Homokinetický kĺb (CV)

Homokinetický kĺb, takmer vždy skracovaný na CV kĺb (z angl. constant-velocity), je typ spojenia, ktoré prenáša rotačný pohon cez meniaci sa uhol a pritom udržiava výstupný hriadeľ otáčajúci sa presne rovnakou okamžitou rýchlosťou ako vstup. Práve táto vlastnosť ho robí nepostrádateľným na hnaných kolesách moderných áut, najmä tých s pohonom predných kolies, kde každý hnací hriadeľ musí zároveň zatáčať aj pohybovať sa hore-dole so zavesením, a pritom stále hladko a bez vibrácií dodávať krútiaci moment.

Problém, ktorý homokinetický kĺb rieši, pramení z nedostatkov jednoduchšieho kardanového kĺbu. Obyčajný kardanový kĺb dokáže preniesť pohon cez uhol, no pritom sa výstupný hriadeľ dvakrát za otáčku zrýchli a spomalí, čím vzniká cyklické kolísanie, ktoré sa s rastúcim uhlom zhoršuje. Pri miernych uhloch kardanového hriadeľa je to znesiteľné, no pri veľkých a neustále sa meniacich uhloch zatáčaného, nezávisle odpruženého kolesa by to spôsobilo neprijateľné vibrácie a opotrebenie. Homokinetický kĺb udržiava konštantnú rýchlosť tak, že svoju vnútornú geometriu usporiada tak, aby kontaktné body vždy ležali v rovine, ktorá rozpoľuje pracovný uhol.

Mechanicky existujú dve bežné konštrukcie. Vonkajší kĺb, najbližšie ku kolesu, býva guľôčkový kĺb typu Rzeppa, v ktorom šesť oceľových guľôčok beží v zakrivených drážkach vnútri guľového telesa, držaných v správnom zarovnaní klietkou; tento dokáže zvládnuť veľké uhly vyžadované riadením. Vnútorný kĺb, najbližšie k diferenciálu, býva trojramenná, čiže tripodná konštrukcia s troma čapmi zakončenými valčekmi, ktoré sa môžu zároveň natáčať aj posúvať, čo hriadeľu dovoľuje predlžovať a skracovať sa, ako sa zavesenie pohybuje. Typická hnaná polonáprava preto nesie vnútorný aj vonkajší homokinetický kĺb pracujúce spolu.

Prínosom pre vozidlo je hladký pohon bez vibrácií v celom rozsahu pohybu riadenia a zavesenia, čo umožňuje kompaktné usporiadania s priečnym motorom a predným pohonom, ktoré dnes ovládajú trh. Tá istá technika slúži na zadku mnohých nezávisle odpružených áut s pohonom zadných a všetkých kolies a objavuje sa v hnacích hriadeľoch tam, kde uhly či pohyb presahujú to, čo kardanový kĺb zvládne elegantne.

Hlavnou zraniteľnosťou homokinetického kĺbu je jeho ochranná gumová či termoplastová manžeta, ktorá udržiava zvláštny tuk a chráni pred nečistotami a vodou. Ak sa táto manžeta roztrhne, tuk sa vystrekne von a dovnútra sa dostáva prach, a kĺb sa začne opotrebúvať; klasickým príznakom je rytmické cvakanie alebo klepanie počuteľné pri zatáčaní pod záťažou, ktoré signalizuje, že zlyháva najmä vonkajší kĺb. Pri včasnom zachytení môže výmena roztrhnutej manžety a doplnenie tuku kĺb zachrániť, no zanedbaná trhlina ho napokon zničí a vyžiada si nový kĺb alebo celú polonápravu. Homokinetický kĺb tak zapadá do širšieho pohonného ústrojenstva popri polonáprave, diferenciáli a náprave a nenápadne umožňuje každodennú kombináciu pohonu a riadenia cez tie isté kolesá.