Krzyżaki wału napędowego – budowa i eksploatacja

Krzyżaki wału napędowego wydają się rozwiązaniem archaicznym i przestarzałym, a wciąż znajdują miejsce w samochodach. Poznajmy tę prostą konstrukcję i dotyczące jej podstawowe zalecenia serwisowe.

Krzyżaki wału napędowego, to zwykle w przeciwieństwie do poznanych przez Was wcześniej przegubów półosi napędowych, przeguby asynchroniczne. Klasyczne krzyżaki, będące elementem przegubu Kardana charakteryzują się tym, że łącząc wał przekazujący i odbierający moment obrotowy powodują okresową zmianę prędkości obrotowej wału odbierającego – dwa razy podczas jednego, pełnego obrotu. Aby uniknąć takiej sytuacji, pojedynczy krzyżak nie znajdzie miejsca w wałach napędowych – zawsze musi pracować z drugim, który został tak złożony, aby oba wzajemnie niwelowały swoje zmiany prędkości obrotowej. Jedyną możliwością na wyeliminowanie tego zjawiska bez dzielenia wału na trzy części jest zastosowanie przegubu dwukrzyżakowego, tj. z dwoma krzyżakami w jednym przegubie. Takie konstrukcje stosuje się na przykład w samochodach terenowych o krótkim rozstawie osi, gdzie niemożliwe jest dzielenie wału.

Podwójny przegub Kardana w samochodzie terenowym

Krzyżaki znajdują zastosowanie w wałach napędowych przekazujących napęd z silnika umieszczonego z przodu na tylną oś (również w rozwiązaniach odwrotnych). Przyczyna jest prosta. Wały nie pracują pod dużym kątem, a dla Kardana zalecane maksimum to około 24 stopnie. Poza tym, nie wymaga się od nich pracy w dwóch płaszczyznach, ponieważ układ pracuje głównie w płaszczyźnie pionowej i minimalnie w poziomej. Kolejna kwestia to prostota i niskie koszty wytwarzania przy spełnieniu wszystkich stawianych im wymagań, przede wszystkim wytrzymałościowych. W przeciwieństwie do przegubów homokinetycznych z kulami, krzyżaki przenoszą z powodzeniem znacznie większy moment obrotowy. Jest to też powód, dla którego chętnie stosuje się je również dla półosi, ale w sztywnych mostach napędowych samochodów terenowych i użytkowych.

Budowa przegubu krzyżakowego / Kardana

Przegub krzyżakowy to konstrukcja niezwykle prosta, choć są różne wersje tego rozwiązania, ale generalnie składa się jedynie z kilku elementów. Na poniższym rysunku mamy wręcz schematyczny przegub Kardana.

Tak zwany krzyżak (3), to łącznik, który łączy dwa wały i tkwi w ich widełkach (1 i 6). Aby mógł swobodnie pracować, czyli skręcać się przy ugięciu, jest osadzony na łożyskach (5), zwykle igiełkowych (4). Łożyska te są od zewnętrznej strony widełek zabezpieczone przed wypadnięciem pierścieniami (2), które tkwią w rowkach (7) widełek. Na rysunku nie pokazano jedynie kalamitek do wprowadzania smaru, który należy regularnie wymieniać. W niektórych krzyżakach stosuje się konstrukcje szczelnie zamknięte bez możliwości wymiany smaru. Są bezobsługowe, ale niekoniecznie da się w nich wymienić zużyty krzyżak. Są też inne wersje tych przegubów, na przykład takie, w których sam krzyżak zabezpieczają obejmy przykręcane na śruby. Dzięki takiej konstrukcji jeszcze łatwiej je wymienić.

Krzyżak montowany na obejmy

Zobacz również: Goodyear - konferencja

Objawy i przyczyny zużycia przegubów krzyżakowych wału

Krzyżaki wału są bardzo trwałymi elementami, zdolnymi wytrzymać w samochodzie osobowym czy terenowym nawet kilkaset tysięcy kilometrów, pod warunkiem, że miały lekkie życie. W samochodach intensywnie eksploatowanych, zwłaszcza sportowych i terenowych wytrzymują krócej. Zwykle powstają luzy na łożyskach lub uszkodzenia mechaniczne, również wywołane korozją.

Podstawowym objawem ich zużycia jest stukanie (dudnienie) dochodzące spod podłogi, zwłaszcza podczas przyspieszania i po puszczeniu gazu na biegu. Przy większym zużyciu mogą pojawić się wibracje w ściśle określonym zakresie prędkości obrotowej silnika. Stwierdzenie luzu jest stosunkowo proste, ponieważ wystarczy poruszać jednym z wałów próbując ustalić luz. Jakikolwiek luz na krzyżaku kwalifikuje go do wymiany, ale trzeba pamiętać, że istnieją obszary w układzie napędowym z dopuszczalnym luzem pozwalającym na kompensację różnicy długości wału, która w zależności od wahać tylnego mostu musi się zmieniać. Wały napędowe dzieli się zwykle na dwie części połączone wielowypustem, który umożliwia ruch wzdłużny (po osi wału). Luzy wykazują ponadto inne elementy, niekoniecznie krzyżaki.

Aby krzyżak pękł, powodując rozłączenie napędu potrzebna jest bardzo duża siła działające w krótkim czasie. Najczęściej zdarza się to użytkownikom aut terenowych, przy dużych ukosowaniach wału i na oponach terenowych. Dlatego też każdy właściciel terenówki jeżdżący regularnie w imprezach offroadowych zwykle ma w samochodzie przynajmniej jeden krzyżak. Podczas eksploatacji na bezdrożach należy pamiętać o regularnym myciu i smarowaniu przegubów, zwłaszcza gdy auto regularnie tapla się w błocie i wodzie. Również po sezonie zimowym warto je dobrze umyć myjką ciśnieniową i nasmarować.

Jeżeli krzyżaki są nietypowych rozmiarów lub są drogie, można je regenerować. Na rynku jest wiele firm zajmujących się kompletną regeneracją wałów napędowych. Tak przygotowany produkt ma dokładnie ta samą jakość co nowy. Należy pamiętać, że po każdej ingerencji w wał napędowy należy go wyważyć, choć nie zawsze się to robi stąd pojawiają się wibracje „niewiadomego” pochodzenia. Jeżeli chcecie oddać krzyżak wału do regeneracji/naprawy, koniecznie trzeba oddać dwie części wału współpracujące z tym krzyżakiem. Tylko wtedy możliwa jest fachowa regeneracja lub wymiana.

Ekspert iParts.pl o przegubach krzyżakowych wału napędowego:

Krzyżaki wału napędowego umożliwiają przenoszenie momentu napędowego pomiędzy sekcjami wału, które połączone są pod różnymi kątami. Typowy krzyżak składa się z trzech, lub czterech „ramion”, na których osadzone są łożyska igiełkowe zabezpieczone pierścieniami osadczymi. Do uszkodzeń krzyżaka dochodzi najczęściej na skutek uszkodzenia łożysk, utraty smarowania, bądź korozji elementów. Objawami uszkodzonego krzyżaka są najczęściej stuki wydobywające się z okolic wału napędowego oraz silne wibracje pojawiające się w niektórych zakresach prędkości. Podczas próby obracania wałem wyczuwalny jest wyraźny luz. W skrajnym przypadku ignorowanie takich objawów może doprowadzić do rozłączenia elementów wału, a w konsekwencji utratę napędu.

Wymiana krzyżaków wału napędowego jest operacją dość prostą i nie wymaga skomplikowanej wiedzy oraz narzędzi. Podstawą jest zapewnienie odpowiedniego smarowania łożysk i dbałość o poprawny montaż uszczelnień. W większości modeli samochodów ,krzyżaki wału napędowego wyposażone są w kalamitki (smarowniczki) – zaleca się, aby co kilkadziesiąt tysięcy kilometrów lub przynajmniej raz w roku uzupełnić w nich poziom smaru, o czym zapomina wielu kierowców i mechaników.

Do czego służą przeguby półosi i jakie są objawy ich zużycia?

Przeguby napędowe w dzisiejszych samochodach są niezbędne i pełnią ważną funkcję, gdyż są bezpośrednio odpowiedzialne za przeniesienie napędu z…

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ napędowy

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Leki zaburzające zdolność prowadzenia pojazdu [poradnik] Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Jaka technika jazdy na autostradzie jest najlepsza? Do czego służy zawór EGR, co się w nim psuje i czy warto go wyeliminować? Samochody z silnikami do jazdy na krótkich dystansach i możliwością montażu taniej instalacji LPG Systemy bezpieczeństwa i wspomagania jazdy – kiedy i jak działają oraz czy warto im zaufać? Negatywne skutki eksploatacji samochodu na krótkich dystansach Zalety i wady klimatyzacji samochodowej Punkty karne za wykroczenia drogowe 2015 / 2016 Wpływ sposobu eksploatacji samochodu na zużycie paliwa – test specjalny [część 1] Nowy taryfikator mandatów na rok 2015 / 2016 Jak serwisować hamulce bębnowe? Hamulce bębnowe – konstrukcje, zalety i wady oraz dlaczego wciąż się je stosuje? Do czego służą przeguby półosi i jakie są objawy ich zużycia? Okazjonalne i odpłatne przewożenie osób – co powinieneś wiedzieć o carpoolingu? Czujnik spalania detonacyjnego/stukowego i jego rola w pojeździe Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Zawieszenia wielowahaczowe – nie zawsze drogie w eksploatacji, nie zawsze lepsze od prostych rozwiązań Co to jest kolumna MacPhersona? Wideorejestratory do obrony własnej, ale mogą być mieczem obosiecznym Instalacje gazowe do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny – dwa sposoby na obniżenie kosztów eksploatacji Audi e-fuels – syntetyczne paliwa przyszłości według Audi Awaria sondy lambda - prawidłowa diagnoza to klucz do sukcesu Za niskie lub zbyt wysokie ciśnienie oleju – co może być przyczyną?

Popularne w tym tygodniu:

Jakość paliw: kontrole UOKiK w 2017 roku - niektóre stacje to pułapki Bardzo wysokie OC dla młodych kierowców. Jak można je obniżyć? Gdzie policja najczęściej sprawdza prędkość? Czy mity o LPG są uzasadnione? Mandaty za granicą. Kary są znacznie wyższe niż w Polsce Oszustwa kierowców i użytkowników samochodów. Czym mogą grozić? Znaki zakazu (typ B) z opisem Niebezpieczne zachowania pasażerów - zaciągnięcie ręcznego i łapanie za kierownicę nie są najgorsze Czy kierowcy są oszukiwani w sprawie opon? Sprawdzi to UOKiK Szybki przegląd techniczny przed wakacyjnym wyjazdem - lista 7 rzeczy do sprawdzenia Tarcze hamulcowe lakierowane metodą UV. Skuteczny sposób na korozję Świece żarowe: kiedyś niezbędne zimą, dziś mogą sprawiać kłopoty latem