Kloub CV a kardanový převod: vlastnosti, princip činnosti

Kloub CV, řidiči často nazývaný „autogranát“, způsobuje spoustu problémů. Charakteristické křupání při úplném otáčení kol naznačuje, že musíte jít do servisu, abyste znovu zjistili, co je s touto částí špatně. Podívejme se, co to je, jaké to je a proč se to láme.

Trocha historie

Za vzhled mechanismu, který se stal předchůdcem moderního kulového kloubu CV, musíme poděkovat talentovanému inženýrovi A. Rzeppovi. Byl to on, kdo si toto zařízení nechal na úsvitu minulého století patentovat a stál na stejné úrovni jako francouzský konstruktér J. Gregoire. Ten si zhruba ve stejné době podal patent na synchronní spoj Trakt typu cracker, který rychle našel uplatnění v nákladních automobilech. V 60. letech prošel Rzeppův vynález díky japonským inženýrům určitými změnami. A musím říct, že výsledek jejich práce je působivý.

CV kloub: zařízení a typy

CV joint je zkratka znamenající „kloub s konstantní rychlostí“. Je vybaven nadrozměrnými vozidly s FWD, ale někdy je „granát“ k vidění u vozidel s pohonem všech kol. Hlavní funkcí zařízení je přenos točivého momentu z motoru na hnací kola, což umožňuje snadné ovládání stroje i přes kompaktnost a nízkou hmotnost spoje.

Točivý moment je přenášen pod úhlem, který se neustále mění. Kloub CV získal zajímavý název „granát“ kvůli podobnosti se skutečným projektilem. Jeho porucha však také není pro auto nic dobrého: pokud nejsou žádné zámky, zařízení je okamžitě imobilizováno.

• tripoid – používá se v osobních a malých nákladních automobilech;
• koule – přenos točivého momentu u osobních automobilů s pohonem předních kol;
• dvojité kardanové hřídele – práce v traktorech, SUV, nákladních automobilech;
• vačka – určená pro nákladní vozidla s působivou nosností.

Jak funguje granát?

Mnoho motoristů poznamenává, že kloub CV připomíná hnací hřídel (což je jedna z nejsložitějších součástí), zpracovaný k dokonalosti. Bez problémů zvládá úhly natočení až do 70°. Co se týče kardanové převodovky, ta dokáže přenášet točivý moment asynchronně, ale úhel přejezdu je výrazně obtížnější.

Navzdory své dlouhé historii se klouby CV začaly hromadně instalovat díky vozidlům s pohonem předních kol a nezávislému zavěšení. Jeho struktura se může mírně lišit v závislosti na vlastnostech konkrétního vozidla, ale princip činnosti je vždy stejný: točivý moment se přenáší z motoru na kola, protože jedna část hřídele je spojena s ložiskem kola a druhá k převodové části, která rozděluje točivý moment mezi hnací hřídele (diferenciál).

Vnější kloub CV obvykle přenáší krouticí moment v různých úhlech bez zpoždění. Jeho držák a tělo jsou vybaveny speciálními drážkami určenými pro odvalování kuliček. Ty poskytují pevné spojení se základními prvky. Vnitřní část CV kloubu není nijak zvlášť pružná, takže jeho schopnosti jsou omezeny na 20 stupňů. Mluvíme o stativovém kloubu s válečky na ložiskách, které se také odvalují po údolích, ale ve vratném skle. Tato část je velmi důležitá, protože je zodpovědná za integritu hřídele a vyhlazuje vibrace odpružení. Vzhledem k tomu, že pant podléhá značnému zatížení, je třeba se o něj dobře starat: včas namazat, izolovat od negativních účinků prachu, vlhkosti a teplotních změn. Bota, předem naplněná mazivem, by měla být upevněna na hřídelích pomocí kovových svorek, protože jsou spolehlivější.

Použití CV kloubů v kardanových pohonech

Když se vůz pohybuje, hnací hřídel se nevyhnutelně odchyluje od svislé osy otáčení, což vede ke zvýšenému zatížení této jednotky. Kardanové spoje na bázi příček vydrží takové vychýlení pod úhlem 30‒36 stupňů. Při překročení tohoto úhlu se může příčník zaseknout. Kromě toho vede odchylka od osy otáčení v kritických úhlech k rychlému opotřebení příčníku.

Řešením tohoto problému byly kardanové klouby založené na CV kloubech. Jejich kritické úhly odchylky od osy otáčení jsou dvakrát větší než u příčníků. Tato vlastnost je důležitá zejména pro SUV a vozy s vysokou světlou výškou. Téměř všichni výrobci vybavují své vozy kardany s CV klouby.

V těžkých a obtížných provozních podmínkách je spolehlivost kardanových hnacích hřídelí s CV klouby výrazně vyšší než kardanových hnacích hřídelí s příčníky. Jejich nejzranitelnější částí je ochrana CV kloubu před nečistotami a prachem, proto je potřeba pravidelně kontrolovat stav bot a případně je ihned vyměnit.

Připomeňme, že moderní vozy jsou vybaveny bezúdržbovými hnacími hřídeli s trvalými klouby. To je problém pro majitele vozů s prošlou zárukou a také v situacích, kdy porucha hnacího hřídele není uznána jako záruční problém. Za takových okolností vás oprava kardanových hřídelí v oficiálním autoservisu vyjde velmi draho.

Proč praskne kloub CV?

Životnost kloubu CV by měla být stejná jako životnost vozidla. Jinými slovy, neměl by selhat po celá desetiletí. V praxi ale tato báječná součástka nečeká, až bude vozidlo požádáno o sešrotování. A částečně za to mohou i samotní řidiči, kteří stav zavazadelníku nehlídají. Když se jeho guma rozpadne, nečistoty se dostanou do pohyblivých spojů a působí na ně jako drsné brusivo. Kloub CV selhává také při agresivní jízdě nebo nezkušeném zásahu do designu vozu. Driftování na přední nápravu, starty s vytočenými koly a další „výkony“ pomalu zabíjejí „autogranát“. Neméně mu škodí tuning zaměřený na zlepšení výkonu motoru. Ano, motor se ochladí, ale podvozek zůstává stejný. Proto, když se zatížení zvýší, kloub CV to nemůže dlouho vydržet.

Jaké je riziko selhání KV kloubu?

Selhání tohoto zařízení je pro majitele automobilů skutečnou bolestí. Pokud je poškozený, musíte si vybrat peníze na výměnu celého hnacího hřídele. Garážovým specialistům se samozřejmě podaří vyměnit pouze poškozené prvky, ale dobře propagované čerpací stanice takové riziko nepodstoupí.

Dalším častým jevem je porucha hřídele nápravy v důsledku zaseknutí kloubu CV. V tomto případě se ani nemusíte pokoušet oživit zařízení na silnici – nebude se pohybovat. Abyste jednoho dne neuvízli na křižovatce nebo na dálnici, musíte pravidelně kontrolovat granátové boty, například každých 5 tisíc kilometrů. Pokud existuje i sebemenší podezření, že se ochranné bariéry jednotek zhoršily, měli byste důkladně vyčistit panty a nainstalovat nové boty. Pamatujte: i sotva znatelné křupnutí je dobrým důvodem pro naléhavou cestu do autoservisu! V opačném případě si z vás CV joint může udělat velmi špatný vtip.

Potřebujete radu odborníka?

Vyplňte formulář a náš specialista vás bude brzy kontaktovat. Odpoví na vaše dotazy a vyplní žádost o opravu.

Křížové hřídele slouží k přenosu točivého momentu a zajišťují rotaci řízených kol. V tomto případě musí uzly kompenzovat lineární pohyby z diferenciálu na hnací kola.

Protože téměř všechny osobní automobily používají pouze homokinetické klouby, jsou uvedeny níže.

1. Zařízení příčného hnacího hřídele
   • Uspořádání příčného hnacího hřídele předního pohonu
   • Uspořádání příčného hnacího hřídele zadního pohonu
2. Příčný hnací hřídel s tlumičem
3. Dutý příčný hnací hřídel
4. Příčný hnací hřídel s mezihřídelí

Zařízení příčného hnacího hřídele

Příčný hnací hřídel je systém skládající se z vnějšího kloubu (na straně kola), vnitřního kloubu (na straně převodovky) a profilového hřídele, který je spojuje. To může zahrnovat součásti protiblokovacího brzdového systému (ABS kroužek) a tlumiče. Některé možnosti jsou znázorněny na Obr. 1.

Všechny jednotky jsou zpravidla po celou dobu životnosti bezúdržbové.

Uspořádání příčného hnacího hřídele předního pohonu

U vozidel s pohonem předních kol jsou hnací hřídele (obr. 2 «Podrobné výkresy hnacích hřídelí různých provedení«) musí plnit následující funkce:

• Přenos točivého momentu z motoru přes převodovku a diferenciál na hnací kola;
• Kompenzace změn délky hnacího hřídele při pohybu kola nahoru a dolů;
• Kompenzace změn délky hnacího hřídele při otáčení volantem;
• Synchronizované otáčení předních kol i při zatáčení.

Pro kompenzaci změn délky hřídele, ke kterým dochází při pohybu kola nahoru a dolů a při otáčení, je na straně převodovky použit kardanový kloub.

Takové závěsy mají axiální pohyblivost a malý úhel vychýlení.

Aby se vůz mohl otáčet, je na straně kola použit tuhý kloub. Nemá žádnou axiální pohyblivost a pouze kompenzuje úhel natočení kola.

Uspořádání příčného hnacího hřídele zadního pohonu

Při konstrukci vozidla s pohonem zadních kol s nezávislým zavěšením všech kol jsou namísto použití polohřídel uvnitř skříně tuhé zadní nápravy použity hnací hřídele, podobné konstrukce jako hřídele vozidla s pohonem předních kol. Ve srovnání s pohonem předních kol mají hřídele pohonu zadních kol méně funkcí. Patří sem:

• Přenos točivého momentu z motoru přes převodovku a diferenciál na hnací kola;
• Kompenzace změn délky hnacího hřídele při pohybu kola nahoru a dolů.

Vozidla s pohonem zadních kol používají hnací hřídele se dvěma kardanovými klouby, protože zadní kola nejsou řízena (obr. 3 „Hnací hřídel se dvěma kardanovými klouby„).

Příčný hnací hřídel s tlumičem

Při příčném uspořádání motoru a pohonu předních kol musí mít hnací hřídele hnacích kol různé délky. To má negativní dopad na ovladatelnost a výkon vozidla. Delší hřídel má menší tuhost než krátká hřídel a je náchylnější k vibracím, které se projevují jako hluk a vibrace.

Tento rozdíl v torzní tuhosti za podmínek silné odezvy na zatížení může vést k neočekávaným pohybům řízení.

Aby se předešlo popsaným reakcím, může být delší příčná hřídel vybavena přesně zvoleným tlumičem (obr. 4 «Křížový hřídel s pryžovým tlumičem torzních vibrací«), což zvyšuje moment setrvačnosti hnacího hřídele a zároveň snižuje rezonanci ohybových vibrací hřídele.

Dutý příčný hnací hřídel

Další způsob, jak dosáhnout stejné práce příčných hřídelí s jejich různými délkami, je znázorněn na Obr. 5 «Křížová hřídel dutého provedení„.

V tomto případě je namísto použití tlumiče delší příčný hřídel dutý a tím získává stejné vlastnosti jako kratší hřídel.

Příčný hnací hřídel s mezihřídelí

Jak je uvedeno v odstavci „Příčný hnací hřídel s tlumičem“, některá vozidla musí být vybavena příčnými hřídeli různých délek (obr. 6).

Při prudké akceleraci vozu a různých úhlech působení v kloubech by to samozřejmě mohlo vést ke snížení jízdního výkonu.

Jak je znázorněno na Obr. 6 má levý kratší křížový hřídel větší úhel sklonu než pravý delší hřídel.

Pravé kolo má tendenci se otáčet dovnitř, zatímco levé kolo má tendenci se otáčet ven.

Aby nedošlo ke snížení jízdního výkonu, musí mít příčné hřídele stejnou délku. Toho je dosaženo použitím mezihřídele.

Jak je vidět na Obr. 7 «Vyrovnání úhlů hnacích hřídelí pomocí mezihřídele“, oba křížové hřídele jsou umístěny ve stejném úhlu. Momenty vznikající na kolech směřují proti sobě a vzájemně se ruší.

Praktické provedení konstrukce s příčnými hřídeli stejné délky je znázorněno na Obr. 8 «Příčné hnací hřídele s mezihřídelí“ je prezentován na příkladu automobilu s pohonnou jednotkou (motor-převodovka-diferenciál) umístěnou kolmo ke směru jízdy.

Ve skutečnosti je požadovaný rozdíl v délce mezi levým a pravým příčným hnacím hřídelem kompenzován vloženým hřídelem.

DOPORUČUJI PŘEČTIT TAKÉ:

Tento článek se nachází v kapitole Převodovka a jmenuje se Křížové hnací hřídele. Uložte odkaz do záložek.