Arbore cardanic

Arborele cardanic este elementul lung și rotativ care duce cuplul motorului de la cutia de viteze, montată în partea din față a vehiculului, până la transmisia finală din spate, iar rostul lui este să acopere o distanță pe care niciun pinion sau ax simplu nu ar putea-o străbate. Într-o configurație clasică cu propulsie spate sau tracțiune integrală, motorul și cutia se află mult în față, în timp ce puntea motoare se află la câțiva metri în spate, așa că este nevoie de o legătură rotativă robustă care să unească cele două capete. Fără el, energia produsă de motor nu ar avea pe unde să ajungă la roți după ce părăsește transmisia.

Din punct de vedere mecanic, arborele cardanic este un tub gol de oțel sau aluminiu, prevăzut la fiecare capăt cu câte o cruce cardanică, iar pe lungimi mari și cu un palier intermediar care îl împarte în două tronsoane. Forma tubulară reduce masa și inerția de rotație, în timp ce rezistă la solicitările de torsiune apărute când se transmite cuplu maxim. Cum cutia de viteze este fixată rigid pe caroserie, iar puntea spate urcă și coboară pe suspensie, arborele trebuie să compenseze permanent atât variațiile de unghi, cât și pe cele de lungime; crucile cardanice preiau modificarea unghiului, iar o canelură glisantă, plasată adesea la ieșirea cutiei sau într-o furcă culisantă, permite arborelui să se telescopeze pe măsură ce puntea lucrează.

Importanța practică a arborelui cardanic constă în capacitatea de a transmite cantități mari de cuplu, în mod fiabil, tolerând în același timp această mișcare continuă. El se rotește la turații mari, frecvent câteva mii de rotații pe minut la viteză de autostradă, ceea ce face echilibrarea precisă esențială. Un arbore dezechilibrat sau uzat se trădează prin vibrații și un huruit grav care crește odată cu viteza, iar o cruce cardanică defectă produce o bufnitură distinctă la cuplarea sau decuplarea tracțiunii.

Merită făcută distincția între arborele cardanic și planetare, un aspect adesea confundat. Arborele cardanic este axul unic care merge longitudinal către diferențial, în timp ce planetarele sunt arborii mai scurți care pleacă lateral din diferențial către fiecare roată. Pe mașinile cu tracțiune față nu există deloc un arbore cardanic longitudinal, ci doar o pereche de planetare, deoarece cutia de viteze și diferențialul sunt combinate într-un transaxle plasat alături de motor.

Arborii cardanici variază considerabil în funcție de arhitectura vehiculului. Aplicațiile de performanță sau cele grele folosesc uneori arbori din fibră de carbon pentru a reduce inerția, iar multe vehicule cu tracțiune integrală au doi arbori cardanici, câte unul pentru fiecare punte, alimentați dintr-o cutie de transfer. Întreținerea se rezumă de obicei la gresarea crucilor cardanice acolo unde au gresoare și înlocuirea lor când apare joc; articulațiile sigilate se schimbă pur și simplu ca ansamblu. Privind arborele cardanic alături de diferențial, cutia de transfer și articulațiile homocinetice folosite pe planetare, se obține o imagine completă a felului în care cuplul ajunge de la cutia de viteze la șosea.