Карданный шарнир (английское название — universal joint) — это механизм, обеспечивающий передачу мощности с изменяемым углом и используемый для изменения направления оси передачи. Он является «шарнирным» компонентом универсального трансмиссионного устройства системы привода автомобиля. Сочетание карданного шарнира и карданного вала называется карданной трансмиссией. На автомобиле с передним расположением двигателя и задним приводом карданный шарнир устанавливается между выходным валом трансмиссии и входным валом редуктора ведущего моста; в то время как на автомобиле с передним расположением двигателя и передним приводом карданный вал отсутствует, и карданный шарнир устанавливается между полуосями переднего моста, отвечающими как за привод, так и за рулевое управление, и колесами.
Структура и функция карданного шарнира несколько схожи с шарнирами в конечностях человека, позволяющими изменять угол между соединяемыми деталями в определенном диапазоне. Для обеспечения передачи мощности, адаптации к рулевому управлению и изменению угла, вызванному рывками автомобиля вверх и вниз во время движения, ведущий вал переднего привода, полуось и колесная ось обычно соединяются карданным шарниром. Однако из-за ограничений по осевым размерам требуется относительно большой угол наклона, и один карданный шарнир не может обеспечить одинаковую мгновенную угловую скорость выходного вала и вала, входящего в него, что легко вызывает вибрацию, усугубляет повреждение компонентов и генерирует много шума. Поэтому широко используются различные шарниры равных угловых скоростей. В автомобилях с передним приводом для каждой полуоси используются два шарнира равных угловых скоростей: шарнир, расположенный ближе к трансмиссии, является внутренним шарниром, а шарнир, расположенный ближе к оси, является внешним шарниром. В автомобиле с задним приводом двигатель, сцепление и трансмиссия устанавливаются на раме как единое целое, а ведущий мост соединен с рамой посредством упругой подвески, и между ними существует расстояние, которое необходимо соединить. Во время движения автомобиля неровности дорожного покрытия вызывают подпрыгивания, изменение нагрузки или разница в положении двух узлов и т. д., что приводит к изменению угла и расстояния между выходным валом трансмиссии и входным валом главного редуктора ведущего моста. В карданном шарнире используется двойной карданный шарнир, то есть на каждом конце вала трансмиссии имеется карданный шарнир, функция которого заключается в уравнивании углов на обоих концах вала трансмиссии, тем самым обеспечивая постоянное равенство мгновенной угловой скорости выходного и входного валов.
Дата публикации: 20 июня 2022 г.