Основное назначение главной передачи состоит в повышении крутящего момента мотора и снижении частоты кручения ведущих колес. Если авто переднеприводное, то ГП находится в КПП прямо около самоблока (дифференциал).
Если на машине ведущие колёса находятся сзади, то ТП установлена в картер ведущего моста. Тут же вмонтирован и самоблок. В полноприводной модели передача находится в зависимости от вида привода. ГП располагается или в КПП, или в картере ведущего моста.
ГП отличаются количеством ступеней редуктора. Существуют следующие виды главной передачи.
Двойная бывает центральной и раздельной. Центральная расположена в картере ведущего моста, а раздельная - в ступице ведущих колёс и мосте. ГП различается по виду соединения зубьев:
Суть функционирования ГП несложная: если машина движется, то крутящий момент от мотора передаётся КПП, а затем при помощи передачи и самоблока - валам привода машины. В результате ГП напрямую меняет крутящий момент, передающийся колёсам автомобиля, поэтому при помощи её меняется и динамика вращения колёс.
Главной особенностью является передаточное число. Параметр показывает соотношение числа зубьев ведомой шестерёнки к ведущей. Если оно выше, то машина набирает максимальную скорость очень быстро. Однако уменьшается индекс наибольшей скорости.
Снижение передаточного числа повышает наибольшую динамику, авто набирает скорость медленнее. Для отдельной модели передаточное число выбирается, учитывая технические характеристики мотора, коробки передач, габаритов колёс, системы тормозов и др.
Из чего состоит главная передача:
Шестерёнка — это ведущая деталь (к ней присоединяется тяга от КПП и мотора), а колесо - ведомый элемент (принимает тягу от зубчатого колеса и передаёт её под углом 90°).
Шестерни выполняют с зубьями в виде спирали, из-за этого увеличивается их твёрдость и количество. При этом они сцеплены, и шестерёнки функционируют плавно и без шума.
Помимо конической шестерёнчатой передачи с осями, которые пересекаются взаимно, в машине используют гипоидную передачу. Тут зубья обладают определённой конструкцией и осью небольшой конической шестерёнки. Она сдвинута вниз по отношению к центру наибольшей шестерёнки на определённое расстояние.
Это позволяет разместить кардан ниже и снизить высоту выпуклой верхней части туннеля для расположения вала на днище кузова, за счёт этого увеличивается площадь салона автомобиля.
Появляется возможность немного уменьшить центр тяжести машины и увеличить её устойчивость. Гипоидная передача имеет значительную плавность хода, высокую прочность зубьев и износоустойчивость.
ГП состоит из 2 шестерёнок. Ведущая имеет меньший размер, при этом она связана с вторичным валом коробки передач. Ведомая шестерёнка по размеру больше, чем ведущая, и взаимодействует с дифференциалом и колёсами машины. Главные требования к передаче:
Повысить КПД передачи можно, увеличив качество выполнения зубьев двух шестерёнок и повысив прочность деталей, а также применив в конструкции подшипники качения.
Максимально снижать вибрацию и шум при функционировании необходимо для зубчатых редукторов автомобиля. Для этого стоит обеспечить хорошую смазку зубьев. Это увеличит точность крепления зубчатых колёс, повысит диаметр валов. Также стоит выполнить другие мероприятия, повышающие надёжность деталей механизма.
Она устанавливается в переднеприводных автомобилях, у которых в горизонтальном положении расположен мотор и КПП. Здесь применяются шестерёнки, которые имеют шевронные и неровные зубья. Передаточное число составляет 3,5 — 4,2.
Другие виды главной передачи устанавливаются на заднеприводные авто, так как мотор с КПП находятся параллельно ходу, и крутящий момент подаётся на ведущую ось вертикально.
На заднеприводных машинах чаще всего установлена гипоидная передача, которая обладает наименьшей нагрузкой на зуб и создает минимальную степень шума. При функционировании уменьшается коэффициент полезного действия, т. к. смещённые крепления зубчатых колёс повышают коэффициент трения при скольжении.
На машинах с гипоидной ГП передаточное число составляет 3,5 — 5,4, на грузовых авто 5 — 7. Данная передача разнится с цилиндрической: ось вала не перекрещивается с шестерёнкой, т.к. форма позволяет спускать кардан и уменьшать клиренс кузова, это приводит к максимальной устойчивости автомобиля.
Если владельцу авто неинтересны размеры и степень шума, то используется ГП канонического вида. Червячная передача устанавливается очень редко, так как её производство трудозатратное и дорогое.
Для нормального функционирования трущихся элементов и зубьев требуется смазка. В картер или задний мост наливается специальное масло. Его уровень требуется контролировать для обеспечения стабильной работы элементов машины.
Любой тип соединения зубьев обладает плюсами и минусами.
Положительные и отрицательные моменты:
Любые шестерёнки главной передачи и самоблока нуждаются в смазке и уходе. Несмотря на то, что все элементы ГП и самоблока смотрятся мощными железками, они всё же имеют свой ресурс прочности. Из-за этого советы, касающиеся резких стартов и торможения, грубых включений сцепления и иной нагрузки автомобиля, остаются актуальными и сегодня.
Все трущиеся элементы и зубья шестерёнок требуется регулярно смазывать. Из-за этого в картер наливается специальное масло, уровень которого нужно иногда проверять.
Масло, в котором функционируют шестерёнки, может вытекать сквозь слабые соединения и пришедшие в негодность сальники.
ВВЕДЕНИЕ.. 2
1. Назначение двойной главной передачи. 3
2. Устройство и работа двойных главных передач КамАЗ-5320. 5
2.1. Устройства и работа двойной главной передачи среднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-5320. 5
2.2. Устройства и работа двойной главной передачи заднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-5320. 7
2.3. Устройства и работа двойных главных передач ведущих мостов автомобиля КамАЗ-5320. 9
3. Основные регулировки главной передачи. 11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 15
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 16
Трансмиссия, или силовая передача автомобиля, служит для - передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. В наиболее распространенную в настоящее время ступенчатую механическую трансмиссию входят сцепление, коробка передач, карданная и главная передачи, дифференциал и полуоси. Крутящий момент в такой трансмиссии изменяется ступенчато; трансмиссия не обеспечивает простоты управления автомобилем и полного использования мощности двигателя. Поэтому были предложены электрические, фрикционные и гидравлические (гидрообъемные и гидродинамические) бесступенчатые передачи (трансмиссии), в которых крутящий момент изменяется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и скорости вращения коленчатого вала двигателя.
Общее передаточное число двухступенчатых главных передач определяется произведением передаточных чисел конических и цилиндрических пар.
На автомобилях КамАЗ главная передача двухступенчатая с проходным валом. Основными ее частями является картер редуктора, пара спиральных конических зубчатых колес и пара косозубых цилиндрических зубчатых колес.
Главная передача устанавливается на картер моста через уплотнительную паронитовую прокладку толщиной 0,8 мм и крепится с помощью одиннадцати болтов и двух шпилек. Одиннадцать болтов и шпильки установлены снаружи, а два болта - на полости комических шестерен. Доступ к внутренним болтам возможен только после снятия боковой крышки. Под наружные болты и гайки шпилек установлены пружинные шайбы. Внутренние болты зашплинтованы проволокой.
Главная передача автомобиля предназначена для постоянного увеличения подводимого от двигателя крутящего момента и передачи его под прямым углом к ведущим колесам.
Постоянное увеличение крутящего момента характеризуется передаточным числом главной передачи.
Применение двойных передач обусловлено тем, что приходиться передавать значительный крутящий момент, поэтому для уменьшения удельной нагрузки на зубья применяют две пары шестерен - коническую и цилиндрическую.
Рис.1. Двойная главная передача
1 - ведущая коническая шестерня; 2 - ведомая коническая шестерня; 3 - ведущая цилиндрическая шестерня; 4 - ведомая цилиндрическая шестерня
В двойной главной передаче (рис.1) крутящий момент передается от ведущей конической шестерни 1 к ведомой 2, установленной на одном валу с малой (ведущей) цилиндрической шестерней 3, от которой крутящий момент передается на большую (ведомую) цилиндрическую шестерню 4.
В двойной главной передаче можно получить большое передаточное число при сравнительно небольших размерах передачи. Двойную передачу применяют на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности.
Двойные главные передачи могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми, т.е. с двумя переключаемыми передачами с разными передаточными числами.
На автомобилях КамАЗ в зависимости от назначения передаточное число главной передачи равно 5,43; 5,94; 6,53; 7,22. На автомобиле Урал-4320 оно равно 7,32. На модификациях автомобилей, предназначенных для использования в качестве седельных тягачи, передаточные числа главной передачи увеличены.
На автомобиле КамАЗ-5320 применены двойные главные передачи, состоящие из двух зубчатых пар, пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями. Такая схема позволяет получить большое передаточное число при достаточном дорожном просвете подкартером главной передачи.
Двойная главная передача среднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-5320 (рис.2) выполнена с проходным валом для привода главной передачи заднего моста. Ведущая коническая шестерня 20 установлена в горловине картера главной передачи на двух роликовых конических подшипниках 24, 2в, между внутренними обоймами которых имеются распорная втулка и регулировочные шайбы 25. Шлифованный конец ступицы этой шестерни соединен с конической шестерней межосевого дифференциала, а внутри ступицы проходит вал 21 привода, одним концом соединенный с конической шестерней межосевого дифференциала, а другим при помощи карданной передачи с ведущим валом главной передачи заднего моста.
Промежуточный вал опирается одним концом на два конических роликовых подшипника 7, между внутренними обоймами которых имеются регулировочные шайбы 4, а другим на роликовый подшипник, установленный в расточке перегородки картера главной передачи. Конические роликовые подшипники 7 фиксируют промежуточный вал от смещения в осевом направлении. Заодно с промежуточным валом выполнена ведущая цилиндрическая шестерня 3 с косыми зубьями. Ведомая коническая шестерня 1 напрессована на конец промежуточного ведомую цилиндрическую шестерню 16. Крутящий момент от корпуса межколесного дифференциала, к которому прикреплена ведомая цилиндрическая шестерня 16 главной передачи, передается на крестовину 15, а от нее через сателлиты на шестерни полуосей. Сателлиты, действуя с одинаковой силой на правую и левую шестерни полуосей, создают на них равные крутящие моменты.
При этом благодаря незначительному внутреннему трению равенство моментов практически сохраняется как при неподвижных сателлитах, так и при их вращении.
Поворачиваясь на шипах крестовины, сателлиты обеспечивают возможность вращения правой и левой полуосей, а следовательно, и колес с разными частотами.
Общее устройство главной передачи заднего ведущего моста (рис.3) аналогично рассмотренному выше. Отличия объясняются главным образом тем, что задний ведущий мост не проходной и получает крутящий момент от межосевого дифференциала, установленного на среднем ведущем мосту.
В главной передаче заднего моста ведущая коническая шестерня 21 отличается от аналогичной шестерни среднего моста тем, что ее ступица короче и имеет внутренние шлицы для соединения с ведущим валом 22 главной передачи заднего моста. Опорные конические роликовые подшипники 18 и 20 взаимозаменяемы с соответствующими подшипниками среднего ведущего моста. Ведущий вал главной передачи заднего моста задним концом опирается на один роликовый подшипник, установленный в расточке картера. Для циркуляции смазки около подшипника в горловине картера имеется канал. С торца подшипник закрыт крышкой. Остальные детали главной передачи среднего и заднего ведущих мостов аналогичны по устройству.
Картер главной передачи 3 (рис.4) крепится к балке моста болтами. Плоскость разъема уплотняется паронитовой прокладкой толщиной 0,8 мм. В полости картера устанавливаются пара цилиндрических с косыми зубьями шестерен. Ведущая коническая шестерня 13 установлена на шлицах ведущего проходного вала 15 (для среднего моста). Этот вал опирается на два конических роликовых подшипника 12 и 18, которые закрыты крышками, имеющими регулировочные прокладки 11 и 16. Выходные концы вала уплотняются самоподжимными сальниками, защищенными грязеотражательными кольцами. На концах проходного вала (для среднего моста) устанавливаются фланцы карданных шарниров 10, 17. Фланец 17 привода к заднему мосту меньше по размерам, чем фланец 10, на который подводится крутящий момент от межосевого дифференциала раздаточной коробки.
Промежуточный вал 9 главной передачи установлен на цилиндрическом роликовом 2 и двух конических роликовых подшипниках 6, смонтированных в стакане 5. Под фланец стакана и крышку подшипников поставлены регулировочные прокладки 7 и 8. Ведущая цилиндрическая шестерня 4 выполнена заодно с промежуточным валом, а ведомая коническая шестерня 1 напрессована на конец этого вала и дополнительно закреплена на нем шпонкой. Ведомая цилиндрическая шестерня 22 соединена с половинами (чашками) корпуса дифференциала, каждая из которых опирается на конический подшипник.
В главной передаче регулируют затяжку конических подшипников ведущей конической шестерни (КамАЗ-5320), подшипников ведущего проходного вала, 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 шестерен 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-5320 осуществляется подбором необходимой толщины двух регулировочных шайб (см. рис.2), которые устанавливаются между внутренним кольцом переднего подшипника и распорной втулкой. После установки регулировочных шайб гайка крепления затягивается моментом 240 Н-м (24 кгс"м). При затяжке необходимо проворачивать ведущую шестерню 20, чтобы ролики заняли правильное положение в обоймах подшипников.
Затем контргайку затягивают моментом 240-360 Н-м (24-36 кгс-м) и фиксируют. Величина преднатяга подшипников проверяется моментом, необходимым для проворачивания ведущей шестерни. При проверке момент сопротивления проворачиванию ведущей шестерни в подшипниках должен составлять 0,8-3,0 Н - м (0,08-0,30 кгс - 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.
Регулировка подшипников ведущей конической шестерни главной передачи заднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-5320 (см. рис.3) 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 (0,08-0,30 кгс-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 (24-36 кгс-м) и зашплинтовывают.
Конические роликовые подшипники (см. рис.2) промежуточного вала главной передачи автомобиля КамАЗ-5320 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 как при регулировке подшипников ведущей шестерни.
Регулировка преднатяга конических роликовых подшипников корпуса дифференциала осуществляется при помощи гаек 8. Преднатяг контролируют по величине деформации картера при затягивании регулировочных гаек. При регулировке предварительно затягивают болты крепления крышек 22 моментом 100-120 Н-м (10-12 кгс-см). 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 гаек 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 (25-32 кгс-м) и также стопорят.
При регулировке конических роликовых подшипников главной передачи и дифференциалов ведущих мостов автомобиля Урал 4320 главную передачу со снятыми дифференциалом и фланцами карданов устанавливают в приспособлении. Все конические роликовые подшипники главной передачи регулируют с преднатягом, так же как на автомобиле КамАЗ-5320. Регулировка подшипников 12, 18 (см. рис.4) ведущего проходного вала осуществляется изменением толщины набора регулировочных прокладок 11 и 16. При правильно отрегулированных подшипниках момент сопротивления проворачиванию ведущего проходного вала должен быть 1-2 Н-м (0,1-0,2 кгс-см). Болты крепления крышек подшипников надо затягивать моментом 60-80 Н-м (6-8 кгс-м).
Регулировка подшипников 6 промежуточного вала осуществляется изменением толщины набора регулировочных прокладок 8 под крышкой подшипников. Последовательным удалением прокладок выбирают зазор в подшипниках 6, 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 (0,04-0,08 кгс-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 подшипников 5 в комплект прокладок 7 и восстановить тем самым положение ведомой конической шестерни относительно ведущей. Затяжку болтов крышки подшипников проводить моментом 60-80 Н-м (6-8 кгс-м).
После регулировки подшипников ведущего проходного и промежуточного валов целесообразно проверить правильность зацепления конических шестерен "на краску". 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.
При регулировке подшипников корпуса дифференциала болты крепления крышек подшипников затягивают моментом 150 Н-м (15 кгс-м), затем, заворачивая гайки 24, 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 (25 кгс-м).
Главные передачи переднего и заднего мостов отличаются от главной передач среднего моста приводными фланцами. На передний конец вала ведущей шестерни переднего моста устанавливаются втулка с крышкой, а на задний конец - фланец. Главная передача заднего моста имеет один фланец со стороны ведущей конической шестерни. На противоположном конце вала ведущей шестерни шлицы могут не выполняться.
Шестерни и подшипники главной передачи смазываются маслом, заливаемым в картер моста и картер главной передачи до уровня контрольного отверстия. Масло подхватывается шестернями, разбрызгивается и через роликовый подшипник попадает в полость конических шестерен картера главной передачи, откуда стекает в картер моста.
Регулярно контролируйте затяжку болтов крепления главной передачи к картеру моста. Ослабление затяжки болтов приводит к изгибу картера.
При регулировке главной передачи отрегулируйте предварительный натяг конических подшипников и проверьте пятно контакта в зацеплении конической пары шестерен главной передачи. Регулировочные работы выполняйте на снятой с автомобиля главной передачи. Величину натяга контролируйте моментом, необходимым, для поворота вала. Момент сопротивления повороту определяйте при помощи динамометра.
Замерять момент на валу необходимо при плавном проворачивании его в одну сторону и не менее чем после пяти полных оборотов. Следует иметь в виду, что неправильная регулировка подшипников может привести к разрушению не только самих подшипников, но и шестерен главной передачи.
1. Титунин Б.А. . Ремонт автомобилей КамАЗ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1991. - 320 с., ил.
2. Буралёв Ю.В. и др. Устройство, обслуживание и ремонт автомобилей КамАЗ: Учебник для сред. проф. -техн. училищ / Ю.В. Буралёв, О.А. Мортиров, Е.В. Клетенников. - М.: Высш. школа, 1979. - 256 с.
3. Барун В.Н., Азаматов Р.А., Машков Е.А. и др. Автомобили КамАЗ: Техническое обслуживание и ремонт. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. - 325 с., ил.25.
4. Руководство по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей КамАЗ-5320, - 53211, - 53212, - 53213, - 5410, - 54112, - 55111, - 55102. - М.: Третий Рим, 2000. - 240 с., ил.15.
5. 5. Медведков В.И., Билык С.Т., Чайковский И.П., Гришин Г.А. Автомобили КамАЗ - 5320. Учебное пособие. - М.: Издательство ДОСААФ СССР, 1981. - 323 с.
Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.
По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:
Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП .
В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.
Основная характеристика этого редуктора - передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д.
Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.
Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:
Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.
Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.
Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.
Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.
Схема коробки передач DSG
Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.
Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93…0,96 .
Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.
В центральной главной передаче (рисунок 2, г ) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста . Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.
В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д ) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 - в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.
Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы . Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен - солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста . Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.
При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста . В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.
Одинарная и двойная главная передача
Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.
Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума.
Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:
Главная передача служит для преобразования вращающего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса. Для получения достаточного тягового усилия на ведущих колесах вращающий момент двигателя даже на высшей передаче необходимо увеличивать. Как правило, ось коленчатого вала двигателя расположена под углом 90° к осям ведущих колес.
Передаточное число главных передач изучаемых ТС обычно находится в пределах 6-10. Главную передачу устанавливают как можно ближе к ведущим колесам, чтобы уменьшить нагрузки на агрегаты трансмиссии, расположенные между двигателем и главной передачей.
В настоящее время наиболее широкое распространение получили зубчатые главные передачи, которые в зависимости от числа дар шестерен, находящихся в зацеплении, подразделяются на одинарные (рис. а, б), имеющие одну пару шестерен, и двойные (рис. в, г), состоящие из двух пар шестерен.
Рис. Главные передачи:
а - одинарная коническая; б - одинарная гипоидная; в - двойная совмещенная; г - двойная разнесенная; 1 - ведущая коническая шестерня; 2 - ведомая коническая шестерня; 3 - ведущая цилиндрическая шестерня; 4 - ведомая цилиндрическая шестерня; с - смещение
Конические шестерни одинарных главных передач могут быть с прямыми или со спиральными зубьями. Применяются также одинарные главные передачи с гипоидным зацеплением, когда оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен не пересекаются в отличие от простой конической передачи. Смещение оси ведущей шестерни гипоидной передачи вверх позволяет увеличить дорожный просвет (клиренс) и проходимость машины, а смещение оси вниз позволяет снизить центр тяжести машины и повысить ее устойчивость.
У конических шестерен со спиральными зубьями прочность зубьев более высокая по сравнению с шестернями с прямыми зубьями. Кроме того, увеличение числа зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, делает работу шестерен более плавной и бесшумной, повышает их долговечность.
В главной передаче с гипоидным зацеплением зубья имеют специальный профиль, поэтому при одинаковых диаметрах ведомых шестерен и одном и том же передаточном числе диаметр ведущей шестерни гипоидной передачи больше, чем у простой конической, а это повышает прочность и долговечность гипоидной передачи, улучшает плавность зацепления ее шестерен и уменьшает шум при работе. Однако гипоидная передача более чувствительна к нарушению правильности зацепления и требует более точной регулировки. Кроме того, в гипоидной передаче при зацеплении происходит скольжение зубьев, сопровождающееся нагреванием. Следствием этого является разжижение и выдавливание смазки, приводящее к повышенному износу зубьев, для устранения которого необходимо использовать специальную смазку.
Двойные главные передачи обычно состоят из пары конических 2 и пары цилиндрических 3, 4 шестерен. На полноприводных колесных машинах применяются центральные главные передачи, когда обе пары шестерен располагаются в одном картере вместе с дифференциалом, и разнесенные главные передачи, когда коническая пара расположена в одном картере с дифференциалом, а цилиндрическая пара (колесная передача) - внутри ведущего колеса. Использование разнесенной главной передачи позволяет снизить нагрузки на детали дифференциала и полуоси, а также уменьшить размеры средней части ведущего моста, что способствует увеличению дорожного просвета и повышению проходимости машины.
У быстроходных гусеничных машин коническая пара главной передачи обычно располагается перед коробкой передач в одном с ней картере, а цилиндрическая пара (бортовая передача) - около ведущего колеса гусеничного движителя. На некоторых транспортных машинах применяются бортовые (колесные) передачи с двумя парами цилиндрических шестерен или планетарные передачи.
Трансмиссия в конструкции авто обеспечивает изменение и передачу вращения от силовой установки на ведущие колеса. Эта составная часть включает в себя ряд узлов, среди которых и главная передача автомобиля.
Основная задача этого элемента сводится к изменению крутящего момента перед подачей его на привод колес. То же делает и коробка передач, но у неё существует возможность изменения передаточных чисел за счет ввода в зацепление тех или иных шестерен. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля КПП, на выходе из нее крутящий момент небольшой, а скорость вращения выходного вала – высокая. Если передать вращение напрямую на ведущие колеса, то возникшая нагрузка «задавит» двигатель. В общем, авто просто не сможет сдвинуться с места.
Главная передача автомобиля обеспечивает повышение крутящего момента и снижение скорости вращения. Но в отличие от КПП передаточное число у нее фиксированное.
Расположение главной передачи на примере обычной МКПП
Представляет собой эта передача на легковом авто обычный шестеренчатый одноступенчатый редуктор постоянного зацепления, состоящий из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня небольшая по размерам и связана она с выходным валом КПП, то есть вращение подается на нее. Ведомая же шестерня значительно больше по размерам и получаемое вращение она подает на приводные валы колес.
Передаточное число является соотношением количества зубьев шестерен редуктора. Для легковых авто этот параметр находится в диапазоне 3,5-4,5, а для грузовиков он достигает 5-7.
Чем больше передаточное число (больше количество зубьев ведомой шестерни относительно ведущей), тем выше крутящий момент, подаваемый на колеса. При этом тяговое усилие будет больше, но максимальная скорость ниже.
Передаточное число главное передачи подбирается исходя из эксплуатационных показателей силовой установки, а также других узлов трансмиссии.
Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Этот редуктор может быть, как отдельным узлом, установленным в своем картере (заднеприводные модели), так и входить в конструкцию КПП (авто с передним приводом).
Главная передача в заднеприводном автомобиле
Что касается некоторых полноприводных авто, то у них может использоваться разная компоновка. Если в таком автомобиле расположение силовой установки – поперечное, то главная передача передней оси входит в конструкцию КПП, а задней располагается в отдельном картере. У автомобиля с продольной компоновкой главные передачи на обоих осях отделены от КПП и раздаточной коробки.
В моделях с отделенной главной передачей, этот редуктор выполняет еще одну задачу – изменяет угол направления вращения на 90 град. То есть выходной вал КПП и приводные валы колес имеют перпендикулярное расположение.
Расположение главной передачи передней оси Audi
В переднеприводных моделях, где главная передача входит в конструкцию КПП, указанные валы имеют параллельное расположение, поскольку менять угол направления не нужно.
В ряде грузовых авто применяются двухступенчатые редукторы. Примечательно, что их конструкция может быть разной, но наибольшее распространение получила так называемая разнесенная компоновка, в которой используется один центральный редуктор и два колесных (бортовых). Такая конструкция позволяет существенно повысить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.
Особенность работы редуктора сводится к тому, что он равномерно разделяет вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении такое условие является нормальным. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо изменение скорости вращения каждого из них. Это входит в задачу дифференциала, используемого в конструкции трансмиссии (он устанавливается на ведомой шестерне). В результате главная передача подает вращение на приводные валы не напрямую, а через дифференциал.
Основной характеристикой главных передач является тип шестерен и вид зацепления зубьев между ними. На авто используются такие типы редукторов:
Випы главных передач
Цилиндрические шестерни применяются в главных передачах переднеприводных авто. Отсутствие надобности в изменении направления вращения и позволяет использовать такой редуктор. Зубья на шестернях – косые или шевронные.
Передаточное число для таких редукторов находится в диапазоне 3,5-4,2. Большее передаточное число не используется, поскольку для этого необходимо повышать размеры шестеренок, что сопровождается увеличением шумности работы передачи.
Коническая, гипоидная и червячная передачи используются там, где необходимо не только изменение передаточного числа, а и изменение направления вращения.
Конические редукторы применяются обычно на грузовых авто. Их особенность сводится к тому, что оси шестеренок перекрещиваются, то есть находятся на одном уровне. В таких передачах используются зубья косой или криволинейной формы. На легковых авто этот тип редуктора не используется из-за значительных габаритных размеров и повышенной шумности.
На заднеприводных легковушках чаще всего применяется иной тип – гипоидный. Его особенность сводится к тому, что оси шестерен смещены. За счет расположения ведущей шестерни ниже относительно оси ведомой, удается уменьшить габариты редуктора. При этом этот тип передачи характеризуется повышенной устойчивостью к нагрузкам, а также плавностью и бесшумностью работы.
Червячные передачи – наименее распространенные и на авто практически не используются. Основная причина этого – сложность и дороговизна изготовления составных элементов.
Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:
Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.
Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.
Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.
Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.
Схема коробки передач DSG
Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.
