Главная передача. Главная передача служит для увеличения подводимого к ней крутящего момента и передачи его через дифференциал на полуоси, расположенные под прямым углом к продольной оси автомобиля.
Конструктивно главные передачи представляют собой зубчатые или червячные редукторы, последние из-за сравнительно малого к. п. д. широкого распространения не получили. На автомобилях в основном применяют зубчатые главные передачи, которые делятся на одинарные и двойные. Передаточное число главной передачи в основном зависит от быстроходности, мощности двигателя, массы и назначения автомобиля. Для большинства современных автомобилей оно находится в пределах 4—9. Для легковых автомобилей обычно применяют одинарную главную передачу, для грузовых автомобилей как одинарную, так и двойную.
Одинарная главная передача (рис. 14.29, а) состоит из одной пары конических зубчатых колес со спиральными зубьями. В такой передаче крутящий момент передается от карданной передачи на ведущую коническую шестерню, а от нее — на ведомое колесо, которое через специальный механизм (дифференциал) и полуоси передает вращение на ведущие колеса автомобиля. Оси зубчатых колес одинарных передач могут пересекаться или быть смещенными (рис. 14.29, б); в последнем случае одинарная передача называется гипоидной. В такой главной передаче зубья шестерни и колесо имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие опустить ось конической шестерни на расстояние С, равное 30-42 мм.
При применении главной передачи с гипоидным зацеплением зубчатых колес карданную передачу и пол кузова можно разместить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля, что улучшает его устойчивость. Кроме того, в гипоидной передаче одновременно в зацеплении находится большее число зубьев, чем в обычной конической передаче, в результате чего зубчатые колеса работают более надежно, плавно и бесшумно. Однако при гипоидном зацеплении происходит продольное проскальзывание зубьев, сопровождающееся выделением теплоты в результате чего происходит разжижение и выдавливание масла с поверхности сопряженных зубьев, приводящее к их повышенному изнашиванию. Поэтому для гипоидных передач применяют специальные трасмиссионные масла с противо-износной присадкой.
Рис. 14.29. Схемы главных передач
Одинарные главные передачи со спиральными зубьями применяют на автомобилях семейства ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные -— на автомобилях ЗИЛ-133, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга», ВАЗ-2106 «Жигули» и др.
Двойные главные передачи конструктивно могут выполняться в одном картере — центральные (рис. 14.29, в) или каждая пара зубчатых колес располагается отдельно— разнесенные (рис. 14.29, г). В последнем случае главная передача состоит из двух отдельных механизмов: одинарной конической зубчатой передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и цилиндрических зубчатых передач — колесных редукторов.
Двойная центральная передача (см. рис. 14.29, в) состоит из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Цилиндрические шестерни имеют прямые или косые зубья, а конические— спиральные. Крутящий момент передается от ведущей конической шестерни к ведомой, установленной на одном валу с цилиндрической шестерней, которая передает крутящий момент на цилиндрическую шестерню. Двойная главная передача по сравнению с одинарной обладает более высокой механической прочностью и позволяет увеличить передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под балкой (картером) ведущего моста, что повышает проходимость автомобиля.
Двойные главные передачи применяют на автомобилях большой грузоподъемности и автобусах, на некоторых из них (автомобили МАЗ-5335, автобусы ЛиАЗ-677М) устанавливают разнесенную главную передачу (см. рис. 14.29, г).
Дифференциал. При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться медленнее, чем наружное. Это необходимо для того, чтобы исключить при повороте пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное изнашивание шин, затрудняет управление автомобилем и увеличивает расход топлива. Для обеспечения различной частоты вращения ведущих колес их крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях, связанных между собой межколесным дифференциалом, подводящим к полуосям крутящий момент от главной передачи. Таким образом, дифференциал служит для распределения крутящего момента между ведущими колесами и позволяет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его движении на криволинейных участках дороги вращаться с различной частотой. Межколесный дифференциал бывает симметричным или несимметричным, соответственно распределяющим крутящий момент между полуосями поровну или непоровну. На автомобилях получили применение межколесные конические симметричные дифференциалы, межосевые конические и кулачковые дифференциалы повышенного трения.
Конический симметричный дифференциал (рис. 14.30, а) представляет собой шестеренный механизм, смонтированный в главной передаче. Он состоит из двух конических зубчатых колес, шестерен-сателлитов и крестовины. Ведомое колесо главной передачи жестко соединено с коробкой дифференциала, состоящей из двух чашек, между которыми крепится крестовина. Полуосевые зубчатые колеса установлены в коробке дифференциала на шлицах полуосей, соединенных с ведущими колесами автомобиля. От ведущей шестерни главной передачи крутящий момент передается на ведомое колесо и коробку дифференциала, вместе с которой вращается крестовина с расположенными на ней шестернями-сателлитами.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба ведущих колеса испытывают одинаковые сопротивления качению и проходят одинаковые пути. Поэтому сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной и коробкой дифференциала, сообщают зубчатым колесам одинаковую частоту вращения, а сами относительно своих осей не поворачиваются. При этом сателлиты как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса, соединяя обе полуоси.
При движении автомобиля на повороте (рис. 14.30, б) его внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось (см. рис. 14.30, а) и полуосевое зубчатое колесо, связанные с внутренним колесом автомобиля, вращаются медленнее. При этом шестерни-сателлиты, вращаясь на шипах крестовины, перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому колесу, в результате чего повышается частота вращения полуосевого зубчатого колеса и полуоси. Таким образом, ведущие колеса автомобиля при повороте получают возможность проходить за одно и то же время различные пути без юза и пробуксовывания.
Рис. 14.30. Конический симметричный дифференциал
Основная особенность любого симметричного дифференциала — поровну распределять крутящий момент между ведущими колесами. Эта особенность в некоторых случаях оказывает отрицательное влияние при преодолении автомобилем труднопроходимых участков дороги. В случае попадания одного из колес автомобиля, например левого, на скользкое покрытие дороги (лед, мокрый грунт и т. п.) крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Такой же крутящий момент действует и на правое колесо, хотя оно находится на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарный момент будет недостаточен для движения автомобиля, то последний не сможет тронуться с места. В этом случае левое колесо будет буксовать, а правое оставаться практически неподвижным.
Межосевой конический дифференциал устанавливают на автомобилях повышенной проходимости с колесными формулами 6X4 и 6X6, ведущие мосты которых могут работать в различных условиях сцепления колес с дорогой.
В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЭ-5320. Картер (рис. 14.31, а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста. Коробка 3 дифференциала состоит из двух чашек, соединяемых болтами. Передняя чашка имеет хвостовик, который опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец, связывающий дифференциал с карданной передачей. Внутри коробки размещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, коническое зубчатое колесо привода заднего моста и колесо привода промежуточного моста. Зубчатое колесо при помощи шлицев жестко соединяется с ведущей шестерней главной передачи промежуточного моста, а колесо — со шлицованным концом проходного вала привода заднего моста. Зубчатое колесо имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта и муфта блокировки дифференциала.
Блокировка осуществляется при помощи механизма, который трубопроводами связан с пневматическим краном управления, размещенным на щитке приборов в кабине автомобиля. Для включения блокировки водитель открывает кран управления, и сжатый воздух поступает в полость между крышкой и мембраной (рис. 14.31, б), которая, прогибаясь, перемещает вперед при помощи пружины стака и ползун, преодолевая сопротивление возвратной пружины. При этом замыкаются контакты микровыключателя (см. рис. 14.31, а), включающие контрольную лампу на щитке приборов.
Вместе с ползуном перемещается и укрепленная на нем вилка, которая вводит муфту в зацепление с зубчатым венцом на корпусе дифференциала. В этом случае колесо привода среднего моста и коробка дифференциала оказываются жестко соединенными, тем, самым дифференциал принудительно блокируется и зубчатые колеса привода мостов вращаются с одинаковой частотой. При разблокировке дифференциала кран управления закрывается. При этом полость за мембраной механизма блокировки соединяется с атмосферой. В результате этого под давлением возвратной пружины (см. рис. 14.31, б) мембрана и ползун с вилкой (см. рис. 14.31, а) перемещаются вправо, возвращая одновременно муфту блокировки в исходное положение.
Рис. 14.31. Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЭ-5320
Кулачковый дифференциал повышенного трения (рис. 14.32) за счет дополнительных сил трения (в результате самоблокировки) передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее, что уменьшает возможность его пробуксовывания и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса.
Картер кулачкового механизма состоит из двух половин, соединенных болтами вместе с ведомым зубчатым колесом и опирающихся на конические роликоподшипники. Правой половиной дифференциала является его чашка, а левой — сепаратор. В сепараторе расположены два ряда радиальных отверстий (по 12 отверстий в каждом ряду), в которых размещены сухари, установленные между внутренней и наружной звездочками, при помощи шлицев соединенными с полуосями. Внешняя поверхность внутренней звездочки по окружности имеет два ряда кулачков (по шесть кулачков в каждом ряду), а внутренняя поверхность наружной звездочки имеет один ряд кулачков. Крутящий момент от ведомого колеса передается сепаратору, а от него через сухари — на кулачки звездочек и затем на полуоси.
При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сопротивление движению обоих колес одинаково и звездочки вращаются с одинаковой частотой. При движении автомобиля по скользкой дороге в случае, когда одно колесо испытывает большее сопротивление, чем другое, сепаратор дифференциала прижимает сухари к кулачкам наружной и внутренней звездочек. В результате самоблокировки дифференциала возникает сила трения, которая на отстающей звездочке направлена в сторону вращения, а на забегающей — против вращения. При этом крутящий момент распределяется между звездочками неодинаково: на отстающей он будет больше на величину момента сил трения, на забегающей — меньше на ту же величину.
Рис. 14.32. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66-11
Из-за наличия сил трения происходит перераспределение момента между колесами. Наряду с этим в результате повышенного трения между сухарями и звездочками требуется значительное усилие для изменения частоты вращения одной звездочки относительно другой, что может произойти только при сравнительно большой разнице между дорожными сопротивлениями правого и левого колес. Поэтому у автомобилей с такими дифференциалами при пробуксовывании одного колеса полная остановка другого колеса будет происходить значительно реже по сравнению с автомобилями, имеющими конический симметричный дифференциал.
На автомобилях ГАЗ-66-11 кулачковый самоблокирующийся дифференциал устанавливается также и в главной передаче переднего ведущего моста, что обеспечивает эффективную эксплуатацию этих автомобилей в тяжелых дорожных условиях.
Вышеописанные главные передачи с дифференциалами являются составными частями ведущих мостов, поэтому их работа и взаимодействие с деталями узлов привода колес рассмотрены ниже на примерах ведущих мостов конкретных автомобилей.
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Разделы
Остались вопросы по теме:
"Главная передача и дифференциал"
© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.
Материалы: http://stroy-technics.ru/article/glavnaya-peredacha-i-differentsial
