Как выбрать крестовины кардана?

5206

Крестовина кардана Когда речь заходит об автомобилях и их ремонте, чаще всего объектом нашего внимания стают сложные конструкции, которые призваны обеспечивать нормальную работоспособность транспортного средства. Однако, не все важные составляющие конструкции автомобиля отличаются сложностью своего строения. В данной статье мы расскажем Вам об особенностях выбора и установки одной из наиболее простых и универсальных деталей – крестовины карданного вала.

1. Функции крестовин

Крестовина карданного вала – это главная составляющая часть карданной передачи, которая, в свою очередь, является специальным механизмом автомобиля, призванным передавать крутящий момент между валами, пересекающимися в центре крестовины и обладающими способностью взаимного углового перемещения. Карданная передача активно используется в разных областях человеческой деятельности, особенно в тех местах, где трудно обеспечивать соосность вращающихся элементов. В этом плане не стал исключением и автомобиль.

Крестовины разные по размеру Вся работа карданной передачи нацелена на направление крутящего момента от одних агрегатов к другим, а точнее от КПП к редукторам моста. Учитывая, что эксплуатация автомобиля базируется на постоянном его движении, соответственно, некоторые его узлы тоже способны менять свое положение. Поэтому, для того чтобы обеспечить спокойную передачу усилия от мотора к колесам, очень важно уравновесить колебания механизмов, которые вызываются различными внешними факторами. Для подвижного соединения двух валов, вращающихся под разными углами, и используют крестовину. Правда, карданная передача имеет один весомый недостаток, выражающийся в несинхронном вращении валов, то есть, в то время как один из них равномерно вращается, второй этого не делает. Эта несинхронность возрастает вместе с увеличением угла между валами.

Такое положение вещей полностью исключает вероятность использования карданной передачи на многих устройствах, в том числе и в трансмиссии переднеприводных машин, где главная проблема кроется в передаче крутящего момента на поворотные колеса.

Частично компенсировать указанный недостаток можно при помощи использования на одном валу парных шарниров, которые на четверть оборота повернуты друг к другу, но там, где синхронность является обязательным условием, вместо описанного элемента применяется шрус (шарнир равных угловых скоростей) – усовершенствованная и более сложная конструкция, выполняющая те же задачи.

Схема Как следует из названия, крестовина кардана – это деталь, выполненная в форме креста, а к его четырем концам крепятся вилки карданного шарнира, имеющие игольчатые подшипники, которые, собственно, и вызывают движение шарнира. Вот и получается, что, выполняя вспомогательную функцию, по сути, крестовина выступает в роли главной составляющей карданной передачи, ведь именно благодаря ней два вала с переменными осями и непостоянным местоположением могут работать в паре и, объединившись в одно целое, сохранять крутящий момент для его последующей передачи на колеса автомобиля.

Более того, еще одной немаловажной функцией крестовины есть ее способность к гашению возможной деформации карданного соединения, вызванной постоянной динамикой всех его составляющих частей. Учитывая этот факт, производители изготавливают корпус детали из очень прочных материалов, которые предварительно проходят дополнительную термическую обработку, что делает детали более надежными и долговечными.

Но как бы там ни было, крестовина кардана была и остается наиболее уязвимой частью всего механизма, а все из-за того, что с появлением слишком большого угла между валами, теряется равномерность их вращения, приводя к существенному снижению мощности и ускоренному износу всех узлов, причем сама крестовина испытывает немалые нагрузки.

2. Правильный подбор крестовин

Крестовина Когда крестовина приходит в негодность, сразу появляется вопрос: «как правильно подобрать сменную деталь?» И правда, выбор новой крестовины может загнать в тупик даже некоторых опытных автомобилистов, ведь сталкиваться с такой проблемой приходится нечасто, а значит, и опыт у большинства автовладельцев соответствующий. Чтобы не прогадать, выбирайте продукцию только проверенных производителей, а саму деталь подбирайте исходя из параметров конкретной машины.

На современном рынке автозапчастей можно найти продукцию самых разных производителей (например, GWB, GKN, HD Parts, EDH и т.д.), причем крестовина одного и того же типоразмера может значительно отличаться как по конструкции и качеству исполнения, так и по стоимости.

К сожалению, многие автолюбители отдают предпочтение наиболее дешевым вариантам, особо не задумываясь о качестве приобретенных деталей. Но можно ли хоть как-то оправдать такой подход и на что все-таки стоит обращать внимание при выборе крестовин? Чтобы ответить на эти вопросы, для начала вспомним об особенностях конструкции описанной детали.

Как правило, крестовина состоит из самого «креста» с четырьмя шипами, четырех игольчатых подшипников и уплотнений. Внешняя обойма подшипника представлена в виде стакана, а внутренняя – это шип крестовины. С целью защиты игольчатого подшипника от попадания в него загрязнений и влаги, а также для удержания внутри детали смазки используется пыльник и специальное манжетное уплотнение. Торцевой упор шипа в дно стакана обеспечивается посредством упорного подшипника (шайбы), хотя в некоторых конструкциях крестовин он может отсутствовать.

Крестовина карданного вала Крепление стаканов в отверстиях фланцев может выполняться несколькими способами: с использованием внутренних или внешних стопорных колец, с применением прижимных крышек или планок, а также за счет локальной деформации проушин вилок и фланцев (способ зачеканивания или, как его еще называют, – «кернение»).

Как же определить уровень качества крестовины? Тут самым доступным методом всегда была визуальная диагностика. Если на детали присутствуют следы грубой механической обработки, пористое и несимметричное литье, а стаканы подшипников «украшают» заусеницы и забоины, знайте – это первые признаки низкокачественного изделия.

Однако самыми главными параметрами, на которые при выборе крестовины карданного вала стоит обращать внимание в первую очередь, являются размеры и форма стаканов подшипников. Дело в том, что диаметр стакана должен обеспечивать плотную (неподвижную) посадку подшипников в отверстиях фланцев и вилок. Как правило, отверстия под стаканы подшипников обрабатывают по седьмому квалитету (Н7), а значит, чтобы гарантировать посадку стакана в отверстиях с натягом, он должен изготавливаться с полем допуска N6 или P6.

Что касается показателей цилиндричности указанных стаканов, то они не должны превышать 0,006 миллиметров, за исключением тех деталей, которые изготовлены путем штамповки и порошковой металлургии, ведь в данном случае стаканы подшипников, как правило, имеют конусную форму, позволяющую компенсировать различную жесткость по длине. Запрессовав стакан в посадочные отверстия, он снова примет правильную, цилиндрическую форму.

Крестовина Также, выбирая крестовину, Вы можете столкнуться с вопросом выбора конструкции уплотнений их подшипников. Самый простой вариант такой конструкции представлен в виде эластомерного кольца, непосредственно установленного на шип или в напрессованную на него обойму. Такое кольцо способно обеспечить герметизацию только по торцу крестовины и стакана подшипника (как правило, используется для уплотнения на небольших крестовинах, диаметр стакана которых находится в пределах до 30 мм).

Вся размерная цепь крестовины рассчитывается так, чтобы между дном стакана и шипом оставался зазор в 0,5-1,0 мм. Благодаря этому пространству, торцевой упор выполняется не по дну стакана и торцу шипа, а по торцу стакана и по боковой манжетной поверхности. Из-за достаточно узкой торцевой поверхности стакана в месте контакта с манжетой появляются высокие нагрузки, которые вызывают повышенный износ манжеты, появление ощутимого осевого зазора в крестовине и быструю поломку шарнира.

Более совершенным вариантом уплотнительного узла считается тот его вид, который обеспечивает уплотнение подшипника как в осевом, так и в радиальном направлениях. Также, широкого распространения достигла конструкция комбинированного типа, состоящая из двух основных элементов: пластикового кольца (обеспечивает торцевое уплотнение) и эластомерной манжеты (отвечает за уплотнение подшипника в радиальном направлении).

Надежность любой конструкции уплотнительных узлов подшипников в большой степени зависит от качества обработки поверхности крестовин, которая сопрягается с элементами уплотнения. Как показывает практика, далеко не все производители таких деталей соблюдают требования касательно качества их обработки, поэтому достаточно часто поверхности под манжету обрабатываются неаккуратно, в некоторых случаях – с видимым смещением. Работа манжетного уплотнения по грубой и шероховатой поверхности крестовины вызывает быстрый износ уплотнительных деталей, нарушая герметичность уплотнительного узла и преждевременный отказ карданного шарнира.

Крестовина кардана Если уплотнительная поверхность крестовины будет неравномерной и несимметричной, то это существенно повлияет на эффективность уплотнения, что, в конечном счете, приведет к преждевременному отказу шарнира.

Учитывая, что эффективность ремонта карданных валов напрямую зависит от качества использованных комплектующих, в том числе и крестовин, в завершение всего вышесказанного приведем несколько рекомендаций касательно выбора описанных деталей:

1) Доверяйте только продукции ведущих производителей, руководствуясь нанесенной на ней маркировкой;

2) Перед покупкой и установкой крестовин следует обязательно учитывать размеры и форму стаканов их подшипников: диаметр этих деталей должен полностью соответствовать плотной посадке подшипников, а овальность стаканов – находиться в пределах 0,006 мм;

3) Особое внимание стоит уделить качеству обработки шипов крестовин. На них (в том числе и в местах под уплотнениями) не должно быть никаких рисок, забоин или следов грубой обработки, а нормальная шероховатость шипов должна соответствовать значению Rа≤0,63 мкм (под уплотнениями Rа≤1,25 мкм).

Крестовина кардана 4) Учитывая отечественные условия эксплуатации и обслуживания транспортных средств, лучше всего отдать предпочтение обслуживаемым крестовинам, обладающим возможностью пополнения смазочного материала подшипников.

3. Установка новых крестовин

Установка новых крестовин может понадобиться лишь в случае замены старых, сломанных деталей. Для выполнения задачи Вам потребуется определенный набор инструментов, в который входят ключи (торцовые и рожковые), молоток, приспособление для съема (также используется и для установки) и плоскогубцы. В зависимости от особенностей конструкции конкретного автомобиля, указанный список может быть несколько расширен, но эти инструменты понадобятся Вам в любом случае.

Установка новых деталей выполняется сразу после демонтажа изношенных крестовин, а чтобы их снять, сначала нужно изъять из машины сам карданный вал. Для этого открутите держатели подшипника и ослабьте держатели к заднему мосту, после чего Вы сможете без труда снять устройство. После того как деталь оказалась в Ваших руках, пометьте маркером каждую деталь. Так будет легче выполнить обратную сборку и избежать последующего появления нежелательных вибраций вала, которые как раз и есть результатом неточной сборки.

Выполнив указанные действия, переходим к демонтажу старой крестовины. Для этого следует ослабить все уплотнители и установить деталь в нейтральное положение. Дальше нужно аккуратно выбить чашу и очистить кардан (вместе с каналами) от налета и грязевых отложений. Изъяв старую крестовину, можно переходить к непосредственной установке сменной детали. Надо отметить, что монтаж новой крестовины проходит намного проще, нежели демонтаж старого элемента.

КрестовинаЧашку нужно надежно зафиксировать и установить кардан в начальное положение. Также аккуратно установите вторую чашку, после чего можно приступать к монтажу новых уплотнительных элементов. Следующий этап установки крестовины – это монтаж нового подшипника (после демонтажа старой детали следует открутить держатели переднего шарнира, и все, что останется, – это снять старый элемент, а на его место установить новый).

Вбивать крестовину крайне нежелательно, ведь имеющиеся в чашках игольчатые подшипники могут просто рассыпаться. Лучше всего воспользоваться специальным съемником или впрессовать ее в вилку при помощи тисков и поршневого кольца.

После установки крестовины весь механизм собирают в обратном порядке, используя заранее нанесенные на корпус отметки. Остается только проверить работоспособность отремонтированного транспортного средства. Если Вы все сделали правильно, то никаких посторонних вибраций быть не должно, а сама машина будет ехать максимально плавно и мягко.

Описанная работа обладает невысоким уровнем сложности и под силу практически любому автовладельцу, который хоть немного разбирается в строении автомобиля. Все, что от Вас может потребоваться (помимо инструментов и материалов) – это предельная осторожность и беспрекословное выполнение всех требований инструкции, а также соблюдение требований техники безопасности.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии

Вам также может быть интересно