Хомокинетичен шарнир (CV joint)

Хомокинетичният шарнир, почти винаги съкращаван като CV joint, е вид съединение, което предава въртящо задвижване под променящ се ъгъл, като поддържа изходящия вал да се върти с абсолютно същата моментна скорост като входящия. Именно това свойство го прави незаменим при задвижваните колела на съвременните автомобили, особено тези с предно задвижване, където всеки полуоска вал трябва едновременно да завива и да се движи нагоре-надолу с окачването, но въпреки това да предава въртящ момент плавно и без вибрации.

Проблемът, който хомокинетичният шарнир решава, произтича от недостатъците на по-простия кръстов шарнир. Обикновеният кръстов шарнир може да пренесе задвижване под ъгъл, но докато прави това, изходящият вал ускорява и забавя по два пъти на оборот, създавайки циклично колебание, което се влошава с увеличаване на ъгъла. При скромните ъгли на карданния вал това е поносимо, но при големите и постоянно променящи се ъгли на завъртащо се, независимо окачено колело би причинило неприемливи вибрации и износване. Хомокинетичният шарнир поддържа постоянна скорост, като подрежда вътрешната си геометрия така, че контактните точки винаги да лежат в равнината, която разполовява работния ъгъл.

От механична гледна точка съществуват две разпространени конструкции. Външният шарнир, най-близо до колелото, обикновено е сачмен шарнир тип Rzeppa, в който шест стоманени сачми се движат в извити канали вътре в сферичен корпус, поддържани в правилно подравняване от обойма; той може да поема големите ъгли, изисквани от управлението. Вътрешният шарнир, най-близо до диференциала, често е триножна (триподна) конструкция с три ролкови рамена, които могат едновременно да се накланят и да се плъзгат, позволявайки на вала да се удължава и скъсява при движение на окачването. Затова типичната задвижвана полуоска носи вътрешен и външен хомокинетичен шарнир, работещи заедно.

Ползата за автомобила е плавно, безвибрационно задвижване в целия диапазон на движение на управлението и окачването, което прави възможни компактните напречно разположени двигатели и предно-задвижващите схеми, доминиращи на днешния пазар. Същата технология обслужва задната част на много независимо окачени автомобили със задно и пълно задвижване и се появява в карданните валове, където ъглите или движението надхвърлят това, което кръстовият шарнир може да поеме изящно.

Главната уязвимост на хомокинетичния шарнир е защитният му гумен или термопластичен маншет, който задържа специалната смазка и не допуска мръсотия и вода. Ако този маншет се скъса, смазката се изхвърля навън, а абразивни частици навлизат и шарнирът започва да се износва; класическият симптом е ритмично щракане или почукване, чувано при завиване под газ, което сигнализира, че особено външният шарнир се поврежда. Хванато навреме, смяната на скъсания маншет и попълването на смазката може да спаси шарнира, но пренебрегнатото скъсване в крайна сметка го унищожава и налага нов шарнир или цяла полуоска. Така хомокинетичният шарнир стои в по-широката задвижваща система заедно с полуоската, диференциала и моста, незабележимо позволявайки ежедневното съчетаване на задвижване и управление през едни и същи колела.