Головна передача і диференціал - призначення, будову і типи

Головна передача

Призначення головної передачі

Основне призначення головної передачі в трансмісії - передача тяги двигуна до, так би мовити, «кінцевого споживача» - колесам. Якщо автомобіль задньопривідний, то тяга від коробки передач через карданний вал передається на головну передачу, а та, в свою чергу, перенаправляє потік потужності на колеса через піввісь (якщо задня підвіска залежна і має міст) або приводні вали з шарнірами рівних кутових швидкостей (про це йтиметься далі). Якщо автомобіль передньопривідний, то головна передача через шестерню пов'язана безпосередньо з коробкою передач.

Примітка
Головна передача служить для зниження числа оборотів, що передаються від двигуна до коліс, і збільшення тягового зусилля. Вона забезпечує передачу обертання з карданного валу на півосі під кутом 90 ° при класичному компонуванні автомобіля (про яку докладно розповідається в главі 3). У головній передачі застосовують шестерні передачі, одинарні або подвійні.

Пристрій головної передачі

Головна передача складається з двох шестерень, а точніше, з конічної шестірні (на малюнку 5.33 - провідна шестерня) і конічного колеса (на малюнку 5.33 - ведене колесо).

Малюнок 5.33 Головна передача заднього нерозрізного моста.

Шестерня є провідним елементом (до неї підводиться тяга від коробки передач і двигуна), а колесо -відомості (приймає тягу від шестерні і перенаправляє під кутом 90 градусів).

Шестерні виготовляють зі спіральними зубами, завдяки чому підвищується міцність зубів, збільшується число зубів, що одночасно знаходяться в зачепленні, і шестерні працюють більш плавно і безшумно.

Крім конічної простий шестеренчатой ​​передачі, у якій осі взаємно перетинаються, в легкових автомобілях застосовують гіпоїдних передач (показана на малюнку 5.34). У цій передачі зуби мають спеціальний профіль і вісь малої конічної шестерні зміщена вниз щодо центру великий шестерні на деяку відстань «S». Це дає можливість розташувати карданний вал нижче і зменшити висоту випуклої верхній частині тунелю для розміщення вала в підлозі кузова, внаслідок чого досягається більш зручне розміщення пасажирів в кузові. Крім того, є можливість дещо знизити центр ваги автомобіля і підвищити його стійкість при русі. Гіпоїдна передача має більшу плавністю роботи, більш високою міцністю зубів і зносостійкість.

Примітка
Однак у гипоидной передачі є одна неприємна особливість: поріг заклинювання при зворотному ході. Розрахунки даної передачі, звичайно, виключають таку можливість, але завжди варто пам'ятати, що дану головну передачу може заклинити при перевищенні розрахункових оборотів (при обертанні у зворотний бік). Так що будьте обережні з вибором швидкості руху заднім ходом.

Для гипоидной передачі необхідне застосування мастила спеціальних сортів через великого тиску між зубами при роботі і великих швидкостей відносного ковзання між зубами. Крім того, потрібно більш висока точність монтажу передачі.

Малюнок 5.34 Елементи головної передачі. Гіпоїдна передача.

диференціал

призначення диференціала

Диференціал дозволяє котитися правому і лівому ведучих коліс з різним числом оборотів при поворотах автомобіля і при русі по нерівностях дороги.

При русі автомобіля на повороті (як показано на малюнку 5.35) внутрішнє провідне колесо його проходить менший шлях, ніж зовнішнє, і, для того щоб забезпечити кочення без буксування, воно повинно обертатися повільніше, ніж зовнішнє колесо. Для того щоб колеса могли обертатися з різною кількістю оборотів, їх під'єднують через приводні вали до диференціалу, а вже диференціал жорстко пов'язаний з веденим колесом головної передачі.

Принцип роботи диференціала

Диференціал складається з (дивіться малюнок 5.33) напівосьових шестерень, сателітів, осі сателітів (яка може бути хрестоподібної, якщо сателітів чотири) і корпусу. Півосьові конічні шестерні закріплені на внутрішніх кінцях півосей, на зовнішніх кінцях яких кріпляться провідні колеса. Сателіти, що представляють собою малі конічні шестерні, посаджені вільно на осі.

Малюнок 5.x Схема роботи диференціала.

При русі автомобіля на повороті, внутрішнє колесо проходить менший шлях і внаслідок зчеплення з дорогою починає обертатися повільніше. При цьому сателіти, обертаючись, починають перекочуватися по уповільнити своє обертання напівосьової шестірні внутрішнього колеса. В результаті сателіти починають обертатися біля своїх осей, збільшуючи число обертів другий шестерні піввісь і зовнішнього колеса відповідно.

Примітка
При наявності диференціала між кількістю обертів коліс існує певна залежність, при якій сума чисел обертів коліс завжди дорівнює подвоєному числу оборотів коробки диференціала, т. Е. При зменшенні числа обертів одного з коліс число обертів іншого колеса на стільки ж збільшується. При нерухомій коробці диференціала, якщо обертається одне з коліс, інше колесо буде обертатися у зворотний бік.

Однак робота диференціала і результат позитивний тільки в разі сухої дороги. У певних умовах диференціал може негативно вплинути на рух автомобіля.

Так, при попаданні одного з коліс на слизьке місце (лід, бруд) колесо через недостатнє зчеплення з дорогою починає буксувати. При значному погіршенні зчеплення буксує колеса з дорогою тягове зусилля на ньому стає дуже низьким. При цьому друге колесо, що має достатнє зчеплення з дорогою, зупиняється, так як внаслідок властивості диференціала розподіляти зусилля між колесами порівну тягове зусилля на другому колесі також стає дуже малим і недостатнім для руху автомобіля. Колесо, що буксує обертається при цьому з подвоєним числом оборотів, і автомобіль повністю зупиняється.

різновиди диференціалів

Диференціали можуть бути симетричними і не симетричними, а так само вільними або з можливістю блокування.

Примітка
Диференціал, що розподіляє тягу від двигуна порівну між колесами або між осями, називається симетричним. Якщо ж диференціал міжосьовий (ділить тягу від двигуна в повноприводному автомобілі між передньою і задньою віссю), він може бути несиметричним, тобто на одну з осей передавати менше тяги, ніж на іншу.

Якщо симетричний розподіл не завжди грає на руку керованості або прохідності автомобіля, значить цю проблему необхідно вирішити. Є два шляхи:

1. Встановити в головну передачу диференціал з можливістю його блокування.

Так з'явилися диференціали з блокуванням. Процес блокування може бути відданий на відкуп механічного приводу з виведенням важеля управління в салон автомобіля або ж переданий у відання електроніки і може бути автоматичним повністю або ж з керуванням за допомогою контролерів в салоні автомобіля.

2. Встановити диференціал підвищеного тертя, який при ускладнених дорожніх ситуаціях просто-напросто не дозволить всій тязі «піти» на колесо, яке зазнало втрат зчеплення з поверхнею.