kardaninis velenas, visas > Lankstas / kardaninis velenas

automobilio universali jungtis ir universali jungtis: paslėpti jėgos agregato herojai, jų veikimo principas ir priežiūra

Po kiekvienu galiniais arba visais varančiaisiais ratais varomu automobiliu yra svarbi, tačiau dažnai nepastebima komponentų sistema. Tai kardaninis velenas, arba tiesiog kardanas, kurio užduotis – perduoti didžiulį variklio ir pavarų dėžės sukuriamą sukimo momentą automobilio galinei ašiai arba paskirstymo dėžei. Tačiau variklis ir galinė ašis nėra išdėstyti viena kitos atžvilgiu fiksuotoje linijoje. Automobilio pakaba važiuojant nuolat juda aukštyn ir žemyn, variklis vibruoja ant savo laikiklių, o kėbulas lankstosi posūkiuose. Esant tokiai kintančiai geometrijai, standus metalinis vamzdis akimirksniu sulūžtų. Kad taip neatsitiktų, kardaniniame velene įrengtos specialios lanksčios jungtys: kardaninės jungtys ir universalios jungtys .

Šios dvi, atrodytų, nepretenzingos dalys yra nuolat atakuojamos – jos turi atlaikyti itin didelį sukimo momentą, didžiulius greitkelių greičio sūkius (dažnai viršijančius 3000 aps./min.), kelio druską, purvą, vandenį ir temperatūros svyravimus. Šiame itin išsamiame techniniame vadove mes gilinsimės į universalių jungčių ir universalių jungčių pasaulį. Mes tiksliai apžvelgsime, kaip jos veikia, kokie yra jų gedimo simptomai, kuriuos įprastus automobilių modelius šios problemos paveikia labiausiai ir kaip tinkamais metodais bei cheminėmis medžiagomis pailginti jų tarnavimo laiką.

1. Kas yra universali jungtis ir kodėl ji pagaminta iš gumos?

Kardaninė jungtis, tarptautiniu mastu dar žinoma kaip lankstusis diskas arba guibo (pavadinta italų išradėjo Antonio Alessandri ir jo įmonės „Giunti Bosch“ vardu), yra „minkšta grandis“ transmisijoje. Vizualiai tai yra storas, daugiapusis arba apvalus guminis diskas su įlietomis metalinėmis įvorėmis. Paprastai ji montuojama tarp pavarų dėžės išėjimo veleno ir pirmojo kardaninės jungties flanšo, kartais ir kardaninės jungties gale, šalia diferencialo.

Universaliojo sąnario techninė funkcija ir anatomija

Kardaninio šarnyro įvorė nėra šiaip gumos gabalas. Tai aukštųjų technologijų kompozicinė detalė su tvirtais nailono arba į Kevlarą panašiais pluoštais, įaustais į vidų (panašiai kaip automobilio padangoje). Guminė medžiaga vulkanizuojama aplink plienines įvores, per kurias eina tvirtinimo varžtai. Pakaitomis vienas varžtas jungiamas prie pavarų dėžės, o kitas – prie universalios jungties. Kai pavarų dėžė pradeda suktis, ji per guminę tarpinę jungtį „traukia“ universalią jungtį kartu su savimi.

Kodėl mums reikia guminės jungties, jei plienas būtų patvaresnis? Yra kelios priežastys:

• Transmisijos smūgis: Kai vairuotojas per staigiai atleidžia sankabos pedalą arba automatinė pavarų dėžė agresyviai perjungia pavaras, transmisijoje susidaro staigus smūgis. Kardaninis šarnyras akimirksniu mikroskopiškai pasiduoda, sugerdamas smūgį. Be jo didžiulė apkrova būtų tiesiogiai perduota transmisijos krumpliaračiams ir galiniam diferencialui, o tai smarkiai sutrumpintų jų tarnavimo laiką.
• Vibracijos izoliacija (NVH): Be sukimo momento, variklis taip pat sukuria vibracijas (ypač dyzeliniuose varikliuose). Guminė įvorė neleidžia šioms aukšto dažnio vibracijoms būti perduodamoms kardaniniu velenu į automobilio kėbulą, užtikrinant tylą ir komfortą keleivių salone.
• Mažo kampo kompensacija: nors mova negali kompensuoti didelių pakabos judesių (tam ir skirta universali jungtis), ji gali išlyginti kelių laipsnių netikslumus tarp pavarų dėžės ir universalios jungties, atsirandančius dėl variklio pasvirimo esant apkrovai.

Kaip atpažinti mirštantį kardaną?

Gumai senstant, džiūstant ir nuo nuolatinio sukimosi prarandant elastingumą, universali jungtis neabejotinai tampa susidėvinčia detale. Šie simptomai rodo problemas:

• Trūkčiojimai ir stuktelėjimai keičiant pavaras: ypač pastebima automobiliuose su automatine pavarų dėže perjungiant pavaras iš stovėjimo (p) į atbulinės eigos (r) arba važiavimo (d) padėtį. Iš po kėbulo girdimas duslus „dunktelėjimas“ arba trenksmas, nes dėl sulūžusios gumos tarp varžtų atsirado laisvumo. Automobiliuose su mechanine pavarų dėže kiekvieną kartą, kai keičiant pavaras slysta sankaba, girdimas dunktelėjimas.
• Vibracija greitėjimo metu: Kai movos konstrukcija pradeda deformuotis, kardaninis velenas praranda centravimą. Tai pasireiškia žemo dažnio vibracijomis, kurios gali būti jaučiamos po sėdyne arba centrinėje konsolėje, ypač staigiai greitėjant arba tam tikruose greičio diapazonuose (pvz., 70–90 km/h).
• Vizualiniai pažeidimai: Pažvelgus po automobiliu, susidėvėjusioje įvorėje matyti gilūs įtrūkimai. Kritinėje stadijoje gumos gabalėliai yra išplėšti, o vidiniai nailono siūlai kyšo kaip susipynęs siūlų kamuolys. Po kėbulo apačia matyti smulkių juodų gumos trupinių.

2. universali jungtis (U formos jungtis) – kampų herojus

Nors universali jungtis yra atsakinga už mikroskopinių kampų ir smūgių sugertį, universali jungtis (arba U formos jungtis) yra galingas ginklas, leidžiantis kardanui sulinkti dideliais kampais, tuo pačiu perduodant sukimąsi. Tai labai svarbu, nes automobilio galinė ašis nuolat juda aukštyn ir žemyn pakaboje šimtus milimetrų, o pavarų dėžė lieka nejudanti ant kėbulo.

Universaliojo sąnario techninė funkcija ir anatomija

Universali jungtis atrodo lygiai taip, kaip rodo jos pavadinimas – tai kryžiaus formos (keturšakė) metalinė detalė. Kiekvienos svirties (kaiščio) gale yra mažas, bet itin tvirtas adatinis guolis . Šie adatiniai guoliai yra plieniniuose puodeliuose (dangteliuose), kurie savo ruožtu yra įpresuoti į jungtis universalios jungties galuose.

Adatiniai guoliai užpildyti specialiais tepalais ir užsandarinti guminiais dulkių sandarikliais (virimo žiedais), kad tepalai nepatektų į vidų, o vanduo ir abrazyvinės kelio dulkės nepatektų į vidų. Kardanui sukant ir pakabai judant, skersiniai kaiščiai adatinių guolių viduje slysta pirmyn ir atgal, todėl kardanui galima sklandžiai lankstytis. Kai kurios skersinės traukės nereikalauja priežiūros (užsandarintos tepalu visam laikui), o kitos yra aptarnaujamos ir turi mažą tepalo įmovą, per kurią galima reguliariai įpurkšti naujų tepalų.

Kaip atpažinti mirštantį kardaninį veleną?

Kardaniniai velenai turi atlaikyti visą variklio galią labai mažame paviršiaus plote. Laikui bėgant, dulkių sandarikliai susidėvi, tepalas išdžiūsta arba jį išplauna vanduo, o į adatinius guolius patenka vandens ir smėlio. Dėl to susidaro metalo trintis, kuri greitai sunaikina veleną.

• Ritmiškas girgždėjimas: tai pats tipiškiausias pirmasis simptomas. Pradėjus lėtai važiuoti automobiliu (ypač atbuline eiga), iš po automobilio pasigirs ritmiškas „cyp-cyp-cyp“ garsas, kurio dažnis didėja automobiliui greitėjant. Tai reiškia, kad kryžminiai adatiniai guoliai yra visiškai sausi ir surūdiję. Dažnai šis garsas dingsta dėl kito triukšmo važiuojant didesniu greičiu.
• Metalinis žvangėjimas arba bildesys: Kai sausi guoliai susidėvi, skerspjūvyje atsiranda fizinis laisvumas. Perjungiant pavaras arba paspaudžiant / atleidžiant akceleratoriaus pedalą, kardaninio veleno šakės su dideliu laisvumu atsitrenkia į skerspjūvį, sukurdamos labai aštrų, metalinį žvangėjimą, kurį galima girdėti tiesiai iš metalinio vamzdžio (kardaninio veleno) po automobiliu.
• Stipri vibracija dideliu greičiu: jei kryžmė visiškai užstringa (surūdijusi vienoje padėtyje) arba turi didelį laisvumą, visas kardaninis velenas praranda dinaminę pusiausvyrą. Dėl to visas automobilio kėbulas dreba važiuojant greitkeliu. Tai pavojinga fazė – užstrigusi kryžmė gali sutraiškyti kardano šakes, o kardanas važiuojant gali atitrūkti nuo po automobilio, sukeldamas katastrofišką avariją.
• „Raudonos mirties dulkės“: apžiūrėjus vizualiai, aplink sugedusį universalųjį šarnyrą, tiesiai šalia guolių gaubtelių, matyti būdingos surūdijusios raudonumo dulkės. Tai ne paprastos rūdys, o metalo milteliai iš šlifuotų adatinių guolių, kurie oksidavosi drėgme ir iš ten išsprūdo. Tai absoliutus ženklas, kad jungtis yra visiškai sunaikinta.

3. Dažniausiai pasitaikantys automobilių modeliai ir jų specifinės kardano problemos

Nors fizikos dėsniai galioja visiems automobiliams, automobilių gamintojų konstrukcijos skiriasi. Kai kuriuose automobilių modeliuose universalūs lankstai ir šarnyrai patiria žymiai didesnes apkrovas arba yra specialiai suprojektuoti, todėl susidaro būdingos standartinės paklaidos.

BMW (ypač 3 serijos e46/e90, 5 serijos e39/e60/f10, X serijos modeliai)

BMW inžinieriai teikia pirmenybę maksimaliam važiavimo komfortui ir sportiškumui, todėl beveik visuose modeliuose tarp pavarų dėžės ir kardaninio veleno (dažnai taip pat ir prie galinio diferencialo) jie naudoja didelius kardaninius sujungimus („guibos“).
Tipiniai gedimai: Galingi BMW dyzeliniai varikliai (pvz., M57 ir N57) esant mažiems apsisukimams sukuria didžiulį sukimo momentą. Šis sukimo momentas laikui bėgant ardo kardano guminį sluoksnį. Daugelio senesnių BMW kardano tarnavimo laikas yra apie 150 000 km. Jei jungtis nepažeista, vibruojantis kardanas pradės ardyti kardano tarpinį guolį (atraminį guolį), esantį kardano viduryje. BMW taisyklė: keičiant jungtį, patikrinkite ir prireikus pakeiskite tarpinį guolį, nes jie dažnai žūsta poromis.

„Mercedes-Benz“ (C klasės W203/W204, E klasės W211/W212, „Sprinter“)

Kaip ir BMW, „Mercedes“ naudoja daug guminių CV jungčių, kad valdytų triukšmą ir vibraciją (NVH). Galiniais ratais varomuose „Mercedes“ sedanuose jungtys dažnai būna tiek priekyje, tiek gale.
Tipiniai gedimai: „Sprinter“ mikroautobusai, kurie dažnai apkraunami virš leistinų ribų ir atlieka sunkius darbus, yra žinomi dėl savo universalių jungčių susidėvėjimo. Kadangi universalios jungties kampas esant apkrovai labai pasikeičia, kardaninės jungtys atlieka daug darbo. Dažna E ir C klasės problema yra guminių įvorių įtrūkimai dėl amžiaus, kurie sukelia mums įprastą „dunksėjimą“ perjungiant tarp D ir R pavarų.

Japoniški visureigiai ir pikapai („Toyota Land Cruiser“, „Hilux“, „Nissan Navara“, „Mitsubishi Pajero“)

Šios transporto priemonės skirtos sunkiems darbams ir važiavimui bekele. Vietoj minkštų guminių įvorių rasite masyvius, kaltinio plieno kardanus su keliomis tvirtomis universaliomis jungtimis.
Tipinės klaidos: Šie automobiliai dažnai skęsta purve, vandenyje ir smėlyje. Abrazyvinis purvas prasiskverbia tarp kardaninių jungčių sandariklių ir sugadina guolius. Laimei, daugelyje japoniškų visureigių kardaninės jungtys yra su tepalo antgaliais. Didžiausia savininkų daroma klaida – šių antgalių ignoravimas. Visureigių kardanines jungtis reikia apipurkšti specialiu vandeniui atspariu tepalu kiekvieno alyvos keitimo metu (arba iškart po važiavimo per gilų vandenį), kad nauji tepalai išstumtų senus, su vandeniu sumaišytus tepalus iš guolių. Jei to nepadaroma, kardaninės jungtys užstrigs ir važiuojant greitkeliu pradės vibruoti visas kėbulas.

keturiais ratais varomi (AWD) lengvieji automobiliai („Audi Quattro“, „Subaru“, „Volvo XC“ serija)

Šie automobiliai turi ilgą kardaninį veleną ir yra tiesiai už pavarų dėžės, dažnai perduodami galią galinei ašiai tik pagal poreikį („Haldex“ sistemos „Volvo“ ir naujesniuose „Audi“ automobiliuose).
Tipiniai gedimai: daugelio šių markių (ypač tam tikrų „Subaru“ ir „Audi“ modelių) universalių jungčių oficialiai keisti negalima. Jungtis gamykloje įspaudžiama į šakes (įsprausta U formos jungtis), o ne tvirtinama fiksavimo poveržlėmis. Gedimo atveju atstovybė siūlo pakeisti visą universalią jungtį, o tai kainuoja tūkstančius eurų. Laimei, yra specializuotų universalių jungčių remonto dirbtuvių, kurios gali išpjauti seną jungtį naudodami specialias frezavimo stakles ir modifikuoti universalią jungtį naujai, keičiamai jungtiai.

4. diagnostika: kaip namuose patikrinti kardano veleno būklę?

Kardaninio veleno patikrinimui paprastai nereikia sudėtingos elektronikos, užtenka gero žibintuvėlio, saugaus automobilio keltuvo ir šiek tiek jėgos.

1. Svarbiausia – saugumas: automobilis turi būti pakeltas keltuvu arba užvažiuotas ant kanalo/lifto taip, kad galiniai ratai galėtų laisvai suktis, o pavarų dėžė būtų neutralioje padėtyje (N). Rankinis stabdys turi būti įjungtas (būtinai naudokite kaladėles prieš ratus!). Įjungto kardaninio veleno patikrinti neįmanoma.
2. Vizualinė apžiūra (movos): pašvieskite žibintuvėliu į pavarų dėžės galinį galą. Apžiūrėkite universalią jungtį. Ar yra įplyšimų? Ar aplink varžtų skyles atsilupo guma? Ar jungtis atrodo kaip „žydintis“ grybelis? Jei taip, ją reikia pakeisti.
3. Laisvumo (kryžių) patikrinimas: tvirtai suimkite varančiojo veleno vamzdį abiem rankomis, tiesiai šalia universalios jungties. Pabandykite stipriai judinti varantįjį veleną aukštyn ir žemyn bei į kairę ir į dešinę. Tą patį padarykite bandydami sukioti vamzdį pirmyn ir atgal, kita ranka laikydami galinio diferencialo flanšą. Universalioje jungtyje neturėtų būti jokio laisvumo! Net 1 milimetro spragtelėjimas reiškia, kad guoliai yra sugadinti.
4. Patikrinkite, ar eiga sklandu (užstrigęs skersinis): Tam reikia atjungti kardaninį veleną nuo diferencialo. Kai skersinis velenas atsilaisvins, ranka jį pajudinkite visomis kryptimis. Judėjimas turėtų būti itin sklandus ir nenutrūkstamas. Jei jaučiate pasipriešinimą, „žingsniuojantį“ judesį arba jei skersinis velenas toks standus, kad jį reikia pajudinti plaktuku, jis yra pavojingai pažeistas korozijos ir turi būti nedelsiant pakeistas, net jei nėra laisvumo.

5. Žinomiausi ir patikimiausi atsarginių dalių prekių ženklai

Renkantis kardano dalis, kokybė yra labai svarbi, nes pigus ir netikslus kryžius ar įvorė neišspręs vibracijos problemos, o gali ją netgi padidinti.

kardaninės jungtys (lankstūs diskai)

• „Lemförder“: (ZF grupės narys). Tai neabejotinai geriausias pasirinkimas. „Lemförder“ yra originalios įrangos gamintojas (OEM) daugeliui Vokietijos automobilių gamintojų (BMW, Mercedes). Jų įvorėse naudojami gumos mišiniai ir pluoštai užtikrina tinkamą vibracijos slopinimą ir ilgą tarnavimo laiką.
• „Febi Bilstein“ / „Swag“: puikus pasirinkimas atsarginių dalių rinkoje. Tai didelis tiekėjas ir gamintojas, siūlantis patikimą kokybę daugeliui modelių už prieinamesnę kainą. Dažnai „Febi“ dėžėje rasite originalią dalį, kurios gamyklos logotipas tiesiog nušlifuotas.
• „Meyle“ (HD serija): „Meyle“ žinoma dėl savo HD (sunkiųjų) komponentų. Kai kuriems modeliams jie siūlo sustiprintas konstrukcines universalias jungtis, kurios sukurtos tarnauti ilgiau nei originalios, galbūt paaukojant minimalų minkštumą siekiant didesnio patvarumo.

universalios jungtys (U formos jungtys)

• „Spicer“ („Dana“): tai absoliučiai aukščiausia klasė pasaulyje. „Dana Spicer“ išrado daugybę kardanų technologijų ir yra originali amerikietiškų ir daugelio europietiškų transporto priemonių tiekėja. Jų „Cross“ yra ilgaamžiškumo sinonimas.
• gmb: Japonijos įmonė, viena didžiausių pasaulyje universalių jungčių ir vandens siurblių gamintojų. Ypač azijietiškiems automobiliams („Toyota“, „Nissan“, „Mitsubishi“) gmb yra praktiškai originalios kokybės ir itin patikimas pasirinkimas.
• SKF: Švedijos guolių milžinė. SKF gamina aukščiausios kokybės atsargines dalis, o jų universalūs šarnyrai ir tarpinių blokų guoliai yra žinomi dėl tikslių tolerancijų ir aukštos kokybės sandariklių.
• „Löbro“ / GKN: Pirmaujantys Europoje kardaninių velenų ir kardanų ekspertai. Jų gaminiai plačiai naudojami gamyklų pirminiame montaže.

6. Automobilių chemikalai ir priežiūra: tinkamos medžiagos sėkmingam remontui

Kardano remontas – tai ne tik varžtų priveržimas. Detalės yra po automobiliu, kur jos metų metus yra paveiktos korozijos. Tinkamų automobilio priežiūros priemonių (konkretūs prekių ženklai neminimi) naudojimas skiria profesionalų remontą nuo sulūžusių varžtų ir vėlesnių problemų.

išardymui:

• Stiprus rūdžių valiklis (įsiskverbianti alyva): Kardano flanšų varžtai, ypač tie, kurie šakėse arba kardaninėje jungtyje prie pavarų dėžės laiko skersines sijas, beveik visada būna surūdiję. Prieš pradedant darbą, varžtus ir veržles užpurkškite stiprios kapiliarinės rūdžių valiklio. Galite rinktis rūdžių valiklius su šaldančiu poveikiu, kurie sukuria mikroįtrūkimus rūdyse ir padeda alyvai įsiskverbti giliau.
• Stabdžių valiklis: Nuėmus senas dalis, labai svarbu nuvalyti kardaninio veleno flanšus ir šakes nuo senų rūdžių ir riebalų. Stabdžių valiklis greitai išgaruoja ir palieka švarų metalinį paviršių, kuris būtinas, kad naujos dalys gerai priglustų.

įrengimui ir priežiūrai:

• Anaerobinis sriegių fiksatorius: tai vienas svarbiausių produktų montuojant kardaninį veleną. Kardaninis velenas sukasi tūkstančius kartų per minutę ir vibruoja. Jei kardaninio veleno varžtai vibruodami atsilaisvina, automobilis gali sugesti. Montuojant ant tvirtinimo varžtų sriegių reikia užlašinti lašą vidutinio stiprumo (dažniausiai mėlynos spalvos) anaerobinio sriegių fiksatoriaus (nebent gamykla jau padengė naujus varžtus pasta). Be oro jis išdžius ir taps tvirtu plastiku, tvirtai laikydamas varžtus, tačiau ateityje juos bus galima atlaisvinti įrankiais.
• Aukštos temperatūros guolių tepalas: eksploatuojamiems universaliems šarnyrams ir slydimo mechanizmams tepti turėtų būti naudojamas tik specialus tepalas. Idealiu atveju tai turėtų būti vandeniui atsparus tepalas ličio kompleksinio muilo pagrindu, atsparus ekstremaliam slėgiui (EP). Daugelis automobilių gamintojų reikalauja tepalo, kurio sudėtyje yra molibdeno disulfido (MoS2), kad suteptų universalius šarnyrus (slystančią jungtį universalios jungties viduryje, kuri keičia universalios jungties ilgį), nes jis gali atlaikyti labai dideles smūgines apkrovas ir apsaugo metalą nuo dilimo.
• Keraminiai tepalai (apsauginiai nuo strigimo): Kardano centravimo įvorių arba flanšų kontaktinius paviršius patartina patepti plonu bemetalių keraminių tepalų sluoksniu. Tai apsaugo dalis nuo rūdijimo ir palengvina kito mechaniko gyvenimą (arba jūsų pačių gyvenimą po daugelio metų).

Auksinė 7 taisyklė: Balansavimas ir pastabumas

Kardaninis velenas nėra tiesiog vamzdis; jis gamykloje dinamiškai subalansuojamas kaip tikslus, pilnas vienetas, dažnai prie vamzdžio priklijuojant arba privirinant mažas metalines svarstykles (panašiai kaip automobilių ratlankiai). Tikslas – užtikrinti, kad tūkstančiais apsisukimų besisukantis vamzdis nesukeltų gniuždančių vibracijų dėl išcentrinės jėgos.

Kai pradedate ardyti kardaninį veleną, kad pakeistumėte skersinius (nuimdami kardaninį veleną per pusę nuo sriegio jungties), būtinai žymėkite žymeklį arba aštrų kaltą tiksliai ant abiejų kardaninio veleno pusių ir flanšų!

Kardanas, sumontavus naujus kryžius, turi būti surinktas mikroskopiniu tikslumu tiksliai toje pačioje padėtyje, kokioje buvo gamykloje (arba kaip buvo prieš remontą). Jei movos dantuką surinksite net vienu dančiu neteisingai arba flanšus pasuksite 180 laipsnių į neteisingą padėtį, atsiras beprotiškų vibracijų, kurios važiuojant keliu išjudins dantų sandariklius. Jei taip atsitiks, kardaną reikia nuvežti į specializuotą įmonę dinaminiam balansavimui, o tai yra brangi procedūra.

santrauka

Jūsų automobilio pavaros sistemos sveikata tiesiogiai priklauso nuo šių paslėptų herojų. Universali jungtis sugeria sukimo momento smūgius ir užtikrina sklandų važiavimą, o universali jungtis leidžia atlikti kai ką, kas nepaklūsta fizikai – perduoti didžiulę sukimo jėgą nuolat kintančiais kampais. Įsiklausydami į savo automobilį, pastebėdami pirmuosius girgždesius ar spragtelėjimus perjungiant pavaras ir anksti į juos reaguodami naudodami aukštos kokybės (lemförder, spicer, skf ir kt.) atsargines dalis, išvengsite vėlesnių didelių remonto išlaidų ir pavojingų situacijų kelyje.

Ar norėtumėte, kad padėčiau jums rasti naują universalią jungtį ar jungties įvorę, kuri tiksliai atitiktų jūsų automobilio modelį, ir patikrinčiau, kokio konkretaus guolių tepalo reikalaujama jūsų automobilio gamyklinėje instrukcijoje?