Ремонт карданных валов

Замена карданного вала своими руками

Для замены карданного вала целиком или его отдельных частей нужно выполнить определенную последовательность действий:

Первым делом проверить наличие необходимого инструмента. Нам понадобится молоток, отвертка, съемник стопорных колец, наставка из алюминия или меди, а также набор ключей. Очень часто можно обойтись всего тремя размерами последних – 12, 13 и 27.
Перед разборкой поставить метки в узлах стыковки карданного вала. Самое ответственное место – соединение с задним мостом. Обычно метки ставят зубилом или наносят при помощи краски. Простая процедура, помогающая избежать проблем от неправильной сборки. Если же пренебречь этим советом, после ремонта КВ вероятно появление вибраций или полный выход из строя деталей карданного вала.
Можно снимать КВ. Для этого при помощи ключа на 13 отвернуть болты, соединяющие подвесной подшипник и поперечную опору. Далее следует заняться гайками, удерживающими карданный вал и задний мост.
Первостепенная задача – замена крестовины карданного вала. Чтобы сделать это, нужно снять стопорные кольца. Соответствующий инструмент у вас должен иметься. Далее следует расположить кардан таким образом, чтобы крестовина оказалась на весу. 
Демонтаж крестовины нужно произвести оправкой и молотком. Аккуратными ударами выпрессовать чашку.
Повернув КВ на пол-оборота, можно достать чашку, которая уже выбита. Затем приступить к извлечению второй.
Если замена карданного вала не планируется, нужно тщательно прочистить проушины, в которые вставляются чашки крестовины

Не должно остаться коррозии и грязи
Особое внимание стоит уделить местам установки стопорных колец. Загрязнения в этих местах совершенно недопустимы.
Из новой крестовины нужно извлечь чашечки и установить их в проушины КВ
Затем можно одеть на место чашку

Но осторожно – очень легко потерять иголки.
Устанавливать деталь надо таким образом, чтобы стала доступна канавка стопорного кольца. Поместить последнее в соответствующее углубление, тем самым фиксируя чашечку. После чего провернуть карданный вал.
Проделать такие же действия для второй чашечки

То есть сдвинуть крестовину и установить чашечку. Зафиксировать стопорным кольцом. Вторую чашечку монтировать сложнее, поэтому необходимо запастись терпением.
При наличии сильного износа нужно произвести также замену подвесного подшипника карданного вала.
Когда крестовина снята, можно вставить шлицевую часть кардана в муфту. Затем открутить гайку, крепящую шарнир и передний вал. Обычно для этого нужен ключ на 27.
Стянуть вилку шарнира при помощи съемника. Затем можно демонтировать подвесной подшипник. Для этого либо используется молоток, либо разрезается наружное кольцо, а потом уже применяется съемник.
Проще всего заменить карданный вал в сборе.
Чтобы собрать кардан, нужно выполнить все действия в обратной последовательности. Обязательно руководствуемся метками, оставленными в начале процесса. Если устанавливается новый КВ, иногда нужно отбалансировать его

После чего провернуть карданный вал.
Проделать такие же действия для второй чашечки. То есть сдвинуть крестовину и установить чашечку. Зафиксировать стопорным кольцом. Вторую чашечку монтировать сложнее, поэтому необходимо запастись терпением.
При наличии сильного износа нужно произвести также замену подвесного подшипника карданного вала.
Когда крестовина снята, можно вставить шлицевую часть кардана в муфту. Затем открутить гайку, крепящую шарнир и передний вал. Обычно для этого нужен ключ на 27.
Стянуть вилку шарнира при помощи съемника. Затем можно демонтировать подвесной подшипник. Для этого либо используется молоток, либо разрезается наружное кольцо, а потом уже применяется съемник.
Проще всего заменить карданный вал в сборе.
Чтобы собрать кардан, нужно выполнить все действия в обратной последовательности. Обязательно руководствуемся метками, оставленными в начале процесса. Если устанавливается новый КВ, иногда нужно отбалансировать его.

При наличии необходимых навыков заменить карданный вал целиком или отдельные его части можно за несколько часов. Главное сразу же обнаружить неисправность и незамедлительно заняться ремонтом.

Как заменить крестовины карданного вала:

Как заменить крестовины карданного вала.

Устанавливаем новую крестовину

Теперь необходимо подготовить все детали к сборке. Новую крестовину и подшипники необходимо слегка смазать маслом, стопорные кольца должны быть под рукой.

Новую крестовину заводим в проушины карданного вала и слегка вбиваем одну пробку. После этого вставляем крестовину в подшипник (обязательно следим за чистотой поверхностей) и забиваем пробку ровно до канавки для стопорного кольца. Устанавливаем стопор на его законное место. Теперь необходимо перевернуть вал и через мягкую, например, алюминиевую проставку слегка постучать по крестовине, чтобы пробка уперлась в стопор.

Зазор между крестовиной и пробками во время работы кардана должен быть максимальным, чтобы исключить подклинивание. Проверяем чистоту поверхности крестовины и устанавливаем на место вторую пробку. Вторая пробка устанавливается аналогичным образом – до появления пояска под стопорное кольцо. После установки второй пробки необходимо проверить работу крестовины. При ее вращении подклинивания не допускаются.

Теперь, обладая всеми необходимыми знаниями, вы можете самостоятельно заменить крестовину карданного вала. После проделанной работы по замене изношенных деталей уходят все посторонние шумы и вибрации. При условии качественной сборки узел служит достаточно долго. Удачного ремонта!

Как снять кардан с автомобиля?

Что нужно для того, чтобы выполнить ремонт карданных валов? «Газель» необходимо подготовить к данной операции. Это несложная процедура, однако следует знать правильный порядок действий.

Прежде чем снимать передачу, нужно заранее с помощью краски пометить места взаимного углового положения вилки, а также вала КПП. Эти метки очень удобны на отражателях скользящей вилки, а также на удлинителе КПП.

Резьбовую часть болтов следует максимально качественно очистить от налипшей грязи. Дальше эти болты откручиваются. Затем отворачиваются гайки, которые крепят промежуточную опору. В результате опора освободится от поперечины рамы. Затем вся карданная передача сдвигается вперед и отсоединяется от фланца на мосте. Чтобы максимально облегчить эту операцию, можно воспользоваться молотком, но только через медную либо латунную прокладку. Ударить нужно по фланцу на заднем шарнире.

После этого можно снять передний скользящий конец карданной передачи.

На торцевой части ведомого вала КПП нужно также поставить метку положения.

Когда передача полностью снята, нужно максимально защитить хвостовик вилки от возможного загрязнения. Того же требует и отверстие в КПП.

Теперь можно приступать к устранению различных неполадок.

Как устроена карданная передача?

Карданный вал «КамАЗ», а также карданные шарниры – вот так устроена эта передача. Здесь нет ничего сложного. Любой шарнир в этом механизме имеет в своей конструкции неподвижную либо скользящую вилку, вилку-фланец, а также крестовины, которые смонтированы в ушках вилок. Крестовины посажены на игольчатые подшипниками. Подшипники эти имеют уплотнения, чтобы смазка не попадала наружу и не выходила из обоймы. Для этого применены два специальных сальника радиального управления – они встроены в подшипник, а также обыкновенные сальники. Еще в качестве уплотнения применяют двухкромочные уплотнитель для торцевого уплотнения.

Если ведущая вилка будет вращаться равномерно, то ведомая так же равномерно вращаться не станет. Пока карданный вал “КамАЗа” сделает один оборот, ведомая вилка в два раза обгонит ведущую, и на те же два раза будет отставать от нее.

Это является одной из причин повышенных нагрузок на конструкцию и основные узлы главной передачи в системе трансмиссии, дифференциала, колес и полуосей. Так значительно увеличивается износ важных узлов и деталей.

Карданная передача необходима для предотвращения этого износа. Но передача эта имеет на двух концах валов специальные шарниры. Если использовать вилки для двух шарниров на карданном валу в пределах одной плоскости, то неравномерное вращение, которое создает первый шарнир карданной передачи, сможет выровняться со скоростью вращения второго шарнира.

Основные неисправности карданного вала

Дефекты, возникающие в кардане, могут иметь различные внешние признаки. Среди наиболее характерных – удары под днищем авто, вибрация и гул, особенно сильный при разгоне. Характер признаков может многое сказать о том, какие части придется заменить.

Ряд несложных неисправностей вполне поддается ремонту своими руками. Для успешного выполнения процедуры необходимо обладать хотя бы минимальными знаниями устройства КВ, а также иметь набор инструментов. Если проблема серьезная, то лучше доверить ее решение профессиональным сервисам. Самостоятельное вмешательство в данном случае может привести кардан в неремонтопригодное состояние.

1. Удары, пинки при включении коробки передач

Если трогание с места сопровождается металлическими ударами, а при разгоне ощущается вибрация:

• Первым делом нужно осмотреть крестовину на карданному валу. Весьма вероятно, что она разрушилась. А удары – следствие люфта в игольчатом подшипнике. В данном случае необходимо заменить деталь.
• Также необходимо проверить степень затяжки болтов карданного вала 
• Подвижные шлицы также изнашиваются с образованием люфта. В случае обнаружения дефекта необходимо заменить шлицы.
• Удары могут быть вызваны люфтом в неподвижных шлицах подвесного подшипника. Данная неисправность также устраняется лишь заменой деталей.
• Возможен люфт ШРУСа кардана. В некоторых случаях достаточно перебрать шарнир с заменой смазки. Если же в результате этих действий неисправность не ушла, нужно менять ШРУС.

2. Скрип с постоянным или периодическим характером

При нажатии на педаль акселератора может появляться скрип или писк. Рекомендуется внимательно изучить его особенности, в первую очередь определить – постоянно или периодически возникает посторонний звук. Например, при прогреве машины скрип уходит или остается.

• Заклинивание крестовины кардана, которое также проявляется вибрацией. Явный признак такого дефекта – ржавые подтеки из сальника игольчатого подшипника. Придется потратиться на замену крестовины, так как старая уже повреждена игольчатым подшипником.
• Изношен подшипник промежуточной опоры карданного вала. Такой результат диагностики влечет за собой замену неисправного элемента. Дефект часто проявляется при низких температурах.

3. Постоянный гул, вой или свист, нарастающий со скоростью

Гул, шум или свист постоянного характера, лишь увеличивающийся по мере разгона машины, свидетельствует о неисправности подшипника промежуточной опоры. Значит, смазка в нем уже высохла, и в него проникла влага, вызвав коррозию.

В данном случае не обойтись без тщательной диагностики промежуточной опоры. Если результаты подтвердят неисправность подшипника, нужно как можно быстрее заменить его новой деталью. 

Вероятна ситуация, когда подшипник заклинивает. В этом случае он проворачивается в посадочном месте, куда его запрессовывают на заводе. Если это произошло, то просто заменой подшипника уже невозможно решить проблему. Нужно либо восстановить посадочную поверхность, либо менять и эту деталь.

4. Масляные подтеки в месте примыкания кардана к коробке передач

• Там, где соединяется карданный вал и коробка, есть приемный фланец с сальником. Это уплотнительное кольцо с течением времени теряет эластичность и способность обеспечить герметичное соединение. Поэтому необходима периодическая замена сальника.
• Если конструкция КВ такова, что подвижные шлицы соединены с КПП, следует осмотреть шлицевую втулку. Вероятно образование заусенцев и шероховатостей на этом элементе. Есть два возможных пути решения проблемы. Хорошо, если получится убрать эти дефекты наждачной шкуркой. Если же не помогло – тут только замена шлицов.

5. Звон в карданной трубе

• Крышка, предохраняющая от проникновения смазки в трубу, может отвалиться. Проблему решают разрезанием КВ и фиксацией крышки при помощи сварки.
• Произошло отслоение или обрыв опоры сердечника, сделанного из свинца. В продаже нет труб со свинцовыми сердечниками, поэтому придется заменить кардан целиком.
• Образовавшаяся во время сварки карданного вала окалина может остаться внутри. Чаще всего водитель никак не замечает этого. Но бывают случаи, когда особенно большие куски окалины звенят во время движения. Необходимо разрезать кардан и извлечь их.

6. Звон от карданного вала

Наиболее вероятная причина звона – плохое крепление грязеотражателя промежуточной опоры. Нужно выставить его по центру и приварить в четырех местах.

7. Скребущий или шоркающий звук во время движения

Карданный вал во время вращения задевает детали корпуса авто. Наиболее часто кардану мешают картер КПП или детали выхлопной системы.

Шарнир равных угловых скоростей

Полуоси, независимо оттого, где они применяются, в переднеприводном автомобиле или в автомобиле с приводом на задние колеса с независимой подвеской, представляют собой карданные валы в миниатюре

Важное различие заключается в том, что они короче, и в том, что внешние концы перемещаются с колесами, которые они приводят в движение, а углы, под которыми они передают крутящий момент, больше. Вес является важным фактором, потому что, валы образуют часть «неподрессоренной массы», которая влияет на плавность хода и устойчивость

Одновременно полуоси должны быть по возможности небольшими, потому что они должны проходить через подвеску и оставлять место для других компонентов, таких, как тормозной механизм и привод, которые образуют часть колесного узла. Поэтому полуоси могут быть трубчатыми, но более часто сплошными, из-за того, что это дает возможность сделать их тоньше и дешевле.

Однако конструкция самого вала не настолько важна, насколько важна конструкция шарниров на каждом конце вала. Основная задача любого карданного шарнира — передавать крутящий момент при изменяющихся углах между валами. Чтобы не допустить вибраций, шарнир должен обеспечивать постоянное равенство угловых скоростей соединяемых валов. Конструкция шарнира должна обеспечивать равенство угловых скоростей, работать при больших углах между валами, компенсировать продольные перемещения и иметь минимальное трение.

Наиболее распространенным шарниром в приводных валах является универсальный карданный шарнир неравных угловых скоростей, который хорошо работает в различных конструкциях. В альтернативных конструкциях могут использоваться эластичные материалы, резиновые «бублики» или диски из прочного пластика. Но все эти конструкции обладают одним недостатком: если два соединенных шарниром вала вращаются под углом и ведущий вал вращается с постоянной скоростью, скорость ведомого вала будет изменяться при каждом обороте вала, то увеличиваться относительно ведущего, то уменьшаться.

Что такое ШРУС?

Увеличение угла между валами увеличивает разницу в угловых скоростях

Это свойство может не приниматься во внимание, если углы между валами небольшие или они вращаются медленно, но понятно, что они не могут применяться в приводе к передним ведущим и управляемым колесам. Колеса должны вращаться с постоянной скоростью, а не с вибрацией, то быстрее, то медленнее, причем изменяясь сотни раз в минуту

Таким образом, шарнир ведущей полуоси в переднем приводе должен обеспечивать равенство угловых скоростей ведущего и ведомого валов привода — следовательно, нужен шарнир равных угловых скоростей (ШРУС).

Историческая справка

После 1930 года появилось несколько конструкций ШРУС, особые улучшения конструкции были разработаны специалистами по трансмиссиям компании GKN. Первый производитель серийных автомобилей с передним приводом использовал «сдвоенные» карданные шарниры неравных угловых скоростей, что дало возможность решить проблему. Большинство шарниров равных угловых скоростей соединяют два вала через «сепаратор», в котором находятся шарики или ролики, которые перемещаются в канавках, выполненных на концах обоих валов. Вместо циклического изменения скорости ведомого вала, циклические движения совершают шарики или ролики, а ведомый вал вращается с той же скоростью, что и ведущий. Можно также обеспечить осевое перемещение шариков или роликов в корпусе шарнира, для компенсации изменения длины такой передачи. В полуосях, приводящих в движение передние колеса, таким выполняется внутренний шарнир, потому что ему не нужно работать под такими большими углами, как наружному.

Нагрузки на ШРУС

Нагрузки на ШРУС увеличиваются при увеличении угла между валами, и если им приходится работать долгое время под большими углами, это может уменьшить их долговечность и точность работы. Однако при очень больших углах работают только наружные шарниры в переднем приводе, а время их работы в таком положении не очень большое, потому что это происходит, только когда колеса вывернуты до упора. ШРУСы в основном обладают очень высокой долговечностью, если обеспечена адекватная смазка шарнира.

Иногда не обращают внимания на эластичные защитные чехлы ШРУСа, хотя они защищают шарниры от попадания в них грязи и пыли, а это существенно влияет на долговечность шарнира. Как уже упоминалось, ШРУСы сейчас широко используются в карданных передачах заднеприводных автомобилей. На самом деле инженеры по современным трансмиссиям, сталкиваясь с проблемой шума и вибраций, обычно заменяют обычные карданы на ШРУС.

Как правильно смазать кардан?

Расскажем о правильной смазке карданной передачи без снятия деталей с автомобиля.

Вначале, как обычно, ставим ВАЗ 2107 на смотровую яму, затягиваем ручной тормоз, ставится рычаг КПП в положение «нейтральная передача», убираем вручную грязь и пыль с карданной передачи, затем проверяем, как затянуты все доступные болты и гайки и подтягиваем то, что «болтается».

• Можно всунуть отвертку и покачать, так можно определить люфт в подшипниках шарниров. В этом случае деталь придется снять с автомобиля, как было описано выше, и заменить крестовину либо поменять уплотнительные кольца.
• Кроме этого, беремся за передний вал крепко одной рукой и вращаем (качаем), осматривая муфту: нет ли углового люфта?
• Для смазки шлицов карданного вала нужно взять ключ на 11 мм, вывернуть пробку на фланце муфты и взять масленку, в которой можно подавать масло под давлением. Затем шприцом выдавливаем смазку (ШРУС – 4, Фиол – 2у) в шлицевое соединение, пока «не полезет» из – под сальника, затем ставим пробку на место.

Эти нехитрые советы позволят сохранять передачу ВАЗ 2107 долго в нормальном состоянии, не производя ремонт карданного вала.

Сборку карданных валов производят в порядке, обратном разборке. Перед сборкой шлицевые соединения смазывают. Выполняя сборку, вначале собирают узлы, а потом проводят сборку карданной передачи. После сборки проверяют, легко ли вращаются шипы крестовины в каждом из подшипников кардана. Чтобы при сборке не образовалась подушка, шипы крестовины не смазывают. После сборки карданную передачу подвергают динамической балансировке на специальном станке.

Сборку кардана лучше всего производить на ручном прессе. Перед сборкой все детали должны быть промыты. Наполнить нигролом или гипоидным маслом каждый игольчатый подшипник, провертывая иглы и смазав сальники.

Сборку производить в следующем порядке:

ввести крестовину (с ввернутыми в нее клапаном и масленкой) во фланец так, чтобы клапан был со стороны болтовых отверстий;

вставить в отверстия ушков фланца игольчатые подшипники, надевая их на шипы крестовины (рис. 4, а);

фланец вставить в тиски и сжимать их, пока один из подшипников не запрессуется заподлицо с торцом ушка;

вставить стопорное кольцо в канавку полностью запрессованного подшипника;

приставить к торцу ушка фланца со стороны подшипника кольцо 1 (рис. 4,б), вставить в тиски и сжать, пока стопорное кольцо 2 не дойдет до внутреннего торца ушка фланца (рис 4, в);

Рис. 4. Сборка кардана: а — установка подшипников; б — запрессовка правого подшипника; в — запрессовка левого подшипника. 1 — кольцо; 2 — стопорное кольцо:

Рис. 5. Оправка для обжимки сальников

вставить второе стопорное кольцо. Оба кольца развернуть усиками в сторону болтовых отверстий;

ввести фланец с крестовиной в проушину вилки так, чтобы подшипники и масленка встали по меткам, и вставить в отверстия игольчатые подшипники, надевая их на шипы крестовины. Запрессовать подшипники и вставить кольца.

После сборки карданов все три масленки заднего вала должны лежать в одной плоскости. Масленка промежуточного карданного вала после его присоединения должна лежать в этой же плоскости. После сборки кардана проверить, легко ли вращаются шипы крестовины в каждом из подшипников, повернув фланец до упора в вилку. Смазать масленки шприцем до полного открытия клапанов.

Шарнир карданного вала

Вал оснащен шарниром, который состоит из вилок, а также крестовины. Она в своей конструкции имеет четыре игольчатых подшипника. Каждый из подшипников имеет в обойме 20 роликов. Диаметр их составляет 2 мм. Эти иглы производятся на высокоточном оборудовании. Они специально подбираются для этих подшипников в сборе вместе с крестовиной. Не следует пытаться заменить иглы, которые сняты с различных подшипников. Также недопустима только замена крестовины карданного вала. «Газель» также нельзя ремонтировать, лишь заменив одни подшипники. Что допускается, так это замена всего комплекта в целом. Менять его необходимо, даже если поврежден всего один-единственный подшипник.

Для смазки крестовина оснащена пресс-масленкой. Из этой масленки смазка, которая нагнетается при помощи шприца, по внутренним смазочным каналам попадает на ролики подшипников. Чтобы масло удерживалось внутри, крестовина оснащена специальной манжетой из резины. В момент нагнетания смазки пружина в манжете растягивается, а лишнее масло вытекает из обоймы.

Игольчатый подшипник запрессован в отверстия вилок и надежно зафиксирован стопорными кольцами.

Смазываются эти детали по традиции трансмиссионными маслами, что не всегда удобно и эффективно. Так, крестовину и вилки приходится наполнять маслом очень часто. Рекомендуется для смазки использовать состав №158. Эта смазка настолько густая, что позволит забыть о подшипниках в крестовине надолго.

Устройство карданного вала

Как уже и было указано выше, устройство карданного карданных валов не претерпело серьезных изменений с течением времени. Как и более чем век назад, карданный вал состоит из пяти элементов . На деле их больше, однако фланцы, гайки, обоймы, кронштейны и сальники к основным элементам обычно не относят. Вот что лежит в основе карданного вала:

• Центральный вал. Полая стальная труба. Полость нужна для того, чтобы уменьшить массу изделия;
• Крестовины с наконечниками. По сути, это шарниры специфической крестовой формы, служащие для передачи крутящего момента, а заодно и соблюдения переменности углов (от 0 и до 20 градусов). Балансировка карданного вала нарушается, если угол вращения крестовины превышает отметку в 20 градусов ;
• Промежуточный подшипник. Поддерживает основной вал, давая ему возможность свободно вращаться по оси. Если в карданном вале множество секций, то и промежуточных подшипников будет два, три или даже больше.
• Скользящая вилка. Данный элемент конструктивно соединяет промежуточный и карданный вал на концах. Вместе с тем, он же компенсирует возрастающее расстояние по высоте между ними при езде по пересеченной местности.

Сами карданные валы делят но одно- и многосекционные. В случае односекционных валов область применения ограничена спортивными автомобилями с задне- и полноприводной трансмиссией, которые требуют максимально быстрой передачи момента на ведущие колеса. Многосекционные устройства находят применение в обычных легковых, а также грузовых автомобилях. Как несложно догадаться, все не перечисленные элементы карданного вала (в сумме их порядка 20) составлены уплотнителями, крепежными и демпфирующими элементами. В силу того, что карданные валы эксплуатируются в особенно жестких условиях, все эти элементы отличаются простотой и высокой живучестью.