Карданная передача автомобиля с одним ведущим мостом

Карданная передача и все,что нужно о ней знать.

Карданной передачей автомобиля называется механизм, осуществляющий передачу крутящего момента между валами, которые пересекаются в центральной части карданной передачи автомобиля и отличаются возможностью взаимного углового перемещения. Активно применяется в разных сферах человеческой деятельности в случаях, когда со­ос­ность вращающихся элементов очень трудно обеспечить. Аналогичные функции способна также осуществлять зубчатая муфта.

Как правило, карданная передача автомобиля используется в автомобильной транс­мис­сии, а также рулевом управлении.

Карданная передача автомобиля может обеспечить соединение следующим эле­мен­там трансмиссии:

1. Силовому агрегату и КПП;
2. КПП и раздаточной коробке;
3. КПП и главной передаче;
4. Главной передаче и раздаточной коробке;
5. Ведущим колесам и дифференциалу.

Карданный вал в автомобиле предназначен для передачи крутящего момента от КПП к ведущим мостам в случае полноприводной или классической компоновки. Также при­ме­ня­ет­ся в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого исполнительного ме­ха­низ­ма и рулевого вала.

Карданная передача автомобиля отличается одним значительным минусом – не­синх­рон­ность валовых вращений (один из валов имеет равномерное вращение, другой – нет). Вращения начинают увеличиваться, если угол между ними возрастает. Это исключает возможность использования карданной передачи автомобиля в некоторых устройствах, например, в трансмиссии автомобилей с передним приводом (где основная проблема заключается в передаче крутящего момента на поворотные автомобильные колеса ). По большому счету данный недостаток может быть скомпенсирован применением на одном валу парных шарниров, которые находятся в повернутом на четверть оборота положении относительно друг друга. Однако там, где необходима синхронность, как правило, применяется ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) – более сложная, но более совершенная конструкция аналогичного назначения.

По своей компоновке карданные передачи автомобиля подразделяются на закрытые и открытые.

Закрытый вариант карданной передачи автомобиля располагается внутри трубы, которая, в свою очередь, может восприниматься составляющей подвески автомобиля. В карданной передаче автомобиля данного типа используется только один шарнир, а неравномерное вращение карданного вала компенсируется за счет его упругости. Существуют конструкции, где функцию карданного вала осуществляет торсион (небольшой упругий вал); карданные шарниры здесь отсутствуют.

Открытый вариант карданной передачи автомобиля не располагает трубой, а реактивный момент воспринимается реактивными тягами или рессорами. В состав карданной передачи автомобиля должно входить не меньше двух шарниров, а также компенсирующее звено, так как дистанция между соединенными агрегатами во время движения изменяется. На автомобилях с длинной колесной базой используют карданную передачу автомобиля, которая состоит из двух валов. За счет этого исключается возможность совпадения максимальной угловой скорости вала с приемлемой. Уменьшение длины вала увеличивает его критическую частоту вращения, которая как минимум в 1.5 раза должна превышать максимально возможную во время эксплуатации. Конструкция карданной передачи автомобиля, оснащенной двумя валами, требует использование промежуточной опоры одного из двух валов, подшипник которой установлен на кузове или раме в эластичном кольце для компенсации осевого перемещения двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ).

Устройство карданной передачи

Карданная передача представляет собой ведущий и ведомый валы, которые соединены гибким шарниром. Гибкое шарнирное соединение позволяет беспрепятственно передавать вращение при некотором изменении угла между двумя валами. По типу шарнирного соединения существуют две разновидности карданных передач :

• устаревшие шарниры неравных угловых скоростей;
• более современные шарниры равных угловых скоростей.

Карданная передача, основанная на шарнирах неравных угловых скоростей, наиболее часто применяется для соединения выходного вала и ведущего моста в заднеприводных как легковых, так и грузовых автомобилях. Помимо этого, такие шарниры используют для подсоединения раздаточных коробок и прочего вспомогательного оборудования. Более совершенные в конструктивном плане шарниры равных угловых скоростей используются в современных передне- и полноприводных автомобилях. Посредством таких карданных передач осуществляется соединение ведущих колес машины с дифференциалом ведущего моста.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Особенностью такого шарнира является неравномерность вращения. При изменении угла положения ведущего вала относительно ведомого, последний в определенных точках ускоряется или замедляется, то есть возрастает или снижается угловая скорость. Причем с увеличением угла скорость опережения или отставания ведомого вала от ведущего повышается, поэтому такая передача вращения носит циклический характер. Значительный угол (более 20 град.) между валами повышает нагрузку на составные элементы шарнира, что может привести к поломке.

Принцип работы карданного шарнира рассмотрим на примере, когда ведущий вал расположен строго горизонтально, а ведомый – под углом вниз (стандартное положение кардана). Начальное положение внутренней вилки шарнира – тоже горизонтальное. При передаче вращения из-за положения под углом, часть вилки, идущая вниз ускоряется относительно ведущего вала. Максимальное опережение достигается в нижней точке.

Одновременно, часть вилки ведомого вала, при вращении начавшая движение вверх, замедляется и отстает по скорости вращения от ведущего. Максимальное отставание – в самой верхней точке.

Из-за этих особенностей работы шарнира неравных угловых скоростей, вращение передается неравномерно.

Для снижения неравномерности скоростей вращения и нагрузки в конструкции карданной передачи применяется по два шарнира – на концах пустотелого вала. Причем для максимального сглаживания внутренние вилки расположены в одной плоскости.

За счет использования двух шарниров уменьшаются углы положения валов и, соответственно, и неравномерность скоростей вращения.

Из-за неравномерности вращения между валами карданная передача не используется в конструкции трансмиссии переднеприводных автомобилей. На таких моделях шарнир неравных угловых скоростей заменен на ШРУС, у которого передача осуществляется равномерно независимо от угла между валами.

ДОСТОИНСТВА

К достоинствам карданной передачи относятся:

1. Работа со значительными крутящими моментами.
2. Возможность соединения узлов трансмиссии, установленных на больших расстояниях между собой.
3. Реализация полного привода на авто.
4. Простота конструкции.
5. Устойчивость к нагрузкам.

Но вместе с тем, кардан повышает металлоемкость трансмиссии и требует значительного пространства для установки, что сказывается на полезном объеме салона.

Карданы с шарнирами неравных угловых скоростей не требуют технического обслуживания и при этом обладают значительным ресурсом Несмотря на использование в конструкции подшипников, в процессе эксплуатации проводить их смазку не нужно, поскольку сам шарнир – необслуживаемый, а заложенного производителем смазочного материала хватает на весь срок службы.

Кардан является неремонтируемым узлом. При изгибе кардан требует полной замены. Обусловлено это тем, что при изготовлении узел балансируется. Изгибы же приводят к разбалансировке, что повышает вибрации и нагрузки в КПП и главной передаче и ускоряет износ шарниров.

Шарниры также не ремонтируются, поэтому при появлении повышенной вибрации со стороны кардана, сторонних звуков (хрустов, щелчков) выполняется замена составных элементов шарнира. Обычно замене подлежат крестовина и ее подшипники, но при сильной выработке проушин меняется узел в сборе.

Типы карданных передач

Главную роль в карданной передаче выполняет карданный шарнир, в зависимости от конструкции которого выделяют такие типы карданных передач:

• передача с шарниром равных угловых скоростей;
• передача с шарниром неравных угловых скоростей;
• передача с полу карданным упругим шарниром;
• передача с полу карданным жестким шарниром.

По количеству валов карданные передачи могут быть: одновальные, двухвальные и многовальные, а по количеству шарниров — одношарнирные, двухшарнирные и многошарнирные.

Эксплуатация и возможные неисправности карданной передачи

Бережная эксплуатация автомобиля позволяет шарнирам карданного вала и шаровым шарнирам передних валов сохранить свою работоспособность надолго, как минимум до 100 тысяч побега. Что касается труб, то при отсутствии механических повреждений их можно использовать долгие годы без замены, в противном же случае изогнутый механизм стоит просто заменить новым. Следует уделять внимание состоянию чехлов шарниров и заменять их при любом повреждении, уберегая тем самым шарниры.

Сокращение работоспособности шарниров могут спровоцировать резкие разгоны, пробуксовка в грязи, неправильный выбор скоростей, долгие поездки по снежным и грунтовым дорогам с глубокими колеями.

О неисправности карданной передачи можно узнать по появившимся посторонним звукам или рывкам автомобиля при движении. Существует несколько причин потери работоспособности карданной передачей, и среди них такие:

• износ карданных шарниров;
• деформация карданных валов;
• повреждение или износ сальников;
• повреждение защитного чехла шарнира;
• износ подшипников;
• ослабление соединительных механизмов.

Данные неисправности очень легко устранить, заменив поврежденные детали или подтянув крепежные детали.

Источник статьи: http://seite1.ru/zapchasti/kardannaya-peredacha-i-vsechto-nuzhno-o-nej-znat/.html

Материалы

Карданная передача. Ведущий мост

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
• E-mail

Подробности Подробности Категория: Устройство автомобиля ( В вопросах и ответах ) Опубликовано: 21.06.2014 15:54 Автор: Administrator Просмотров: 11729

Карданная передача

Что входит в устройство карданной передачи?

Карданная передача автомобиля ЗИЛ-130 (рис.130) состоит из карданных шарниров I, карданных валов II, промежуточной опоры III (на некоторых автомобилях с короткой базой промежуточная опора может не устанавливаться). Карданный вал представляет собой стальную пустотелую трубу 11, к концам которой приварены вилки с проушинами карданного шарнира. Так как во время прогиба рессор изменяется расстояние между осями автомобиля, то к одной вилке карданного шарнира приваривают стальной вал 15 со шлицами, который входит во втулку со шлицами 16, приваренную к ведомой вилке 17, что позволяет компенсировать изменяющееся расстояние между осями автомобиля.

Рис.130. Карданная передача автомобиля ЗИЛ-130.

Что представляет собой карданный шарнир?

Карданный шарнир представляет собой подвижное сочленение, передающее крутящий момент с одного вала на другой при изменяющемся угле наклона.

Каких типов могут быть карданные шарниры?

Карданные шарниры могут быть упругими (мягкими), жесткими на игольчатых подшипниках и равных угловых скоростей. Упругие карданные шарниры применяют в передачах, где угол между соединяемыми валами не превышает 5°. Жесткими карданными шарнирами соединяют валы с углами между ними до 25°. Карданными шарнирами равных угловых скоростей соединяют части полуоси переднего ведущего моста, передающего крутящий момент при повороте управляемых колес до 40°.

Как устроен и работает жесткий карданный шарнир?

Жесткий карданный шарнир состоит из двух вилок 1 и 8, соединенных между собой крестовиной 7, на шипы которой одеты стаканы 4 с игольчатыми подшипниками 5 и сальниками 6. Стаканы плотно входят в проушины вилок и удерживаются там крышками 3 и стопорными пластинами 2, прикручиваемыми болтами или удерживаемыми стопорными кольцами. Игольчатые подшипники смазывают через масленку 10 до появления масла с предохранительного клапана 9 или из-под уплотнительных колец 6. Вилка 18 жестко крепится к фланцу вторичного вала коробки передач, вилка 17 приварена к втулке со шлицами 16 или трубе карданного вала. При вращении вторичного вала крутящий момент передается ведущей вилке 18 через подшипники и крестовину на ведомую вилку 17 и карданный вал. Вилка 8 соединяется с фланцем, установленным на валу ведущей шестерни главной передачи и приводит ее во вращательное движение.

Как устроена и работает промежуточная опора?

Промежуточная опора состоит из шарикоподшипника 13 помешенного в резиновую обойму 12, закрытую металлическим кожухом. Опора крепится к поперечине рамы автомобиля. Промежуточная опора позволяет уменьшить длину карданного вала, передающего крутящий момент под углом, и предотвратить появление крутильных колебаний и биение вала, что увеличивает срок службы подшипников и способствует плавному ходу автомобиля. Подшипник промежуточной опоры и шлицевое соединение карданного вала смазывают вязкой смазкой УС-1, утечка которого предотвращается сальниками 14. Снаружи шлицевое соединение карданного пала закрыто резиновым гофрированным чехлом, предотвращающим попадание пыли и влаги на шлицы.

Что представляет собой упругий полукарданный шарнир?

Упругий полукарданный шарнир представляет собой резиновую обойму с металлическими втулками и соединяет ведущую и ведомую вилки.

Ведущий мост

Какой мост на автомобиле ведущий и какое его назначение?

На большинстве автомобилей ведущим является задний мост. На некоторых автомобилях (КамАЗ, ЗИЛ-133, Урал-377) устанавливают два задних ведущих моста. На автомобилях повышенной проходимости все мосты ведущие. Передний мост в этом случае является ведущим и управляемым. Ведущий мост главной передачей воспринимает крутящий момент от карданной передачи, увеличивает его и через дифференциал распределяет его по колесам. Кроме того, ведущий мост воспринимает часть общей массы автомобиля и передает ее на точки опоры (колеса).

Как устроен ведущий мост?

Ведущий мост состоит из картера, представляющего собой стальную или чугунную пустотелую конструкцию, в которой монтируется главная передача, дифференциал, полуоси. В картер ввариваются или приклепываются стальные термически обработанные трубы с площадками и резьбой для установки подшипников, а также регулировки и крепления ступиц колес. Внутри трубы проходит полуось, подводящий крутящий момент к колесу.

Какое назначение главной передачи на автомобиле, какой она бывает?

Главная передача – механизм трансмиссии автомобиля, преобразующий крутящий момент и расположенный перед ведущими колесами автомобиля, передает крутящий момент на полуоси под прямым углом и повышает тяговые усилия кроме того, что дает коробка передач и раздаточная коробка. Главная передача может быть шестеренной или червячной. Наибольшее распространение получили шестеренные передачи, которые могут быть одинарными центральными или гипоидными, а также двойными неразнесенными (ЗИЛ-130) и разнесенными (МАЗ-500А).

Как устроена и работает одинарная гипоидная главная передача?

Одинарная главная передача с гипоидным зацеплением зубьев шестерен устанавливается на легковых автомобилях и грузовых автомобилях средней и небольшой грузоподъемности (ГАЗ, УАЗ1. Такая передача (рис.131, а) состоит из малой ведущей шестерни 1, изготовленной вместе с валом, находящейся в постоянном зацеплении с большой ведомой шестерней 2, жестко прикрепленной к чашкам дифференциала и через их подшипники опирающейся на картер моста. Вал ведущей шестерни соединяется с карданной передачей, ведомая шестерня через дифференциал – с полуосями 3. Она имеет в несколько раз больше зубьев, чем ведущая, что и обеспечивает повышение крутящего момента на ведущих колесах. Ось малой ведущей шестерни опущена ниже оси большой ведомой шестерни, что позволяет опустить центр тяжести автомобиля и тем самым повысить его устойчивость при движении на высоких скоростях. Гипоидные передачи бесшумны и долговечны в работе, у них большая толщина и длина зубьев, находящихся в одновременном зацеплении, что увеличивает срок службы. Однако между зубьями таких передач давление более высокое, чем у центральной передачи, поэтому для их смазки применяется специальная гипоидная смазка.

Рис.131. Типы главных передач:
а – одинарная; б – двойная; в – планетарная.

Какая одинарная главная передача называется центральной?

Центральной одинарной главной передачей называется передача, в которой оси малой ведущей и большой ведомой шестерен находятся в одной плоскости, т. е. пересекаются.

Как определяется передаточное отношение одинарной главной передачи?

Передаточное отношение U_ГП одинарной главной передачи определяется как отношение количества зубьев ведомой шестерни Z_ВЕД к количеству зубьев ведущей шестерни

Как устроена и работает двойная главная передача?

В двойной главной передаче (рис.131, б) в передаче крутящего момента участвуют две пары шестерен: пара конических 4 и 5 и пара цилиндрических 6 и 7. Вал малой ведущей шестерни 4 соединен с карданной передачей. Большая ведомая шестерня 5 установлена на одном валу с малой цилиндрической 6, а большая ведомая цилиндрическая шестерня 7 через дифференциал соединена с полуосями. Крутящий момент передается от малой ведущей шестерни 4 к ведомой 5, где происходит первое снижение частоты вращения. Так как ведомая шестерня 5 смонтирована на одном валу с малой ведущей цилиндрической шестерней 6, то она уже становится ведущей и вращает большую ведомую цилиндрическую шестерню 7, производя повторное снижение частоты вращения. Общее передаточное отношение главной передачи равно произведению передаточных отношений пары конических Uк и пары цилиндрических Uц шестерен, т. е. U_ГП = U_К·U_Ц. Например, определим общее передаточное отношение главной передачи автомобиля ЗИЛ-130, у которого малая ведущая коническая шестерня имеет Z_КВ = 13, большая ведомая коническая Z_{К ВЕД} = 25, малая ведущая цилиндрическая шестерня Z_ЦВ = 14, большая ведомая цилиндрическая шестерня Z_{Ц ВЕД} = 47 зубьев, тогда:

Это значит, что частота вращения шестерен уменьшится в 6,45 раза, а тяговые усилия на ведущих колесах увеличатся во столько же раз. Поэтому двойные главные передачи обычно применяют в тех случаях, когда необходимо получить большое передаточное отношение при небольших размерах ведущего моста.

Как устроена и работает двойная разнесенная передача?

Двойная разнесенная передача (автомобиль МАЗ-500А) состоит из пары конических шестерен, устанавливаемых в картере заднего моста и планетарной передачи, устанавливаемой в колесах (рис.131, в).

Планетарная передача имеет ведущую солнечную шестерню 11, жестко соединенную с полуосью 10, цилиндрические сателлиты 9, смонтированные на роликовых цилиндрических подшипниках на осях 8, которые неподвижно закреплены в чашках водила на фланце полуосевого рукава ведущего моста, и ведомую коронную шестерню 12, соединенную со ступицей колеса. При вращении полуоси солнечная шестерня 11 через сателлиты 9 передает крутящий момент на коронную шестерню и ступицу колеса. Общее передаточное отношение такой передачи определяется как произведение передаточных отношений конических шестерен и колесного редуктора.

Применение колесных планетарных передач позволяет уменьшить габариты главной передачи, увеличить дорожный просвет (клиренс) и разгрузить шестерни, дифференциал и полуоси от повышенных усилий, улучшая их работу. Кроме того, путем замены шестерен в колесных передачах проще изменить передаточное отношение ведущего моста при создании модификаций автомобилей.

Как подразделяются дифференциалы?

По конструктивному исполнению дифференциалы могут быть шестеренными и кулачковыми. Шестеренные могут быть с коническими и цилиндрическими шестернями. По типу выключающего механизма дифференциалы могут быть без блокировки и блокирующиеся. Блокирующиеся дифференциалы бывают с принудительной блокировкой и самоблокировкой. В зависимости от места расположения дифференциалы подразделяются на межколесные и межосевые.

Как устроен и работает межколесный дифференциал?

Межколесный дифференциал (рис.132, а) состоит из разъемного корпуса 1, крестовины 3, сателлитов 4, полуосевых конических шестерен 2, соединенных с полуосями 6. К корпусу дифференциала крепится ведомая шестерня 5 главной передачи. Корпус вместе с шестерней вращается на роликовых конических подшипниках, смонтированных в картере ведущего моста. Шестерни-сателлиты 4 свободно вращаются на шипах крестовины, установленной между двумя половинами корпуса 1, и находятся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями 2, которые свободно закреплены в корпусе 1 и могут вращаться независимо от него. Полуосевые шестерни своими шлицами установлены на полуосях и также могут вращаться независимо от корпуса. Наружные концы полуосей непосредственно опираются на подшипники, имеющиеся в картере ведущего моста, или через ступицы ведущих колес. От полуосей вращение передается на ведущие колеса автомобиля.

Рис.132. Межколесный дифференциал:
а – общее устройство; б – схема работы.

Работает такой дифференциал так. При прямолинейном движении автомобиля ведущие колеса проходят равный путь и испытывают одинаковое сопротивление качению. Крутящий момент от малой ведущей шестерни 7 передается большой ведомой шестерне 5 и полуосевые шестерни 2 вместе с полуосями 6 вращаются с одинаковой частотой, равной частоте вращения корпуса дифференциала, т. е. ведомой шестерни главной передачи. Сателлиты 4 являются как бы клиньями между полуосевыми шестернями и в это время не вращаются вокруг своих осей.

Во время поворота автомобиля ведущие колеса испытывают разное сопротивление. Колесо с большим сопротивлением качению (внутреннее) будет вращаться медленнее (как бы приостанавливается). Сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей и перекатываются по замедлившей вращение полуосевой шестерне, ускоряя таким путем вращение внешнего колеса, которое в данный момент проходит больший путь. При шестеренных дифференциалах частота вращения полуосей ведущих колес всегда равна удвоенной частоте вращения корпуса дифференциала. Следовательно, с уменьшением частоты вращения одной из полуосей частота вращения второй полуоси увеличивается на такую же величину.

Какие недостатки присущи шестеренному дифференциалу?

К недостатку шестеренного дифференциала относится пробуксовка одного из колес, попавшего на скользкий участок дороги, что приводит к остановке автомобиля, так как в этом случае дифференциал будет подводить крутящий момент к тому колесу, у которого меньше сцепление с дорогой. Для вывода автомобиля из этого положения необходимо подсыпать под буксующее колесо щебень, песок, шлак для создания равных сопротивлений для обоих колес.

В чем особенность конструкции дифференциала легковых автомобилей?

Особенностью конструкции шестеренных дифференциалов легковых автомобилей является то, что в них устанавливается только два сателлита, расположенные на оси вместо крестовины.

Дифференциал повышенного трения

Как устроен и работает дифференциал повышенного трения?

Дифференциал повышенного трения устанавливается на автомобиле ГАЗ-66 (рис.133) и состоит из двух чашек 1 и 7, опирающихся на роликовые конические подшипники, смонтированные в картере ведущего моста. К левой чашке жестко прикреплен сепаратор 2, в котором просверлено два ряда радиальных отверстий, расположенных в шахматном порядке по 12 в каждом ряду. В отверстия установлены сухари 3, изготовленные из легированной стали, термически обработанные и имеющие высокую твердость. Сухари могут перемещаться и соприкасаться с внутренней (малой) 5 и наружной (большой) 6 звездочками, установленными между чашками 1 и 7. От выпадания и проворачивания сухари удерживаются стопорными кольцами 4. Сепаратор вместе с чашкой дифференциала жестко крепится к ведомой шестерне главной передачи, а звездочки внутренними шлицами соединяются с полуосями 8. На внутренней поверхности звездочки 6 равномерно расположены шесть выступов (кулачков), а на внешней поверхности внутренней звездочки 5 имеется два ряда кулачков, расположенных в шахматном порядке по шесть кулачков в каждом ряду. В рабочем положении сухари соприкасаются с кулачками наружной и внутренней звездочек.

Рис.133. Кулачковый дифференциал повышенного трения.

Работает дифференциал так. При движении автомобиля по прямой ровной дороге частота вращения колес одинаковая, все детали дифференциала вращаются как одно целое вместе с ведомой шестерней главной передачи. Крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи передается на сепаратор, а от него через заклиненные между кулачками сухари на звездочки и полуоси. Между колесами в этом случае он распределяется поровну. На повороте или неровной дороге, когда одно из колес вращается быстрее другого, с разной частотой вращаются и звездочки дифференциала. Звездочка, соединенная с отстающим колесом, вращается медленнее и вследствие этого своим н кулачками толкает сухари в сторону второй звездочки, ускоряя ее вращение. При этом сухари скользят по кулачкам. Следовательно, на поверхностях кулачков возникают силы трения, направления которых различны на кулачках отстающей и забегающей звездочек: на отстающей звездочке равнодействующая сил трения направлена в сторону вращения, а на забегающей – в сторону, противоположную направлению вращения. Так как силы трения создают момент относительно оси вращения звездочек, то на отстающей звездочке он складывается, а на забегающей вычитается из крутящего момента. Следовательно, момент, передаваемый на отстающее колесо, оказывается больше момента, передаваемого на забегающее колесо. Это положительно сказывается на проходимости автомобиля. Например, при буксовании одного из колес на второе, вращающееся с меньшей скоростью, передается больший крутящий момент, и проходимость улучшается.

В дифференциале повышенного трения коэффициент блокировки, т. е. отношение усилия тяги небуксующего колеса к суммарному усилию на буксующем и небуксующем колесах равен 0,8, тогда как у шестеренного дифференциала он равен всего 0,55. Следовательно, кулачковые дифференциалы повышенного трения создают лучшие условия для прохождения автомобилем скользких участков дороги. В то же время они значительно дороже шестеренных дифференциалов, что и сдерживает их производство для массового внедрения на автомобилях.

Межосевой дифференциал

Какое назначение межосевого дифференциала, на каких автомобилях он устанавливается?

Межосевой дифференциал устанавливается на автомобилях с двумя задними ведущими мостами (КамАЗ-5320, ЗИЛ-130ГЯ) и служит для равномерного распределения крутящего момента между двумя ведущими мостами. В межосевом дифференциале предусмотрен механизм блокировки, которым можно блокировать оба моста, что значительно снижает буксование ведущих колес на скользящих участках дорог, повышая проходимость автомобиля.

Как устроен межосевой дифференциал?

Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320 (рис.134) состоит из картера 1, прикрепленного к стакану подшипников вала ведущей шестерни 16 среднего ведущего моста. Внутри картера установлены чашки 2 и 6 дифференциала. Между чашками смонтирована крестовина 5, а на шипах ее – свободно конические шестерни-сателлиты 4, находящиеся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями 3 и 7. Шестерня 3 своими внутренними шлицами установлена на валу 17 и передает через него крутящий момент на ведущую шестерню главной передачи заднего моста. Сама же она может свободно вращаться в чашке 2 дифференциала, а также вместе с ним. Полуосевая шестерня 7 шлицами соединена с шестерней 16 главной передачи среднего моста. На ее хвостовике имеется зубчатый венец 11 для блокировки дифференциала. На венец одета муфта 9 блокировки, которая через вилку 10 соединена с пневмоприводом механизма блокировки. На чашке 6 также выполнен зубчатый венец 8 для блокировки дифференциала. Шестерня 7 может свободно вращаться в чашке 6 дифференциала, а также вместе с ним.

Рис.134. Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320.

Как работает межосевой дифференциал?

Работает межосевой дифференциал так. При движении автомобиля по сухой дороге с несблокированным дифференциалом крутящий момент передается на чашки 1 и 6 и от них на крестовину 5, сателлиты 4 и полуосевые шестерни 3 и 7. Шестерня 3 через вал 17 передает крутящий момент на ведущую шестерню главной передачи заднего моста (на рисунке не показано), а шестерня 7 – на ведущую шестерню 16 главной передачи среднего моста. Следовательно, крутящий момент передается к обоим мостам и автомобиль движется.

Во время движения по мокрой и скользкой дороге необходимо исключить проскальзывание колес ведущих мостов. Для этого включают блокировку дифференциала, повернув рукоятку в кабине автомобиля. При этом воздух из пневматических баллонов тормозного привода по трубопроводу 15 подводится в камеру 14 механизма блокировки, где, воздействуя на диафрагму, выгибает ее и перемещает шток 12, а он через вилку 10 – муфту. Она внутренними зубьями находит на зубчатый венец 8 чашки 6 дифференциала, соединяя ее и шестерню 16 как одно целое, что позволяет вращаться ведущим шестерням главных передач среднего и заднего мостов с одинаковой частотой, что и нужно было получить. В этом случае колеса одного из мостов находятся в более благоприятных условиях, они и движут автомобиль. После преодоления автомобилем трудного участка дифференциал необходимо разблокировать. Для этого достаточно рукоятку в кабине установить в исходное положение, воздух из камеры выходит в атмосферу под давлением пружины 13, воздействующей на диафрагму, и вилка выводит муфту из зацепления с зубчатым венцом 8.

Вал ведущего колеса (полуось)

Какое назначение полуосей на автомобиле, как они подразделяются?

Полуоси служат для передачи крутящего момента от полуосевых шестерен к ступицам ведущих колес. В зависимости от расположения подшипников полуоси воспринимают различные нагрузки и подразделяются на полуразгруженные, устанавливаемые в основном на легковых автомобилях, и полностью разгруженные – на грузовых автомобилях.

Как устроена полуразгруженная полуось, какие силы действуют на нее?

Полуразгруженная полуось (рис.135, а) одним концом соединяется с полуосевой шестерней в корпусе дифференциала, которая одним концом опирается на роликовый конический подшипник 3 картера ведущего моста, другим – на шарикоподшипник 1 в расточке полуосевого рукава. На этом конце полуоси закреплена ступица с колесом 4.

Рис.135. Типы полуосей:
а – полуразгруженная ; 6 – полностью разгруженная.

При движении автомобиля на полуразгруженную полуось действуют такие силы: крутящий момент М, передаваемый на колесо и скручивающий полуось; осевая сила Т, возникающая при боковом скольжении колеса и хорошем сцеплении его с дорогой (действует на плечо R и изгибает полуось в вертикальной плоскости); сила F, возникающая на колесе от массы, приходящейся на него (действуя на плечо а, изгибает полуось также в вертикальной плоскости); тяговое усилие Р направлено перпендикулярно к плоскости фигуры и возникающее на колесе из-за действия крутящего момента, подводимого к нему, при достаточном сцеплении колеса с дорогой. Тяговое усилие P действует на плечо и изгибает полуось в горизонтальной плоскости. При торможении автомобиля, вместо тягового усилия на полуось действует тормозное усилие, направленное в противоположную сторону. Так как масса и крутящий момент у легковых автомобилей невелики, то полуразгруженные полуоси выдерживают указанные нагрузки и отвечают требованиям компактности автомобиля.

Как устроена разгруженная полуось, какие силы она воспринимает?

Полностью разгруженная полуось (рис.135, б) одним концом соединяется с полуосевой шестерней и лежит в корпусе дифференциала, а другим – со ступицей колеса 4, которая устанавливается на двух роликовых конических подшипниках 5 на конце полуосевого рукава картера ведущего моста. При такой установке полуоси она передает только крутящий момент М. Все остальные силы воспринимаются через подшипники балкой ведущего моста. Полностью разгруженные полуоси при значительных нагрузках, приходящихся на задний мост у грузовых автомобилей, работают более надежно. На рисунке 136 показан ведущий мост автомобиля ЗИЛ-130.

Рис.136. Ведущий мост автомобиля ЗИЛ-130:

1 – картер; 2 – чашка; 3 – ведомая коническая шестерня; 4 – ведущая цилиндрическая шестерня: 5 – корпус дифференциала; 6 – ведомая цилиндрическая шестерня; 7 – полуось; 8 – тормозной барабан; 9 – тормозная колодка; 10 – подшипники; 11 – шпильки для крепления колеса; 12 – рессора; 13 – стремянки; 14 вал; 15 – ведущая коническая шестерня; 16 – фланец.

Как устроен и работает передний ведущий мост?

Передний ведущий мост автомобиля ГАЗ-66 (рис.137, а) состоит из картера, в котором смонтированы главная передача, дифференциал и полуоси такие же, как и в заднем ведущем мосту. Особенность состоит в том, что крутящий момент от полуосевых шестерен к ступицам колес передается под изменяющимся углом. Поэтому каждая полуось расчленена. Между двумя частями полуоси 2 и 9 устанавливается карданный шарнир равных угловых скоростей (рис.137, б), состоящий из двух фасонных вилок 10 и 12 с овальными канавками, одного центрирующего 15 и четырех ведущих 14 шариков. Центрирующий шарик имеет сверление, лыску и крепится на пальце 16, затем стопорится шпилькой, проходящей через отверстие 17 вилки.

Рис.137. Передний ведущий и управляемый мост:
а – устройство; б – шариковый карданный шарнир; в – кулачковый карданный шарнир.

При вращении ведущей вилки усилие на ведомую передается через шарики. Так как они свободно перекатываются в своих канавках, то угол между вилками шариками делится пополам в каждый данный момент, что и обеспечивает равномерную передачу крутящего момента на повернутые управляемые колеса под углом до 40°. Вал 2 ведомой вилки 12 проходит внутри полой поворотной цапфы 4 и своими шлицами входит в шлицы фланца 1, соединенного шпильками со ступицей колеса 13. Ступица смонтирована на поворотной цапфе на двух роликовых конических подшипниках 3. Поворотная цапфа 4 вместе со ступицей установлена в разъемном корпусе 7 на шипах 11 шкворней на роликовых конических подшипниках 5. Шипы приварены к сферической чашке 8 кожуха полуоси. Поворотная цапфа рычага 6 соединяется с тягами рулевого управления автомобиля.

В чем особенность устройства карданных шарниров равных угловых скоростей, используемых на автомобилях «Урал» и КрАЗ?

На автомобилях «Урал-4320», КрАЗ-260 и других в полуосях переднего ведущего моста устанавливается кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей (рис.137, в), который состоит из двух вилок 18 и 22, двух цилиндрических кулаков 19 и 21 и диска 20. Этот диск заходит в четырехугольные пазы кулаков и передает вращение от ведущей вилки к ведомой. В вертикальной плоскости вилки поворачиваются вокруг кулаков, а в горизонтальной – вместе с кулачками вокруг диска. Такой карданный шарнир работает подобно двум сочлененным простым жестким карданным шарнирам, из которых первый создает неравномерность вращения, а второй устраняет ее, чем достигается вращение полуосей с одинаковой частотой. В остальном устройство моста подобно вышеописанному.

Неисправности карданной передачи и ведущего моста

Какие неисправности могут быть в карданной передаче и ведущем мосту?

Основными неисправностями в карданной передаче могут быть: износ подшипников, крестовин, шлицевых соединений, трещины, изгиб и скручивание карданного вала, в ведущем мосту – поломка зубьев или их чрезмерный износ на шестернях главной передачи, сателитов, полуосевых шестерен, скручивание валов, трещины корпусов, износ шлицов, осей, валов, подшипников, сальников, уплотнительных прокладок.

Какие признаки неисправностей карданной передачи?

Признаками неисправной карданной передачи являются рывки и удары при трогании автомобиля с места или при переключении передач в движении. Биение карданного вала указывает на его погнутость.

Как устраняют неисправности карданной передачи и ведущего моста?

Изношенные крестовины, подшипники, шлицевые втулки, валы заменяют новыми или исправными. Увеличенный зазор в роликовых конических подшипниках устраняют регулировкой. Сильно изношенные подшипники, шестерни и сателлиты заменяют новыми (шестерни заменяют одновременно обе: ведущую и ведомую). Подтекание масла из картеров может быть из-за износа сальников, пробитых уплотнительных прокладок, недостаточной затяжки болтов, появления трещин. Изношенные сальники и пробитые прокладки заменяют новыми. Ослабшие крепления подтягивают. Трещины в картере заваривают.

Источник статьи: http://www.atxp.org/index.php?option=com_content&view=article&id=818:2014-06-21-15-57-42&catid=107&Itemid=101