Итальянец Джероламо Кардано имел мечту — увековечить свое имя. Ради этого он занимался алгеброй, медициной и философией, исследовал психологию и астрологию, оставил после себя 10 томов научных трудов. Как мы знаем, в итоге мечта Джероламо сбылась, хоть и не так, как он рассчитывал. Спустя 400 лет имя его знает любой автомобилист. Интересно, что при этом сам итальянец не изобретал карданную передачу — она была известна еще Леонардо да Винчи. Еще бы — это самый простой способ передачи момента между двумя несоосными валами.
Способ этот не самый совершенный. ШРУС (шарниры равных угловых скоростей), выполняя ту же функцию, обеспечивают гораздо более равномерную и синхронную передачу момента, поэтому, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей используются именно они. Однако в заднеприводных и полноприводных грузовых автомобилях применяют только карданную передачу — она более вынослива, надежна, проста в обслуживании и, что немаловажно, намного дешевле. А несинхронность вращения ведущего и ведомого валов, свойственная кардану, в данном случае совсем не критична.

Строение карданной передачи

Двигатель и КПП достаточно жестко соединены с рамой грузовика, а ведущий мост связан с рамой упругими элементами подвески, потому постоянно перемещается в вертикальной плоскости относительно коробки передач. Угол между первичным валом КПП и главной передачей в заднем мосту, таким образом, постоянно меняется. Момент на задние колеса должен подаваться непрерывно. Именно поэтому силовой передачей служит кардан.
На заднеприводных грузовых автомобилях используется одна двухвальная карданная передача, соединяющая коробку передач с задним мостом. На грузовиках с колесной формулой 4*4 или 6*6 одновальная передача соединяет КПП с раздаточной коробкой, а раздатка соединяется с ведущими мостами одно- или двухвальными карданными передачами.
Состоит карданная передача из карданного вала (или двух валов — промежуточного и заднего) и шарнира неравных угловых скоростей, а также промежуточной опоры и соединительных элементов. Шарниры, в свою очередь, состоят из двух вилок, расположенных под углом 90 градусов друг к другу и крестовины, крутящейся на необслуживаемых игольчатых подшипниках. Вилки, находящиеся на разных концах одного вала, расположены в одной плоскости. Таким образом два шарнира совместно обеспечивают компенсацию неравномерности передачи момента каждым из шарниров. Шарнирное соединение смазывается.
Карданый вал представляет собой бесшовную трубу с приваренными фланцами или вилками крестовин. Для того, чтобы компенсировать увеличение длины карданной передачи, возникающее в результате работы подвески, в одном из валов передачи выполняется шлицевое соединение. Место соединения двух валов фиксируется на дополнительной опоре, которая соединяется с рамой через резиновую подушку. Наконец, применяемая в конструкции передачи эластичная муфта сглаживает ударные нагрузки, приходящиеся на трансмиссию.

Повреждения кардана

Карданная передача — один из самых высоконагруженных узлов автомобиля. Элементы ее конструкции испытывают колоссальные нагрузки. При бережной эксплуатации карданный вал может служить практически вечно. Расходными элементами являются лишь подшипники промежуточной опоры, подшипники крестовин и сами крестовины.
Но плохие дороги, перегруз, неаккуратное обращение с педалью сцепления, несвоевременное обслуживание передачи приводят к повреждению и остальных компонентов. Расшатываются шлицевые соединения, гнутся валы, рвутся фланцы и так далее. Вся карданная передача — это единый механизм, и поэтому повреждение одного элемента неизбежно влияет на остальные. Разбалансированный вал ускоряет износ шарниров, люфт шлицевого соединения неизбежно разрушает подвесной подшипник, и так далее. Залог долгой службы кардана — регулярное обслуживание компетентными специалистами и применение фирменных запасных частей.

Балансировка кардана

Отдельно стоит сказать про балансировку передачи. Неоднородность металла, механические повреждения, ремонт вала вызывают его осевое биение на больших скоростях. А это уменьшает не только срок службы элементов самой карданной передачи. Вибрация передается на весь автомобиль и влияет на все его элементы. В первую очередь страдают, конечно, дифференциал ведущего моста и подшипники первичного и вторичного вала КПП. При этом микровибрации могут даже не ощущаться водителем.
Понятно, почему в авторизованных сервисных центрах редко осуществляют ремонт валов — их сварку, удлинение, восстановление и т.д. А те сервисы, которые все-таки за это берутся, очень редко могут дать гарантию на достойную дефектовку, ремонт и балансировку передачи. Балансироваться должен весь кардан — от выходного фланца КПП до приемного фланца моста. Дело в том, что станок для балансировки тяжелых грузовых карданов — весьма дорогостоящее удовольствие и редкий сервис может себе его позволить.
Правильно и на современном оборудовании сбалансированная передача, своевременная  замена изношенных ее компонентов и регламентная смазка уберегут от ненужного дорогостоящего ремонта.

Технологии будущего

Карданная передача — настолько простой узел, что совершенствовать в нем практически нечего и технологических революций с этой стороны ждать не приходится. Однако компания CSN Wichmann GmbH (http://www.csn.eu) не так давно представила свое ноу-хау — необслуживаемые крестовины. Смазка в них заложена уже на производстве и меняться не может. Срок службы таких крестовин — в пять раз больше обычных, при этом кардан не нуждается в обслуживании, а значит, может быть сокращено время простоя машины.