Wielu właścicieli samochodów osobowych nie docenia roli układu przeniesienia napędu. Rozmawiając o samochodach, mogą długo rozwodzić się nad zaletami silników, czasami skrzyń biegów, ale pozostałe elementy uznają za mało interesujące. Owszem, bez nich nie pojedziemy, ale co ciekawego jest w półosiach, przegubach i innych podobnych elementach? Okazuje się, że wiele. Aby docenić ich znaczenie, trzeba zastanowić się nad funkcjami, które te części spełniają.

Podstawowym zadaniem tych elementów jest przeniesienie momentu obrotowego ze skrzyni biegów na koła. W zasadzie wiadomo, jak to zrobić: wystarczy sztywny wałek, którego jeden koniec połączymy z kołem, drugi ze skrzynią biegów; byleby był odpowiednio wytrzymały, ale to przecież można w prosty sposób osiągnąć, zachowując odpowiednią średnicę i stosując materiał o wystarczającej wytrzymałości.

Otóż nie wystarczy. Ruchome elementy silnika i skrzyni biegów są źródłem drgań o zmiennej amplitudzie i częstotliwości. Przeniesienie ich na nadwozie drastycznie obniża komfort jazdy i zwiększa obciążenie wszystkich elementów i połączeń, dlatego zespół silnika i skrzyni biegów jest ułożony na amortyzatorach. Wspomniane drgania przenoszą się także na elementy układu napędowego, m.in. na osie napędowe. W rezultacie powstają siły rozciągające i ściskające, działające w osi wału. Zapobieganie przekazywaniu ich na koła jest jednym z zadań przegubów homokinetycznych.

Dlaczego przeguby homokinetyczne?

Najważniejszym powodem stosowania przegubów jest to, że koła poruszają się względem nadwozia, silnika i skrzyni biegów w płaszczyźnie pionowej (są przecież zawieszone na amortyzatorach, które umożliwiają taki ruch). Napędzane przednie koła są skrętne, co dodatkowo komplikuje konstrukcję układu przeniesienia napędu, także przegubów.

Przeguby w technice są znane od bardzo dawna. Stosunkowo szybko konstruktorzy maszyn musieli poradzić sobie w sytuacji, w której oś silnika i oś elementu napędzanego nie leżą w jednej płaszczyźnie. Nawet w pozornie nieruchomych względem siebie elementach, jak silnik elektryczny i pompa, sztywny wał nie jest dobrym rozwiązaniem, dlatego dzieli się go na dwie części połączone przegubem. Najprostsze pod względem konstrukcyjnym są przeguby nierównobieżne. Mają one tę wadę, że połączone nimi wały mają różne prędkości obrotowe. W ciągu jednego obrotu wału napędzającego następują dwie zmiany prędkości wału napędzanego. Zmniejsza to komfort jazdy i przyspiesza zużycie części. Przykładem takiego rozwiązania jest przegub krzyżakowy.

Przeguby homokinetyczne mają bardziej skomplikowaną konstrukcję, ale gwarantują, że oba połączone wały będą obracały się współbieżnie. W najpopularniejszych wersjach przegubów homokinetycznych (Weissa, Rzeppa lub Birfielda) elementami przenoszącymi moment obrotowy są stalowe kule poruszające się po bieżniach. Przeguby homokinetyczne mogą się załamać pod kątem 40°, a niektóre nawet 50° w dowolnej płaszczyźnie.

Niektóre typy przegubów są wykonane tak, że zapewniają kompensację wzdłużną (rozciąganie i ściskanie wzdłuż osi wału). Z reguły od strony koła montuje się przegub stały, zaś od strony skrzyni biegów – przegub z kompensacją wzdłużną.

Przyczyny uszkodzeń

Częstą przyczyną awarii przegubu jest uszkodzenie osłony elastycznej. Może do niego dojść w wyniku naturalnego starzenia się materiału, kontaktu ze smarami lub płynami eksploatacyjnymi, błędnego odpowietrzania podczas montażu, użycia nieodpowiedniej opaski zaciskowej, zaciśnięcia opaski ze zbyt dużą lub zbyt małą siłą.

Osłona jest jedyną barierą izolującą elementy przegubu od wpływu otoczenia: wody, pyłu, kurzu itp. Jeśli osłona utraci szczelność, uszkodzenie przegubu jest kwestią czasu. Zanieczyszczenia, które dostaną się pomiędzy współpracujące powierzchnie, prędzej czy później spowodują korozję, zarysują powierzchnie, zanieczyszczą smar nałożony podczas montażu albo wypłuczą go poza obudowę przegubu. Osłony powinny być sprawdzane przy okazji każdej wizyty w warsztacie, gdyż kosztują niewiele, a zaniedbane mogą spowodować poważną usterkę. W następstwie nieszczelności osłony uszkodzeniu ulegają współpracujące ze sobą powierzchnie, pojawiają się luzy, bicia oraz wzrost temperatury towarzyszący zwiększonemu tarciu.

Podobne uszkodzenia mogą powstać w wyniku zaniedbania (np. braku konserwacji i smarowania przegubów, które nie są bezobsługowe), agresywnej jazdy (gwałtowne puszczanie sprzęgła, zwłaszcza przy skręconych kołach), uderzeń (jazda w nierównym terenie, kolizje), nieskutecznego resorowania (amortyzowania) kół.

Diagnozowanie

Zrozumienie mechanizmu powstawania uszkodzenia ułatwia dobieranie odpowiednich metod diagnostycznych. W przypadku przegubów i wałów zwiastunami kłopotów są najczęściej drgania i hałas dobiegający z okolicy przegubów i wału. Zazwyczaj pojawia się on przy wyższych prędkościach obrotowych tych elementów. Dźwiękom towarzyszą narastające wibracje przenoszące się na nadwozie.

Do szybkiej weryfikacji temperatury przegubów najwygodniej jest użyć kamery termicznej, która daje wystarczająco precyzyjny obraz bez konieczności dotykania części. Niezłe rezultaty dają też prostsze termometry bezdotykowe, natomiast ocena na dotyk nie jest wiarygodna.

Wybór części zamiennych

W przypadku uszkodzenia przegubu najlepszym rozwiązaniem jest wymiana kompletnego zestawu złożonego z przegubu i osłony. Wybór części zamiennych jest bardzo szeroki. Zazwyczaj są dostępne różne warianty pochodzące od różnych producentów.

Wybierając przeguby i wał napędowy, należy kierować się jakością materiałów, dokładnością wykonania oraz rodzajem i jakością obróbki współpracujących ze sobą powierzchni. Tylko wysokogatunkowe materiały i staranna obróbka zakończona dokładnymi pomiarami dają gwarancję, że wyprodukowana część spełnia wymagania.

Szeroka oferta wysokiej jakości przegubów homokinetycznych marki Starline dostępna jest m.in. w sklepie internetowym: www.sklep.elitpolska.pl

Piotr Kołaczek