Kardansko vratilo

Kardansko vratilo je dugačak obrtni element koji prenosi obrtni moment od menjača, smeštenog napred, do pogonskog mosta na zadnjem delu vozila, a postoji upravo zato da premosti rastojanje koje nijedan pojedinačni zupčanik ili kratko vratilo ne bi mogli da pokriju. Kod klasičnog rasporeda sa pogonom na zadnje točkove ili sa pogonom na sva četiri točka motor i menjač sede daleko napred, dok je pogonska osovina udaljena nekoliko desetina centimetara unazad, pa je za njihovo spajanje neophodna robusna obrtna veza. Bez nje snaga koju motor proizvede ne bi imala kuda dalje pošto napusti menjač.

Mehanički gledano, kardansko vratilo je šuplja čelična ili aluminijumska cev sa kardanskim zglobom na svakom kraju, a kod dužih izvedbi i sa srednjim ležajem koji ga deli na dva dela. Šuplji oblik smanjuje masu i inerciju obrtanja, a istovremeno se odupire torzionim opterećenjima koja nastaju pri prenosu punog obrtnog momenta. Pošto je menjač kruto vezan za karoseriju, dok se zadnji most podiže i spušta na oprugama, vratilo mora da prati stalne promene i ugla i dužine; kardanski zglobovi rešavaju promenu ugla, dok klizni ožlebljeni spoj, najčešće na izlazu menjača ili u kliznoj viljušci, dopušta vratilu da se teleskopski produžava i skraćuje pri kretanju mosta.

Prakticna vrednost kardanskog vratila leži u njegovoj sposobnosti da pouzdano prenosi velike obrtne momente, podnoseci pritom ovo neprekidno pomeranje. Ono se uz to obrće velikom brzinom, neretko više hiljada obrtaja u minuti pri brzini na autoputu, zbog cega je precizno balansiranje od presudnog značaja. Neuravnoteženo ili istrošeno vratilo odaje sebe vibracijama i dubokim brujanjem koje raste sa brzinom kretanja, a otkazali kardanski zglob proizvodi prepoznatljiv udarac pri uključivanju ili otpuštanju pogona.

Vredi razlikovati kardansko vratilo od poluosovina, što se često brka. Kardansko vratilo je jedinstveno vratilo koje ide uzduž, od menjača do diferencijala, dok su poluosovine kraća vratila koja idu poprečno, od diferencijala do svakog pojedinačnog točka. Kod vozila sa pogonom na prednje točkove uzdužnog kardanskog vratila uopšte nema, već samo par poluosovina, jer su menjač i diferencijal objedinjeni u transakslu pored motora.

Kardanska vratila se znatno razlikuju u zavisnosti od rasporeda pogona. Sportske i teretne primene ponekad koriste vratila od karbonskih vlakana kako bi smanjile inerciju, a mnoga vozila sa pogonom na sva četiri točka imaju dva kardanska vratila, po jedno za svaki most, koja napaja razdelnik pogona. Održavanje se obično svodi na podmazivanje kardanskih zglobova tamo gde imaju mazalice, kao i na njihovu zamenu čim se pojavi zazor; zaptiveni zglobovi jednostavno se menjaju kao celina. Sagledavanje kardanskog vratila zajedno sa diferencijalom, razdelnikom pogona i homokinetičkim zglobovima na poluosovinama daje potpunu sliku o tome kako obrtni moment pronalazi put od menjača do puta.