Балансировка карданного вала

Карданная передача в трансмиссиях автомобилей является очень важной частью в общей динамике автомобиля. На детали механизма действуют большие крутящие моменты, осевые и радиальные нагрузки. Как усилие от коробки передач, так и ударная нагрузка, приходящая со стороны колес, прикладываются к деталям, что может повлечь за собой серьезную деформацию, а в последующем и разрушение механизма.

Карданные трубы, особенно длинные, работают на скручивание. Из-за больших нагрузок они могут изгибаться и возникнут недопустимые биения. Масса деталей оказывается достаточной, чтобы вызвать сильную вибрацию, поскольку обороты вала весьма высоки. Достаточно учесть, что на прямой передаче число оборотов совпадает с числом оборотов двигателя.

Вибрация от механизмов приводит к усиленному разрушению подшипников тех агрегатов (редукторов моста, коробок), с которыми они связаны. А это ведет уже к стремительно развивающемуся процессу разрушения шестерен. Один километр проезда с нарушениями в передаче, равносилен сотням километров проезда без них.

По этим причинам, после выполнения ремонта необходимо провести балансировку карданных валов. Автолюбители часто недооценивают важность этого момента и отказываются от него. Да и сами халтурные сервисы, где работают не вполне грамотные механики, смотрят на балансировку карданного вала сквозь пальцы. То, что может быть, и подойдет для тихоходного механизма, совершенно не годится для автомобиля, более того, легкового автомобиля. Глядя на схемы трансмиссий, нетрудно заметить, насколько, в принципе, громоздки механизмы трансмиссии. Просто они не бросаются в глаза, и о них забывают.

Очень не плохо балансировка карданного вала описана на сайте interkardanservis.ru. Компания работает давно с карданными валами.

Рис. 1. Тяжелый грузовик Урал. Трансмиссия.

Рис. 2. Полноприводный легковой автомобиль. Хорошо видна трансмиссия.

Что происходит при ремонте и балансировке карданных валов

Заводы-изготовители автомобилей собирают детали карданной передачи для каждого автомобиля индивидуально. То есть подгонка деталей с точностью до порядка сборки является частью сборочного процесса. В случае отклонения центров масс вращающихся деталей от оси добавляют небольшие грузики для уравновешивания отклонений. Это и называется балансировкой валов. Для грузовых автомобилей дисбаланс не должен превышать десятков, а для легковых автомобилей – единиц граммов. Это является необходимым условием для наработки валом заданного срока эксплуатации. Мы можем провести ремонт вашего кардана в короткие сроки.

И во время эксплуатации автомобиля очень важно не только беречь детали трансмиссии от ударов и перегрузок, но и точно соблюдать порядок сборки, если детали не меняются. Если приходится менять детали: крестовины, вилки и особенно сами валы, то без балансировки обойтись нельзя. А выполнять ее лучше в специализированных сервисных предприятиях. Этот вариант, в конечном итоге, всегда будет самым выгодным. Весьма маловероятно самостоятельное устранение дисбаланса. Отсутствие вибрации и стука еще далеко не свидетельствует о том, что карданный вал сбалансирован правильно. Это особенно относится к любителям быстрой езды с нагруженным до предела автомобилем.

Нужно ли ремонтировать карданный вал?

После обнаружения каких-либо неполадок в трансмиссии автомобиля необходимо срочно ехать в сервисный центр, где проведут полный осмотр ходовой части автомобиля, а при необходимости и балансировку и ремонт вашего карданного вала, ведь эти две услуги неразрывно связаны между собой. Карданную передачу разбирают, осматривают, и выбраковывают детали. Естественным образом изнашиваются поверхности трения и качения: шлицевое соединение вала, подшипники и шейки крестовин. Изнашиваются и ролики подшипников крестовин. Вилки могут деформироваться, а это еще больше усиливает износ. Из-за возникших люфтов начинают биться массивные детали, особенно валы. Неоднородность металла дает трещины в слабых местах что приводит к поломке и необходимости ремонта карданных деталей.

Во время выбраковки возникает вопрос о ремонте отдельных деталей. Из-за не слишком высокого качества металла (к сожалению, в наши дни металлургия стала хуже, чем в годы холодной войны) бывает целесообразно ремонтировать имеющиеся детали. Это делается сваркой и наплавкой металла в нужных местах. Часто приходится восстанавливать валы заменяя вилки и трубы. При этом выполняются сварочные работы, производимые с высокой точностью. Точность обеспечивается сборкой деталей в специальных приспособлениях. Эти стенды должны обеспечить соосность деталей и их заданную длину. Затем следует термообработка и снятие лишнего металла обточкой или шлифовкой до номинального размера. При необходимости заново нарезаются шлицы на скользящей вилке и шлицевой втулке.  

После ремонта поврежденных деталей карданного вала или замены их на новые, механизм собирается и испытывается на дисбаланс. Раньше это делалось на призмах, а теперь используются специальные станки.  

Как ремонтировать и балансировать карданные валы?

Современные технологии дают возможность значительно повысить точность определения несбалансированности валов. Для этого применяют специальные станки для балансировки. Собранный вал закрепляют при помощи адаптеров (переходных фланцев) в приводе станка. Затем вал начинает вращаться, и датчики регистрируют колебания. По их величине и угловому положению вала определяется степень несбалансированности вала.

Рис. 3. Балансировку карданного вала проводят на специальном станке (SCHENCK RoTecGmbH).

Вал в станке не просто вращается. Он имеет тормоз на стороне, противоположной приводу. Это дает возможность нагружать вал и испытывать его на скручивание, которое всегда есть в реальных условиях, и особенно проявляется при разгоне автомобиля и торможении двигателем. Это дает возможность динамически отбалансировать вал, то есть определить наивыгоднейше условия для установки грузиков. Такие условия могут быть созданы только в двух местах: на автомобильном заводе или в хорошем сервисе.

С измерительного модуля станка данные поступают в компьютер и отображаются на дисплее в таком виде, который сразу указывает место и вес для установки грузовых пластинок.

Рис. 4. Данные для балансировки карданного вала.

Измерения проводятся с точностью, которая не только укладывается в технические нормы, но и превосходит их. По полученным данным можно с первого раза без ошибок установить балансировочные грузики так, что центр тяжести вала окажется точно на его оси в нужном месте. После этого, при любых допустимых нагрузках потери мощности на карданном валу будут минимальными, механическая энергия будет передаваться на колеса и не будет разрушать вал, подвергая его вредной нагрузке.

Цена и выгода

В заключение можно сделать несложные подсчеты и выводы. Стоимость нового механизма может достигать 70000 рублей. Есть некоторый риск, что покупка окажется недолговечной, из-за несоответствия материалов, из которых изготовлены детали. Как уже говорилось, с металлами на рынке пока еще не все благополучно, после окончания советских запасов. По запчастям для иномарок есть много поддельных изготовителей, и они не всегда могут достать нужные материалы. Определить марки стали, из которых изготовлены детали карданных валов, в магазине точно не удастся. Соблазн изготовлять из дешевого материала дорогие запчасти слишком силен,  поэтому страшно покупать карданные валы на базаре или в небольшом магазине без солидной фирменной репутации. В таких местах можно покупать только коврики для салона и чертиков на лобовое стекло. Наши специалисты ответственно подойдут к изготовлению карданного вала для вашего автомобиля.

В то же время, в хорошем сервисе можно сделать ремонт карданного вала в пределах до 15000 руб, что почти в пять раз дешевле, чем покупка нового. Цены соотносятся примерно пропорционально, и для взятого случая грузового автомобиля, и для более дешевых валов для легковых. Очевидно, что ремонт и балансировка карданного вала стоит того, чтобы не пренебречь таким вариантом, вместо того, чтобы сразу бежать на базар.