Автомобильные полуоси

Несмотря на постоянные изменения угла и длины, вызванные колебаниями рулевого управления и подвески автомобиля, шарнир постоянной скорости (ШРУС) передает мощность от дифференциала (или трансмиссии) на ведущие колеса плавно, равномерно и эффективно.

Подробное объяснение функции приводного вала с постоянной скоростью

Для выполнения вышеупомянутых функций он выполняет следующие ключевые функции:

1. Достижение постоянной скорости передачи энергии

Это самая важная функция. Обычные ШРУС (например, поперечные валы) испытывают колебания выходной скорости при движении под углом, что приводит к вибрации и шуму.

Благодаря сложной конструкции шарового шарнира и дорожки качения ШРУС обеспечивает абсолютную синхронизацию скоростей вращения входного и выходного валов даже при больших углах. Это обеспечивает невероятно плавное ускорение и рулевое управление, избегая вибрации и перебоев в подаче электроэнергии.

2. Размещение поворота колеса

При повороте руля колеса отклоняются на большой угол (до 40 градусов и более). Универсальный шарнир (обычно фиксированный шаровой шарнир) на внешнем конце карданного вала специально разработан для обработки этих экстремальных угловых изменений, обеспечивая бесперебойную передачу мощности на колеса даже при полном усилии рулевого управления.

3. Компенсация отскока подвески

Когда транспортное средство движется по неровным поверхностям, подвеска подпрыгивает вверх и вниз, в результате чего расстояние между колесами и дифференциалом постоянно колеблется.

Универсальный шарнир (обычно трипоидный) на внутреннем конце приводного вала не только обеспечивает определенный угол отклонения, но и позволяет валу выдвигаться и скользить в осевом направлении, компенсируя изменения длины и предотвращая повреждение трансмиссии от растяжения или сжатия.

4. Выдерживает огромный крутящий момент

Приводной вал должен передавать полный крутящий момент, создаваемый двигателем, на колеса. Он подвергается экстремальным крутильным напряжениям, особенно при быстром ускорении, подъеме по склону или при переноске тяжелого груза. Поэтому его вал и компоненты универсального шарнира изготовлены из чрезвычайно прочной высокопрочной стали для обеспечения надежности.

Основные компоненты и функции карданного вала с постоянной скоростью вращения

Типичный узел карданного вала состоит из следующих частей, которые работают вместе для выполнения описанных выше функций:

Компоненты и функциональное подразделение

1. Вал: Основная конструкция — высокопрочный полый или цельный стальной вал, отвечающий за передачу крутящего момента.
2. Внешний универсальный шарнир: Соединяется с концом колеса. Обычно используется фиксированное шаровое соединение. Его основная функция — обеспечение больших углов поворота колес.
3. Внутренний универсальный шарнир: Подключается к дифференциальному концу. Обычно используется соединение штатива. Его основная функция — компенсировать угловые изменения, а также расширение и сжатие осевой длины, вызванные колебаниями подвески.
4. Пыльник: Важнейший защитный компонент. Это резиновый или пластиковый сильфон, обернутый вокруг каждого универсального шарнира и заполненный специальной смазкой. Он предотвращает попадание пыли, песка и влаги, а также предотвращает утечку жира. В случае повреждения универсальный шарнир быстро изнашивается и выходит из строя.
5. Шлицы: Расположенные на каждом конце вала, эти прецизионные зубчатые конструкции надежно зацепляют дифференциал и ступицу колеса, передавая мощность и обеспечивая минимальное осевое перемещение.

Основные области применения приводных валов с постоянной скоростью вращения

1. Переднеприводные автомобили: Это наиболее распространенное применение. Каждый переднеприводный автомобиль имеет два карданных вала, по одному с каждой стороны, которые напрямую соединяют дифференциал трансмиссии с двумя передними колесами.
2. Полноприводные автомобили: Полноприводные автомобили обычно имеют четыре карданных вала —два для передней и два для задней части—, которые передают мощность от раздаточной коробки, а также переднего и заднего дифференциалов на каждое из четырех колес.
3. Заднеприводные автомобили: В некоторых заднеприводных автомобилях с независимой подвеской также используются карданные валы с шарнирами постоянной скорости для соединения заднего дифференциала и задних колес с целью компенсации подпрыгивания задних колес.

Отказ и техническое обслуживание приводных валов с постоянной скоростью

Наиболее распространенной точкой отказа в узлах карданного вала с шарниром постоянной скорости является пылезащитный чехол. Поскольку он изготовлен из резины, он склонен к старению и растрескиванию при высоких температурах и суровых условиях. После разрушения смазка будет выбрасываться, позволяя песку и грязи проникнуть внутрь. Из-за недостатка масла и износа универсальный шарнир теряет свои характеристики постоянной скорости, что проявляется в следующем:

• Щелчок при прохождении поворотов
• Тремор автомобиля при прямолинейном ускорении
• Сильная вибрация и необычный шум

Регулярная проверка пылезащитного чехла на предмет повреждений и утечек масла является ключом к предотвращению дорогостоящего ремонта (например, замены всего узла карданного вала).

Приводной вал шарнира постоянной скорости служит гибким силовым мостом в трансмиссии автомобиля. Он эффективно решает конфликт между силовой передачей и рулевым управлением и подпрыгиванием колес, обеспечивая плавное рулевое управление, комфортную езду и эффективную выходную мощность в современных автомобилях. Это один из основных компонентов, который позволил широко внедрить технологию переднего и полного привода.