Признаки поломки карданных валов камаз и особенности их ремонта

Torque › Блог › Неисправности крестовин и их признаки

Крестовина карданного вала – шарнир, применяющийся для передачи крутящего момента к мосту в условиях меняющегося положения автомобиля в пространстве. Присутствует в заднеприводных авто, в которых для передачи усилий от двигателя к колесам используется карданный вал и мосты.

Геометрически крестовина представляет собой перпендикулярные оси, опирающиеся на подшипники игольчатого типа. Данная деталь изготавливается из легированной стали, проходит закалку и обладает высокой прочностью. Благодаря этому, крестовина способна длительное время выдерживать высокие нагрузки.

В состав карданного шарнира входит:

две вилки;
четыре шипа;
игольчатые подшипники;
стопорные кольца.

Признаки неисправности крестовины:

Ремонт крестовины кардана необходимо производить при наличии следующих внешних признаков:

вибрация карданного вала;
стуки при начальном движении автомобиля;
скрип при разгоне;
ощущение биения в ходовой части.

Основные неисправности карданной передачи, требующие ее ремонта и сопровождающиеся вышеприведенными симптомами, заключаются в заклинивании или разрушении крестовины кардана, а также в ее значительной выработке. Последнее приводит к появлению люфта.

Неисправная крестовина требует замены, после которой возникает необходимость в отцентровке отремонтированного карданного вала.

Замена неисправной крестовины:

Опытные механики за сутки до работ по замене крестовины кардана обильно заливают деталь жидкостью типа WD-40 для облегчения выкручивания болтов.

Замена крестовины карданного вала начинается с нанесения меток, с помощью которых отмечается взаимное расположение частей вала относительно друг друга. В некоторых случаях это позволяет избежать дальнейшей балансировки детали. Работу выполняют на подъемнике.

Работу начинают с демонтажа карданного вала. Перед тем, как снять кардан, рекомендуется легкими ударами молотка обстучать все имеющиеся резьбовые соединения. После этого ключом на 13 выкручивают болты крепления подвесного подшипника и гайки, крепящие вал к хвостовику. После этого деталь снимают с автомобиля.

Сняв с крестовины стопорные кольца, вал устанавливают таким образом, чтобы подлежащая замене деталь была на весу. После этого молотком и оправкой с крестовины сбивают чашки и извлекают элемент.

Перед тем, как собрать карданную передачу, следует тщательно очистить от загрязнений посадочные места крестовину и стопорных колец. Края отверстий можно обработать наждачной бумагой.

Перед началом монтажа с новой крестовины необходимо снять чашечки, после чего не полностью вставить их в посадочные отверстия.

Сама крестовина вставляется в уже установленные чашечки, после чего они набиваются на нее до конца. Для удобства можно использовать мощную струбцину, позволяющую запрессовать элементы без ударных нагрузок. Аналогичным образом осуществляют монтаж крестовины с другой стороны. После этого устанавливаются стопорные кольца.

Перед тем, как проверить правильность работ на ходу, следует завести авто и понаблюдать за ним. Наличие вибрации может свидетельствовать о неправильной установке деталей относительно друг друга и необходимости балансировки карданного вала.

Torque рекомендует проводить своевременное обслуживание и диагностику карданного вала и крестовины. Это позволит сохранить в исправном состоянии мосты и коробку передач. В автомобилях заднеприводной конструкции поломка этих агрегатов часто становится следствием вибрации, возникающей при неисправностях кардана.

НЕИСПРАВНОСТИ КАРДАННЫХ ВАЛОВ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

студент 4 курса, кафедра эксплуатации и организации движения автотранспорта БГТУ им. В.Г.Шухова, г. Белгород

ст. преп. БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород

Карданный вал — атрибут практически любого заднеприводного и полноприводного автомобиля. Он входит в число незаменимых узлов трансмиссии, без которых автомобиль просто не поедет. Главная задача карданного вала — передать крутящий момент от одного агрегата к другому, оси валов которых между собой могут не только не совпадать, но и работать при постоянно изменяющихся межосевых расстояниях и к тому же в разных вертикальных и горизонтальных плоскостях. Кардан состоит из вала, скользящей вилки, двух крестовин (шарниров), двух фланец-вилок, уплотнений и, конечно же, деталей крепления (специальных болтов).Вал изготавливается из сварной или бесшовной трубы. С одной стороны к нему приваривается неподвижная вилка шарнира, а с другой — шлицевая втулка, на которую посажена подвижная скользящая вилка с шарниром. Шлицевое соединение кардана обеспечивает изменение его рабочей длины при работе подвески [4].

Рисунок 1. Карданный вал

Устройство основных частей карданных передач приведено на (рис. 2). Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок — 1 и соединенных крестовиной 3. Одна из вилок иногда имеет фланец, а другая приварена к трубе карданного вала или имеет шлицевой наконечник 6 (или втулку) для соединения с карданным валом. Шипы крестовины устанавливаются в проушины обеих вилок на игольчатых подшипниках 7[1].

Каждый подшипник размещается в корпусе 2 и удерживается в проушине вилки крышкой, которая присоединена к вилке двумя болтами, стопорящимися усиками шайбы. В отдельных случаях подшипники закрепляются в вилках стопорными кольцами. Для удержания смазки в подшипнике и защиты его от попадания воды и грязи имеется резиновый самоподжимной сальник [1].

Внутренняя полость крестовины через масленку заполняется смазкой, поступающей к подшипникам. В крестовине обычно имеется предохранительный клапан, защищающий сальник от повреждения под действием давления нагнетаемой в крестовину смазки. Шлицевое соединение 6 смазывается с помощью масленки 5 [1].

Рисунок 2. Детали карданного шарнира неравных угловых скоростей

Неисправности карданной передачи обычно проявляются в виде резких стуков в карданах, возникающих при движении автомобиля в момент перехода с одной передачи на другую и резком увеличении числа оборотов коленчатого вала двигателя(например, при переходе от торможения двигателем к разгону)[1].

Показателем нарушения нормальной работы кардана может быть его нагрев до высокой температуры (свыше 100°С). Это происходит вследствие значительного износа втулок и шипов кардана, игольчатых подшипников, крестовин и шлицевых соединений кардана, в результате чего нарушается центровка кардана и возникают значительные ударные осевые нагрузки на игольчатые подшипники [1]. Повреждения пробковых сальников крестовины кардана приводят к быстрому износу шипа и его подшипника. При техническом обслуживании карданную передачу проверяют резким проворачиванием карданного вала от руки в обе стороны. По величине свободного проворачивания вала определяют степень износа карданов и шлицевых соединений. Через 8-10 тыс. км пробега проверяют состояние болтовых соединений фланцев ведомого вала коробки передач и вала ведущей шестерни главной передачи с фланцами концевых карданов и крепления промежуточной опоры карданного вала [1].

Таблица 1.

Неисправности карданной передачи и способы устранения

Причина неисправности

Способ устранения неисправности

Вибрация карданного вала

1. Искривление трубы вследствие наезда на препятствие

1. Отрихтовать вал в сборе и отбалансировать динамически или заменить собранный вал

2. Износ подшипников и крестовин

2. Заменить подшипники и крестовины и отбалансировать динамически собранный вал

3. Износ втулок удлинителя и скользящей вилки

3. Заменить удлинитель и скользящую вилку и отбалансировать динамически собранный вал

Стуки при трогании с места и при езде в накат

1. Износ шлицев скользящей вилки или вторичного вала коробки передач

1. Заменить изношенные детали. При замене скользящей вилки отбалансировать динамически собранный вал

2. Ослабление болтов крепления фланцевой вилки к фланцу ведущей шестерни заднего моста

2. Подтянуть болты

Выбрасывание масла из сальников карданных подшипников

Износ пробковых колец сальников карданных подшипников

Заменить пробковые кольца, сохранив при переборке относительное положение всех деталей карданного вала. Если имеется износ крестовин и подшипников, заменить подшипники и крестовины и отбалансировать динамически собранный вал

Финальный и обязательный этап в ходе любого ремонта карданного устройства – это проведение его балансировки. Она нужна для окончательной проверки карданного вала и даже в случае обнаружения дисбаланса в уже собранном механизме, можно уравновесить его балансировочными грузиками, привариваемыми на трубу карданной передачи. Карданный вал, прошедший грамотную балансировку, должен функционировать фактически без единого звука. В итоге, сбалансированный карданный вал монтируется обратно на транспортное средство. Если ремонт был осуществлён качественно, то срок его службы будет гарантированно долгим [4].

Балансировка является заключительной операцией при ремонте и восстановлении карданных валов. Именно качество балансировки вала определяет надежность и долговечность работы всех узлов и механизмов трансмиссии именно для этого используется стенд для балансировки (рис. 3).

Рисунок 3. Стенд для балансировки карданного вала

В данной статье рассмотрел неисправности карданных валов и способы их устранения. Так как своевременное обслуживание данного высоко нагруженного узла позволяет увеличить срок службы и эксплуатацию автомобиля.

Распространенные неисправности карданного вала

Утечка масла в сочленении коробки и передней части карданного вала

Встречается на автомобилях со шлицевым соединением, расположенном в коробке или раздатке.

Причины появления протечки:

1. Протечка масла происходит вследствие дефекта сальника в коробке. Уплотнительное кольцо со временем дубеет, образуя щель между подвижным штоком кардана и сальником. Устраняется заменой сальника в коробке, раздатке.
2. Нарушение зеркала на подвижном штоке (шлицевом соединении) карданного вала. Появление на шлицах заусениц или шероховатостей. Лечиться заменой шлицов. Как временный вариант заусенцы можно зачистить шкуркой «нулевкой», уменьшающий протечку.

Тяжелые удары или стук сразу после включения коробки передач, вибрация при наборе скорости

Основная причина ударов или стуков при нагрузке на карданный вал – люфт!

1. Наиболее распространённой причиной является неисправность крестовины карданного вала. При ее разрушении появляется сильный люфт и, как следствие — удары. Необходима замена крестовины.
2. Ослабление затяжки болтов карданного вала. Внимательно осмотрите все болты и надежно затяните. Если болты не трогали ближайшее время, то проблема не в них.
3. Сильно изношены подвижные шлицы карданного вала. Для устранения неисправности, производиться замена шлицов кардана.
4. Сильный люфт в комплекте под подшипник. Обычно сопровождается частой заменой подшипника карданного вала. Лечиться установкой комплекта под опору.

Периодическое или постоянное наличие скрипа

Периодический скрип возникает при нажатии на педаль газа, а при движении накатом пропадает. В некоторых случаях появление скрипа зависит от температуры на улице, а также угла работы шарнира – крестовины или шруса.

1. Заклинило крестовину карданного вала. Как правило, сопровождается наличием ржавых подтеков на крестовине. Шприцовка не поможет. Заклинивание означает, что произошла деформация подшипника стакана. Следующим этапом будет ее разрушение. Необходимо как можно быстрее заменить шарнир.
2. Подклинивает Шрус кардана в рабочем диапазоне. Перебрать, внимательно осмотреть на наличие выработки и смазать, если не поможет — заменить.

Вибрация – как основная неисправность кардана

Прежде чем искать неисправности карданного вала, убедитесь в отсутствии дисбаланса на колесах.

Если вибрация карданного вала проявляется в определенном диапазоне скоростей (от 60 до 80 км/ч, от 90 до 120 км/ч) – это хорошая вибрация, которую устраняет балансировка карданного вала. Как правило, такого рода вибрация появляется после ремонта карданного вала: замены крестовины, подшипника, укорачивания и удлинения или разборкой-сборкой кардана не по заводским меткам.

Если вибрация началась внезапно с определённой скорости и постоянно увеличивается с ее набором. При этом ремонт карданного вала не производился. Необходимо проверить следующие неисправности:

1. Нарушение плавности хода и люфты в крестовинах. Необходимо заменить изношенные шарниры.
2. Попадания инородного тела (вплоть до песчинок) при установке кардана на мост, раздатку, коробку. Отчистить от грязи фланцы кардана и приемные фланцы на автомобиле.
3. Люфт в подвижных шлицах или неподвижных шлицах (комплекте под опору) карданного вала. Необходима замена шлицевых соединений.
4. Отрыв или крайняя степень коррозии балансировочных пластин. Осмотрите кардан, при отрыве пластины, очень хорошо видно место ее крепления. Устраняется балансировкой.
5. Налипшая грязь на карданном вале. Очистите вал от грязи.
6. Гнутая труба, вследствие механического удара при наезде на булыжник или бордюр. В некоторых случаях лечиться правкой трубы на гидравлическом прессе. В среднем, при деформации трубы более чем на 1,5 миллиметра меняется на новую.

Как удостовериться, что вибрация от кардана

Во время движения по тахометру заметьте величину оборотов двигателя, при которых появляется вибрация. Затем на другой передаче доведите обороты до возникновения такого же явления.

1. Если вибрация возникает на одних и тех же оборотах, но на разных передачах, то причина неисправности не в кардане, поскольку скорость его оборотов была разной.
2. Если вибрация исчезает или уменьшается при работе на другой передаче при одних и тех же оборотах двигателя, то проверьте выше описанные возможные причины неисправности.

Звон в трубе карданного вала

1. Отлетела крышка шлицов, препятствующая попаданию смазки в трубу. Необходимо разрезать кардан, и приварить крышку на место.
2. Обрыв или отслоение опоры свинцового сердечника, установленного в трубе для компенсации дисбаланса. Только замена карданного вала.

Звон от карданного вала

Проверить посадку защитного пыльника опоры. Если болтается, выставить и прихватить сваркой.

Скребущий звук

Проверьте, не задевает ли карданный вал картер коробки передач, выхлопную систему по характерным следам.

Вой или свист от привода

1. Износ подшипника карданного вала. Необходима замена подвесного подшипника.
2. Износ подшипника в раздатке или коробке.

Как определить неисправность подвесного подшипника

Неисправность подшипника карданного вала определяется по характерному шуршащему звуку. Исправный подшипник при вращении практически не издает шум, вращается без усилия, плавно и без подклинивания.

Карданный вал КамАЗа: описание, ремонт и замена

Автомобили марки КамАЗ весьма популярны в России. Эти машины любят за их высокую ремонтопригодность и дешевизну обслуживания. Техника отлично выдерживает суровые сибирские морозы. Все автомобили марки КамАЗ имеют задний привод с конфигурацией 6 х 4. Ввиду этого на грузовике обязательно используется карданный вал. КамАЗ имеет несколько таких элементов в конструкции. Для чего нужна данная деталь, как она обслуживается и как работает? Обо всем этом и не только читайте в нашей сегодняшней статье.

Описание

Итак, что это такое? Карданный вал являет собой составную часть трансмиссии автомобиля КамАЗ. Карданные валы на эти авто производят на Гродненском заводе. Механизм призван передавать энергию вращения от вторичного вала КПП на редуктор переднего или заднего моста. Как мы уже отметили ранее, КамАЗ имеет колесную формулу 6 х 4 (если рассматривать большинство моделей). Ввиду этого в конструкции имеется и вал карданный межосевой. КамАЗы с колесной формулой 4 х 2 (например, седельный тягач модели 5490) таковым элементом не оснащаются.

Отметим, что в конструкции данного грузовика присутствует не один и не два таких элемента. Карданный вал может быть:

• Основным. Призван работать в качестве опоры для приводов ведущих колес. Может состоять из нескольких частей, как в случае с колесной формулой 6 х 4. Также его при необходимости удлиняют и крепят на подвесном подшипнике. Последний не дает валу смещаться в сторону при вращении.
• Вспомогательным. Такой механизм используется для подсобных узлов. В качестве примера можно выделить рулевой карданный вал КамАЗа. Здесь тоже имеется редуктор и крестовины. Однако энергия от вращения руля здесь передается на колеса не напрямую, а посредством специальных тяг. Также в этом процессе задействуется гидравлический усилитель.

Отметим, что оба типа элементов способны выдерживать колоссальные нагрузки. Данный параметр особо важен в коммерческом транспорте. Поэтому изготавливается карданный вал КамАЗа из высокопрочных марок стали.

Еще одно свойство данного элемента – высокая ремонтопригодность. Что это значит? Элемент не обязательно менять на новый. Можно произвести ремонт карданного вала КамАЗа. Восстановленный механизм будет абсолютно пригоден к эксплуатации. В устройстве нет сложных деталей, поэтому при отсутствии механических деформаций оно прослужит еще очень долго. Есть живые примеры, когда карданный вал КамАЗа без замены эксплуатировался 400-600 тысяч километров.

Устройство

Как мы уже сказали ранее, данный механизм может состоять из нескольких секций. Все зависит от его типа и длины транспортного средства. В таком случае вал на месте излома крепится подвесным к раме. Это позволяет сэкономить место и увеличить клиренс. Сам карданный вал КамАЗа состоит из пустотелой стальной трубы, к которой присоединяются крестовые наконечники. Кроме этого, в конструкции обязательно присутствуют:

• карданные шарниры;
• эластичная муфта;
• промежуточный и основной вал;
• опора с подшипником;
• соединительные элементы (различные болты и гайки).

Эластичная муфта выполнена из плотной резины и содержит в себе несколько отверстий с металлическими втулками. Именно сюда закрепляется конец карданного вала. Элемент может выходить из строя в случае, если крутящий момент передавался рывками и со значительными перепадами. Для чего он нужен? Эластичная муфта призвана гасить колебания и вибрации. Чтобы ее не рвало, внутри резины есть армирующие нитки. Муфта при помощи нескольких фланцев крепит передний кардан с коробкой переключения передач. Совмещаются оба механизма посредством центрирующего кольца и втулки. Первая деталь находится на валу трансмиссии, а вторая расположена во фланце карданного вала. Передний вал дополнительно оснащен шлицевыми наконечниками спереди. Сзади можно увидеть вилки карданных шарниров. Но это еще не все тонкости конструкции.

Если длина автомобиля большая, карданный вал КамАЗа разделяется на две части, что соединяются при помощи шарнира. В качестве промежуточной опоры выступает подшипник шарикового типа. Он закрепляется внутри резиновой подушки. Последняя позволяет смягчить вибрации, что будут передаваться на раму при вращении вала. Карданный шарнир изготовлен из двух вилок. Они соединяются между собой крестовиной. На ее шипах имеются игольчатые подшипники – именно они и обеспечивают вращение элемента. Данные подшипники смазываются при сборке и закрываются уплотнительными кольцами.

Почему нельзя применить вместо крестовин ШРУСы, ведь максимальный угол передачи крутящего момента у первых всего 25-30 градусов? ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) менее ремонтопригодный и сильно подвержен воздействиям влаги. Если порвется его пыльник, шарнир придет в негодность. В этом плане крестовины для карданного вала более надежны и просты в обслуживании. Также вал на ШРУСах значительно увеличивает стоимость самого автомобиля.

Как работает?

Принцип действия КВ весьма простой. Он входит в зацепление одновременно с двумя деталями – валом коробки передач и редуктором заднего моста. Когда автомобиль приводится в движение, вращается хвостовик КПП. Вместе с ним энергия крутящего момента идет на вал, а далее – на редуктор. Затем данная сила заставляет двигать колеса посредством полуосей. Если у КамАЗа два ведущих моста, они жестко соединены еще одним карданом. Энергия на второй мост автоматически передается от первого, поскольку вал жестко скреплен с механизмами. Таким образом, главная задача данного элемента – это передача крутящего момента от коробки на исполнительные механизмы. В данном случае это мост и полуоси. Если говорить о рулевой системе, то здесь вал взаимодействует с рулевой колонкой и червячным редуктором (расположен он между ними). Принцип работы элемента все тот же. Единственное, в конструкции нет подвесного – только крестовины.

Обратите внимание: если превысить угол искривления вала (с крестовинами это не более 20 градусов), потеряется опора механизма, в результате чего элемент разбалансируются. Вибрации будут переходить на раму и другие узлы автомобиля. Резиновая подушка не в состоянии гасить такие нагрузки, а подшипник будет постепенно разбиваться даже при наличии смазки.

Характеристики

Рассмотрим вал седельного тягача КамАЗ-5410. Он имеет следующие характеристики:

• Минимальная длина – 638 миллиметров.
• Вес карданного вала КамАЗа 5410 – 30 килограмм.
• Осевой ход – 165 миллиметров.
• Используемая крестовина – «евро» со стопорными кольцами.
• Размер крестовины – 50 на 135 миллиметров.

Какой имеет карданный вал КамАЗа размеры фланца? В нем просверлены четыре отверстия по 16 миллиметров. Размер по центрам противоположных отверстий фланца – 140 миллиметров. На данный момент стоимость основного карданного вала для грузовика КамАЗ 5410 составляет 11 тысяч рублей. Несколько иные характеристики у самосвала модели 55111. Здесь карданный вал имеет длину в 786 миллиметров и весит 40,9 килограмма. Размеры отверстий на присоединительном фланце – 15 на 150 миллиметров. Что примечательно, крестовина карданного вала самосвала КамАЗ такого же типа, как на тягаче – «евро» со стопорными кольцами. Стоимость элемента – от 11 до 15 тысяч рублей.

Полезно знать: максимальный передаваемый крутящий момент карданного вала КамАЗа составляет 12,5 тысяч Нм.

О неисправностях

Несмотря на простоту конструкции, данный механизм может терять работоспособность. Это происходит по нескольким причинам:

• износ подшипников;
• повреждение сальников;
• деформация карданного вала;
• повреждение защитного чехла шарнира;
• ослабление крепежных механизмов.

Что часто выходит из строя?

В основном, выходят из строя подшипники подвесного и крестовин. Это происходит из-за отсутствия смазки или излишних вибраций. Также отметим, что смазка со временем может засыхать. Поэтому нужно использовать специализированные продукты, которые не теряют своей вязкости долгое время. При бережной эксплуатации шарниры могут прослужить минимум до 200 тысяч километров.

Что касается труб, то они при отсутствии механических повреждений могут служить десятилетиями без замены. Карданный вал КамАЗа весьма прочный. Дабы не производить ремонт элемента, регулярно следите за состоянием защитных чехлов шарниров. Это касается и подвесного подшипника.

Когда вал может выходить из строя чаще положенного?

Данный элемент выходит из строя при:

• пробуксовке в грязи;
• эксплуатации по снежным дорогам с глубокой колеей;
• неправильном выборе скоростей, из-за чего на вал воздействует сильнейший удар.

Ремонт и обслуживание

Данная операция заключается в снятии вала и смазке крестовин, а также шлицевых соединений. Рекомендуется для этого использовать «Литол-24». Это густое масло, которое не засыхает продолжительное время. Закачивается продукт в шлицевые соединения посредством пресс-масленок.

Как демонтируется карданный вал КамАЗа?

Сначала нужно подготовить следующий набор инструментов:

• торцевые ключи;
• отвертки;
• молоток;
• щетку по металлу;
• медную или алюминиевую наставку.

Работы лучше производить при наличии эстакады или смотровой ямы. Сначала необходимо произвести метки, где вал крепится к муфте. Так мы исключим возможный дисбаланс при последующей установке. На втором этапе следует открутить гайки, что соединяют вал с хвостовиком заднего моста. Часто они прикипают, и их приходится выбивать молотком.

Обратите внимание: если на болтах слизанная резьба, повторной установке они не подлежат. Следует приобрести новые болты, изготовленные из закаленной стали. Дальше извлекаются фиксаторы и стопорные кольца. Последние должны находиться сверху. Затем при помощи оправки и молотка выбиваем чашку. Далее чистим проушины, смазываем канавки для стопорных колец.

Монтируется на место карданный вал таким же образом. Чтобы правильно установить крестовину, нужно снять чашки, противоположные друг другу, и заправить элемент в проушину. После этого сдвигаем деталь в сторону, надевая одновременно чашку. Помните, что при сборке нужно проверять целостность соединительных болтов. Если они повреждены, их следует заменить на новые.

О балансировке

Один из важнейших этапов ремонта – это балансировка. Производитель отмечает, что допустимый дисбаланс карданного вала КамАЗа составляет 123 грамма на сантиметр. На деле это можно ощутить по вибрациям на скорости от 60 и более километров в час. Балансировать карданный вал лучше на специализированном оборудовании. Это стенд, работающий по принципу балансировки колес автомобиля. После замеров мастер определяет дисбаланс и наваривает специальные грузики. И так до тех пор, пока отклонения полностью не будут устранены.

В заключение

Итак, мы выяснили, что такое карданный вал и для чего он установлен на автомобиле КамАЗ. Это неотъемлемый элемент трансмиссии, поскольку через него передается вся энергия крутящего момента на задние мосты. Конструкция его, как мы уже убедились, весьма простая. Но чтобы вал прослужил действительно долго, его нужно периодически обслуживать – смазывать и балансировать.