Изготовление кардана своими руками. Балансировка карданного вала

Процесс диагностики этих элементов происходит следующим образом. Если выявить причину неисправности не удалось при визуальном осмотре (в случае серьезных поломок определить неисправность можно и невооруженным взглядом), то элемент разбирается и полностью снимается с автомобиля. Вращающиеся его составляющие помещаются на балансировочный стенд, статичные же очищаются от загрязнений и скрупулезно осматриваются на наличие механических повреждений.

Чем выше угловая скорость детали, тем больше вероятность получения её дисбаланса, а устранить вибрацию можно только и исключительно на сложных балансирных станках. Причём, чем габаритнее деталь, тем сложнее должно быть оборудование. Балансировка карданного вала своими руками видео попыток которой мы представили ниже, как правило, даёт результаты только психологические, но отнюдь не реальные.

Дело в том, что устранить баланс карданной передачи можно только в том случае, если точно выверить место и вес дисбаланса, причём кардан должен балансироваться исключительно в сборе с крестовинами. В условиях гаража и без балансировочного оборудования это возможно только при установленном кардане на автомобиль.

Карданный вал - механизм, соединяющий коробку передач с редуктором заднего моста и предназначенный для передачи крутящего момента. Наибольшее распространение передача такого типа получила на автомобилях с задним и полным приводом.

Устройство кардана

Карданный вал ВАЗ 2107 состоит из следующих элементов:

• одна или несколько секций из тонкостенной полой трубы;
• шлицевое раздвижное соединение;
• вилка;
• крестовина;
• подвесной подшипник;
• элементы крепления;
• задний подвижный фланец.

Карданная передача быть одновальной или двухвальной. Второй вариант предполагает использование промежуточного механизма, к задней части которого прикреплён хвостовик со шлицами снаружи, а на передней через шарнир зафиксирована скользящая втулка. В одновальных конструкциях промежуточный участок отсутствует.

Передняя часть кардана крепится к коробке передач через подвижную муфту на шлицевом соединении. Для этого на конце вала есть отверстие с внутренними шлицами. Устройство кардана предполагает продольное перемещение этих шлицов в момент вращения. Конструкцией также предусмотрен подвесной подшипник, прикреплённый с помощью кронштейна к кузову. Он является дополнительной точкой крепления кардана и предназначен для ограничения амплитуды его движения.

Между средним и передним элементом карданного вала расположена вилка. Вместе с крестовиной она передаёт крутящий момент при изгибе кардана. Задняя часть вала прикреплена к редуктору заднего моста через фланец. Хвостовик посредством внешних шлицов входит в зацепление с фланцем главной передачи.

Кардан является унифицированным для всех классических моделей ВАЗ.

Крестовина ВАЗ 2107 предназначена для совмещения осей кардана и передачи момента при изгибе его элементов. Шарнир обеспечивает соединение вилок, прикреплённых к концам механизма. Основным элементом крестовины являются игольчатые подшипники, благодаря которым кардан может двигаться. Эти подшипники вставляются в отверстия вилок и фиксируются стопорными кольцами. При износе шарнира карданный вал начинает стучать во время движения. Изношенная крестовина всегда меняется на новую.

Виды карданных валов

Карданные валы бывают следующих типов:

• с шарниром равных угловых скоростей (ШРУС);
• с шарниром неравных угловых скоростей (классическая конструкция);
• с полукарданными упругими шарнирами;
• с жёсткими полукарданными шарнирами.

Классический кардан состоит из вилки и крестовины с игольчатыми подшипниками. Такими валами оснащается большая часть заднеприводных автомобилей. Карданы со ШРУСами обычно устанавливаются на внедорожниках. Это позволяет полностью устранить выбрацию.

Механизм с упругими шарнирами состоит из резиновой муфты, способной передавать крутящий момент при углах не более 8˚. Так как резина довольно мягкая, кардан обеспечивает плавное начало движения и предотвращает резкие нагрузки. Такие валы не нуждаются в техническом обслуживании. Жёсткий полукарданный шарнир имеет сложную конструкцию, предполагающую передачу крутящего момента благодаря зазорам в шлицевом соединении. Такие валы имеют ряд недостатков, связанных с быстрым износом и сложностью изготовления, и в автомобильной индустрии не используются.

Шрусовый кардан

Несовершенство конструкции классического кардана на крестовинах проявляется в том, что при больших углах возникают вибрации и теряется крутящий момент. Карданный шарнир может отклониться максимум на 30–36˚. При таких углах механизм может заклинить или совсем выйти из строя. Этих недостатков лишены карданные валы на ШРУСах, обычно состоящие из:

• шариков;
• двух колец (наружного и внутреннего) с канавками для шариков;
• сепаратора, ограничивающего движение шариков.

Максимально возможный угол наклона кардана такой конструкции составляет 70˚, что заметно выше, чем у вала на крестовинах. Существуют и другие конструкции шрусовых карданов.

Кардан ВАЗ 2107 крепится в нескольких местах:

• задняя часть фиксируется болтами к фланцу редуктора заднего моста;
• передняя часть представляет собой подвижное шлицевое соединение с эластичной муфтой;
• средняя часть кардана крепится к кузову через поперечину подвесного подшипника.

Для крепления кардана на ВАЗ 2107 используются четыре болта размерностью М8х1.25х26 с конической головкой. На них накручивается самостопорящаяся гайка с кольцом из нейлона. Если болт при закручивании или откручивании проворачивается, его стопорят отвёрткой.

Эластичная муфта

Эластичная муфта представляет собой промежуточный элемент для соединения крестовины кардана и вторичного вала коробки. Для снижения вибрации она изготовлена из резины высокой прочности. Муфта снимается при механических повреждениях для замены или при ремонте коробки передач. При установке старой муфты потребуется хомут соответствующего размера для её стягивания. Новые эластичные муфты обычно продаются в комплекте с хомутом, который после установки снимается.

Демонтировать кардан ВАЗ 2107 для ремонта или замены можно без эстакады или подъёмника. Для этого потребуется:

• рожковый и торцевой ключи на 13;
• плоская отвёртка;
• головка на 13 с воротком или трещоткой;
• молоток;
• пассатижи.

Демонтаж кардана

Для ремонта или замены эластичной муфты кардан потребуется снять с автомобиля. Его демонтаж осуществляется в следующем порядке:

1. Стояночным тормозом фиксируются задние колёса.
2. Откручиваются четыре болта крепления кардана к заднему редуктору.
3. Отворачиваются две гайки крепления подвесного подшипника к кузову.
4. Несильным ударом молотка вал выбивается из шлицев. Если муфта работоспособна, снимать её не нужно.
5. На кардан и фланец заднего моста наносятся метки (насечки молотком, отвёрткой или зубилом), чтобы при последующей сборке их положение не изменилось. В противном случае возможно появление шумов и вибраций.

Если в шарнирах появился люфт, крестовину обычно меняют на новую. Дело в том, что изношенные игольчатые подшипники ремонту не подлежат. Демонтаж крестовины после снятия кардана осуществляется следующим образом:

1. Специальным съёмником или подручными инструментами вынимают стопорные кольца, удерживающие стаканы шарниров в пазах.
2. Нанося резкие удары по крестовине молотком, снимаются стаканы. Вышедшие в результате ударов из своих посадочных мест стаканы вынимаются плоскогубцами.
3. Посадочные места под шарнир очищаются от загрязнений и ржавчины мелкой наждачной бумагой.
4. Новая крестовина устанавливается в обратной последовательности.

При возникновении вибрации из-за дисбаланса карданного вала потребуется его балансировка. Самостоятельно сделать это проблематично, поэтому обычно обращаются в автосервис. Балансируют кардан следующим образом.

1. Карданный вал устанавливают на специальный станок, на котором измеряют ряд параметров.
2. На одну из сторон кардана прикрепляют груз и снова тестируют.
3. Измеряют параметры кардана с грузом, прикреплённым к противоположной стороне.
4. Вал переворачивают вал на 180˚ и повторяют измерения.

Полученные результаты позволяют отбалансировать кардан, приварив в установленные по результатам измерений места грузы. После этого ещё раз проверяют баланс.

Кардан служит для соединения коробки передач и заднего (в заднеприводном автомобиле) или переднего (в полноприводных) моста. Его задача – передать мосту или мостам вращение от двигателя. Узлом соединения для этих элементов является шарнир, главная часть которого – это крестовина. Она имеет форму креста, на концах которого имеются чашки с игольчатыми подшипниками.

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.

Основным признаком возникновения разбалансировки карданного вала автомобиля является появление вибрации всего корпуса машины. При этом она увеличивается по мере увеличения скорости движения, и в зависимости от степени дисбаланса может проявляться как уже на скорости 60-70 км/ч, так и более 100 километров в час.

Как поменять крестовину на кардане

Нередко бывает, что вибрация кардана после замены крестовин вновь проявляет себя в, казалось бы, уже отремонтированной детали. Это происходит из-за ее неправильной сборки. Опытные мастера знают, насколько важно в процессе замены крестовины и последующей сборке карданного вала соблюсти изначальное заводское положение деталей друг относительно друга.

Курьезность сложившейся ситуации состоит в том, что, если метки на составляющих кардана перед его разборкой не были проставлены, определить, правильно ли была осуществлена сборка, не получится. Единственное, что можно посоветовать в этом случае, - это разобрать крестовину и вновь собрать вал. Конечно, не забыв при этом пометить расположение его компонентов друг относительно друга.

Нередко бывает, что когда возникла вибрация, крестовина заднего кардана стала причиной неисправности, так как была изношена. Но и после ее замены проблема не исчезла. В таких случаях имеет смысл еще раз проверить балансировку каждой из составляющих вала. С новыми деталями центровка изменилась, и, скорее всего, причина теперь кроется в его разбалансировке.

Важно! Перед тем как произвести дополнительную балансировку вала, можно попробовать поменять расположение элементов крестовины – в противном случае мастер напрасно срежет с элемента слой металла.

Во многих случаях причиной вибрации кардана становится подвесной подшипник: либо образовавшийся в результате его износа люфт, либо разболтавшиеся крепления, с помощью которых тот жестко фиксируется на днище автомобиля. Если вибрация сопровождается гулом, то, скорее всего, дело именно в нем. Подвесные подшипники могут быть разборными либо неразборными. Если первые можно отремонтировать, заменив вышедшие из строя элементы, то вторые приходится менять полностью.

Важно! Подвесной подшипник, так же, как и сам карданный вал, требует балансировки. Если эту процедуру не произвести, проблема может возникнуть снова.

Если и после этого не прошла вибрация, крестовина может оказаться вовсе ни при чем. Известны случаи, когда такая проблема в карданном вале появляется не в результате поломок каких-либо его составляющих, а передается ему от двигателя или КПП. Вероятность таких неисправностей мала, но сводить ее к нулю тоже нельзя.

Если причиной вибрации кардана стала коробка передач, то эта неисправность даст о себе знать и другими признаками – например, выскакиванием или проскальзыванием передачи (если речь идет о механической коробке) либо скрежетом и стуком, появляющимися в КПП при переходе с одной передачи на другую.

Как видите, причин возникновения вибрации при движении автомобиля множество, и не все они напрямую связаны с карданным валом. Только качественная диагностика ходовой части автомобиля, выполненная профессионалами автосервиса, способна точно установить ее причину.

• Люфт крестовины
• Износ подшипника игольчатого
• Износ самой крестовины
• Вытекание и отсутствие смазки
• Разрушение уплотнительного кольца
• Металлический звон при движении
• Шум и треск в районе кардана

Теоретически, крестовина очень надёжная деталь, ресурс которой должен быть около 500 000 километров пробега. Но на практике замена крестовины кардана происходит при пробеге 50-100 тысяч километров. На это влияют такие факторы как условия эксплуатации, фирма изготовитель детали, качество материалов, применяемых при изготовлении детали.

Если ваш автомобиль часто эксплуатируется в районе сельской местности, то грязь и различные ухабы сократят жизнь вашей крестовины в несколько раз. Распространённая причина выхода из строя крестовины – банальная невнимательность при проведении планового техосмотра. Часто на отсутствие смазки не обращают внимание, пока крестовина не напомнит о себе вибрацией, шумом или звоном.

Чтобы провести ремонт крестовины, необходимо снять кардан. Перед тем как разобрать, нужно знать некоторые нюансы:

1. Залить гайки вэдэшкой, чтобы крепления легче откручивались.
2. Поставить зубилом метки на флянцах кардана и флянцах заднего моста. Если этого не сделать, возможно появление вибрации на кардане.
3. Чтобы не испортить резьбу гаек, желательно использовать изогнутый накидной ключ.
4. Если карданные болты прокручиваются, нужно зафиксировать их с помощью отвёртки.

Сначала откручиваются четыре болта на карданном вале, потом снимаем крепление подвесного подшипника. После этих процедур снимаем кардан, его нужно достать из шлицевого соединения КПП. Перед снятием крестовины шлицевую часть желательно замотать материалом, чтобы туда не попал песок. Перед тем, как снять крестовину, нужно подготовить инструмент: молоток, круглогубцы, толстую отвёртку и подходящую по диаметру круглую трубку.

Зажатие вала в тисках намного облегчит вам работу. Существуют специальные съёмники для снятия крестовин, но их часто не используют даже на СТО. Впрочем, многие гаражные умельцы способны за 10-15 минут смастерить себе такое приспособление. Далее достаются стопорные кольца. Часто, чтобы их извлечь, требуется обстучать их молотком с помощью проставки.

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.

Диагностика неисправностей

Карданный вал ВАЗ 2107 в процессе эксплуатации под воздействием постоянных нагрузок изнашивается. Больше всего износу подвергается крестовина. В результате кардан теряет свои оригинальные характеристики, появляется вибрация, стуки и т. п.

Вибрация

Иногда во время движения на ВАЗ 2107 начинает вибрировать кузов. Причина этого обычно кроется в карданной передаче. Это может быть установка вала изначально низкого качества или неправильная сборка узла. Вибрация может появиться и при механических воздействиях на кардан при наезде на препятствия или при ДТП. Такая проблема также может быть следствием неправильной закалки металла.

Причин, приводящих к дисбалансу карданной передачи, немало. Вибрация может появиться при больших нагрузках. Кроме этого, кардан ВАЗ 2107 может деформироваться даже при нечастой эксплуатации автомобиля. Это тоже приведёт к возникновению вибрации. В таких ситуациях требуется балансировка или замена узла, причём проблема должна быть устранена немедленно. В противном случае вибрация кардана может привести к разрушению крестовин и редуктора заднего моста, и стоимость ремонта многократно возрастёт.

Кроме этого, вибрация может могут возникнуть из-за резинового элемента подвесного подшипника. Резина со временем становится менее эластичной, и баланс может нарушиться. Выработка подшипника тоже может привести к вибрации кузова при трогании с места. Это, в свою очередь, может стать причиной преждевременного выхода из строя крестовин.

Неисправности и износ отдельных элементов карданного вала ВАЗ 2107 в результате трения приводит к образованию люфтов в механизме и, как следствие, к появлению стуков. Наиболее часто причинами стука является:

1. Неисправная крестовина. Стук появляется в результате износа и разрушения подшипников. Деталь следует заменить.
2. Ослабления затяжки болтов крепления кардана. Проблема решается осмотром и затягиванием ослабленных соединений.
3. Сильный износ шлицевого соединения. В этом случае меняют шлицы карданной передачи.
4. Люфт подвесного подшипника. Подшипник меняется на новый.

Для увеличения срока службы элементов карданной передачи необходимо их периодическое обслуживание, предполагающее смазку с помощью специального шприца. Если крестовины являются необслуживаемыми, при появлении люфта их просто заменяют. Подвесной подшипник и крестовины смазываются «Литолом-24» через каждые 60 тыс. км. пробега, а шлицевая часть - «Фиолом-1» через каждые 30 тыс. км.

Щелчки при трогании

Часто при трогании классических моделей ВАЗ можно услышать щелчки. Они имеют характерный металлический звук, являются следствием люфта в каком-либо элементе кардана и могут быть вызваны следующими причинами:

• вышла из строя крестовина;
• выработалось шлицевое соединение;
• ослаблены болты крепления кардана.

В первом случае крестовина меняется на новую. При выработке шлицевого соединения потребуется заменить передний фланец кардана. Если же это не поможет, придётся менять карданный вал полностью. При ослаблении болтов крепления их необходимо просто надёжно затянуть.

Самодельный карданный шарнир.

В поисках подходящих деталей отправился на местный радиорынок. И когда мне на глаза попались резьбовые барашки, я сразу купил несколько разных комплектов, так как понял, что, имея самые сложные детали шарнира – вилки, изготовить всё остальное будет намного проще.

Всё остальное, это крестовина. Для её изготовления я подобрал подходящую втулку, в которой к тому же оказалась нарезанной резьба М3, и просверлил в ней два перпендикулярных друг другу отверстия.

Эта операция требует предельной аккуратности, так как от точности изготовления крестовины зависит точность баланса стедикама. Конечно, точность баланса зависит и от точности изготовления нижней вилки карданного шарнира, но вилку можно отрегулировать и позже, чего не скажешь о крестовине.

Ось и две полуоси изготовил из пружинной стали диаметром 1,6мм.

Имеющуюся во втулке резьбу М3 использовал для крепления целой оси, а для крепления полуосей, просверлил ещё два отверстия и нарезал в них резьбу М2.

Во время сборки шарнира, закрепил оси стопорными винтами. Винты, в свою очередь, застопорил краской.

Так как выбранные резьбовые барашки оказались с резьбой М4, а мне требовалась резьба М3 и М5, то я развальцевал в каждом барашке по соответствующей буксе.

Для снижения трения, между крестовиной и вилками вставил шайбы М1,6. Подшипники скольжения смазал техническим вазелином (ЦИАТИМ).

Если после сборки стедикама, камера самопроизвольно вращается даже при незначительном наклоне ручки, значит, шарнир изготовлен недостаточно точно.

На картинке иллюстрация работы карданного шарнира, у которого нижняя вилка расположена ассиметрично по отношению к валу.

В случае, когда ручка расположена строго вертикально (поз.1), ничего страшного вроде не происходит. Однако стоит отклонить ручку от вертикали (поз.2), как подвижная часть стедикама начнёт вращаться и, пытаясь уравновесить систему, изменит положение камеры (поз.3). Произойдёт это потому, что точка опоры подвижной части стедикама оказалась выше точки, в которой система входит в равновесие.

Чтобы, при самостоятельном изготовлении карданного шарнира, обеспечить его симметрию относительно оси вращения, желательно промерить положение нижней вилки в двух плоскостях и, при необходимости, подогнуть "зубья". Последние можно подогнуть двумя парами пассатижей.

Я делал промеры с помощью индикатора, но подойдёт и штангенциркуль, если в качестве точки отсчёта выбрать какую-нибудь жёстко закреплённую деталь.

Также следует с максимально-возможной точностью изготовить крестовину шарнира.

Тут нужно добавить, что если определённым образом сориентировать «неправильный» карданный шарнир относительно положения камеры, установленной на стедикаме, то можно будет использовать ручку в качестве джойстика для управления положением камеры в горизонтальной плоскости.

Для придания шарниру «неправильности» достаточно сместить оси крестовины относительно друг друга.

Я ради эксперимента изготовил такую крестовину, но, из-за возникающего «рысканья» камеры, отказался от её применения.

Продолжая развивать тему производства, предлагаю читателям ознакомиться с тем, как выпускают карданные валы под заказ. Сразу скажу, это производство заточено под единичные экземпляры - речь о массовых объёмах не идёт.

Герой нынешнего повествования - компания Tom Wood Driveshafts (http://www.4xshaft.com/) находится в Огдене (штат Юта) и работает пока всего 13 лет, но её основатель - Том Вуд - до этого работал в области автомеханики два десятка лет. Учитывая то, что сам основатель является фанатом офф-роуда и человеком, понимающим запросы этой категории автовладельцев, продукция, выходящая "из-под пера" являет собой удачный сплав качества, надёжности, и цены.

Интересно, что производство карданных валов не очень сложное, но требует навыков и оборудования. Обо всех этапах этого производства и повествует наша сегодняшняя экскурсия.

Всё начинается с приёма заказа, который можно разместить либо по телефону, либо по электронной почте. Технарь заносит в журнал требования и расчитывает длину будущего вала, попутно отмечая типы карданных шарниров и так далее:

Большинство компонентов для будущих валов у неё имеется в наличии:

Выбор трубы - шаг ответственный, ибо они (трубы) есть различного диаметра и с различной толщиной стенок. На этом участке отрезается требуемый кусок заготовки:

На токарном станке проводится подготовка к сварочным работам:

После того, как все заготовки разложены и обмеряны, наступает время сварочных работ:

Во избежание вибраций вала балансировка отдельных компонентов начинается буквально с самого начала постройки:

По мере того, как свариваются отдельные части заготовки, их проверяют на предмет увода из-за высокой температуры сварки. Если увод случился, рабочий греет деталь в определённых местах до тех пор, пока она не вырaвняется:

После того, как труба сварена и выправлена, она поступает на участок установки карданных шарниров:

Вот несколько примеров фланцев, используемых компанией:

После установки фланцев и крестовин наступает время балансировки вала. Сначала - полировка с помощью мелкой наждачной бумаги:

Автомат подсказывает, где именно надо установить грузики и какой массы. Процесс приклеивания грузиков продолжается до тех пор, пока не будет достигнута работа без вибраций:

После этого грузики привариваются к валу:

Для защиты детали от ржавчины её покрывают либо бесцветным лаком, либо красят:

В тех случаях, когда требуется, все крестовины набиваются смазкой:

После этого готовый вал заворачивается в полиэтилен и отправляется заказчику:

Примеры труб, используемых компанией для производства валов. Трубы могут быть до десяти сантиметров в диаметре:

Примеры карданных шарниров:

Как было отмечено в самом начале, основатель компании Том Вуд не чурается иногда помесить грязь:

Балансировку карданного вала можно проводить как своими руками, так и на СТО. В первом случае для этого нужно использование специальных инструментов и материалов - грузиков и хомутов. Однако лучше доверить балансировку работникам станции техобслуживания, поскольку вручную невозможно с точностью вычислить массу балансира и место его установки. Существует несколько «народных» методов балансировки, о которых мы поговорим далее.

Признаки и причины разбалансировки

Основным признаком возникновения разбалансировки карданного вала автомобиля является появление вибрации всего корпуса машины. При этом она увеличивается по мере увеличения скорости движения, и в зависимости от степени дисбаланса может проявляться как уже на скорости 60-70 км/ч, так и более 100 километров в час. Это является следствием того, что при вращении вала центр его тяжести смещается, и возникающая центробежная сила как бы «подбрасывает» автомобиль на дороге. Дополнительным признаком вдобавок к вибрации является появление характерного гула , исходящего из-под днища машины.

Разбалансировка очень вредна для трансмиссии и ходовой части автомобиля. Поэтому при появлениях ее малейших признаков необходимо выполнить балансировку «кардана» на машине.

К таким последствиям может привести пренебрежение поломкой

Причин возникновения этой поломки существует несколько. Среди них:

• естественный износ детали при длительной эксплуатации;
• механические деформации , возникшие вследствие ударов или чрезмерных нагрузок;
• заводской брак ;
• большие зазоры между отдельными элементами вала (в случае, если он не цельный).

Вибрация, ощущаемая в салоне может исходить не от карданного вала, а от неотбалансированных колес.

Вне зависимости от причин, при появлении описанных выше признаков необходимо выполнить проверку наличия разбалансировки. Ремонтные работы можно выполнить и в собственном гараже.

Как отбалансировать кардан в домашних условиях

Опишем процесс балансировки карданного вала своими руками с помощью известного «дедовского» метода. Он несложный, однако его выполнение может занять достаточно много времени . Вам обязательно нужна будет смотровая яма, на которую необходимо предварительно загнать машину. Также вам понадобятся несколько грузиков разных масс, используемых при балансировке колес. Как вариант, вместо грузиков можно использовать нарезанные кусочками электроды от сварки.

Примитивный грузик для балансировки кардана в домашних условиях

Алгоритм работы будет такой:

1. Длину карданного вала условно делят на 4 равные части в поперечной плоскости (частей может быть и больше, все зависит от амплитуды вибраций и желания автовладельца тратить на это много сил и времени).
2. К поверхности первой части карданного вала надежно, но с возможностью дальнейшего демонтажа, прикрепляют упомянутый выше грузик. Для этого можно воспользоваться металлическим хомутом, пластиковой стяжкой, скотчем или другим подобным приспособлением. Вместо грузика можно использовать электроды, которых под хомут можно подложить сразу несколько штук. По мере снижения массы их количество уменьшают (или наоборот при увеличении добавляют).
3. Далее проводится тестирование. Для этого выезжают на машине на ровную дорогу и анализируют, не уменьшилась ли вибрация.
4. Если ничего не изменилось, необходимо вернуться в гараж, и перевесить груз на следующий отрезок карданного вала. После чего повторить тестирование.

Монтаж грузика на кардане

Пункты 2, 3 и 4 из приведенного списка необходимо выполнять до тех пор, пока вы не найдете на карданном вале участок, на котором грузик уменьшает вибрацию. Далее аналогично опытным путем необходимо определить массу грузика. В идеале при его правильно подборе вибрация должна исчезнуть совсем.

Окончательная балансировка «кардана» своими руками заключается в жесткой фиксации выбранного грузика. Для этого желательно использовать электросварку. Если у вас ее нет, то в крайнем случае можно воспользоваться популярным средством под названием «холодная сварка», или хорошенько затянуть металлическим хомутом (например, сантехническим).

Балансировка карданного вала в домашних условиях

Существует еще один, хотя и менее эффективный метод диагностики. В соответствии с ним необходимо демонтировать карданный вал с автомобиля. После этого нужно найти или подобрать ровную поверхность (желательно идеально горизонтальную). На нее кладутся два стальных уголка или швеллера (их размер неважен) на расстоянии чуть меньше длины карданного вала.

После этого на них укладывается сам «кардан». Если он изогнут или деформирован, то его центр тяжести смещен. Соответственно, в этом случае он прокрутится и станет таким образом, что его более тяжелая часть окажется внизу. Это будет явным указанием автовладельцу, в какой плоскости необходимо искать разбалансировку. Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу. То есть, на карданный вал крепятся грузики и опытным путем вычисляются места их крепления и масса. Естественно, что грузики крепят на противоположной стороне от той, куда смещен центр тяжести вала.

Еще один эффективный метод заключается в использовании анализатора частоты. Его можно сделать своими руками. Однако необходима программа, которая на ПК имитирует электронный осциллограф, показывающий уровень частоты возникающих колебаний при вращении кардана. Ее вы можете сказать из интернета в свободном доступе.

Итак, для измерений звуковых колебаний вам понадобиться чувствительный микрофон в механической защите (поролон). Если его нет, то можно смастерить приспособление из динамика среднего диаметра и металлического прута, который будет передавать на него звуковые колебания (волны). Для этого в центр динамика приваривается гайка, в которую вставляется металлический прут. На выходы динамика припаивается провод со штекером, который подсоединяется на вход микрофона в ПК.

1. Приводную ось автомобиля вывешивают, давая колесам свободно вращаться.
2. Водитель машины «разгоняет» ее до скорости, на которой обычно возникает вибрация (обычно это 60...80 км/ч, и подает сигнал человеку, который проводит замеры.
3. Если вы пользуетесь чувствительным микрофоном, то достаточно близко поднести его к месту нанесения меток. Если же у вас динамик с металлическим щупом, то его предварительно нужно закрепить к месту, максимально приближенному к нанесенным меткам. Результат фиксируется.
4. На карданный вал наносят условные четыре метки по окружности, через каждые 90 градусов, и нумеруют их.
5. К одной из меток присоединяют тестовый грузик (массой 10...30 грамм) с помощью ленты или хомута. Также можно использовать непосредственно болтовое соединение хомута как грузик.
6. Далее проводятся замеры с грузиком на каждом из четырех мест в последовательности с нумерацией. То есть, четыре замера с перемещением груза. Результаты амплитуды колебаний фиксируются на бумаге или компьютере.

Место расположения дисбаланса

Результатом проведенных экспериментов будут числовые значения напряжения на осциллографе, отличающиеся друг от друга по величине. Далее необходимо построить схему в условном масштабе, который бы соответствовал числовым значениям. Рисуется окружность с четырьмя направлениями, соответствующими расположению груза. От центра по этим осям в условном масштабе наносятся отрезки по полученным данным. Потом следует графически разделить пополам отрезки 1-3 и 2-4 перпендикулярными им отрезками. От середины окружности через точку пересечения последних отрезков рисуется луч до пересечения с окружностью. Это и будет точка расположения дисбаланса, которую нужно компенсировать (см. рисунок).

Искомая точка расположения компенсационного грузика будет находиться на диаметрально противоположном конце. Что касается массы грузика, то она вычисляется по формуле:

• масса дисбаланса - искомое значение массы устанавливаемого дисбаланса;
• уровень вибрации без пробного груза - значение напряжения по осциллографу, измеренное до установки пробного груза на кардан;
• среднее значение уровня вибрации - среднее арифметическое между четырьмя замерами напряжения по осциллографу при установке пробного груза в четырех указанных точка на кардане;
• значение массы пробного груза - значение массы установленного экспериментального груза, в граммах;
• 1,1 - поправочный коэффициент.

Обычно масса устанавливаемого дисбаланса составляет 10...30 грамм. Если у вас по каким-либо причинам не получилось точно вычислить массу дисбаланса, можно установить ее экспериментальным путем. Главное, знать место установки, а значение массы корректировать в процессе езды.

Однако, как показывает практика, самостоятельная балансировка карданного вала описанным выше методом лишь частично устраняет проблему. На машине можно будет еще ездить продолжительное время без существенных вибраций. Но полностью от нее избавится не удастся. Поэтому другие детали трансмиссии и ходовой будут работать при ней. А это негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе. Поэтому даже после проведения самостоятельной балансировки нужно обратиться с этой проблемой на станцию технического обслуживания.

Технологичный метод ремонта

Станок для балансировки карданов

Но если для такого дела не жалко 5 тыс. руб., именно такой будет цена балансировки вала в мастерской, то рекомендуем отправится к специалистам. Выполнение диагностики в ремонтных мастерских подразумевает использование специального стенда для динамической балансировки. Для этого карданный вал демонтируют с машины и устанавливают на него. В состав прибора входит несколько датчиков и так называемых контрольных поверхностей. Если вал разбалансирован, то при вращении он будет касаться своей поверхностью упомянутых элементов. Так анализируется геометрия и ее искривления. Вся информация отображается на мониторе.

Выполнение ремонтных работ может выполняться различными методами:

• Установка пластин-балансиров непосредственно на поверхности карданного вала. При этом их масса и место установки точно вычисляется компьютерной программой. А крепятся они при помощи заводской сварки.
• Балансировка карданного вала на токарном станке. Этот метод используется в случае значительного повреждения геометрии элемента. Ведь при этом зачастую приходится снимать некоторый слой металла, что неизбежно приводит к снижению крепости вала и увеличению на нагрузки на него в режимах нормальной работы.

Подобный станок для балансировки карданных валов своими руками сделать не получится, поскольку он очень сложен. Однако без его использования качественную и надежную балансировку выполнить не удастся.

Итоги

Отбалансировать кардан самому в домашних условиях вполне реально. Однако необходимо понимать, что самостоятельно невозможно подобрать идеальную массу противовеса и место его установки. Поэтому самостоятельный ремонт возможен лишь в случае незначительных вибраций или как временный метод избавления от них. В идеале же нужно ехать на станцию техобслуживания, где вам сбалансируют кардан на специальном станке.