Jak funguje hnací hřídel a proč je nutné v autě přenášet točivý moment?

Kardan je jedním z hlavních prvků převodovky. Konstrukce vozu je taková, že hřídele převodovky a reduktoru nápravy jsou umístěny v různých rovinách. Prvky podvozku vozu navíc nejsou pevně uchyceny. Při jízdě se tedy náprava kola bude pohybovat nahoru nebo dolů v závislosti na stavu vozovky. To ztěžuje úkol přenosu točivého momentu. Než tedy továrna Renault v 19. století začala používat kardanové pohony, auta místo nich používala řemenové nebo řetězové pohony. To snižovalo spolehlivost převodovky, protože řemeny se často opotřebovávaly a vyžadovaly výměnu.

Zařízení

V závislosti na značce a modelu vozu se může hnací hřídel skládat z několika mezihřídel. Příliš dlouhá trubka totiž vede k ohnutí a selhání celé převodovky.

Na rozdíl od kloubů s konstantní rychlostí nejsou kardanové klouby schopny rovnoměrně přenášet rychlost otáčení. Při jejich provozu nevyhnutelně dochází k pulzacím, které způsobují vibrace. Pro jejich zmenšení na minimum je při montáži kardanu nutné zajistit, aby vidlice umístěné na jeho koncích byly umístěny ve stejné rovině. Díky tomu budou vibrace v protifázi a vzájemně se kompenzují. Pro zjednodušení montáže a splnění tohoto požadavku jsou na kardanové prvky umístěny speciální značky, které označují správnou polohu dílů vůči sobě.

Navzdory tomu, že je kardan konstruován pro přenos točivého momentu pod úhlem, při překročení pracovního úhlu 20 stupňů začne účinnost převodu prudce klesat. Protože závěs v takových úhlech prostě nemůže fungovat stabilně.

Typy kardanů

Tradičně je kardanový pohon spojen s provozem převodovky vozů s pohonem zadních kol. Není to ale jediné místo, kde se používá. Řízení funguje na podobném principu.

Existují čtyři typy kardanového převodu:

• asynchronní – to jsou univerzální kardanové klouby automobilů s pohonem zadních kol;
• synchronní, ve kterém je instalován CV kloub. Takové převody se používají u automobilů s pohonem předních kol;
• pružné polokardiny, takové převody používají speciální elastické spojky, které umožňují přenos točivého momentu pod úhlem sklonu nepřesahujícím 12 stupňů;
• Pevné polokardany jsou dnes nejvzácnějším typem, používaným výhradně ve speciální výbavě. Taková ozubená kola neumožňují odchylku osy hřídele o více než 2 stupně.

Stále máte otázky? Volání:
Pouze pro volání z webu
Bezplatné číslo

Vyvažování

Nerovnováha je velmi nebezpečný jev pro jakékoli rotující prvky. Hlavním znakem nerovnováhy jsou vibrace, které se mohou při různých rychlostech zvyšovat nebo snižovat. Vibrace se přenášejí na spodek vozu a dále a způsobují únavu řidiče. Navíc zvyšují zatížení nejzranitelnějších částí kardanového systému: pantů, ložisek a pouzder. Což vede k jejich rychlému opotřebení a rozbití, stejně jako samovolnému odšroubování spojovacích prvků.

Pro tlumení vibrací, ke kterým dochází při vysokých rychlostech (více než 6000 ot./min), jsou některé zahraniční vozy vybaveny speciálními prvky – elastickými ráfky, podpěrami a spojkami tlumičů. To umožňuje výrazně prodloužit životnost kardanových hřídelí takových strojů.

Důvody nerovnováhy mohou být:

• tovární vady dílů;
• špatné vyrovnání protikusů během montáže;
• přítomnost vůlí ve spojích dílů a sestav;
• změna tvaru hřídelů (kroucení, ohýbání) během provozu nebo v důsledku mechanických nebo tepelných účinků.

Pro zjištění míry nevyváženosti používají autoservisy speciální stojany, na kterých podvozek testují. Aby se to kompenzovalo, jsou na kardanové trubce instalovány speciální vyvažovací desky. Kromě toho je velikost nevyváženosti ovlivněna vůlí příčníků a drážkovaných spojů, které se objevují během provozu. Faktem je, že při montáži v továrně je velikost mezery regulována zvláštním způsobem, ale kvůli opotřebení během provozu a během oprav je téměř nemožné zajistit požadované velikosti mezer. Proto i při přesné montáži kardanů podle značek musí být vyvážení provedeno bezchybně. Ale vzhledem k tomu, že výměna příčníků se často provádí v garážových podmínkách, je toto pravidlo zanedbáváno, což v konečném důsledku vede ke snížení životnosti kardanového systému.

Problémy s údržbou a opravami kardanových hřídelí

Dnes v naší zemi existuje řada problémů, které výrazně komplikují život majitele automobilu. Většina značkových servisních středisek tedy kardany neopravují. Protože podle technologie výrobce musí být v případě poruchy provedena kompletní výměna. Netřeba dodávat, že takový postup bude stát slušnou částku. Ruským automobilovým nadšencům proto nezbývá, než hledat jiné možnosti.

Bohužel nejoblíbenějším řešením je obracet se na soukromé specialisty. Kancelář, která se často nachází v garáži. Takoví mistři se chopí téměř každé práce. Zmodernizují kardan a vymění příčníky. Velkou otázkou ale zůstává kvalita takové práce. Například nejčastějším porušením je použití svařování při nahrazení kříže jádrem. Takové díly jsou neoddělitelné, protože podle představy výrobce musí být vyměněna celá sestava. Řemeslníci v garážích prostě nemusí mít potřebné vybavení k vrtání pojistných kroužků. Tepelné vlivy vedou k roztavení plastových prvků (axiálních podložek), částic dostávajících se mezi ložiska a jejich rychlému selhání.

Dalším problémem, se kterým se mohou majitelé aut setkat, je nedostatek originálních náhradních dílů. V tomto případě řemeslníci jednoduše vymění díly za analogy z ruských automobilů. Ale při instalaci neoriginálního náhradního dílu nevyhnutelně vzniká nerovnováha. Například při posunutí příčníku 0,3 mm se nevyváženost hnacího hřídele zvýší na 20–40 gramů. Tak malá hodnota stačí na to, aby se v krátké době poškodily podpěry zavěšení, stejně jako ložiska převodovky a sekundární hřídel převodovky.