И карданные валы, и полуоси- являются компонентами автомобиля, отвечающими за передачу мощности. Карданный вал передает мощность на дифференциал ведущего моста и обычно представляет собой полый вал. Полуоси-передают мощность на левое и правое ведущие колеса; поскольку каждое колесо занимает половину привода, их называют полуосями-, а подавляющее большинство полуосей автомобилей- являются цельными.
Мы все знаем, что цельный вал прочнее при одинаковом диаметре и материале. Так почему же карданный вал выполнен в виде полой конструкции? Основная причина – его длина.
Если бы карданный вал был цельным, его диаметр не должен был бы быть очень большим, чтобы соответствовать требованиям прочности. Однако карданный вал проходит от передней части автомобиля к задней, и на таком большом расстоянии он, естественно, слегка изгибается под действием силы тяжести. Поскольку во время движения автомобиля карданный вал вращается с высокой скоростью, даже небольшой изгиб может вызвать сильную вибрацию.
Проектирование полости карданного вала решает эту проблему. Потому что чем ближе к центру вала при передаче крутящего момента, тем меньшую скручивающую силу он воспринимает; центр вообще не несет никакой скручивающей силы. Другими словами, внешняя часть вала принимает на себя большую часть крутящего момента при передаче крутящего момента. Следовательно, даже если середина полая, внешней части достаточно для удовлетворения требований трансмиссии, если вал достаточно толстый.
Поэтому карданные валы выполнены в виде полых конструкций. Это позволяет использовать более толстый приводной вал без изменения веса материала, удовлетворяя требованиям передачи крутящего момента и одновременно предотвращая изгиб из-за чрезмерной длины.
С другой стороны, полуоси-короткие и не подвержены изгибам. Кроме того, полуоси-должны соединяться с колесами, а их установочное положение пересекается с системами рулевого управления и подвески, поэтому цельная конструкция более удобна для компоновки. Кроме того, во многих легковых автомобилях используются полу-плавающие полуоси-, то есть они не только передают крутящую силу, но и воспринимают силу сдвига, передаваемую от кузова автомобиля. В этом отношении сплошные валы намного прочнее полых. Поэтому почти все автомобильные полуоси-полые.
