Крутящий момент, развиваемый двигателем автомобиля, должен передаваться через коробку передач и дифференциал на ведущие колеса, для чего в автомобилях используются приводные валы. При движении автомобиля колеса постоянно перемещаются вверх-вниз, а управляемые передние колеса еще и поворачиваются вправо-влево, что не позволяет применять жесткое соединение приводных валов с другими агрегатами автомобиля. Если двигатель расположен спереди, а ведущие колеса — задние, то в качестве приводного используется вал с карданными шарнирами (карданный вал).
Задача приводного вала — эффективно передавать крутящий момент от одного агрегата к другому, независимо от того, расположены они соосно или со смещением относительно друг друга.
Приводной вал должен работать в широком диапазоне частоты вращения и при этом обеспечивать возможность достаточно больших взаимных перемещений соединяемых элементов во всех плоскостях. Разнообразие требований к шарнирам приводных валов привело к появлению самых разных вариантов привода.
- История создания приводных валов
- Системы привода
- Общие показатели для приводных валов
- Угловая скорость
- Максимальный угол в шарнире
- Схемы расположения карданных валов
- Z-схема
- W-схема
- Передний приводной вал — разборка и сборка
- Проверка перед разборкой
- Разборка (на двигателях CR и HR16)
- Со стороны коробки передач
- Со стороны колеса
- Динамический амортизатор
- Проверка после разборки (на двигателях CR и HR16)
- Узел шарнира (фиксированный шарнир)
- Шарнир в сборе (скользящий шарнир)
- Корпус (скользящий шарнир)
- Динамический амортизатор
- Сборка (на двигателях CR и HR16)
- Со стороны колеса
- Динамический амортизатор (правого приводного вала)
- Со стороны коробки передач
- 📸 Видео
Видео:Приводные валыСкачать
История создания приводных валов
Всерьез о трансмиссии задумались создатели первых автомобилей. Сначала общепринятым был привод на задние колеса, так как решить проблемы переднего привода не удавалось. В случае передних ведущих колес крутящий момент должен равномерно передаваться не только при линейном смещении колеса вверх-вниз, но и при повороте колеса из стороны в сторону.
Для заднего привода передача крутящего момента от двигателя к заднему мосту была реализована с помощью продольного вала с карданными шарнирами. Такой подход к решению проблемы был более простым, ведь углы отклонения таких шарниров небольшие и не влияют на ходовые качества автомобиля.
Изобретение карданного шарнира восходит к XVI столетию; авторами считаются итальянец Джероламо Кардано и англичанин Роберт Гук.
В середине XVI века Кардано создал кольцевой шарнир, в котором корабельный компас оставался в горизонтальном положении, несмотря на морскую качку.
В 1664 году Роберт Гук подтвердил патентом, что его кольцевой шарнир способен соединить концы двух несоосных валов, расположенных под углом друг к другу (рис. 2 «Универсальный шарнир Роберта Гука«).
Термины «карданный шарнир» или «шарнир Гука» и сегодня напоминают об этих двух авторах давнего изобретения.
С появлением переднего привода карданные шарниры использовались и там, но в связи с повышением требований к управляемости и динамике автомобиля поиск более оптимальной передачи крутящего момента привел к появлению шарниров равных угловых скоростей (ШРУС).
На современных легковых автомобилях карданный шарнир применяется только на продольном карданном валу привода задних ведущих колес, хотя и здесь постепенно сдает свои позиции. Различия между карданным шарниром и ШРУСом объясняются в следующих главах.
На грузовых автомобилях карданный шарнир по-прежнему используется на продольном карданном валу привода задних колес, а также в виде сдвоенного карданного шарнира — на поперечных приводных валах.
В декабре 1926 года французские инженеры Пьер Фенай и Жан-Альбер Грегуар получили патент на изобретенный ими шарнир Tracta. Этот шарнир состоял из четырех деталей, соединенных скользящими направляющими. Чтобы не распадаться, он должен был постоянно находиться внутри полусферы.
Шарнир изготавливался на обычных универсальных станках и мог использоваться для передачи большого крутящего момента, поэтому во время Второй мировой войны им оснащались многие французские, английские и американские полноприводные автомобили.
Для шарнира Tracta (рис. 3 «Деталировочный чертеж шарнира Tracta») впервые было использовано определение «гомокинетический», которое и по сей день используется для обозначения шарниров равных угловых скоростей. Сам шарнир сегодня уже не применяется.
Как и в Европе, в Америке тоже пытались решить проблему синхронного вращения, и 4 мая 1923 года Карл Вайсс запатентовал разработанный им вариант такого шарнира (рис. 4 «Чертеж к патенту шарнира Вайсса«).
Читайте также: Размер карданного вала уаз фермер
Этот шарнир изготавливался с 1934 года, но его массовый серийный выпуск начался только после Второй мировой войны. До середины 80-х годов прошлого века он применялся на автомобилях Mercedes-Benz.
В то время, как шарнир Вайсса допускал отклонение не более чем на 20° и применялся на автомобилях с задним приводом, шарнир Tracta мог работать уже под углом до 50°.
В современном автомобилестроении шарнир Вайсса, не в последнюю очередь из-за своей большой удельной массы, практически не применяется.
Самый распространенный в настоящее время ШРУС основан на патенте, который получил инженер Ford Альфред Ганс Рцеппа в июне 1933 года (рис. 5 «Чертеж к патенту шарнира Рцеппа«).
Для достижения современного технического уровня потребовалось много исследовательской работы. Главную роль в этом сыграли английская фирма Hardy Spicer и основанная в 1948 году немецкая компания по производству шарниров Lohr&Bulmkamp.
На базе шарнира Рцеппа, который не допускал осевого смещения, эти две фирмы разработали универсальный ШРУС с возможностью продольного перемещения деталей.
Видео:НИКОГДА НЕ СПЕШИТЕ ПОКУПАТЬ НОВЫЙ ПРИВОДНОЙ ВАЛ И ГРАНАТУ (ШРУС). СТАРЫЙ ПРИВОД ЛУЧШЕ. #БУДНИСЕРВИСАСкачать
Системы привода
Большая часть выпускаемых сегодня легковых автомобилей оснащается приводными залами с шарнирами равных угловых скоростей. Отдельные схемы привода ведущих колес показаны с гомокинетическими (от греческого homos = одинаковый и kine = двигаться) шарнирами (рис. 6 «Схемы привода ведущих коле»).
При переднем приводе ведущими являются передние колеса. На приводных валах со стороны колеса применяются жесткие ШРУСы (без возможности продольного перемещения деталей), а со стороны коробки передач — универсальные (с возможностью продольного перемещения). Передние колеса — управляемые, поэтому угол поворота в шарнире со стороны колеса должен достигать примерно 50°.
Из-за поперечного расположения двигателя и связанной с этим асимметрии в моторном отсеке приводные валы могут быть разной длины.
При заднем приводе ведущими являются задние колеса. На приводных валах как со стороны колеса, так и со стороны коробки передач применяются универсальные ШРУСы, поскольку в этом случае шарнир — в отличие от переднего привода — должен компенсировать только изменение длины валов из-за хода подвески вверх-вниз.
При полном приводе ведущими являются все колеса. Шарниры приводных валов применяются точно так же, как на описанных выше переднем и заднем приводах. Крутящий момент от силового агрегата на задние или (при расположенном сзади двигателе) на передние колеса передается с помощью продольного вала.
Частота вращения валов в этом случае может достигать 6000 об/мин, поэтому продольные валы оснащаются высокооборотными шарнирами. Далее отдельные типы шарниров рассматриваются более подробно.
Видео:ПРАВЫЙ ПРИВОД. ЭКОНОМИМ ДЕНЬГИ. все простоСкачать
Общие показатели для приводных валов
Наряду с передачей усилия задачей приводных валов является и равномерная передача крутящего момента на ведущие колеса.
Угловая скорость
Приводные валы только с одним шарниром вращаются неравномерно.
Если два вала соединить простым карданным шарниром под определенным углом и вращать вал I с постоянной угловой скоростью ω1 то вал II будет вращаться с неравномерной угловой скоростью ω2 (рис. 7 «Приводные валы с одним шарниром«).
Эта неравномерность, часто называемая погрешностью карданного шарнира, выражается в синусоидальном колебании угловой скорости вала II, как показано на графике цикла вращения 360° (рис. 8 «Изменение угловой скорости в зависимости от положения карданного шарнира«).
При 0°, 180° и 360° вилка шарнира на валу I расположена горизонтально и обладает меньшей угловой скоростью, чем в вертикальных положениях 90° и 270°.
Такое ускорение и замедление крестовины шарнира соответственно изменяет и угловую скорость вала II.
Читайте также: Датчик распределительного вала шевроле авео тэ 250
Поскольку решению этой проблемы способствуют угловое и параллельное смещение валов (за счет конструктивно обусловленного расположения элементов трансмиссии и достаточно эластичных опор), карданные валы автомобиля всегда оснащаются двумя шарнирами. Это позволяет компенсировать неравномерности вращения вала.
Максимальный угол в шарнире
Максимальный угол отклонения от горизонтали (рис. 9 «Угол в шарнире«) показывает, под каким углом может работать шарнир, соответствуя требованиям по равномерности передачи крутящего момента и долговечности.
В автомобильной технике максимальный угол в шарнире может составлять более 50°.
Схемы расположения карданных валов
Неизбежно возникающую неравномерность вращения можно компенсировать последовательным размещением двух шарниров на одном валу.
При этом различают два варианта их расположения: Z-схема и W-схема.
Z-схема
Z-схема или Z-изгиб представляет собой наиболее распространенный вариант применения карданного вала. В этом случае изгиб происходит только в одной плоскости (рис. 10 «Z-схема«).
Для абсолютно синхронного вращения ведущего и ведомого валов, соединенных карданным валом, вилки шарниров этого общего вала должны находиться в одной плоскости, а углы в шарнирах должны быть одинаковы.
W-схема
Еще одним способом избежать нежелательных колебаний частоты вращения между валами I и II является W-схема их расположения (рис. 11 «W-схема«).
И в этом случае углы в карданных шарнирах должны быть одинаковыми, а их вилки — находиться в одной плоскости.
Общее правило для Z-схемы и W-схемы заключается в том, что карданный вал и соединяемые им концы ведущего и ведомого валов должны лежать в одной вертикальной плоскости.
В случае бокового смещения при использовании Z-схемы достаточно, чтобы пространственный угол оставался минимальным.
Чтобы избежать нежелательных колебаний частоты вращения вала при использовании W-схемы, угол смещения необходимо высчитать заранее (рис. 12 «Боковое смещение«).
Видео:Не сбивается ШРУС. Правильная замена Шруса ошибки при замене. образец с мандео 3Скачать
Передний приводной вал — разборка и сборка
Видео:Как не должно быть, люфт ШРУСа StageaСкачать
Проверка перед разборкой
Подвигайте шарнир вверх/вниз, влево/вправо и в осевом направлении. Убедитесь, что движение плавное и нет значительного люфта.
Проверьте, нет ли трещин и повреждений на чехлах, и не течет ли смазка.
Видео:ПРЕЖДЕ ЧЕМ КУПИТЬ ШРУС ПОСМОТРИ ЭТО ВИДЕО/ ВНУТРЕННИЙ ШРУС/ НАРУЖНЫЙ ШРУССкачать
Разборка (на двигателях CR и HR16)
1. Чехол; 2. Кольцевой зажим; 3. Узел шарнира (фиксированный шарнир); 4. Зажим чехла; 5. Динамический амортизатор (только с правой стороны); 6. Зажим; 7. Вал; 8. Зажим чехла; 9. Крестовина в сборе; 10. Чехол; 11. Стопорное кольцо; 12. Корпус (скользящий шарнир); 13. Кольцевой зажим
Со стороны коробки передач
2. Закрепите вал в тисках. Снимите корпус.
Внимание: При закреплении вала в тисках предохраняйте его от повреждения, проложив медные или алюминиевые пластины. Не зажимайте на участке амортизатора.
3. Нанесите метки совмещения на вал и крестовину в сборе.
Внимание: Наносите метки краской или аналогичным веществом. Не царапайте поверхность.
4. Снимите стопорное кольцо. Снимите крестовину в сборе с вала. При помощи прутка прикладывайте нагрузку непосредственно к корпусу крестовины в сборе, а не к роликам.
Со стороны колеса
Внимание: При закреплении вала в тисках предохраняйте его от повреждения, проложив медные или алюминиевые пластины. Не зажимайте на участке амортизатора.
2. Снимите зажимы с чехла и снимите чехол с узла шарнира.
3. Наверните съемник приводного вала (подходящий специнструмент) на резьбу узла шарнира не менее чем на 30 мм и снимите узел шарнира с вала.
- Отцентрируйте ударный съемник и приводной вал и снимайте, прикладывая усилие надежно и равномерно.
- Если узел шарнира не поддается снятию даже после 5 попыток, замените приводной вал в сборе целиком.
5. Снимите кольцевой зажим с вала.
6. Оботрите старую смазку с узла шарнира бумажными полотенцами, вращая обойму.
Читайте также: Подшипник первичного вала bmw
Внимание: Проведите визуальную проверку и убедитесь, нет ли порезов, трещин, изломов на узле шарнира. Также проверьте, не попали ли в смазку мусор с дороги и металлические обломки. Если имеются отклонения от нормы, замените узел шарнира в комплекте.
Динамический амортизатор
Нанесите метку краской по расположению амортизатора на промежуточном валу. Снимите зажим. Затем снимите динамический амортизатор с вала.
Видео:Самый правильный способ снятия шрусов с КППСкачать
Проверка после разборки (на двигателях CR и HR16)
При обнаружении биения, трещин или повреждений замените вал.
Узел шарнира (фиксированный шарнир)
Проверьте, свободно ли вращается узел шарнира и нет ли чрезмерного осевого люфта.
Проверьте, нет ли порезов, трещин и изломов внутри узла шарнира.
Внимание: При обнаружении отклонений от нормы замените узел шарнира. Также проверьте, не попали ли в смазку мусор с дороги и металлические обломки .
Шарнир в сборе (скользящий шарнир)
Если на контактной поверхности под ролики со стороны корпуса или крестовины имеются царапины или износ, замените шарнир в сборе.
Если на роликах крестовины имеется люфт по периферии или они вращаются с заеданием, замените шарнир в сборе.
При обнаружении дефектов составных частей замените шарнир а сборе.
Корпус (скользящий шарнир)
Проверьте, нет ли повреждений или чрезмерного износа на контактной поверхности под ролики.
Проверьте, нет ли повреждений на резьбе вала.
Проверьте, нет ли деформации на чехле.
Динамический амортизатор
Проверьте, нет ли трещин и других повреждений. При необходимости замените.
Видео:ПОСЛЕ ЭТОГО ТЫ БУДЕШЬ ЗНАТЬ КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ ВНУТРЕННИЙ ШРУС АВТОСкачать
Сборка (на двигателях CR и HR16)
Со стороны колеса
Проведите сборку, выполнив пп 13-22 раздела «Проверка и обслуживание на автомобиле».
Динамический амортизатор (правого приводного вала)
В случае снятия динамического амортизатора закрепите его новыми зажимами, как показано на рисунке, так, чтобы размеры со стороны фиксированного зажима соответствовали указанным.
Внимание: Не используйте зажимы динамического амортизатора повторно.
Размер А:
Справа (1): 434-440 мм
Слева (2): 235-241 мм
Со стороны коробки передач
1. Во избежание повреждения чехла при установке обмотайте шлицевую часть приводного вала изолентой. Поставьте новый чехол и зажимы на вал.
Внимание: Не используйте зажимы и чехол повторно.
2. Снимите изоленту, намотанную вокруг шлицевои части вала.
3. Совместите метки, нанесенные краской при снятии крестовины в сборе. Установите крестовину в сборе фаской на шлицах в сторону приводного вала.
4. Закрепите крестовину в сборе стопорным кольцом.
Внимание: Не используйте стопорное кольцо повторно.
5. Нанесите фирменную смазку Nissan на корпус шарнира.
Количество смазки: 95-105 г
6. Установите корпус скользящего шарнира на крестовину в сборе.
7. Плотно посадите чехол в канавки (обозначенные метками *), как показано на рисунке.
Внимание: Если на посадочных поверхностях чехла (обозначенных меткой *) на шарнире имеется смазка, чехол может соскочить. Удалите всю смазку с поверхностей.
8. Закрепите чехол с широкой стороны, как показано на рисунке. Полностью погрузите шарнир так, чтобы крестовина в сборе покрылась смазкой. Выньте шарнир обратно на указанную длину. Во избежание деформации чехла вставьте отвертку или аналогичный инструмент под чехол с широкой стороны и выпустите из него воздух.
Длина установки чехла:
GI1700i: 89,4 мм
Gl2000i: 90,45 мм
Внимание: Если длина установки чехла отличается от нормы, чехол может сломаться. Не прикасайтесь кончиком отвертки к внутренней поверхности чехла.
9. Закрепите узкую сторону чехла новым зажимом, как показано на рисунке.
Внимание: Проверните корпус шарнира и убедитесь, что чехол не соскакивает со своего места. В противном случае переустановите зажимы чехла.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
📸 Видео
Живучий приводной валСкачать
Приводной вал полуоси Breve Driveshaftparts Skf и промежуточные валыСкачать
Почему ломает приводные валы на тойоте, и как этого избежатьСкачать
Как проверить наружные и внутренние шрусыСкачать
Как устроен привод, ШРУС. Что в них ломается.Скачать
приводной валСкачать
Как самому снять ШРУС с приводного валаСкачать
Замена приводного вала (полуоси) [ВИДЕОУРОК AUTODOC]Скачать
Новый привод в сборе. Ниссан ноутСкачать
Приводной вал передний со шрусомСкачать
как выбить наружную гранату автомобиля без съёмникаСкачать
Люфт шруса на шлицах вала привода, кто как устраняет?Скачать