Угол излома карданного вала (2 видео)

Рассказываем о разных видах передач под углом, от простой крестовины до замысловатых шариков Бендикса

Полный привод подразумевает, что к каждому колесу подведен крутящий момент. Причем так, чтобы колесо могло двигаться и поворачиваться относительно кузова

Собственно, вращает колеса привод. Когда на экране приборной панели вашего внедорожника возникает анимированная картинка распределения тяги по осям и колесам, она в точности повторяет реальную систему валов под его днищем. Эти валы – толстые металлические прутки или трубы с шарнирами по концам. Шарнир позволяет передавать вращение под углом: колеса вместе с подвеской ходят вверх-вниз, а передние еще и поворачиваются на приличный угол.

ПЕРВЫЕ ОКОВЫ

Сперва в мире приводов царили кожаные ремни, такие же, какие использовались в станках. При тогдашних небольших скоростях и смешной мощности моторов это еще годилось, но как только скорости выросли, популярными стали роликовые цепи с подвижными звеньями, как у мотоциклов. Трансмиссия в задней части машины заканчивалась обычным мостом, жестко закрепленным на раме. Вместо колес к его концам крепились ведущие звездочки, а к подвешенным на рессорах колесам – ведомые. На пару задних колес приходилось два моста – ведущий и подвесочный, а свободное провисание цепей обеспечивало некоторую подвижность последнего. О приводе с их помощью передних поворотных колес не могло быть и речи.

От этой схемы быстро отказались ввиду громоздкости и ненадежности и начали придумывать более совершенные.

ОТКУДА РЫВКИ?
Под неравной угловой скоростью понимают вращение, при котором колесо непрерывно ускоряется и замедляется каждую четверть своего оборота. Помимо неприятных воздействий на рулевое управление и подвеску (рывки), работа с неравной угловой скоростью чревата быстрым износом всей трансмиссии. Неравномерность вращения карданной передачи тем больше, чем больше угол между осями ее валов. При этом ведущая часть шарнира вращается равномерно.

КАРДАНО И ЛЕОНАРДО

Подумать только, принцип карданной передачи был подробно описан Джироламо Кардано в XVI веке, а впервые его упоминал еще Леонардо да Винчи! Но одно дело придумать, и совсем другое – воплотить в металле.

Первые карданные валы поселились на автомобилях уже в первое десятилетие ХХ века. Из всех применяемых сегодня подвижных передач карданная – самая простая. Четыре игольчатых подшипника да крестовина. Ее простота компенсируется одним важным недостатком: малыми рабочими углами. До 12 градусов она еще крутится более-менее плавно. Выше – с рывками. Мало кто знает, что и совсем без угловой разницы кардану работать вредно: неподвижные иголки подшипников проделывают в опорных пальцах крестовин канавки, лишая соединение подвижности. Поэтому обычно карданам задают небольшой (1,5–2°) рабочий угол.
Кардан годится для привода малоподвижных задних колес, но как быть с передними, где углы поворота зачастую приближаются к 30 градусам?

В переднем мосту всем хорошо знакомого Jeep долгие годы жили сдвоенные карданные крестовины. Гениальное по простоте решение – разделить рабочий угол пополам между двумя шарнирами – имеет два заметных недостатка: громоздкость конструкции и все те же рывки при максимально вывернутом руле. Требовалось придумать что-то кардинально новое.

ПАРРАЛЛЕЛИ НЕ СХОДЯТСЯ
В обычных карданных валах привода мостов применяют две крестовины, ушки которых на одном валу расположены в одной плоскости. Сами валы располагают по возможности так, чтобы оси выходного вала раздаточной коробки (или коробки передач) и ось ведущего вала заднего редуктора были параллельны. Одинаковые, но разнонаправленные углы наклона крестовин такого карданного вала способствуют компенсации угловых пульсаций. Одна из причин появления независимых задних подвесок в том, что их редуктор почти не перемещается относительно остальной трансмиссии. Углы карданных шарниров в таком случае неизменны и минимальны.

Союз иголок. Нет шарнира проще крестовины кардана.
Но азбучный конструктив влечет за собой эксплуатационные тонкости.
Четыре игольчатых подшипника нуждаются в смазке –
заложенной на заводе или периодически пополняемой в процессе езды

Бок о бок. Двойная крестовина позволяет поделить вредный угол
поровну между половинами шарнира.
Грубоватое решение «в лоб» вышло эффективным и
вполне бюджетным, но громоздким

МИР СКОЛЬЗЯЩИХ ШАРИКОВ

Читайте также: Схема подшипника первичного вала кпп

Впервые передать вращение с равной угловой скоростью и заменить карданные подшипники подвижными шариками догадался немецкий изобретатель Карл Вайсс в начале 1920-х. Его изобретение, самый первый ШРУС, представляло собой две вилки на концах двух валов, в парных канавках которых перекатывались четыре шарика. Пятый шарик в центре служил шарниром, относительно которого наклонялись валы. Некоторое время спустя патент Вайсса купила компания американского изобретателя и промышленника Винсента Гуго Бендикса, и до сих пор ШРУСы Бендикса – Вайсса мы можем видеть, например, в переднем мосту УАЗа.

Эта конструкция хорошо подходит для передач солидного момента в тяжелых внедорожных машинах, но все же имеет низкий ресурс и заметные потери при больших углах по причине малой суммарной поверхности касания (одновременно работают только два шарика). Путь совершенствования угловых шарниров стал очевидным: увеличение количества соприкасающихся деталей.

Знакомый Бендикс. Конструкция шарнира, хорошо известная владельцам
УАЗов и доброй половины прочих внедорожников.
Проста, технологична и недорога. Одна беда – только два шарика
одновременно передают вращение, отчего мала рабочая поверхность

Видео:Всё об углах работы карданов (крестовина или ШРУС)Скачать

БОЛЬШЕ – ЛУЧШЕ

В 1936 году изобретателю Альфреду Рцеппу удалось добиться небывалой равномерности угловой скорости валов. Слагаемые успеха – шесть шариков вместо четырех, сферическая форма шарнира и длинные направляющие канавки. Чаще всего именно этот шарнир сегодня мы называем ШРУСом – шарниром равных угловых скоростей. Строго говоря, и в шарнире Рцеппа есть едва заметные рывочки, но они столь малы, что даже при огромном по меркам приводов рабочем угле в 40 градусов ими можно пренебречь. Однако эти шарниры завоевывали мир довольно медленно: изготовление сложных пространственных деталей – внутренней и внешней обойм, сепаратора с отверстиями, точных сферических сопряжений – требовало точнейшего оборудования и качественных материалов. Но именно ШРУСы «Рцеппа» и их разнообразные потомки («Бирфильды» и GKN) нынче правят бал в системах полного привода. Привычная нам «граната» в приводе – это она, рцепповская шестишариковая муфта.

ПРОКЛЯТЬЕ КАРДАНА
С проблемой неравной угловой скорости хорошо знакомы владельцы Lada 4×4 и Chevrolet Niva. Карданное сочленение между коробкой передач и раздаточной коробкой старой версии трансмиссии вкупе с воздействием двух карданов привода мостов – источник самой неприятной вибрации внедорожника. Один из хороших рецептов против вибраций – жесткое крепление агрегатов трансмиссии друг к другу – в Ниве проигнорировали, получив неистребимый источник разнообразных трансмиссионных рывков. Менее технологичный, но следующий «золотому правилу» УАЗ получил моноблочную трансмиссию без промежуточных карданов и спокойную, без пульсаций, трансмиссию.

Сфера в сфере. Основа изобретения Рцеппа –
скользящие друг в друге сферические поверхности.
Для их изготовления необходимо весьма точное оборудование

В СТОРОНУ И НАЗАД

Но не только ШРУС «Рцеппа» крутит колеса на внедорожной технике. Конструкция с ажурными деталями высокой точности выигрывает в компактности, но имеет ограничения по величине крутящего момента. Говоря проще, она хорошо подходит для внедорожников и кроссоверов, но слишком дорога и ненадежна для использования в тяжелых военных и специальных машинах. Для них важны простота и дешевизна, а рывки в трансмиссии – дело второстепенное.

Читайте также: Галтель коленчатого вала для чего

Производители переднеприводных машин, не желая выплачивать компаниям-владельцам патентов «Бендикс-Вайсс» и «Рцеппа» деньги, разработали упрощенные конструкции. Например, шарнир «Тракта» – сочетание кулачков и втулок, соединенных скользящими деталями с большими шлифованными поверхностями. Похожее устройство имеет отечественный кулачково-дисковый шарнир, который успешно применяется на полноприводных КАМАЗах, КРАЗах и УРАЛах. Большие габаритные размеры и огромная поверхность трения таких шарниров не страшна на крупной технике с высоким крутящим моментом мотора, а ограниченный ресурс деталей компенсируется их дешевизной и простотой замены.

Хитрый Томсон. Поместив одну крестовину внутрь другой,
инженер Томсон выиграл в размерах, но потерял в прочности.
Обратите внимание на сложную систему делительных рычажков.

Другой эрзац-шарнир носит хитрое название «трипод». Тут все просто: три торчащих в разные стороны оси на конце привода несут по ролику со сферической поверхностью. Ролики входят в три выреза внешней обоймы. Система проста и надежна, но плохо уживается с большими углами. Тем не менее трипод часто используют в качестве внутренних шарниров спереди. Причина все та же – относительная простота и дешевизна.

Трипод. Несложная конструкция с роликами и пазами во внешней обойме.
Не боится зазоров, но не любит больших углов.
Часто работает в качестве внутреннего шарнира привода передних колес

Допустимый ли угол переднего кардана?

Что скажут уважаемые уазводы — допустим ли такой угол излома переднего кардана?

Comments 49

Видео:Почему рвёт крестовины и как с этим бороться? | Hook Joint | Дорабатываем карданный валСкачать

не знаю какой там угол а кардане, но вот рессоры выглядят прогнутыми. Мож
ет, конечно, это обман зрения!

Я когда крутит флянец на раздатке второй рукой на кардан, момент закапывания он чувствуется рукой!

По поводу поворота моста, я решил вопрос так. Снял фортуной посадочной под риссорами тем самым развернул мост к разделке. Второй вариант клин между мостом и риссорами но он хлопатнее!

По поводу приставки на флянец моста не согласен, меньший дисбаланс будет на выходе с раздатки, момент инерции на мосте больше!

Господа я все понимаю все здесь спецы и т.д. вспомните про трансмиссию газ 69 задний кардан с завода за пределами всяких схем и все работает я своего газика разбирал крестовины лет 20 никто не минял и все гуд. Согласен с одним утверждением что необходимо проверять угол при вывешаных колесах, только рукой можно понять и почувствовать трансмиссию на вывешанных колёсах только так можно понять насколько кретично для крестовин, говорю из собственного опыта, задрал мама не горюй, испытания прошёл 100 на полном приводе и все хорошо!

Денис привет братан, я тебе скажу, чтоб ты не ломал себе голову ищи головастого сварщика как я и пусть он тебе переварит немного крепления на мосту, чтоб мост немного повернуть я это сам придумал работает огонь как. Сфоткаю потом покажу. Просто я сейчас другой купил ещё не прокачивал потом сфоткаю и покажу всем парням и мужикам.

Видео:балансировка карданного вала домаСкачать

ездить так можно — факт, НО износ крестовин будет страшный! моему знакомому кардан на заказ сделали, после того как он родной убил.

была такая же проблема, при замене моста оказалось что хвостовик смотрит даже немного вниз, данное положение вполне допустимо, не парься. лично я решил проблему путем подкладки клиньев мост-ресссора.да, угол стал почти нулевым.только при такой модернизации появился косяк.угол кастора провернулся по ходу движения, и машина начала рыскать по дороге, придётся кастор валить(

Читайте также: Бушинги тефлонового вала samsung 4623

где купить клинья? и как они называются правильно? у нас в магазах нашел только клинья для МАЗ.

Видео:Карданные валы, вилки в одной плоскости или нет? Раздатка ГАЗ 66 на Газель/Соболь, вибрации.Скачать

это самоделка. делалась по ширине рессоры и длинне родной патриотовской, фрезеровщику работы минут по 15 на каждую, я себе делал чуток лифта, чуток подвинуть мост, чуток повернуть хвостовик

где купить клинья? и как они называются правильно? у нас в магазах нашел только клинья для МАЗ.

а вот приблуда для перечулковки и поднятия хвостовика

Ну так сей девайс для Спайсера подойдет, а для тимкена как у ТС не поможет.

где купить клинья? и как они называются правильно? у нас в магазах нашел только клинья для МАЗ.

а вот приблуда для перечулковки и поднятия хвостовика

Видео:Карданная передача, основы. Карданные шарниры не равных и равных угловых скоростей (ШРУСы)Скачать

В том то и дело, что эти клинья не дело если заранее кастор не «завалить». Рыскание как побочный эффект, лично я не замечал, но есть такие к примеру: при съезде с крутой горы медленно (на бездорожье) при повороте руля возможно кувыркание автомобиля; радиус разворота увеличится; управляемость станет хуже; с колеи выбирается сложнее; на сильно спущенных колесах при повороте идет задамывание боковины колеса, в следствии возможно разбортирование. Вопрос к ТС, от чего такой угол? Понятно серьги больше, амморты не свои… Но рессоры такие просаженные, прямые уже. Закралась мысля, случаем не раздатку задрали?
Кстати, да, при таком апгрейде с проставками можно вообще получить минусовой кастор.

я обратил внимание на кастор у себя позднее, и на вскидку он действительно стал ровно вертикально а то и в + ущел может.а вообще просмотрев ниже предложеное видео про углы крестовин, решил еще раз все перепродумать, и возможно отыграть немного назад.кстати клинья у меня составляют 3 см в подъёме, (все в бж не выложу ни как инфу)в общем я еще раз продумаю.но если поставить клинья с подъёмом до 0.5 см то думаю хуже не станет, а вот больше уже да, возможны реальные ухудшения.

При полном вывешивании надо бы посмотреть. Сейчас пока нормально, а когда мост уйдет на отбой то увеличится угол, возможно до критической точки «невозврата».

19 градусов предел для обычных крастовин. Уже будет вибрация, но худо-бедно можно ездить. Ещё не нужно забывать, что при артикуляции, в данном случае при вывешивании, могут закусываться уши.
Недавно проходил эту тему www.drive2.ru/l/456040865513604560/
При чем, если доворачиваешь мост в сторону раздатки вибрации увеличиваются. Все как писали в статьях. ?

Ага, появилась вибрация после 60. Надо клинья поставить под мост задний