Kardaninis velenas, dar vadinamas varančiuoju, pavaros velenu arba tiesiog „kardanu“, yra be galo svarbi transporto priemonės transmisijos detalė. Jis reikalingas, visų pirma, galiniais (RWD) ir keturiais ratais varomoms transporto (AWD/4WD) priemonėms. Pagrindinė kardaninio veleno paskirtis - perduoti galią iš transporto priemonės pavarų dėžės arba diferencialo į ratus, o kartu su galia, į ratus perduodamas ir sukimo momentas (Nm). Šis parametras yra labai svarbus tam, kad transporto priemonė galėtų judėti į priekį. Tam, kad variklio generuojama galia virstų judėjimu ir suktų ratus, ją reikia perduoti.
Kardaniniai velenai yra mechaninės detalės, skirtos perduoti sukamąjį momentą esant įvairiems kampams tarp jungiamosios transmisijos sistemos dalių. Pagrindinė kardaninio veleno funkcija - perduoti galią iš vienos transmisijos sistemos dalies į kitą, tuo pačiu kompensuojant transporto priemonės judėjimą ir padėties pokyčius. Tai pasiekiama naudojant universalius sąnarius (kardaninius šarnyrus), kurie leidžia velenui judėti kampu. Variklyje degalai paverčiami į mechaninę jėgą, o ta jėga turi būti perduodama į ratus.
Kardaninio veleno sukimosi greitis ir jo veiksniai
Kardaninis velenas, atrodytų, yra gan primityvus komponentas - tai metalinė cilindrinė detalė, perduodanti sukimosi jėgą iš variklio į ratus ir jungianti transmisiją (dažniausiai pavarų dėžę) su diferencialu. Tačiau jo sukimosi greitis yra kritiškai svarbus efektyviam ir saugiam transporto priemonės veikimui. Sunkvežimio variklio greitis, transmisijos pavara ir vidinis GTV (Galios tiekimo veleno) perdavimo skaičius turi įtakos galios veleno išėjimo veleno greičiui.
Galiniais ratais varomose transporto priemonėse šis velenas perduoda galią galinei ašiai. Visais varomaisiais ratais varomose transporto priemonėse paprastai būna du kardanai: vienas skirtas priekinei, kitas - galinei ašiai, todėl galia perduodama į keturis ratus. Jeigu automobilis yra varomas tik priekiniais ratais, tai automobilyje yra du kardaniniai velenai, kurie jungia reduktorių ir ratus. Keturiais arba galiniais ratais varomuose automobiliuose yra ir ilgas kardanas, jungiantis pavarų dėžę su gale esančiu reduktoriumi. Šis ilgas kardaninis velenas sukasi visada ir turi būti labai gerai subalansuotas norint išvengti vibracijų.
Sukimosi greičio svarba ir balansavimas
Kadangi kardaninis velenas sukasi dideliais greičiais, svarbu, kad jis būtų tinkamai subalansuotas. Disbalansui apskaičiuoti naudojamas maksimalus darbinis greitis, o balansavimas atliekamas patogiu greičiu. Jei kardaninio veleno sukimosi metu atsiranda vibracijos, gali reikėti iš naujo subalansuoti kardaninį veleną, kad būtų užtikrintas tolygus šio komponento darbas, nes didelės vibracijos sąlygoja kitų transmisijos mazgų nusidėvėjimą.
Balansavimo standartai skiriasi priklausomai nuo transporto priemonės tipo ir paskirties:
- G6.3 - lengviesiems automobiliams.
- G16 - žemės ūkio / visureigiams.
- G2.5 - didelio greičio tiksliosioms pavaroms.
Galios tiekimo velenas (GTV) ir jo sukimosi greičio valdymas
Galios tiekimo velenai (GTV) yra mechaninės pavaros, naudojamos prijungti prie sunkvežimio transmisijos angų ir perduoti variklio galią pagalbiniams komponentams, dažniausiai hidrauliniam siurbliui. Pagalvokite apie ardytojus, šiukšliavežius ir savivarčius, kai įsivaizduojate, kaip siurblio sukuriamas hidraulinis srautas vėliau nukreipiamas į cilindrus ir (arba) hidraulinius variklius darbui atlikti. GTV pavarų dėžė naudojama prijungti prie sunkvežimio transmisijos angų ir perduoti variklio galią pagalbiniams komponentams, dažniausiai hidrauliniam siurbliui.
GTV (Power Take Off) gamina galią perjungdamas į „hidraulinį“ variklio sukimąsi. Mechanizmas, žinomas kaip hidraulinis slėgis, naudoja hidraulinį skystį kaip energijos perdavimo kanalą. Hidraulikos galimybė perkelti didelius objektus su minimalia jėga yra privalumas. Jį labai paprasta naudoti, nes įjungus jis juda tiesiai į veiksmą ir jėgą galima lengvai pakeisti.
Galios tiekimo įvesties krumpliaračiai tiekia jėgą į kardaninį išėjimo veleną, susijungdami su pavarų dėžės GTV pavara. Sunkvežimio variklio greitis, transmisijos pavara ir vidinis GTV perdavimo skaičius turi įtakos galios veleno išėjimo veleno greičiui. GTV paprastai montuojamas darbiniuose sunkvežimiuose, tokiuose kaip maišytuvai ir savivarčiai. Norint atlikti tokias užduotis kaip sukti būgną ir pakreipti pakrovimo platformą, automobiliui reikia maitinimo šaltinio. GTV yra įrankis, kuris tam tikslui semia galią iš variklio.
Praktiniai sukimosi greičio reguliavimo pavyzdžiai: T40 traktoriaus darbinis velenas
Kyla klausimų, kaip įmanoma išgreitinti T40 darbinį veleną iki 1000 aps/min arba pakeisti kardano sukimosi kryptį. Diržai tam netinka, reikia, kad greitinimas vyktų per dantračius. Tai siekiama norint sukti šakų smulkintuvą. Reduktorius, teisingiau vadinamas multiplikatoriumi, greitina ir keičia kryptį, nes susideda iš dviejų dantračių. Smulkintuvas savadarbis, su 4 peiliais ir 80 cm diametro smulkinimo disku. Bandžius sukti smulkintuvą 500 aps/min greičiu, viskas smulkinama, tačiau gaunasi per mažai vėjo nuo smulkinimo disko, kad viską išpūstų pro kaminą į priekabą.
Standartiškai, prie 1600 variklio aps/min, T40 traktorius duoda 540 aps/min kardano. Tokios variklio apsukos parinktos ne atsitiktinai, nes tuose sūkiuose variklis turi daug sukimo momento atsargos ir, gavęs apkrovą, sūkių nemažina. Sukant variklį iki 2500 aps/min, prie didesnio apkrovimo labiau kis apsukos, nes bus mažesnis sukimo momentas. Dideli sūkiai nėra gėris varikliui, kuris projektuotas 1600 apsukoms, bet jei vibracijos didelės nėra, galima trumpam ir pasukti.
Prieš 15 metų, dedant silosą su T-40 ir KIR 1,5, ta pati bėda būdavo su metimu per straublį. Vieninteliai padorūs vaistai buvo gera kuro norma, tvarkinga sistema ir apsukų varžtas išsuktas iki galo. Tada rankinis gazas iki dugno ir pirmyn. Diržai, net B profilio, kaista, o paduodant šaką, smulkintuvo apsukos krenta. Buvo minties dėti lenkiškos rotacinės šienapjovės skyvus arba juos sudubliuoti, tai būtų arba 4 diržų, arba 8 su A profiliu. Jeigu naudojami keturi diržai, tai tik iš bėdos galima smulkinti, ir nežinia, kokio storio šakas norima kisti. Be to, net su belarusu tenka sukti ant tūkstantinių apsukų su mažu gazu, o ant 500 aps/min tektų eiti pilnu gazu.
Пашем огород на Т40
Kardaninio veleno sandara ir lanksčios jungtys
Kardaninis velenas yra metalinė ašis, kurios galuose yra lanksčios jungtys. Jos reikalingos tam, kad sujungimo taškai galėtų tarpusavyje judėti, nepažeidžiant veleno ir netrikdant jo sukimosi. Kartu su galia, į ratus perduodamas ir sukimo momentas (Nm). Varantieji velenai suteikia pakabos sistemai lankstumo. Tai pasiekiama naudojant universalius sąnarius (kardaninius šarnyrus), kurie leidžia velenui judėti kampu. Kardaninis velenas yra sukonstruotas taip, kad galėtų perduoti galią judant skirtingiems automobilio komponentams. Jis turi būti tvirtas, bet kartu pakankamai lankstus, kad galėtų susidoroti su įvairiomis apkrovomis ir judesiais.
Kardaninį veleną sudaro kelios svarbios dalys, kurios užtikrina jo patikimą ir efektyvų veikimą:
- Veleno dalis: Pagrindinė veleno dalis, kuri perduoda sukamąjį momentą. Velenas turi būti tvirtas, tačiau lengvas, kad atlaikytų dideles apkrovas ir veiktų efektyviai net esant aukštiems sukimo momentams.
- Šarnyrai: Šarnyrai yra pagrindiniai elementai, kurie užtikrina lankstumą velenui, leidžiant perduoti sukamąjį momentą net esant kampiniam nuokrypiui tarp varomosios ašies ir variklio.
- Flanšai: Specialūs tvirtinimo elementai, naudojami kardaninio veleno jungimui su transmisijos arba diferencialo sistema.
- Guoliai ir tarpinės: Siekiant sumažinti trintį ir užtikrinti sklandų veleno sukimąsi, naudojami guoliai bei tarpinės.
- Slydimo sąnariai: Kai kuriuose kardaniniuose velenuose yra slydimo sąnariai, kurie leidžia velenui šiek tiek pasislinkti išilgai savo ašies.
Kardaninių jungčių (Guibo) ir universaliųjų jungčių (U-Joint) specifika
Kardaninis velenas yra sudarytas iš daugelio komponentų, tarp kurių svarbią vietą užima kardaninės jungtys (dar vadinamos lankstaus disko jungtimis arba guibo) ir universaliosios jungtys (arba U formos jungtys).
Kardaninės jungtys (Guibo)
Kardaninė jungtis yra „minkšta grandis“ transmisijoje, paprastai pagaminta iš tvirto guminio disko su įlietomis metalinėmis įvorėmis. Ji montuojama tarp pavarų dėžės išėjimo veleno ir pirmojo kardaninės jungties flanšo. Pagrindinės jos funkcijos yra:
- Transmisijos smūgio absorbcija: Sugeria staigius smūgius, atsirandančius staigiai atleidus sankabą ar agresyviai perjungus pavaras, taip apsaugodama transmisijos krumpliaračius ir diferencialą.
- Vibracijos izoliacija (NVH): Neleidžia variklio vibracijoms būti perduodamoms į automobilio kėbulą, užtikrinant tylą ir komfortą salone.
- Mažo kampo kompensacija: Išlygina nedidelius kampinius netikslumus tarp pavarų dėžės ir kardaninio veleno, atsirandančius dėl variklio pasvirimo.
Elastinės kardano movos konstrukcija absorbuoja vibracijas ir apkrovos pakitimus perdavimo sistemoje iki variklio sukimo momentas pateks ant ratų per pavaros veleną. Lanksčios movos konstrukcija leidžia absorbuoti staigias ir sunkinančias jėgas, apsaugo nuo trukdžių perdavimo sistemoje ir labai žalingo išlenkimo kampu.
Universaliosios jungtys (U-Joint)
Universaliosios jungtys (kryžminės jungtys) yra atsakingos už tai, kad kardaninis velenas galėtų lankstytis dideliais kampais, perduodant sukimąsi. Jos susideda iš kryžminės dalies su keturiais guoliais, kurie leidžia sklandžiai judėti net ir esant kintantiems kampams tarp transmisijos ir diferencialo.
Priežiūra ir dažniausi gedimai, susiję su sukimosi greičiu
Kardaniniai velenai, kaip ir bet kurios kitos mechaninės dalys, reikalauja nuolatinės priežiūros, siekiant užtikrinti ilgalaikį ir sklandų veikimą. Tinkama kardaninio veleno priežiūra yra būtina sklandžiam transporto priemonės pavaros darbui ir ilgaamžiškumui. Ypač svarbu tai, kad kardaninis velenas sukasi dideliais greičiais, todėl bet koks disbalansas ar pažeidimas gali sukelti rimtų problemų.
Kardaninio veleno priežiūra ir profilaktika
Rekomenduojama atlikti šiuos veiksmus:
- Reguliarūs patikrinimai: Periodiniai vizualiniai patikrinimai gali padėti anksti nustatyti susidėvėjimą, pažeidimus ar veleno disbalansą. Mechanikai gali pastebėti didelius pažeidimus dėl korozijos, taip pat įlenkimų ar įtrūkimų požymių.
- Jungčių tepimas: Kryžmines jungtis ir varančiuosius lankstus reikia reguliariai sutepti, kad būtų užtikrintas sklandus veikimas ir išvengta priešlaikinio nusidėvėjimo. Tepimas yra pagrindinė kardano priežiūros dalis, užtikrinanti jo ilgalaikį veikimą.
- Balansavimas: Kadangi kardaninis velenas sukasi dideliais greičiais, svarbu, kad jis būtų tinkamai subalansuotas. Jei kardaninio veleno sukimosi metu atsiranda vibracijos, gali reikėti iš naujo subalansuoti kardaninį veleną, kad būtų užtikrintas tolygus šio komponento darbas, nes didelės vibracijos sąlygoja kitų transmisijos mazgų nusidėvėjimą.
- Tvirtinimo elementų tikrinimas: Flanšų varžtai ir kiti tvirtinimo elementai turi būti reguliariai tikrinami ir, jei reikia, priveržiami.
Dažniausi gedimai ir jų priežastys
Nepaisant tvirtos konstrukcijos, kardaniniai velenai gali sugesti. Dažniausi gedimai, susiję su sukimosi greičiu, apima:
- Kryžminių jungčių ar varančiųjų lankstų gedimai: Šios jungtys yra būtinos, kad pavaros velenas galėtų lankstytis. Laikui bėgant jos gali susidėvėti dėl tepimo trūkumo, užteršimo arba bendro nusidėvėjimo, todėl gali atsirasti triukšmas ir vibracija. Ritmiškas girgždėjimas, ypač važiuojant lėtai ar atbuline eiga, metalo žvangėjimas arba bildesys perjungiant pavaras, stipri vibracija dideliu greičiu, raudonos rūdžių dulkės aplink jungtį - tai simptomai, rodantys susidėvėjusią universaliosios jungties problemą.
- Kardaninio veleno disbalansas: Dėl pažeidimo arba susidėvėjimo velenas gali prarasti balansą, sukeldamas vibraciją, kuri gali pažeisti kitus pavaros komponentus. Vibracija - dažniausiai pasitaikanti problema su pagrindiniais kardaniniais velenais, kuri ypatingai jaučiama įsibėgėjant. Nuolatinė vibracija, kurios nepavyksta pašalinti balansavimu, gali reikšti rimtus pažeidimus.
- Susidėvėjimas ir korozija: Aplinkos poveikis ir tarša gali sukelti veleno koroziją, taip susilpnindama kardaninio veleno metalą ir sukeldama priešlaikinį susidėvėjimą.
- Atraminio guolio gedimas: Dviejų dalių kardaninio veleno centrinio atraminio guolio susidėvėjimas taip pat dažnai pasitaikantis gedimas, sukeliantis nepageidaujamą kardaninio veleno laisvumą ir padidėjusias vibracijas.
Simptomai, rodantys susidėvėjusią kardaninę jungtį (guibo), apima trūkčiojimus ir stuktelėjimus keičiant pavaras, vibraciją greitėjimo metu, bei vizualinius pažeidimus: įtrūkimus, gumos trupinius po kėbulu. Kiekvienas įplyšimas ar susidaręs burbulas įspėja apie kardano movos gedimą ir tai, kad jis turi būti pakeistas. Jei kardano movos susidėvėjimas pasiekė ribinę būklę, reikia patikrinti centruojančią - vedančiąją įvorę kardaninio veleno kaištyje, kreipiamųjų įvorių paviršių ir jungiamųjų varžtų sriegius.
Kardaninių velenų kokybė ir gamintojai
Renkantis kardaninį veleną ar jo dalis, svarbu atkreipti dėmesį į gamintoją ir produkto kokybę. Ypač svarbu tai, kad gamintojas užtikrintų tikslų svorio atitikimą techninėms specifikacijoms, nes didesnis nei originalo svoris gali sukelti papildomų problemų guoliams ir pakeisti vibracijos charakteristikas.
Patikimiausi atsarginių dalių prekių ženklai:
- Kardaninės jungtys (Guibo):
- Lemförder: Originalios įrangos gamintojas (OEM), siūlantis aukščiausios kokybės gumos mišinius ir pluoštus.
- Febi Bilstein / Swag: Patikimas pasirinkimas atsarginių dalių rinkoje, siūlantis gerą kokybę už prieinamą kainą. Visos elastinės kardano movos „febi“ gaminamos pagal ES standartus firmoje „SGF“, kuri pasaulyje yra pirmaujanti šios srities specialistė.
- Meyle (HD serija): Siūlo sustiprintas, ilgaamžiškesnes universalias jungtis.
- Universalios jungtys (U-Joint):
- Spicer (Dana): Aukščiausios klasės pasaulyje, ilgaamžiškumo sinonimas.
- GMB: Japonijos įmonė, siūlanti praktiškai originalios kokybės ir itin patikimus pasirinkimus, ypač azijietiškiems automobiliams.
- SKF: Švedijos guolių gamintojas, siūlantis aukščiausios kokybės atsargines dalis.
Kardaninio veleno būklės diagnostika
Kardaninio veleno būklę galima patikrinti ir savarankiškai, laikantis saugos reikalavimų. Automobilis turi būti saugiai pakeltas, pavarų dėžė - neutralioje padėtyje, įjungtas rankinis stabdis ir panaudoti ratų blokatoriai.
Patikrinimo etapai:
- Vizualinė apžiūra (Guibo): Patikrinkite kardaninę jungtį (guibo) prie pavarų dėžės. Ieškokite įtrūkimų, atsilupusios gumos ar kitų pažeidimų.
- Laisvumo (kryžių) patikrinimas: Tvirtinai suimkite varančiojo veleno vamzdį ir pabandykite jį judinti įvairiomis kryptimis. Universalioje jungtyje neturėtų būti jokio laisvumo.
- Eigos sklandumo patikrinimas (užstrigęs skersinis): Atjunkite kardaninį veleną nuo diferencialo. Pajudinkite skersinį veleną ranka visomis kryptimis. Judėjimas turėtų būti sklandus. Jei jaučiate pasipriešinimą ar „žingsniuojantį“ judesį, jungtis yra pažeista.
Pagrindinės kardaninio veleno detalės, kurios gali būti keičiamos, yra kryžminės jungtys ir pakabinamas guolis. Paprastai pakabinamas guolis tarnauja apie 100-150 tūkst. kilometrų, priklausomai nuo kokybės ir vairavimo sąlygų. Keičiant pažeistą kardano movą, reikia atkreipti dėmesį į jo konstrukciją. Svarbu atkreipti dėmesį ir į tai, kad kardanų gamybai dažniausiai yra naudojamas plienas. Priklausomai nuo gamintojų rekomendacijų, reikia pakeisti ir tvirtinimo varžtus, kuriuos priveržti sukimo momentu, remiantis gamintojo rekomendacijomis.
Taigi, nors ir kardaninis velenas atrodytų yra tik metalo gabalas, tačiau jis taip pat, kaip ir kiti automobilio komponentai, reikalauja reguliarios priežiūros. Tinkama kardaninio veleno priežiūra ne tik prailgina jo tarnavimo laiką, bet ir užtikrina sklandų automobilio veikimą bei vairavimo komfortą.
tags: #kardaninio #veleno #issukimo #greitis