Бортжурнал
Главная
Почему кардан назван в честь математика Кардано
Карданный вал носит имя Джероламо Кардано — итальянского врача и математика XVI века, который опубликовал решение кубических уравнений и написал первую книгу о вероятностях на примере игры в кости. Сам шарнир он не изобретал.В 1550 году Кардано описал подвес из колец, и его фамилия со временем перешла на деталь, которая крутит задний мост.Кто такой КарданоДжероламо Кардано жил с 1501 по 1576 год, лечил, преподавал и составлял гороскопы. В 1545 году он выпустил «Великое искусство» — книгу, где впервые напечатаны способы решать уравнения третьей и четвёртой степени.Формулу для кубических уравнений до сих пор называют его именем. Он же первым в Европе систематически работал с отрицательными числами. В 1570 году его арестовала инквизиция, в том числе за астрологические сочинения.Что Кардано описал на самом делеВ трактате «О тонкости вещей» 1550 года Кардано рассказал о подвесе из колец, которые вращаются на осях под прямым углом друг к другу. Пример он привёл такой: кресло императора Карла V было подвешено так, что седок оставался ровно при любой тряске.На том же принципе держат компас на корабле и гироскоп. Такой подвес в Европе стали называть карданным, а потом имя перешло и на шарнир с крестовиной, который работает похоже.Где кардан стоит в машинеНа заднеприводной машине мотор и коробка спереди, а ведущий мост сзади. Между ними под днищем идёт карданный вал.Мост качается на подвеске, угол между ним и коробкой всё время меняется, поэтому на концах вала стоят шарниры с крестовинами. Одной из первых машин, где вместо цепи поставили карданный вал, был Renault 1898 года.Одинарный кардан под углом вращает неровно: ведущий вал крутится равномерно, а ведомый дважды за оборот то ускоряется, то отстаёт. При угле 30 градусов разница доходит почти до 15 процентов. Поэтому шарниров на валу два, их ставят с одинаковыми углами, и второй гасит неравномерность первого.Почему у переднеприводных кардана нетУ переднеприводной машины мотор и коробка стоят рядом с ведущими колёсами, длинный вал не нужен. Главное другое: передние колёса ещё и поворачиваются, излом в шарнире получается большим и всё время меняется, и кардан на таком угле бы трясло.К колёсам момент идёт через ШРУСы — шарниры равных угловых скоростей. Внутри шарики бегают в канавках, и колесо крутится с той же скоростью, что и вал, даже при изломе до 45 градусов. Шариковый ШРУС придумал в 1926 году Альфред Цеппа, инженер Ford.Почему у «Нивы» и УАЗа кардан есть«Нива» и УАЗ полноприводные, у них ведущие мосты спереди и сзади. От раздаточной коробки к каждому мосту идёт свой карданный вал.У «Нивы» привод постоянный, между мостами работает дифференциал, который можно заблокировать рычагом. А к передним колёсам, которые поворачиваются, момент передают те же ШРУСы: на «Ниве» — в приводах колёс, на УАЗе — в поворотных кулаках переднего моста. Так что в этих машинах есть и то, и другое.Главный поворот: Кардано ничего не изобреталПодвес из колец придумали задолго до Кардано. В III веке до нашей эры греческий инженер Филон Византийский описал чернильницу, из которой чернила не проливаются, какой гранью её ни поверни.В Китае такой подвес знали не позже II века до нашей эры. Сам Кардано авторства не заявлял.Шарнир с крестовиной описал англичанин Роберт Гук. В книге о гелиоскопах 1676 года он первым назвал его универсальным шарниром, изучил, почему он вращает неровно, а позже предложил ставить два шарнира подряд.Поэтому в английском это шарнир Гука, а в русском — кардан, по имени человека, который описал совсем другое устройство.Что на самом деле крутит колёсаКардан хорошо работает там, где угол небольшой, а к поворотным колёсам момент передают только ШРУСы. Резиновый пыльник на ШРУСе держит смазку и не пускает внутрь грязь, поэтому порванный чехол лучше заменить сразу: изношенный шариковый шарнир обычно не чинят, а меняют целиком.Фото: Acroterion, Викисклад (CC BY-SA 4.0).