Як правильно зробити кардан

До написання цього запису мене підштовхнув діалог з Mavrini.

Як зробити ідеальний міцний кардан і що для цього потрібно врахувати?

В автопромі поширені два основних типи карданів цілісний і складовою.
Японці і Американці люблять використовувати цілісний, європейські виробники переважно використовують складовою. У чому між ними різниця і який варіант краще використовувати при свап?

З цільним карданом все просто, це міцно, надійно і довговічне.
Такі типи карданів використовуються виробниками в випадках, коли відстань між хвостовиком КПП і редуктором дозволяє використовувати кардан хоч і не довгий (до 120см) і якщо вдається жорстко закріпити КПП і редуктор на одній осі без рухливості відносно один одного. Такий кардан здатний витримати найбільше навантаження, тому такі рішення використовуються не тільки в автоспорті а й для важкої вантажної техніки.

При виготовленні цільного кардана з карбону, в наслідок зменшення ваги вала збільшується швидкість передачі крутного моменту на колеса, а також за рахунок еластичності карбону знижується сила ударів передаються між редуктором і КПП, що призводить до меншого зносу цих агрегатів.

Яскравим прикладом такого рішення можна назвати Nissan GTR останнього покоління:

карбоновий кардан Nissan GTR

хрестовина кардана GTR

У Mazda кардан RX8 теж цілісний і у версії HP він до того ж ще і карбоновий:

кардан RX8 оригінальний карбоновий

карбоновий кардан Toyota GT86 від Driveshaft Shop

спасибі Efferalgan за це фото і його пост про заміну кардана :)

А ось зі складовими карданами все не так просто.
Складові кардани бувають з підвісним підшипником, з використанням ШРУС (шарнір рівних кутових швидкостей), а також з використанням демпферного муфти.

Ось найпоширеніші варіанти комбінацій:

Ось саме про таку складну конструкцію хотілося б поговорити окремо. Розглянемо переваги і недоліки такої конструкції.

Переваги це конструкції:
1) З'єднання без провисання при великій відстані між хвостовиком КПП і редуктором.
2) З'єднання під великим кутом, якщо КПП і редуктор НЕ соосни або рухливі в різних площинах.
3) Стійкість до деформації від відцентрової сили, здатність витримувати дуже високу швидкість обертання без биття і вібрації.

Тепер про недоліки:
1) Складна передача крутного моменту через різні ланки призводить до втрат ККД і витраті крутного моменту на внутрішній опір.

2) Підвісна підшипник це зношується елемент - від ривкових навантажень зрізаються шліци з'єднання:

3) ШРУС це зношується елемент, не здатний тримати дуже великі навантаження.

4) Складова конструкція кардана в порівнянні з цілісним має більшу вагу через додаткових елементів.

Еластична муфта - цей елемент потрібно розглядати окремо.
Мабуть це найбільш уразливі елемент в конструкції карданної передачі, так як вона сильно схильна до деформації.
Природа появи цього елемента пов'язана з бажанням захистити механізм КПП від зворотних ударів при опорі редуктора, такі дії призводять до виходу з ладу передач в КПП.

Слід зазначити, що для потужних автомобілів з великою вагою гумово-металева демпферна муфта є дуже важливим елементом захисту КПП, муфта допускає критичну деформацію на скручування приблизно 1,5 - 2 градуси в залежності від межболтового відстані і товщини гуми. Головна функція муфти служити "слабкою ланкою", яке при позамежної навантаженні руйнується першим, щоб зберегти тим самим всі інші елементи. Це досить дешевий спосіб захисту КПП, але клопіткий.

Гумова муфта доставляє користувачам автомобіля регулярні клопоти, наприклад, власники BMW Х5 відзначають, що різкий старт на асфальті при хорошому зачепі для муфти безслідно не проходить, 3 - 4 невдалих ривка і з'являється вібрація кардана через деформацію муфти.

Більш ефективним і надійним способом захисту від зворотних ударів по КПП є використання карбонового карданного валу. Карбоновий кардан здатний витримати критичне скручування близько 5 градусів і при цьому на відміну від муфти він не втрачає свої властивості. Саме з цього власникам автомобілів Mazda RX8, на які з заводу був встановлений карбоновий кардан при свап бажано зберегти карбоновий вал і адаптувати його під з'єднання з новою КПП.

ВАЖЛИВО: недолік карбону в тому, що його не можна наростити або вкоротити, тобто різати / клеїти / варити МОЖНА, він повинен залишатися тільки таким як був намотаний на заводському верстаті. Механічні ушкодження йому дуже небезпечні. При наявності глибоких подряпин карбонова труба може лопнути. Тому якщо у вас збірна з Тоётовского мотора UZ + КПП BMW через перехідну плиту і ви бачите, що довжина кардана RX8 вам ніяк не підходить, то слід підбирати / виготовляти інший кардан соответствущий вашим індивідуальним віддалі.

Брати участь в обговореннях можуть лише зареєстровані користувачі.