prvního typu jsou umístěny v potrubí a často se skládají z jednoho závěsu (používaného u nákladních vozidel)

Kontrola stavu kloubového hřídele

Kardan by měl být zkontrolován v následujících případech:

• během přetaktování se objeví další hluk;
• poblíž kontrolního bodu došlo k úniku oleje;
• klepání při zapnutí rychlostního stupně;
• při rychlosti dochází k přenosu vibrací do těla.

Diagnostika musí být provedena zvednutím vozu na zvedáku nebo pomocí zvedáků (jak zvolit vhodnou úpravu, viz samostatný článek). Je důležité, aby se hnací kola mohla volně otáčet.

Zde jsou uzly ke kontrole.

• Zapínání. Mezilehlé podpěry a přírubové spoje musí být utaženy šroubem s podložkou. Pokud ne, matice se uvolní, což povede k vůli a nadměrným vibracím.
• Elastická spojka. Často selhává, protože gumová část kompenzuje axiální, radiální a úhlové posunutí spojovaných dílů. Poruchu můžete zjistit pomalým otáčením centrální hřídele (ve směru otáčení a naopak). Pryžová část spojky by neměla být v místě připevnění šroubu roztržená nebo volná.
• Posuvná vidlice. Volný boční pohyb v této jednotce se objevuje v důsledku přirozeného opotřebení splajnového spojení. Pokud se pokusíte otočit hřídel a spojku v opačném směru a mezi vidlicí a hřídelí je malá vůle, je nutné tuto jednotku vyměnit.
• Podobný postup se provádí s panty. Mezi očima vidlic je vložen velký šroubovák. Hraje roli páky, pomocí které se snaží otočit hřídel v jednom nebo druhém směru. Pokud během kývání dojde k vůli, musí být kříž vyměněn.
• Odpružené ložisko. Jeho provozuschopnost lze zkontrolovat tak, že jednou rukou uchopíte hřídel před sebou a druhou rukou a protřepáváte ji různými směry. V tomto případě musí být mezilehlá podpěra pevně upevněna. Pokud je v ložisku znatelná vůle, problém se vyřeší jeho výměnou.
• Vyvažování. Provádí se, pokud diagnostika neodhalila žádné poruchy. Tento postup se provádí na speciálním stojanu.

Zde je další video ukazující, jak zkontrolovat kardanový kloub:

Podezřelé zvuky v oblasti kardanového kloubu, vibrace atd.

Kardanová hřídel služba

Podle doporučení výrobců se kardanový servis provádí po 5 tis. Kilometrech. V tomto případě je nutné zkontrolovat pružnou spojku a kříže. V případě potřeby vyměňte opotřebené díly za nové. Drážky kluzného třmenu jsou mazány.

Pokud je ve stroji nainstalován kardan s provozuschopnými kříži, musí být také namazán. Taková modifikace je dána přítomností mazacího přípravku v kardanových příčnících (otvor pro připojení injekční stříkačky s olejem).

Poruchy kloubového hřídele

Jelikož je tento mechanismus v neustálém pohybu a je vystaven velkému zatížení, jsou poruchy s ním zcela běžné. Zde jsou ty nejběžnější.

• Na kloubovém hřídeli se objevil olej. Je nutné věnovat pozornost olejovým těsněním převodovky. Je třeba je pravidelně vyměňovat kvůli normálnímu opotřebení. Pružná těsnění časem ztrácejí své vlastnosti a mezi hřídelem a ucpávkou se objevují malé mezery. Pokud se v oblasti posuvné vidlice objeví netěsnost, zkontrolujte stav drážkování. Pokud mají drsnost, musí být zástrčka vyměněna.

• Rázy při zatížení kardanového kloubu jsou způsobeny vůlí kloubů. Pokud se objeví vůle v křížích nebo v ložisku uchycení zavěšení, pak jsou tyto části nahrazeny novými. Vibrace mohou nastat v důsledku uvolnění šroubového spojení. V případě častého výskytu takového problému byste měli zkontrolovat, zda je mezi maticí a úchytem nainstalován pěstitel. Tato podložka zabraňuje uvolnění matice při neustálých vibracích.

• Piskot při sešlápnutí plynového pedálu. Zkontrolujte závěsy. Díky neustálému kontaktu s vlhkostí a nečistotami může příčník selhat. Pokud jsou pískání ignorována, kříž se zasekne a závěs se zlomí.

• Nejběžnější poruchou hnacího hřídele jsou vibrace. Ale než začnete s opravou mechanismu, měli byste nejprve zkontrolovat podvozek. Nevyvážené vyvážení kol také vede k vibracím při vysokých rychlostech. Pokud tento efekt zmizí při řazení na jiný rychlostní stupeň, kardan s tím nemá nic společného. Zde jsou důvody pro vibrace v kardanu:
  • vadné vyvažovací kroužky (koroze nebo zlomení);
  • zničení křížů;
  • poškození středního nebo mezilehlého hřídele (deformace potrubí vede k nerovnováze mechanismu);
  • nesprávně smontované součásti mechanismu.
• Trubka zvoní. Za drážkovaným spojem uvnitř trubky je kryt, který zabraňuje vniknutí tuku do hřídele. Aby se upevnilo rozbití, trubka se odřízne, kryt se přivaří na místě a poté se svařuje hřídel. Pokud se po postupu objevilo zvonění jiné povahy (jako by v dutině šachty byl kámen), znamená to, že po svařování bylo v něm velké měřítko. Přerušení podpory elektrody může vést k zvonění. V takovém případě je problém odstraněn instalací nového kardanu.
• Zvuk broušení při zařazení rychlostního stupně. Vyskytuje se při kontaktu s karoserií vozu nebo výfukovým systémem.
• Samotné zvonění kardanu se může objevit v důsledku poruchy upevnění bahenního reflektoru (pokud existuje). Je namontován na mezilehlé podpěře, která chrání ložisko před vodou a nečistotami. Pokud se visí, stačí ji přivařit.

Únik oleje

K mazání kloubů se používá speciální mazivo. U kloubů CV, jehlových ložisek, drážkových spojů se obvykle používá individuální mazivo, které má požadované vlastnosti.

Aby se nečistoty nedostaly do dutiny třecích nebo rotujících prvků, jsou chráněny prašníky a olejovými těsněními. V případě dílů umístěných pod spodní částí vozu je však tato ochrana pouze dočasná. Důvodem je, že ochranné kryty jsou neustále v zóně aktivního agresivního působení vlhkosti, prachu a v zimě také chemických činidel, které jsou sypány na silnici.

Pokud se auto často pohybuje po nerovném terénu, existuje další riziko poškození takové ochrany kamenem nebo větví. V důsledku poškození začne agresivní prostředí působit na rotující a podélně se pohybující části. Jelikož se kloubový hřídel během pohybu vozidla neustále otáčí, mazivo v něm se zahřívá a při opotřebení olejových těsnění může unikat, což v průběhu času povede k poruše této části převodovky.

Vibrace během akcelerace a klepání na kontrolním bodě

Toto je první příznak, kterým se určuje porucha hřídele vrtule. Při mírném opotřebení rotujících prvků v celém těle se šíří po celém těle, což má za následek nepříjemné hučení v autě během jízdy. Je pravda, že u některých modelů automobilů je tento akustický efekt zcela přirozeným faktorem, kterým se určuje přítomnost kloubového hřídele v převodovce. To platí zejména pro některé staré domácí vozy.

Prasknutí během akcelerace

Pískání, které se objeví v okamžiku zrychlení vozidla, určuje opotřebení příčníků. Kromě toho tento zvuk nezmizí, spíše se zesiluje v procesu zrychlení vozu.

Pískání v této části vyzařují válečky jehlového ložiska. Protože jsou nejméně chráněny před agresivními vlivy vlhkosti, ložisko v průběhu času ztrácí mazání a jehly začínají rezivět. Když vozidlo zrychlí, velmi se zahřeje, roztáhne se, začne vibrovat a silně vrzne.

Vzhledem k vysokému točivému momentu je příčník vystaven velkému zatížení. A otáčky klikového hřídele nejsou synchronní s rychlostí otáčení kol automobilu. Proto se může objevit pískání bez ohledu na rychlost vozidla.

Problémy s přívěsným ložiskem

Jak jsme se dozvěděli z dílčího tématu konstrukce kloubového hřídele, vnější ložisko je konvenční ložisko s kulatými válečky uzavřenými v růžici. Aby se zabránilo rozbití zařízení v důsledku stálého vystavení prachu, vlhkosti a nečistotám, jsou válečky chráněny plastovými kryty a uvnitř je silný tuk. Samotné ložisko je upevněno pod spodní částí vozu a střední částí prochází kardanová trubka.

Aby se zabránilo přenosu vibrací z rotující trubky na tělo, je mezi vnější kroužek a montážní konzolu ložiska namontováno gumové pouzdro. Působí jako tlumič, který minimalizuje akustický efekt během provozu hnacího ústrojí.

I když je ložisko utěsněno a naplněno mazivem, které nelze žádným způsobem přidávat nebo vyměňovat (je naplněno ve výrobě během výroby dílu), dutina mezi rozetami není utěsněna. Z tohoto důvodu se v průběhu času za jakýchkoli podmínek provozovaného vozu dostane dovnitř ložiska prach a vlhkost. Z tohoto důvodu dochází k úbytku mezi válečky a zatíženou částí zásuvky.

Kvůli nedostatečnému mazání (postupně stárne a je vymýváno) se na valivých ložiskách může objevit rez. V průběhu času se koule, která byla vážně poškozena korozí, rozpadne, v důsledku čehož se uvnitř ložiska objeví velké množství cizích pevných částic, které zničí další prvky součásti.

Obvykle se při takovém selhání ložiska objeví vytí a hučení. Tento prvek vyžaduje výměnu. Pod vlivem vlhkosti a agresivních chemikálií gumová spojka stárne, ztrácí svou pružnost a následně se rozpadá v důsledku neustálých vibrací. V tomto případě řidič uslyší výrazné silné klepání přenášené na tělo. S takovým zhroucením se neoplatí jezdit. I když je řidič ochoten snášet v kabině velký hluk, může dojít díky velkému přesazení k vážnému poškození kloubového hřídele. Navíc není možné předvídat, která z jejích částí se zlomí jako první.

Důsledky nesprávného provozu kardanu

Jak jsme si již všimli, problémy s kardanem jsou primárně rozpoznány podle rostoucího hluku a slušných vibrací přicházejících do těla, když se vozidlo pohybuje.

Pokud se řidič vyznačuje železnými nervy a neuvěřitelným klidem, pak ignorování vibrací a silného hluku v důsledku opotřebeného kloubového hřídele určitě povede k nepříjemným následkům. Nejhorší věcí, která se může stát, je zlomení hřídele během jízdy. To je obzvláště nebezpečné a vždy vede k nehodám, když se hřídel zlomí v přední části stroje.

Pokud se během jízdy objeví příznaky kardanových problémů, měl by řidič snížit rychlost a co nejdříve zastavit vozidlo. Po vyznačení místa, kde vůz zastavil, je nutné provést vizuální diagnostiku automobilu. Zde je třeba věnovat pozornost:

• Pro všechna šroubová spojení;
• Na stavu přívěsného ložiska, zejména na jeho gumovém tlumiči;
• O stavu přírub;
• Na kříži;
• Na víčkách ložisek.

Nedoporučuje se demontovat hřídel samostatně, a to ani na silnici (výměna rozbité části), ani v garáži, pokud vlastník automobilu nemá odpovídající dovednosti. Oprava kardanu by měla být vždy doprovázena jejím vyvážením, které v podmínkách opravy silnic nelze provést.

Z těchto důvodů musí být sledován stav této části přenosu. Plánovaná technická prohlídka a v případě potřeby opravy jsou klíčem k řádnému a bezpečnému provozu jakéhokoli systému automobilu a jeho jednotek, včetně kloubového hřídele.

Demontáž a instalace kloubového hřídele

Pokud bude nutné vyměnit kardanový mechanismus nebo opravit jeho jednotku, bude nutné jej odstranit. Postup se provádí v následujícím pořadí:

• odšroubují se upevňovací šrouby z přírub zadní nápravy a kloubového hřídele;
• hřídel klesá;
• šrouby gumové spojky jsou odšroubovány;
• kardan je odsunut od kontrolního bodu;
• držák zavěšení je odšroubován.

Opravený nebo nový mechanismus je instalován v opačném pořadí: zavěšení, spojka, příruby mostu.

Další video zmiňuje některé další jemnosti odebrání a instalace kardanového závěsu:

Kardanová hřídel patriot | demontáž a instalace | výměna příruby

Kardan v autě je poměrně odolný mechanismus, ale vyžaduje také pravidelnou údržbu. Řidič musí dávat pozor na výskyt cizích zvuků a vibrací. Ignorování těchto problémů povede k poškození důležitých součástí převodovky.

Nalezení nového kloubového hřídele

Pokud je potřeba kompletní výměna kloubového hřídele, je nalezení nového dílu jednoduchý postup. Hlavní věc je, že je na to dostatek peněz, protože to je poměrně drahá součást přenosu některých modelů automobilů.

K tomu můžete použít služby automatického demontáže. V tomto případě si ale musíte být jisti, že společnost prodávající použité díly je důvěryhodná a neprodává nekvalitní výrobky. V některých oblastech existují firmy, které obnovují díly, které jsou kompletně nahrazeny, a prodávají je za dostupnou cenu, ale po krátké době tyto prvky selžou.

Je mnohem bezpečnější prohledat katalog online obchodu nebo na fyzickém místě prodeje - v obchodě s autodíly. V tomto případě musíte hledat náhradní díl podle přesných údajů o automobilu (značka, model, datum výroby atd.). Pokud některé informace o automobilu nejsou k dispozici, pak všechna potřebná data najdete vždy pomocí kódu VIN. Sděluje se, kde se v autě nachází a jaké jsou informace o vozidle v samostatném článku.

Pokud je číslo dílu známé (označení na něm, pokud během provozu nezmizelo), lze pomocí této informace provést hledání nového analogu v katalogu. V případě nákupu komponentů k demontáži musíte před nákupem věnovat pozornost:

1. Stav spojovacích prvků. Deformace, i malé, jsou důvodem, proč se součást neoplatí kupovat. To platí zejména pro takové kardanové hřídele, jejichž konstrukce neumožňuje instalaci příruby;
2. Stav hřídelů. Ačkoli je obtížné tento parametr vizuálně zkontrolovat, i malé deformace (včetně nevyvážení) povedou k silným vibracím hřídele a následnému rozbití zařízení;
3. Stav spline připojení. Koroze, otřepy, zářezy a jiná poškození mohou vážně ovlivnit výkon hnacího ústrojí;
4. Stav přívěsného ložiska, včetně pružnosti části tlumiče.

Bez ohledu na to, zda kardan vypadá při demontáži provozuschopně nebo ne, musí být předveden specialistovi. Profesionál okamžitě rozpozná, zda byl kardanový kloub pochopen nebo ne. V případě oprav této jednotky bude odborník schopen určit, zda byla konstrukce správně sestavena.

A ještě jeden důležitý bod. I když si koupíte použitý produkt, stojí za pozornost produkty, na které se vztahuje záruka (od výrobce nebo od prodejce).

Video k tématu

Nakonec se podívejte na krátké video o tom, co můžete udělat, abyste zabránili vibracím hřídele vrtule:

HŘÍDEL VRTULE TAK NEŽÁDNÉ VIBRACE !!!

Otázky a odpovědi:

Kde je kloubový hřídel. Kloubový hřídel je dlouhý paprsek, který vede z převodovky podél výfukového systému vozidla k zadní nápravě. Zařízení kardanového hřídele zahrnuje centrální hřídel, kříže (jejich počet závisí na počtu uzlů mezi hřídeli), posuvnou vidlici s drážkovaným spojem a axiální ložisko.

Co je to kardan. Pod kardanem je míněn mechanismus, který přenáší točivý moment mezi hřídeli, které jsou umístěny relativně vůči sobě pod úhlem. K tomu se používá kříž, který spojuje dva hřídele.