Когда валу на привал?

Профессиональный ремонт карданных валов для грузовых автомобилей постепенно превращается в обособленное направление автосервисного бизнеса.

Специалисты утверждают, что современный карданный вал - надежное изделие, срок службы которого порой сравним с ресурсом сопряженных агрегатов трансмиссии. Однако на практике наблюдается то, что за период эксплуатации автомобиля этот узел дает о себе знать появлением различных стуков, шумов и неприятных вибраций. Технология дефектовки подробно изложена в соответствующих руководствах. При этом большинство автопроизводителей рекомендуют производить замену карданного вала в сборе. Даже те, кто допускает установку новых крестовин, предписывают после выполнения этой операции произвести динамическую балансировку вала, что сложно осуществить в условиях обычной ремонтной зоны.

Когда валу на привал?

Потребность в качественном комплексном ремонте карданных передач как альтернатива покупке нового узла и послужила причиной появления нового вида сервисной услуги. Сегодня только в столице насчитывается более десятка мастерских, специализирующихся на восстановлении шарниров и валов. По словам Александра Петрова, заместителя директора компании «Еврокардан», спрос на ремонт и изготовление карданных валов растет в основном по причине увеличения парка подержанных иномарок и отсутствия предложения подобных услуг на фирменных СТО. К тому же следует учесть техническую политику многих крупных автопредприятий, заключающуюся в отказе от содержания собственной ремонтной службы и передаче соответствующих полномочий специализированным организациям. Важно и то, что к специалистам эксплуатирующих организаций приходит осознание того, что неисправный или отремонтированный на скорую руку приводной вал может стать причиной выхода из строя смежных узлов трансмиссии.

Каждому свое

Главной особенностью жесткого карданного шарнира - так называемого шарнира Гука - является неравномерная передача крутящего момента и возникновение дополнительных пульсирующих нагрузок на валах. Пульсация растет при увеличении углов между валами. Максимальные значения отклонений, на которые рассчитана жесткая крестовина, зависят от исполнения вилок и находятся в пределах 12-35 градусов. А там, где этого недостаточно (например, в приводе ведущих управляемых колес), используются ШРУСы, которые имеют более сложную конструкцию и требуют специфической смазки. Необходимость компенсации неравномерной передачи угловой скорости, а также сочетание высокой частоты вращения и значительной массы самого длинного компонента трансмиссии - все это предъявляет особые требования к сборке карданной передачи. Что это за требования? Давайте разберемся.

Для качественного ремонта требуется наличие специальных приспособлений и тщательное соблюдение технологий. Взять, к примеру, центровку крестовины относительно оси вала - ее нарушение является самой распространенной причиной дисбаланса. Смещение в сторону на 0,2-0,3 мм при весе карданного вала в 30 кг дает дисбаланс порядка 40 гр, этого достаточно для последующего выхода из строя хвостовиков коробки передач и редуктора заднего моста. Обычно подшипники карданного шарнира фиксируются в вилках стопорными кольцами определенной толщины. Благодаря возможности четкого подбора толщины кольца сборщику удается более жестко ограничивать смещение деталей по сравнению с фиксированием подшипников при помощи крышек. Однако в «домашних» условиях вряд ли кто-нибудь будет заниматься таким подбором - поставят то, что под рукой.

Еще один метод крепления крестовин - так называемая зачеканка. Ее можно встретить на малотоннажных автомобилях семейства Ford Transit, Mercedes-Benz Sprinter, Volkswagen Transporter. Применяемое при этом способе специальное оборудование автоматически обеспечивает возможность центровки крестовины относительно оси карданного вала. А еще при таком способе сборки нет необходимости в дополнительной механической обработке боковых поверхности «ушей» фланца и вилки. Для производителя это выгодно - конструкция получается дешевле и технологичнее в изготовлении. А для ремонтников проблема - по технологии изготовителя замена таких крестовин не предусмотрена. И все же независимые сервисные мастерские уже нашли выход и охотно берут в работу «неремонтопригодные» узлы.

Среди прочих разновидностей жестких карданных шарниров наиболее простой технологией замены отличаются крестовины американских грузовиков. В изделиях таких известных заокеанских производителей как Dana Spicer и ArvinMeritor одна пара подшипников запрессовывается непосредственно в вилку карданного вала, а другая, с крышками особой формы, крепится болтами непосредственно на ответном фланце агрегата. В результате общее количество деталей карданной передачи уменьшается. Но даже, несмотря на простоту замены американских крестовин, эту работу многие предпочитают доверять профессионалам - так надежнее.

Если карданная передача состоит из двух и более валов, то для их соединения используется промежуточная опора - подвесной подшипник. У грузовиков с колесной формулой 4х2 этот узел устанавливают на промежуточный карданный вал и при помощи кронштейна крепят к раме, а у машин с колесной формулой 6х4 размещают на картере среднего моста. Промежуточная опора воспринимает радиальные нагрузки двух видов. Первую создает центробежная сила, обусловленная дисбалансом карданных валов, а вторую - изгибающий момент, возникающий в карданных шарнирах при передаче вращения под углом. Чем выше величина дисбаланса карданных валов и чем больше углы передачи крутящего момента, тем выше риск преждевременного выхода из строя подшипника промопоры.

Если говорить о других неисправностях карданной передачи - износе подшипников крестовин, шлицевых поверхностей валов, вмятинах, трещинах и изгибах - большая часть из них является результатом нарушения правил эксплуатации автомобиля. В частности, как и любой другой узел трансмиссии, карданная передача имеет определенный запас прочности. Его превышение, например, при перегрузке транспортного средства сказывается на крестовинах, которые особо чувствительны к значительным контактным напряжениям. Если твердость рабочих поверхностей шипов крестовины недостаточна, то вскоре происходит их бринеллирование (появление вмятин от игл подшипника). В дальнейшем это приводит к нарушению относительной параллельности опорных поверхностей карданного шарнира (шип - игла - стакан), и он быстро выходит из строя. Более серьезным следствием такой неисправности может служить полное разрушение крестовины с созданием аварийной ситуации на дороге.

Современная технология ремонта предусматривает замену ключевых компонентов карданной передачи. Ассортимент предлагаемых сегодня на рынке комплектующих позволяет не только восстановить, но и изготовить любой вариант карданного вала на заказ по предоставленному чертежу. Как выяснилось, на складе крупных компаний хранится несколько сотен позиций оригинальных комплектующих ведущих мировых производителей (GKN, DANA Spicer, GWB). Примечательно, что в этой сфере присутствуют последние технические инновации - например скользящие поверхности шлицевых соединений имеют антифрикционное рильсановое покрытие.

Сейчас, пожалуй, уже никто не возьмется за восстановление старых шеек крестовин или наплавку шлицов компенсатора длины. Сделают по-другому: изношенную часть аккуратно демонтируют и на ее место установят заводскую деталь. К примеру, взамен дефектной вилки приварят новую, аналогичным образом поступят и с изношенной шлицевой частью. Технология тщательно отработана. Сначала вал зажимают в патроне токарного станка и аккуратно стачивают заводской сварной шов, затем впрессовывают шлицевой конец из трубы, а установленную на освободившееся место новую деталь фиксируют сваркой.

Держать баланс

Любой ремонт карданной передачи завершается балансировкой. Наличие оборудования для выполнения этих операций и определяет статус предприятия и конечный итог выполненных работ. Уравновешивается карданная передача в сборе. Для этого в составе оборудования имеется комплект универсальных адаптеров, позволяющий произвести имитацию крепления карданного вала в автомобиле. К примеру, немецкие станки Schenck и Hofmann позволяют произвести динамическую балансировку карданных валов длиной до 4000 мм в диапазоне рабочих частот от 100 до 6000 мин-1. Устраняют дисбаланс путем фиксации на трубе балансировочных пластин, установкой прокладок под стопорные крышки подшипников или снятием металла с технологических приливов на фланцах.

В плане определения возможных причин дисбаланса интересна так называемая вибродиагностика - дефектовка вращающихся деталей силовой передачи непосредственно на автомобиле. Эту услугу недавно предложила заказчикам известная столичная компания, специализирующаяся на ремонте и изготовлении карданных передач к автомобилям и спецтехнике. Функциональные возможности переносного прибора Schenck Vibroport 41 позволяют не только измерить суммарную вибрацию, но и разложить ее по составляющим частотам, представив полученные данные в цифровом либо графическом виде. Правда, как нам пояснили сервисмены, пользуются они этим методом достаточно редко: надо понимать, берегут для особо сложных случаев. В повседневной работе опытные ремонтники все же предпочитают диагностировать снятые валы на стационарных стендах.

По всей вероятности, в ближайшей перспективе развитие подобных услуг продолжится. Пример тому - европейские страны, в которых обширная сеть независимых сервисных центров прочно заняла определенную нишу. И благодаря этому потребитель всегда имеет право выбора. Требуется новый карданный вал или вполне разумным будет восстановление старого - на рынке есть соответствующие предложения.

IMG_4099

Ремонт карданной передачи венчает балансировка

IMG_4103

Так проверяют фланцы

IMG_4022

IMG_4023

Обычно дисбаланс устраняется путем приваривания пластин

IMG_4059

Стопорные кольца к подшипникам крестовины можно подбирать по толщине

IMG_4031

Большая часть таких неисправностей является результатом нарушения правил эксплуатации автомобиля

IMG_4050

Рильсановое покрытие шлицевого соединения не требует смазки

IMG_4117

Прибор Schenck Vibroport 41 позволяет не только измерить суммарную вибрацию, но и разложить ее по составляющим частотам

Николай Пахарев

Январь 2011 г.

Трак&Сервис № 1, 2011 г.

Яндекс.Метрика