Устраним неисправности карданного вала в

Карданный вал и его крестовина – почему они так важны

Карданный вал – в простонародье просто кардан – является важной частью трансмиссии в конструкции заднеприводных и полноприводных автомобилей. Его задача – передача крутящего момента под углом

Также его называют еще «опорой автомобиля», так как он предоставляет необходимую для правильного функционирования жесткость.

Кардан представляет собой две полые трубы, соединенные с помощью крестовины. Крестовина – это сердце карданного вала, потому что именно она отвечает за передачу вращения. По сути, это – шарнир в виде креста, который совершает движение за счет подшипников. Кроме своих главных функций, она помогает автомобилю сохранять баланс на неровной дороге и гасит сопротивление кардана.

Карданный вал в целом и крестовина в частности – это сердце трансмиссии. Эти устройства обеспечивают плавный и ровный ход транспортного средства, чувствительное управление и комфортную езду. Их выход из строя чреват многими неприятностями: ослабление крепления, люфт между двумя валами и увеличение нагрузки на крестовину могут привести к обрыву вала и, как следствие, к аварийной ситуации. Как не допустить этого и вовремя заметить проблему?

Возможные неисправности «кардана»

Как стало ясно, «кардан» — устройство относительно простое в своей организации. Несмотря на это, довольно-таки примитивная конструкция сказывается на надёжности узла, которая, честно говоря, могла бы быть и повыше. Так, в отличие от ШРУСов на переднеприводных авто или обгонных муфт, дифференциалов на полноприводных агрегатах, «карданные» машины имеют лишь несколько основных составляющих трансмиссии:

Передний карданный вал – вращает передние полуоси;
Средний карданный вал – обеспечивает передачу вращения от КПП на все оси и полуоси автомобиля (передний и задние колёса);
Задний карданный вал – имеется на полноприводных автомобилях и вращает, соответственно, задние полуоси.

Именно из-за нарушений в синхронности работы основных частей механизма случается большинство поломок «кардана». Помимо этого, сами составные элементы выполняют ряд важнейших и сложных функций, например:

Передают крутящий момент на оси и полуоси;
Поддерживают друг друга в конструкции автомобиля;
Служат опорой для иных частей трансмиссии.

Отметим, что при правильном обслуживании и эксплуатации в надёжности «кардан» ничем не уступает ШРУСам или иным распределителям крутящего момента. Однако зачастую карданные агрегаты эксплуатируются неправильно, поэтому и их поломки случаются нередко. Основные неисправности механизма представлены, так скажем, «золотой тройкой». Если быть точнее, то речь идёт о следующих проблемах:

Деформация некоторых частей «кардана», происходящая из-за наезда автомобиля на высокие препятствия или сбоев в его работе; Рассинхронизация переднего, среднего и заднего валов, являющаяся следствием долгой, не обязательно неправильной эксплуатации карданного механизма; Износ составных частей механизма. Чаще всего страдают шарниры, подшипники и сальники «кардана»

Дабы не допустить более серьёзных неисправностей из-за износа подобных деталей, крайне важно каждые 60-80 000 километров пробега проверять карданный вал на дефекты и при наличии устранять таковые. Это интересно: Устройство и принцип работы фильтра

Это интересно: Устройство и принцип работы фильтра

Большинство карданных механизмов имеют довольно-таки внушительный ресурс – 400-500 000 километров пробега. Естественно, добиться полной отдачи от устройства получится лишь в том случае, если соблюдать правила его обслуживания и эксплуатации.

Требования, предъявляемые к автомобильным карданным передачам

Механизмы трансмиссии современного автомобиля крепятся непосредственно к раме или кузову или подвешиваются к ним на упругих элементах. Для связи между этими механизмами, валы которых могут быть расположены в разных плоскостях и, кроме того, могут менять свое положение при движении автомобиля, необходимо иметь такой механизм, который, не меняя передаточного отношения, допускал бы передачу крутящего момента между валами, расположенными под постоянными или переменными углами. Таким механизмом в трансмиссии автомобиля является карданная передача.

Карданная передача служит также для компенсации несоосности валов между закрепленными на раме агрегатами. Карданные передачи используют для связи двигателя с коробкой передач при ее раздельной установке, для соединения коробки передач с раздаточной коробкой и последней с ведущими мостами (передними и задними), для привода ведущих колес при их независимой подвеске, для привода ведущих и управляемых колес и привода вспомогательного и специального оборудования (лебедки, самосвальных механизмов и т. п.).

В зависимости от назначения карданной передачи она или постоянно работает при движении автомобиля или включается при необходимости (например, карданные передачи передних ведущих мостов, для привода лебедок и т. п.). Условия работы карданных передач и требования к ним различны и зависят от того, для привода каких механизмов трансмиссии использованы передачи. К основным специфическим требованиям, которые необходимо учитывать при проектировании карданных передач, относятся следующие:

Углы наклона карданных валов должны быть по возможности минимальными, так как при этом карданная передача будет работать с более высоким к.п.д. и с меньшей неравномерностью вращения валов (при отсутствии условий, обеспечивающих синхронность вращения). Однако назначение очень малых углов нежелательно, особенно для карданов с игольчатыми подшипниками, так как это вызывает бринеллирование последних.
Динамические нагрузки, вызванные неравномерностью вращения и несбалансированностью вала, особенно для карданных передач, работающих с высоким числом оборотов, должны быть минимальными.
Жесткость карданной передачи, являющейся одним из упругих звеньев трансмиссии, надо выбирать с учетом динамических характеристик всех элементов трансмиссии. Собственные частоты крутильных колебаний трансмиссии должны лежать вне эксплуатационных режимов автомобиля.
Критические числа оборотов карданной передачи должны быть выше чисел оборотов максимально возможных по условиям эксплуатации.
Трущиеся поверхности карданных шарниров и компенсирующие устройства (скользящие шлицевые соединения карданных валов, требующие смазки, следует хорошо защищать от вытекания смазки и от проникновения влаги, грязи и пыли.

При проектировании карданных передач многоприводных автомобилей желательна унификация узлов и деталей. Элементами карданной передачи являются: карданы, карданный вал (или валы), промежуточная опора и упругие муфты, начинающие распространяться в последнее время. Из этих элементов карданы и упругие муфты, отличающиеся большим разнообразием конструкций, в наибольшей степени влияют на характеристику карданной передачи.

Устройство заднего кардана

Кардан многих машин, выпускаемых отечественными производителями, (например, УАЗ Patriot) является двумя полыми стальными трубами, соединяющимися друг с другом при помощи крестовины. Данный тип карданного вала имеет также другое название – трёхопорный кардан, потому что он обладает 3-мя точками крепления.

Важно акцентировать внимание на средней опорной точке, роль которой отдаётся подшипнику подвесному. Он приводит вал в движение и отвечает за его удержание. Однако, именно данный тип подшипника считается наиболее слабым элементом конструкции – уже спустя шестьдесят тысяч километров ему требуется тщательная проверка, замена либо ремонт

Однако, именно данный тип подшипника считается наиболее слабым элементом конструкции – уже спустя шестьдесят тысяч километров ему требуется тщательная проверка, замена либо ремонт

В случае замены может потребоваться полное обновление карданного вала, называющегося прямым.

Причины неисправности крестовины

Зачастую поломка настолько серьезная, что исправить ситуацию может только полная замена шарнира, а то и всего кардана. Конечно, никого не обрадуют лишние траты, не говоря уже о времени простоя автомобиля. Поэтому хорошей идеей будет попытаться свести к минимуму риск неисправности. Две самые распространенные причины поломки шарнира:

Крестовина – достаточно крепкая деталь, но даже она подвержена износу. Особенно это заметно на грузовых автомобилях. Механические удары и неаккуратная езда значительно снижают эксплуатационный ресурс шарнира.
Неправильная установка и балансировка. Чаще всего от этого страдают бывшие в употреблении автомобили, чьи хозяева самостоятельно проводили ремонт кардана. При монтаже крестовины важна точность и надежность крепления, иначе возникнут вибрации, способные разрушить деталь.

Диагностика и ремонт кардана

Чтобы понять, в чем именно заключается проблема с карданом и устранить ее, необходимо для начала провести диагностические мероприятия. После выяснения причины неисправности она устраняется путем соответствующего ремонта. Если выявлено, что проблема заключается в крестовине, то ее следует заменить на новую. Для этого необходимо сначала демонтировать сам карданный вал с автомобиля. Далее с него снимается крестовина, причем чем попало это точно не сделаешь. Необходимо использовать специальные съемники. Далее устанавливается новая крестовина, а кардан собирается, и здесь есть один важнейший нюанс. Необходимо в обязательном порядке соблюдать положение скользящих вилок. В противном случае возникнет дисбаланс и кардан будет вибрировать еще покруче, чем раньше. Чтобы избежать такой неприятности, на половины вала следует нанести метки.

Если определена неисправность подвесного подшипника, то он также подлежит замене. Особого смысла в его ремонте нет, лучше установить новый. При этом можно заменить конкретно сам подшипник либо промежуточную опору в сборе. В любом случае следует для начала снять кардан, снять крестовину и скользящую вилку. Достаточно часто крестовину назад собрать не получится, поэтому ее стоит поменять в компании с подвесным подшипником. Если после проведения ремонта наблюдается вибрация, то подшипник нуждается в отцентровке. Ее необходимо обязательно сделать, иначе вибрирующая проблема так и будет преследовать водителя.

Для отцентровки необходимо загнать машину на подъемник. Крепежи следует ослабить так, чтобы запчасть имела свободный ход. Один человек находится за рулем и разгоняет машину до 100 км/ч. Далее он отпускает газ и выжимает педаль сцепления. После полной остановки колес мотор глушится. После этого крепежи подшипника затягиваются.

Частенько встречается проблема шлицевого соединения. Чтобы понять, как далее следует действовать, необходимо оценить уровень люфта. Если он чересчур большой, то придется менять весь кардан. Если же ситуация не так критична, то следует поработать со шлицами. Кардан необходимо снять с машины, после чего разъединить шлицевые соединения. Их необходимо очистить от пыли, грязи, ржавчины. Также следует заменить пыльник. После сбора кардана через специальный штуцер закачивается смазка.

Источник

Как провести балансировку своими руками?

Ниже описан старый, но эффективный метод восстановления кардана. Его недостаток заключается в больших временных затратах. Для проведения манипуляции понадобятся удобная смотровая яма или эстакада, грузики с разным весом. Последние можно заменить кусочками сварочных электродов.

Работы выполняются по инструкции:

Условно разделить трубу поперёк на 4 одинаковых отрезка. Число частей может быть увеличено в зависимости от силы тряски и большого количества свободного времени.
На первый кусочек кардана нужно прикрепить свинцовый грузик с примерным весом 30г. таким образом, чтобы он был надёжно зафиксирован на поверхности с возможностью легко снять его. Обычно для обеспечения такого закрепления используют металлический хомут, прочную клейкую ленту (изоленту или скотч), мягкую стяжку, проволоку и т.д. Если вместо груза прикрепляются электроды, то присоединяют больше двух штук одновременно. Их количество варьируется при уменьшении общей массы.
Провести тест. Для этого нужно выехать на гладкую дорогу и проверить степень вибрации. Если она стала менее ощутима, то выбран верный отрезок кардана для балансировки.
В том случае если уровень дрожания авто остался на прежнем уровне, следует зафиксировать грузик на следующей части вала, отмеченной в начале процедуры.

Повторять эти стадии работ необходимо до тех пор, пока не будет обнаружен тот отрезок кардана, при котором вибрация проявляется в минимальной степени. Далее нужно подобрать оптимальный вес грузика, при котором тряска исчезает совсем. Это идеальный вариант, однако при самостоятельной балансировке можно допустить остаточное чуть ощутимое дрожание машины.

Завершающим этапом балансирования вала этим способом является жёсткое долговечное прикрепление груза к кардану. Лучший вариант прикрепления – использование электросварки. Если такой возможности нет, то альтернативой станет вещество «холодна сварка». Нежелательный, но часто применяемый метод – надёжное затягивание грузика хомутом из металла.

Другие методики балансировки вала

Ещё один метод начинается со снятия кардана. Его укладывают на идеально ровную горизонтальную поверхность на металлические невысокие подставки. Расстояние между ними должно быть немного меньше длины вала. Деформированный кардан имеет смещённый центр тяжести. В подобном положении деталь прокрутится, и его утяжелённый участок окажется снизу. Этот метод может стать «предисловием» к уже описанному алгоритму. Благодаря ему, определение нужного участка трубы пройдёт быстрее. Однако найти идеально ровную плоскость для его применения не всегда возможно.
Использование анализатора частоты. Его можно собрать самостоятельно, но для отслеживания работы прибора нужно установить на компьютер специальную программу. Результаты колебаний на каждом отрезке трубы записывают, вычисляется место разбалансировки. Этот способ помогает справиться с вибрацией на продолжительный срок, но не устраняет её совсем.

Ремонт карданных валов

Сервисный центр Моторные технологии предлагает полный спектр услуг по ремонту карданных валов, балансировке карданных валов, изготовлению карданного вала по параметрам заказчика.

Существует несколько версий об истории возникновения и первых упоминаниях о шарнирной карданной передаче. Общепризнанный факт, что этот тип передачи крутящего момента получил название от фамилии Джероламо Кардано. Итальянский ученый, математик, инженер, философ во время изучения передачи энергии в процессе вращения предложил конструкцию шарнирной опоры, которая позволяла предмету, закрепленному в ней, вращаться в разных плоскостях, либо оставаться в одном положении не зависимо от вращения и вибрации самой опоры. Этот тип подвеса объекта был также представлен Леонардо да Винчи раньше чем Джероламо Кардано описал его в своей книге «Хитроумное устройство вещей» в 1550 году. О шарнирной передаче есть также упоминания из Греции в третьем веке до нашей эры, а также из Китая в еще более раннее время.

До нас карданная передача дошла в достаточно сложном виде. Производители крупнотоннажного коммерческого транспорта приложили все усилия, чтобы добиться высокой надежности и износостойкости узлов карданного вала: крестовин, шлицевых соединений и подвесных опор, при этом конструкции подобных карданов максимально просты. Наименьшее количество узлов и их высокие мощностные и прочностные характеристики — залог большей надежности кардана. Карданные валы тяжелых грузовых автомобилей так же требуют обслуживания и ремонта. При частых больших нагрузках даже очень мощные крестовины и шлицевые соединения выходят из строя. За многие годы работы специалисты Сервисного центра Моторные Технологии накопили большой опыт ремонта карданных валов грузовой и специальной техники. Наиболее сложными операциями с грузовыми карданными валами являются замена шлицевых соединений и изменение длинны вала (замена трубы).

В конструкциях более легких грузовых и внедорожных автомобилей используются карданные валы более сложные по конструкции — с большим количеством узлов и деталей, призванных обеспечить более высокие скоростные характеристики и уровень комфорта.

Легковые автомобили с задним и полным приводом наделяются производителями максимально легкими карданными валами с высокой точностью исполнения узлов и деталей. Скорость вращения кардана очень высока, а при эксплуатации высокоскоростного легкового автомобиля даже мельчайшие недостатки производства, несоответствия посадок и износ деталей дают вибрации и шумы. Избежать раннего износа дорогостоящих узлов карданного вала позволит своевременная диагностика и регулярное обслуживание карданного вала при возможности, заложенной производителем.

Специалисты Сервисного центра Моторные Технологии смогут разобрать карданный вал на части, заменить основу — трубу — карданного вала, заменить часто выходящие из строя шлицевые соединения, вилки, несменные крестовины методом кернения, шрусовые соединения и как подвесные опоры в сборе, так и подшипники отдельно.

Наша задача провести ремонт и обеспечить гарантированную эксплуатацию карданного вала с соблюдением всех заводских параметров и характеристик, при минимальных затратах клиента. Знание всех режимов и нюансов работы карданной передачи позволяет специалистам гарантировано определять узлы, которые требуют ремонта, предугадывать вероятность и ресурс эксплуатации большинства деталей карданного вала и давать правдивую точную информацию клиенту Сервисного центра — какую запчасть нужно менять, а что из оригинальных запчастей лучше оставить, чтобы обеспечить долгую и надежную работу кардана.

Завершать ремонт карданного вала лучше балансировкой. Эту операцию мы производим на балансировочном стенде с ЧПУ, установленном в цехе в г. Пенза на улице Аустрина д. 63. Качественное современное оборудование позволяет точно отбалансировать карданный вал. Мы советуем проводить эту операцию большинству клиентов. После проведения даже несложных работ по смене крестовин со стопорными кольцами геометрия и поведение вала после установки на автомобиль меняется. Водитель может и не ощутить незначительную вибрацию, но ведущие и ведомые агрегаты, коробка передач, раздаточная коробка и редуктор будут получать дополнительную нагрузку и, как следствие, лишний износ, особенно при эксплуатации на высоких скоростях.

Ремонт кардана ВАЗ 2107

Демонтировать кардан ВАЗ 2107 для ремонта или замены можно без эстакады или подъёмника. Для этого потребуется:

рожковый и торцевой ключи на 13;
плоская отвёртка;
головка на 13 с воротком или трещоткой;
молоток;
пассатижи.

Для ремонта кардана потребуется стандартный набор инструментов

Демонтаж кардана

Для ремонта или замены эластичной муфты кардан потребуется снять с автомобиля. Его демонтаж осуществляется в следующем порядке:

Стояночным тормозом фиксируются задние колёса.
Откручиваются четыре болта крепления кардана к заднему редуктору.
Отворачиваются две гайки крепления подвесного подшипника к кузову.
Несильным ударом молотка вал выбивается из шлицев. Если муфта работоспособна, снимать её не нужно.
На кардан и фланец заднего моста наносятся метки (насечки молотком, отвёрткой или зубилом), чтобы при последующей сборке их положение не изменилось. В противном случае возможно появление шумов и вибраций.

Замена крестовины кардана

Если в шарнирах появился люфт, крестовину обычно меняют на новую. Дело в том, что изношенные игольчатые подшипники ремонту не подлежат. Демонтаж крестовины после снятия кардана осуществляется следующим образом:

Специальным съёмником или подручными инструментами вынимают стопорные кольца, удерживающие стаканы шарниров в пазах.
Нанося резкие удары по крестовине молотком, снимаются стаканы. Вышедшие в результате ударов из своих посадочных мест стаканы вынимаются плоскогубцами.
Посадочные места под шарнир очищаются от загрязнений и ржавчины мелкой наждачной бумагой.
Новая крестовина устанавливается в обратной последовательности.

Видео: замена крестовины ВАЗ 2107

Замена подвесного подшипника

Если подшипник или резиновая подвеска выработали свой ресурс, замена производится в следующем порядке:

С автомобиля снимают кардан и разъединяют вилки в его центральной части.
Ключом на 27 ослабляют центральную гайку крепления подшипника на валу.
Съёмником выпрессовывают вилку, отворачивают гайку и снимают саму вилку.
Откручивают два болта крепления подшипника к поперечине. Поперечину снимают.
Промежуточную опору с подвесным подшипником устанавливают на проставки (например, на уголок). Подшипник сбивается с помощью головки.
При замене подшипника без резиновой части подходящим инструментом снимают стопорное кольцо и, наставив подходящую головку, выбивают сам подшипник.
Сборку производят в обратной последовательности, предварительно смазав подшипник.

Видео: замена подвесного подшипника ВАЗ 2107

Сборка кардана

Сборка и установка карданного вала на ВАЗ 2107 производится в обратной последовательности

При этом следует обращать внимание на следующие немаловажные моменты:

При ремонте подвесного подшипника перед установкой вилки шлицевое соединение и саму вилку необходимо смазать. Лучше всего для этого подойдёт «Литол».
Гайку крепления вилки следует закручивать динамометрическим ключом с моментом 79,4–98 Нм. После этого гайку нужно зафиксировать металлической наставкой.
После установки обоймы сальника и самого сальника, а также фланца на шлицевое соединение, обойму следует зафиксировать путём загибания усиков отвёрткой.
Шлицевое соединение переднего вала нужно смазать с помощью специального шприца. Для этого рекомендуют использовать «Фиол-1» и «Шрус-4». Этим же шприцем смазываются и сами крестовины.
После установки шарниров плоским щупом необходимо проверить зазор между чашкой каждого из подшипников и проточкой под стопорное кольцо. Зазор должен составлять от 1,51 до 1,66 мм.
После установки стопорных колец следует несколько раз ударить молотком по вилкам крестовин с разных сторон.
Передний фланец и заднюю часть кардана необходимо прикрепить к эластичной муфте и заднему редуктору, соответственно.

При сборке рекомендуется смазать все болтовые соединения. Это заметно облегчит ремонтные работы в будущем.

????Неисправности карданных валов

Так как данный механизм находится в постоянном движении, и он испытывает большие нагрузки, то и неисправности с ним встречаются довольно часто. Вот самые распространенные из них.

На валу кардана появилось масло

Необходимо обратить внимание на сальники КПП. Их необходимо периодически менять из-за естественного износа. Эластичные уплотнители со временем теряют свои свойства и между валом и сальником появляются небольшие щели

Если течь появилась в районе скользящей вилки, нужно проверить состояние шлицев. Если на них есть шероховатости, то вилку необходимо заменить

Эластичные уплотнители со временем теряют свои свойства и между валом и сальником появляются небольшие щели. Если течь появилась в районе скользящей вилки, нужно проверить состояние шлицев. Если на них есть шероховатости, то вилку необходимо заменить.

Удары во время нагрузок на кардан обусловлены люфтом на соединениях. Если свободный ход появился в крестовинах или в подшипнике подвесного крепления, то эти детали меняются на новые. Вибрация может появляться из-за ослабления болтового соединения. В случае частого возникновения такой проблемы, следует проверить, установлен ли между гайкой и креплением гровер. Эта шайба не дает гайке отвинчиваться при постоянной вибрации.

Скрипы при нажатии на педаль акселератора. Необходимо проверить шарниры. Из-за постоянного контакта с влагой и грязью, крестовина может выйти из строя. Если игнорировать скрипы, крестовина заклинит и шарнир сломается.

Самая распространенная неисправность карданного вала – вибрации. Но прежде чем приступать к ремонту механизма, сначала следует проверить ходовую часть. Нарушенная балансировка колес тоже приводит к появлению вибрации на высоких скоростях. Если этот эффект исчезает при переключении да другую передачу, то кардан здесь не при чем. Вот по каким причинам может возникнуть вибрация в кардане:
- неисправность балансировочных колец (коррозия или обрыв);
- разрушение крестовин;
- повреждения центрального или промежуточного вала (деформация трубы приводит к разбалансировке механизма);
- неправильно собранные узлы механизма.
Звон в трубе. За шлицевым соединением внутри трубы есть крышка, которая не дает смазке попадать внутрь вала. Чтобы исправить поломку, трубу разрезают, крышку приваривают на место, затем вал заваривают. Если после процедуры появился звон другого характера (как будто в полости вала находится камень), значит, после сварочных работ в ней осталась большая окалина. К звону может приводить обрыв свинцовой опоры. В этом случае проблема устраняется установкой нового кардана.
Скрежет при включенной передаче. Возникает при контакте с кузовом авто или выхлопной системой.
Звон самого кардана может появляться из-за поломки крепления грязевого отражателя (если он имеется). Он устанавливается на промежуточную опору для защиты подшипника от воды и грязи. Если он болтается, достаточно приварить его сваркой.