Карданная передача современного автомобиля является достаточно надежным и долговечным узлом. Однако сегодня услугу по ремонту этого важного компонента силовой линии можно рассматривать как отдельное направление сервисного бизнеса. В чем причина такого явления, а главное, — что подразумевает понятие профессионального ремонта карданных валов, мы выяснили, посетив несколько специализированных ремонтных организаций. 
 
Главная миссия карданного вала — силовая связь агрегатов, валы которых несоосны или расположены под углом, причем их взаимное положение может меняться в процессе движения. Для примера назовем соединение КП с редуктором ведущего моста. Развитие конструкций карданных передач связано с непрерывным улучшением их эксплуатационных свойств: надежности, долговечности, повышения КПД и возможности передачи вращения при увеличенных углах между валами. Специалисты утверждают, что современный карданный вал — надежное изделие, срок службы которого порой сравним с ресурсом сопряженных агрегатов трансмиссии. Однако на практике наблюдается то, что за период эксплуатации автомобиля этот узел дает о себе знать появлением различных стуков, шумов и неприятных вибраций. Технология дефектовки подробно изложена в соответствующих руководствах. При этом большинство автопроизводителей рекомендуют производить замену карданного вала в сборе. А те, что допускают установку новых крестовин, предписывают после выполнения этой операции произвести динамическую балансировку вала, что сложно осуществить в условиях обычной автобазы.

Потребность в качественном комплексном ремонте карданных передач как альтернативе покупке нового узла и послужила причиной появления нового вида сервисной услуги. Сегодня только в Москве насчитывается порядка десяти мастерских, специализирующихся на подобном виде деятельности. По словам Александра Петрова, заместителя директора компании «Еврокардан», спрос на ремонт и изготовление карданных валов растет по нескольким причинам. Во-первых, это связано с увеличением парка подержанных иномарок и отсутствием предложения подобных услуг на фирменных СТО. Во-вторых, следует учесть внутреннюю политику многих крупных автопредприятий, выражающуюся в отказе от содержания собственной ремонтной службы и передаче соответствующих полномочий специализированным организациям. В-третьих, к эксплуатационникам приходит осознание того, что неисправный или отремонтированный на скорую руку приводной вал может стать причиной выхода из строя смежных узлов трансмиссии. Насколько справедливы такие суждения? Давайте разберемся.

Классика жанра 
 
Карданный вал автомобиля — достаточно консервативное изделие. На протяжении нескольких десятилетий его конструкция в целом остается неизменной, совершенствуются лишь отдельные элементы, и улучшается качество используемых материалов. Классическими составными частями карданной передачи являются три жестких шарнира с игольчатыми подшипниками, два вала (промежуточный и основной), дополнительная опора и компенсирующее шлицевое соединение, обеспечивающее изменение длины вала при работе подвески.

Главной особенностью жесткого карданного шарнира (шарнира Гука) является неравномерная передача крутящего момента и, как следствие, возникновение дополнительных пульсирующих нагрузок на валах. Причем эта неравномерность усиливается при увеличении углов между валами. Максимальные значения отклонений, на которые рассчитана жесткая крестовина, зависят от исполнения вилок и находятся в пределах 12–35 градусов (там, где этого недостаточно, например, в приводе ведущих управляемых колес, используются ШРУСы). Кстати, данное ограничение не следует упускать из внимания при желании оснастить автомобиль более жесткими рессорами. Изменение штатного расстояния между рамой и мостом может привести к значительному снижению ресурса шарниров.

Необходимость компенсации неравномерной передачи угловой скорости, а также сочетание высокой частоты вращения и значительной массы самого длинного компонента трансмиссии предъявляют особые требования к сборке карданной передачи. Для качественного ремонта требуется наличие специальных приспособлений и жесткое соблюдение технологий. Взять, к примеру, центровку крестовины относительно оси вала — ее нарушение является самой распространенной причиной дисбаланса. Смещение в сторону на 0,2–0,3 мм при весе карданного вала в 30 кг дает дисбаланс порядка 40 граммов, этого достаточно для последующего выхода из строя хвостовиков КП и главной передачи. Обычно подшипники карданного шарнира фиксируются в вилках стопорными кольцами. При селективной сборке такие кольца сортируют на несколько групп по толщине. Четким подбором удается более жестко ограничивать смещение деталей по сравнению с фиксированием подшипников при помощи крышек. Однако в «домашних» условиях вряд ли кто-нибудь будет заниматься таким подбором, поставят то, что под рукой.

Еще один метод крепления крестовин — так называемая зачеканка. Его можно встретить на малотоннажных автомобилях семейства Ford Transit, Mercedes-Benz Sprinter, Volkswagen Transporter. Применяемое при этом способе специальное оборудование автоматически обеспечивает возможность центровки крестовины относительно оси карданного вала. А еще при таком способе сборки нет необходимости в дополнительной механической обработке боковых поверхности «ушей» фланца и вилки. Для производителя это выгодно — конструкция получается дешевле и технологичнее в изготовлении. А для ремонтников проблема — по руководствам завода-изготовителя замена таких крестовин не предусмотрена. И все же независимые сервисные мастерские уже нашли выход и охотно берут в работу «неремонтопригодные» узлы.

Среди прочих разновидностей жестких карданных шарниров наиболее простой технологией замены отличаются крестовины американских грузовиков. В изделиях таких известных заокеанских производителей, как Dana Spicer и ArvinMeritor одна пара подшипников запрессовывается непосредственно в вилку карданного вала, а другая, с крышками особой формы, крепится болтами непосредственно на ответном фланце агрегата. В результате общее количество деталей карданной передачи уменьшается. Любопытно, что несмотря на простоту замены американских крестовин, эту работу многие эксплуатационники также предпочитают доверять профессионалам — так надежнее.

Неотъемлемым элементом передачи, состоящей из двух и более карданных валов, является промежуточная опора. Она позволяет сократить активную длину карданного вала, повысив тем самым критическую частоту его вращения. У двухосных автомобилей подвеску устанавливают на промежуточный карданный вал и при помощи кронштейна крепят к раме, а у трехосных могут размещать на картере среднего моста. Промежуточная опора воспринимает радиальные нагрузки двух видов. Одной из них является центробежная сила, обусловленная дисбалансом карданных валов, а другая представляет собой суммарную реакцию, обусловленную действием изгибающих моментов, возникающих в карданных шарнирах при передаче крутящего момента под углом. Таким образом, чем больше величина дисбаланса карданных валов и чем больше углы передачи крутящего момента, тем быстрее происходит выход из строя подшипника промежуточной опоры.

Помимо дефектов подвесного подшипника, для передач с шарнирами Гука характерны такие неисправности, как износ подшипников крестовин, шлицевых поверхностей валов, а также вмятины, трещины, изгиб или скручивание труб, разработка отверстий в вилках и отрыв балансировочных пластин. Большая часть из всего вышеперечисленного является результатом нарушения правил эксплуатации транспортного средства. В частности, как и любой другой узел трансмиссии, карданная передача имеет определенный запас прочности. Его превышение, например, при перегрузке транспортного средства сказывается на крестовинах, которые особо чувствительны к значительным контактным напряжениям. Если твердость рабочих поверхностей шипов крестовины недостаточна, то вскоре происходит их бринеллирование (появление вмятин от игл подшипника). В дальнейшем это приводит к нарушению относительной параллельности опорных поверхностей карданного шарнира (шип — игла — стакан), и он быстро выходит из строя. Более серьезным следствием такой неисправности может служить полное разрушение крестовины с созданием аварийной ситуации на дороге.

Как делают ремонт 
 
Современная технология ремонта предусматривает замену ключевых компонентов карданной передачи. Ассортимент предлагаемых сегодня на рынке комплектующих позволяет не только восстановить, но и изготовить любой вариант карданного вала на заказ по предоставленному чертежу. Как выяснилось, на складе крупных компании хранится несколько сотен позиций оригинальных комплектующих ведущих мировых производителей (Klein, Spicer, GWB). Примечательно что в этой сфере присутствуют последние технические инновации, например, скользящие поверхности шлицевых соединений имеют антифрикционное рильсановое покрытие. 
 
Сейчас, пожалуй, уже никто не возьмется за восстановление старых шеек крестовин или наплавку шлицов компенсатора длины. Сделают по-другому: изношенную часть аккуратно демонтируют и на ее место установят заводскую деталь. К примеру, взамен дефектной вилки приварят новую, аналогичным образом поступят и с изношенной шлицевой частью. Технология тщательно отработана. Сначала вал зажимают в патроне токарного станка и аккуратно стачивают заводской сварной шов, затем впрессовывают шлицевой конец из трубы, а установленную на освободившееся место новую деталь фиксируют полуавтоматической сваркой. Одним из самых дорогих ремонтов считается замена карданной трубы тягача Scania R. Стоимость такой работы (без учета запасных частей) может достигать 17 тыс. руб. 
 
Любой ремонт карданной передачи завершается балансировкой. Наличие оборудования для выполнения этих операций и определяет статус предприятия и конечный итог выполненных работ. Уравновешивается карданная передача в сборе. Для этого в составе оборудования имеется комплект универсальных адаптеров, позволяющий произвести имитацию крепления карданного вала в автомобиле. К примеру, немецкие станки Schenck и Hofmann позволяют произвести динамическую балансировку карданных валов длиной до 4000 мм в диапазоне рабочих частот от 100 до 6000 мин-1. Устраняют дисбаланс путем фиксации на трубе балансировочных пластин, установкой прокладок под стопорные крышки подшипников, а в некоторых случаях, скажем, когда вал слишком короткий, — снятием металла с технологических приливов на фланцах. Нельзя обойти стороной еще одну оригинальную услугу — вибродиагностику компонентов трансмиссии непосредственно на автомобиле. Такую работу недавно добавила в свой официальный перечень одна из крупных столичных компаний, специализирующаяся на изготовлении и ремонте карданных передач. Функциональные возможности переносного прибора Schenck Vibroport 41 позволяют не только измерить суммарную вибрацию, но и разложить ее по составляющим частотам, представив полученные данные в цифровом либо графическом виде. Правда, как нам пояснили, пользуются этим методом достаточно редко, надо понимать, берегут для особо сложных случаев. В повседневной работе опытные ремонтники все же предпочитают диагностировать снятые валы на стационарных стендах. 
 
В качестве резюме возьмем на себя смелость предположить, что в ближайшей перспективе развитие подобных услуг продолжится. Пример тому — европейские страны, в которых обширная сеть независимых сервисных центров прочно заняла определенную нишу. В результате эксплуатационник имеет возможность выбора. Требуется новый карданный вал или вполне разумным будет восстановление старого — на рынке есть соответствующие предложения.