Замена крестовины под кернение

Замена крестовины карданного вала

Со временем, в процессе эксплуатации автомобиля возникает необходимость обслуживания и ремонта карданного вала. Этот узел передает крутящий момент от двигателя к заднему мосту и его исправность, в значительной мере, влияет на ресурс таких дорогостоящих агрегатов автомобиля, как коробка передач (КПП) и редуктор заднего моста (РЗМ). Так как, карданный вал является важным элементом трансмиссии автомобиля, работающим в нагруженном режиме (вибрация, воздействия окружающей среды и прочее), настоятельно рекомендуем производить осмотр кардана не реже чем каждые двадцать тысяч километров и в случае необходимости производить его ремонт и балансировку в специализированных мастерских.

Неисправности карданного вала

Основными признаками неисправности вала карданного являются:

- посторонние звуки (щелчки, скрипы) в трансмиссии автомобиля при трогании с места и при переключении передач;

- вибрация и гул, идущие от трансмиссии автомобиля и меняющиеся по своей частоте и тональности в зависимости от скорости движения;

Так как, агрегаты автомобиля (двигатель, КПП, задний мост) при движении имеют взаимное перемещение относительно друг друга и их входные и выходные валы не соосны, в конструкции применен карданный вал с шарнирными узлами и шлицевым соединением для компенсации длины карданного вала, вызванной работой подвески при перемещении заднего моста.

Основным элементом шарнира карданного вала, обеспечивающим его угловую подвижность, является крестовина карданного вала. По своей конструкции она состоит из корпуса (креста) и четырех игольчатых подшипников (чашек) одетых на шипы корпуса. Так как, карданный вал работает в агрессивной среде, каждый игольчатый подшипник имеет одно или несколько уплотнений. По своей конструкции и способу фиксации в вилке карданного вала, крестовины разделяются на два основных типа:

- фиксация крестовины стопорными кольцами (часто такие крестовины называют крестовинами с жесткой чашкой);

- фиксация крестовины осуществляется кернением чашки в проушине вилки карданного вала (часто такие крестовины называют крестовинами с мягкой чашкой);

Многие автопроизводители на своих легковых автомобилях и микроавтобусах применяют исключительно крестовины с мягкой чашкой. Используемые в карданных валах автомобиля крестовины, отличаются диаметром чашки игольчатого подшипника. Применяются крестовины с размерами чашки от 19 мм. до 31 мм. в зависимости от длины базы и грузоподъемности. По нормативам завода-производителя карданный вал с «завальцованными» крестовинами, является необслуживаемым и при выходе из строя хотя бы одной крестовины подлежит замене в сборе, что не всегда является экономически оправданным. Однако, в настоящее время, на рынке услуг по ремонту автомобилей имеются предложения по ремонту и восстановлению таких карданных валов. Следует обратить особое внимание, что работа по замене крестовины с фиксацией кернением требует специализированного оборудования и оснастки. Карданный вал после выполнения данной работы обязательно должен быть отбалансирован. Это вызвано несколькими причинами, связанными с центровкой крестовины с мягкой чашкой в вилке кардана. Именно поэтому, настоятельно рекомендуем производить ремонт вала карданного только в специализированной мастерской, имеющей все необходимое оборудование.

Диагностика карданного вала

Прежде всего, карданный вал необходимо диагностировать на предмет наличия дефектов крестовин. При осмотре карданного вала визуально, можно выделить следующие основные дефекты крестовин:

- люфт в игольчатых подшипниках крестовины.

Люфт бывает осевой и радиальный. Осевой люфт выражается в перемещении крестовины «вверх-вниз» по оси шипа корпуса крестовины. Его можно выявить с помощью широкой монтировки, вставленной между вилками кардана. Делать это нужно очень аккуратно, что бы избежать повреждений уплотнений игольчатого подшипника. Радиальный люфт обусловлен значительным износом игольчатых подшипников крестовины и выражается во взаимном перемещении вилок шарнира относительно друг друга по оси вращения кардана. Отметим, что данные дефекты крестовин легко обнаруживаются на снятом с автомобиля карданном вале с применением тисков.

- отсутствие смазки в игольчатых подшипниках крестовины.

Используемые на современных легковых автомобилях крестовины, являются необслуживаемыми - у них отсутствуют тавотницы (прессмасленки) для смазки. Визуально на автомобиле этот дефект можно диагностировать только субъективно по явно выраженным следам (подтекам) ржавчины исходящим из игольчатых подшипников. На снятом с автомобиля кардане этот дефект выражен в затрудненном взаимном перемещении вилок карданного вала. Отсутствие смазки говорит об отсутствии ресурса у шарнира и в ближайшее время такая крестовина выйдет из строя.

Хочется еще раз обратить внимание, что не все дефекты крестовины карданного вала можно обнаружить не снимая карданного вала с автомобиля. Очень часто дефект кроется в износе игольчатых подшипников крестовины, выраженном в неравномерной подвижности (перекатах) и полном отсутствии подвижности (заклинивании) шарнирного узла. Такие дефекты обнаруживаются только на снятом с автомобиля карданном вале.

Вилка карданного вала – подготовка к установке крестовины

Замена неисправной крестовины начинается с ее извлечения из вилок карданного вала. Простая на первый взгляд операция имеет свои нюансы. Дело в том, что вилки и фланцы карданного вала имеют достаточно «ажурную» конструкцию к которой не применима грубая ударная сила. Применение молотка для извлечения крестовины просто недопустимо, так как это может привести к деформации вилки и, особенно, фланца. Такие деформации могут привести к несоосности отверстий вилки под чашки крестовины. Поэтому, замену крестовины необходимо производить с применением пресса и установкой распорок или другой специализированной оснастки для избежания деформации вилки и фланца. Выпрессовав крестовину, необходимо осмотреть и подготовить поверхности проушин для установки новой крестовины. Прежде всего, производится осмотр и обмер посадочного диаметра проушины.

Проверка геометрии посадочных отверстий проушины производится прецензионным измерительным инструментом. Не допускается эллипсность отверстий и отсутствие посадочного натяга чашки крестовины в посадочном отверстии. При выходе геометрических параметров проушины за пределы допуска, устанавливать крестовину не рекомендуется без дополнительных работ по восстановлению проушины.

Так как по своей конструкции, крестовина с фиксацией под кернение имеет мягкую чашку, то на поверхности проушины не допускается наличие никаких механических деформаций, вызванных контактом шипа и проушины при разрушении чашки крестовины в процессе эксплуатации автомобиля. Имеющиеся раковины на посадочной поверхности проушины заплавляются и затем обрабатываются.

Последней чистовой операцией является обработка проушин разверткой нужного диаметра.

Установка крестовин

Перед установкой новую крестовину следует тщательно осмотреть на предмет дефектов и заложить в игольчатые подшипники необходимое количество смазки. Следует отметить, что смазка закладывается на весь срок службы крестовины. Каждый производитель карданных валов и комплектующих к ним дает свои рекомендации по используемым смазкам, но, следует отметить, что смазочный материал должен быть на литиевой основе с необходимыми вязкостно-температурными характеристиками (в противном случае при нагреве смазка вытечет, а в мороз замерзнет). Затем начинается процесс установки крестовины. Отметим, что процедура эта очень кропотливая и требует большой компетенции и аккуратности от мастера. Чашки с игольчатыми подшипниками должны устанавливаться одновременно и с первого раза, что не просто сделать, так как иголочки в подшипниках держатся только за счет вязкости смазки. Если хотя бы одна иголка упадет на дно стакана, то, скорее всего, крестовина будет испорчена, а работу по ее замене придется повторять. Кратко, последовательность операций по установке крестовины выглядит следующим образам. В одну из проушин фланца карданного вала запрессовывается чашка крестовины до положения, когда возможно аккуратно завести в чашку шип креста. При этом необходимо исключить несоосность запрессовки чашки. После установки шипа в чашку переходим к запрессовке противоположной чашки. Это сделать несколько сложнее, так как нужно аккуратно попасть чашкой на шип корпуса креста и при этом не повредить и не уронить ни одной иголки подшипника при одновременной запрессовке чашки. После этого чашки немного дожимаются и проверяется качество установки. Вращение крестовины в установленной плоскости должно осуществляться плавно и без заеданий. Самой важной операцией является операция фиксации крестовины – кернение. Важно отметить, что необходимо не только зафиксировать крестовину в проушинах, но и обеспечить при фиксации необходимый натяг в игольчатых подшипниках крестовины. Но, самый важный момент, который нужно соблюсти - это зафиксировать крестовину точно в центре продольной оси вращения карданного вала. В противном случае, карданный вал будет иметь значительный дисбаланс. Обеспечить все эти требования можно только при наличии специальной оснастки, как измерительной, так и фиксирующей. Хотя фиксация крестовины называется «кернением», для этого применяется специальные трех или четырехлучевые керны с адаптером под пресс и, конечно же, это не делается обычным молотком и керном. Таким образом, процесс кернения происходит одновременно в нескольких точках и без ударной нагрузки. Напомним, что для избежания деформации вилок, при кернении необходимо использовать дополнительные распорки или специальную оснастку. Аналогично производится установка второй оси крестовины в вилку карданного вала. Рассмотрев процесс установки, настоятельно рекомендуем производить замену крестовину в специализированном сервисе по ремонту карданных валов, имеющим все необходимое оборудование и уровень квалификации мастеров.

Балансировка карданного вала

Финальным этапом ремонта карданного вала является его балансировка. Балансировка карданного вала производится на специальном балансировочном станке. Как уже упоминалось выше, после замены хотя бы одной крестовины, карданный вал необходимо отбалансировать. Это вызвано тем, что нарушается положение новой крестовины относительно оси вращения карданного вала и, соответственно, нарушается его балансировка, выполненная на заводе или при предыдущем ремонте. Разбалансированность карданного вала приведет к вибрации и преждевременном выходе из строя карданного вала и агрегатов автомобиля, что девальвирует весь проделанный ремонт. Отметим, что необходимое оборудование для балансировки карданных валов имеется только в специализированных мастерских. Балансировка карданного вала – заслуживает рассмотрения в рамках отдельной статьи.

В заключении, рассмотрев весь процесс замены крестовины с фиксацией кернением, хочется отметить, что эта работа требует обязательного наличия специализированной оснастки и балансировочного станка, а так же, высокой квалификации мастеров. Настоятельно рекомендуем выполнять такие работы только в специализированном сервисе по ремонту карданных валов.