Wał Kardana jest dość tajemniczym zagadnieniem i nie każdy dokładnie wie, co to takiego i gdzie się go stosuje, Poznajmy więc bliżej konstrukcję i definicję wału Kardana.
Wał Kardana (zwany też wałem Cardana) to w wielkim skrócie element mechaniczny używany w układach przeniesienia napędu w pojazdach, szczególnie w samochodach z napędem na tylne koła lub na obie osie. Co ciekawe, wał Kardana stosuje się również w motocyklach, a marką, która dość często sięga po to rozwiązanie, jest BMW. Ten skomplikowany układ ma kluczowe znaczenie dla sprawnej transmisji napędu z silnika do kół. Poniżej wyjaśniamy, czym jest wał Kardana, jak działa oraz jakie są jego zastosowania i znaczenie w motoryzacji.
Czym jest wał Kardana (wał Cardana)?
Wał Kardana, nazywany również wałem napędowym, to element układu przeniesienia napędu, który pełni rolę łącznika między skrzynią biegów a tylnym lub przednim mostem pojazdu. Jego zadaniem jest przenoszenie momentu obrotowego z silnika do kół napędzanych w sposób bezpośredni i z jak najmniejszą stratą mocy i momentu obrotowego. Nazwa „Kardan” pochodzi od nazwiska włoskiego inżyniera Girolamo Cardana, który wprowadził ten rodzaj mechanizmu.
Jak zbudowany jest wał Kardana?
Budowa wału Kardana wydaje się prosta, ale całość posiada wiele elementów i rozwiązań, które warto rozłożyć na czynniki pierwsze. Oto opis budowy wału Kardana w standardowym wydaniu.
- Końcówki wału Kardana – końcówka przednia (połączona z przekładnią lub skrzynią biegów) i końcówka tylna (połączona z mostem napędowym lub inną częścią układu napędowego na osi).
- Przegub krzyżakowy. Wał Kardana zazwyczaj składa się z przynajmniej dwóch przegubów krzyżakowych. Przeguby te pozwalają na elastyczne połączenie między końcówkami wału, co umożliwia przenoszenie napędu pod kątem. Sztywne połączenie wałem generowałoby ogromne problemy konstrukcyjne (konieczność idealnego wypoziomowania np. skrzyni biegów) oraz naprężenia.
- Rura wału. Rura wału łączy obie końcówki wału i utrzymuje przeguby krzyżakowe w odpowiedniej odległości od siebie.
- Półosie (jeśli dotyczy). W niektórych układach napędowych, zwłaszcza w samochodach z napędem na przednie koła, wał Kardana może być zastąpiony przez półosie.
- Oprawy łożyskowe. Wał Kardana jest podtrzymywany przez oprawy łożyskowe, które są zamocowane np. do podwozia pojazdu i utrzymują wał w jednej pozycji niwelując i/lub amortyzując wibracje.
- Gniazda do smarowania. Niektóre modele wałów Kardana posiadają gniazda do smarowania, które umożliwiają dostęp do przegubów krzyżakowych w celu konserwacji.
- Balansery (jeśli dotyczy). W celu redukcji drgań i wibracji, niektóre wały Kardana wyposażone są w tzw. balansery.
Wał Kardana umożliwia przenoszenie napędu z silnika do osi napędowej przy jednoczesnym umożliwieniu ruchów osiowych i kątowych. Jest to szczególnie ważne w pojazdach, gdzie silnik jest zlokalizowany z przodu pojazdu, a napęd przekazywany jest na tylne koła lub na wszystkie koła. Przeniesienie napędu o dużej mocy na „dużą odległość” za pomocą łańcucha lub pasa transmisyjnego byłoby wysoce nieefektywne, zawodne i trudne konstrukcyjnie (napinanie łańcucha i pasów, utrzymywanie w kołach zębatych, serwisowanie, trwałość etc.).
Jak działa wał Kardana?
Wał Kardana (wał Cardana) umożliwia przeniesienie momentu obrotowego z silnika do osi napędowej, a jednocześnie pozwala na zmiany kąta między skrzynią biegów a mostem, co jest niezbędne ze względu na ruchy zawieszenia pojazdu. Podczas jazdy wał Kardana musi być w stanie dostosować się do zmiany kąta między silnikiem a osią napędową, co osiąga się poprzez ruchy przegubów Kardana. Wał Kardana jest najczęściej stosowany w samochodach z napędem na tylną oś, przenosząc napęd z silnika na tylne koła, ale również w modelach z napędem na obie osie w przypadku konstrukcji ze stałym napędem AWD. Wał Kardana jest popularny w pojazdach terenowych ze względu na jego trwałość i zdolność do pracy w trudnych warunkach.
Wał Kardana – podsumowanie
Wał Kardana odgrywa kluczową rolę w skomplikowanym układzie przeniesienia napędu pojazdu. Jego solidność, wszechstronność i zdolność do przekazywania momentu obrotowego przy jednoczesnym dostosowywaniu się do zmiany kąta między skrzynią biegów a kołami napędowymi sprawiają, że jest niezastąpionym elementem w motoryzacji. Wartość wału Kardana jest szczególnie widoczna w pojazdach terenowych i tych z napędem na obie osie, gdzie skuteczność i niezawodność układu napędowego są kluczowe dla osiągania wysokich osiągów i trwałości pojazdu.
Redakcja poleca:
