Драйв вал

Приводите вал с универсальными соединениями на каждом конце и сплайном в центре

3D-анимация карданского вала в Z-argergement

Škoda 422 Задняя ось, подвеска и приводной вал на выставке в музее Шкоды

Приводной вал , вал кардан , вал приводного вала , хвостовой вал ( австралийский английский ), вал винта ( вал отобления ) или вал кардана (после гироламо кардано ) является компонентом для передачи механической мощности , крутящего момента и вращения, обычно используемых для подключения других компонентов трансмиссия , которая не может быть связана напрямую из -за расстояния или необходимости обеспечения относительного движения между ними.

В качестве носителей крутящего момента, приводные валы подвержены крути и напряжения сдвига , что эквивалентно разнице между входным крутящим моментом и нагрузкой. Поэтому они должны быть достаточно сильными, чтобы нести стресс, избегая слишком большого количества дополнительного веса, так как это, в свою очередь, увеличит их инерцию .

Чтобы учесть изменения в выравнивании и расстоянии между вождением и управляемыми компонентами, приводные валы часто включают в себя одно или несколько универсальных суставов , муфты челюсти или тряпичные суставы , а иногда и сплайдный сустав или призматический сустав .

История

Термин картина впервые появился в середине 19-го века. В переиздании патента Стовера 1861 года для машины для планирования и соответствующего состава используется термин для обозначения вала, управляемого ремнями , с помощью которого приводятся машина. Термин не используется в его первоначальном патенте. лошадей Уоткинса и Брайсона Другое раннее использование этого термина происходит в переиздании патента 1861 года для машины для скашивания . Здесь этот термин относится к мощности, передающей вал от колес машины, до передач, который работает над механизмом резки.

В 1890 -х годах этот термин начал использоваться таким образом ближе к современному смыслу. Например, в 1891 году сражения, направленные на вал между трансмиссии и вождением грузовиков его кульминационного локомотива в качестве вала, и Стиллман назвал вал, связывающий коленчатый вал с задней осью велосипеда, управляемого валом, в качестве приводного вала. В 1899 году Буки использовал этот термин, чтобы описать силу, передающую вала от колеса, до управляемого механизма универсальным соединением в своей лошадиной силе . В том же году Кларк описал свой морской велосипед, используя термин для обозначения мощности, управляемого шестерентом, через универсальный соединение с валом пропеллера. Кромптон использовал этот термин для обозначения вала между передачей своего парового автомобиля 1903 года и приводной осью.

Новаторская компания автомобильной промышленности Autocar была первой, которая использовала приводной вал в автомобиле с бензином. Построенный в 1901 году, сегодня этот автомобиль находится в коллекции Смитсоновского института.

Автомобильный приводной вал

Транспортные средства

Автомобиль может использовать продольный вал для обеспечения питания от двигателя/трансмиссии на другой конец транспортного средства, прежде чем он пойдет на колеса. Пара коротких валов привода обычно используется для отправки мощности из центрального дифференциала , передачи или трансакса на колеса.

Грузовик с двумя винтовыми валом секции

Передний двигатель, задний привод

Основная статья: передний двигатель, задний приводной макет

В переднем двигателе, задних приводных транспортных средств, также необходим более длинный приводной вал для отправки питания по длине автомобиля. Доминируют две формы: трубка крутящего момента с одним универсальным соединением и более распространенным приводом Hotchkiss с двумя или более суставами. Эта система стала известна как Système Panhard после того, как автомобильная компания Panhard et Levassor , которая запатентовала его.

Большинство из этих транспортных средств имеют сцепление и коробку передач (или трансмиссию), установленную непосредственно на двигателе, с приводным валом, ведущим к окончательному приводу на задней оси. Когда транспортное средство является неподвижным, приводной вал не вращается. Некоторые транспортные средства (как правило, спортивные автомобили, такие как Chevrolet Corvette C5 / C6 / C7 , Alfa Romeo Alfetta и Porsche 924/944/928 ), стремясь к улучшению баланса веса между спереди и сзади, используют заднюю трансаксл . В некоторых не Porsche модели это помещает сцепление и трансмиссию в задней части автомобиля и приводной вал между ними и двигателем. В этом случае приводной вал непрерывно вращается с двигателем, даже когда автомобиль является неподвижным и вне передачи. Тем не менее, модели Porsche 924/944/928 имеют сцепление, установленное на задней части двигателя в корпусе колокола, и приводной вал от выхода сцепления, расположенной внутри полой защитной трубки крутящего момента, передает мощность в заднюю трансакс (трансклель с полой защитным моментом, передает мощность в заднюю трансаксу ( Трансмиссия + дифференциал). Таким образом, кардиологический вал Porsche вращается только тогда, когда задние колеса поворачиваются, когда сцепление с двигателем может отделить вращение коленчатого вала двигателя от карданного вала. Таким образом, для Porsche, когда водитель использует сцепление, когда быстро перемещается вверх или вниз (ручная коробка передач), двигатель может свободно оживлять входом педали ускорителя водителя, поскольку при отключении сцепления инерция двигателя и маховика относительно низкие и Не обременен дополнительной вращательной инерцией кардиологического вала. Труба для крутящего момента Porsche твердо прикреплена как к корпусу колокола двигателя, так и к корпусу Transaxle, исправляя длину и выравнивание между корпусом колокола и Transaxle и значительно минимизирующим крутящий момент реакции заднего колеса от скручивания транспорта в любой плоскости.

Приводной вал, соединяющий задний дифференциал к заднему колесу, можно назвать полусмысленным валом. Название происходит от того факта, что для формирования одной задней оси требуются два таких вала .

Ранние автомобили часто использовали механизмы цепного привода или ременного привода, а не приводной вал. Некоторые использовали электрические генераторы и двигатели для передачи питания на колеса.

Передний привод

В британском английском термин приводной вал ограничен поперечным валом, который передает мощность на колеса, особенно передние колеса. Вал, соединяющий коробку передач с задней дифференциалом, называется «вал винта» или «проплярный вал». Сборка пропля состоит из вала пропеллера, скользящего соединения и одного или нескольких универсальных суставов. Там, где двигатель и оси отделены друг от друга, как на четырехколесном и заднем приводном транспортных средствах, это вал винта, который служит для передачи силы привода, генерируемого двигателем на оси.

В автомобильной промышленности используются несколько различных типов приводного вала:

• Огромный приводной вал
• Двухместный приводной вал
• Слип-в трубной приводной валу

Склайный вал в трубке-это новый тип, который повышает безопасность сбоя. Он может быть сжат, чтобы поглощать энергию в случае аварии, поэтому также известен как «складной вал привода».

Четырехколесный и полный привод

Они развивались из передней части заднего привода. Новая форма передачи, называемая корпусом передачи, была размещена между передачей и окончательными дисками по обеим осям. Это разделяет привод до двух оси, а также включал редуктивные шестерни, муфту для собак или дифференциал. Были использованы по крайней мере два приводных вала, один от корпуса передачи до каждой оси. В некоторых более крупных транспортных средствах трансферная коробка была установлена ​​в центре и сама была обусловлена ​​коротким валом. В транспортных средствах размером с Land Rover вал приводной к передней оси заметно короче и более круто, чем задний вал, что делает его более сложной инженерной проблемой для создания надежного приводного вала, и которая может включать более сложную форму универсального сустава.

Современные световые автомобили с полным приводом (особенно Audi или Fiat Panda ) могут использовать систему, которая более напоминает спереди привод. Трансмиссия и окончательный привод для передней оси объединяются в один корпус вдоль двигателя, а один вал пропускает длину автомобиля к задней оси. Это предпочтительный дизайн, в котором крутящий момент смещен к передним колесам, чтобы получить автомобильную обработку, или где производитель желает произвести как четырехколесные, так и передние приводные машины со многими общими компонентами.

Исследования и разработки

Автомобильная промышленность также использует приводные валы на испытательных заводах.

На подставке для испытаний двигателя вал приводной вал используется для переноса определенной скорости или крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания в динамометр .

«Страж вала» используется в подключении вала, чтобы защитить от контакта с приводным валом и Для обнаружения сбоя вала.

На подставке для тестирования передачи вал привода соединяет первичный двигатель с передачей.

Симптомы плохого вала привода

Автомобильный вал, как правило, может длиться около 120 000 километров. Однако, если автомобиль испытывает какие -либо из приведенных ниже признаков, водители должны проверить его как можно скорее.

• Нажатие или скрип -шум: водитель может либо услышать, как нажимать, скрип или шлифовать звуки, исходящие из -под автомобиля при вождении.
• Clunking Sounds: водитель может услышать звуки, особенно при повороте транспортного средства, ускоряя или даже отталкивая его в обратном направлении.
• Вибрация: ранний и общий симптом стержня стержня - это интенсивная вибрация, возникающая из -под транспортного средства. Изношенные муфты, u-Joints или подшипники вызывают чрезмерную вибрацию приводного вала.
• Проблемы с поворотом: проблемы с поворотом транспортного средства, как во время медленных, так и в высокоскоростных приводах, являются еще одним важным признаком плохого вала.

Кардан Шафт Парк тормоза

Тормоз карданского шахты работает на шахте, а не на колесах. Эти тормоза обычно используются на небольших грузовиках. Этот тип тормоза подвержен отказа и привел к инцидентам, когда грузовик сбежал на склоне, что привело к выдаче оповещений о безопасности. Тяжелые транспортные средства с такого типа паркового тормоза, как правило, имеют ручку с храповым сбором, похожая на ручной тормоз автомобиля или парковочный тормоз , в отличие от кнопки воздушного тормоза или рычага.

Факторы риска для водителей включают парковку на крутом склоне при тяжелой загрузке, не применяя тормоз с достаточным количеством силы, изменяя баланс нагрузки или нагрузки при припаркованной на склоне или парковку, где одна сторона транспортного средства способна скользить. Использование закусок на колесах является одним из способов предотвращения движения транспортного средства на склоне.

Мотоциклевые приводные валы

Открытый приводной вал на первом мотоцикле BMW, R32

Приводные валы использовались на мотоциклах с тех пор, как до Второй мировой войны, такие как бельгийский мотоцикл FN с 1903 года и звездный мотоцикл Стюарта Тернера 1912 года. В качестве альтернативы приводам цепей и ремней предлагают валы с долговременными, чистыми и относительно обслуживанием- бесплатная операция. Недостатком привода вала на мотоцикле является то, что спиральная шестерня , спиральная коническая шестерна или аналогичное необходимо, чтобы повернуть мощность на 90 ° от вала в заднее колесо, теряя некоторую мощность в процессе.

BMW производит мотоциклы с валом с 1923 года; и Moto Guzzi построил V-Twins с валом с 1960-х годов. Британская компания, Triumph и крупные японские бренды, Honda , Suzuki , Kawasaki и Yamaha , создали мотоциклы Shaft Drive.

Lambretta Motorscooters Type A до типа LD основаны на шахте NSU Prima Scooter также управляется валом

Мотоциклетные двигатели, расположенные таким образом, чтобы коленчатый вал был продольным и параллельным раме часто используется для мотоциклов, управляемых валом. Для этого требуется только один поворот на 90 ° передачи мощности, а не два. Велосипеды от Moto Guzzi и BMW, а также серия Triumph Rocket III и Honda ST - все это используют эту планировку двигателя.

Мотоциклы с приводом вала подвержены эффекту вала , когда шасси поднимается при применении питания. Этот эффект, который является противоположностью тем, который проявляется мотоциклами для цепного привода, противодействует таким системам, как Rhalever Moto Guzzi BMW, Carc от Kawasaki и Tetra Lever .

Морские валы

Приводной вал грузового корабля, Cap San Diego

На управляемом мощностью корабль, приводной вал или вал винта, обычно соединяет пропеллер за пределами сосуда к машине приводной машины, проходя хотя бы через одно уплотнение вала или начинку , где он пересекает корпус . Тяга, осевая сила, генерируемая пропеллером, передается на сосуд с помощью блока тяги или подшипника тяги, которые, как только кроме самых маленьких лодок, включены в основной двигатель или коробку передач. Валы могут быть изготовлены из нержавеющей стали или композит Материалы в зависимости от того, какой тип корабля их установит.

Часть приводной поездки, которая подключается непосредственно к пропеллеру, известна как хвостовой вал.

Локомотивные валы

Задний приводной вал, коленчатый вал и передний приводной вал локомотива Shay

Локомотивы Shay , Climax и Heisler , представленные в конце 19-го века, использовали Quill Drive , чтобы соединить электроэнергию от центрально установленного многоцилиндрового двигателя до каждого из грузовиков, поддерживающих двигатель. На каждом из этих ориентированных паровых локомотивов один конец каждого приводного вала был связан с приводным грузовиком через универсальный соединение , в то время как другой конец питался от коленчатого вала , трансмиссии или другого грузовика через второй универсальный соединение. Ударный привод также обладает способностью скользить в длину, эффективно варьируя его длину. Это требуется, чтобы позволить телегижанию вращаться при прохождении кривой.

Карданские валы используются в некоторых дизельных локомотивах (в основном дизель-гидравлика, такие как British Rail Class 52 ) и некоторые электрические локомотивы (например, класс British Rail 91 ). Они также широко используются в нескольких дизельных единицах .

Валы в драйках на велосипедах

Основная статья: велосипед, управляемый валом

Велосипед , управляемый валом

Приводной вал послужил альтернативой цепному приводу в велосипедах в течение прошлого столетия, никогда не становясь очень популярным. Велосипед , управляемый валом (или «акатан», от раннего производителя) имеет несколько преимуществ и недостатков:

Преимущества

• Система привода с меньшей вероятностью станет застрявшей.
• Всадник не может быть грязным от цепной смазки или поврежден «укусом цепи», когда одежда или часть тела попадают между неохраняемой цепью и звездочкой.
• Более низкое обслуживание, чем цепная система, когда приводной вал заключен в трубку.
• Более последовательная производительность. Динамические велосипеды утверждают, что велосипед приводного вала может обеспечить эффективность 94%, тогда как велосипед, управляемый цепью, может обеспечить эффективность от 75 до 97% на основе состояния.

Недостатки

• Система приводного вала весит больше, чем цепная система, обычно на 0,5–1 кг (1–2 фунта) тяжелее.
• Многие из преимуществ, заявленных сторонниками привода вала, могут быть достигнуты на велосипеде, управляемого цепью, например, покрытие цепи и звездочек .
• Использование легких переключателей с большим количеством соотношений невозможно, хотя шестерни -концентраторы . можно использовать
• Удаление колес может быть сложным в некоторых конструкциях (как и для некоторых велосипедов, управляемых цепью с стульчами).

PTO Драйв валы

: Основная статья

Приводные валы являются одним из способов передачи питания с двигателя и ВОМ на аксессуарное оборудование, установленное на транспортном средстве, например, воздушный компрессор . Приводные валы используются, когда не хватает места рядом с двигателем для дополнительного аксессуара; Вал соединяет зазор между мощностью двигателя и аксессуаром, что позволяет устанавливать аксессуар в другом месте на автомобиле.

Приводной вал. Производство

В настоящее время существуют новые возможности для производственного процесса привода. Процесс производства намотчих накаливания набирает популярность для создания композитных валов. Несколько компаний в автомобильной промышленности стремятся принять эти знания для их объема производства.

Смотрите также

• страдал от кашля
• Список автоматических частей
• Quill Drive
• Выравнивание вала
• Воротник вала

Внешние ссылки

• «Трансмиссия - типы привода вала» . Автомобиль . Великобритания ​Получено 11 февраля 2023 года .