Карданный вал в грузовом автомобиле
Карданный вал в грузовом автомобиле
Конструкция, виды, неисправности и ремонт
Поломка карданного вала — очень частое явление для коммерческих автомобилей, которым уже несколько лет. Ослабления в U-образных соединениях, шлицах или опорных подшипниках требуют немедленного ремонта. Узнайте о конструкции и типах приводных валов в грузовиках а так же, как бороться с их повреждениями.
Что такое карданный вал?
Задача карданного вала заключается в передаче крутящего момента между отдельными компонентами системы привода . В зависимости от конструкции системы привода используются один или несколько карданных валов. Карданный вал, наряду с опорными катками и маховиком двигателя, является одним из самых больших роторов в машине .
Биение карданного вала – чем это грозит?
Читайте так же: Ремонт карданных валов | вопрос-ответ
Радиальное биение вала вызывает вибрации, отрицательно влияющие на взаимодействующие с ним компоненты , например, коробку передач, ведущий мост, редуктор или коробку отбора мощности. Если вибрации вала уже очень велики, они передаются на автомобиль, вызывая ослабление соединений в пневматической тормозной системе или повреждение электронных компонентов.
Очень часто бывает так, что водитель не сообщает о проблеме с биением вала при осмотре, потому что просто не чувствует ее. Это происходит благодаря все более качественной подвеске кабины и сиденья водителя, которые эффективно гасят колебания вала.
Факт частой замены уплотнителя или подшипника в редукторе механики часто не связывают с биением вала. Поэтому при осмотре автомобиля рекомендуется осматривать карданный вал и его отдельные узлы.
При осмотре автомобиля следует проверять люфт вала на скользящем соединении (шлицах) и каждые 1-2 года в профилактических целях балансировать вал. Это дешевле, чем последующий ремонт.
Типы карданных валов
Существуют различные решения валов, которые являются результатом конструкции системы привода транспортного средства. В традиционных решениях валы соединялись между собой фланцевыми соединениями (фланцы, а опорный подшипник размещался на переднем валу). В новых решениях, применяемых в автомобилях MAN (TGA), Iveco (Stralis), DAF или Volvo, валы соединяются друг с другом не фланцами, а концом трубы . Подпятник установлен на втулке скользящего соединения. Благодаря такой конструкции был уменьшен вес вала.
В грузовых автомобилях и автобусах обычно используются трубчатые катки с карданными шарнирами.
Одиночный карданный вал состоит из:
- универсальный шарнир,
- трубчатый корпус,
- скользящее соединение (шлицы),
- фланцевое соединение.
В составных карданный валах используется опорный подшипник.
Крестовина кардана
Универсальный шарнир , также известный как крестовина карданного вала , состоит из универсального шарнира, установленного с обеих сторон в вилке с помощью игольчатых подшипников. Используются необслуживаемые крестовины, которые примерно через 800 тыс. км нуждаются в замене на новые, а сервисные крестовины — требуют смазки каждые 20 000. км. Срок службы ремонтной крестовины аналогичен сроку службы необслуживаемой.
Так как предложение необслуживаемых крестовин на вторичном рынке невелико, его заменяют необслуживаемыми крестами. В этом случае транспортному средству требуется, например, замена моторного масла каждые 100 000 км. км пробега автомобиля, но смазка крестовин каждые 20 тыс. км — об этом водители часто забывают.
В зависимости от конструкции используются различные способы крепления крестовины, например, стопорным кольцом или металлическими хомутами.
Механики часто не знают, как отрегулировать давление крестовины, которую надо «сжать», чтобы она не имела люфта. Современные крестовины внизу втулки игольчатого подшипника имеют пластиковую вставку и давление на нее надо регулировать толщиной стопорного кольца.
Ошибка механиков при замене крестовины заключается в использовании стопорных колец, которые входят в комплект, без измерения их толщины. Кольца в комплекте могут быть слишком толстыми или слишком тонкими для правильного обжатия крестовины. Неправильный люфт в крестовине портит балансировку вала. Поэтому слишком толстое стопорное кольцо необходимо отшлифовать на плоскошлифовальном станке. При правильном зазоре крестовина должна немного опуститься под собственным весом.
Вторая часто допускаемая ошибка – это способ замены крестовины, которая часто пригорает в выступах вилки . Выбивая крестовину молотком или вдавливая ее прессом, можно погнуть выступ вилки, что приводит к потере геометрии. Затем крестовину следует выбросить. Даже если вам удастся установить крестовину в согнутом ухе, она будет работать неправильно.
В сильно изношенных карданных валах грузовых автомобилей разборка крестовины невозможна без повреждения ее элементов. Тогда единственный выход — разрезать ее. В случае эксплуатации вала с поврежденной крестовиной будет выбиваться ушко, что делает вал годным к ремонту.
Корпус карданного вала (трубка)
Бесшовные стальные трубы используются в карданных валах грузовых автомобилей . Компоненты, привариваемые к обоим концам трубы, должны быть точно центрированы, но ключевую роль играет сам сварной шов. Как правило, применяют машинную сварку.
В результате значительных нагрузок, особенно у строительных машин, труба вала может быть перекручена, что делает вал годным к ремонту . В автомобилях Scania более тонкая трубка преднамеренно используется в качестве предохранителя, чтобы предотвратить повреждение коробки передач или ведущего моста.
Скользящее соединение (шлицы)
Если вал находится между элементами, которые могут менять свое положение, например, между коробкой передач и ведущим мостом, его длина также должна измениться.
Шлицевое скользящее соединение используется для компенсации длины карданного вала . Шлицевое соединение может быть прямоугольным или эвольвентным.
Эвольвентный профиль обеспечивает лучший контакт между сопрягаемыми поверхностями и считается бесшумным. Шлицевое соединение оснащено специальной полимерной вставкой, закрывающей вал или втулку. Благодаря этому оно не требует смазки и работает тише.
Скользящее соединение требует периодического измерения зазора циферблатным индикатором между трубкой и скользящей частью. Зазор проверяют, перемещая вал крутильными и горизонтальными движениями. Допустимый зазор для вала среднего размера составляет 0,17 мм. На практике, если в скользящем соединении чувствуется какой-либо люфт, вал необходимо отремонтировать. Если скользящее соединение перестанет работать, например, из-за повреждения шлицев, мост может выйти из строя или редуктор может быть поврежден из-за больших сил, действующих между этими элементами.
Фланцевые соединения (фланцы)
Фланцы, расположенные на концах вала, имеют стандартизированные размеры и выпускаются нескольких типов: DIN, SAE или KV . В более старых моделях Scania и DAF использовались расширители стремени. Во фланцах типа DIN крутящий момент передается через соединение фрикционного типа, а соответствующее давление ответных фланцев обеспечивается винтами.
В настоящее время все большую популярность приобретают фланцы типа КВ, у которых крутящий момент передается через нарезанные на передней поверхности передние зубья. Винты являются фиксирующими элементами соединения. Типичное повреждение фланца вызвано затяжкой болтов с неправильным крутящим моментом.
Опорный подшипник
Он служит дополнительной опорой в многосекционных карданных валах. Опорный подшипник состоит из однорядного или двухрядного радиального шарикоподшипника, наружная обойма которого установлена в корпусе, жестко прикрепленном к раме автомобиля. Наиболее частым повреждением опорных подшипников является их заедание . В современных версиях опорные подшипники не требуют обслуживания.
Профилактический осмотр карданных валов снижает стоимость последующего ремонта. На рынке много дешевых замен китайских, турецких или индийских валов. Большинство из них очень низкого качества.
Также стоит помнить, что при каждом ремонте коробки передач или ведущего моста и при любом вмешательстве в конструкцию вала, например, после замены крестовины или опорного подшипника, вал следует балансировать . Это осуществляется на специальном балансире. По этой причине стоит доверить ремонт карданных валов специализированным мастерским, оснащенным необходимым оборудованием.
