Балансировка карданного вала

Для чего проводят балансировку?

Балансировка представляет собой механическую манипуляцию, которая позволяет сократить вибрацию и различные нагрузки на отдельные элементы и части двигателя. Вследствие этого повышается его надежность и работоспособность процессе эксплуатации.

В большинстве случаев в данной операции нуждается автомобили с изношены механизмом. В последнее время даже новые модели автотранспорта нуждаются в данной манипуляции.

Как понять когда необходимо проводить балансировку? Опытные специалисты выделяют ряд признаков, по которым рекомендуется проводить данную процедуру.

Данное явление свидетельствует о различных погрешностях, которые были допущены на промышленном производстве.

Помимо этого некачественные материалы в основе конструкции могут спровоцировать увеличение расстояния между деталями коленчатого вала.

Почему карданный вал не применяют вместо ШРУСов?

Казалось бы вполне логичный вопрос. Если карданный вал имеет такую способность к вращению даже при изменении угла валов относительно друг друга, то почему бы его не использовать в переднеприводных автомобиля?

Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть один из существенных недостатков такого вида передачи. Он заключается в несинхронности вращения одного их валов. Дело в том, что если, например, ведущий вал вращается с равномерной скоростью, то ведомый будет обязательно вращаться неравномерно. В автомобилях с передним приводом передача синхронного вращающего момента на ведущие передние колеса является самым главным, поэтому там используются более сложные аналоги кардана – ШРУСы.

Тем не менее, не смотря на этот недостаток, можно сделать вывод о том, что он легко устраняем, если установить на каждом валу специальные парные шарниры, которые сравняют синхронность вращения, пусть не до абсолютно, но хотя бы примерно равных размеров.

ШРУС же, является разновидностью кардана и имеет более сложную конструкцию и другой существенный недостаток – невозможность поворота колес более угла в 70 градусов. Шарнир же значительно выигрывает по сравнению с обычным карданом, но имеет и свои недостатки.

• Во-первых, «гранаты» имеют более низкий срок службы, чем кардан и очень часто выходят из строя.
• Во-вторых, надежность крепления шарнира и кардана – тут безусловно выигрывает именно кардан, так как имеет более толстую цельнометаллическую конструкцию.

В процессе работы на заднем приводе, кардан имеет свойство создавать определенные вибрации при движении на больших оборотах. Данные недостатки сокращаются путем применения сразу двух карданных валов. Увеличение количество передач приводит к плавности движения и при преодолении различных неровностей дорожного покрытия.

Все соединения карданного вала с коробкой передачей смазываются трансмиссионным маслом. В некоторых коробках передач такой вал вставляется прямо внутрь коробки, где и происходит смазка данного элемента.

Балансировка карданного вала

Существует несколько возможных причин негативного изменения. Прежде всего, это может быть связано с изначальным неправильным соблюдением точных размеров отдельных деталей

Вся конструкция карданного вала представляет собой несколько элементов, расположенных на одной оси

В связи с этим весьма важно, чтобы данная деталь всегда находилась в состоянии сбалансированности. В случае если это условие нарушится, остальные узлы автомобильной трансмиссии будут испытывать серьезную нагрузку

В дальнейшем дисбаланс может повлечь за собой выход из строя не только карданной передачи, но и других агрегатов машины.

Назначение и устройство карданного вала ВАЗ 2107

Карданный вал — механизм, соединяющий коробку передач с редуктором заднего моста и предназначенный для передачи крутящего момента. Наибольшее распространение передача такого типа получила на автомобилях с задним и полным приводом.

Устройство кардана

Карданный вал ВАЗ 2107 состоит из следующих элементов:

• одна или несколько секций из тонкостенной полой трубы;
• шлицевое раздвижное соединение;
• вилка;
• крестовина;
• подвесной подшипник;
• элементы крепления;
• задний подвижный фланец.

Карданный вал ВАЗ 2107 имеет довольно простое устройство

Карданная передача быть одновальной или двухвальной. Второй вариант предполагает использование промежуточного механизма, к задней части которого прикреплён хвостовик со шлицами снаружи, а на передней через шарнир зафиксирована скользящая втулка. В одновальных конструкциях промежуточный участок отсутствует.

Передняя часть кардана крепится к коробке передач через подвижную муфту на шлицевом соединении. Для этого на конце вала есть отверстие с внутренними шлицами. Устройство кардана предполагает продольное перемещение этих шлицов в момент вращения. Конструкцией также предусмотрен подвесной подшипник, прикреплённый с помощью кронштейна к кузову. Он является дополнительной точкой крепления кардана и предназначен для ограничения амплитуды его движения.

Между средним и передним элементом карданного вала расположена вилка. Вместе с крестовиной она передаёт крутящий момент при изгибе кардана. Задняя часть вала прикреплена к редуктору заднего моста через фланец. Хвостовик посредством внешних шлицов входит в зацепление с фланцем главной передачи.

Кардан является унифицированным для всех классических моделей ВАЗ.

Устройство крестовины

Крестовина ВАЗ 2107 предназначена для совмещения осей кардана и передачи момента при изгибе его элементов. Шарнир обеспечивает соединение вилок, прикреплённых к концам механизма. Основным элементом крестовины являются игольчатые подшипники, благодаря которым кардан может двигаться. Эти подшипники вставляются в отверстия вилок и фиксируются стопорными кольцами. При износе шарнира карданный вал начинает стучать во время движения. Изношенная крестовина всегда меняется на новую.

Брагодаря крестовине становится возможным вращение кардана под разными углами

Виды карданных валов

Карданные валы бывают следующих типов:

• с шарниром равных угловых скоростей (ШРУС);
• с шарниром неравных угловых скоростей (классическая конструкция);
• с полукарданными упругими шарнирами;
• с жёсткими полукарданными шарнирами.

Классический кардан состоит из вилки и крестовины с игольчатыми подшипниками. Такими валами оснащается большая часть заднеприводных автомобилей. Карданы со ШРУСами обычно устанавливаются на внедорожниках. Это позволяет полностью устранить выбрацию.

Существует несколько видов карданов: на ШРУСах, с упругими и жесткими шарнирами

Механизм с упругими шарнирами состоит из резиновой муфты, способной передавать крутящий момент при углах не более 8˚. Так как резина довольно мягкая, кардан обеспечивает плавное начало движения и предотвращает резкие нагрузки. Такие валы не нуждаются в техническом обслуживании. Жёсткий полукарданный шарнир имеет сложную конструкцию, предполагающую передачу крутящего момента благодаря зазорам в шлицевом соединении. Такие валы имеют ряд недостатков, связанных с быстрым износом и сложностью изготовления, и в автомобильной индустрии не используются.

Шрусовый кардан

Несовершенство конструкции классического кардана на крестовинах проявляется в том, что при больших углах возникают вибрации и теряется крутящий момент. Карданный шарнир может отклониться максимум на 30–36˚. При таких углах механизм может заклинить или совсем выйти из строя. Этих недостатков лишены карданные валы на ШРУСах, обычно состоящие из:

• шариков;
• двух колец (наружного и внутреннего) с канавками для шариков;
• сепаратора, ограничивающего движение шариков.

Максимально возможный угол наклона кардана такой конструкции составляет 70˚, что заметно выше, чем у вала на крестовинах. Существуют и другие конструкции шрусовых карданов.

Шрусовой кардан позволяет передавать крутящий момент под большими углами

Где отбалансировать коленвал – варианты ремонта

Есть два способа, как отбалансировать коленвал

. Первый – статический, он является менее точным. В этом случае используются специальные ножи, на которые и устанавливается деталь. А дисбаланс определяется по ее положению во время вращения. Если верхняя часть коленвала легче нижней, то на нее крепят грузики и производят такие замеры и догрузку до достижения равновесия. И только после этого на противоположной стороне высверливаются отверстия для противовеса.

Второй вид – динамическая балансировка . Для ее осуществления необходимо специальное оборудование. Коленчатый вал устанавливается в плавающие постели и раскручивается до нужных оборотов. Световой луч находит и сканирует наиболее тяжелую точку, которая провоцирует тряску, и выводит ее на экран. А для достижения баланса дело остается за малым – удалить с нее лишний вес.

Правила эксплуатации авто

Чтобы карданный вал прослужил дольше, необходимо руководствоваться некоторыми правилами, которые помогут детали подвергаться меньшим нагрузкам в процессе работы:

1. Старайтесь ограничиваться от езды по неровным дорогам, поскольку постоянная тряска негативно сказывается на геометрии карданного вала.
2. Трогайтесь с места плавно, не допуская излишних пробуксовок, резких стартов, которые заметно увеличивают нагрузку на ходовую часть транспортного средства.
3. Попав в яму, пробуйте выезжать из нее плавно, не раскачивая автомобиль. Возите с собой специальные коврики для подкладывания под колеса, чтобы минимизировать риск поломки шасси или кардана.
4. Передачи переключайте не резко, чтобы снизить нагрузку на специальную эластичную муфту.
5. Своевременно обращайтесь в автомобильный сервис за полной диагностикой транспортного средства, а также за советами по ремонту и обслуживанию авто.

Причины вибрации карданной передачи

• Люфт в подшипниках крестовин, превышающий допустимые значения. Устраняется эта неисправность, как и следующая за ней по списку, заменой пришедшей в негодность крестовины.
• Потеря подвижности игольчатых подшипников крестовин вследствие коррозии. Обнаружить этот дефект можно своими руками, если перед ремонтом отсоединить от фланцев трансмиссии крепление хотя бы одного торца карданной передачи и попытаться отвести освободившийся конец в сторону.
• Глубокие трещины в эластичной муфте. Ремонт заключается в замене этой детали.
• Несоосность крестовин после переделки карданного вала или из-за неправильной сборки узла с двумя крестовинами по краям и шлицевым соединением между ними. Для ремонта – восстановите соосность шарниров.
• Ослабление крепления фланцев кардана и редуктора моста.
• Раскручивание гайки крепления фланца к хвостовику редуктора.
• Неисправность подвесного подшипника.
• Чрезмерный люфт шлицевого соединения.
• Деформация трубы карданной передачи.

Балансировка грузового кардана

Грузовые карданные валы отличаются от остальных как минимум размерами. Масса такого карданного вала в среднем составляет от 80кг и более. Балансировка карданного вала такой массы может представлять опастность, поскольку проводится нами на скоростяж выше 5000 об/мин. Это требует особой тщательности поскольку представляет опасность не только для оборудования, а так же для людей поблизости

Чем длиннее кардан, тем легче его отбалансировать, при условии что он собран механически правильно. Длинный — это от 1,5 метра. Все карданы короче требуют особо точной механической сборки и высокоточной тщательной балансировки. Это происходит по причине его мехагнической жёсткости. Если рассматривать его как упругую балку — грузовой кардан имеет самую высокую жёсткойсть из-за высокого крутящего момента он спроектирован с высоким запасом прочности и изготавливается из более прочных сталей, например некоторые американские производители применяют чугуны с высоким модулем упругости.

Сначала проверяется качество трубы: деформирована она или нет. Есть относительно простой способ сделать это. С помощью мела. Труба вращается, прислоняется мелок, который оставляет следы. По ним видны все неровности трубы. Так же можно измерить трубу штангенциркулем в 100 мм от сварного шва. Разница в диаметре трубы при повороте на 90 градусов означает, что он деформирована и требует замены.

Убедившись, что труба ровная, нужно проверить шлицы карданного вала. Люфт в шлицах недопустим. Т.к. при люфте больше 0.2мм балансировка грузового карднана невозможна. Если денег вообще нет и положение безвыходное — можно попытаться устранить самые сильные вибрации, но полностью избавить от вибрации на такой шлицевой невозможно. Так же как невозможно отбалансировать резиновый шланг — шлицевая постоянно перескакивает между крайними положениями и дисбаланс в этом случае вызван механим смещением масс в шлицевой паре. Проверить шлицевое соединение можно набив его смазкой, например литолом через маслёнку. Если вибрация пропала(конечно в этом случае не надолго), значит шлицевая выработала свой ресурс и требует немедленной замены.

Балансировка грузового кардана так же требует проверки крестовин, которые могут иметь следующие неисправности: осевой или радиальный люфт, закусывание, неравномерность вращения, согнутые вилки и зажатая крестовина в осях вращения.

Ещё одна важная неисправность, которая может помешать отбалансировать грузовой кардан — это когда молотками ударяют по фланцам редуктора и самого карданного вала при попытках снять или установить вал на место. Это недопустимо! Небольшой удар молотком по посадочному месту фланца вызовет большой дисбаланс.

Крестовины дешёвых и некомпетентных производителей как правило легко запрессовываются, пропускают воду через пыльники и быстро выходят из строя. Но самое печальное, что крестовина начинает вращаться не в подшипнике, а в посадосном месте, то есть в проушине фланцев и карданного вала. Это вызывает изнашивание, протирание, выщербление металла, снашивание проушин и в конце концов их разклёпывание, обрыв и разрушение карданного вала при движении автомобиля. Даже если карданный вал не отвалится на ходу, то придётся покупать другой, абсолютно новый т.к. даже несколько часов пробега на таких крестовинах сделают невозможной установку даже качественных крестовин. Посадочное место будет необратимо испорчено. Покупка нового кардана, такого же дешёвоого, как и крестовины приводит к такому же печальному результату. Про то как отличить хороший кардоанный вал мы написали здесь.

Основные причины и признаки дисбаланса

Существует целый ряд причин, которые могут вызвать появление дисбаланса вала. Итак, к основным из них можно отнести:

• дефект одной из составляющих кардана, допущенный в момент ее изготовления;
• различного рода повреждения, возникшие в результате ударов, столкновений, попадания в яму и т.д.;
• износ карданной передачи;
• низкокачественный ремонт, произведенный в прошлом;
• при сборке кардана не были соблюдены технологические зазоры и т.д.

Кроме того, порой балансировка требуется даже для нового кардана. Объясняется это тем, что далеко не всегда на заводе-изготовителе делают качественную балансировку вала.

Основным признаком, свидетельствующим о разбалансировке карданной передачи, является возникновение характерной вибрации. При этом она возрастает пропорционально увеличивающейся скорости автомобиля.

Балансировка карданного вала

Особенности устройства

Если не учитывать некоторые компоненты КВ в виде уплотнителей, креплений и эластичной муфты, то это устройство содержит в себе несколько ключевых составляющих. Хотя и та же муфта выполняет не менее важную роль, поскольку отвечает за поглощение вибраций и резких рывков.

Что же касается устройства карданной передачи, то тут следует выделить такие компоненты как:

• центральный вал. Его выполняют из высокопрочной стали. Фактически имеет внешний вид полой трубки;
• крестовины, имеющие шарнирные механизмы. Применяется пара таких крестовин. Они нужны для обеспечения вращения всех компонентов трансмиссии под определённым заданным углом. Во многом за счёт этого удаётся обеспечить плавную передачу крутящего момента;
• шлицевые раздвижные соединения. Этот элемент нужен в связи с тем, что при проездах по кочкам или иным препятствиям расстояние между редуктором самого моста и коробки передач увеличивается. А потому необходимо несколько удлинить карданный вал. Именно тут на помощь приходят шлицевые элементы;
• скользящая вилка. С её помощью удаётся сцепить или соединить между собой концы центрального и промежуточного вала;
• подвесной подшипник. Необходим для создания опоры конструкции, что позволяет кардану свободно вращаться вдоль собственной оси. В зависимости от того, сколько секций кардана используется в конструкции, применяется различное количество подвесных подшипников. Их монтируют непосредственно на кузов автотранспортного средства.

Но мало просто узнать, из чего состоит автомобильный карданный вал. Также следует дополнительно разобрать особенности все работающих компонентов.

Чтобы понять, как работает в машине карданный вал, необходимо уточнить некоторые нюансы относительно составляющих узла. Так вы лучше поймёте, на чём основывается используемая в авто карданная передача.

Эти агрегаты бывают двухвальными или одновальными. В случае с двухвальным устройством в механизме дополнительно присутствует промежуточный кардан, к которому в заднем отделе приварен хвостовик, дополненный наружными шлицами. А к переднему отделу с помощью шарнира монтируется скользящая втулка. Если система одновальная, тогда промежуточный участок на ней отсутствует.

В передней части авто КВ крепится в КПП за счёт подвижного соединения шлицевого типа. Для реализации такой задумки на конце механизма предусмотрено наличие специального отверстия, имеющего внутренние шлицы. Устройство позволяет осуществлять продольные смещения этих шлицов, когда машина находится в движении.

Затем монтируется подвесной подшипник КВ, который при помощи специального кронштейна устанавливается и фиксируется на кузове. Это выступает как дополнительное крепление, которое не позволяет осуществлять излишние смещения во время поездок.

После идёт вилка, располагающаяся между передней и задней частью КВ. Тут находится крестовина с игольчатыми подшипниками. За счет этих вилок и крестовин в конструкции КВ удаётся передавать момент при различных углах возможного изгиба карданного вала.

КВ фиксируется в задней части к редуктору заднего моста с помощью фланца. Параллельно с этим хвостовик, имеющий внешние шлицы, входит уже непосредственно во фланец привода автомобильной главной передачи.

Работа карданной передачи основывается на том, что она может передавать крутящий момент при меняющемся положении карданного вала в пространстве. Для реализации такой функции ключевую роль играют два компонента. А именно вилка и шарнир крестообразного типа.

Скользящая вилка позволяет несколько увеличивать длину механизма, когда автотранспортное средство движется по неровному участку дороги. Длинное шлицевое соединение не позволяет прекращать передачу момента даже в ситуациях, когда подвеска вместе с задним автомобильным мостом начинает смещаться вверх или вниз.

Задача шарнира при этом заключается в обеспечении вращения колёс при изменениях угла изгиба карданного вала. Принято считать, что механизм продуктивно работает, когда угол не превышает 20 градусов. При превышении этого значения начинается процесс активного износа элемента.

Балансировка карданных валов: все нюансы и возможности ремонта

Дисбаланс кардана является весьма тревожным сигналом. Устранить такую неполадку профессионально можно только на станции технического обслуживания. Но если у вас по каким-то причинам нет возможности обратиться за помощью к специалисту, то эта статья для вас, ведь балансировка карданных валов является неотъемлемой частью качественной и комфортной езды.

Карданный вал

Каждому опытному автомобилисту известно, что вибрация кардана приводит к быстрому износу всего автомобиля, а в частности к износу карданной передачи. Помимо этого данная неполадка вызывает огромный дискомфорт при вождении, что сказывается даже на самочувствие водителя. Устранить такую проблему поможет лишь балансировка карданных валов.

Причины появления дисбаланса

Факторов, негативно влияющих на самую важную деталь трансмиссии, огромное количество. Итак, балансировка кардана требуется когда:

1. Заводской брак;
2. Повреждение при ударах;
3. Износ вала во время его эксплуатации;
4. Некачественный ремонт бывшего в употреблении вала и так далее.

Стоит отметить и то, что даже совершенно новый кардан, установленный на автомобиль, просто «требует» регулировки. К сожалению, балансировка кардана даже на заводе изготовителе не всегда проводится должным образом.

Ремонт своими руками: умелая, но временная балансировка кардана

Балансировочный станок для карданного вала

Самым лучшим и верным вариантом для автовладельца будет поездка на станцию ТО. Имеющееся там современное оборудование поможет вам отрегулировать кардан, баланс которого нарушен. Также специалисты проведут диагностику остальных элементов узла. Но «по традиции» вибрация застигает владельца автомобиля в самый неподходящий момент, когда ближайший сервис находится за сотню километров, или когда просто нет возможности оплатить услуги специалиста, а балансировка кардана просто жизненно необходима.

В такой ситуации можно пойти двумя путями – ездить с повышающейся день ото дня вибрацией или произвести ремонт своими руками.

Внимание. Описанный ниже способ подойдет только в качестве «времянки», а сам процесс ремонта займет у вас немало времени

Балансировка кардана – несложное, но весьма долгое занятие.

Как только вы почувствовали на своем автомобиле повышение вибрации, постарайтесь доехать до гаража и произвести ремонт своими руками.

• Для начала необходимо визуально разделить кардан на несколько секторов, например на 4. Для этого вам не потребуется какое-либо специальное оборудование.
• Теперь нужно вооружиться металлическим грузом небольшого веса – грамм 30-40.
• В одном из намеченных секторов надежно закрепить груз.
• Следующим шагом станет выезд на ровную трассу. В момент езды необходимо понять, уменьшилась вибрация или наоборот увеличилась.
• Затем снова едим в гараж и крепим этот же груз в другой сектор.
• Возвращаемся на ровный участок дороги и прислушиваемся к своим внутренним ощущениям.

Балансировка кардана на СТО

Подобные манипуляции необходимо повторить со всеми участками кардана. Ремонт будет более качественным, если разбить кардан на большее количество секторов.

Определившись с оптимальным местоположением груза, можно начать эксперименты с его весом. Для этого нужно взять грузы разных весовых категорий и поочередно прикреплять их. Специальное оборудование, конечно, помогло бы сделать эту процедуру гораздо быстрее, но в нашем случае балансировка кардана происходит собственными силами.

Итак, определив точный вес и точное место, необходимо найти металлическую пластину нужной массы, и приварить ее к трубе. Балансировка кардана своими собственными руками позволит вам хоть какое-то время обойтись без специального оборудования и помощи специалистов.

Добиться идеальной точности подобным методом, не применяя необходимое оборудование, у вас вряд ли получится. Хотя бы небольшая погрешность все-таки останется, ведь балансировка кардана – это удел специалистов. Но такой ремонт поможет вам хоть некоторое время не переживать по поводу сохранности всех элементов карданной передачи.