Карданный вал

Карданный вал, приводной вал, ведущий вал, гребной вал или карданный вал - это часть машины, которая передает энергию от двигателя или мотора к месту, где может быть выполнена полезная работа.

Большинство двигателей или моторов создают мощность в виде крутящего момента, заставляя что-то вращаться. Это может быть двигатель внутреннего сгорания (как в автомобиле), вода, приводящая в движение водяное колесо, газ или вода, проходящие через турбину. Эта вращающая сила называется крутящим моментом. Вращающийся груз создает напряжение кручения и сдвига. Приводные валы должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать эти нагрузки. Легкий приводной вал будет более эффективно передавать мощность к нагрузке, поэтому необходимо соблюдать баланс между прочностью и весом.

Открытый карданный вал на классическом мотоцикле BMWZoom
Открытый карданный вал на классическом мотоцикле BMW

Карданный вал с универсальными шарнирамиZoom
Карданный вал с универсальными шарнирами

Автомобили

В большинстве современных автомобилей для передачи мощности от двигателя к колесам используются карданные валы. Большинство современных автомобилей имеют привод на передние колеса (передние колеса имеют силу для движения автомобиля). В этом случае приводные валы находятся между коробкой передач и каждым из передних колес.

В заднеприводных автомобилях между дифференциалом и каждым задним колесом находятся карданные валы. Есть также приводной вал, проходящий по всей длине автомобиля, от трансмиссии спереди до дифференциала сзади - в британском английском это называется не приводной вал, а карданный вал, или карданный вал, а приводные валы могут называться полуосями (так как их две, составляющие одну ось).

Существуют различные типы приводных валов, используемых в автомобилях:

  • 1 цельный приводной вал
  • 2-секционный приводной вал
  • Скольжение в трубчатом приводном валу

Приводной вал Slip in Tube - это новый тип, который помогает поглощать энергию при аварии, защищая людей в легковом или грузовом автомобиле. Он также известен как разборный приводной вал.

Двойной карданный вал грузового автомобиляZoom
Двойной карданный вал грузового автомобиля

Карданные валы для мотоциклов

Приводные валы используются на мотоциклах почти столько же времени, сколько существуют мотоциклы. Многие мотоциклы используют более простую цепную или ременную передачу, но приводные валы требуют меньше ухода и имеют долгий срок службы. Проблема использования приводных валов на мотоциклах заключается в том, что для поворота мощности на 90° от вала к заднему колесу необходима передача, при этом теряется часть мощности.

A 1913 FN (Fabrique Nationale), Бельгия, четыре цилиндра и привод валаZoom
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Бельгия, четыре цилиндра и привод вала

Тракторы

В сельскохозяйственных тракторах используется тип приводного вала, называемый валом отбора мощности, или карданным валом. Это вал, выходящий из задней части трактора. Он может быть подсоединен к любому сельскохозяйственному оборудованию, которому требуется питание от двигателя трактора, например, к пресс-подборщику сена или измельчителю кукурузы. Это позволяет использовать трактор для множества различных целей, а сельскохозяйственному оборудованию не нужен собственный двигатель, что экономит деньги.

Старый трактор John Deere с ВОМ под защитным колпакомZoom
Старый трактор John Deere с ВОМ под защитным колпаком

Приводные валы в велосипедах

Приводной вал также может быть использован в велосипеде вместо цепного привода. Они использовались в течение последнего столетия, хотя так и не стали очень популярными. При использовании на велосипеде карданный вал имеет ряд преимуществ и недостатков:

Преимущества

  • Система привода менее подвержена риску заклинивания или поломки, что является распространенной проблемой для велосипедов с цепным приводом
  • Никакого жира на велосипедисте, и никакого "укуса цепи" для захвата одежды
  • Меньше внимания требуется, чем в цепной системе, когда приводной вал заключен в трубу, что является общепринятой практикой.
  • Более стабильная производительность. Dynamic Bicycles утверждает, что эффективность велосипеда с карданным валом постоянно составляет 94%, в то время как эффективность велосипеда с цепным приводом может составлять 75-97% в зависимости от состояния.
  • Больше пространства над землей (дорожный просвет) для преодоления неровностей или предметов, попадающихся на пути
  • Для компаний по прокату велосипедов велосипед с приводным валом имеет меньше шансов быть украденным, поскольку он явно выглядит иначе. Этот тип велосипедов используется в нескольких крупных городах Европы, где существуют крупные городские проекты по прокату или совместному использованию велосипедов.

Недостатки

  • Система приводного вала весит больше, чем цепная система, обычно на 1-2 фунта тяжелее
  • В своем лучшем состоянии цепь обеспечивает большую эффективность
  • Покрытие цепи и шестерен металлическим или пластиковым кожухом решает некоторые проблемы с цепями
  • Использование легких передач с большим числом передаточных чисел невозможно, хотя ступичные передачи могут быть использованы
  • Снять колесо может быть непросто

 

Велосипед с приводом от вала.Zoom
Велосипед с приводом от вала.

Вопросы и ответы

В: Что такое приводной вал?


О: Карданный вал - это часть машины, которая передает мощность от двигателя или мотора туда, где может быть выполнена полезная работа.

В: Как создается мощность в двигателях или моторах?


О: Мощность в двигателях и моторах создается в виде крутящего момента, заставляя что-то вращаться.

В: Каковы некоторые примеры источников вращающейся энергии?


О: Примерами источников вращающейся энергии являются двигатель внутреннего сгорания (в автомобиле), вода, приводящая в движение водяное колесо, а также газ или вода, проходящие через турбину.

В: Что такое напряжение кручения и сдвига?


О: Напряжение кручения и сдвига - это типы напряжений, которые возникают, когда нагрузка, вращаемая приводным валом, создает сопротивление вращению.

В: Почему приводные валы должны быть прочными?


О: Приводные валы должны быть достаточно прочными, чтобы воспринимать крутящий момент, скручивание и напряжение сдвига, создаваемые нагрузкой.

В: Какой баланс должен быть достигнут при проектировании приводных валов?


О: При проектировании карданных валов необходимо соблюдать баланс между прочностью и весом, чтобы карданный вал был прочным, но не слишком тяжелым.

В: Как легкий карданный вал влияет на эффективность передачи мощности?


О: Легкий карданный вал будет более эффективно передавать мощность на нагрузку, поскольку он имеет меньшую массу для ускорения и замедления, что приводит к меньшим потерям энергии.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3