Устройство главной передачи автомобиля

Главная передача Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Суммарное передаточное число трансмиссии обеспечивают следующие элементы: коробка передач с несколькими постоянными пере­даточными числами (автоматическая или неавтоматическая), дополнительная коробка передач (например, раздаточная коробка полноприводного автомобиля) и главная пе­редача.

Главная передача автомобиля

Между коробкой передач и главной пе­редачей в заднеприводном автомобиле рас­положена карданная передача (однозвенная или с несколькими валами и промежуточ­ными опорами). Универсальные шарниры, шарниры равных угловых скоростей или уп­ругие муфты компенсируют угловые переме­щения валов агрегатов трансмиссии.

В легковых автомобилях главная передача состоит из ведущего и ведомого зубчатых колес — гипоидных (при продольном расположении двигателя) или цилиндрических (при поперечном расположении двигателя). (рис. «Главная передача заднего моста легкового автомобиля» ) Главная передача может быть конструктивно объединена с дифференциалом (на автомо­билях с приводом на задние колеса и полным приводом) или с дифференциалом и короб­кой передач (на переднеприводных автомо­билях).

Основными элементами главной передачи и дифференциала являются ведущая и ведо­мая шестерни, планетарная передача, под­шипники, полуоси, фланцы полуосей и кар­тер дифференциала. Передаточное число главной передачи обычно находится в диапа­зоне между 2,6:1 и 4,5:1.

Ведомая шестерня главной передачи обычно крепится болтами к картеру диф­ференциала. Также в картере располагаются планетарная передача и ведомая шестерня, выполненная заодно с валом, установлен­ным на двух конических роликовых подшипниках. Для уменьшения шума главная передача прикрепляется к раме транспорт­ного средства посредством упругих (рези­новых) опор.

Кроме крутящего момента, механиче­ского к.п.д. и массы, решающим критерием при современном производстве автомоби­лей становится уровень шума, вызываемого главной передачей. Бесшумность механизма, главным образом, зависит от способа производства ведущей и ведомой шестерен. Для снижения шума, помимо стандартной технологии изготовления шестерен, могут применяться методы финишной тепловой обработки зубьев (закалка с поверхностным упрочнением). Благодаря этому устраня­ются неточности обработки (с получением максимально возможного соответствия ме­жду расчетной топографией профиля зуба и действительной геометрией, нарезаемой на станке).

Главная передача на грузовых автомобилях

На грузовых автомобилях обычно исполь­зуются главные передачи с коническими ги­поидными зубчатыми шестернями. Переда­точное отношение главной передачи обычно изменяется в диапазоне от 3:1 до 6:1. На автомобилях, для которых большое значе­ние имеют характеристики плавности хода, например, на автобусах, шестерни главной передачи изготавливаются со шлифован­ными зубьями.

На городских автобусах (см. рис. «Главная передача автобуса (ZF AV132)» ), которые в настоя­щее время, как правило, имеют конструкцию с низким расположением пола, используется разнесенная главная передача с цилиндриче­скими бортовыми редукторами.

Для увеличения дорожного просвета (например, у транспортных средств, ис­пользуемых на строительных площад­ках), применяются разнесенные главные передачи с планетарными бортовыми редукторами (см. рис. «Разнесенная главная передача с планетарными колесными редукторами» ). Они позволяют умень­шить размеры главной передачи и валов полуосей.

Дифференциал в автомобиле

Дифференциал служит для распределения крутящего мо­мента между колесами или мостами и позво­ляет ведомым валам вращаться с неодинако­выми угловыми скоростями.

За редким исключением, дифференциал состоит из конических зубчатых колес. (см. рис. «Принципиальная схема дифференциала» ) Если шестерни слева и справа — одинаковых раз­меров, дифференциал осуществляет равное распределение крутящего момента на левое и правое колеса. При различных коэффици­ентах сцепления левых и правых шин с до­рожным покрытием сохраняется равенство моментов на левой и правой шине. При этом шина с меньшим коэффициентом сцепле­ния начинает буксовать.

Дифференциал повышенного трения (LSD)

Дифференциал повышенного трения (LSD) позволяет устранить этот нежелатель­ный эффект посредством использования фрикционных дисков, фрикционных кону­сов, самоблокирующихся зубчатых передач или многодисковых муфт, находящихся в высоковязкой жидкостной среде.

Дифференциал повышенного трения может иметь электронное управление для работы в широком диапазоне эксплуатационных условий. Высокий коэффициент блокировки, характерный при трогании ав­томобиля с места, может уменьшаться при возрастании частоты вращения или при до­стижении предельной величины силы тяги. Включаемая водителем блокировка диффе­ренциала может использоваться при специфических условиях движения (например, во время движения по бездорожью).

Самоблокирующиеся дифференциалы, в которых автоматически действует уст­ройство, препятствующее относительному вращению ведомых звеньев, постепенно вытесняются электронными системами, на­пример, системой контроля тягового усилия (TCS). Такая система обеспечивает замед­ление проворачивания колеса посредством использования тормоза — когда мощность продолжает передаваться от трансмиссии к притормаживаемому колесу.

Главная передача на полноприводном автомобиле

Компоновочная схема с приводом на все колеса улучшает тяговое усилие легковых автомобилей, внедорожных транспортных средств и грузовых автомобилей на мокрых и скользких дорожных покрытиях и неров­ной местности.

У автомобиля с постоянным полным при­водом и распределением крутящего момента поровну между ведущими осями использу­ется конический дифференциал или плане­тарный механизм. Распределение крутящего момента изменяется с помощью автоматиче­ских или управляемых дифференциалов по­вышенного трения.

Управление полным приводом (с жест­ким приводом на передний и задний мосты, вязкостной муфтой или раздаточной коробкой) включает блокировку дифференциала в главной передаче и раздаточной коробке (имеющей пониженную передачу для дви­жения на крутых уклонах, при низких ско­ростях и для передачи высоких крутящих моментов).

Читайте также:  Сброс межсервисного интервала Volkswagen Transporter T4 начиная с 1999 года Логово Трунагола

Вязкостная муфта (герметизированный многодисковый механизм с высоковязкой кремнийорганической жидкостью) либо дифференциал Torsen представляют собой еще одно средство приведения в действие привода на все колеса. Как только предель­ное тяговое усилие на постоянно подключен­ном мосту превышается, муфта, реагируя на увеличение проскальзывания, начинает пе­редавать крутящий момент ко второму веду­щему мосту.

Передача полного привода может осущест­вляться дополнительным узлом в автомати­ческой трансмиссии. Интеграция такого узла (рис. «Автоматическая трансмиссия легкового автомобиля с интегрированным полным приводом (ZZ 8 HP)» ) позволяет уменьшить объем зани­маемого пространства, стоимость и массу трансмиссии.

На более поздних автомобилях стали применяться дополнительные блокировки дифференциала в раздаточной коробке, осуществляемые в соответствии с интеллекту­ально контролируемым функционированием тормозов.

5.4 Главная передача и дифференциал. Назначение, устройство и типы

Главная передача

Назначение главной передачи

Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.

Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.

Примечание
Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.

Устройство главной передачи

Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).


Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.

Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).

Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.

Примечание
Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.

Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.


Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.

Дифференциал

Назначение дифференциала

Дифференциал позволяет катиться правому и левому ведущим колесам с различным числом оборотов при поворотах автомобиля и при движении по неровностям дороги.

При движении автомобиля на повороте (как показано на рисунке 5.35) внутреннее ведущее колесо его проходит меньший путь, чем наружное, и, для того чтобы обеспечить качение без буксования, оно должно вращаться медленнее, чем наружное колесо. Для того чтобы колеса могли вращаться с разным числом оборотов, их подсоединяют через приводные валы к дифференциалу, а уже дифференциал жестко связан с ведомым колесом главной передачи.

Принцип работы дифференциала

Дифференциал состоит из (смотрите рисунок 5.33) полуосевых шестерен, сателлитов, оси сателлитов (которая может быть крестовидной, если сателлитов четыре) и корпуса. Полуосевые конические шестерни закреплены на внутренних концах полуосей, на наружных концах которых крепятся ведущие колеса. Сателлиты, представляющие собой малые конические шестерни, посажены свободно на оси.

Читайте также:  Расшифровка кодов ошибок Volvo на русском языке список неисправностей, причины и методы их устранени


Рисунок 5.x Схема работы дифференциала.

При движении автомобиля на повороте, внутреннее колесо проходит меньший путь и вследствие сцепления с дорогой начинает вращаться медленнее. При этом сателлиты, вращаясь, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне внутреннего колеса. В результате сателлиты начинают вращаться около своих осей, увеличивая число оборотов второй полуосевой шестерни и наружного колеса соответственно.

Примечание
При наличии дифференциала между количеством оборотов колес существует определенная зависимость, при которой сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т. е. при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса на столько же увеличивается. При неподвижной коробке дифференциала, если вращается одно из колес, другое колесо будет вращаться в обратную сторону.

Однако работа дифференциала и результат положителен только в случае сухой дороги. В определенных условиях дифференциал может отрицательно повлиять на движение автомобиля.

Так, при попадании одного из колес на скользкое место (лед, грязь) колесо из-за недостаточного сцепления с дорогой начинает буксовать. При значительном ухудшении сцепления буксующего колеса с дорогой тяговое усилие на нем становится очень низким. При этом второе колесо, имеющее достаточное сцепление с дорогой, останавливается, так как вследствие свойства дифференциала распределять усилие между колесами поровну тяговое усилие на втором колесе также становится очень малым и недостаточным для движения автомобиля. Буксующее колесо вращается при этом с удвоенным числом оборотов, и автомобиль полностью останавливается.

Разновидности дифференциалов

Дифференциалы могут быть симметричными и не симметричными, а так же свободными или с возможностью блокировки.

Примечание
Дифференциал, распределяющий тягу от двигателя поровну между колесами или между осями, называется симметричным. Если же дифференциал межосевой (делит тягу от двигателя в полноприводном автомобиле между передней и задней осью), он может быть несимметричным, то есть на одну из осей передавать меньше тяги, чем на другую.

Если симметричное распределение не всегда играет на руку управляемости или проходимости автомобиля, значит эту проблему необходимо решить. Есть два пути:

1. Установить в главную передачу дифференциал с возможностью его блокировки.

Так появились дифференциалы с блокировкой. Процесс блокировки может быть отдан на откуп механическому приводу с выведением рычага управления в салон автомобиля или же передан в ведение электроники и может быть автоматическим полностью или же с управлением при помощи контроллеров в салоне автомобиля.

2. Установить дифференциал повышенного трения, который при усложнившихся дорожных ситуациях просто-напросто не позволит всей тяге «уйти» на колесо, потерявшее сцепление с поверхностью.

Главная передача подробно

Главная передача — механизм, часть трансмиссии автомобиля, передающий крутящий момент от коробки передач к ведущим колесам автомобиля. Главная передача может быть выполненной в виде отдельного агрегата — ведущего моста (заднеприводные автомобили классической компоновки), либо объединенной с двигателем, сцеплением и коробкой передач в единый силовой блок (заднемоторные и переднеприводные автомобили).
По способу передачи крутящего момента главные передачи подразделяются на зубчатые (шестеренчатые) и цепные. Цепные главные передачи в настоящее время используются только на мотоциклах и велосипедах.
Цепная главная передача состоит из двух звездочек — ведущей, насаженной на выходной вал коробки передач, и ведомой, объединенной со ступицей ведущего (заднего) колеса мотоцикла. Несколько сложней по устройству главная передача велосипеда с планетарной коробкой передач. Ведомая звездочка, приводимая в движение цепью, приводит во вращение шестерни планетарной коробки, встроенной в ступицу колеса и через нее — ведущее заднее колесо.
Иногда в мотоциклах классической компоновки в главной передаче вместо цепи используется зубчатый армированный ремень (например, в главной передаче мотоциклов «Харлей-Дэвидсон»). В этом случае обычно говорят о ременной передаче, как об отдельном типе главной передачи.
Ременная главная передача широко используется в легких мотоциклах и в скутерах (мотороллерах) с бесступенчатым вариатором. В этом случае вариатор служит в качестве главной передачи, поскольку ведомый шкив ременного вариатора объединен со ступицей ведущего колеса мотоцикла.

Классификация зубчатых главных передач

По количеству пар зацепления главные передачи подразделяются на одинарные и двойные. Одинарные главные передачи устанавливаются на легковые автомобили и грузовики, содержат одну пару конических шестерен постоянного зацепления. Двойные главные передачи устанавливают на грузовики, автобусы и тяжелые транспортные машины специального назначения. В двойной главной передачи в постоянно зацеплении находятся две пары шестерен — конических и цилиндрических. Двойная передача способна передать больший крутящий момент, чем одинарная.
На трехосных грузовых автомобилях и многоосной транспортной технике применяются проходные главные передачи, в которых крутящий момент передается не только на среднюю ведущую ось, но и на последующую, также ведущую. В абсолютном большинстве легковых автомобилей и двухосных грузовых автомобилей, автобусов, в другой транспортной технике с одной ведущей осью применяются непроходные главные передачи.
Получившие наибольшее распространение одинарные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Червячные, в которых крутящий момент передается червяком на червячное колесо. Червячные передачи, в свою очередь, подразделяются на передачи с нижним и верхним расположением червяка. Червячные главные передачи иногда применяются в многоосных транспортных средствах с проходной главной передачей (или с несколькими проходными главными передачами) и в автомобильных вспомогательных лебедках.

В червячных передачах ведомое шестеренчатое колесо имеет однотипное устройство (всегда большого диаметра, который зависит от заложенного в конструкцию редуктора передаточного отношения, всегда выполняется с косыми зубьями). А червяк может иметь различную конструкцию.
По форме червяки разделяются на цилиндрические и глобоидные. По направлении линии витка — на левые и правые. По числу канавок резьбы — на однозаходные и многозаходные. По форме резьбовой канавки — на червяки с архимедовым профилем, с конволютным профилем и эвольвентным профилем.

  • 2. Цилиндрические главные передачи, в которых крутящий момент передается парой цилиндрических шестерен — косозубых, прямозубых или шевронных. Цилиндрические главные передачи устанавливаются в переднеприводные автомобили с поперечно расположенным двигателем.
  • 3. Гипоидные (или спироидные) главные передачи, в которых крутящий момент передается парой шестерен с косыми или криволинейными зубьями. Пара шестерен гипоидной передачи либо соосна (встречается реже), либо оси шестерен смещены относительно друг друга — с нижним или верхним смещением. За счет сложной формы зубьев площадь зацепления увеличена, и шестеренчатая пара способна передавать больший крутящий момент, чем шестерни главной передачи других типов. Гипоидные передачи устанавливаются в легковые и грузовые автомобили классической (заднеприводной с передним расположением двигателя) и заднемоторной компоновок.

Двойные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Центральные одно и двухступенчатые. В двухступенчатых главных передачах предусмотрено переключение пар шестерен для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса. Такие главные передачи используются на гусеничной и тяжелой транспортной технике специального назначения.
  • 2. Разнесенные главные передачи с колесными или бортовыми редукторами. Такие главные передачи устанавливают на легковые машины (джипы) и грузовые автомобили для увеличения дорожного просвета, на колесные транспортеры военного назначения.

Помимо этого двойные главные передачи подразделяются по типу зацепления пар шестерен на:

  • 1. Коническо-цилиндрические.
  • 2. Цилиндрическо-конические.
  • 3. Коническо-планетарные.

В автомобилях зубчатые главные передачи выполнены в виде единого агрегата с дифференциалом — механизмом разделения крутящего момента между двумя колесами ведущей оси. В тяжелых мотоциклах с карданной передачей и приводом на заднее колесо дифференциал не применяется. В мотоциклах с боковой коляской и полным приводом (на заднее колесо мотоцикла и на колесо коляски) дифференциал выполнен в виде отдельного механизма. На подобные мотоциклы устанавливают две независимые главные передачи, связанные между собой дифференциалом.

Принцип работы гипоидной главной передачи

Крутящий момент передается от двигателя через сцепление, коробку передач и карданный вал на ось ведущей шестерни гипоидной главной передачи. Ось ведущей шестерни установлена соосно ведущему валу двигателя и ведомому валу КП. При вращении ведущая шестерня, имеющая меньший диаметр, чем ведомая шестерня, передает крутящий момент зубьям ведомой шестерни, приводя ее во вращение. Поскольку контакт поверхности зубьев увеличен за счет их особой формы — косой или криволинейной — передаваемый крутящий момент может достигать очень высоких значений. Однако, сложная форма зубьев приводит к тому, что на их поверхность воздействуют не только ударные нагрузки, но и силы трения (из-за проскальзывания зубьев относительно друг друга). Поэтому в гипоидных главных передачах используют специальное масло, обладающее высокими смазочными свойствами и обеспечивающее длительный срок службы шестеренчатой пары.

Принцип действия червячной главной передачи
В силу конструктивных особенностей, большого передаточного отношения (от 8 в рулевых механизмах, до 1000 в особо мощных лебедках) и низкого КПД червячная пара в автомобильных главных передачах (за редким исключением) не применяется. Наибольшее распространение она получила в лебедках.
Крутящий момент передается на червячное колесо через коробку отбора мощности, подключаемую к раздаточной коробке, установленной (как правило, встречаются и другие кинематические схемы) за коробкой передач автомобиля. Оси червяка и ведомой шестерни (ведомого колеса) располагаются под прямым углом (но встречается и иное расположение осей червячной пары). Червячное колесо входит в зацепление с ведомым косозубым (для обеспечения плотного контакта и увеличения поверхности зацепления) шестеренчатым колесом. Крутящий момент передается от винтовой канавки червяка на зубья ведомой шестерни. Частота вращения червяка намного выше, чем частота вращения ведомого колеса. За счет этого пропорционально увеличивается крутящий момент — чем больше передаточное отношение, тем большее усилие способна развить лебедка.
Червячная передача обладает рядом преимуществ перед главными передачами других типов. Она отличается высокой износостойкостью и не требует применения высококачественных смазочных материалов. Она способна передавать сверхвысокий крутящий момент. Отличается малошумностью и плавностью хода (из-за отсутствия ударных нагрузок на канавку червяка и поверхность зубьев ведомой шестерни). Наконец, червячная передача обладает свойством самоторможения — при прекращении передачи крутящего момента на червяк, вращение ведомого колеса автоматически прекращается.
К недостаткам червячной передачи относят склонность к нагреву из-за сил трения, к заеданию механизма при незначительном износе, повышенные требования к точности сборки червячной пары.
Червячная главная передача относится к редукторам необратимого действия. Если усилие передается от ведомого шестеренчатого колеса к ведущему червяку, то есть в обратном порядке, червяк вращаться не будет. Следовательно, червячная главная передача исключает движение автомобиля по инерции, накатом. Отсюда ее применение на тихоходной транспортной технике и машинах специального назначения. На лебедках для обеспечения свободного вращения барабана червячную пару снабжают муфтой свободного (обратного) хода, которая разобщает барабан и ведомое зубчатое колесо при его вращении в обратном направлении — разматывании троса лебедки.

Ссылка на основную публикацию
Установка смешения бензинов, оборудование смешения бензинов
Степень сжатия и октановое число бензина Автомобильное топливо — легкокипящая углеводородная фракция (33–205°C) прямой нефтеперегонки. Ключевые параметры бензина — степень...
Установка газового оборудования на автомобиль правила, цены; АВТОМАСТЕРСКАЯ
Стоит ли ставить ГБО на машину - плюсы и минусы В прошлой статье мы рассматривали устройство газобаллонной установки, принцип работы,...
Установка ГБО (газ) на Киа Спортейдж (1, 2, 3) в Воронеже цены, фото
Установка ГБО (газ) на Киа Спортейдж (1, 2, 3) в Воронеже цены, фото Компактный кроссовер Kia Sportage производится более 25...
Установка стеклоподъемников Весты, заедает кнопка ��
Не работают стеклоподъемники причины, ремонт Стеклоподъемник – это неотъемлемая часть современного автомобиля. Сегодня даже бюджетные версии авто снабжают автоматическими механизмами...
Adblock detector