Крестовина для чего используется
Крестовины карданных валов
Крестовина карданного вала – основной элемент карданного шарнира, подвижно соединяющий две соосных вилки. Именно на крестовину, точнее на ее подшипники, приходится наибольшая нагрузка при передаче крутящего момента. По сути, это наиболее уязвимое место карданной передачи.
Крестовина представляет собой две перпендикулярные оси в одном литом корпусе, на шипах крестовины установлены игольчатые подшипники. Внутренней обоймой последних являются шипы крестовины, внешней – стальные стаканы. Торцевой упор шипа крестовины в дно стакана происходит через упорный подшипник (шайбу). В ряде конструкций крестовин упорный подшипник может отсутствовать. Для предохранения игольчатого подшипника от попадания влаги, загрязнений и удержания смазки служат пыльник и манжетное уплотнение.
С точки зрения сервиса крестовины карданного вала делятся на два типа – обслуживаемые и необслуживаемые. Последний тип подразумевает закладку заводской смазки в подшипники на весь срок службы. Обслуживаемые крестовины имеют пресс-масленку, при помощи которой происходит обновление смазки с интервалом, установленным изготовителем автомобиля. В последние годы именно необслуживаемые крестовины преобладают в конструкции современных легковых автомобилей, но многие автолюбители предпочитают по мере выхода из строя менять их (там, где замена возможна) на обслуживаемые, поскольку с последними проще контролировать износ узла. Рекомендуемый интервал «шприцевания» крестовин карданного вала составляет 10 тыс. км, хотя такая величина пробега является, конечно, весьма условной. К примеру, при активном и частом передвижении по бездорожью процедуру необходимо выполнять чаще, при поездках исключительно по городу – реже.
В нашем первом материале о карданных валах мы рассказывали, что некоторые производители часто делают весь вал неразборным и, по сути, «одноразовым». В валах такого типа крестовина устанавливается в вилки на заводе без возможности ее замены. Обычно в неразборных карданах применяется фиксация в стаканах методом зачеканивания (кернения). Разборные же валы предусматривают фиксацию крестовин стопорными кольцами, реже — прижимными планками.
Закерненные крестовины могут косвенно указывать на то, что производителем не предполагается замена данного узла и ремонт карданного вала. Установка же стопорных колец, наоборот, на 100% свидетельствует о ремонтопригодности детали.
Замена вала или только крестовины?
В этом вопросе инженеры Febest советуют придерживаться стандартов, заданных автопроизводителем. Часто оказывается так, что при попытке вынуть изношенную крестовину или внедрить новую в неразборный вал, неопытный мастер только отнимает время и деньги клиента. Как правило, «одноразовые» карданы, при попытках их отремонтировать, получают повреждения вилок, несовместимые с дальнейшей нормальной эксплуатацией. А даже если новую крестовину удастся каким-то образом поместить на место, то ее центровка на глаз — занятие бесполезное, приводящее к потере балансировки вала. На практике случаются ситуации, когда после тщетных попыток скопировать заводское кернение (что невозможно в кустарных условиях), стаканы просто привариваются к вилкам. О нормальной работе кардана после такого «ремонта» не может быть и речи.
Для примера рассмотрим автомобиль Infiniti FX35. О проблемах с его передним карданным валом мы уже рассказывали. Этот вал является неразборным, производитель рекомендует его замену целиком. Этого же мнения, по результатам консультаций с ведущими автосервисами, придерживаются и специалисты Febest — компания производит новый необслуживаемый передний кардан для этой модели авто. А в приводе задней оси FX35 используется ремонтопригодный кардан, крестовины которого вполне могут быть заменены. Для заднего кардана Febest производит заменяемые необслуживаемые крестовины, продлевающие жизнь карданной передаче и избавляющие от необходимости замены вала в сборе.
Разный подход – разные решения
Раз уж речь пошла о Ниссанах, можно вспомнить еще несколько моделей с разным подходом к реализации карданной передаче. Например, Nissan Stagea (M35), передний кардан которого японские конструкторы также спроектировали неразборным. Попытки ремонтировать этот узел, как правило, обречены на неудачу. Зная об этом, Febest производит деталь, аналогичную заводской, которая устанавливается в сборе и не требует ремонта или обслуживания. Кстати, этот передний кардан подходит и для полноприводного Skyline в кузове V36 (он же Infiniti G35).
Принципиально другой подход можно наблюдать на другом Ниссане – предназначенный не только для асфальта, но и для умеренной грязи Pathfinder в конструкции обоих карданов уже имеет заменяемые крестовины, делающие валы этой модели (речь о поколении R51) вполне ремонтопригодными. Те же самые валы имеет и Nissan Navara. Интересная деталь: конкретно эти карданы приходится подвергать процедуре регулировки шайбами разной толщины. В комплект к крестовинам для карданных валов Nissan Pathfinder от Febest входит максимальное количество регулировочных шайб – всего 28 деталей для максимально точной регулировки посадки крестовины.
Там, где замена крестовины предусмотрена изготовителем автомобиля, можно смело прибегать к ремонту карданного вала. Для того, чтобы избавить автовладельца от сложностей поиска запчасти или от ожидания дефицитной оригинальной детали ассортимент крестовин карданных валов Febest предельно широк. Компания производит крестовины для широкого модельного ряда легковых машин: не только вышеупомянутых японских, но и для наиболее популярных немецких, корейских и американских авто. В каталоге Febest можно найти надежные и доступные крестовины для качественного ремонта карданного вала вашего автомобиля.
Крестовина карданной передачи
Автомобили с задним или полным приводом имеют карданную передачу. Это в равной степени относится как к легковым, так и к грузовым автомобилям. Карданная передача (КП) состоит из:
На некоторых машинах используется сочлененный кардан, состоящий из секций. В состав такого устройства входит подвесной подшипник, жестко закрепленный к корпусу машины, и еще одна крестовина. На некоторых автомобилях она может состоять из нескольких секций – одной, двух, а иногда и трех. Крестовина играет основную роль при передаче крутящего момента от коробки скоростей к редуктору заднего моста.
Что такое крестовина карданной передачи
Крестовина выполнена в виде шарнира, передающего крутящий момент при постоянно меняющемся положении во время движения машины. Кроме основного назначения – передачи вращения валам, которые работают под углами друг к другу, она способствует гашению динамических колебаний. Устройство состоит из:
Как происходит работа крестовины карданного вала
Основное назначение крестовины – передача вращения, она сопрягает вращающиеся валы под углом друг к другу. Эффективная работа осуществляется при углах от 0 до 200, при большем угле на нее воздействуют большие перегрузки.
Появляется дисбаланс, в результате чего возникает сильная вибрация автомобиля.
При производстве устройства используется высоколегированная сталь, специальным способом обрабатывается и закаливается. Конструктивно выполняется в виде крестовины, на концах которой размещены четыре игольчатых подшипника. Использование специальных материалов позволяет ей работать длительное время. Ресурс составляет порядка ста тысяч километров. Если автолюбитель ездит аккуратно, ресурс можно продлить до двухсот тысяч и более.
Карданный шарнир: устройство, назначение
Приспособление с двумя вилками выполнено в виде карданного шарнира, который осуществляет основную функцию в КП. Он подразделяется по виду передаваемого вращения:
Механизмы бывают одновальные, двухвальные и многовальные, по количеству шарниров их можно подразделить на одно-, двух- и многошарнирные.
В переднеприводных машинах устанавливаются ШРУСы, в которых не применяются крестовины.
Механизм монтируется на машинах с приводом на задние колеса или полный привод. При передаче неравных угловых скоростей применяется один, а иногда два кардана, все зависит от расстояния, на которое необходимо передать вращение.
Первый вал, расположенный от коробки передач до опоры, называется промежуточным, а второй – задним. Они соединены при помощи опоры, жестко закрепленной хомутом на днище автомобиля. Это так называемый подвесной подшипник.
Данное устройство предназначено для правильного поддержания КВ. В такой конструкции используется дополнительный шарнир с крестовиной. Кроме этого КП, используют компенсирующее устройство, которое называют скользящей муфтой. Она предназначена для удлинения или сокращения кардана во время движения машины и представляет собой шлицевое соединение кардана и наконечника вилки. Во время преодоления препятствий происходит взаимное изменение заднего моста и кузова автомобиля. В результате происходит сжатие или растяжение кардана. Эти изменения компенсируются скользящей муфтой. При необходимости передачи вращения двум валам под углом применяют механизм с полуупругим шарниром.
Рекомендации по эксплуатации
Пробуксовка при езде по бездорожью, резкие разгоны, продолжительное движение по глубокому снегу или грунтовой дороге, имеющей высокую колею.
Неисправности
Отказ КП характеризуется непонятными звуками, во время движения машина движется рывками, слышен металлический звук при переключении скоростей.
Основными неисправностями КП являются:
Все возникшие дефекты легко устраняются специалистами автосервиса. Неисправные элементы меняются на новые, а ослабленные соединения подтягиваются.
Если неисправна крестовина, наиболее правильным решением будет транспортировать автомобиль на эвакуаторе в автосервис, где произведут диагностику машины с помощью специальных стендов, определят неисправную деталь и предложат оптимальный вариант ремонта.
Важно! Некоторые владельцы стараются произвести диагностику в автосервисах, расположенных в гаражных кооперативах. Как правило, там нет персонала, а один специалист не в состоянии знать все тонкости ремонта.
Поэтому автолюбителям не следует обращаться в такие автосервисы. Кажущаяся экономия на ремонте оборачивается дополнительными, а зачастую и не малыми расходами.
Наш автосервис при выполнении работ пользуется методиками, разработанными на заводах-изготовителях. После проведения любых ремонтных работ автолюбитель получает гарантийные обязательства на запасные части и все виды услуг и ремонта.
Устройство и назначение крестовин
В любом карданном вале, входящем в трансмиссию автомобиля, есть крестовина. Она является ответственной деталью карданной передачи, которая передает крутящий момент от коробки передач на мост под постоянно меняющимся во время движения автомобиля углом.
Устройство крестовины
Крестовина – не что иное, как крестообразный шарнир, обеспечивающий соосность вращающихся элементов передачи. В состав шарнира карданного вала входят две вилки, которые и соединяются собственно крестовиной: их концы присоединены к четырем шипам (концам) крестовин. Одна из вилок имеет жесткое крепление к трубе карданного вала. Шарнир движется с помощью игольчатых подшипников, которые надеты на четыре шипа крестовин. В вилках есть отверстия, в которых устанавливаются игольчатые подшипники. Их фиксацию от смещения обеспечивают стопоры (стопорные кольца). Толщина колец может быть разной, в зависимости от допустимого осевого зазора. При разборке крестовины можно менять стопорные кольца, чтобы уменьшить люфт и вибрацию.
Назначение крестовины
Срок жизни карданного вала и всей трансмиссии зависит от состояния крестовин. У заднеприводного автомобиля коробка передач, двигатель и передний вал карданной передачи закреплены на кузове автомобиля неподвижно, а задний мост и колеса постоянно движутся относительно кузова по вертикали. Угол между передним карданным валом и задней передачей меняется. Назначение крестовины в том, чтобы обеспечить подвижное соединение, которое может менять угол на неровной дороге, гасить динамическую деформацию кардана и передавать крутящее усилие на колеса. Размеры крестовин могут быть разными, в зависимости от того, в какой передаче они применяются – передней или задней, а также отличаются крестовины разных марок автомобилей.
Крестовина кардана
Назначение крестовины кардана и история создания
Необходимость применения подвижных соединений возникла по той причине, что оси валов автомобиля не всегда располагаются на одной прямой. Во время движении машины они меняют положение в пространстве. При этом изменяется и их межосевое расстояние в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
Передачу крутящего момента от коробки передач к ведущим мостам выполняет карданное соединение. Впервые принцип такой конструкции описал итальянский инженер Дж. Кардано. Его работы и послужили основой для построения карданной передачи, применяемой в трансмиссиях автомобилей.
Крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом
В ее состав входят карданные валы и шарниры, промежуточные опоры и соединительные устройства. У крестовины в этой системе особая роль. Именно она обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на мост при постоянно меняющихся углах во время движения машины.
Устройство и принцип работы крестовины кардана
Крестовина карданного вала – это, как понятно из названия, крестообразный шарнир, который обеспечивает соосность всех вращающихся элементов. Он соединяет две вилки, которые входят в состав карданного шарнира. Концы вилок присоединяются к четырем концам, или шипам, крестовины. Труба карданного вала и одна вилка имеют между собой жесткое крепление.
Движение шарнира осуществляется при помощи игольчатых подшипников, надетых на шипы крестовины. Эти подшипники устанавливаются в отверстия, расположенные на вилках и фиксируются стопорными кольцами, чтобы предотвратить возможность их смещения. Толщина стопорных колец зависит от размера допустимого осевого зазора.
Таким образом, крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом. Конструктивно она представляет собой взаимно перпендикулярные оси, которые опираются на игольчатые подшипники, установленные в вилках карданного вала.
Функциональное назначение крестовины заключается в обеспечении подвижного соединения, гашении динамической деформации карданного соединения и передаче крутящего усилия на колеса.
Корпус крестовины изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов
Крестовины отличаются по размеру. Размер может зависить от разных факторов: марки автомобиля, его габаритов, мощности двигателя и, как следствие, величины крутящего момента.
Корпус этой важной детали изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов. Для производства наружных обойм подшипников и самих иголок применяется специальная подшипниковая сталь и соответствующая термическая обработка.
Высокий КПД передачи и долговечность шарниров обеспечивает применение на шипах корпуса герметизированных игольчатых подшипников. Для надежности подобной герметизации узлов крестовины кардана в изготовлении уплотнений подшипников используется бензомаслостойкая резина.
Достоинства и недостатки крестовины кардана
Сама по себе крестовина карданного вала является простым, надежным и долговечным элементом автомобиля.
Главные условия, необходимые для нормальной работы этого узла, – это качество материалов, используемых при его изготовлении, и наличие смазки в местах соприкосновения с другими элементами. Теоретический ресурс работы крестовины кардана составляет 500,000 км.
При несоосном расположении валов, карданное соединение является практически единственным эффективным способом передачи вращения. Основной его минус заключается в том, что при возникновении большого угла между соединенными валами их вращение становится неравномерным. В результате, во время передачи происходит большая потеря мощности и возрастает износ узлов соединения. Особо заметной неравномерность вращения валов становится, когда угол между ними превышает 10 градусов.
Другие виды подвижных соединений и их сочетания
Передачу крутящего момента в ситуации большой несоосности осуществляет промежуточный вал. В его состав входят эластичная муфта, фланец и шарнир равных угловых скоростей. Подвижность соединения несоосных элементов в такой конструкции обеспечивает эластичная муфта. Она представляет собой конструкцию из стальных вкладышей и резиновых перемычек, соединенных воедино. Рывки трансмиссии автомобиля гасятся за счет упругости муфты. В конструкции вала применены и карданные соединения, так как между валами, которые объединяет промвал, существует большая несоосность.
Крестовина карданного вала: как правильно выбрать деталь на замену?
Кажется, сложно найти в машине более простую и универсальную деталь, чем карданный вал! Однако именно на этот «бесхитростный» элемент ложится основная ответственность – приводить в движение автомобиль, перенося крутящий момент с трансмиссии на колеса. А между тем, задача это довольно изнуряющая: все неровности, ямы, пригорки и прочие «прелести» дорожного покрытия вкупе с неаккуратной манерой езды (а как иначе по нашим дорогам?!) приводят к тому, что кардан испытывает колоссальные перегрузки… И все они тяжелой ношей «падают» на главную его составляющую – крестовину.
Да, крестовина карданного вала считается чуть ли не самой прочной запчастью, которая должна служить «верой и правдой» очень долго. Да, ее материал отличается повышенной прочностью и надежностью. Да, она уплотнена и обильно смазана в местах соединения с другими элементами. Но все же именно крестовина, являясь по сути «сердцем» карданной передачи, оказывается ее же «ахиллесовой пятой». Малейшая неисправность детали может привести к сбою работы всего механизма, потере управляемости и риску возникновения ДТП.
Итак, для начала давайте проведем краткий ликбез о том, что же такое крестовина карданного вала и каково ее назначение.
Как известно, главная цель карданной передачи – направлять крутящий момент от одних агрегатов к другим, а именно от коробки передач (раздаточной коробки) к редукторам моста. Поскольку во время эксплуатации автомобиль находится в постоянном движении, некоторые его узлы также могут менять свое положение. Поэтому для спокойной передачи усилия от двигателя к колесам крайне важно уравновесить лишние колебания механизмов, вызванные внешними факторами, при этом соединив два вала, вращающихся под разными углами. Для такого подвижного соединения и нужна крестовина.
Как понятно из названия, крестовина кардана представляет собой деталь, выполненную в форме креста. К ее четырем концам (шипам) прикрепляются вилки карданного шарнира с игольчатыми подшипниками, которые и стимулируют движение шарнира. Таким образом, крестовина, будучи по идее вспомогательным компонентом карданной передачи, по сути является ее главным элементом. Именно она позволяет двум валам с переменными осями и колеблющимся местоположением работать в паре и, становясь единым целым, не терять крутящий момент, а передавать его на колеса. Кроме того, еще одна немаловажная функция крестовины – гасить возможную деформацию карданного соединения, вызванную постоянной динамикой всех его частей. Поэтому ее корпус неизменно изготавливается из экстра прочных материалов, прошедших дополнительную термообработку – все для обеспечения надежности и долговечности детали.
Тем не менее крестовина карданного вала оказывается наиболее уязвимым элементом механизма. И неслучайно: при возникновении слишком большого угла между валами равномерность их вращения теряется, что приводит к серьезному снижению мощности и ускоренному износу всех узлов, а сама крестовина начинает испытывать нешуточные нагрузки.
Что же способно вывести из строя такую прочную запчасть? Ответ прост – несчастливое стечение внешних обстоятельств. Грузоперевозки, езда по пересеченной местности, неблагоприятные погодные условия (крестовина находится в непосредственной близости от дорожного полотна, а, следовательно, воды, пыли, грязи и реагентов) могут привести к преждевременному износу. Однако для серьезных повреждений этого мало. Все перечисленные факторы будут «съедать» ресурс детали постепенно, в то время как любой неудачный камень, попавший под днище авто, может запросто повредить даже новый механизм, и крестовине наступит полный «кардан» J
Понять, что «что-то пошло не так», легко – во время движения могут появиться лишние звуки, доносящиеся из карданной коробки: стук, скрип, скрежет или треск. Кузов автомобиля начнет вибрировать, а на поворотах и вовсе отклоняться от дороги. Главная загвоздка здесь в том, что выявить неисправность конкретного элемента и установить причину самостоятельно – непросто. Повредилась ли сама крестовина, заклинило подшипник, увеличился износ в карданном шарнире – дифференцировать сложно, если Вы не имеете достаточной технической подготовки. Поэтому на каждом ТО будет нелишним провести диагностику всех деталей карданной передачи, и крестовины в частности.
Откладывать замену вышедшей из строя крестовины не стоит – это как минимум безответственно. Ведь с неисправным карданным соединением автомобиль теряет управляемость, а Вы ставите под угрозу собственную жизнь и безопасность всех остальных участников дорожного движения. Кроме того, возникает риск «попасть» на значительно более дорогой ремонт – когда маленькая поломка вызовет лавину новых неприятностей (а рано или поздно это обязательно произойдет, если целенаправленно закрывать глаза на неисправность).
Однако выбор крестовины на замену может поставить в тупик даже «бывалого» автомобилиста – дело в том, что мы нечасто сталкиваемся с такой необходимостью и не имеем «живого» опыта. Поэтому лучше остановиться на проверенных производителях и просто подобрать элемент по параметрам Вашей машины.
Посмотреть рекомендации по деталям от профессионалов, уточнить их стоимость и наличие можно здесь.
В сети магазинов IXORA Вы всегда можете найти широчайший ассортимент любых деталей и запчастей. Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно, позвонив по телефону – 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).