Рок-н-ролл под днищем: что ломается в карданной передаче и можно ли ездить без кардана

В трубе и без неё

Даже сегодня при теоретическом описании карданных передач автомобилей часто встречается их деление на два типа: закрытые и открытые. При этом найти закрытый кардан сейчас уже практически невозможно: подавляющее большинство карданов – открытого типа. А вот до середины прошлого века кардан, заключённый в трубу, встречался часто. Пришёл он к нам из США вместе с Фордом АА, который позже стал нашей полуторкой ГАЗ-АА/ММ. В Америке такой тип (там он назывался torque tube) был нормой, и особенность таких карданных передач заключается в том, что кардан был частью не только трансмиссии, но и ходовой части. Толкающая труба одной своей стороной жёстко крепилась к картеру заднего моста и была своеобразной реактивной тягой, которая удерживала мост от продольного перемещения.

ГАЗ АА

Вроде бы остроумно, но на самом деле у такой схемы есть как минимум два серьёзных недостатка. Первый – необходимость почти любой ремонт начинать со снятия заднего моста, потому что иначе добраться до трансмиссии (например, до сцепления) невозможно. Второй недостаток обусловлен жёстким креплением трубы к мосту, что сильно снижает угол, при котором кардан способен работать. Обычно угол передачи крутящего момента для кардана ограничен 35 градусами, и это – при наличии двух шарниров. А если он у кардана всего один, угол становится ещё меньше, а при перемещении заднего моста вверх-вниз сама передача становится неравномерной. Разумеется, в этом случае (когда момент передаётся рывками) ресурс шарнира резко снижается. В силу этих причин карданы закрытого типа (или карданы в толкающей трубе) остались в прошлом, и сейчас обычно используют передачи открытого типа.

У открытого кардана есть как минимум два шарнира. Они позволяют передавать момент в достаточно большом диапазоне смещения моста, а при ремонте всегда проще снять кардан, чем весь мост. Однако шарниры не могут компенсировать изменение расстояния между коробкой и мостом, которое неизбежно возникает в обычной эксплуатации при перемещении моста. Поэтому кроме шарниров у кардана есть ещё один важный элемент – шлицевое соединение (втулка с подвижной вилкой). Таким образом кардан получается составным. И это неплохо, потому что длинный кардан – это всегда зло.

Nissan Navara

И дело не только в том, что его сложнее балансировать, а в том, что чем кардан длиннее, тем больше у него ограничение по скорости вращения. Поэтому никто не стремится делать весь вал из одной трубы – это бесполезно. Кардан, состоящий из двух-трёх частей, должен работать намного плавнее и надёжнее, и в нормальной жизни так и происходит. Однако есть одна деталь, появление которой в составных карданах немного портит идеальную картинку. Это промежуточная опора, которая в большинстве случаев представляет собой резинометаллическую обойму с шариковым подшипником. Обойма крепится к кузову (или раме), и через неё проходит кардан. 

Обычный шарнир кардана (это тот, который состоит из двух вилок и крестовины) называется шарниром неравных угловых скоростей. Он вполне надёжен, но больше подходит для не самых быстрых машин. В грузовиках, дизельных внедорожниках – самое то, а вот в более быстрых современных автомобилях вместо такого шарнира лучше использовать обычный ШРУС (шарнир равных угловых скоростей). Во-первых, он передаёт момент более равномерно, во-вторых, он не так критично относится к смещению валов относительно общей оси, а в-третьих, с ним можно отказаться от шлицевого соединения (он лучше компенсирует изменение расстояния между коробкой передач и мостом). Поэтому его используют всё чаще, и даже на любимой (кем-то избранным) Chevrolet Niva в 2010-м году крестовины заменили на ШРУСы. Оно, конечно, стало лучше, но если раньше для снятия кардана нужно было всего лишь открутить несколько болтов, то со ШРУСом для этого надо снимать раздаточную коробку. Впрочем, для настоящего нивовода это даже не работа, а сущий пустяк. 

Chevrolet Niva

Что идёт не так?

Ну а теперь перейдём к самому интересному: что ломается в карданной передаче? Давайте разложим все части передачи по полочкам и соотнесём их с возможными симптомами при той или иной неисправности.

Вибрации в движении обычно говорят о дисбалансе карданного вала. Получить его легко (особенно умеючи): даже небольшое его искривление или вмятина могут стать причиной «рок-н-ролла» в трансмиссии. Тут музыкальный термин подходит просто идеально: в переводе он означает «трястись и крутиться», а карданный вал с нарушенной балансировкой как раз этим и занимается. Гнутый вал балансировать, конечно, не очень правильно – его нужно ремонтировать. А уже потом брать балансировочные пластины и пытаться устранять его тряску. Этим занимаются в специализированных мастерских, самому тут делать нечего.

Вибрацию может вызывать и износ шарниров и промежуточной опоры. Но чаще они проявляются немного иначе.

Толчки и стук в начале движения – признаки износа шарнирного соединения. Теоретически они должны быть хорошо смазаны консистентной смазкой, но она со временем всё равно вымывается, а если ездить по грязи (для чего полный привод обычно и нужен), то вымывается быстро. Да и реагенты даже на обычных дорогах тоже этому способствуют. И в результате мы получаем коррозию вилок и крестовин. А дальше начинается то, что называется бринеллированием: разрушение поверхности цапфы крестовин иглами подшипника вследствии сильных повторяющихся ударов. Бринеллирование получают и при неправильной установке крестовины в случае небрежного центрирования. Штука неприятная, потому что развивается стремительно. Вообще, не стоит ездить со стуками в кардане: постоянные ударные нагрузки убьют и те элементы, которые ещё можно было бы спасти, например, заменой одной крестовины.

Гул из-под днища говорит о том, что пора обратить внимание на промежуточную опору. Подшипник опоры тоже не вечный, так что когда-то его приходится менять. К счастью, обычно это не самый дорогой ремонт.

Гудеть и трещать может и ШРУС (если он есть). Менять его обычно достаточно трудоёмко, но ещё более обидно то, что у него, как и ШРУСа привода, есть пыльник, который может порваться. Само собой, ШРУС – он на то и ШРУС, чтобы без пыльника помирать очень быстро, так что за состоянием пыльника нужно следить тщательно. И как бы это грустно и дорого ни звучало, но если пыльник порвался, его нужно срочно менять.

Нужно сказать, что «свернуть» кардан не так просто. Понятно, что если в Ниву вместо вазовского мотора впихнуть 2UZ, кардан свернётся быстро (причём вместе с коробкой передач, раздаткой и, возможно, всей Нивой в сборе). И если бить валом о камни, он тоже долго не прослужит. Но если следить хотя бы на состоянием крестовин, подвесного подшипника и пыльника на ШРУСе, то всё будет хорошо.

Полный или передний?

Теперь вернёмся к вопросу, который ставили в начале: а что будет, если на полноприводной машине (на том же Дастере, например) снять задний кардан и ездить только на переднем?

Нужно сказать, что дастероводы снимают этот кардан не только в том случае, когда его нужно менять или ремонтировать (кардан этой недорогой машины даже в лучшие времена был весьма дорогой деталью). Снимают его даже просто «на лето». Мол, зимой полный привод нужен, а летом лучше ездить без кардана – бензина меньше уйдёт. Отбросим множество логичных вопросов этического порядка (на них ответов всё равно нет) и посмотрим на этот финт ушами с технической точки зрения.

Теоретически иногда это решение вполне приемлемо. Если кардан получил травму в результате внедорожных покатушек, а до дома ехать несколько сотен километров, его будет лучше снять и двигаться в режиме переднего привода: и ехать комфортнее, и хотя бы промежуточная опора с ещё пока целыми шарнирами не пострадают. Но эта ситуация – единственная, когда в демонтаже кардана есть смысл. Некоторые говорят, что без кардана снижается расход топлива. Очень сомневаюсь, что разница будет заметной: приводы заднего моста всё равно крутят редуктор, так что для существенного снижения расхода желательно снять ещё и приводы. А лучше – и задний мост вместе с многорычажкой и поставить туда балку от моноприводного Дастера. Вот это будет дело (шутка, полная сарказма). Кстати, на ШРУСах некоторых полноприводных автомобилей стоят гребёнки датчиков ABS, так что если надумаете их снимать, не удивляйтесь отказу этой системы.

Стоит отметить, что системы полного привода бюджетных кроссоверов с муфтами и автоматическим распределением момента в принципе не предусматривают полное отключение колёс от кардана, так что паразитные нагрузки будут даже при снятом кардане. Конечно, существуют очень продвинутые системы с раздаткой, которая, например, делит момент между передним межколесным дифференциалом и задним карданом, и дополнительной муфтой, которая умеет полностью отключать передачу крутящего момента назад, и ещё одной многодисковой муфтой на задней оси. Эта система как раз предполагает полное отключение задних колёс от трансмиссии, и в этом случае неподвижный кардан действительно помогает сэкономить несколько капель бензина. Однако встретить такую сложную трансмиссию довольно трудно, разве что под рукой окажется какой-нибудь Jeep Cherokee. Но сильно сомневаюсь, что владельцы этих машин будут снимать на лето кардан. 

Ну и последнее: если у полноприводной машины есть два кардана, система подвеса раздаточной коробки и коробки передач рассчитана на их наличие. Часто демонтаж кардана приводит к быстрому выходу из строя опор этих агрегатов, так что если снять кардан всё-таки необходимо, желательно ездить спокойно – так подушки прослужат дольше. И после ремонта кардана или приобретения нового лучше поставить его на место: как инженеры задумали, пусть так и будет.