Do czego służy wał napędowy?
Wał napędowy potocznie nazywany wałem Kardana lub wałem Cardana (nazwa wzięła się od przegubów stosowanych w wale) jest to element systemu napędowego pojazdu, a jego przeznaczeniem jest przeniesienie napędu z silnika umieszczonego z przodu samochodu na tylne koła. Sprawa wydaje się dosyć prosta, przecież można zamontować wałek przy silniku, który będzie się kręcił i druga jego część będzie zamontowana w przekładni i posłuży do napędu kół. Niestety ze względu na to, że zawieszenie tylne przemieszcza się podczas jazdy względem silnika, wał nie może być jednym litym elementem i musi posiadać elementy, które zapewnią możliwość pracy także w momencie tych przemieszczeń.
Wał ten stosowany jest w samochodach z napędem na tylne koła, a także w samochodach z napędem 4WD oraz AWD.
Wały napędowe są wykonywane ze stali, stopów aluminium, a w sportowych samochodach także z włókna węglowego, w celu obniżenia masy (np. Nissan 350Z). Wał napędowy ze względu na ograniczenie wibracji spowodowanych wysoką prędkością obrotową wału jest dzielony na 2 lub więcej części.
Czym są przeguby krzyżakowe? (Przeguby Cardana)
W celu zapewnienia możliwości obrotu dwóch części wału względem siebie stosuje się przeguby krzyżakowe zwane także przegubami Cardana (od nazwiska Girolamo Cardano, który skonstruował ten mechanizm w XVI wieku). Połączenia to, jak sama nazwa wskazuje, składają się z krzyżaka, którego ramiona zakończone są elementami łożyskowanymi. Elementy te mogą być bezobsługowe (gdy element łożyskowany jest szczelnie zabezpieczony przed wydostaniem się z niego środka smarnego) oraz takie, które należy regularnie serwisować poprzez uzupełnienie środka smarnego. Wspomniane już elementy łożyskowane są połączone naprzemiennie z widłowymi elementami wałów.
Rozwiązanie to, pomimo że pomaga przenieść moment obrotowy pomiędzy wałami, które nie są umieszczone w jednej linii, to nie jest jednak wolne od wad. Po pierwsze w zależności od ilości obrotów kąt wychylenia jest ograniczony (im większa ilość obrotów tym kąt ten jest mniejszy). Po drugie rozwiązanie to nie jest homokinetyczne. Oznacza to, że w momencie obrotu wału czynnego (zadającego moment obrotowy) wał bierny (odbierający moment obrotowy) porusza się ze zmienną prędkością. Prędkość obrotu wału biernego zmienia się 4 razy w ciągu jednego obrotu.
Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie drugiego przegubu krzyżowego. Jest on w tym przypadku ustawiony z przesunięciem, aby w momencie, gdy jeden przegub zwalnia, drugi przyspieszał, co niweluje różnicę prędkości obrotu wału biernego.
Co to jest i do czego służy podpora wału?
W momencie, gdy w systemie występują 2 lub więcej części wału, niezbędne jest użycie podpory wału, która jest elementem składającym się z łożyska, elementu gumowego oraz metalowej obudowy. Zadaniem podpory jest utrzymanie wału w odpowiedniej pozycji, a także ograniczenie wibracji oraz hałasu generowanych przez obrót wału. Łożysko znajdujące się w podporze wału pracuje przy bardzo wysokich obrotach. Guma w konstrukcji jest obciążona wibracjami, jest to element, który jest w dużym stopniu narażony na uszkodzenia.
Element gumowy ze względu na charakterystykę tego materiału jest też narażony na starzenie, więc nawet przy poprawnym działaniu systemu, po jakimś czasie mogą się na nim pojawić uszkodzenia, które w pewnym momencie wymuszą wymianę całego elementu. W przypadku niektórych podpór możliwa jest wymiana samego wkładu, co dzięki zachowaniu oryginalnej obudowy może znacząco obniżyć koszt wymiany.
Nie zawsze uszkodzenie podpory może być wyraźnie widoczne. Nieraz może się objawiać delikatnym nacięciem, które jest widoczne dopiero przy wystąpieniu obciążenia. Podpora wału ze względu na element gumowy ma swój zakres ruchu jednakże, gdy jest on zbyt duży, może to świadczyć o uszkodzeniu tego elementu.
Przed wymianą podpory warto jest ocenić stan całego wału napędowego, a w szczególności przegubów krzyżowych oraz gumowych przegubów. W przypadku gdy te elementy są uszkodzone, wymiana samej podpory może tylko na krótki moment przynieść poprawę, ponieważ w momencie wadliwego działania pozostałych elementów, zwiększone wibracje mogą szybko ponownie ją uszkodzić.
W przypadku zaobserwowania odgłosów oraz wibracji, szczególnie w momencie przyspieszania lub dużych obciążeń (np. przy wjeżdżaniu pod górę), warto jest sprawdzić stan podpory. Uszkodzeniu może ulec łożysko, które zaczyna stawiać większy opór dla wału, co może powodować powstanie zwiększonych wibracji, generowanie odgłosu tarcia oraz przegrzewania się. Uszkodzenie elementu gumowego prowadzić może do zmiany ustawienia łożyska, które zaczyna chodzić nierówno, a także do słabszego tłumienia drgań.
Przykładowe podpory w naszej ofercie można znaleźć pod adresem: Podpory wału napędowego.
Przegub elastyczny wału – co to jest i po co jest montowany?
Przegub elastyczny wału został opracowany i opatentowany przez Antonio Boschi i nazywany jest także Giubo, co stanowi połączenie słowa „giunto” (znaczącego w języku włoskim „połączenie) oraz nazwiska wyżej wspomnianego włoskiego inżyniera. Jest to element składający się najczęściej z gumowego dysku, metalowych tulejek oraz oplotu wewnętrznego. Jest on umieszczany pomiędzy wałem oraz przekładnią. Zapewnia on tłumienie drgań oraz ruchliwość w pewnym niewielkim zakresie. Element ten, tak jak i pozostałe wchodzące w skład układu wału napędowego, jest narażony na duże przeciążenia, które są spowodowane dużą prędkością obrotową wału oraz przenoszonym przez niego momentem obrotowym. Nawet niewielkie pęknięcia mogą powodować powstawanie dodatkowych wibracji, które z kolei mogą przyczynić się do obniżenia trwałości innych elementów, jak np. podpory wału. Warto zatem przy wystąpieniu niepokojących objawów sprawdzić wszystkie elementy wału i w przypadku zaobserwowania uszkodzenia, wymienić je.
Przykładowe przeguby elastyczne w naszej ofercie można znaleźć pod adresem: Przeguby elastyczne wału.
