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Qu'est-ce qu'un arbre de transmission: principales caractéristiques

Chaque propriétaire d'une voiture à traction intégrale ou à traction arrière rencontrera tôt ou tard un dysfonctionnement de l'arbre de transmission. Cet élément de transmission subit de lourdes charges, c'est pourquoi il nécessite un entretien fréquent.

Considérez la particularité du fonctionnement de cette pièce, dans quels nœuds le cardan est utilisé, comment est-il organisé, quels sont les dysfonctionnements et comment le réparer?

Qu'est-ce qu'un arbre de transmission

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Le cardan est un mécanisme qui transfère la rotation de la boîte de vitesses à la boîte de vitesses de l'essieu arrière. La tâche est compliquée par le fait que ces deux mécanismes sont situés dans des plans différents l'un par rapport à l'autre. Tous les modèles de voitures sont équipés de cardans dont les roues arrière sont motrices.

Le cardan de transmission est installé le long du système d'échappement de la voiture et ressemble à une longue poutre allant de la boîte de vitesses à l'essieu arrière. Il est équipé d'au moins deux joints transversaux (un de chaque côté), et en nœuds avec un petit déplacement des axes - un.

Un équipement similaire est également utilisé dans le système de direction d'une voiture. Une charnière relie la colonne de direction à un appareil à gouverner situé dans un autre plan.

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Dans les machines agricoles, un tel dispositif est utilisé pour connecter un équipement supplémentaire à l'arbre de prise de force du tracteur.

De l'histoire de la création et de l'utilisation du cardan

Comme la plupart des automobilistes le savent, seuls les modèles de voitures à traction arrière et à traction intégrale sont équipés d'un arbre de transmission. Pour les véhicules équipés de roues motrices avant, cette partie de la transmission n'est tout simplement pas nécessaire. Dans ce cas, le couple est transmis directement de la boîte de vitesses aux roues avant. Pour cela, la boîte de vitesses a un engrenage principal, ainsi qu'un différentiel (pour savoir pourquoi il est nécessaire dans la voiture et comment cela fonctionne, il y a examen détaillé séparé).

Pour la première fois, le monde a appris le principe de la transmission par cardan du mathématicien, ingénieur et docteur italien Girolamo Cardano au XVIe siècle. L'appareil, qui porte son nom, est entré en service à la fin du XIXe siècle. L'un des premiers développeurs automobiles à tirer parti de cette technologie était Louis Renault.

Les voitures Renault équipées d'un entraînement à cardan ont reçu une transmission plus efficace. Il a éliminé les baisses de couple lors de son transfert aux roues arrière, lorsque le véhicule empruntait une route instable. Grâce à cette modification, les transmissions des voitures sont devenues plus douces pendant la conduite (sans à-coups).

Au fil des décennies de modernisation des véhicules, le principe de la transmission à cardan est resté intact. Quant à la conception d'une telle transmission, selon le modèle de voiture, elle peut être très différente de ses homologues connexes.

Dispositif d'arbre d'entraînement

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Les éléments suivants sont inclus dans le mécanisme de cardan.

1. L'arbre central. Il est fabriqué en tube d'acier creux. Le vide est nécessaire pour faciliter la construction. Sur un côté du tuyau, il y a des fentes internes ou externes. Ils sont tenus d'installer une fourche coulissante. La fourche à charnière est soudée de l'autre côté du tuyau.

2. L'arbre intermédiaire. Dans les modifications multi-sections du cardan, un ou plusieurs de ces éléments sont utilisés. Ils sont installés sur les voitures à traction arrière pour éliminer les vibrations qui se produisent lorsqu'un long tuyau tourne à grande vitesse. Des deux côtés, des fourches fixes de charnières sont fixées sur eux. Dans les voitures de sport, des arbres de transmission à une section sont installés.

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3. La traverse. Il s'agit d'un élément de la charnière à embouts, à l'intérieur duquel se trouve un roulement à aiguilles. La pièce s'installe aux yeux des fourches. Il transfère la rotation de la fourche d'entraînement à l'entraînement. De plus, ils assurent une rotation sans obstacle de deux arbres, dont l'angle ne dépasse pas 20 degrés. Dans le cas d'une différence plus importante, une autre section intermédiaire est installée.

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4. Roulement extérieur. Il est monté dans un support de section supplémentaire. Cette pièce fixe et stabilise la rotation de l'arbre intermédiaire. Le nombre de ces roulements est identique au nombre de sections intermédiaires.

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5. Fourche coulissante. Il est inséré dans l'arbre central. Lorsque la voiture se déplace, la distance entre le pont et la boîte de vitesses change constamment en raison des amortisseurs. Si vous fixez fermement le tuyau, sur la toute première bosse, vous devrez changer une sorte de nœud (celui qui sera le plus faible). Cela peut être une rupture dans le montage de l'arbre ou une défaillance des pièces du pont. La fourche coulissante est équipée de fentes. Selon la modification, il est soit inséré dans l'arbre central (des rainures correspondantes sont faites à l'intérieur), soit porté sur le dessus du tuyau. Des fentes et des rainures sont nécessaires pour que le tuyau fasse pivoter la charnière.

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6. Fourches à charnière. Ils relient l'arbre central à l'intermédiaire. Le bouchon de bride a une forme similaire, seulement il est installé à l'emplacement de fixation de l'ensemble du mécanisme à l'avant de la boîte de vitesses et à l'arrière de la boîte de vitesses de l'essieu.

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7. Accouplement flexible. Cette partie adoucit le choc du joint universel lorsqu'il est déplacé pendant la conduite. Il est installé entre la bride de l'arbre de sortie du boîtier et la bride de bouchon de l'arbre central du cardan.

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Quelle fonction remplit-il?

L'objectif principal de ce mécanisme est la transmission de mouvements de rotation sur des axes situés dans différents plans. La boîte de vitesses est située plus haut que l'essieu arrière de la voiture. Si vous installez une poutre droite, en raison du déplacement des axes, elle se casse elle-même ou brise les nœuds de la boîte et du pont.

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Une autre raison pour laquelle ce dispositif est nécessaire est la mobilité de l'essieu arrière de la machine. Il est fixé sur des amortisseurs qui montent et descendent lors de la conduite. Dans ce cas, la distance entre la boîte et le train arrière change constamment. Une fourche coulissante compense ces différences sans perte de couple.

Types de transmission

Fondamentalement, la plupart des automobilistes associent le concept de transmission à cardan avec le fonctionnement de la transmission à traction arrière. En fait, il est utilisé non seulement dans ce nœud automatique. La direction et certains autres mécanismes qui se connectent à ceux voisins à des angles différents fonctionnent selon un principe similaire.

Il existe 4 types d'engrenages:

  1. asynchrone;
  2. synchrone;
  3. moitié flexible;
  4. semi-cardan dur.

Le type le plus célèbre d'engrenages à cardan est asynchrone. L'application principale est en transmission. Il est également appelé transmission avec une charnière de vitesses angulaires inégales. Un tel mécanisme se compose de deux fourches, qui sont reliées par une croix à angle droit. Les pointes avec roulement à aiguilles permettent à la traverse de se déplacer en douceur en fonction de la position des fourches elles-mêmes.

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Cette charnière a une caractéristique. Il transmet un indicateur de couple inégal. C'est-à-dire que la vitesse de rotation des arbres connectés est périodiquement différente (pour un tour complet, l'arbre secondaire dépasse deux fois et traîne deux fois derrière l'arbre principal). Pour compenser cette différence, une autre charnière est utilisée (sur le côté opposé du tuyau).

Le fonctionnement de la transmission asynchrone est illustré dans la vidéo:

Fonctionnement de l'arbre d'entraînement. Travailler l'arbre d'hélice.

La transmission synchrone est équipée d'un joint à vitesse constante. Les propriétaires de voitures à traction avant connaissent cet appareil. Un joint à vitesse constante relie le différentiel à moyeu de roue avant. Parfois, ils sont équipés de transmissions de voitures à quatre roues motrices plus chères. Par rapport au type précédent, la transmission synchrone est moins bruyante, mais plus coûteuse à entretenir. SHRUS offre la même vitesse de rotation de deux arbres avec un angle d'inclinaison allant jusqu'à 20 degrés.

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La transmission flexible à demi-cardan est conçue pour faire tourner deux arbres, dont l'angle ne dépasse pas 12 degrés.

Dans l'industrie automobile moderne, la transmission semi-rigide rigide est rarement utilisée. Dans ce document, la charnière transmet le couple lorsque l'angle d'inclinaison de l'arbre est déplacé à deux pour cent.

Il existe également un type de cardan intérieur et extérieur. Ils diffèrent en ce que les cardans du premier type sont placés dans le tuyau et consistent le plus souvent en une charnière (utilisée dans les camions)

Vérification de l'état de l'arbre d'hélice

Vérifiez le cardan dans les cas suivants:

  • lors de l'accélération, un bruit supplémentaire apparaît;
  • une fuite d'huile est apparue près du point de contrôle;
  • frapper lors du changement de vitesse;
  • à vitesse, une vibration accrue est transmise au corps.

Les diagnostics doivent être effectués en soulevant la voiture sur un ascenseur ou en utilisant des vérins (pour savoir comment choisir la modification appropriée, voir article séparé) Il est important que les roues motrices puissent tourner librement.

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Voici les nœuds à vérifier.

  • Mont. Les joints intermédiaires de support et de bride doivent être serrés avec un boulon avec une rondelle frein. S'il est manquant, l'écrou se desserre, entraînant un jeu et des vibrations excessives.
  • Accouplement élastique. Elle échoue souvent, car la pièce en caoutchouc compense les déplacements axial, radial et angulaire des pièces à assembler. Vous pouvez rechercher un dysfonctionnement en tournant lentement l'arbre central (dans le sens de rotation et vice versa). La partie en caoutchouc de l'accouplement ne doit pas être déchirée ou desserrée à l'endroit où les boulons sont fixés.
  • Fourche coulissante. Le mouvement latéral libre dans cet ensemble apparaît en raison de l'usure naturelle de l'articulation cannelée. Si vous essayez de faire tourner l'arbre et l'accouplement dans le sens opposé, et en même temps qu'il y a un léger jeu entre la fourche et l'arbre, alors cet ensemble doit être remplacé.
  • Une procédure similaire est effectuée avec des charnières. Un gros tournevis est inséré entre les yeux des fourches. Il joue le rôle d'un levier, à l'aide duquel ils essaient de faire tourner l'arbre dans un sens ou dans l'autre. Si un jeu est observé pendant le basculement, la croix doit être remplacée.
  • Roulement extérieur. Son aptitude au fonctionnement peut être vérifiée en prenant d'une main l'arbre devant lui, et de l'autre - derrière lui et en le secouant dans différentes directions. Dans ce cas, le support intermédiaire doit être solidement fixé. Si le jeu est perceptible dans le roulement, le problème est résolu en le remplaçant.
  • Équilibrage. Elle est réalisée si le diagnostic ne révèle aucun dysfonctionnement. Cette procédure est effectuée sur un stand spécial.

Voici une autre vidéo qui montre comment vérifier le cardan:

Bruits suspects dans la zone du joint universel, vibrations, etc.

Service d'arbre d'hélice

Selon les recommandations des fabricants, le cardan est révisé après 5 XNUMX kilomètres. Dans ce cas, il est nécessaire de vérifier l'accouplement élastique et les traverses. Si nécessaire, les pièces d'usure sont remplacées par de nouvelles. Les glissières de la fourche coulissante sont lubrifiées.

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Si un cardan avec des entretoises entretenues est installé dans la machine, elles doivent également être lubrifiées. Cette modification est déterminée par la présence de graisse dans les joints universels du cardan (trou pour le raccordement d'une seringue à huile).

Dysfonctionnements de l'arbre à cardan

Comme ce mécanisme est en mouvement constant et qu'il subit de lourdes charges, des dysfonctionnements sont souvent rencontrés avec lui. Voici les plus courants.

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Fuite d'huile

Une graisse spéciale est utilisée pour lubrifier les articulations. Habituellement, pour les joints homocinétiques, les roulements à aiguilles, les joints cannelés, une graisse individuelle est utilisée qui a les caractéristiques souhaitées.

Pour que la saleté ne pénètre pas dans la cavité des éléments frottants ou rotatifs, ils sont protégés par des anthères, ainsi que par des joints d'huile. Mais dans le cas de pièces situées sous le bas de la voiture, cette protection n'est que temporaire. La raison en est que les housses de protection sont constamment dans la zone d'action agressive active de l'humidité, de la poussière et, en hiver, des réactifs chimiques également saupoudrés sur la route.

Qu'est-ce qu'un arbre de transmission: principales caractéristiques

Si la voiture se déplace souvent sur un terrain accidenté, il existe un risque supplémentaire d'endommager une telle protection avec une pierre ou une branche. À la suite de dommages, un environnement agressif commence à agir sur les pièces en rotation et en mouvement longitudinal. Étant donné que l'arbre de transmission tourne constamment pendant le mouvement du véhicule, le lubrifiant qu'il contient chauffe et, à mesure que les joints d'huile s'usent, il peut fuir, ce qui, avec le temps, entraînera une panne de cette partie de la transmission.

Vibration lors de l'accélération et du cognement au point de contrôle

C'est le premier symptôme par lequel un dysfonctionnement de l'arbre d'hélice est déterminé. Avec une légère usure des éléments rotatifs dans tout le corps, ils se propagent dans tout le corps, ce qui entraîne un bourdonnement désagréable dans la voiture pendant la conduite. Certes, pour certains modèles de voitures, cet effet acoustique est un facteur tout à fait naturel par lequel la présence d'un arbre de transmission dans la transmission est déterminée. Cela est particulièrement vrai pour certaines vieilles voitures domestiques.

Craquement lors de l'accélération

Le grincement qui apparaît au moment de l'accélération du véhicule détermine l'usure des traverses. De plus, ce son ne disparaît pas, mais s'amplifie plutôt dans le processus d'accélération de la voiture.

Le grincement dans cette partie est émis par les rouleaux du roulement à aiguilles. Comme ils sont moins protégés des effets agressifs de l'humidité, avec le temps, le roulement perd sa lubrification et les aiguilles commencent à rouiller. Lorsque la voiture accélère, ils deviennent très chauds, se dilatent, commencent à vibrer et font un fort craquement.

En raison du couple élevé, la traverse est soumise à de lourdes charges. Et les révolutions du vilebrequin ne sont pas synchrones avec la vitesse de rotation des roues de la voiture. Par conséquent, des grincements peuvent apparaître quelle que soit la vitesse du véhicule.

Problèmes de roulement hors-bord

Comme nous l'avons appris du sous-thème sur la conception de l'arbre d'hélice, le roulement extérieur est un roulement conventionnel avec des rouleaux ronds enfermés dans une rosette. Pour éviter que l'appareil ne tombe en panne en raison d'une exposition constante à la poussière, à l'humidité et à la saleté, les rouleaux sont protégés par des couvercles en plastique et il y a une graisse épaisse à l'intérieur. Le roulement lui-même est fixé sous le fond de la voiture, et un tuyau de cardan traverse la partie centrale.

Qu'est-ce qu'un arbre de transmission: principales caractéristiques

Pour éviter que les vibrations du tube rotatif ne soient transmises au corps, un manchon en caoutchouc est installé entre la bague extérieure et le support de montage du roulement. Il agit comme un amortisseur pour minimiser l'effet acoustique pendant le fonctionnement de la transmission.

Bien que le roulement soit scellé et rempli de graisse qui ne peut en aucun cas être ajoutée ou remplacée (il est rempli en usine lors de la fabrication de la pièce), la cavité entre les rosaces n'est pas scellée. Pour cette raison, au fil du temps, quelles que soient les conditions d'utilisation de la voiture, la poussière et l'humidité pénètrent à l'intérieur du roulement. De ce fait, il y a un appauvrissement entre les rouleaux et la partie chargée de la douille.

En raison du manque de lubrification (il vieillit et s'élimine progressivement), de la rouille peut apparaître sur les rouleaux de roulement. Au fil du temps, la bille, gravement endommagée par la corrosion, se désintègre, ce qui entraîne l'apparition d'une grande quantité de particules solides étrangères à l'intérieur du roulement, détruisant d'autres éléments de la pièce.

Habituellement, avec une telle défaillance de roulement, un hurlement et un bourdonnement apparaissent. Cet élément doit être remplacé. Sous l'influence de l'humidité et de produits chimiques agressifs, le raccord en caoutchouc vieillit, perd de son élasticité et s'effrite par la suite en raison de vibrations constantes. Dans ce cas, le conducteur entendra des coups forts distincts transmis au corps. Ce n'est pas la peine de conduire avec une telle panne. Même si le conducteur est prêt à supporter beaucoup de bruit dans la cabine, en raison du grand décalage, l'arbre de transmission peut être gravement endommagé. De plus, il est impossible de prédire laquelle de ses pièces se brisera en premier.

Conséquences d'un mauvais fonctionnement du cardan

Comme nous l'avons déjà remarqué, les problèmes de cardan sont principalement reconnus par l'augmentation du bruit et des vibrations décentes venant à la carrosserie pendant que le véhicule se déplace.

Si le conducteur se distingue par des nerfs de fer et un calme incroyable, ignorer les vibrations et les bruits forts dus à un arbre de transmission usé aura certainement des conséquences désagréables. La pire chose qui puisse arriver est la rupture de l'arbre pendant la conduite. Ceci est particulièrement dangereux et conduit toujours à des accidents lorsque l'arbre se brise à l'avant de la machine.

Si des signes de problèmes de cardan apparaissent pendant la conduite, le conducteur doit réduire la vitesse et arrêter le véhicule dès que possible. Après avoir indiqué l'endroit où la voiture s'est arrêtée, il est nécessaire d'effectuer un diagnostic visuel de la voiture. Voici ce à quoi vous devez faire attention :

Il n'est pas recommandé de démonter l'arbre soi-même que ce soit sur la route (pour remplacer une pièce cassée) ou dans un garage si le propriétaire de la voiture n'a pas les compétences appropriées. La réparation du cardan doit toujours s'accompagner de son équilibrage, ce qui ne peut se faire dans les conditions de la réparation routière.

Pour ces raisons, l'état de cette partie de la transmission doit être surveillé. L'inspection technique programmée et, si nécessaire, les réparations sont la clé du fonctionnement correct et sûr de tout système de voiture et de ses unités, y compris l'arbre à cardan.

Dépose et repose de l'arbre d'hélice

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S'il est nécessaire de remplacer le mécanisme à cardan ou de réparer son assemblage, il devra être retiré. La procédure est effectuée dans l'ordre suivant:

Un mécanisme réparé ou neuf est installé dans l'ordre inverse: suspension, accouplement, brides de pont.

Dans une vidéo supplémentaire, quelques subtilités supplémentaires de retrait et d'installation du cardan sont mentionnées:

Le cardan dans la voiture est un mécanisme assez robuste, mais il nécessite également un entretien périodique. Le conducteur doit être attentif à l'apparition de sons et de vibrations externes. Ignorer ces problèmes cassera des éléments de transmission importants.

Trouver un nouvel arbre d'hélice

S'il est nécessaire de remplacer complètement l'arbre d'hélice, la recherche d'une nouvelle pièce est une procédure simple. L'essentiel est qu'il y ait suffisamment d'argent pour cela, car il s'agit d'une pièce assez coûteuse dans la transmission de certains modèles de voitures.

Pour ce faire, vous pouvez utiliser les services de démontage automatique. Mais dans ce cas, vous devez vous assurer que l'entreprise vendant des pièces d'occasion est digne de confiance et ne vend pas de produits de mauvaise qualité. Dans certaines régions, il existe des entreprises qui restaurent des pièces soumises à un remplacement complet et les vendent à un prix abordable, mais après une courte période de temps, ces éléments tombent en panne.

Il est beaucoup plus sûr de rechercher dans le catalogue d'une boutique en ligne ou dans un point de vente physique - un magasin de pièces automobiles. Dans ce cas, vous devez rechercher une pièce détachée en fonction des données exactes de la voiture (marque, modèle, date de fabrication, etc.). Si certaines informations sur la voiture ne sont pas disponibles, toutes les données nécessaires peuvent toujours être trouvées par le code VIN. Où il se trouve dans la voiture, ainsi que les informations sur le véhicule qu'il contient, sont indiqués dans un article séparé.

Qu'est-ce qu'un arbre de transmission: principales caractéristiques

Si le numéro de pièce est connu (le marquage sur celui-ci, s'il n'a pas disparu pendant le fonctionnement), alors la recherche d'un nouvel analogue dans le catalogue peut être effectuée à l'aide de cette information. Dans le cas de l'achat de composants pour le démontage, avant d'acheter, vous devez faire attention à :

  1. État des attaches. Les déformations, même mineures, sont la raison pour laquelle la pièce ne vaut pas la peine d'être achetée. Ceci est particulièrement vrai pour de tels arbres à cardan, dont la conception ne prévoit pas l'installation d'une bride ;
  2. État des arbres. Bien qu'il soit difficile de vérifier ce paramètre visuellement, même des déformations mineures (y compris un manque d'équilibrage) entraîneront de fortes vibrations de l'arbre et une panne ultérieure de l'appareil ;
  3. L'état de la connexion spline. La corrosion, les bavures, les encoches et autres dommages peuvent sérieusement affecter les performances de la transmission ;
  4. L'état du roulement extérieur, y compris l'élasticité de la partie amortisseur.

Que la nacelle semble réparable au démontage ou non, elle doit être montrée à un spécialiste. Le professionnel reconnaît immédiatement si le cardan a été compris ou non. En cas de travaux de réparation avec cet appareil, un spécialiste pourra dire si la structure a été correctement assemblée.

Et encore un point important. Même si vous achetez un produit d'occasion, les produits couverts par la garantie (soit du fabricant, soit du vendeur) sont dignes d'attention.

Vidéos similaires

Enfin, regardez une courte vidéo sur ce que vous pouvez faire pour empêcher l'arbre d'hélice de vibrer :

ARBRE D'HÉLICE DONC IL N'Y A PAS DE VIBRATION !!!

Questions et réponses

Où est l'arbre d'hélice. L'arbre de transmission est une longue poutre qui va de la boîte de vitesses le long du système d'échappement du véhicule à l'essieu arrière. Le dispositif d'arbre à cardan comprend un arbre central, des croix (leur nombre dépend du nombre de nœuds entre les arbres), une fourche coulissante avec une connexion cannelée et un palier de butée.

Qu'est-ce qu'un cardan. Sous le cardan, on entend un mécanisme qui transfère le couple entre les arbres, qui sont situés les uns par rapport aux autres à un angle. Pour cela, une croix est utilisée qui relie les deux arbres.

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