Шпаргалка по "Устройству автомобилей"

Картер неразъемного штампосварного ведущего моста выполняется  в виде цельной балки с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. К средней части балки моста с одной стороны крепятся картер главной передачи и дифференциал, а с другой — устанавливается крышка. К балке моста приварены опорные чашки пружин подвески колес, фланцы для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны крепления деталей подвески. Неразъемные штампосварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления. Неразъемный литой ведущий мост изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовывают трубы из легированной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы предназначены для крепления опорных дисков тормозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры. Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Ведущая шестерня главной передачи передает крутящий момент ведомой шестерне моста, дифференциал распределяет его между полуосями. Полуоси передают крутящий момент колесам автомобиля, а также воспринимают изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

30. Назначение, типы, устройство и принцип работы  главной передачи.

Главной передачей называется шестеренный механизм, повышающий передаточное число трансмиссии автомобиля. Главная передача служит для 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. Передаточное число главной передачи обычно составляет 6,5...9,0 у грузовых автомобилей и 3,5...5,5 у легковых автомобилей.

На автомобилях  применяются различные типы главных передач.

Дополнительно к общим  требованиям к конструкции автомобиля (см. подразд. 1.2) к главной передаче предъявляются и специальные требования:

• минимальные габаритные размеры, обеспечивающие требуемый дорожный просвет;

• обеспечение наиболее низкого уровня шума.

Одинарная главная передача состоит 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. Ее передаточное число 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, чем другие главные передачи. Коническая главная передача (рис. 6.2, а) применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Оси ведущей 7 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 и 5...7 у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача имеет широкое применение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей и ведомой 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. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, и на переднеприводных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная передача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях. Передаточные числа гипоидных главных передач 3,5...4,5 у легковых автомобилей, 5...7 у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритная. 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, образующими на зубьях шестерен прочную масляную пленку. Червячная главная передача может быть с верхним или нижним расположением червяка относительно червячной шестерни, 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 бесшумная, 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. На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента, применяются двойные главные передачи. 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 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 коническая пара шестерен находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни — в колесных редукторах. При этом цилиндрически шестерни соединяются полуосями через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси подводится к колесным редукторам. Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен— солнечной, коронной и трех сателлитов. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен к ступицам ведущих колес передается через дифференциал, полуоси, солнечные шестерни, сателлиты и коронные шестерни. 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 сложная, имеет большую металлоемкость, дорогостоящая и трудоемкая в обслуживании.

     31. Назначение, типы, устройство и принцип работы дифференциалов.

Дифференциалом называется механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля. Дифференциал служит для обеспечения ведущим колесам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах. Разная скорость вращения ведущих колес, проходящих разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин.

В зависимости  от типа и назначения автомобилей  на них применяются различные типы дифференциалов.

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомобиля к дифференциалу предъявляются дополнительные требования, в соответствии с которыми он должен:

• распределять крутящий момент между ведущими колесами и мостами в пропорции, обеспечивающей автомобилю наилучшие тягово-скоростные свойства, проходимость, управляемость  и устойчивость;

• иметь минимальные габаритные размеры.

Шестеренный дифференциал. Межколесный конический симметричный дифференциал состоит из корпуса, сателлитов, полуосевых шестерен, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. Сателлиты не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни, и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты. При повороте автомобиля внутреннее по отношению к центру поворота колесо, встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте. При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают разные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качение без проскальзывания и буксования. Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются. Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге будет буксовать. Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20...25 % во время движения в реальных дорожных условиях. Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение. Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила в ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале  малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4...6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называют простым дифференциалом. Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливают в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрические дифференциалы.

Кулачковые дифференциалы. Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным или радиальным расположением сухарей. Сухари размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы корпуса дифференциала между полуосевыми звездочками, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями. При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования. Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10... 15 %, что способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.

Червячные дифференциалы. Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами крутящий момент от корпуса дифференциала через червячные сателлиты и червяки передается полуосевым червячным шестерня, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте и по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен. В червячном дифференциале без сателлитов полуосевые червячные шестерни находятся в зацеплении с червяками, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса дифференциала передается полуосевым шестерням через червяки. Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10... 15 %. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.