Kardaaniakseli: mikä se on ja mihin sitä käytetään?

Kardaaniakseli on taka- tai nelivetoisen auton voimansiirron välttämätön osa. Tämä solmu ei ole liian monimutkainen rakenteeltaan, mutta se on erittäin tärkeä – ilman sitä auto ei yksinkertaisesti voi liikkua. Kerromme kardaanin tärkeimmät tosiasiat, usein esiintyvät toimintahäiriöt ja keinot niiden välttämiseksi.

Mikä on kardaaniakseli ja mihin sitä tarvitaan

Kardaaniakseli tai yksinkertaisemmin kardaani on auton voimansiirrossa oleva yksikkö, joka välittää pyörimisliikkeen vaihteistosta tai siirtokotelosta vetävien pyörien vaihteistoon. Jos nämä yksiköt olisivat jäykästi kiinnitettyinä toisiinsa nähden, ne voitaisiin yhdistää tavallisella akselilla. Todellisuudessa vaihteisto ja vaihdelaatikot sijaitsevat kuitenkin eri tasoilla toisiinsa nähden, ja ne voivat jopa muuttaa keskinäistä asentoaan jousitustoiminnan aikana. Ja mitä merkittävämmin, sitä suurempi on jousitusmatka.

Siksi autossa olevan kardaanin on pystyttävä siirtämään pyörimistä muuttuvissa kulmissa ja etäisyydellä voimansiirron yksiköiden välillä. Siksi sen laite on monimutkaisempi kuin miltä se näyttää.

Kardaanivaihteiston rakenne ja tyypit

Miltä kardaaniakseli näyttää? Ensi silmäyksellä se vaikuttaa melko yksinkertaiselta, mutta itse asiassa se sisältää useita tärkeitä elementtejä. Kardaaniakseli koostuu seuraavista osista:

1. putkimainen akseli tai akselit;
2. kulmanivelistä;
3. jousituslaakeri;
4. uraliitoksesta;
5. joustava kytkentä.

Vetoakselin tärkein, suurin ja huomattavin osa on pitkä putki, jota kutsutaan keskiakseliksi. Samalla jäykkyydellä ja lujuudella ontto putki on kevyempi kuin kiinteä tanko.

Yksinkertaisimpia ja halvimpia ovat yksiputkiset vetoakselit. Mutta jos kardaanin on oltava rakenteellisesti pitkä, se tehdään moniakseliseksi useasta liikkuvasti yhdistetystä putkesta. Alla oleva kuva auttaa ymmärtämään paremmin kardaaniakselin rakennetta.

Kardaaniakselin osien liittämiseksi toisiinsa käytetään kulmanopeusliitoksia. Niitä on vähintään kaksi yksiputkisessa akselissa tai useampia yhdistelmämalleissa.

Useimmiten käytetään epätasa-arvoisia kulmanopeusniveliä, joita kutsutaan ristiliitoksiksi niille ominaisen muodon vuoksi. Kunkin ristin akselin päissä ja voimansiirron laipoissa on haarukat – vetävä ja vetävä. Niiden välissä on risti, jossa on neljä korvaketta, joista kussakin on neulalaakeri. Rakenteen kiinnittämistä varten on urat ja hammastukset.

Kardaanivaihteet, joissa on ristit, kuuluvat asynkronisiin kardaanivaihteisiin. Tällaisen liitoksen erityispiirteenä on, että vetohaarukka pyörii epätasaisesti vetohaarukkaan nähden, jos niiden akselit eivät ole yhdensuuntaiset. Yksinkertaisesti sanottuna vetohaarukan pyörimisnopeus hidastuu kaksi kertaa ja kiihtyy kaksi kertaa yhden kierroksen aikana, mikä aiheuttaa enemmän tärinää.

Synkroniseen tyyppiin kuuluvat kardaanivaihteet, joiden niveltämisessä käytetään tasakulmaniveliä tai palloniveliä, kuten etupyörien voimansiirrossa käytetyt nivelet. Niiden sisällä haarukka, jossa on useita teriä, liikkuu erityisten urien sisällä liikkuvien pallojen kanssa. Tämä tasaa pyörimisnopeutta. Tällaiset vetoakselit aiheuttavat vähemmän tärinää, mutta ovat monimutkaisempia ja huomattavasti kalliimpia.

Eksoottisista malleista voidaan mainita yksi, jossa saranana käytetään kumiliitoksia. Tämä vaihtoehto on yksinkertainen ja halpa, mutta käytännössä sitä ei juuri koskaan käytetä, koska sitä ei ole suunniteltu siirtämään merkittävää vääntömomenttia eikä se toimi, kun vetoakselissa on suuria mutkia.

Ripustus- eli tukilaakeria käytetään kardaanin pyörimisen tukemiseen ja vakauttamiseen, jos kardaani on komposiittirakenteinen.

Koska kardaaniakselilla yhdistetyt yksiköt liikkuvat toisiinsa nähden, kardaanilaitteessa on välttämättä hammastettu liitos. Sen avulla sen pituutta voidaan muuttaa halutulla alueella.

Kardaanivaihteistoon kuuluu myös kumi- tai kumi-metalli-joustava kytkin, joka asennetaan tavallisesti vaihteistoon liitettävään paikkaan. Kytkimen elastisuus vähentää nykäyksiä ja tärinää mekanismin käytön aikana ja suojaa voimansiirtoa iskujen aiheuttamilta kuormituksilta.

Jos liitetyt yksiköt ovat voimakkaasti siirtyneet toisiinsa nähden, asennetaan kardaaniakseli, jossa on kaksi ristiä.

Kardaaniakselin toimintahäiriöiden diagnosointi

Kardaaniakselin kuluminen ja toimintahäiriöt ajon aikana ilmenevät yleensä erilaisina ääninä sekä sen nopeasta pyörimisestä johtuvina tärinöinä. Tässä ovat tärkeimmät oireet ja tavat korjata kardaaniakseli.

Naksahtaa, soiva kolahdus (kuin tyhjään putkeen) koskettaessa. Tärinää kiihdytettäessä tai kaasua pudotettaessa. Syyt:

1. Vetoakselin poikkipalkin kuluminen. On tarpeen vaihtaa ristikko, muita vaihtoehtoja ei ole.
2. Nivelakselin hammastusten kuluminen. Poistetaan moduuli, jossa on hammastukset tai osa akselista tai akselikokoonpanosta.
3. Nivelakselin yksiköiden laippoihin kiinnittävien pulttien löysä kiristys. Kaikki pultit on kiristettävä.

Vinkuminen akselin toimiessa (sen esiintyminen voi riippua mekanismin käyttökulmasta). Syyt:

1. Kardaaniakselin ristinivel on jumissa. On tarpeen vaihtaa nivel.
2. Kuulanivel on jumissa. Jos se on hieman kulunut, se voidaan rakentaa uudelleen ja voidella, jos se on merkittävästi kulunut, nivel on vaihdettava.

Kardaanin tärinä ajon aikana. Syyt:

1. Kardaaniakselin epätasapaino. Yleensä tämä tapahtuu sen jälkeen, kun se on purettu tai koottu väärin poikkipalkkien tai muiden elementtien vaihdon yhteydessä.
2. Sileyden rikkominen ristinivelissä. Kuluneet nivelet on vaihdettava.
3. Nivelakselin hammasnivelten voitelun puute. Pura ja voitele nivelet.
4. Tasapainotuslevyjen häviäminen. Poistetaan tasapainottamalla.
5. Kardaaniputken mekaaninen vaurio. Tässä tapauksessa on mahdollista vain vaihtaa osa uuteen.

Huilu tai viheltäminen käytön aikana

Todennäköisin syy on nivelakselin ripustuslaakerin kuluminen. Se on vaihdettava.

Miten kardaaniakselin kunto tarkistetaan

Kardaanivaihteiston diagnosointi on melko yksinkertaista, ja jos sinulla on kuoppa tai hissi, se on täysin mahdollista suorittaa itse – loppujen lopuksi kaikki elementit sijaitsevat näkyvillä. Seuraavassa on tarkistettavat asiat:

1. Mekaanisten vaurioiden jäljet akselissa ja muissa kardaanivaihteiston elementeissä – niiden pitäisi puuttua.
   Nivelet tai poikkipalkit. Niissä ei saisi olla pelivaraa. Ne tuntuvat, kun yrität kääntää akselia käsilläsi tai heiluttaa putkea puolelta toiselle.
2. Nivelten pulssit. Niiden on oltava ehjiä, ilman repeämiä, halkeamia ja öljyn puristumisen jälkiä.
3. Elastinen liitos. Ei saa olla halkeamia eikä varsinkaan kyyneleitä. On parempi tarkastaa kytkin akselia kääntäessä.
4. Jousilaakeri. Se ei saa pelata eikä kolisevasti, jos otat kardaanin kaksi akselia laakerin molemmin puolin ja ravistat ne erilleen.
5. Splined-liitos. Siinä ei saisi olla pelivaraa – tämä on tarkistettava keinuttamalla ja pyörittämällä akselia.
6. Nivelakselin voimansiirron liitoselementit. Varmista, että kaikki kiinnikkeet ovat paikoillaan ja kunnolla kiristetty.

Summat

• Kardaaniakseli on auton voimansiirron solmukohta, joka välittää pyörimisliikkeen vaihteistosta tai siirtokotelosta eri tasoilla sijaitsevien vetävien pyörien vaihteistoon.
• Kardaanin pääelementit – putkiakseli tai -akselit, kulmanivelet, jousilaakeri, hammastettu nivel, elastinen kytkin.
• Kardaaniakselin tärkeimmät viat, kuten kolahdukset tai ylimääräiset äänet käytön aikana, liittyvät sen liikkuvien elementtien kulumiseen. Myös kardaaniakseli voi olla epätasapainossa.
• Kardaaniakselin elementtien kunto on helppo tarkistaa itsenäisesti, jos käytössäsi on kuoppa tai nostin.