Классификация автобусов
- от габаритной длины: особо малые (до 5,5 м), малые (до 6,7 м), средние (8-10 м), большие (10,5 –12м), особо большие (16,5-24 м); двухзвенные (до 18 м)
- от назначения: городские, пригородные, местного сообщения, междугородние, маршрутные такси, общего назначения.
5. Назначение, классификация и применяемость сцеплений.
6. Конструктивные особенности основных деталей механизмов сцеплений.
Назначение сцепления - разъединять двигатель и коробку передач во время переключения передач и вновь плавно соединять их, не допуская резкого приложения нагрузки, а также обеспечивать плавное трогания автомобиля с места и его остановку без остановки двигателя. При резком торможении без выключения сцепления оно, пробуксовывая, предохраняет трансмиссию от перегрузок инерционным моментом. Во включенном состоянии сцепление должно надежно соединять двигатель с трансмиссией, не пробуксовывая. Подавляющее большинство сцеплений, применяемых на отечественных автомобилях, относится к фрикционным сухим дисковым сцеплениям, в которых используются силы трения сухих поверхностей.
По числу ведомых дисков сцепления делят на одно- и двухдисковые. Однодисковые сцепления получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции, надежности, «чистоте» выключения и плавности включения, а также удобству при эксплуатации и ремонте. Двухдисковые сцепления применяют в тех случаях, когда необходимо передать большой крутящий момент.
Сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Детали ведущей части сцепления воспринимают от маховика крутящий момент двигателя, а детали ведомой части передают этот момент ведущему валу коробки передач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания необходимого момента трения. Механизм выключения служит для управления сцеплением. Привод сцепления может быть механическим или гидравлическим. Для облегчения выключения сцепления в некоторых конструкциях применяют пневматический усилитель привода.
Ведущая часть одно дискового сцепления (рис. 117, а) имеет маховик 2 с обработанной резанием торцовой поверхностью, нажимной диск 4, кожух 6 сцепления и направляющие пальцы 17. Ведомая часть однодискового сцепления имеет ведомый диск 3 с фрикционными накладками из прессованного асбеста или медно-асбестовой плетенки и ведущий вал 11 коробки передач. Нажимной механизм образуют нажимные пружины 16, установленные в кожухе. В состав механизма выключения сцепления входят оттяжные пальцы 7, опоры 8 оттяжных рычагов, оттяжные рычаги 9, муфта 10 выключения сцепления, педаль 12, тяга 13 педали, вилка 14 выключения, оттяжная пружина 15. Все детали сцепления помещены внутри картера маховика и картера 5 сцепления.
7. Приводы сцеплений. Перспективы развития автомобильных сцеплений.
8. Ступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.
Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, изменения их оборотов и подводимого к ним крутящего момента по величине и направлению, а также для отсоединения двигателя от ведущих колес.Обороты и крутящий момент двигателя изменяются в довольно узком диапазоне, а скорость движения автомобиля и сила сопротивления движению, оказываемая окружающей средой, изменяются в зависимости от условий его эксплуатации, в широких пределах. Для расширения диапазона изменения оборотов и тягового усилия на ведущих колесах, т.е. согласования работы двигателя с сопротивлением движению автомобиля, и служит трансмиссия.Трансмиссии, в зависимости от типа преобразователя крутящего момента между двигателем к ведущими колесами, подразделяют на механические (ступенчатые и бесступенчатые), гидромеханические, гидрообъемные и электромеханические (бесступенчатые).Механические ступенчатые трансмиссии имеют преобразователь крутящего момента в виде коробки передач, изменяющей передаточное число между входным и выходным валами за счет переключения шестерен. Передаточное число в таких трансмиссиях на каждой ступени постоянно. Механические ступенчатые трансмиссии являются наиболее простыми, имеют наименьшую стоимость, высокую надежность и к.п.д., вследствие чего получили наибольшее распространение. К недостаткам таких трансмиссий следует отнести разрыв потока мощности, поступающей от двигателя к ведущим колесам при переключении передач, ступенчатость передаточного числа, и как следствие, сложность управления при большом числе ступеней в коробке передач.Механические бесступенчатые трансмиссии в основном фрикционные. Их можно разделить на три группы: передачи с гибкой связью; многоконтактные; передачи с твердыми катящимися телами.Передача с гибкой связью (рис. 1.1, а) представляет собой клиноременную передачу со шкивами переменного диаметра. Изменение диаметров шкивов производится за счет изменения расстояния между полушкивами. При увеличении расстояния между полушкивами ведущего вала 1, т. е. уменьшении активного диаметра ведущего шкива, уменьшается одновременно расстояние между полушкивами ведомого вала 2, что приводит к увеличению активного диаметра ведомого шкива. В результате увеличивается передаточное число между ведущим и ведомым валами. Многоконтактная передача (рис. 1.1, б) состоит из тонких конических дисков, расположенных на валу 4 и соприкасающихся с кольцевыми выступами дисков, которые расположены на валу 3. При взаимном перемещении валов изменяется расстояние, на котором кольцевые выступы дисков вала 3 соприкасаются с коническими дисками вала 4. Это приводит к изменению передаточного числа между валами. Диски валов 3 и 4 могут перемещаться вдоль валов таким образом, что при изменении расстояния между валами кольцевые выступы постоянно прижимаются к коническим дискам.Передача с твердыми катящимися телами выполняется тороидной (рис. 1.1, в), у которой между ведущей 5 и ведомой 7 чашками располагаются ролики 6 и 8. Образующая чашек является частью окружности тора. Крутящий момент передается с ведущей чашки на ведомую при помощи сил трения через ролики, расположенные по хорде окружности и вращающиеся вокруг осей, перпендикулярных плоскости чертежа, что приводит к изменению передаточного числа между валами, на которых располагаются чашки 5 и 7.Общим недостатком фрикционных трансмиссий является то, что передача мощности обеспечивается при высоком давлении на контактных поверхностях, что при неизбежном проскальзывании ведущих и ведомых элементов передачи приводит к потери мощности и быстрому изнашиванию трущихся поверхностей. Поэтому фрикционные трансмиссии используются только для транспортных средств с малой
9. Назначение, классификация и применяемость ступенчатых коробок передач.
10. Конструктивные особенности ступенчатых коробок передач, принцип их работы
Ступенчатые коробки передач классифицируют по следующим признакам: по подвижности валов и осей различают коробки передач с неподвижными валами и планетарные (с подвижными осями части шестерен—сателлитов); по числу валов коробки передач с неподвижными валами делят на двух-, трех- и многовальные; по числу ступеней для движения вперед коробки передач могут быть двух-, трех-, четырех-, пяти- и многоступенчатыми (двухступенчатые коробки применяют совместно с бесступенчатым трансформатором); по способу управления различают неавтоматические, полуавтоматические и автоматические коробки передач.Переключение передач в планетарной коробке производят без разрыва потока мощности, которой способствует генератор, что облегчает управление коробкой передач и позволяет увеличить число ступеней, а также улучшить динамичность автомобиля, но это может привести к тому, что вам понадобится ремонт генераторов. Однако планетарные коробки сложнее и дороже, а их габаритные размеры и масса обычно несколько больше, чем у коробок передач с неподвижными валами, получивших наибольшее распространение. Планетарные коробки передач используют в качестве механической части бесступенчатых коробок передач, а так же как ступенчатые коробки передач с автоматическим управлением.В настоящее время наибольшее распространение получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач. Многоступенчатые коробки передач с числом ступеней 6—15 устанавливают на грузовые автомобили большой грузоподъемности и высокой проходимости. Неавтоматической коробкой передач управляют непосредственно или с помощью усилителя (гидравлического, пневматического, вакуумного, электромагнитного или комбинированного).
11. Механизмы управления коробками передач. Смазки коробок передач.
Механизм переключения передач обычно расположен в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом. В автомобиле ЗИЛ-4314.10 рычаг установлен на коробке передач и свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением. Рычаг удерживают пружина и фиксатор. Нижний конец рычага входит в паз одной из вилок, установленных на ползунах переключения передач. Движение рычага вперед и назад вызывает перемещение в противоположную сторону ползуна, вследствие чего его вилка передвигает зубчатое колесо или муфту синхронизатора, включая одну из передач.
Точную установку зубчатого колеса во включенном и выключенном положениях, а также предотвращение самовыключения передач обеспечивают фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, размещенных в вертикальных приливах крышки картера коробки передач. Расстояние между углублениями обеспечивает зацепление зубчатых колес по всей длине зубьев.
Случайное включение одновременно двух передач предотвращает замок, состоящий из штифта, находящегося в радиальном отверстии среднего ползуна, и двух пар шариков, расположенных по обе стороны между крайними и средним ползунами. Для шариков замка на ползунах имеются соответствующие углубления. При перемещении среднего ползуна шарики выходят из его боковых углублений и входят в углубления крайних ползунов, запирая их. Если перемещается один из крайних ползунов, то шарики выходят из углублений и входят в углубления среднего ползуна, а другой крайний ползун запирается вследствие того, что штифт смещается (выбирая зазор) в его сторону и давит на шарики с другой стороны среднего ползуна. Чтобы привести в движение один из ползунов, два других должны находиться в нейтральном положении.
Для включения первой передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом переключения сжать до упора пружину промежуточного рычага предохранителя включения передачи заднего хода.
На автомобилях марки «КамАЗ» применяется пневматическая система управления делителем коробки передач. В систему управления входят следующие элементы: воздушный кран с переключателем, имеющий два положения, соответствующих включению низших или повышенных передач (переключатель крепится на рычаге переключения передач); редукционный клапан; пневмоцилиндр; воздухораспределитель; клапан включения делителя; упор штока клапана.
Воздух из тормозного пневмопривода поступает в редукционный клапан, который снижает давление до 390—436 кПа, затем воздух попадает в кран управления и клапан управления. Воздух подается в цилиндр при выключенном сцеплении. В этом случае упор открывает клапан включения делителя и воздух поступает в воздухораспределитель, поршни которого, перемещаясь в ту или иную сторону в зависимости от положения золотника в кране управления, направляют воздух в полости цилиндра, перемещая рычаг управления синхронизатором делителя в положение, соответствующее повышенной или пониженной передаче.
12. Назначение, классификация, принцип работы гидротрансформаторов. Основные характеристики ГТР.
Гидротрансформатор (ГДТ) (torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач (АКПП) и состоит из следующих основных частей насосное колесо или насос (pump)
плита блокировки гидротрансформатора (lock - up piston)
турбинное колесо или турбина (turbine)
статор (stator)
обгонная муфта (one - way clutch)
Для иллюстрации принципа действия гидротрансформатора как элемента, передающего крутящий момент, воспользуемся примером с двумя вентиляторами (рис.3). Один вентилятор (насос) включён в сеть и создаёт поток воздуха. Второй вентилятор (турбина) - выключен, однако, его лопатки, воспринимая поток воздуха, создаваемого насосом, вращаются. Скорость вращения турбины меньше, чем у насоса, она как бы проскальзывает по отношению к насосу. Если применить этот пример по отношению к гидротрансформатора, то в нём в качестве вентилятора, включённого в сеть (насоса), выступает крыльчатка насосного колеса.
Насосное колесо механически связано с двигателем. В качестве выключенного вентилятора (турбины) выступает турбинное колесо, соединённое через шлицы с валом АКПП. Подобно вентилятору - насосу, крыльчатка насосного колеса гидротрансформатора, вращаясь, создаёт поток, только уже не воздуха, а жидкости (масла). Поток масла, как и в случае с вентилятором - турбиной, заставляет вращаться турбинное колесо гидротрансформатора. В данном случае гидротрансформатор работает как обыкновенная гидромуфта, лишь передавая посредством жидкости крутящий момент от двигателя на вал АКПП, не увеличивая его. Увеличение оборотов двигателя не приводит к сколь - ни будь существенному увеличению передаваемого крутящего момента.
Снова возвратимся к иллюстрации с вентиляторами. Поток воздуха, крутящий лопатки вентилятора - турбины, рассеивается впустую в пространстве. Если же этот поток, сохраняющий значительную остаточную энергию, направить снова к вентилятору - насосу, он начнёт вращаться быстрее, создавая более мощный поток воздуха, направленный к вентилятору - турбине. Тот, соответственно, тоже начнёт вращаться быстрее. Это явление известно как преобразование (увеличение) крутящего момента.
В гидротрансформаторе в процесс преобразования крутящего момента помимо насосного и турбинного колёс включён статор, который изменяет направление потока жидкости. Подобно воздуху, вращавшему лопатки вентилятора - турбины, поток жидкости (масла), вращавший турбинное колесо ГТ, всё ещё обладает значительной остаточной энергией. Статор направляет этот поток обратно на крыльчатку насосного колеса, заставляя её вращаться быстрее, увеличивая тем самым крутящий момент. Чем меньше скорость вращения турбинного колеса гидротрансформатора по отношению к скорости вращения насосного колеса, тем большей остаточной энергией обладает масло, возвращаемое статором на насос, и тем большим будет момент, создаваемый в гидротрансформаторе.
Турбина всегда имеет скорость вращения меньшую, чем насос. Это соотношение скоростей вращения турбины и насоса максимально при неподвижном автомобиле и уменьшается с увеличением его скорости. Поскольку статор связан с гидротрансформатором через обгонную муфту, которая может вращаться только в одном направлении, то, благодаря особой форме лопаток статора и турбины поток масла направляется на обратную сторону лопаток статора (рис. 3), благодаря чему статор заклинивается и остаётся неподвижным, передавая на вход насоса максимальное количество остаточной энергии масла, сохранившееся после вращения им турбины. Такой режим работы гидротрансформатора обеспечивает максимальную передачу им крутящего момента. Например, при трогании с места гидротрансформатор увеличивает крутящий момент почти в три раза.
По мере разгона автомобиля проскальзывание турбины относительно насоса уменьшается и наступает момент, когда поток масла подхватывает колесо статора и начинает вращать его в сторону свободного хода обгонной муфты (см. рис. 4). Гидротрансформатор перестаёт увеличивать крутящий момент и переходит в режим обычной гидромуфты. В таком режиме гидротрансформатор имеет КПД, не превышающий 85%, что приводит к выделению в нём излишнего тепла и, в конечном счёте, увеличению расхода топлива двигателем автомобиля.
Для устранения этого недостатка используется блокировочная плита (см. рис. 5). Она механически связана с турбиной, однако, может перемещаться влево и вправо. Для её смещения влево поток масла, питающий гидротрансформатор, подаётся в пространство между плитой и корпусом гидротрансформатора, обеспечивая их механическую развязку, то есть, плита в таком положении никак не влияет на работу гидротрансформатора.
При достижении автомобилем высокой скорости по особой команде от устройства управления АКПП поток масла изменяется так, что он прижимает блокировочную плиту вправо к корпусу гидротрансформатора (см. рис. 5). Для увеличения силы сцепления на внутреннюю сторону корпуса наносится фрикционный слой. Происходит механическая блокировка насоса и турбины посредством плиты. Гидротрансформатор перестаёт выполнять свои функции. Двигатель жёстко связывается с входным валом АКПП. Естественно, при малейшем торможении автомобиля блокировка немедленно выключается.
Существуют и другие способы блокировки гидротрансформаторов, однако, суть всех способов одна - исключить проскальзывание турбины относительно насоса. В зарубежных источниках такой режим работы гидротрансформатора называется Lock - up (лок - ап).
Корпус гидротрансформатора выполняет ещё одну очень важную функцию. С его помощью осуществляется привод масляного насоса АКПП. Для этого используется дополнительный валик, размещённый внутри вала турбины. С корпусом гидротрансформатора этот валик связан шлицевым соединением. Во многих АКПП масляный насос вращается непосредственно горловиной гидротрансформатора.
13. Объемные гидропередачи. Разновидности гидравлических машин
14. Бесступенчатые фрикционные передачи с непосредственным контактом
15. Фрикционные передачи с гибкой связью
Все многообразие фрикционных передач можно с определенной долей условности разделить на две основные группы: фрикционные передачи с непосредственным контактом и фрикционные передачи с гибкой связью.
Особенностью всех типов фрикционных передач является необходимость прижатия одного фрикционного элемента к другому со значительной силой. Это обуславливает большое давление на опоры, что увеличивает потери в подшипниках и уменьшает срок службы основных рабочих деталей. Условие работы фрикционной передачи выражается неравенством:
где т — коэффициент трения; к— коэффициент тяги, равный отношению реализуемой касательной силы к нормальной силе в контакте.
Для обеспечения наименьшего нагружения контакта и подшипников передачи желательно, чтобы отношение т/к в регулируемом диапазоне оставалось постоянным, следовательно, прижатие фрикционных элементов должно изменяться автоматически в функции передаваемого передачей усилия (крутящего момента). Автоматическое изменение прижатия может осуществляться либо специальным промежуточным элементом под действием активных или реактивных сил, либо специальным нажимным устройством, в основе которого лежит принцип разложения активной силы на составляющие с помощью клинового механизма. В современных системах управления фрикционными передачами с использованием микропроцессора оптимальное усилие прижатия задается программой микропроцессора.
Отличительной особенностью фрикционных бесступенчатых передач является скольжение в контакте. Чем меньше изменяется относительное скольжение в контакте во всем диапазоне регулирования, тем более благоприятными будут условия работы фрикционных элементов.
С гибкой передачей
Существуют конструкции клиноременных вариаторов, где в качестве гибкого звена используется цепь, взаимодействующая со шкивами за счет сил трения между головками пальцев звеньев и коническими поверхностями шкивов. Элементы цепи соединены между собой с помощью V-образных накладок и пальцев, продетых через накладки. Головки пальцев с обеих сторон цепи имеют особой формы поверхность, что позволяет иметь точечный контакт между цепью и коническими поверхностями шкивов. Для того чтобы избежать трения скольжения между пальцами и звеньями цепи, пальцы выполнены из двух половинок, при этом каждая из этих половинок с помощью специального замкового устройства соединяется со своим звеном и имеет профилированную поверхность контакта со второй половинкой пальца. При относительном повороте двух звеньев половинки пальцев обкатываются Друг по другу, т.е. трение скольжения, характерное для обычной вту-лочно-роликовой цепи, заменяется трением качения. Очевидно, что, как и в случае с металлическим ремнем толкающего типа, работа цепи не сопровождается гистерезисными потерями в ремне при изгибе на шкивах и при растяжении и сжатии соответственно в тянущей и свободной ветвях, что существенно повышает КПД передачи в сравнении с резиновым ремнем. Определенное опасение вызывают значительные контактные напряжения при взаимодействии головок пальцев и шкивов, однако при соответствующем выборе материала и смазки эта проблема решается. На рис. 4.48 показаны цепная клиноременная передача и конструкция цепи, а на рис. 4.49— схема управления передачей.
16. Электрические и импульсные передачи. Перспективы развития бесступенчатых передач.
17. Назначение, требования и классификация карданных передач.
Карданная передача
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между узлами, валы которых несоосны или изменяют свое расположение при движении автомобиля.
Условия работы карданных передач определяются главным образом положением этих валов: чем больше угол между валами, тем в более тяжелых условиях работает передача. Так, угол между валами карданных передач ведущих управляемых колес автомобиля изменяется при их повороте до 400. В карданных передачах, обеспечивающих привод подрессоренных узлов, переменный угол между валами достигает 200. Карданные передачи должны обеспечивать равномерную и синхронную передачу крутящего момента между узлами, высокий КПД, минимальные динамические нагрузки, бесшумность в работе и простоту обслуживания.
Коробка передач 1 (рис. 5.1, а), или раздаточная коробка на автомобиле установлены выше ведущего моста 7, в результате чего ось карданного вала 5, передающего крутящий момент, расположена под некоторым углом a1 к горизонтали. Коробка передач закреплена на раме, а ведущий мост подвешен к ней при помощи рессор. Когда при прогибе рессор изменяется расстояние между мостом и рамой, изменяется и угол a1 наклона карданного вала. Это делает необходимым применения в передаче подвижных шлицевых соединений, которые допускают линейное перемещение карданных шарниров.
Карданная передача состоит из трех основных элементов: карданных шарниров 2, карданных валов 3 и 5 и промежуточной опоры 4. Одним из условий равномерного вращения вала 6 главной передачи ведущего моста 7 является равенство углов a1 и a2, между осью вала 5 и осями валов 3 и 6, что обеспечивается конструкцией передачи.
Карданные шарниры различаются по конструктивным и кинематическим признакам. По первому признаку их делят на жесткие и упругие, по второму - на шарниры равных и неравных угловых скоростей.
18. Карданные шарниры неравных угловых скоростей.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей применяются в карданных передачах для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу ведущего моста под постоянно изменяющимся углом.
Карданный шарнир неравных угловых скоростей отличается тем, что при равномерном вращении ведущего вала скорость ведомого вала постоянно изменяется. За один оборот карданного вала ведомая вилка при вращении дважды обгоняет ведущую и дважды отстает от нее. Вследствие неравномерности возникают дополнительные нагрузки на детали механизмов ведущего моста, увеличивая интенсивность изнашивания. Чтобы устранить неравномерность вращения ведомой части, устанавливают несколько карданных шарниров (в автомобиле ЗИЛ их три). Для компенсаций осевых удлиненный используют шлицевое соединение одной из вилок карданного шарнира с валом. Промежуточная опора снижает вибрацию и предотвращает возникновение нагрузок в промежуточном валу, которые возникают из-за неточности монтажа опоры и деформации рамы.
19. Шарниры равных угловых скоростей, особенности их работы в приводе ведущих колес.
шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС, в просторечии — «граната») обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ὁμός — «равный, одинаковый» и κίνησις — «движение», «скорость»).
Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс.
Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычныхкарданных шарниров.
Однако если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А при углах больше 10—12° в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Таким образом, требовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишенный таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.
Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:
Шариковые («Бендикс-Вейс»,«Рцеппа»,«Бирфильд») — наиболее распространены сегодня, первые варианты были разработаны в 1920-е годы;
Триподные (типа «Tripod») — часто используются как внутренние, допускают бо́льшие осевые перемещения, но при этом — нелинейное изменение скорости при вращении под углом;
Сухариковые — были разработаны французом Грегуаром и запатентованы как «Тракта» в начале 1920-х, в наше время применяются в основном на грузовиках
Спаренные карданные — представляют собой состыкованные друг с другом два карданных шарнира, которые взаимно компенсируют неравномерность вращения друг друга; применялись редко, например, на ряде американских автомобилей двадцатых годов, вродеMiller 91 или Cord L29, а также французских «Панарах» пятидесятых-шестидесятых годов.
Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего кольца с прорезями под шарики, внутреннего кольца с прорезями для шариков, которое соединяется с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.
Эта система не терпит грязи и становится более хрупкой при больших углах поворота.
20. Межколесные и межосевые дифференциалы, их назначение, классификация, применяемость.
21. дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами, которым он позволяет вращаться с неодинаковыми частотами при движении автомобиля на поворотах или по неровностям.
При движении на повороте, каждое колесо двухосного автомобиля движется по своей траектории, характеризуемой определенным радиусом R, ведущее наружное (относительно центра поворота) — радиусом RH, ведущее внутреннее — радиусом RB. Следовательно, чтобы не было проскальзывания колес относительно дороги, они должны вращаться с разными частотами. У неведущих колес это обеспечивается тем, что каждое из них вращается независимо от другого, они не соединены общим валом. К ведущим колесам нужно передать крутящий момент от главной передачи, но если соединить их общим валом, они будут проскальзывать относительно дороги на повороте. Поэтому необходим дифференциал.
Дифференциал состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 4 и 5. Полуосевые шестерни соединены полуосями 5 и 6 с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал — планетарный механизм, у которого ведущим звеном является корпус 1 (водило), а ведомыми звеньями — равные по размерам полуосевые шестерни.
В дифференциалах устанавливают чаще всего конические шестерни. По месту расположения дифференциалы делят на межколесные (распределяющие крутящий момент между ведущими колесами одной оси) и межосевые (распределяющие крутящий момент между главными передачами ведущих мостов); по соотношению крутящих моментов на ведомых валах — на симметричные (моменты одинаковые) и несимметричные.
22. Главные передачи, их разновидности, регулировки смазки главной передачи.
Главные передачи
Главная передача служит для постоянного увеличения крутящего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.
Главная передача обеспечивает максимальную скорость движения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с ее передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомобиля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина передаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5…9,0 у грузовых автомобилей и 3,5...5,5 у легковых автомобилей.
Одинарные главные передачи
Одинарные главные передачи состоят из одной пары шестерен.
Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях при поперечном расположении двигателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеплением (см. Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК рисунок 2). Ее передаточное число равно 3,5...4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не менее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.
Коническая главная передача (рисунок 2, а) применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической главной передачи со спиральным зубом 0,97...0,98. Передаточные числа конических главных передач 3,5...4,5 у легковых автомобилей и 5...7 у грузовых автомобилей и автобусов.
Гипоидная главная передача (рисунок 2, б) имеет широкое применение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением l. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднеприводных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная передача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях.
Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей 3,5...4,5, а грузовых автомобилей и автобусов 5...7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритная и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96...0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возможность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повышенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующих на зубьях шестерен прочную масляную пленку.
Червячная главная передача (рисунок 2, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка 3 относительно червячной шестерни 4, имеет передаточное число 4...5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных многоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами червячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динамические нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9...0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.
Двойные главные передачи
Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93...0,96.
Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.
В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.
В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.
Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор (рисунок 2, е) состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.
При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.
23. Конструктивные особенности ведущих и комбинированных мостов.
Этот мост представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси. На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рисунок 1).
Картер разъемного ведущего моста (рисунок 2, а) обычно отливают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1 полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов.
Разъемные ведущие мосты