Карданный вал — если нужен в схеме: устройство и принцип работы
Карданный вал — если нужен в схеме — часть системы «Приводы колёс». Передают вращение к колёсам
Карданный вал в модели «Приводы колёс и карданный вал»
Две трубы с крестовинами и промежуточной опорой. Крутится в 3,9 раза быстрее колёс — до 3000–4000 об/мин.
Признаки неисправности
Стук при трогании и переключении, вибрация пола на 60–100 км/ч.
Неисправности, связанные с деталью
Износ опоры и крестовины. Признаки: металлический стук при трогании и переключении, вибрация пола и гул на 60–100 км/ч. Что происходит внутри: резина промежуточной опоры треснула и провисла, середина вала ходит по кругу. Иглы в чашках крестовины выработались, появился зазор — при смене нагрузки вилки бьют друг о друга. Что проверить: покачать вал руками у крестовин и у опоры: люфт недопустим. Осмотреть резину опоры, следы ржавчины у чашек. Меняют крестовину или опору, после — балансировка вала.
Почему колесо крутится ровно, даже когда руль вывернут
Два шарнира на валу. Наружный ШРУС стоит у колеса и работает под большими углами из-за руля. Внутренний (трипод) у коробки компенсирует ход подвески, позволяя валу сдвигаться на ±25 мм.
Биссекторная плоскость. Канавки обойм устроены так, что шарики всегда стоят ровно посередине угла между валами. Точки контакта одинаково удалены от обеих осей — скорости на входе и выходе равны.
Закон косинуса для кардана. Простая крестовина под углом β вращает выход неравномерно: от cos β до 1/cos β от скорости входа, два раза за оборот. При 45° это от 71% до 141%.
Как спасают кардан. На карданном валу ставят две крестовины с одинаковыми углами и вилки в одной плоскости: вторая отменяет неравномерность первой. Поэтому углы карданов держат в пределах 3–6°.
Упрощения модели
Карданный вал укорочен примерно вдвое, ход подвески упрощён до вертикального перемещения с небольшим сдвигом колеса наружу.
Ось шкворня считается вертикальной; развал и продольный наклон не учитываются.
Углы наружного шарнира сложены из поворота и хода подвески; внутренний трипод показан с идеальными роликами, его малая неравномерность (доли процента) не видна.
В чашке крестовины 20 игл вместо обычных 25–30; зазор изношенных игл и шипов (около 2 мм) и ржавчина показаны крупнее, чем бывают; в разрезе крестовина остаётся целой, чтобы было видно шипы в чашках; чашки поворачиваются с крестовиной, хотя на самом деле стоят в вилке (они круглые, разницы не видно).
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.