Види, будову та принцип роботи головної передачі. Провідні мости та колісна передача У яких автомобілях вводяться колісна передача

Матеріал з Енциклопедія журналу "За кермом"

Головна передача - механізм, частина трансмісії автомобіля, що передає крутний момент від коробки до провідних колес автомобіля. Головна передача може бути виконаною у вигляді окремого агрегату - провідного мосту (заднепривідні автомобілі класичної компоновки), або об'єднаної з двигуном, зчепленням і коробкою передач в єдиний силовий блок (заднемоторні та передньопривідні автомобілі).
За способом передачі крутного моменту основні передачі поділяються на зубчасті(шестерні) та ланцюгові. Ланцюгові головні передачі в даний час використовуються тільки на мотоциклах та велосипедах.
Ланцюгова головна передача складається з двох зірочок - ведучої, насадженої на вихідний вал коробки передач, та веденої, об'єднаної зі ступицею ведучого (заднього) колеса мотоцикла. Дещо складніше з пристрою головна передача велосипеда з планетарною коробкою передач. Ведена зірочка, що приводиться в рух ланцюгом, обертає шестірню планетарної коробки, вбудованої в маточину колеса і через неї - провідне заднє колесо.
Іноді в мотоциклах класичної компоновки в головній передачі замість ланцюга використовується армований зубчастий ремінь (наприклад, в головній передачі мотоциклів «Харлей-Девідсон»). У цьому випадку зазвичай говорять про ременную передачу, як про окремий тип головної передачі.
Ремінна головнапередача широко використовується в легких мотоциклах та в скутерах (моторолерах) з безступінчастим варіатором. У цьому випадку варіатор служить як головна передача, оскільки ведений шків ремінного варіатора об'єднаний зі маточою ведучого колеса мотоцикла.

Класифікація зубчастих головних передач

За кількістю пар зачеплення основні передачі поділяються на одинарніі подвійні. Одинарні головні передачі встановлюються на легкові автомобілі та вантажівки, що містять одну пару конічних шестерень постійного зачеплення. Подвійні головні передачі встановлюють на вантажівки, автобуси та важкі транспортні машини спеціального призначення. У подвійній головній передачі в постійному зачепленні знаходяться дві пари шестерень - конічних і циліндричних. Подвійна передача здатна передати більший момент, що крутить, ніж одинарна.
На тривісних вантажних автомобілях та багатоосній транспортної технікизастосовуються прохідні основні передачі, у яких крутний момент передається як на середню провідну вісь, а й у наступну, і навіть ведучу. В абсолютній більшості легкових автомобілів та двовісних вантажних автомобілів, автобусів, в іншій транспортній техніці з однією провідною віссю застосовуються непрохідні основні передачі.
Одинарні основні передачі, що отримали найбільше поширення, за типом зачеплення поділяються на:

• 1. Черв'якові, в яких момент, що крутить, передається черв'яком на черв'ячне колесо. Черв'якові передачі, своєю чергою, поділяються передачі з нижнім і верхнім розташуванням черв'яка. Черв'якові головні передачі іноді застосовуються у багатовісних транспортних засобахз прохідною головною передачею (або з декількома прохідними головними передачами) та в автомобільних допоміжних лебідках.

У черв'ячних передачах ведене шестерне колесо має однотипний пристрій (завжди великого діаметра, який залежить від закладеного в конструкцію редуктора передавального відношення, завжди виконується з косими зубами). А хробак може мати різну конструкцію.
За формою черв'яки поділяються на циліндричні та глобоїдні. У напрямку лінії витка - на ліві та праві. За кількістю канавок різьблення - на однозахідні та багатозахідні. За формою різьбової канавки – на черв'яки з архімедовим профілем, з конволютним профілем та евольвентним профілем.

• 2. ЦиліндричніОсновні передачі, в яких момент, що крутить, передається парою циліндричних шестерень - косозубих, прямозубих або шевронних. Головні циліндричні передачі встановлюються в передньопривідні автомобілі з поперечно розташованим двигуном.
• 3. Гіпоїдні(або спіроїдні) головні передачі, в яких момент, що крутить, передається парою шестерень з косими або криволінійними зубами. Пара шестерень гіпоїдної передачі або співвісна (зустрічається рідше), або осі шестерень зміщені відносно один одного - з нижнім або верхнім зсувом. За рахунок складної форми зубів площа зачеплення збільшена, і шестерні пара здатна передавати більший крутний момент, ніж шестерні головної передачі інших типів. Гіпоїдні передачі встановлюються в легкові та вантажні автомобілі класичної (задніпряної з переднім розташуванням двигуна) та задньомоторної компоновок.

Подвійні основні передачі типу зачеплення поділяються на:

• 1. Центральні одно та двоступінчасті. У двоступінчастих головних передачах передбачено перемикання пар шестерень для зміни моменту, що крутить, що передається на провідні колеса. Такі основні передачі використовуються на гусеничній та важкій транспортній техніці спеціального призначення.
• 2. РознесеніОсновні передачі з колісними чи бортовими редукторами. Такі основні передачі встановлюють на легкові машини(джипи) та вантажні автомобілі для збільшення дорожнього просвіту, на колісні транспортери військового призначення.

Крім цього подвійні основні передачі підрозділяються за типом зачеплення пар шестерень на:

• 1. Коніческо-циліндричні.
• 2. Циліндрично-конічні.
• 3. Конічесько-планетарні.

У автомобілях зубчасті головні передачі виконані у вигляді єдиного агрегату з диференціалом - механізмом поділу моменту, що крутить, між двома колесами провідної осі. У важких мотоциклах з карданною передачею та приводом на заднє колесо диференціал не застосовується. У мотоциклах з бічною коляскою та повним приводом(на заднє колесо мотоцикла та на колесо коляски) диференціал виконаний у вигляді окремого механізму. На такі мотоцикли встановлюють дві незалежні основні передачі, пов'язані між собою диференціалом.

Принцип роботи гіпоїдної головної передачі

Крутний момент передається від двигуна через зчеплення, коробку передач та карданний вал на вісь провідної шестерні гіпоїдної головної передачі. Вісь провідної шестірні встановлена ​​співвісно ведучому валу двигуна та веденому валу КП. При обертанні провідна шестірня, що має менший діаметр, ніж ведена шестерня, передає крутний момент зубцям веденої шестірні, приводячи її в обертання. Оскільки контакт поверхні зубів збільшений за рахунок їх особливої ​​форми - косої або криволінійної - крутний момент, що передається, може досягати дуже високих значень. Однак, складна форма зубів призводить до того, що на їх поверхню впливають не тільки ударні навантаження, але й сили тертя (через прослизання зубів щодо один одного). Тому в гіпоїдних головних передачах використовують спеціальне масло, що має високі мастильні властивості і забезпечує тривалий термін служби шестерної пари.

Принцип дії головної черв'ячної передачі
В силу конструктивних особливостей, великого передавального відношення (від 8 у кермових механізмах, до 1000 в особливо потужних лебідках) та низького ККД черв'якова пара в автомобільних головних передачах (за рідкісним винятком) не застосовується. Найбільшого поширення вона набула у лебідках.
Крутний момент передається на черв'ячне колесо через коробку відбору потужності, що підключається до роздавальної коробки, встановленої (як правило, трапляються інші кінематичні схеми) за коробкою передач автомобіля. Осі черв'яка та веденої шестерні (веденого колеса) розташовуються під прямим кутом (але зустрічається й інше розташування осей черв'ячної пари). Черв'ячне колесо входить у зачеплення з веденим косозубим (для забезпечення щільного контакту та збільшення поверхні зачеплення) шестерним колесом. Крутний момент передається від гвинтової канавки черв'яка на зуби шестерні. Частота обертання хробака набагато вище, ніж частота обертання веденого колеса. За рахунок цього пропорційно збільшується момент, що крутить - чим більше передатне відношення, тим більше зусилля здатна розвинути лебідка.
Черв'ячна передача має низку переваг перед головними передачами інших типів. Вона відрізняється високою зносостійкістю та не вимагає застосування високоякісних мастильних матеріалів. Вона здатна передавати надвисокий момент, що крутить. Відрізняється малошумністю та плавністю ходу (через відсутність ударних навантажень на канавку черв'яка та поверхню зубів веденої шестірні). Нарешті, черв'ячна передача має властивість самогальмування - при припиненні передачі моменту, що крутить, на черв'як, обертання веденого колеса автоматично припиняється.
До недоліків черв'ячної передачі відносять схильність до нагрівання через сили тертя, до заїдання механізму при незначному зносі, підвищені вимоги до точності складання черв'ячної пари.
Черв'якова головна передача відноситься до редукторів незворотної дії. Якщо зусилля передається від веденого шестерного колеса до провідного черв'яка, тобто у зворотному порядку, черв'як не обертатиметься. Отже, головна черв'якова передача виключає рух автомобіля за інерцією, накатом. Звідси її застосування на тихохідній транспортній техніці та машинах спеціального призначення. На лебідках для забезпечення вільного обертання барабана черв'ячну пару забезпечують муфтою вільного (зворотного) ходу, яка роз'єднує барабан і ведене зубчасте колесо при його обертанні у зворотному напрямку - розмотуванні троса лебідки.

Провідні мости та колісна передача

Провідний міст є жорсткою пустотілою балкою, що складається з трьох основних елементів: двох півосьових рукавів і середньої частини - картера, в якому розміщена головна передача з диференціалом. У порожні рукави балок запресовані сталеві трубчасті кужухи півосей, які служать для встановлення ступиць коліс. За способом виготовлення балки провідних мостів розрізняють на литі та штам-пованно-зварні. Більшість автомобілів і автобусів балки задніх провідних мостів складаються з двох сталевих штампованих половин, зварених між собою.

Пристрій та взаємодія головної передачі, диференціала та вузлів приводу задніх коліс розглянемо на прикладі провідних мостів автомобілів та автобусів з різними колісними формулами.

Провідний міст автомобіля ЗІЛ-130 (рис. 14.33). Головна передача заднього мостуцього автомобіля подвійна із загальним передатним числом 6,32. Вона складається з пари конічних зубчастих коліс зі спіральними зубами та пари циліндричних косозубих коліс. Провідна конічна шестерня виготовлена ​​за одне ціле з валом і з'єднана з карданною передачею за допомогою фланця. Вона обертається у роликопідшипниках, встановлених у корпусі, прикріпленому болтами до картера головної передачі. Масло для змащування підшипників провідної шестерні надходить по жолобу, відлитому в картері.

Ведене конічне зубчасте колесо кріпиться до фланця проміжного валу, з яким як заодно виготовлена ​​провідна циліндрична шестерня. Прокладки між катером головної передачі і корпусом служать регулювання зачеплення зубів провідної шестерні і веденого зубчастого колеса.

До корпусу кріпиться кришка підшипника із сальником. Між кришкою та корпусом підшипника встановлена ​​ущільнювальна прокладка, а між втулкою фланця/і роликопідшипником – шайба. Між роликопідшипниками розташовані розпірна втулка та два шліфовані сталеві кільця для регулювання підшипників.

Проміжний вал встановлено на конічних ролико-підшипниках, розташованих у кришках картера. Для регулювання підшипників та положення веденого конічного колеса щодо осі ведучої шестерні під кришки підкладені прокладки. Ведене циліндричне зубчасте колесо жорстко з'єднане з двома чашками 20 і 23 коробки диференціала, в яких знаходяться осьові конічні зубчасті колеса. Півосі, розміщені в балці заднього моста, внутрішніми кінцями встановлені в шліцевих отворах напівосьових зубчастих коліс.

Коробка диференціала обертається на конічних роликопідшипниках, закритих кришками. Ці підшипники регулюють за допомогою гайок. Між чашками диференціала вміщено хрестовину, на шипах якої сидять сателіти, що знаходяться одночасно в зачепленні з напівосьовими зубчастими колесами. Для зменшення тертя під напівосьові зубчасті колеса та сателіти встановлені опорні шайби із низьковуглецевої сталі.

При роботі головної передачі посилення від веденого зубчастого колеса передається коробці диференціала, а через неї – на хрестовину та сателіти. Останні, перебуваючи у зачепленні з напівосьовими зубчастими колесами, забезпечують обертання півосей.

Напівосі. Передача моменту, що крутить, від диференціала до провідних колес відбувається за допомогою півосей. Кожна піввісь внутрішнім кінцем зі шліцями, на яких сидить півосьова шестерня, встановлена ​​в коробці диференціала. На зовнішньому кінці півосі є фланець для кріплення за допомогою шпильок до маточини колеса. Крім крутного моменту ДВК, що діє на плечі RK (радіуса колеса), півосі можуть сприймати згинальні моменти від сил, що діють під час руху автомобіля.

Рис. 1. Провідний міст автомобіля ЗІЛ-130

Крутний момент від півосі до маточини ведучого колеса передається через підшипниковий вузол. Залежно від розташування підшипників цього вузла щодо кожуха, в якому знаходяться півосі, різні навантаження, що діють на них. У зв'язку з цим півосі поділяються на два основні типи: напіврозвантажені та повністю розвантажені.

Підлога врозвантаженої піввіссю називається піввісь, яка спирається на шарикопідшипник, розташований усередині її кожуха. Така піввісь не тільки передає крутний момент, що скручує її, але і сприймає згинальні моменти.

Повністю розвантаженою називається піввісь, розвантажена від згинальних моментів і передає тільки момент, що крутить. Це досягається тим, що маточину колеса встановлюють на кожусі півосі на двох широко розставлених роликопідшипниках, внаслідок чого згинальні моменти сприймаються кожухом, а півосі передають тільки момент, що крутить.

На всіх легкових автомобілях, автобусах особливо малого класу та на багатьох вантажних автомобілях особливо малої та малої вантажопідйомності встановлюють напіврозвантажені півосі. На всіх вантажних автомобілях середньої та великої вантажопідйомності, а також автобусах середнього та великого класів встановлюють повністю розвантажені півосі.

Рис. 2. Схеми півосей:
а - напіврозвантажений; б - повністю розвантаженою

Як приклад повністю розвантаженої півосі на рис. 3 а показаний привід задніх провідних коліс автомобіля ЗІЛ -130 у зборі з піввіссю. Для установки півосей і маточок провідних коліс до торцевої частини балки заднього моста приварені сталеві труби, що є кожухами півосей. На оброблені шийки кожухів посаджено два конічні роликопідшипники. Зовнішні кільця цих підшипників запресовані у гнізда маточини колеса.

Встановлена ​​на підшипниках маточина закріплюється регулювальною гайкою із замковою шайбою та контргайкою, яка затискає сальник, що перешкоджає попаданню. мастильного матеріалуу маточину з картера заднього мосту. Для запобігання витіканню його зі маточини та попадання її в гальмівний барабан на трубі розміщено сальник. Фланець півосі кріпиться до маточини за допомогою шпильок та гайок. Для підвищення надійності кріплення півосей на кожній шпильці встановлені конусні розтискні втулки, за допомогою яких досягається безсоромне з'єднання фланця півосі на шпильках. В результаті цього при передачі моменту, що крутить, одночасно працюють всі шпильки.

На фланці маточини за допомогою шпильок кріпиться гальмівний барабан, а з іншого боку на

цих же шпильках за допомогою гайок кріпляться диски коліс. Усередині гальмівного барабана розташований розтискний кулак, що діє при гальмуванні на колодки з приклепаними до них фрикційними накладками.

У розглянутій конструкції вузла приводу ведучого колеса піввісь сприймає тільки момент, що крутить, а підшипники маточини, розташовані симетрично щодо середньої площини колеса, сприймають згинальні моменти: і передають їх на балку, розвантажуючи при цьому піввісь.

Аналогічну конструкцію вузла приводу провідних коліс мають і вантажні автомобілі ГАЗ-53-12, ГАЗ-52-04.

Типовим прикладом конструкції приводу провідних передніх коліс є привід до керованих колес автомобіля ГАЗ-66-11. Передній міст цього автомобіля, залишаючись керованим, в той же час передає момент, що крутить, переднім провідним колесам. Такі мости часто називають комбінованими (одночасно керовані та провідні). Так само як і задній міст, що веде передній містскладається з головної передачі, диференціала та півосей. У такого мосту зовнішня частина кожуха півосі закінчується сферичними чашками, що є опорами поворотної цапфи. Шкворень поворотної цапфи виготовлений у вигляді двох шипів, приварених до сферичної чашки. На шипах встановлені конічні роликопідшипники, що закривають кришками. Верхня кришка одночасно є і важелем порожнистої поворотної цапфи. Враховуючи, що крутний момент від диференціала до ступиць коліс повинен передаватися під кутами, що змінюються, піввісь виготовлена ​​як одне ціле з внутрішньою вилкою, а вал, на якому встановлена ​​маточина колеса, виготовлений спільно з зовнішньою вилкою.

Рис. 3. Привід до провідних колес автомобіля:
а - ЗІЛ-130; б - ГАЗ-66-11

Внутрішня вилка з'єднана із зовнішньою вилкою карданним шарніром рівних кутових швидкостей кулькового типу, який забезпечує однакові швидкості обертання вилок незалежно від кута керованих коліс. На шліцях валу встановлено фланець, прикріплений до маточини шпильками. Ступиця колеса обертається на двох конічних роликових підшипниках, встановлених на поворотній цапфі.

Колісна (бортова) передача. На автобусах ЛіАЗ-677М, ЛАЗ-4202 та автомобілях сімейства МАЗ задній провідний міст має подвійну рознесену головну передачу, яка складається з центральної (головної) передачі та колісних редукторів, розташованих у ступицях задніх коліс. Застосування колісних редукторів, або, як їх часто називають, бортової передачі, дозволяє розвантажити диференціал та півосі, зменшити габаритні розміримосту та збільшити дорожній просвітавтомобіля.

Центральна передача складається з пари конічних зубчастих коліс зі спіральними зубами та міжколісного диференціалу.

Колісний редуктор автобуса ЛіАЗ-677М виконаний у вигляді прямозубих циліндричних зубчастих коліс із зовнішнім та внутрішнім зачепленням (планетарного типу). Він включає повністю розвантажену піввісь, провідну (сонячну) шестерню, шестерні-сателіти, осі, водило і коронне зубчасте колесо.

Крутний момент піввіссю підводиться до провідної шестерні і передається трьом шестерням-сателітам, встановленим на осях, кінці яких запресовані в отвір водила. Водило за допомогою шпильок кріпиться до ступиці колеса, що обертається на шарико та роликопідшипниках. В бортової передачітакого типу момент, що крутить, на маточину колеса передається через водило, а коронне зубчасте колесо є застопореним зубчастою опорою, яка нерухомо з'єднана з цапфою.

На автомобілях МАЗ-500А, МАЗ-5335 застосовують колісний редуктор із застопореним водилом. Він складається з провідної (сонячної) шестірні, встановленої на шліцях зовнішнього кінця півосі, трьох шестерень-сателітів з осями та коронного колеса з внутрішніми зубами.

Коронне колесо є провідним елементом передачі та прикріплене гвинтами до маточини колеса. Водило складається з двох чашок: зовнішньої та внутрішньої, з'єднаних між собою болтами. Воно посаджено на кінець кожуха півосі і пов'язане з ним шліцевим з'єднанням, тому не обертається (застопорено).

Рис. 4. Колісна передача автобуса ЛіАЗ-677М

Крутний момент від диференціалу центральної передачі підводиться до півосі, а від неї - до провідної (сонячної) шестерні редуктора. Від ведучої шестерні крутний момент передається на три шестірні-сателіти, які обертаються на осях убік, протилежний напряму обертання ведучої шестірні. Від сателітів момент, що крутить, передається веденому (корінному) зубчастому колесу, а від нього до маточини колеса.

Розглянута колісна передача із застопореним водилом являє собою зубчасту передачу із проміжними шестернями (три шестірні-сателіти). Передавальне число такої передачі дорівнює відношенню чисел зубів коронного колеса та сонячної (провідної) шестерні і зазвичай знаходиться в межах 1,4-1,5.

Рис. 5. Колісна передача автомобілів сімейства МАЗ

На деяких автомобілях, наприклад, МАЗ -500, застосовують рознесену подвійну головну передачу. У цьому випадку друга пара зубчастих коліс знаходиться в приводі до кожного з провідних коліс і отримала назву колісної або бортової передачі.

Вона виконана у вигляді планетарного шестерного редуктора. Ведуча (сонячна) шестерня встановлена ​​на півосі і знаходиться в зачепленні з трьома сателлітами. Осі сателітів встановлені в нерухомій склянці, що виконує роль водила і що складається з внутрішньої та зовнішньої чашок, які з'єднані між собою болтами. Ведена шестерня, що має внутрішні зуби, кріпиться до маточини ведучого колеса.

Передавальне число такої передачі зазвичай становить 14-15. Застосування колісних передач дозволяє зменшити габарити головної передачі, збільшити дорожній просвіт та знизити навантаженість диференціалу та півосей.

Доатегорія: - Технічне обслуговування автомобілів

Трансмісія автомобіля ( силова передача) забезпечує передачу зусиль (крутного моменту) від двигуна на провідні колеса, а також перетворення (трансформацію) цих зусиль залежно від умов руху. До трансмісії відносяться всі вузли та механізми автомобіля, що зв'язують двигун із провідними колесами.

Слід розрізняти трансмісії автомобілів із приводом на задню вісь (а/м класичної компоновки), із приводом на передні колеса та повнопривідних автомобілів. Також, буде різнитися трансмісія повнопривідного автомобіля, сконструйованого для експлуатації в умовах бездоріжжя (позашляховик), від трансмісії повнопривідного автомобіля, створеного для доріг із твердим покриттям.

Колісні формули автомобілів з приводом на задні або передні колеса, пишуться – 4х2 (тобто чотири колеса, два з яких – провідні). Колісна формула автомобіля з приводом на передню та задню вісь, пишеться – 4х4 (тобто чотири колеса – всі провідні).

До механізмів трансмісії належать: зчеплення, коробка передач(в тому числі , роздавальна коробкаі коробка відбору потужностіна допоміжні механізми) , карданна передача, головна передача, диференціал, приводи провідних коліста деякі інші механізми .

Головна передача, коробка передач та роздавальна коробка (за її наявності) забезпечують сумарне передавальне числотрансмісії автомобіля.

1). Зчепленняслужить для з'єднання двигуна з трансмісією, а також для тимчасового їхнього роз'єднання (наприклад, в момент перемикання передач).

На автомобілях знаходять застосування «сухі», одно-, або дводискові фрикційні зчеплення з механічним (частіше, тросовим), або гідромеханічним приводом, а також гідромуфти та гідротрансформатори.

Робота фрикційних зчеплень заснована на використанні сил тертя між твердими поверхнями, зокрема між натискним диском зчеплення, фрикційними накладками веденого диска зчеплення і маховиком двигуна. Пристрій однодискового сухого фрикційного зчеплення легкового автомобіля показано на малюнку. Схему гідравлічного та тросового приводу

Гідромеханічні муфти та гідротрансформатори передають крутний момент від двигуна на трансмісію за допомогою впливу на робочі деталі механізму рідини (як правило, спеціальної олії), що циркулює всередині корпусу гідротрансформатора. Пристрій гідротрансформатора показано на малюнку. Про роботу найпростішого гідротрансформатора можна почитати тут.

2). Коробка передачслужить для зміни тягових зусиль (крутних моментів), що передаються від двигуна на провідні колеса, а також для від'єднання двигуна від трансмісії (у тому числі довготривалого) і забезпечення руху автомобіля заднім ходом.

Необхідність зміни тягових зусиль на колесах виникає за зміни умов руху автомобіля (дорожніх умов). Найбільші зусилля на провідних колесах потрібні при торканні автомобіля з місця. Під час руху в складних дорожніх умовах (наприклад, крутий підйом або бездоріжжя), потужність двигуна витрачається на подолання опору руху автомобіля. При русі в сприятливих дорожніх умовах (наприклад, рівне шосе) потужність двигуна можна «витрачати» на розгін автомобіля.

Залежно від умов руху водій вибирає (включає) ту чи іншу передачу в коробці передач, вводячи в зачеплення шестірні з різним передатним ставленням і, тим самим, змінює момент, що крутить, на провідних колесах. В автоматичних трансмісіях керування передачами здійснюється за допомогою систем керування включенням без безпосередньої участі водія.

При зміні (збільшенні/зменшенні) моменту, що крутить, на провідних колесах, швидкість їх обертання змінюється в зворотній пропорції, на ту ж величину.

На сучасній автомобільній техніці застосовуються двох, - тривальні коробки передач простий зубчастою передачеюі циліндричними шестернями зовнішнього зачеплення, а також із зубчастими передачами та редукторами планетарного типуі варіатори. Число передач прямого ходу може бути в межах 3 - 7, заднього ходу- 1 – 2. Передавальні числа передач наводяться у технічною характеристикоютрансмісії конкретного автомобіля.

Загальний пристрій механічної коробки передач можна подивитися на Рис.

Основними деталями вальної коробки передач є вали (первинний, вторинний, проміжний), шестерні передач, синхронізатори, підшипники, деталі механізму перемикання передач (для «ручних» коробок – вилки, штоки та ін.). Планетарні коробки передач мають у своєму складі вали (ведучий, ведений, центральний), комплект планетарних передач, що складається з набору шестерень (сателітових, сонячних та коронних) і водила, фрикційно-гальмівні пристрої, механізм гідравлічного або електрогідравлічного управління перемиканням передач.

Робота простої зубчастої та планетарної передачі розглядається тут.

Роздавальна коробкамає пристрій подібний до коробки передач, встановлюється за основною коробкою передач (іноді, коробка передач і роздавальна коробка, конструктивно об'єднується в одному корпусі) і служить для розподілу (роздачі) зусилля на всі наявні провідні мости автомобіля. Роздавальна коробка, як правило, має дві передачі - високу (пряму) і знижувальну, що подвоює загальну кількість передач і дозволяє підбирати передавальні числа трансмісії для руху в умовах важкого бездоріжжя. У коробці поміщають механізм для увімкнення/вимкнення одного з мостів і головну передачу з міжосьовим диференціалом, якщо передбачається постійний привід на всі колеса. Також, може бути механізм блокування міжосьового диференціала

3). Карданна передачаслужить передачі обертання від коробки передач (роздавальної коробки) на головну передачу провідного мосту при постійно змінюються кутах нахилу і відстані між осями автомобіля (бази).

Кут нахилу карданного валу повинен змінюватися у зв'язку з тим, що провідний міст автомобіля прикріплений до кузова (рами) через елементи підвіски (тобто не жорстко) і має певний ступінь свободи. З цієї причини змінюється і відстань між осями автомобіля. Так, при прискоренні автомобіля, задній провідний міст прагне "наздогнати" передню частину кузова, а при гальмуванні, навпаки, "відстати" від неї.

Карданна передача може мати у своєму складі один або кілька валів, карданні шарніри, еластичні сполучні та підвісні муфти.

Пристрій карданної передачі легкового автомобіля можна переглянути .

4). Головна передачаздійснює передачу моменту, що крутить, під кутом 90º з карданного валу на приводи провідних коліс, змінює крутний момент відповідно до свого передавального числа.

Мають місце одинарні та подвійні основні передачі. Шестерні передач можуть бути конічними та/або циліндричними. Одинарні прості передачі, мають у своєму складі провідну та ведену шестірню. Провідна мала шестерня - конічна, зі спіральними зубами встановлюється в підшипниках кочення і приводиться в рух карданного валу, або, безпосередньо від валу коробки передач. Ведена велика шестерня, зі спіральними зубами, кріпиться болтами на коробку диференціала. У гіпоїдних передачах, вісь малої конічної шестірні зміщена вниз, щодо осі великої веденої шестірні на 30 - 40 мм.

Шестерні гіпоїдних передач виготовляються парами і маркуються. Заміна шестерень має проводитися лише у комплекті.

Пристрій головної передачі показано на малюнку.

е). Диференціалрозподіляє момент, що крутить, між провідними колесами (осями) і дозволяє провідним колесам автомобіля обертатися з різною швидкістю, що необхідно при проходженні автомобілем поворотів і при попаданні коліс в різні дорожні умови(Наприклад, одне колесо знаходиться на рівному покритті, а друге рухається по нерівностях).

Найбільшого застосування отримали диференціали з конічними шестернями. Диференціал має корпус (коробку диференціала) у якому розміщуються конічні півосьові шестірні та сателітові шестірні, встановлені на осі.

Вказана вище властивість диференціала, у разі наявних відмінностей у зчепленні провідних коліс з дорожнім покриттям, часто призводить до пробуксування одного з коліс (колеса з меншим коефіцієнтом зчеплення з дорогою). Для усунення даного небажаного ефекту на машинах підвищеної прохідності застосовують диференціали підвищеного тертя (диференціали, що самоблокуються) або використовують механізми блокування диференціала.

Пристрій диференціала показано на малюнку.

5). Приводи коліс.

Провідні півосі встановлюються в півосьових рукавах балки провідного мосту і служать передачі обертання від диференціала на колеса. За умовами роботи півосі поділяються на два основні типи: напіврозвантаженіі повністю розвантажені.

Напіврозвантажена піввісь одним кінцем лежить у коробці диференціала, а іншим у підшипнику півосі.

Повністю розвантажена піввісь одним кінцем лежить у коробці диференціала, а іншим, через фланець з'єднана зі маточкою колеса. У свою чергу, маточина колеса на підшипниках встановлена ​​на кінці півосьового рукава. При такій установці піввісь передає лише момент, що крутить. Усі інші сили сприймаються балкою провідного мосту через підшипники.

Провідний міст є загальним кожухом (балкою) з центральним картером і півосьовими рукавами. У картері розміщуються головна передача та диференціал. У півосьових рукавах встановлюються півосі.

У приводах передніх коліс присутній такий елемент як шарнір рівних кутових швидкостейщо забезпечує рівномірне обертання коліс при їх різних просторових положеннях під час повороту автомобіля.

Привід задніх колісавтомобіля класичної компоновки показаний , привод передніх коліс показаний на малюнку. Про шарнір рівних кутових швидкостей можна почитати тут.

Існуючі різновиди коробок перемикання передач, насправді, є відповіддю на попит автолюбителів. Коробка разом із кермовим колесом дає можливість ефективно управляти можливостями сучасного автомобіля. Комусь подобається комфорт, хто швидко втомлюється від управління, хто взагалі нічого не вміє і всього боїться. У сучасній класифікації розрізняють три основні види коробок передач та їх варіанти:

• механічна система, ручного способу перемикання передач;
• автоматична багатоступінчаста КПП;
• безступінчаста система варіатора;
• Роботизована коробка.

Незважаючи на те, що останній вигляд вважають варіантом механічної коробки передач, існуючі відмінності від класичної схеми дозволяють виділяти її в окремому рядку. Можна сміливо визначати її в окремий вид коробки.

Двигун внутрішнього згорянняне здатний ефективно працювати в найширшому діапазоні обертів обертання, тому застосовують різні види коробок передач, що знижують швидкість обертання робочих валів трансмісії. Це відбувається або за допомогою набору зубчастих шестерень і коліс, як в основних видах коробок передач, або за допомогою ременів і шківів, що штовхають, - у варіаторній схемі коробки.

Варіаторна КПП найбільше відповідає способу життя сучасної людини і дозволяє взагалі відмовитись від управління трансмісією. Перша вимагає максимальної участі водія в керуванні швидкістю та крутним моментом коліс. Автомат сильно полегшив життя людини за кермом, але потребує ретельного ставлення до своєї роботи.

Перш ніж відповісти на питання – який вид коробки передач краще вибрати, слід визначити своє ставлення до машини та ступінь своєї участі в керуванні автомобілем.

Прості та надійні ручні системи

Механічна системаперемикання, що називається ще «механікою» або «ручкою» - найпоширеніший і найпростіший вид коробки перемикання передач. В сучасних автомобіляхвона представлена ​​двома видами:

• багатовальної, в якій шестірні знаходяться на двох або трьох паралельних валах і входять у зачеплення по черзі залежно від необхідного передавального числа;
• планетарної, в якій шестірні та зубчасті колеса знаходяться в постійному зачепленні в декількох рядах, вибір пари з необхідним передатним числом виконується за допомогою фрикційних або фрикційних пакетів.

У колісному транспорті планетарний вид механіки використовується лише в автоматичних коробках, у гірських велосипедах та військової техніки. Планетарка компактніша і легша за багатовальний вид механізму, але значно дорожча у виробництві.

Сучасні легкові машини з приводом на передні колеса мають двовальну схему та мінімум 5 ступенів передач для руху вперед та одну назад. Більш дорогі моделі автомобіля можуть бути оснащені шестиступінчастими коробками передач. При цьому 5-а і 6-я є підвищуючими - вихідний вал коробки обертається з більш високими оборотамиколінвала двигуна. Цього більш ніж достатньо для ручного керування.

Основна проблема механічної коробки передач полягає в тому, щоб при перемиканні по команді ручки плавно і ненаголошено вводити в зачеплення пари косозубих шестерень, що мають різні кутові швидкості. Для вирівнювання оборотів у коробці кожна пара шестерень оснащена кільцем синхронізації, виготовленим із бронзи.

При перемиканні передачі водій вимикає зчеплення, тим самим дає можливість синхронізаторам вирівняти швидкості обертання шестерень. Після чого ручкою перемикання або безпосередньо, або через систему тяг або тросових приводів, переміщують зубчасту муфту включення всередині корпусу коробки, тим самим ввівши в зачеплення необхідну пару шестерень. Залишається лише відпустити педаль зчеплення та продовжити рух.

Такі механічні коробки називають синхронізованими. Управляти ними досить просто та зручно за наявності певного навички керування автомобілем. Правда, неповне вимкнення зчеплення, пробуксовка або інші проблеми з відключенням трансмісії призводять до того, що синхронізатори механіки починають інтенсивно зношуватися, аж до неможливості вмикання передачі без проміжної ручки на нейтральне положення. Перехід на наступну передачу відбувається після повторного вичавлювання зчеплення. Подібний спосіб перемикання широко використовувався раніше і використовується зараз на вантажному транспорті з механікою, що не оснащена системою синхронізаторів.

Важливо! Зношені синхронізатори, окрім утрудненого включення передачі, ведуть до інтенсивного зношування вінців шестерень, місцевого вифарбовування окремих ділянок зубів.

Механічна коробка передач - найнадійніша та економічна, вимагає від водія достатньої кваліфікації та важкої праці з постійного перемикання передач у парі з відпрацюванням педаллю вимикання зчеплення. Але, як не дивно, багатьма водіями свідомо робиться вибір на користь механіки. На їхню думку, механіка, навіть при підвищеному фізичному навантаженні, приносить більше задоволення від керування авто, ніж роботизовані або автоматичні коробки.

Секвентальна КПП, як найвища точка розвитку механіки

Точніше буде назвати цю коробку - механічною коробкою передач із секвентальним, або рядним способом перемикання. Ідея прийшла з галузі розробок для спортивних швидкісних машин. Сучасна секвентальна коробка передач побудована за схемою звичайної механічної коробки електронним керуваннямприводу зчеплення та гідравлічним приводом перемикання передач. Особливістю секвентальної коробки є дотримання суворої послідовності передач.

З переваг секвентального механізму можна назвати:

• висока швидкість перемикання передачі;
• Дотримання послідовності перемикання дає можливість «безболісно» працювати з дуже великими оборотамидвигуна та потужностями;
• спосіб управління за допомогою підкермових пелюсток дозволяє досить комфортно контролювати рух навіть на великих швидкостях або у непростих дорожніх умовах.

У подібних коробках використовують прямозубі шестірні та не застосовують синхронізатори включення. Вирівнювання швидкостей обертання шестірні та колеса здійснюється комп'ютером за датчиком швидкості. Замість зубчастої муфти стоїть кулачковий механізм увімкнення передач. Завдяки цьому час включення швидкості приблизно на 70-80% менше, ніж у звичайної механіки. Для роботи гідроприводів використовують окремий вузол – акумулятор. робочої рідинивисокого тиску.

Роботизовані системи коробки передач

На відміну від секвентальних систем роботизований вид коробки має електромеханічний привід включення пари шестерень. Основу схеми складає механічна коробкапередач, побудована на системі двох робочих валів-рядів передач. Парні номери зібрані однією валу, непарні - іншому. Кожен з валів має власний диск зчеплення і може вмикатися-вимикатися незалежно.

Такий вид коробки використовує преселективний режим. Хитрість конструкції полягає в тому, що комп'ютер заздалегідь, використовуючи дані про режим роботи трансмісії, обчислює найкращу для включення наступну передачу. За допомогою соленоїда виконує її зачеплення на протилежному ряду при вимкненому зчепленні. У момент перемикання залишиться лише увімкнути зчеплення та продовжити рух. Завдяки цьому перемикання відбувається із дуже високою швидкістю.

У своєму роді коробки-роботи займають проміжне положення між автоматичними коробками та механікою. При цьому за функціями і ступенем комп'ютеризації цей вид коробки можна назвати більш автоматичним, ніж існуючі гідромеханічні системи.

Найбільш відомим та розрекламованим роботизованим видом КПП називають семиступінчасті коробки системи DSG, що встановлюються на моделі VW з невеликим об'ємом двигуна. Відгуки про роботу - від рекламно-хвалебних захоплень до відкрито негативних.

Якщо ви надумали купити авто з подібною системою передач, варто враховувати таке:

1. Роботизована коробка- дуже складний механізм, найменше цей вид коробки призначений для швидкісного пропалювання гуми в божевільних перегонах. Коробки складно управляються, обслуговуються та ремонтуються.
2. До управління на DSG слід звикати щонайменше два тижні. Шанувальникам механіки цей вид здається повільним і непередбачуваним, водіям, що пересіли з гідромеханічних коробок - смикають невпопад.
3. Вже зараз якість роботів дозволяє надавати 5-ти річну гарантію та 150 тис. пробігів.

Цікаво! При всіх критичних зауваженнях роботи дешевші у виготовленні, мають вищий ККД і, за заявами експертів, можливо, саме цей вид витіснить застарілу гідромеханіку з ринку легкових автомобілів.

Найскладніший вид трансмісії - автомати та варіатори

Чим більше функцій виконує коробка передач, тим складніше її виробництво, нижча надійність і вища вартість. Найбільш дорогими та неекономічними завжди були і залишаються всі види автоматичних коробок передач автомобіля. Конструкція цього виду представлена ​​гідромеханічними та адаптивними коробками передач. В основі схеми лежать два основні агрегати – гідротрансформатор та планетарна коробка передач.

У сучасних автоматичних коробках передач гідротрансформатор виконує роль компенсатора, що збільшує або зменшує основну передачу планетарного механізму на невелику величину. Таким чином, спільна робота двох агрегатів забезпечує оптимальну кількість передачі трансмісії в конкретних умовах.

Великі втрати в гідравліці змусили інженерів удосконалити роботу цього виду автомата. Тепер робота гідротрансформатора на швидкостях понад 20 км/год блокується муфтою, а передача моменту, що крутить, виконується безпосередньо через фрикціони на планетарну коробку.

У ряді випадків замість підключення гідротрансформатора його функції на перехідних режимах забезпечуються пробуксовуванням пакетів фрикційних накладок, що простіше і ефективніше.

Одним із різновидів автоматичної трансмісії є адаптивна автоматична коробка, в якій комп'ютерним блоком управління здійснюється підбір найбільш відповідного передавального числа в планетарній коробці.

Цей вид автоматичної коробкипоки залишається поза конкуренцією у трансмісії авто підвищеної прохідності, позашляховиках та машинах з великим обсягом двигуна. В обслуговуванні та ремонті складний, вимагає високої кваліфікації та якісних витратних матеріалів.

Варіаторні системи

В результаті 30 років еволюції перших варіаторів для малопотужних мотоколясок і скутерів технологам вдалося довести рівень надійності та довговічності ременя, що штовхає (основного елемента безступінчастого варіатора) до цілком прийнятної величини пробігу в 150 тис. км. Сам штовхаючий ремінь репрезентує диво інженерної думки. Він виготовлений з великої кількості абсолютно однакових металевих елементів, завдяки чому ремінь може бути гнучким і жорстким одночасно.

У роботі він взаємодіє з двома шківами - вхідним та вихідним, забезпечуючи практично будь-яке передавальне значення коробки передач. Сучасні варіатори отримали прийнятно високий ККД та можливість працювати з двигунами потужністю до 100 к.с. Варіатор можна назвати першою із систем, по-справжньому здатних безперервно змінювати передавальне число трансмісії.

Цей вид автоматики не любить пробуксовки, дуже вразливий при низькій якості гідравлічної рідини. У більшості випадків варіатор комплектують із гідротрансформатором.

Переваги - дуже точний вибір необхідного передавального числа трансмісії. Цей вид коробки капризний, доріг у виготовленні та обслуговуванні та в найближчому майбутньому навряд чи вийде з ніші малолітражних автомобілів.

Ще інформації про різні види КПП на відео:

Силова передача автомобіля складається з низки механізмів, які передають зусилля від двигуна до провідних колес автомобіля і дозволяють змінювати величину цього зусилля відповідно до умов руху автомобіля, а також від'єднувати двигун від провідних коліс.

Автомобіль ГАЗ-21 «Волга» та ряд інших мають привід па задню вісь, у яких силова передача складається із зчеплення, коробки передач, карданної передачі, головної передачі, диференціала та півосей. Винятком є ​​мікролітражний автомобіль «Запорожець», у якого зчеплення, коробка передач та головна передача з диференціалом та провідними півосями – це компактний агрегат, з'єднаний із двигуном та розташований разом з ним у задній частині автомобіля.

У деяких моделях двовісних автомобілів із приводом на задню вісь (ГАЗ-13 «Чайка», ЗІЛ-111 та ЗІЛ-114) у силовій передачі замість зчеплення та коробки передач застосовується автоматична передача, що складається з гідротрансформатора та планетарного редуктора з автоматичним керуванням.

Служить для тимчасового від'єднання силової передачі від двигуна, що працює, і плавного їх з'єднання. Від'єднання необхідно при зупинці та гальмуванні автомобіля, а також при перемиканні передач; плавне з'єднання - при торканні автомобіля з місця та після вимкнення передач. Крім того, зчеплення захищає деталі механізмів силової передачі від значних навантажень. На всіх легкових автомобілях встановлюються одіодискові зчеплення. В автомобілі ГАЗ-21 "Волга" застосовується гідравлічний привід зчеплення, який складається з підвісної педалі, головного циліндра, трубопроводу, робочого циліндра, вилки вимикання зчеплення та муфти вимикання зчеплення з упорним підшипником. Головний циліндр гідравлічного приводузчеплення відлито заодно з головним гальмівним циліндром. Резервуар для рідини в цих циліндрах загальний і має в нижній частині перегородку, завдяки чому несправність однієї системи не позначається на роботі іншої.

Коробка передачнеобхідна для зміни тягового зусилля на колесах автомобіля, отримання заднього ходу та від'єднання двигуна від провідних коліс.

Тягове зусилля на колеса, необхідне подолання всіх опорів, що виникають під час руху автомобіля, має змінюватися залежно та умовами роботи автомобіля. Коробка передач складається з набору шестерень, які входять в зачеплення одна з одною в різних поєднаннях, утворюючи кілька передач, або сходинок з різними передавальними числами (ступінчаста коробка передач).

Коробка передач в автомобілі «Волга» двоходова триступінчаста із включенням другої та третьої передач за допомогою синхронізатора та з важелем перемикання, розташованим на рульовій колонці.

Служить для передачі зусилля, що обертає, від коробки передач або роздавальної коробки до провідного мосту автомобіля при змінних кутах нахилу між валами. Карданна передача складається з валу, їх опор та карданних шарнірів.

У всіх вітчизняних автомобіляхзастосовуються подвійні відкриті карданні передачі з жорсткими карданними шарнірамина голчастих підшипниках.

Жорсткий кардан складається з двох виделок та хрестовини. Шипи хрестовини входять до отворів вилок і закріплені в них на голчастих підшипниках. Підшипник є сталевою склянкою, набір тонких роликів (голок) і сальник, що утримує мастило в підшипнику. Підшипники закріплені в отворах вилок кришками та гвинтами або замковим кільцем.

Існує інша конструкція голчастого підшипника кардану, в якій застосовані гумові самопідтильні сальники, а склянки підшипників закріплені у вилках стопорними кільцями. Такий кардан застосовується в автомобілі ГАЗ-21 "Волга".

Головна передача, диференціал та півосі входять у пристрій приводу до провідних колес двовісного автомобіля з однією задньою віссю. Всі ці пристрої полягають у загальному картері з півосьовими рукавами і звуться заднього провідного мосту.

Головна передача служить передачі тягового зусилля на провідні колеса забезпечує обертання з карданного валу на півосі під кутом 90?. У головній передачі застосовують одинарні або подвійні шестерні передачі. У легкових автомобілях переважно використовують одинарну гіпоїдну передачу.

Забезпечує кочення правого та лівого ведучих коліс з різною кількістю обертів при поворотах автомобіля та русі по нерівностях дороги. Диференціал складається з коробки, хрестовини, конічних сателітів та півосьових шестерень.

Півосі служать передачі обертання від диференціала на провідні колеса. Залежно від розташування підшипників півосі сприймають різні навантаження та поділяються за зусиллями роботи на три основні типи: розвантажені, розвантажені на три чверті та напіврозвантажені.

Якщо піввісь не сприймає згинальних моментів і передає тільки момент, що крутить, то вона називається розвантаженою. Більшість вантажних автомобілів мають півосі цього типу.

Напіввісь, розвантажена на три чверті, відрізняється від розвантаженої тим, що її зовнішній кінець з'єднаний зі ступицею ведучого колеса, що спирається на кожух заднього моста не через два, а через підшипник. Півосі цього встановлюються в легкових автомобілях «Перемога».

Напіврозвантажені півосі сприймають всі згинальні моменти, і зовнішні кінці півосей безпосередньо спираються на підшипники, встановлені в картері заднього моста. Застосовуються вони переважно у легкових автомобілях "Москвич-408", ГАЗ-21 "Волга", ГАЗ-13 "Чайка". Автомобілі ЗАЗ-965 і ЗАЗ-966 мають напівосі розвантаженого типу, що гойдаються.

Головна » Гібдд » Види, будову та принцип роботи головної передачі. Провідні мости та колісна передача У яких автомобілях вводяться колісна передача