ЛАБОРАТОРИЯ #15
Тема: „Цел, устройство и принцип на действие основна предавкаи диференциал
Цел на работата: изучаване на предназначението, устройството и принципа на действие на главната предавка и диференциала.
На повечето модерни автомобилитрансмисията включва една или повече (според броя на задвижващите оси) главни предавки и съответния брой междуколесни диференциали. Освен това на превозни средства с множество задвижващи оси (задвижващи оси) могат да се монтират централни диференциали.
Основната предавка на автомобила изпълнява две функции:
1) съвпадение на скоростта колянов вална двигателя и задвижващите колела и произтичащото от това постоянно увеличаване на въртящия момент, предаван на задвижващите колела;
2) промяна на посоката на вектора на въртящия момент в съответствие с оформлението на автомобила (например завъртане на вектора на въртящия момент с 90 ° с надлъжен двигател).
Диференциалът е трансмисионен механизъм на превозното средство, който разпределя подавания към него въртящ момент между валовете и им позволява да се въртят с различни ъглови скорости.
Диференциалът между осите служи за кинематичното несъответствие на колелата на една ос, когато автомобилът се движи около завои или над неравности.
централен диференциалслужи за кинематично разместване на колелата различни осипри шофиране на автомобил през неравности или при промяна на скоростта на движение, както и за постоянно разпределение в определено съотношение на въртящия момент между осите на превозни средства със задвижване на всички колела.
основна предавка
Когато автомобилът се движи, въртящият момент от коляновия вал на двигателя се предава към скоростната кутия и след това през главната предавка и диференциала към задвижващите колела. Основната предавка ви позволява да увеличите или намалите въртящия момент, предаван на колелата на автомобила, и в същото време да намалите и съответно да увеличите скоростта на въртене на колелата.
Предавателното отношение в основната предавка е избрано по такъв начин, че максималният въртящ момент и скоростта на задвижващите колела да са в най-оптималните стойности за конкретно превозно средство. В допълнение, крайната предавка много често е обект на настройка на автомобила.
По същество основната предавка не е нищо повече от редуктор на предавка, в който зъбното колело е свързано към изходящ валСкоростна кутия, а задвижвано - с колелата на автомобила. Тип зъбно колелоглавните предавки се различават по следното разновидности:
· цилиндрична- в повечето случаи се използва при превозни средства с напречно разположен двигател и скоростна кутия и задвижване на предните колела;
· коничен- се използва много рядко, тъй като има големи размериИ високо нивошум;
· хипоиден- най-популярният тип крайно задвижване, който се използва на повечето автомобили с класика задвижване на задните колела. Хипоидната предавка е малка и ниско нивошум;
· червей- практически не се използва при автомобили поради сложността на производството и високата цена.
Също така си струва да се отбележи, че автомобилите с предно задвижване и задвижване на задните колела имат различно разположение на крайното задвижване. IN автомобили с предно предаванес напречна скоростна кутия и захранващ агрегат, цилиндричната основна предавка е разположена директно в корпуса на скоростната кутия. При автомобили с класическо задвижване на задните колела основната предавка е монтирана в корпуса на задвижващия мост и е свързана към скоростната кутия чрез кардан. Функционалността на хипоидната трансмисия на превозно средство със задно задвижване също включва завъртане на 90 градуса поради конусни зъбни колела. Въпреки Различни видовеи местоположението, целта на крайната предавка остава непроменена.
Схемата на основната предавка на автомобила
1 - фланец; 2 - задвижващ вал на зъбното колело; 3 - задвижващо зъбно колело; 4 - задвижвана предавка; 5 - задвижващи (задни) колела; 6 - оси; 7 - кутия на главната скоростна кутия
Диференциал
Диференциал- това е механизъм, който позволява (ако е необходимо) задвижващите колела на автомобила да се въртят с различни скорости. За какво е? При движение по права линия колелата изминават еднакво разстояние, докато при завой външното колело изминава по-дълго разстояние от вътрешното. Следователно, за да „издържа“ на колата, външното колело трябва да се върти по-бързо.
Диференциално устройствопрости - тяло, ос от сателити и два сателита (зъбни колела). Корпусът е прикрепен към задвижваното зъбно колело основна двойкаи се върти с него. Сателитите се зацепват със зъбните колела на полуоските, които директно въртят колелата.
При този дизайн сателитите предават по-голям въртящ момент към полуоската, която има по-малко съпротивление при въртене. Тоест с повече скоростколелото ще се върти, което е по-лесно за въртене на диференциала. При движение по права линия колелата се натоварват еднакво, диференциалът разпределя въртящия момент поравно, сателитите не се въртят около оста си. При завой вътрешното колело се натоварва повече, външното колело се разтоварва. Следователно сателитите започват да се въртят около оста, завъртайки по-малко натовареното колело, като по този начин увеличават скоростта на въртене.
Но такава характеристика на диференциала понякога води до много обратен ефект. Ако например някое от колелата се удари в хлъзгава повърхност, диференциалът само ще го завърти, като напълно игнорира колелото, което има нормален контакт с пътя. Тоест колата ще се "плъзне".
За борба с това явление се използват блокировки на диференциала. Изобретени са много методи за заключване - от прости механични до сложни електронни.
Каквато и да е колата Скъпи приятели, невероятно луксозен или спартански бюджетен, в недрата му винаги има единственият основен процес - прехвърлянето на въртящия момент от двигателя към колелата. Взема участие различни възлии единици, всяка от които носи определена отговорност за комфортното ни и умерено бързо придвижване по пътищата. А основната предавка на автомобила е възелът, благодарение на който колелата на превозното средство се въртят и получаваме незабравимо усещане за полет, дори и на супер ниска височина.
И така, основната предавка на автомобила е възел, без който усилията на двигателя и скоростната кутия биха били загуба на енергия. Защо? Факт е, че именно тя е отговорна за предаването на въртящия момент от директно задвижваните колела.
В допълнение, въртенето, като правило, все още трябва да промени посоката - от надлъжно (по оста на автомобила) до напречно, за да стигне до колелата. И всичко това всъщност се извършва от един зъбен механизъм, известен още като редуктор. Освен всичко, предавателните числа са подбрани така, че да се увеличи въртящият момент на двигателя.
Къде е?
Изглежда разбрахме предназначението на основната предавка на колата, сега би било хубаво да я намерим. Това може да се окаже трудна задача, тъй като местоположението на този възел е различно и зависи от типа задвижване на машината и въображението на инженерите по разработката.
За щастие полетът на мисълта тук е ограничен от броя на осите. Така например, ако имаме предно предаване, тогава в този случай си струва да потърсите основната предавка на автомобила в контролно-пропускателния пункт заедно с, в превозни средствасъс задни задвижващи колела - точно в задната ос. Ако , изберете една от горните опции. 
Разнообразие от главни предавки
Както вече разбрахме, основната предавка на автомобила е много сериозен възел. Ясно е, че за такава отговорна задача, която му е поверена, се нуждаете от надежден и в същото време неусложнен инженерно решение, и тук се отвори широко поле за действие за дизайнерите. Нека да разгледаме видовете главни предавки на автомобилите. В зависимост от броя на предавки, този възел е както следва:
- единичен;
- двойно.
Първият тип е комбинация от две части на зъбното колело - задвижващо и задвижвано зъбно колело. Най-често се среща сред леки автомобили и малки камиони. Двойните главни предавки имат, както може би се досещате, няколко чифта предавки и обикновено се използват, когато е необходимо увеличаване на предавателното отношение, например за автобуси и специално оборудване.
Картината би била непълна, без да се споменават видовете използвани зъбни връзки. Има много от тях и те се отличават:
- цилиндрична;
- хипоиден;
- коничен;
- червей.
Цилиндричното крайно задвижване на автомобила е най-популярният тип за задвижване на предните колела, както и напречно монтиран двигател и скоростна кутия. Той използва, както подсказва името, цилиндрични спирални, цилиндрични или шевронни зъбни колела. Предавателното отношение на такива възли е в диапазона от 3,5 до 4,2 - вече не работи, тъй като размерите и шумът от работа се увеличават прекомерно.
Не по-малко популярни, но все пак с класическата технология за задвижване на задните колела, така наречените хипоидни предавки. Техен ключова характеристикаса извити зъби, благодарение на които е възможно да се предава въртящ момент с големи стойности.
В допълнение, предавките в този случай могат да се преместват една спрямо друга, което позволява например да се намали нивото на пода в машината. Основната предавка на автомобил от този сорт има предавателно отношение в диапазона 3,5-4,5.
Що се отнася до конусообразния червячни механизми, те са по-рядко срещани. Можете да видите основната предавка на автомобил от този тип различни техникисъс задни задвижващи колела, но поради тяхната характеристики на дизайнав днешно време те се използват все по-рядко. Недостатъците на първите включват големи размери и шум, докато вторите изискват висока точност при производството, което води до допълнителни разходи.
Е, скъпи читатели на нашия блог, вие и аз се запознахме с предназначението на основната предавка на автомобила, разбрахме какво може да бъде този възел и къде се намира. В следващата публикация ще разгледаме друга, не по-малко важна единица на машината. Който? Абонирайте се за нас и научете първи за това!
> Основна предавка
Предаване
Предназначение и видове главни предавки.
Основната предавка служи за увеличаване на въртящия момент и промяна на посоката му под прав ъгъл спрямо надлъжната ос на автомобила. За тази цел главното зъбно колело е направено от конусни зъбни колела. В зависимост от броя на зъбните колела, основните зъбни колела се делят на единични конусни, състоящи се от една двойка зъбни колела, и двойни, състоящи се от двойка конусни и двойка цилиндрични зъбни колела. Единичните конусни зъбни колела от своя страна се делят на прости и хипоидни зъбни колела.
1 - задвижващо конусно зъбно колело, 2 - задвижвано конусно зъбно колело,
3 - задвижваща цилиндрична предавка, 4 - задвижвана цилиндрична предавка.
Единична конична прости трансфери(фиг. а) се използват главно на автомобилиИ камионималка и средна товароносимост. При тези предавки задвижващото конусно зъбно колело 1 е свързано с карданното зъбно колело, а задвижваното зъбно колело 2 е свързано към диференциалната кутия и чрез диференциалния механизъм към полуосите. За повечето превозни средства единичните конусни зъбни колела имат хипоидни зъбни колела (Фигура 6). Хипоидните предавки имат редица предимства в сравнение с простите: те имат оста на задвижващото колело, разположена под оста на задвижваното, което позволява спускане карданно предаване, спуснете пода на купето на автомобила. Това намалява центъра на тежестта и увеличава стабилността на автомобила. Освен това, хипоидна предавкаима удебелена форма на основата на зъбите на зъбните колела, което значително повишава тяхната товароносимост и устойчивост на износване. Но това обстоятелство определя използването за смазване на зъбни колела специално масло(хипоиден), предназначен да работи в условия на предаване на големи сили, възникващи при контакт между зъбите на зъбното колело.
Двойни главни предавки (фиг. C) са монтирани на автомобили тежък режимза увеличаване на общото предавателно отношение на трансмисията и увеличаване на предавания въртящ момент. В този случай предавателното отношение на главната предавка се изчислява като произведение на предавателните отношения на скосените (1, 2) и цилиндричните (3, 4) двойки.
главно предавателно устройство.
Двойната главна предавка на автомобила ZIL-130 е част от механизмите на задния задвижващ мост, които са разположени в неговата греда 8. Задвижващият вал на крайното задвижване е направен в едно цяло със задвижващото конусно зъбно колело 1. Това е монтирани на конусовидни ролкови лагери в стъкло, монтирано на картера 9 на главното зъбно колело. Тук, в картера, на ролкови конични лагери е монтиран междинен вал с задвижващо цилиндрично зъбно колело 12. Задвижваното конусно зъбно колело 2 е здраво закрепено върху фланеца на вала, който е зацепен със зъбно колело 1. Задвижваното цилиндрично зъбно колело 5 е свързано към левите 3 и десните 6 диференциални чаши, оформящи кутията. В кутията са монтирани диференциални части: напречна част 4 със сателити 11 и странични зъбни колела 10.
Задвижващи механизми на задния мост
Когато основната предавка работи, въртящият момент се предава от задвижващата линия към фланеца на задвижващия вал и неговото зъбно колело 1, след това към задвижваното конусно зъбно колело 2, междинния вал и неговото зъбно колело 12, задвижваното цилиндрично зъбно колело 5 и през диференциалните части на полуоската 7, свързани с главините на колелата на превозното средство.
Намерете двойни крайни предавки широко приложениепри средни и тежки превозни средства, когато необходимото предавателно отношение не може да се получи с помощта на единична предавка. Една от основните цели на използването на двойни крайни предавки е и необходимостта от разтоварване на конусната двойка и лагерите на задвижващия вал от големи периферни, радиални и аксиални сили. Двойните крайни предавки могат да предават голям въртящ момент. Предавателното отношение на скосената двойка обикновено е от 1,5 до 2,5. Следователно основната трансформация на въртящия момент се извършва в цилиндричната двойка.
IN местна автомобилна индустриянай-често централна двойна основна предавка, при който двете двойки зъбни колела са поставени в картера, разположен в централната част на задвижващия мост.
На фиг. 14.9 показва основната предавка на KamAZ-4310. Първата двойка зъбни колела е скосена, втората двойка е цилиндрична. Конусните зъбни колела имат спирални зъби, цилиндричните имат спирални зъби. Общото предавателно отношение на трансмисията е 7,22.
Ориз. 14.9. Основната предавка на автомобила KamAZ-4310: 1 - корпус на главна скоростна кутия; 2 - пробка за пълнене; 3 - задвижвана конична предавка; 4 - дюбел; 5 - задвижваща цилиндрична предавка; 6 , 9, 16 - конусовидни лагери; 7 - стъкло; 8 - лагерен капак; 10 , 19, 24 - опорни шайби; 11 - винт; 12 - регулираща шайба; 13 - регулиращо уплътнение; 14 - подложка; 15 - регулираща гайка; 17 - диференциална чаша; 18 - сателит; 20 - кръст; 21 - полуаксиална предавка; 22 - болт за закрепване на диференциала; 23 - задвижвано цилиндрично зъбно колело; 25 - сателитна втулка;
26 - цилиндричен лагер
Задвижващата конична предавка на редуктора на задния мост е монтирана върху шлиците на задвижващия вал. задвижвано конусно зъбно колело 3 монтиран на вала на задвижващото цилиндрично зъбно колело на ключа 4. Задвижващо цилиндрично зъбно колело 5 направени в един блок с вала. задвижвано цилиндрично зъбно колело 23 болтове 22 прикрепени към чаши //диф. Валът на цилиндричното зъбно колело е монтиран в два конични ролкови лагера 6 И 9, разположени в чаша 7, и една цилиндрична 26, монтиран в картера.
Предварителното натоварване на лагерите на конусната зъбна двойка се задава чрез избор на дебелината на подложките 12, между вътрешните колела на лагерите.
Захващането (контактното петно) на конусните зъбни колела се регулира чрез избиране на дебелината на подложките 13, които са монтирани под фланците на очилата 7 конусовидни лагери. Регулирането на позицията на задвижваното цилиндрично зъбно колело спрямо водещото се извършва чрез регулиращи гайки 15, разположени от двете страни на диференциала. За смазване на лагерите на агрегатите в картера на скоростната кутия има колектори за масло, от които маслото тече през каналите в стените на картера към лагерите.
Главните предавки на средните и задни осиобикновено унифицирани. Корпусът на главната предавка е закрепен към предния мост с фланец, разположен във вертикална равнина. Следователно главните предавки предна осне са взаимозаменяеми с главните предавки на средния и задния мост.
Размерите на основната предавка на основната предавка пряко влияят върху размера на просвета и следователно върху проходимостта на автомобила върху меки почви. В допълнение, размерите на главната предавка на предния задвижващ мост определят височината на двигателя и разположението на автомобила като цяло. Следователно, за да се увеличи предавателното отношение на главното предаване при непроменени размери на централната скоростна кутия, втората степен на двойната предавка се поставя в областта на задвижващите колела (фиг. 14.10).
Двойно крайно задвижване, при което втората двойка зъбни колела се задвижва към всяко от задвижващите колела, се нарича разделена основна предавка.Състои се от централен коничен 1 или хипоидна предавка и две колела планетарни предавки 2 (фиг. 14.10, А).Такива зъбни колела позволяват разтоварването на конусната предавка и карданната предавка от високи въртящи моменти и следователно правят тези единици надеждни, компактни и сравнително малки по тегло. Въртящият момент се увеличава главно в зъбните колела (фиг. 14.10, б)които включват слънчева предавка 4, епициклична предавка 8, три сателита 5, въртящи се на оси 6, фиксиран в носача 7. Епицикличната предавка е свързана към главината на задвижващото колело на автомобила. Носачът е неподвижно фиксиран върху фланците на втулките на полуосите. От централното конусно зъбно колело въртящият момент се предава през полуосите към слънчевите зъбни колела, които въртят сателитите, а тези от своя страна към епицикличните зъбни колела с главини.
Ориз. 14.10. Разделена основна предавка: А - електрическа схема; б -планетарен колело редуктор; / - централно конусно зъбно колело; 2 - колесен редуктор; 3 - полуоска; 4 - слънчева екипировка; 5 - сателит; 6 - ос на сателита; 7 - носач; 8 - епициклична предавка
На номер чужди автомобилиВ редуктора на планетарното колело епицикличното зъбно колело е неподвижно, а носачът е свързан към главината на колелото. Това ви позволява да получите малко по-голямо предавателно число при същите габаритни размери. Редуктори на колеламоже да бъде цилиндрична двойка зъбни колела с вътрешна предавка, както при автомобил UAZ-469B, или конична предавка като диференциал между колелата, както при автомобили MAN.
Недостатъците на раздалечената двойна основна предавка включват сложността на дизайна, високата сложност на поддръжката.
В същото време за повечето скоростни кутии такова нещо като основната предавка на автомобила е от значение. След това ще говорим за това какво е основната предавка и за какво е тя.
Прочетете в тази статия
За какво служи основната предавка и каква е тя
Както знаете, днес на автомобили се монтират следните видове скоростни кутии:
- (изборът на предаване се извършва ръчно);
- (осигурява автоматичен избор на предавка, съответстваща на текущите условия на движение);
- (осигурява плавна промяна на предавателното отношение.);
- (механична кутияфункциите за превключване на скоростите, изключване на съединителя и превключване на предавките са автоматизирани).
Основната задача на скоростната кутия е предаването и промяната на въртящия момент от двигателя към задвижващите колела с възможност за промяна на предавателните отношения. На изхода на кутията въртящият момент е малък и скоростта на въртене на изходящия вал е висока.
За увеличаване на въртящия момент и намаляване на скоростта на въртене се използва основната предавка на автомобила, която има определено предавателно отношение. Предавателното число на главната предавка зависи от вида, предназначението на автомобила и оборотите на двигателя. Обикновено предавателните числа на главните предавки на леките автомобили са в диапазона 3,5-5,5, камионите 6,5-9.
Крайно задвижване в кола
Основната предавка на автомобила е постоянен редуктор, състоящ се от задвижващи и задвижвани зъбни колела с различни диаметри. Местоположението на основната предавка на автомобила зависи от конструктивните характеристики на самото превозно средство:
- автомобили с предно задвижване - основната предавка е монтирана с диференциал в един корпус на скоростната кутия;
- автомобили със задно задвижване - основната предавка е монтирана като отделна единица в корпуса на задвижващия мост;
- автомобили с задвижване на всички колела- основната предавка може да се монтира както в скоростната кутия, така и отделно в задвижващия мост. Всичко зависи от местоположението ICE кола(напречно или надлъжно).
Съществува и класификация на главните предавки според броя на степените на предавката. В зависимост от предназначението и разположението на автомобилите се използват както единични, така и двойни главни предавки.
Една главна предавка се състои от една двойка предавки, водещи и задвижвани. Използва се при автомобили и камиони. Двойното крайно задвижване се състои от две двойки предавки и се използва главно при средни и тежки камиони за увеличаване на въртящия момент или за увеличаване на просвета от автомобили с повишена проходимост. Ефективността на трансмисията е 0,93-0,96.
Двойните предавания могат да бъдат разделени на два вида:
- двойно централно крайно задвижване - двете степени са разположени в един картер в центъра на задвижващия мост;
- двойно разпределена главна предавка - скосената двойка е разположена в центъра на задвижващия мост, а цилиндричната двойка е в зъбните колела.
Когато основната предавка е разделена на две части, натоварванията върху и частите се намаляват. В резултат на това се намаляват и размерите на картера на средната част на задвижващия мост просвети трафик на превозни средства. Разнесената трансмисия обаче е по-скъпа и трудна за производство, има високо съдържание на метал и е по-трудна за поддръжка.
Видове основна предавка по вид връзка на предавката
Ако разделим видовете главни предавки, тогава можем да различим:
- цилиндрична;
- коничен;
- червей;
- хипоиден;
Цилиндричната главна предавка се използва при пътнически превозни средства с предно задвижване с напречен двигател и скоростна кутия. Предавателното му отношение е в диапазона 3,5-4,2.
Зъбните колела на цилиндричното крайно задвижване могат да бъдат цилиндрични, спирални и рибена кост. Цилиндричната предавка има висока ефективност(не по-малко от 0,98), но намалява клиренса и е доста шумен.
- Конусната крайна предавка се използва на автомобили със задно предаванелека и средна товароносимост с надлъжн Местоположение на ICE, Където размериняма значение.
Осите на зъбните колела и колелата на такава трансмисия се пресичат. Тези зъбни колела използват прави, наклонени или извити (спирални) зъби. Намаляването на шума се постига чрез използване на наклонен или спирален зъб. Ефективността на основната предавка със спирален зъб достига 0,97-0,98.
- Червячната основна предавка може да бъде както с долно, така и с горно разположение на червея. Предавателното отношение на такова крайно задвижване е в диапазона от 4 до 5.
В сравнение с други видове предавки, червячната предавка е по-компактна и по-малко шумна, но има ниска ефективност от 0,9 - 0,92. В момента се използва рядко поради сложността на производството и високата цена на материалите.
- Хипоидната главна предавка е един от популярните видове свързване на зъбни колела. Тази трансмисия е вид компромис между скосени и червячни крайни задвижвания.
Трансмисията се използва при автомобили и камиони със задно задвижване. Осите на зъбните колела и колелата на хипоидното зъбно колело не се пресичат, а се пресичат. Самото зъбно колело може да бъде както с долен, така и с горен офсет.
Основната предавка с долно изместване позволява карданната предавка да бъде позиционирана по-ниско. Следователно центърът на тежестта на автомобила също се измества, което повишава стабилността му при шофиране.
Хипоидното зъбно колело в сравнение с конусното има по-голяма плавност, безшумност и по-малки размери. Използва се в автомобили с предавателно отношениеот 3,5-4,5, а при камиони вместо двойно крайно предаване с предавателно отношение 5-7. В този случай ефективността на хипоидната предавка е 0,96-0,97.
С всичките си предимства хипоидната предавка има един недостатък - прагът на заглушаване по време на движение на заден ход на автомобила (надвишаване на изчислената скорост). Поради тази причина водачът трябва да бъде особено внимателен при избора на задна скорост.
Обобщаване
И така, след като разбрахме за какво е основната предавка на автомобила и какви видове главни предавки се използват в трансмисията, нейната цел става ясна. Както можете да видите, устройството и принципът на работа на този възел са относително прости.
В същото време е важно да се разбере това даден елементпредаването оказва значително влияние върху разхода на гориво, динамиката и цяла линиядруги характеристики и показатели на автомобила.
Прочетете също
Диференциал на скоростната кутия: какво е това, диференциално устройство, видове диференциали. Как работи диференциалът на скоростната кутия в трансмисията на автомобила.
