Кръстачка (карданен шарнир)

Кръстачката, известна още като карданен или универсален шарнир, е механичен съединител, който предава въртеливо движение между два вала, чиито оси се срещат под ъгъл. Тя позволява задвижването да продължи около извивка в трансмисията, поемайки промените в този ъгъл при движение на компонентите. Класическата форма — карданният шарнир или шарнирът на Хук — се състои от две вилки, разположени под прав ъгъл и свързани чрез централна кръстообразна част, наричана кръстачка, чиито четири рамена се въртят в иглени лагери.

При работа едната вилка е закрепена към входния вал, а другата — към изходния, като кръстообразната част ги свързва. Докато входният вал се върти, кръстачката се завърта в лагерите си, позволявайки на изходния вал да следва движението, въпреки че сочи в малко по-различна посока. Това е най-познато в краищата на карданния вал на автомобила, където шарнирът позволява изходът на скоростната кутия и задният мост да са на различна височина и под различен ъгъл и да се движат един спрямо друг, докато окачването преминава през неравности.

Характеристиката, която определя шарнира, и неговият основен недостатък, е, че той не предава въртенето с напълно постоянна скорост, когато работи под ъгъл. В рамките на всяко завъртане изходният вал два пъти ускорява и забавя спрямо входния — колебание, което става по-изразено с увеличаване на работния ъгъл. Това неравномерно движение поражда усуквателни вибрации, които могат да се усетят и чуят, и натоварва циклично трансмисията.

Инженерите се справят с това по добре познат начин: като използват две кръстачки в карданния вал и подреждат вилките им във фаза с равни работни ъгли в двата края, така че ускорението на първия шарнир да се компенсира от забавянето на втория, оставяйки колелата да се въртят с равномерна скорост. Ето защо типичният карданен вал със задно задвижване има по един шарнир във всеки край. Там, където е необходим плавен изход през големи и променливи ъгли, особено при предните задвижващи колела на автомобил, които същевременно завиват, вместо това се използва хомокинетичният шарнир, тъй като той предава въртящия момент с равномерна скорост независимо от ъгъла.

Кръстачките са прости, здрави и способни да понасят висок въртящ момент, което ги поддържа в широка употреба по карданни и полуоси на камиони и автомобили със задно задвижване. Те все пак изискват внимание: много от тях имат масльонки, нуждаещи се от периодично смазване, а износените иглени лагери се обаждат с тропане при поемане на задвижването или с вибрация, която се влошава със скоростта. Кръстачката работи в съгласие с карданния вал, който свързва, с диференциала, който захранва, и с хомокинетичния шарнир, който я допълва при колелата.