Одним из относительно простых видов ремонта на любом автомобиле может считаться замена крестовины карданного вала. Выполняется данная процедура не только при крайней необходимости, но также в рамках планового техобслуживания. При желании, каждый водитель может сделать подобную замену у себя в гараже. Далее мы поговорим о том, как самому определить необходимость ремонта, какие инструменты понадобятся, а также в каком порядке действовать в процессе замены крестовины кардана или вала рулевого управления.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как самому заменить бензонасос. Из этой статьи вы узнаете об основных нюансах во время снятия и обратной установки электробензонасоса, а также о том, как правильно подключать электрические разъемы и топливные магистрали.
Назначение крестовины кардана и история создания
Необходимость применения подвижных соединений возникла по той причине, что оси валов автомобиля не всегда располагаются на одной прямой. Во время движении машины они меняют положение в пространстве. При этом изменяется и их межосевое расстояние в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
Передачу крутящего момента от коробки передач к ведущим мостам выполняет карданное соединение. Впервые принцип такой конструкции описал итальянский инженер Дж. Кардано. Его работы и послужили основой для построения карданной передачи, применяемой в трансмиссиях автомобилей.
Крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом
В ее состав входят карданные валы и шарниры, промежуточные опоры и соединительные устройства. У крестовины в этой системе особая роль. Именно она обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на мост при постоянно меняющихся углах во время движения машины.
Диагностика неисправностей
Прежде чем проводить ремонт, нужно найти причину неисправности. Для этого понадобится загнать автомобиль на яму либо подъёмник. Ставим коробку на нейтральную передачу и залазим под машину. Осматриваем кардан, особое внимание нужно обратить на состояние сальников крестовин. Далее, удерживая крестовину, вращаем сам кардан. Если крестовина требует замены, люфт можно заметить сразу. Если люфта не будет, а будут слышаться различные шумы и скрипы при вращении, то возможно крестовину менять не понадобится. Нужно только заменить смазку. Крестовин в кардане две и диагностировать нужно обе. Быстрее всего выходит из строя крестовина заднего кардана, так как на неё приходятся большие нагрузки. Грязь и влага при движении так же попадают больше на заднюю крестовину.
Это интересно: Устройство заднего кардана
Устройство и принцип работы крестовины кардана
Крестовина карданного вала – это, как понятно из названия, крестообразный шарнир, который обеспечивает соосность всех вращающихся элементов. Он соединяет две вилки, которые входят в состав карданного шарнира. Концы вилок присоединяются к четырем концам, или шипам, крестовины. Труба карданного вала и одна вилка имеют между собой жесткое крепление.
Карданный вал.
Движение шарнира осуществляется при помощи игольчатых подшипников, надетых на шипы крестовины. Эти подшипники устанавливаются в отверстия, расположенные на вилках и фиксируются стопорными кольцами, чтобы предотвратить возможность их смещения. Толщина стопорных колец зависит от размера допустимого осевого зазора.
Таким образом, крестовина карданного вала является гибким соединением двигателя автомобиля с ведущим мостом. Конструктивно она представляет собой взаимно перпендикулярные оси, которые опираются на игольчатые подшипники, установленные в вилках карданного вала.
Функциональное назначение крестовины заключается в обеспечении подвижного соединения, гашении динамической деформации карданного соединения и передаче крутящего усилия на колеса.
Корпус крестовины изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов
Крестовины отличаются по размеру. Размер может зависить от разных факторов: марки автомобиля, его габаритов, мощности двигателя и, как следствие, величины крутящего момента.
Корпус этой важной детали изготавливается из легированной стали и проходит термообработку, которая обеспечивает высокую поверхностную твердость шипов. Для производства наружных обойм подшипников и самих иголок применяется специальная подшипниковая сталь и соответствующая термическая обработка.
Высокий КПД передачи и долговечность шарниров обеспечивает применение на шипах корпуса герметизированных игольчатых подшипников. Для надежности подобной герметизации узлов крестовины кардана в изготовлении уплотнений подшипников используется бензомаслостойкая резина.
Как проводится замена крестовины
Менять эту делать удобнее всего при снятом карданном валу. Хотя, если величина дорожного просвета авто позволяет и нет возможности загнать его на яму или эстакаду, то можно сделать это и так, особенно в случае с грузовыми авто. Снимать вал тоже можно без ямы. Хотя времени, сил и нервов на ремонт уйдет несравнимо больше. В первом случае порядок действий будет такой:
- Соблюдая технику безопасности, нужно заблокировать колеса авто. После этого нужно включить любую передачу (чтобы карданный вал не вращался).
- Пометить расположение всех деталей, которые будут сниматься, относительно друг друга.
- Открутить карданные болты (крепят вал к фланцу моста). Их четыре штуки.
- Открутить крепление подвесного подшипника (две гайки).
- Вытащить карданный вал из коробки передач (там шлицевое соединение).
После того, как вал будет извлечен, можно будет снять крестовину кардана. Для этого потребуются круглогубцы, мощная плоская отвертка, молоток и круглая наставка (стержень, трубка). Диаметр ее должен быть чуть меньше диаметра проушин, в которых закреплены концы крестовины. Будет намного удобнее работать, если зажимать вал в тисках.
Далее потребуется выполнить следующее:
- необходимо вынуть фиксирующие кольца, удерживающие концы крестовины в проушинах. Для этой операции нужны круглогубцы. Если кольца слишком зажаты, то стоит постучать по ним молотком через наставку, чтобы чашки на концах крестовины немного просели;
- после извлечения колец нужно выбить чашки из проушин. Делается это при помощи все той же наставки и молотка. Важно помнить, что наносить удары по самому кардану не рекомендуется. В процессе такого снятия крестовины чашка, по которой наносятся удары, будет просаживаться внутрь, а с другой стороны вилки чашка будет выходить наружу до определенного предела. В некоторых случаях чашки могут выпасть сами, но часто их нужно вытаскивать, используя различные подходящие инструменты: клещи, газовый ключ и так далее. Таким же образом вынимаются все четыре чашки;
- когда крестовина будет извлечена, желательно очистить проушины и саму вилку от грязи при помощи металлической щетки. По внутренним поверхностям рекомендуется пройтись наждачкой, очистить канавки стопорных колец и хорошо вытереть все от пыли.
Следует отдельно добавить, что существуют специальные съемники для крестовин. Однако, на практике они используются крайне редко даже в условиях ремонта на крупных СТО. Добавим, что никакого специнструмента не потребуется и во время замены крестовины, так как установка новой детали также не представляет ничего сложного.
- Легко руками снимаются две противоположные чашки. Действовать нужно осторожно, чтобы не рассыпался игольчатый подшипник. Важно обратить внимание на наличие смазки под чашкой.
- Крестовина помещается между проушинами на вилке вала, после чего надеваются чашки. На этом этапе они легко утапливаются пальцами, насколько возможно, а потом при помощи молотка и наставки опускаются так, чтобы открылись канавки стопорных колец.
- Устанавливаются стопорные кольца.
- Проделывается та же операция с другими концами крестовины.
- Замена крестовины кардана закончена. Теперь можно его устанавливать назад.
Как уже говорилось, проводить такой вид ремонта авто обязательно не всегда. Иногда достаточно произвести смазку. Без съема это возможно сделать в том случае, когда установлена крестовина с масленкой – специальным отверстием для ввода смазки. В том, как смазывать крестовины кардана, нет ничего особенного. Для этой процедуры понадобится только специальный инструмент – шприц. Заправить его можно либо специальной смазкой для крестовин, либо использовать обычный литол.
Достоинства и недостатки крестовины кардана
Сама по себе крестовина карданного вала является простым, надежным и долговечным элементом автомобиля.
Главные условия, необходимые для нормальной работы этого узла, – это качество материалов, используемых при его изготовлении, и наличие смазки в местах соприкосновения с другими элементами. Теоретический ресурс работы крестовины кардана составляет 500,000 км.
При несоосном расположении валов, карданное соединение является практически единственным эффективным способом передачи вращения. Основной его минус заключается в том, что при возникновении большого угла между соединенными валами их вращение становится неравномерным. В результате, во время передачи происходит большая потеря мощности и возрастает износ узлов соединения. Особо заметной неравномерность вращения валов становится, когда угол между ними превышает 10 градусов.
Подготовка проушин и вилки и установка новой крестовины
Ремонт будет проведён некачественно, если не зачистить проушины и вилку от грязи и ржавчины. Это делается металлической щёткой или наждачкой. Все внутренние поверхности так же нужно очистить и смазать перед установкой новой крестовины. Не стоит забывать про канавки стопорных колец, их нужно прочистить с помощью шила или тонкой отвёртки. Далее снимаются чашки с новой крестовины, а сама она вставляется между проушинами. При снятии чашек нужно следить, чтобы иголки подшипников не рассыпались. Если под новыми чашками нет смазки, деталь стоит поменять, или смазать самостоятельно. Чашки одеваются на крестовину, потом их нужно утопить молотком, пока не откроются стопорные канавки. Завершает ремонт крестовины замена стопорных колец.
Это интересно: Подготовка к ремонту
Другие виды подвижных соединений и их сочетания
Одним из альтернативных видов подвижного соединения для передачи крутящего момента является шарнир раных угловых скоростей, или ШРУС. Это соединение помогает избежать неравномерного вращения соединенных валов, когда угол между сопряженными деталями составляет более 20 градусов — от 30 до 70.
Передачу крутящего момента в ситуации большой несоосности осуществляет промежуточный вал. В его состав входят эластичная муфта, фланец и шарнир равных угловых скоростей. Подвижность соединения несоосных элементов в такой конструкции обеспечивает эластичная муфта. Она представляет собой конструкцию из стальных вкладышей и резиновых перемычек, соединенных воедино. Рывки трансмиссии автомобиля гасятся за счет упругости муфты. В конструкции вала применены и карданные соединения, так как между валами, которые объединяет промвал, существует большая несоосность.
Промежуточный вал применяется, к примеру, в конструкции трансмиссии полноприводных автомобилей ВАЗ (21213, 21214, 2131) семейств Нива — Lada 4×4. При этом в автомобилях текущей модели ВАЗ 21214 карданные соединения промвала заменены шрусовыми — менее шумными и не требующими регулировки соосности.
Как проверить свою работу
Проверить свою работу можно сразу после замены крестовины и установки кардана на автомобиль. Процесс проверки включает в себя те же манипуляции, как при поиске люфта крестовины. Так же кардан нужно осмотреть на наличие подтёков масла или смазки. Особое внимание уделить сальникам. Второй этап проверки – это проверка в движении. При пробной поездке можно сразу услышать вибрацию, шум или биение кардана.
Работа по замене крестовины кардана закончена, и вы сделали её самостоятельно, потратив деньги только на запчасти. Кроме того вы полностью сняли и установили кардан, теперь при выходе из строя любого узла кардана вам не составит труда заменить и его.
Как заменить крестовины карданного вала своими руками Видео
Первым делом необходимо установить автомобиль на смотровую яму и поставить под колеса противооткатные упоры. Заранее отцепите крепление троса ручника. Это делается для того, чтобы он не мешался проведению работ. После этого, с помощью зубила и молотка сделайте специальные метки, которые должны быть на месте соединения фланца редуктора и карданного вала. Потом, с помощью большой отверткой зафиксируйте карданный вал от возможных прокручиваний, а гаечным ключом выкрутите гайки на 13.
- Теперь зубилом нужно отметить расположение кардана и фланца специальной резиновой муфты. После этого, отогните усики стопорного устройства на уплотнительной обойме, находящейся возле резиновой муфты. Как только стопор будет снят, сместите уплотнитель в сторону кардана.
- После этого, нужно выкрутить гайки на «13», фиксирующие страховочную планку и достать ее. Для этого используйте головку. Как только планка выйдет, придерживайте карданный вал одной рукой, а другой выкрутите гайки, предназначенные для крепления пластины подвесного подшипника.
- Теперь аккуратно вытащите кардан и достаньте его из смотровой ямы. Самое время узнать, как поменять крестовину.
- Сделайте пометку взаимного расположения вилок кардана. Это нужно для того, чтобы не нарушить и без того сложную балансировку деталь, иначе можно получить мощные вибрации в районе днища автомобиля и ускоренный износ трансмиссии. После этого, зажмите деталь в дисках так, чтобы появилась возможность выпрессовки подшипников из вилок шарнирного соединения. Выдавите их с помощью оправок и снимите подшипник, используя клещи.
Далее разъедините шарниры вала. Для этого необходимо смещение крестовины, которое выполняется в сторону снятого подшипника. Постепенно выворачивая, крестовина выводится из места посадки. Проведите выпрессовку оставшихся подшипников тем же способом, что и для шарнирного. Если есть необходимость в замене второй крестовины, то необходимо для нее проделать тот же список действий, что и для первой.
Сборка деталей происходит в обратной разборке последовательности. Самое главное – это правильность запрессовки и совмещения всех меток. На этом замены крестовины «Жигулей» заканчивается. Как видите, это совсем не сложная процедура, с которой в состоянии справиться любой автолюбителей, имеющий определенное представление о ремонте и обслуживании автомобиля.
Снятие и разборка узла
Для облегчения работы рекомендуется включить первую или вторую передачу, что заблокирует кардан. Прежде чем приступить к снятию карданного вала обязательно, стоит пометить положение вилок относительно вала и фланца редуктора. Это позволит вам правильно установить кардан при сборке, тем самым избежать дисбаланса и биения.
Для начала требуется освободить болты крепления задней вилки к фланцу редуктора. Сделать это можно используя рожковые ключи (обычно типоразмера 12-13 мм). Затем демонтируем промежуточную опору подвесного подшипника. Удобнее будет использовать торцовый ключ или головку на 13. Теперь вам остается только аккуратно вытащить карданный вал из шлицев со стороны коробки передач.
После снятия вала его обязательно нужно очистить от грязи. Используя специальный съемник или подручные средства (плоские отвертки и шило), извлеките стопорные кольца из проушин вала и вилки карданного шарнира. Будьте предельно осторожны и берегите глаза. Стопорные кольца изготовлены из пружинной стали, поэтому при их снятии подручными средствами они имеют свойство вылетать из канавок в неизвестном направлении.
Далее необходимо подобрать цилиндрическую проставку диаметром немного меньше проушины на валу. Старая крестовина уже отработала свой ресурс и не представляет для нас никакой ценности. Поэтому ударами молотка через проставку выбиваем пробку, противоположную направлению удара. Аналогичным образом необходимо удалить оставшиеся пробки и извлечь крестовину.
После того как крестовина извлечена, хорошенько очищаем проушины от оставшейся грязи, дабы она не попала в новые подшипники при сборке. Можно использовать бензин и кисть. После очистки стоит внимательно осмотреть проушины. В случае необходимости напильником круглого сечения удалить образовавшиеся задиры внутри проушин. Пробка должна входить с небольшим натягом, но ее не должно закусывать.
Признаки необходимости замены
Причиной для замены становится люфт шарнирного соединения. О его возникновении сигнализирует появление разных посторонних звуков, когда вращается кардан. Это могут быть скрипы, стуки и металлический звон. Появляется вибрация машины при трогании её с места и на скоростных режимах.
Услышав такие звуки, вы поймете, что пора проверить кардан. Для такой проверки, нужен доступ к машине снизу, то есть нужен подъемник, яма либо эстакада. Проверку осуществляем так:
- Машину закатите на яму (подъемник, эстакаду)
- Рычаг коробки передач переведите в нейтральное положение.
- Спуститесь под автомобиль.
- Одной рукой держитесь за крестовину, второй крутите кардан туда – сюда.
- Имеющийся люфт вы ощутите сразу.
- В конструкции кардана 2 крестовины, проверьте обе.
Способы устранения конкретных неисправностей
При ослаблении резьбовых соединений крепления фланцев и соединительной муфты КП необходимо затянуть резьбовые соединении с моментом, указанным в техническом руководстве. В том случае, когда КВ в шлицевой части имеет сверхдопустимый зазор, необходимо снять вал, заменить разрушенные элементы, либо вал в сборе. При сверхдопустимом зазоре в подшипниках крестовины КП необходимо заменить крестовину КВ. При изгибе КВ нужно заменить гнутые элементы или вал в сборе. При неправильной установке КВ (тогда, когда при установке не соблюдены монтажные метки) переустановите КВ по меткам, нанесенным до разборки. В случае, когда нарушен баланс вала, проверьте на стенде его балансировку и при необходимости отреставрируйте. При разрушении или износе центрирующей втулки фланца промежуточной муфты или центрирующего кольца вала вторичной коробки переключения передач необходимо заменить разрушенные элементы. При износе втулки промежуточной муфты нужно заменить втулку в сборе с фланцем. Если присутствует сверхдопустимый зазор в подвесном подшипнике, нужно разобрать вал, поменять подшипник, а при необходимости заменить промежуточную опору в сборе. В случае разрушения подвесной опоры КВ замените её. При ослаблении резьбового соединения поперечной опоры закрепите её к кузову автомобиля. Если присутствует сверхдопустимый зазор в игольчатых подшипниках крестовины, снимите вал, замените разрушенную крестовину. В том случае, когда ослабла соединительная гайка вилки КП, затяните её. Тогда, когда нет смазки в шлицах вала, то нужно добавить смазку Фиол-2У в шлицевое соединение
Очень важно шприцевать все точки при прохождении 10000 км пробега или шести месяцев эксплуатации автомобиля, смотря, что наступит раньше, также необходимо смазать КВ. Также необходимо это выполнить после эксплуатации автомобиля в особо тяжелых условиях
Если разрушено сальниковое уплотнение шлицевой части вала, необходимо поменять сальник. При повреждении сальникового уплотнения подшипников крестовин КП замените крестовины.
При появлении хруста, скрежета или еще хуже вибрации исходящей от карданного вала – в строчном порядке установить автомобиль на смотровую площадку или отдать машину специалистам для осмотра карданной передачи и устранения дефекта, это сэкономит деньги и предотвратит появление более серьезной поломки.
Связанные термины
- МКПП (механическая коробка передач)
- Задний мост
- АКПП (автоматическая коробка передач)
