Kardanový hriadeľ

Kardanový hriadeľ je dlhý rotujúci diel, ktorý vedie krútiaci moment motora od prevodovky v prednej časti vozidla k rozvodovke vzadu, a existuje preto, aby premostil medzeru, ktorú by žiadny jediný prevod ani hriadeľ inak nedokázal preklenúť. Pri klasickom usporiadaní so zadným pohonom alebo pohonom všetkých kolies sedia motor a prevodovka výrazne vpredu, kým hnaná náprava je niekoľko metrov za nimi, takže na ich prepojenie treba robustné rotujúce spojenie. Bez neho by výkon vytvorený motorom nemal kam ísť, keď opustí prevodovku.

Mechanicky je kardanový hriadeľ duté oceľové alebo hliníkové potrubie s krížovým kĺbom na každom konci a pri dlhších montážach so stredovým ložiskom, ktoré ho rozdeľuje na dve časti. Dutá forma udržiava hmotnosť a rotujúcu zotrvačnosť nízko, pričom odoláva krútiacemu namáhaniu pri privedení plného krútiaceho momentu. Keďže prevodovka je pevne uložená na karosérii, kým zadná náprava sa dvíha a klesá na svojom zavesení, hriadeľ musí znášať neustále zmeny uhla aj dĺžky; krížové kĺby zvládajú meniaci sa uhol, kým posuvná drážkovaná časť, často vo výstupe prevodovky alebo posuvnej vidlici, umožňuje hriadeľu teleskopicky sa predlžovať a skracovať, ako sa náprava pohybuje.

Praktický význam kardanového hriadeľa spočíva v jeho schopnosti spoľahlivo prenášať veľké množstvo krútiaceho momentu, pričom znáša tento neustály pohyb. Otáča sa tiež vysokou rýchlosťou, na diaľnici často niekoľko tisíc otáčok za minútu, čo robí presné vyváženie nevyhnutným. Nevyvážený alebo opotrebovaný hriadeľ sa prejaví vibráciami a hlbokým húkaním, ktoré stúpa s rýchlosťou jazdy, a porušený krížový kĺb vydáva výrazné cvaknutie, keď sa pohon zaberie alebo uvoľní.

Stojí za to odlíšiť kardanový hriadeľ od polosí, čo je často zamieňaný bod. Kardanový hriadeľ je jediný hnací hriadeľ vedúci spredu dozadu k diferenciálu, kým polosi sú kratšie hriadele, ktoré vedú bočne od diferenciálu k jednotlivým kolesám. Pri autách s predným pohonom žiadny pozdĺžny kardanový hriadeľ vôbec nie je, len pár polosí, keďže prevodovka a diferenciál sú spojené do prevodovkovej skrine vedľa motora.

Kardanové hriadele sa značne líšia podľa usporiadania vozidla. Výkonné a vysoko zaťažiteľné aplikácie niekedy používajú hriadele z uhlíkových vlákien na zníženie zotrvačnosti a mnohé vozidlá s pohonom všetkých kolies majú dva hnacie hriadele, po jednom na každú nápravu, napájané rozvodovkou. Údržba sa zvyčajne obmedzuje na mazanie krížových kĺbov tam, kde majú mazacie hlavice, a na ich výmenu, keď vznikne vôľa; uzavreté kĺby sa jednoducho vymieňajú ako celok. Pochopenie kardanového hriadeľa spolu s diferenciálom, rozvodovkou a homokinetickými kĺbmi na polosiach dáva úplný obraz o tom, ako krútiaci moment nájde cestu od prevodovky na vozovku.