Автомобільна трансмісія, незалежно від типу і конструктивних особливостей, зазвичай має в своєму пристрої карданну передачу. Карданна передача – це пристрій, який призначений для того, щоб передати крутний момент 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 даний пристрій більш докладно.
Види карданних передач
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 карданне з’єднання.
В основі карданної передачі лежить карданний шарнір. Такий шарнір може відрізнятися по конструкції, завдяки чому карданні передачі діляться на:
- Карданна передача, де використаний шарнір неоднакових кутових швидкостей;
- Передача з шарніром рівних кутових швидкостей;
- Передача, де використовується напівкарданний пружний шарнір;
- Передача з жорстким напівкарданним шарніром;
При цьому слід зазначити, що останній тип (карданна передача з напівкарданним жорстким шарніром) на автомобілях не використовується, так як в даному випадку рішення недостатньо надійне і не відповідає ряду вимог.
Що стосується карданної передачі з шарніром нерівних кутових швидкостей, така передача в побуті часто називається кардан. Зазначений тип зазвичай використовується в пристрої авто із заднім приводом, а також повнопривідних машинах.
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 сполучні пристрої.
Якщо говорити про пристрій, шарнір неоднакових кутових швидкостей по конструкції має дві з’єднані вилки, які розташовуються під кутом 90 градусів відносно один одного, а також хрестовину кардана, елементи фіксації.
Карданна хрестовина обертається в спеціальних підшипниках голчастого типу, які стоять у вушках вилок. Дані підшипники мають змазку, яка закладається в них ще на етапі виготовлення. В рамках експлуатації оновити мастило не вийде, так як підшипники не обслуговуються.
Даний шарнір неоднакових 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 валу), а вилки шарнірів, які розташовані один навпроти одного, знаходяться в єдиній площині.
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, одна з валів має шліци, щоб реалізувати шліцеве з’єднання.
Сама карданна передача приєднується до інших елементів трансмісії за допомогою з’єднувальних муфт. Також для з’єднання може бути використаний фланець і інші подібні елементи.
Карданна передача з шарніром рівних кутових швидкостей (ШРУС, в побуті граната) зазвичай використовується в пристрої трансмісії авто з переднім приводом. У цьому випадку передача з’єднує диференціал і ступицю ведучого колеса.
Така передача має два шарніри 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).
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, шарнір неоднакових кутових швидкостей замінюється на ШРУС, який є більш технологічним пристроєм.
Зазначений шарнір рівних кутових швидкостей дозволяє домогтися 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 побудову, в двох словах, шарнір рівних кутових швидкостей є обоймою, яка розміщена в корпусі. Між обоймою і корпусом знаходяться кульки, що дозволяють реалізувати рух. Корпус отримав внутрішню сферичну форму, також в 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 в конструкції використаний сепаратор, який потрібен для фіксації кульок в заданому положенні.
На етапі виготовлення в ШРУС закладають молібденове мастило. Щоб захистити конструкцію від потрапляння бруду, води і т.д., на шарнір додатково ставиться спеціальний пильник.
Третім типом карданних передач, які використовуються в авто, є передача з напівкарданним пружним шарніром. Такий пружний шарнір відповідає за те, щоб передавати крутний момент між двома валами, які розташовані під невеликим кутом по відношенню один до одного.
Висновки
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 нерівних кутових швидкостей, а також передача короткого типу рівних кутових швидкостей ШРУС.
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 у порівнянні з аналогами.
