Как вводный вал с легкой службой передает мощность от двигателя/трансмиссии в колеса

В запутанном танце автомобильных компонентов, которые продвигают автомобиль вперед, картина играет важную, но часто пропускаемую роль. Для тех, кто когда -либо задумывался, как вращающее движение, вызванное глубоко в двигателе, наконец -то прибывает на колеса, понимание кивного вала является ключевым.

Функция ядра: мост для вращательной силы

В самом простом, карданный вал (также называемый валом пропеллера или вал опоры) представляет собой вращающуюся трубку, которая передает крутящий момент от двигателя и трансмиссии в дифференциал. Это действует как критический мост.

В автомобилях с конфигурацией переднего двигателя и заднего привода (RWD) мощность двигателя отправляется назад. Точно так же в системах с полным приводом (4WD) мощность часто должна быть отправлена ​​из центрального трансфера как к передней, так и в задней оси. Вводный вал - это компонент, который делает возможной этот продольный передача мощности. Его основная задача - не создавать власть, а достоверно и достоверно доставить ее на расстоянии, при этом приспосабливаясь к движению автомобиля.

Анатомия карданного вала: больше, чем просто трубка

Хотя это может выглядеть как простой металлический столб, современный Светлый детский вал это точно инженерная сборка нескольких ключевых компонентов:

Трубка: Основным корпусом обычно является полная сталь или алюминиевая трубка. Этот полый дизайн выбран тем, что он предлагает отличное соотношение прочности к весу и высокую жесткость кручения-это значит решить, что скручивается под нагрузкой лучше, чем сплошной стержень того же веса.

Универсальные суставы (U-Joints): Здесь происходит магия гибкости. Универсальный соединение-это подшипник с поперечиной формой, которая позволяет валу передавать мощность под углом. Если бы трансмиссия и дифференциал были идеально выровнены, а подвеска никогда не перемещалась, было бы достаточно твердого вала. Но на самом деле дифференциал движется вверх и вниз с подвеской, пока передача остается фиксированной. U-Joints на каждом конце кардиологического вала позволяет сформулировать, сохраняя постоянный поток мощности, даже когда ось перемещается.

Слипко -ягу: Когда задняя подвеска сжимается и отскочит, расстояние между передачей и дифференциалом немного изменяется. Слипковое яго, которое пропало и скользит в заднюю часть выходного вала трансмиссии, вмещает это изменение в длину. Это позволяет эффективному или более короче или более короче или короче, обеспечивая непрерывное соединение.

Баланс веса: Руководители вращаются на очень высоких скоростях - часто несколько тысяч революций в минуту (обороты). Любой дисбаланс на этой скорости создаст значительную вибрацию. Следовательно, кардиологическиебни точно сбалансированы во время производства, с небольшими весами, сваренными в трубку, чтобы обеспечить гладкую, без вибрации работу.

Физика передачи мощности: крутящий момент и вращение

Процесс передачи мощности является прямым применением вращательной механики.

Генерация крутящего момента: Двигатель производит мощность, которая умножается и управляется трансмиссией. Выходной вал трансмиссии обеспечивает определенное количество вращательного силы, или крутящий момент .

Вовлечение моста: Этот крутящий момент вращает скольжение и прикрепленный конец кивного вала.

Торсиональная сила: Крутящий момент наносится на трубку карданга. Из -за высокой жесткости кручения весь вал начинает скручиваться и вращаться как единый блок, а не намокать, как пружина. Эта скручивающая сила движется по длине вала.

Артикуляция в суставах: U-Joints на каждом конце позволяют стержне вращаться плавно, несмотря на угол между передачей и дифференциалом. Они перенаправляют вращательную силу за углом.

Окончательная доставка: Вращающийся крутящий момент выходит из кардиологического вала и входит в дифференциал Полем Роль дифференциала состоит в том, чтобы разделить этот единственный источник крутящего момента и отправить его на обоих приводных колес, что позволяет им вращаться на разных скоростях при поворотах.

Общие конфигурации в легких транспортных средствах

Не все карборы одинаковы. Конфигурация зависит от трансмиссии транспортного средства:

Двухчастотные трюки: В более длинных транспортных средствах, таких как пикапы или внедорожники, один, очень длинный картина может иметь тенденцию взбивать или вибрировать на определенных критических скоростях. Чтобы предотвратить это, используется вал с двумя частями. Он поддерживается в середине центральный подшипник (или подшипник с носителем), установленная на рамке транспортного средства. Это обеспечивает третью точку поддержки, повышение критической скорости вала и обеспечение более плавной работы.

Передние транспортировки в 4WD/AWD: В системах с полным приводом второй, более короткий кардиологический вал используется для передачи мощности от трансферного корпуса в передний дифференциал. Этот вал выполняет ту же функцию, что и задний вал, но для передней оси.

Также важно отличить экипировки от стволы оси (или CV валы). В транспортных средствах с передним приводом (FWD) трансмиссия и дифференциал объединяются в одном блоке (Transaxle). Следовательно, нет длинного центрального кардиологического вала. Вместо этого более короткие, постоянно сформулированные валы оси с постоянной скоростью (CV) суставов обеспечивают питание непосредственно от трансаксы к передним колесам.

Важность обслуживания и признания проблем

Хорошо удержанный картина может длиться срок службы транспортного средства. Тем не менее, такие компоненты, как U-Joints, могут изнашиваться с течением времени. Признание признаков неудачного кардиологического вала важно для безопасности и предотвращения дальнейшего повреждения:

Вибрация: Кратчик или дрожащая вибрация во время ускорения является наиболее распространенным симптомом изношенного U-Joint или дисбалансированного кивного вала.

Clunking Some: Отчетливый «компоновский» звук при переходе от «парка» к «езду» или во время агрессивного ускорения/замедления может указывать на чрезмерную игру в U-Joints или Slip Yoke Splines.

Скрип: Высокий скрип из-под транспортного средства на низких скоростях может быть признаком того, что U-Joint работает сухой и нуждается в смазке (если это полезный тип).

Регулярные проверки, особенно во время рутинных услуг, могут определить такие проблемы, как изношенные U-Joints, или сбойный центр, прежде чем они приведут к полному сбою, что может оставить транспортное средство оказаться в затруднительном положении.

Заключение

Световой дежурный вал - это шедевр простого, надежного инженера. Он выполняет обманчиво простую задачу преодоления разрыва между двумя неотверженными компонентами, при этом вращается на высокой скорости и постоянно движущийся. Понимая его роль в качестве критической связи в трансмиссии, его тщательно спроектированной анатомии и основных принципов того, как он передает крутящий момент, мы можем лучше оценить сложную симфонию частей, которые работают в унисон каждый раз, когда мы нажимаем на ускоритель. Это не компонент преувеличенной сложности, а одно из неоспоримого значения, добросовестно обеспечивающего милю власти после мили.