Kardántengely

Volt idő, amikor szinte nem is létezett autó kardántengely nélkül. Manapság, amikor a szalagról legördülő személyautók túlnyomó többsége (és egyre több kisteherautó) elsőkerékhajtású, egy hétköznapi halandó leélheti úgy az életét, hogy nem találkozik kardánproblémával. De ne higgyük, hogy a kardántengely kihalóban van, jó eséllyel még most is ott van legalább egy, még az ön autójában is. Mivel mechanikai elem, nagy valószínűséggel el is romlik egyszer. Megmutatjuk, honnan tudható, hogy baj van vele, és olyankor mi a teendő.

Mi is a kardántengely, mire való a kardáncsukló? Nagyon pongyolán fogalmazva, a kardántengely egy olyan mechanikus, forgatónyomatékot átvivő alkatrész, amely forgó elemeket köt össze. Fontos tulajdonsága ennek a tengelynek, hogy nem merev, ezért lehetséges vele egymással szöget bezáró elemek összekötése is.

Egy bizonyos olasz matematikus – egyébként meg megrögzött szerencsejátékos – Gerolamo Cardano után nevezzük Európában kardánnak a kardánt, de angol nyelvterületen elterjedtebb propeller shaft, driveshaft elnevezés, esetleg a Polhem- vagy Hooke-csukló. Cardano a XVI. században tevékenykedett, de a róla elnevezett tengely, illetve csukló biztosan nem az ő találmánya, hiszen sokkal korábban is ismerték ezt a megoldást, sőt Leonardo da Vinci is használta rajzain. Később a már fentebb említett svéd Polhem találta fel újra, illetve a brit Hooke készített működő (kardán)csuklót.

Egy jó crova-készletből nem hiányozhat a kardáncsukló.

Aki néha kezébe vesz szerszámot, az már biztosan használt ilyen egyszerű, kardánkeresztes meghajtótengelyt. Erre a feladatra, a dugókulcs tengelyének megtörésére tökéletesen alkalmas egyetlen kardáncsukló beépítése. A nyomatékot, amit a kulccsal létrehozunk, simán átviszi, sőt, a tengely elfordulását is továbbítja. Baj csak akkor van, ha már számít, hogy mindkét végén egyforma legyen a tengely sebessége. Ugyanis a kardáncsukló (ha az általa összekötött tengelyek nem egy vonalban állnak, vagyis szöget zárnak be) egymagában nem képes állandó sebességet továbbítani, mivel úgynevezett szögsebesség-átviteli hibája van. Nagyon leegyszerűsítve ez azt jelenti, hogy egy állandó sebességgel forgó tengelyre kötött kardáncsukló utáni tengelyrész sebessége szinuszosan hullámozva változni fog. Ez a változás randa vibrációkat, mechanikai sérüléseket okozhat, ezért egy másik kardáncsukló alkalmazásával szokás a szögsebesség-átviteli hiba méregfogát kihúzni. Illetve lehet még homokinetikus csukló alkalmazásával is, de most maradjunk a kardánoknál, mert végleg összezavarodunk. Tehát a második kardáncsukló után már ugyanolyan, állandó sebességgel forgó tengelyünk lesz, mint a kiindulási pontnál.

Ilyen, két-, vagy többcsuklós megoldást alkalmaznak az autók, teherautók hajtásláncában, a váltómű és a meghajtott tengelyek között. Hogy miért van rá szükség? A régi-régi, hagyományos felállásban, ugye, a kocsi orrában van a motor, hozzácsavarozva a váltó, az autó hátuljában meg van egy merev tengelyünk, ami a kerekeket hajtja meg. Ha minden elemünk – a motor-váltó egység és a tengely is – fixen lenne rögzítve a tökéletesen merev alvázhoz, akár egyszerű tengellyel is összeköthetnénk őket. De a kocsi tengelyei rugóznak, az alváz csavarodik, a motort és a váltót rugalmas gumibakokra rögzítik, így lehetetlen megoldani, hogy mindig, minden egy síkban, egy tengelyen fusson. No, ezért alkalmaznak kardántengelyt a hagyományos orrmotoros-hátsókerekes autóknál, de természetesen az összkerekes hajtásláncokban is megtaláljuk.

A kettős kardáncsukló nem csak azért jó, mert egymagában képes szögsebességhiba nélkül dolgozni, de nagyobb szögeltérést is enged, mint egy egycsuklós kardán.

Van még egy dolog, amit nem szabad elfelejtenünk: a járművekbe beépített kardántengelyek két végpontja nem csak eltérő szögben állhat, de a távolságuk is változhat. Ezért egy csúszóperselyt is szokás beépíteni a rendszerbe, így a tengelyek egymásba csúszásával téve lehetővé a tengelyirányú mozgást. Mostanra elértük, hogy az egyszerű tengely bonyolult gépelemmé változzon, amibe igen sok, precízen megmunkált, jó anyagminőségű alkatrészt építettek be (hosszbordás tengely, kardánvilla, kardánkereszt a csészékkel és tűgörgökkel, stb). Amelyek használat során folyamatosan forognak, akár percenként többezres fordulaton, esetenként őrületes forgatónyomatékot visznek át, éri őket sár, víz, fagy. Szóval, kopnak, törnek, rozsdásodnak, csavarodnak, elromlanak.

Egy nem tökéletesen működő kardántengely többféleképpen is a sofőr tudtára adhatja, hogy valami nem frankó. Jöhet a kocsi fenéklemeze, kardánalagútja felől morgás, ropogás, daráló hang, csattogás, csattanás, esetleg síri csend. Utóbbi csak akkor utal komoly bajra, ha járó motor és valamelyik kapcsolt sebességi fokozat ellenére nem mozdul az autó.

Lehetséges hibák:

Induláskor, hirtelen sebességváltoztatáskor kopogás

A jelenséget a következő meghibásodások okozhatják:

– a kardántengely csuklóinak rendellenes kopása;

– a felfüggesztés kilazulása

— a csapágy túlzott kopása;

– a bordáskötés túlzott játéka.

Folyamatos zaj, lengés

Okai lehetnek:

– a kardántengely csuklói nem egytengelyűek;

– a kiegyensúlyozatlanság;

– a kardántengely deformációja;