Arborele cardanic este un element indispensabil al transmisiei într-o mașină cu tracțiune spate sau integrală. Acest nod nu este prea complex în proiectare, dar este foarte important – fără el, mașina pur și simplu nu se poate mișca. Vă spunem principalele fapte despre cardan, defecțiuni frecvente și modalități de a le evita.
Ce este un arbore cardanic și pentru ce este necesar
Arborele cardanic sau, mai simplu, cardanul, este o unitate din transmisia mașinii, care transmite rotația de la cutia de viteze sau cutia de transfer la cutia de viteze a roților motoare. Dacă aceste unități ar fi fixate rigid una față de cealaltă, ele ar putea fi conectate printr-un arbore obișnuit. Dar, în realitate, cutia de viteze și cutiile de viteze sunt situate în planuri diferite una față de cealaltă și chiar își pot schimba poziția reciprocă în timpul funcționării suspensiei. Și cu cât este mai semnificativ, cu atât este mai mare cursa suspensiei.
Prin urmare, cardanul din mașină trebuie să fie capabil să transmită rotația atunci când se schimbă unghiurile și distanța dintre unitățile de transmisie. Acesta este motivul pentru care dispozitivul său este mai complex decât pare.
Designul și tipurile de transmisie cardanică
Cum arată arborele cardanic? La prima vedere pare destul de simplu, dar de fapt include mai multe elemente importante. Iată din ce constă un arbore cardanic:
- arbore sau arbori tubulari;
- articulații unghiulare;
- suport de suspensie;
- conexiune cu fantă;
- cuplaj elastic.
Partea principală, cea mai mare și cea mai vizibilă a arborelui de transmisie este tubul lung, care este numit arbore central. Cu aceeași rigiditate și rezistență, un tub gol este mai ușor decât o bară plină.
Cele mai simple și mai ieftine sunt arborii de transmisie cu un singur tub. Dar dacă cardanul trebuie să fie lung din punct de vedere structural, acesta este realizat multiarbore din mai multe tuburi conectate mobil. Fotografia de mai jos va ajuta la o mai bună înțelegere a structurii arborelui cardanic.
Pentru a conecta părțile arborelui cardanic între ele, se folosesc articulații cu viteză unghiulară. Există cel puțin două dintre acestea într-un arbore cu o singură țeavă sau mai multe în cazul construcțiilor compozite.
Cel mai adesea se folosesc articulații cu viteză unghiulară inegală, care se numesc cruci datorită formei lor caracteristice. Pentru fiecare cruce, capetele arborelui și flanșele transmisiei sunt prevăzute cu furci – conducătoare și conduse. Între acestea există o cruce cu patru urechi, fiecare dintre acestea conținând un rulment cu ace. Sloturi și caneluri sunt prevăzute pentru fixarea structurii.
Cardanele cu cruci aparțin tipului asincron de angrenaje cardanice. Particularitatea unei astfel de articulații este rotația neuniformă a furcii conduse în raport cu furca conducătoare, dacă axele lor nu sunt paralele. Mai simplu spus, furca condusă încetinește viteza de rotație de două ori și o accelerează de două ori în timpul unei rotații a furcii conducătoare, ceea ce creează mai multe vibrații.
Tipul sincron include angrenaje cardanice, în articularea cărora sunt utilizate articulații cu unghiuri egale sau articulații sferice, precum cele utilizate la acționarea roților din față. În interiorul acestora, o furcă cu mai multe lamele se împletește cu bilele care se rostogolesc în caneluri speciale. Acest lucru egalizează viteza de rotație. Astfel de arbori de transmisie creează mai puține vibrații, dar sunt mai complicați și vizibil mai scumpi.
Dintre modelele exotice, se poate aminti unul în care cuplajele de cauciuc sunt folosite ca o balama. Această opțiune este simplă și ieftină, dar în practică nu este aproape niciodată întâlnită, deoarece nu este proiectată să transmită un cuplu semnificativ și nu funcționează cu curbe mari în transmisie.
Rulmentul de suspensie, sau de sprijin, este utilizat pentru a susține și a stabiliza rotația cardanului, dacă acesta are un design compozit.
Deoarece unitățile conectate prin arborele cardanic se deplasează una față de cealaltă, dispozitivul cardanic include în mod necesar o conexiune canelată. Aceasta îi permite să își schimbe lungimea în intervalul necesar.
De asemenea, transmisia cardanică include un cuplaj elastic din cauciuc sau cauciuc-metal, care este de obicei instalat în locul de conectare la cutia de viteze. Elasticitatea cuplajului reduce smuciturile și vibrațiile în timpul funcționării mecanismului și protejează transmisia de sarcinile de șoc.
În cazul în care unitățile conectate sunt puternic deplasate una față de cealaltă, se instalează un arbore cardanic cu două cruci.
Diagnosticarea disfuncționalităților arborelui cardanic
De regulă, uzura și funcționarea defectuoasă a arborelui cardanic în timpul conducerii se manifestă prin diverse zgomote, precum și prin vibrații care apar atunci când acesta se rotește rapid. Iată care sunt principalele simptome și modalități de reparare a arborelui cardanic.
Clicuri, o bătaie sunătoare (ca pe o țeavă goală) la atingere. Vibrații atunci când accelerați sau lăsați gazul. Cauze:
- Uzirea și ruperea traversei arborelui de transmisie. Este necesar să înlocuiți crucea, nu există alte opțiuni.
- Uzirea canelurilor arborelui de transmisie. Pentru a elimina modulul cu caneluri sau o parte din arbore sau ansamblul arborelui.
- Strângerea slabă a șuruburilor de fixare a arborelui PTO pe flanșele unităților. Toate șuruburile trebuie să fie strânse.
Scârțâit atunci când arborele funcționează (aspectul său poate depinde de unghiul de funcționare a mecanismului). Cauze:
- Articularea transversală a arborelui cardanic este blocată. Este necesar să înlocuiți articulația.
- Articulația sferică este blocată. Dacă este ușor uzată, poate fi refăcută și lubrifiată, dacă este semnificativ uzată, articulația trebuie înlocuită.
Vibrația cardanului la condus. Motive:
- Dezechilibrarea arborelui cardanic. De regulă, acest lucru apare după dezasamblarea / asamblarea sa incorectă cu înlocuirea traverselor sau a altor elemente.
- Violarea netezimii în articulațiile transversale. Este necesar să se înlocuiască articulațiile uzate.
- Lipsă de lubrifiere în articulațiile canelate ale arborelui cardanic. Demontați și lubrifiați nodurile.
- Lipsă de plăci de echilibrare. Eliminată prin echilibrare.
- Deteriorarea mecanică a tubului cardanic. În acest caz, este posibilă doar înlocuirea piesei cu una nouă.
Urlete sau fluierături în timpul funcționării
Cea mai probabilă cauză este uzura rulmentului de suspensie al arborelui cardanic. Este necesară înlocuirea acestuia.
Cum să verificați starea arborelui cardanic
Diagnosticarea transmisiei cardanice este destul de simplă, iar dacă aveți o groapă sau un lift, este foarte posibil să o efectuați singur – la urma urmei, toate elementele sunt situate la vedere. Iată ce trebuie să verificați:
- Urme de deteriorare mecanică pe arbore și alte elemente ale transmisiei cardanice – acestea ar trebui să fie absente.
Articulațiile sau traversele. Nu trebuie să existe joc în ele. Acestea pot fi simțite atunci când încercați să rotiți arborele cu mâinile sau să mișcați tubul dintr-o parte în alta. - Pulsii ale articulațiilor. Acestea trebuie să fie intacte, fără rupturi, fisuri și urme de ulei scurs.
- Cuplajul elastic. Este inadmisibil să aibă fisuri și cu atât mai mult rupturi. Este mai bine să inspectați cuplajul atunci când rotiți arborele.
- Rulmentul de suspensie. Nu trebuie să joace și să se clatine, dacă luați cei doi arbori ai cardanului de pe ambele părți ale rulmentului și le scuturați separat.
- Articulație canelată. Nu trebuie să aibă joc – acest lucru trebuie verificat prin legănarea și rotirea arborelui.
- Elementele de legătură ale transmisiei PTO. Asigurați-vă că toate elementele de fixare sunt la locul lor și strânse corespunzător.
Totale
- Arborele cardanic este un nod în transmisia mașinii, care transmite rotația de la cutia de viteze sau cutia de transfer la cutia de viteze a roților motoare, situate în planuri diferite.
- Elementele principale ale cardanului – arbore sau arbori tubulari, articulații cu viteză unghiulară, rulment de suspensie, articulație canelată, cuplaj elastic
- Principalele defecțiuni ale cardanului, cum ar fi lovituri sau sunete străine în timpul funcționării, sunt asociate cu uzura elementelor sale mobile. De asemenea, cardanul poate fi dezechilibrat.
- Starea elementelor arborelui cardanic este ușor de verificat independent dacă aveți o groapă sau un elevator.