Автомобільна трансмісія, незалежно від типу і конструктивних особливостей, зазвичай має у своєму пристрої карданну передачу. Карданна передача – це пристрій, який призначений для того, щоб передати момент, що крутить, між валами, які розташовуються під кутом по відношенню один до одного.
Карданна передача в пристрої автомобіля зазвичай застосовується в трансмісії. Також зазначена передача використовується в конструкції рульового управління. Давайте розглянемо цей пристрій більш докладно.
Види карданних передач, призначення, особливості
Отже, як вже було сказано, карданні передачі потрібні для передачі крутного моменту. При цьому потрібно враховувати, що кут між двома валами (провідний і ведений вал) може змінюватися в процесі роботи. Саме з цієї причини використано подібне карданное з’єднання.
За допомогою карданної передачі в трансмісії можуть бути з’єднані: ДВС і КПП, КПП і головна передача, роздавальна коробка (роздатка) і головна передача, диференціал і ведучі колеса автомобіля.
В основі карданної передачі лежить карданний шарнір. Такий шарнір може відрізнятися по конструкції, завдяки чому карданні передачі поділяються на:
- Карданна передача, де використаний шарніри нерівних кутових швидкостей;
- Передача з шарніром однакових кутових швидкостей;
- Передача, де використовується полукарданный пружний шарнір;
- Передача з жорстким полукарданным шарніром;
При цьому слід зазначити, що останній тип (карданна передача з полукарданным жорстким шарніром) на автомобілях не використовується, так як в даному випадку рішення недостатньо надійно і не відповідає ряду вимог.
- Що стосується карданної передачі з шарніром неоднакових кутових швидкостей, така передача в побуті часто називається кардан. Зазначений тип зазвичай використовується в пристрої авто із заднім приводом, а також повнопривідних машин.
Карданна передача має шарніри нерівних кутових швидкостей, які розміщені на карданних валах. Ще певні особливості можуть стати причиною використання додаткової проміжної опори. Також додамо, що на кінцях карданної передачі встановлюються особливі з’єднувальні пристрої.
Якщо говорити про пристрої, шарніри нерівних кутових швидкостей по конструкції має дві сполучені вилки, які розташовуються під кутом 90 градусів відносно один одного, а також хрестовини кардана, елементи фіксації.
Карданна хрестовина обертається в спеціальних підшипниках голчастого типу, які стоять у вушках вилок. Дані підшипники мають змазку, яка закладається у них ще на етапі виготовлення. В рамках експлуатації оновити мастило не вийде, так як підшипник обслуговує.
Даний шарніри нерівних кутових швидкостей відрізняється тим, що пристрій передає крутний момент циклічно. Іншими словами, відбувається нерівномірна передача моменту. У двох словах, здійснюючи один оборот, ведений вал два рази обганяє і двічі відстає від ведучого.
Щоб компенсувати нерівномірність обертання, карданна передача отримує, як мінімум, 2 шарніра, які стоять по одному на кожній стороні кардана (карданного вала), а виделки шарнірів, які розташовані один навпроти одного, знаходяться в єдиній площині.
Ще відзначимо, що карданна передача може мати як один, так і два карданних вала. Використання одного або декількох валів буде залежати від відстані передачі крутного моменту. Якщо валів два, тоді один вал є проміжним, а другий заднім валом.
Також в тому місці, де з’єднані вали, для додаткової фіксації і міцності використовується проміжна опора. Зазначена опора приєднується до кузова машини або до рами, якщо автомобіль має рамну конструкцію. Ще для того, щоб компенсувати зміни довжини, які виникають під час роботи карданної передачі, один з валів має шліци, щоб реалізувати шліцьове з’єднання.
Сама карданна передача приєднується до інших елементів трансмісії за допомогою з’єднувальних муфт. Також для з’єднання може бути використаний фланець та інші подібні елементи.
- Карданна передача з шарніром однакових кутових швидкостей (ШРУС, в побуті граната) зазвичай використовується в пристрої трансмісії авто з переднім приводом. У цьому випадку передача з’єднує диференціал і маточину ведучого колеса.
Така передача має два шарніра рівних кутових швидкостей, які з’єднані приводним валом. Той шарнір, який розташований ближче до КПП і диференціалу, називається внутрішнім (внутрішній ШРУС), а другий має назву зовнішнього шарніра (зовнішній ШРУС).
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке піввісь в пристрої трансмісії автомобіля. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, для чого призначений цей пристрій, а також яку конструкцію має полусоь і за яким принципом працює даний елемент.
Також зазначений тип карданної передачі, де використаний ШРУС, може бути використаний на задньопривідних і повнопривідних авто. Таке рішення дозволяє знизити шум під час роботи передачі, також спостерігається зменшення вібрацій. Простими словами, шарніри нерівних кутових швидкостей замінюється на ШРУС, який є більш технологічним пристроєм.
Зазначений шарнір рівних кутових швидкостей дозволяє досягти ефективної передачі крутного моменту від ведучого на ведений вал з постійною кутовою швидкість, а також незалежно від того кута, на який нахиляються самі вали. Для машин з переднім приводом найчастіше використовується кульковий ШРУС.
Якщо говорити про пристрої, в двох словах, шарнір рівних кутових швидкостей є обоймою, яка розміщена в корпусі. Між обоймою і корпусом знаходяться кульки, що дозволяє реалізувати рух. Корпус отримує внутрішню сферичну форму, також у корпусі і обоймі є канавки. За цим канавкам здійснюють рух кульки.
Особливістю даної конструкції є рівномірна передача крутного моменту від ведучого вала на ведений вал з урахуванням мінливого кута. Також у конструкції використаний сепаратор, який потрібен для фіксації кульок ШРУС в заданому положенні.
На етапі виготовлення в ШРУС закладають молібденову мастило. Щоб захистити конструкцію від потрапляння бруду, води і т. п., на шарнір додатково ставиться спеціальний пильовик.
- Третім типом карданних передач, які використовуються в авто, є передача з полукарданным пружним шарніром. Такий пружний шарнір відповідає за те, щоб передавати крутний момент між двома валами, які розташовані розташованими під невеликим кутом по відношенню один до одного.
В основі лежить принцип деформації пружного ланки. Наприклад, дане з’єднання може представляти собою пружну муфту. Муфта є попередньо стисненим шестигранним пружним елементом, при цьому з обох боків закріплені фланці як ведучого вала, так і підлеглого.
-
Диференціал КПП: призначення, пристрій, принцип…
Підіб’ємо підсумки
Як видно, існує кілька типів карданних передач, які використовуються в пристрої трансмісії автомобіля. При цьому серед описаних вище видів найбільш активно використовуються карданні передачі з шарніром неоднакових кутових швидкостей, а також передача з шарніром однакових кутових швидкостей ШРУС.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке диференціал у пристрої КПП. З цієї статті ви дізнаєтеся про призначення, конструкції та принципи роботи диференціала.
Наостанок зазначимо, що в сучасних авто саме ШРУС можна зустріти як в пристрої передньопривідних автомобілів, так і в пристрої машин з повним приводом. Справа в тому, що така карданна передача є оптимальним рішенням в порівнянні з аналогами.