Cardanas: wat het is en waarvoor het wordt gebruikt

De cardanas is een onmisbaar onderdeel van de transmissie in een achter- of vierwielaangedreven auto. Dit knooppunt is niet al te complex qua ontwerp, maar het is erg belangrijk – zonder kan de auto gewoon niet rijden. We vertellen je de belangrijkste feiten over cardan, frequente storingen en manieren om ze te vermijden.

Wat is een cardanas en waar is hij voor nodig

De cardanas, of eenvoudiger gezegd, de cardan, is een eenheid in de transmissie van de auto die rotatie van de versnellingsbak of de tussenbak overbrengt naar de versnellingsbak van de aandrijfwielen. Als deze eenheden star ten opzichte van elkaar zouden zijn bevestigd, zouden ze door een gewone as met elkaar kunnen worden verbonden. Maar in werkelijkheid bevinden de versnellingsbak en de overbrenging zich op verschillende vlakken ten opzichte van elkaar en kunnen ze zelfs hun onderlinge positie veranderen tijdens de werking van de ophanging. En hoe meer, hoe groter de veerweg.

Daarom moet de cardan in de auto in staat zijn om rotatie over te brengen bij het veranderen van hoeken en afstanden tussen de eenheden van de transmissie. Daarom is het apparaat complexer dan het lijkt.

Ontwerp en soorten cardanoverbrenging

Hoe ziet de cardanas eruit? Op het eerste gezicht lijkt hij vrij eenvoudig, maar in feite bevat hij verschillende belangrijke elementen. Dit is waar een cardanas uit bestaat:

• buizenas of -assen;
• hoekverbindingen;
• veringslager;
• sleufverbinding;
• elastische koppeling.

Het belangrijkste, grootste en meest opvallende onderdeel van de aandrijfas is de lange buis, die de middenas wordt genoemd. Met dezelfde stijfheid en sterkte is een holle buis lichter dan een massieve staaf.

De eenvoudigste en goedkoopste aandrijfassen zijn die met één buis. Maar als de gimbal structureel lang moet zijn, wordt hij gemaakt van meerdere assen uit meerdere beweegbaar verbonden buizen. De onderstaande foto helpt om de structuur van de cardanas beter te begrijpen.

Om de delen van de cardanas met elkaar te verbinden, worden hoeksnelheidsverbindingen gebruikt. Er zijn er minstens twee in een as met één buis of meer in samengestelde ontwerpen.

Meestal worden ongelijke hoeksnelheidsverbindingen gebruikt, die kruisen worden genoemd vanwege hun karakteristieke vorm. Voor elk kruis zijn de asuiteinden en flenzen van de transmissie voorzien van vorken – aandrijvend en aangedreven. Daartussen bevindt zich een kruis met vier nokken, die elk een naaldlager bevatten. Voor de bevestiging van de structuur zijn sleuven en splines voorzien.

Cardanassen met kruis behoren tot de asynchrone cardanaandrijvingen. De bijzonderheid van een dergelijke verbinding is de ongelijke rotatie van de aangedreven vork ten opzichte van de drijvende vork, als hun assen niet parallel zijn. Eenvoudig gezegd vertraagt de aangedreven vork de rotatiesnelheid twee keer en versnelt deze twee keer tijdens één omwenteling van de aandrijvende vork, wat voor meer trillingen zorgt.

Het synchrone type bevat cardanoverbrengingen, waarvan de scharnierpunten bestaan uit haakse gewrichten of kogelgewrichten, zoals die worden gebruikt bij de aandrijving van de voorwielen. Daarbinnen grijpt een vork met verschillende bladen in op kogels die in speciale groeven rollen. Dit egaliseert de draaisnelheid. Dergelijke aandrijfassen veroorzaken minder trillingen, maar zijn ingewikkelder en merkbaar duurder.

Van de exotische ontwerpen is er één waarbij rubberen koppelingen worden gebruikt als scharnier. Deze optie is eenvoudig en goedkoop, maar komt in de praktijk bijna nooit voor, omdat ze niet ontworpen is om een significant koppel over te brengen en niet werkt bij grote bochten in de aandrijving.

Een ophanging of steunlager wordt gebruikt om de rotatie van de gimbal te ondersteunen en te stabiliseren, als deze een samengesteld ontwerp heeft.

Aangezien de eenheden verbonden door de cardanas ten opzichte van elkaar bewegen, bevat het cardanapparaat noodzakelijkerwijs een splinesverbinding. Hierdoor kan de lengte binnen het vereiste bereik worden gewijzigd.

De cardanoverbrenging bevat ook een elastische koppeling van rubber of rubber-metaal, die meestal op de plaats van aansluiting op de versnellingsbak wordt geïnstalleerd. De elasticiteit van de koppeling vermindert schokken en trillingen tijdens de werking van het mechanisme en beschermt de transmissie tegen schokbelastingen.

Wanneer de verbonden eenheden sterk ten opzichte van elkaar verplaatst zijn, wordt een cardanas met twee kruisen geïnstalleerd.

Diagnose van defecten aan de cardanas

In de regel worden slijtage en storingen van de cardanas tijdens het rijden veroorzaakt door verschillende geluiden en trillingen die optreden wanneer de cardanas snel draait. Hier zijn de belangrijkste symptomen en manieren om je cardanas te repareren.

Klikken, een rinkelende tik (zoals op een lege buis) bij het aanraken. Trillingen bij gas geven of gas loslaten. Oorzaken:

1. Slijtage van de dwarsbalk van de aandrijfas. Het is noodzakelijk om het kruis te vervangen, er zijn geen andere opties.
2. Slijtage van splines van de cardanas. De module met splines of een deel van de as of het assenstel moet worden verwijderd.
3. Het losdraaien van bouten waarmee de cardanas aan de flenzen van de eenheden is bevestigd. Alle bouten moeten worden vastgedraaid.

Gekraak wanneer de as werkt (het uiterlijk kan afhangen van de werkingshoek van het mechanisme). Oorzaken:

1. De kruiskoppeling van de cardanas zit vast. Het is noodzakelijk om het gewricht te vervangen.
2. Het kogelgewricht zit vast. Als het licht versleten is, kan het worden gereviseerd en gesmeerd, als het aanzienlijk versleten is, moet het gewricht worden vervangen.

Trillen van het cardan tijdens het rijden. Redenen:

1. Onbalans van de cardanas. In de regel treedt dit op na onjuiste demontage/montage met vervanging van dwarsbalken of andere elementen.
2. Smoothness violation in de kruiskoppelingen. Het is noodzakelijk om versleten verbindingen te vervangen.
3. gebrek aan smering in de spline-verbindingen van de cardanas. Demonteer de knooppunten en smeer ze.
4. Verlies van balanceerplaten. Geëlimineerd door balanceren.
5. Mechanische schade aan de cardanbuis. In dit geval is alleen vervanging van het onderdeel door een nieuw mogelijk.

Huilen of fluiten tijdens bedrijf

De meest waarschijnlijke oorzaak is slijtage van het lager van de cardanasophanging. Dit moet worden vervangen.

Hoe de toestand van de cardanas controleren

De diagnose van de cardanoverbrenging is vrij eenvoudig en als je een put of een lift hebt, is het heel goed mogelijk om het zelf uit te voeren – alle elementen bevinden zich immers in het zicht. Dit is wat je moet controleren:

1. Sporen van mechanische schade aan de as en andere elementen van de cardanoverbrenging – ze moeten afwezig zijn.
   Verbindingen of dwarsbalken. Er mag geen speling in zitten. Je kunt ze voelen als je de as met je handen probeert te draaien of als je de buis heen en weer beweegt.
2. Pulsen van de gewrichten. Ze moeten intact zijn, zonder scheuren, barsten en sporen van eruit geperste olie.
3. Elastische koppeling. Scheuren en nog meer scheuren zijn ontoelaatbaar. Het is beter om de koppeling te inspecteren bij het draaien van de as.
4. Verende lagers. Het mag niet spelen en klapperen als je de twee assen van de gimbal aan weerszijden van het lager neemt en uit elkaar schudt.
5. Splines-koppeling. Deze mag geen speling hebben – dit moet worden gecontroleerd door de as te wiegen en te draaien.
6. De verbindingselementen van de aftakastransmissie. Controleer of alle bevestigingsmiddelen op hun plaats zitten en goed zijn vastgedraaid.

Totalen

• Kardanas is een knooppunt in de transmissie van de auto, die rotatie overbrengt van de versnellingsbak of de tussenbak naar de versnellingsbak van de aangedreven wielen, die zich in verschillende vlakken bevinden.
• De belangrijkste elementen van de cardan – buisvormige as of assen, hoeksnelheidsverbindingen, ophanglager, splinesverbinding, elastische koppeling
• De belangrijkste gebreken van de cardanas, zoals kloppen of vreemde geluiden tijdens het gebruik, worden geassocieerd met slijtage van de bewegende elementen. Ook kan de cardanas uit balans zijn.
• De toestand van de elementen van de cardanas is eenvoudig zelfstandig te controleren als je een put of een takel hebt.