Устройство главной передачи автомобиля

Устройство главной передачи автомобиля

Главная передача подробно — Энциклопедия журнала За рулем

Главная передача — механизм, часть трансмиссии автомобиля, передающий крутящий момент от коробки передач к ведущим колесам автомобиля. Главная передача может быть выполненной в виде отдельного агрегата — ведущего моста (заднеприводные автомобили классической компоновки), либо объединенной с двигателем, сцеплением и коробкой передач в единый силовой блок (заднемоторные и переднеприводные автомобили).
По способу передачи крутящего момента главные передачи подразделяются на зубчатые (шестеренчатые) и цепные. Цепные главные передачи в настоящее время используются только на мотоциклах и велосипедах.
Цепная главная передача состоит из двух звездочек — ведущей, насаженной на выходной вал коробки передач, и ведомой, объединенной со ступицей ведущего (заднего) колеса мотоцикла. Несколько сложней по устройству главная передача велосипеда с планетарной коробкой передач. Ведомая звездочка, приводимая в движение цепью, приводит во вращение шестерни планетарной коробки, встроенной в ступицу колеса и через нее — ведущее заднее колесо.
Иногда в мотоциклах классической компоновки в главной передаче вместо цепи используется зубчатый армированный ремень (например, в главной передаче мотоциклов «Харлей-Дэвидсон»). В этом случае обычно говорят о ременной передаче, как об отдельном типе главной передачи.
Ременная главная передача широко используется в легких мотоциклах и в скутерах (мотороллерах) с бесступенчатым вариатором. В этом случае вариатор служит в качестве главной передачи, поскольку ведомый шкив ременного вариатора объединен со ступицей ведущего колеса мотоцикла.

Классификация зубчатых главных передач

По количеству пар зацепления главные передачи подразделяются на одинарные и двойные. Одинарные главные передачи устанавливаются на легковые автомобили и грузовики, содержат одну пару конических шестерен постоянного зацепления. Двойные главные передачи устанавливают на грузовики, автобусы и тяжелые транспортные машины специального назначения. В двойной главной передачи в постоянно зацеплении находятся две пары шестерен — конических и цилиндрических. Двойная передача способна передать больший крутящий момент, чем одинарная.
На трехосных грузовых автомобилях и многоосной транспортной технике применяются проходные главные передачи, в которых крутящий момент передается не только на среднюю ведущую ось, но и на последующую, также ведущую. В абсолютном большинстве легковых автомобилей и двухосных грузовых автомобилей, автобусов, в другой транспортной технике с одной ведущей осью применяются непроходные главные передачи.
Получившие наибольшее распространение одинарные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Червячные, в которых крутящий момент передается червяком на червячное колесо. Червячные передачи, в свою очередь, подразделяются на передачи с нижним и верхним расположением червяка. Червячные главные передачи иногда применяются в многоосных транспортных средствах с проходной главной передачей (или с несколькими проходными главными передачами) и в автомобильных вспомогательных лебедках.

В червячных передачах ведомое шестеренчатое колесо имеет однотипное устройство (всегда большого диаметра, который зависит от заложенного в конструкцию редуктора передаточного отношения, всегда выполняется с косыми зубьями). А червяк может иметь различную конструкцию.
По форме червяки разделяются на цилиндрические и глобоидные. По направлении линии витка — на левые и правые. По числу канавок резьбы — на однозаходные и многозаходные. По форме резьбовой канавки — на червяки с архимедовым профилем, с конволютным профилем и эвольвентным профилем.

  • 2. Цилиндрические главные передачи, в которых крутящий момент передается парой цилиндрических шестерен — косозубых, прямозубых или шевронных. Цилиндрические главные передачи устанавливаются в переднеприводные автомобили с поперечно расположенным двигателем.
  • 3. Гипоидные (или спироидные) главные передачи, в которых крутящий момент передается парой шестерен с косыми или криволинейными зубьями. Пара шестерен гипоидной передачи либо соосна (встречается реже), либо оси шестерен смещены относительно друг друга — с нижним или верхним смещением. За счет сложной формы зубьев площадь зацепления увеличена, и шестеренчатая пара способна передавать больший крутящий момент, чем шестерни главной передачи других типов. Гипоидные передачи устанавливаются в легковые и грузовые автомобили классической (заднеприводной с передним расположением двигателя) и заднемоторной компоновок.

Двойные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Центральные одно и двухступенчатые. В двухступенчатых главных передачах предусмотрено переключение пар шестерен для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса. Такие главные передачи используются на гусеничной и тяжелой транспортной технике специального назначения.
  • 2. Разнесенные главные передачи с колесными или бортовыми редукторами. Такие главные передачи устанавливают на легковые машины (джипы) и грузовые автомобили для увеличения дорожного просвета, на колесные транспортеры военного назначения.

Помимо этого двойные главные передачи подразделяются по типу зацепления пар шестерен на:

  • 1. Коническо-цилиндрические.
  • 2. Цилиндрическо-конические.
  • 3. Коническо-планетарные.

В автомобилях зубчатые главные передачи выполнены в виде единого агрегата с дифференциалом — механизмом разделения крутящего момента между двумя колесами ведущей оси. В тяжелых мотоциклах с карданной передачей и приводом на заднее колесо дифференциал не применяется. В мотоциклах с боковой коляской и полным приводом (на заднее колесо мотоцикла и на колесо коляски) дифференциал выполнен в виде отдельного механизма. На подобные мотоциклы устанавливают две независимые главные передачи, связанные между собой дифференциалом.

Принцип работы гипоидной главной передачи

Крутящий момент передается от двигателя через сцепление, коробку передач и карданный вал на ось ведущей шестерни гипоидной главной передачи. Ось ведущей шестерни установлена соосно ведущему валу двигателя и ведомому валу КП. При вращении ведущая шестерня, имеющая меньший диаметр, чем ведомая шестерня, передает крутящий момент зубьям ведомой шестерни, приводя ее во вращение. Поскольку контакт поверхности зубьев увеличен за счет их особой формы — косой или криволинейной — передаваемый крутящий момент может достигать очень высоких значений. Однако, сложная форма зубьев приводит к тому, что на их поверхность воздействуют не только ударные нагрузки, но и силы трения (из-за проскальзывания зубьев относительно друг друга). Поэтому в гипоидных главных передачах используют специальное масло, обладающее высокими смазочными свойствами и обеспечивающее длительный срок службы шестеренчатой пары.

Принцип действия червячной главной передачи
В силу конструктивных особенностей, большого передаточного отношения (от 8 в рулевых механизмах, до 1000 в особо мощных лебедках) и низкого КПД червячная пара в автомобильных главных передачах (за редким исключением) не применяется. Наибольшее распространение она получила в лебедках.
Крутящий момент передается на червячное колесо через коробку отбора мощности, подключаемую к раздаточной коробке, установленной (как правило, встречаются и другие кинематические схемы) за коробкой передач автомобиля. Оси червяка и ведомой шестерни (ведомого колеса) располагаются под прямым углом (но встречается и иное расположение осей червячной пары). Червячное колесо входит в зацепление с ведомым косозубым (для обеспечения плотного контакта и увеличения поверхности зацепления) шестеренчатым колесом. Крутящий момент передается от винтовой канавки червяка на зубья ведомой шестерни. Частота вращения червяка намного выше, чем частота вращения ведомого колеса. За счет этого пропорционально увеличивается крутящий момент — чем больше передаточное отношение, тем большее усилие способна развить лебедка.
Червячная передача обладает рядом преимуществ перед главными передачами других типов. Она отличается высокой износостойкостью и не требует применения высококачественных смазочных материалов. Она способна передавать сверхвысокий крутящий момент. Отличается малошумностью и плавностью хода (из-за отсутствия ударных нагрузок на канавку червяка и поверхность зубьев ведомой шестерни). Наконец, червячная передача обладает свойством самоторможения — при прекращении передачи крутящего момента на червяк, вращение ведомого колеса автоматически прекращается.
К недостаткам червячной передачи относят склонность к нагреву из-за сил трения, к заеданию механизма при незначительном износе, повышенные требования к точности сборки червячной пары.
Червячная главная передача относится к редукторам необратимого действия. Если усилие передается от ведомого шестеренчатого колеса к ведущему червяку, то есть в обратном порядке, червяк вращаться не будет. Следовательно, червячная главная передача исключает движение автомобиля по инерции, накатом. Отсюда ее применение на тихоходной транспортной технике и машинах специального назначения. На лебедках для обеспечения свободного вращения барабана червячную пару снабжают муфтой свободного (обратного) хода, которая разобщает барабан и ведомое зубчатое колесо при его вращении в обратном направлении — разматывании троса лебедки.

Что такое передаточное число?

Что такое передаточное число КПП и главной передачи?

Что такое передаточное число КПП и главной передачи?

Сергей Крововяз, г. Кировоград

Передаточное число – это не что иное как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей (КПП или редуктора). На практике это выглядит следующим образом. Если одна (ведомая) шестерня имеет 60 зубьев, а другая (ведущая) – 30, то передаточное число данной пары равно 2 (60:30).

Передаточное число – одна из основных характеристик зубчатых передач, которые обеспечивают передачу крутящего момента от двигателя на привод какого-либо другого устройства (узла). При этом данный механизм позволяет увеличивать или уменьшать величину передаваемого момента. Например, изменяя число зубцов на обеих шестернях, можно увеличивать или уменьшать передаваемый от двигателя к «потребителю» крутящий момент. В обычных автомобилях момент, передаваемый от двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам через КПП (кроме 4-й, 5-й и 6-й передач) и редуктор ведущего моста, увеличивается. Во многих внедорожниках величину передаваемого момента дополнительно изменяет раздаточная коробка с пониженным рядом передач.

Величина передаточного числа в КПП и редукторе влияет на такие характеристики как разгонная динамика и максимальная скорость автомобиля. Применительно к ступеням КПП с разными передаточными числами это выглядит так: чем больше данное число, тем «короче» и «тяговитее» передача, то есть мотор при разгоне быстрее раскручивается до максимальных оборотов, а машина интенсивнее ускоряется. Правда, при этом снижается максимальная скорость на данной передаче. Следовательно, возникает необходимость в более частом переключении.

На разгонную динамику в такой же степени влияет и передаточное число главной пары редуктора. Чем оно выше, тем автомобиль динамичнее, лучше тянет на всех передачах, но максимальная скорость при этом ниже. Уменьшая передаточное число, повышают максимальную скорость (если у двигателя есть так называемый запас мощности), но проигрывают в разгонной динамике авто. Например, установка главной пары 4,1 или 4,3 вместо 3,9 делает ВАЗ-2107 болеединамичным, но менее скоростным.

Стоит отметить, что передаточные числа трансмиссии подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы, а если автомобиль тюнингуют, учитываются еще и пожелания автовладельца.

Подготовили Юрий Дацык, Сергей Иванов
Фото фирм-производителей

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Техническое обслуживание главной передачи автомобиля

Главная передача должна обеспечивать:

  • высокие тягово-динамические свойства и топливную экономичность;
  • высокий КПД (обеспечивающий меньший расход топлива);
  • минимальные вибрации и шум, что улучшает комфортабельность автомобиля.

Неисправности ведущих мостов характеризуются такими признаками: стуки, шумы и вибрации при работе, повышенный нагрев, люфт и увеличение механических потерь из-за износа или поломки зубьев шестерен, износа подшипников и их посадочных мест, ослабления креплений и разрегулировки зубчатых пар.

Причиной этого являются значительные нагрузки, действующие на главную передачу, что вызывает упругую деформацию валов и подшипников, уменьшение предварительного натяга их и появление зазоров в подшипниках (особенно ведущей шестерни). Деформация подшипников и нарушение их регулировки обусловливают осевое смещение шестерен, нарушение их центровки и как следствие увеличенные износы и шум при работе. Кроме того, при засорении сапуна картера главной передачи или износа сальников через них происходит течь масла и понижение его уровня в картере. В результате увеличивается износ деталей и шумность работы ведущего моста.

При движении автомобиля на различных режимах исправные главные передачи должны работать практически бесшумно.

Следует проверить на ощупь температуру нагрева картера главной передачи, которая не должна превышать 50…60°С (это соответствует температуре масла в картере 70…75°С), Если температура выше, необходимо проверить уровень и качество масла в картере моста.

Появление шума при работе главной передачи обычно свидетельствует о нарушении зацепления конических шестерен вследствие изнашивания или ослабления затяжки подшипников, а также о появлении чрезмерно большого бокового зазора между зубьями. Одной из причин повышенного шума при движении является недостаток масла в картере главной передачи. Шум, возникающий при движении на поворотах, часто указывает на неисправности в межколесном дифференциале. Неисправные стуки в главной передаче связаны с выкрашиванием или сколом зубьев шестерен или повреждением подшипников. В переднем мосту автомобилей КамАЗ-4310 это явление может быть связано с разрушением деталей кулачкового карданного шарнира привода передних колес. Непрерывный шум главной передачи при движении автомобиля с повышенной скоростью обычно связан с сильным изнашиванием шестерен, подшипников либо с недостатком масла в картере.

Уточнить неисправность главной передачи по шуму можно пользуясь следующим приемом. Разогнать автомобиль по шоссе со скорости от 20 до 80 км/ч, а затем уменьшением подачи топлива погасить скорость. Заметить, при каких режимах появляется, достигает наибольшей величины и исчезает шум. После этого разогнать автомобиль до 80 км/ч и потом двигаться накатом при нейтральном положении в коробке передач до остановки. Шум, замеченный при первом испытании и не повторяющийся при втором испытании, указывает на неисправности в главной передаче, дифференциале и подшипниках ведущих мостов.

Если при работающем на различных частотах двигателе, когда автомобиль заторможен на месте, будут прослушиваться шумы, обнаруженные при первом испытании, то можно констатировать, что эти шумы не относятся к мостам.

Техническое обслуживание главной передачи заключается в основном в проверке уровня масла и его замене. Однако периодически следует проверять и регулировать главную передачу. Это самые сложные и трудоемкие операции по обслуживанию автомобиля. В главной передаче предусмотрены регулировки подшипников ведущей шестерни, зацепления конических шестерен, подшипников дифференциала, зазора между головкой упорного болта и торцом ведомой шестерни.

Ежедневное обслуживание.

Ежедневно следить за характером работы главной передачи на линии, обращая внимание на характерные признаки вышеуказанных неисправностей. При их обнаружении по возвращении с линии оформить заявку на ТР в целях уточнения причин возникших неполадок, а возможно и ремонта.

Техническое обслуживание № 1.

Провести контрольно-осмотровые и крепежные работы; проверить герметичность соединений картера; проверить уровень масла (не ранее чем через 5–6 мин после остановки автомобиля) – масло должно находиться на уровне нижнего края отверстия. При необходимости вставить в отверстие наконечник маслораздаточного пистолета и долить масло (пробку заворачивать сразу не следует: надо дать стечь возможным излишкам масла).

Если подошел срок замены масла (в соответствии с картой смазки) или оно достаточно сильно загрязнено, то его следует полностью заменить на свежее соответствующей марки. Так же как в КПП, его следует сливать в горячем виде, а затем промыть картер специальным маслом.

Так как в гипоидных передачах нагрузка на зубья шестерен превышает нагрузку в обычных передачах в несколько раз, в картеры этих передач следует заливать исключительно марки масел рекомендуемых заводами-изготовителями, со специальными присадками. В противном случае передача может выйти из строя. Срок замены вышеуказанных марок масел составляет для грузовых автомобилей 30–50 тыс. км, для легковых до 70 тыс. км.

При проверке соединений ведущих мостов грузового автомобиля (автобуса) моменты затяжки составляют для гаек шпилек крепления картера главной передачи к картеру ведущего моста 160…180 Н·м, для болтов крепления картера межосевого дифференциала к картеру главной передачи 36…50 Н·м. Гайку шпильки крепления картера главной передачи затягивают моментом 90…100 Н·м, а гайки крепления фланцев картера главной передачи моментом 250 Н·м.

Техническое обслуживание № 2.

Дополнительно к объему работ ТО-1, следует проверить наличие люфтов в главной передаче (ГП). Для контроля суммарных люфтов можно использовать приспособление КИ-4832. При наличии повышенного люфта, определяемого по шкале прибора, губки которого закрепляются на торцах вилки карданного шарнира (ближе всех расположенного к ГП), необходимо отсоединить карданный вал от фланца ведущего вала ГП, расшплинтовать гайку крепления фланца и попытаться подтянуть ее с соответствующим усилием. После этого, покачивая резко фланец вдоль оси вала (на себя–от себя), проверить, нет ли осевого люфта в конических подшипниках ведущего вала конической шестерней. Для этого можно использовать индикаторную головку с установочным механизмом.

В главной передаче регулируют затяжку конических подшипников ведущей конической шестерни (КамАЗ), подшипников ведущего проходного вала (Урал, МАЗ), конических подшипников промежуточного вала и корпуса межколесного дифференциала. Подшипники в этих узлах регулируют с преднатягом. При регулировках надо очень тщательно проверять преднатяг во избежание появления неисправностей, поскольку слишком сильная затяжка подшипников приводит к их перегреву и выходу из строя.

В главных передачах предусмотрена также возможность регулировки зацепления конических шестерен. Однако надо иметь в виду, что регулировку работающей пары в процессе эксплуатации производить нецелесообразно. Она проводится с ремонтным или новым комплектом пары конических шестерён при замене изношенной пары. Регулировки подшипников и зацепления конических шестерен проводятся на снятой с автомобиля главной передаче.

Регулировка подшипников ведущей конической шестерни главной передачи среднего ведущего моста автомобиля КамАЗ (рисунок 1) осуществляется подбором необходимой толщины двух регулировочных шайб, которые устанавливаются между внутренним кольцом переднего подшипника и распорной втулкой. После установки регулировочных шайб гайка крепления затягивается моментом 240 Н·м. При затяжке необходимо проворачивать ведущую шестерню так, чтобы ролики заняли правильнее положение в обоймах подшипников. Затем контргайку затягивают моментом 240…360 Н·м и фиксируют. Величина преднатяга подшипника проверяется моментом, необходимым для проворачивания ведущей шестерни. При проверке момент сопротивления проворачиванию ведущей шестерни в подшипниках должен составлять 0,8…3,0 Н·м. Замерять момент сопротивления надо при плавном вращении шестерни в одну сторону и не менее чем после пяти полных оборотов. Подшипники при этом должны быть смазаны.

Рисунок 1 – Регулировка подшипников

Регулировка подшипников ведущей конической шестерни главной передачи заднего ведущего моста автомобиля КамАЗ осуществляется подбором необходимой толщины регулировочных шайб, которые устанавливаются между внутренней обоймой переднего подшипника и опорной шайбой. Момент сопротивления проворачиванию вала ведущей шестерни должен быть 0,8…3,0 Н· м. При проверке этого момента крышку стакана подшипника надо сдвинуть в сторону фланца так, чтобы сальник не оказывал сопротивления вращению. После окончательного подбора регулировочных шайб гайку фланца карданного шарнира затягивают моментом 240…360 Н·м и зашплинтовывают.

Конические роликовые подшипники промежуточного вала главной передачи автомобиля КамАЗ регулируют подбором толщины двух регулировочных шайб, которые устанавливают между внутренними обоймами подшипников. Момент сопротивления проворачиванию промежуточного вала в подшипниках должен составлять 2…4 Н·м. Проверяется момент сопротивления так же, как при регулировке подшипников ведущей шестерни.

Регулировка преднатяга конических роликовых подшипников корпуса дифференциала осуществляется при помощи гаек. Преднатяг контролируют по величине деформации картера при затягивании регулировочных гаек. При регулировке предварительно затягивают болты крепления крышек моментом 100… 120 Н·м. Затем завертыванием регулировочных гаек обеспечивают такой преднатяг подшипников, при котором расстояние между торцами крышек подшипников увеличивается на 0,1…0,15 мм. Расстояние замеряют между площадками для стопоров подшипников дифференциала. Для того чтобы ролики в обоймах подшипников занимали правильное положение, в процессе регулировки корпус дифференциала надо провернуть несколько раз. При достижении необходимого преднатяга регулировочные гайки стопорят, а болты крепления крышек подшипников окончательно затягивают моментом 250…320 Н·м и также стопорят.

При регулировке конических роликовых подшипников главной передачи и дифференциалов ведущих мостов автомобиля Урал, МАЗ главную передачу со снятым дифференциалом и фланцами карданов устанавливают в приспособлении. Все конические роликовые подшипники главной передачи регулируют с преднатягом, так же как на автомобиле. Регулировка подшипников ведущего проходного вала осуществляется изменением толщины набора регулировочных прокладок. При правильно отрегулированных подшипниках момент сопротивления проворачиванию ведущего проходного вала должен быть 1…2 Н·м. Болты крепления крышек подшипников надо затягивать моментом 60…80 Н·м.

Регулировка подшипников промежуточного вала осуществляется изменением толщины набора регулировочных прокладок под крышкой подшипников. Последовательным удалением прокладок выбирают зазор в подшипниках, после чего удаляют еще одну прокладку толщиной 0,1…0,15 мм. Момент сопротивления проворачиванию промежуточного вала должен быть равен 0,4…0,8 Н·м. Снятие прокладок из-под крышки подшипников смещает ведомую шестерню в сторону ведущей и ведет к уменьшению бокового зазора в зацеплении, поэтому необходимо установить снятые прокладки под фланец стакана подшипника в комплект прокладок и восстановить тем самым положение ведомой конической шестерни относительно ведущей. Затяжку болтов крышки подшипников проводить моментом 60…80 Н·м.

После регулировки подшипников ведущего проходного и промежуточного валов целесообразно проверить правильность зацепления конических шестерен «на краску» (таблица 1). Отпечаток на зубе ведомой шестерни должен быть расположен ближе к узкому концу зуба, но не доходить до края зуба на 2…5 мм. Длина отпечатка не должна быть меньше 0,45 длины зуба. Боковой зазор между зубьями у широкой их части должен быть 0,1…0,4 мм. Регулировку зацепления конических шестерен должен производить механик или опытный водитель.

Проворачивают несколько раз в обе стороны фланец ведущей шестерни, одновременно притормаживая ведомую шестерню до истирания краски в местах контакта зубьев. Далее осматриваются пятна контакта на зубьях ведомой шестерни с выпуклой и вогнутой стороны.

При регулировке подшипников корпуса дифференциала болты крепления крышек подшипников затягивают моментом 150 Н·м, затем, заворачивая гайки, устанавливают нулевой зазор в подшипниках; после этого доворачивают гайки на величину одного паза. Деформация опор подшипников составляет в этом случае 0,05…0,12 мм. После регулировки необходимо затянуть болты крепления крышек подшипников моментом 250 Н·м.

Периодически следует промывать вентиляционные колпачки (сапуны) и трубопроводы системы герметизации главной передачи. При проверке соединений ведущих мостов автомобиля КамАЗ надо, чтобы момент затяжки составлял для гаек шпилек крепления картера главной передачи к картеру ведущего моста 160… 180 Н·м, для болтов крепления картера межосевого дифференциала к картеру главной передачи — 36…50 Н·м.

Таблица 1 — Схема регулировки зацепления конических шестерен по пятну контакту

Читайте также:  А если… неисправен расходомер воздуха
Ссылка на основную публикацию
Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала За рулем
Из чего состоит колесо автомобиля Из каких элементов состоит конструкция шины Чтобы разобраться, как устроена шина рассмотрим все ее конструктивные...
Установка аудиоподготовки (магнитола, динамики) на Лада Веста
Диаметр динамиков лада веста – АвтоТоп Сегодня магнитола стала незаменимым атрибутом современного автомобиля. Это касается и новинки отечественного рынка –...
Установка вытяжки на кухне — этапы монтажа своими руками
Шумоизоляция вытяжки на кухне своими руками 1 Шумоизоляция вытяжки на кухне своими руками Если возникла идея создания шумоизоляции, очень важно...
Устройство автомобиля для начинающих водителей
Общее устройство кузова автомобиля Несущий кузов, характерный для большинства легковых автомобилей, содержит полые элементы, изготовленные из листовой стали, на которых...
Adblock detector