Системы питания двигателей 13 страница

12 3 4 5 6 7 8 9

Рис. 4.62. Карданная передача легковых автомобилей ГАЗ:

/ — коробка передач; 2 — вторичный вал; 3, 4, 1,9 — вилки; 5 — карданный вал; 6 — балансировочная пластина; 8 — крестовина; 10 — игольчатый подшипник.

Рис. 4.63. Карданная передача грузовых автомобилей ЗИЛ ограниченной

проходимости:

1.6— карданные валы; 2— втулка; 3 — промежуточная опора; 4 — кронштейн; 5— карданный шарнир; 7— обойма; 8 — подшипник; 9— крышка; 10— ком­пенсирующее устройство

с валом главной передачи заднего ведущего моста. Для уменьше­ния вибраций карданной передачи, возникающих при движении автомобиля, к карданному валу привариваются в определенных местах балансировочные пластины 6, уменьшающие его дисба­ланс.

Карданная передача грузовых автомобилей ЗИЛ ограниченной проходимости показана на рис. 4.63. Карданная передача двухваль-ная, трехшарнирная, с карданными шарнирами неравных угло­вых скоростей. Передача включает основной 6 и промежуточный / карданные валы, соединенные между собой, с коробкой передач и задним мостом карданными шарнирами 5, промежуточную опо­ру 3 и компенсирующее устройство 10. Промежуточная опора пред­ставляет собой шариковый подшипник 8, установленный на про­межуточном карданном валу. Подшипник закрыт двумя крышка­ми 9 с войлочными манжетами и находится в упругой резиновой обойме 7, которая размещена в кронштейне 4, закрепленном на раме автомобиля. Резиновая обойма подшипника уменьшает виб­рации и исключает возникновение в промежуточном карданном налу нагрузок, обусловленных неточностью монтажа опоры и де­формациями рамы автомобиля.

Компенсирующее устройство 10 карданной передачи представ­ляет собой подвижное в осевом направлении соединение. Оно со­стоит из шлицевой втулки 2, приваренной к промежуточному карданному валу, и шлицевого наконечника вилки карданного Шарнира 5, соединяющего карданные валы. Компенсирующее ус­тройство смазывается при сборке и уплотняется войлочной ман­жетой, а также защищается резиновым гофрированным чехлом.

На рис. 4.64 показана карданная передача легковых автомоби­лей ВАЗ.

а

Рис. 4.64. Карданная передача легковых автомобилей ВАЗ: а - общий вид; б- эластичная муфта; в - карданный шарнир и промежуточна* опора; / - муфта; 2 - кронштейн; 3, 7 - карданные валы; 4 - промежуточная.-_опора; 5 - поперечина; 6 — карданный шарнир; 8, 9 - фланцы; 10, IV манжеты; //- наконечник; 12- пробка; 13- гайка; 14- вал; 15- подушка., /5, 20— вилки; 17- стопорное кольцо; 18, 22- подшипники; 21 - крестовин»

Карданная передача состоит из переднего 3 и заднего 7 кар­данных валов, двух карданных шарниров 6, эластичной муфты / и промежуточной опоры 4. Резиновая эластичная муфта соединяет вторичный вал коробки передач с передним карданным валом. Передний фланец 8 муфты установлен на шлицах вторичного вала 14 коробки передач и закреплен на нем гайкой 13, а задний фланец 9 муфты — на шлицах наконечника 11 переднего кардан­ного вала. Шлицевое соединение наконечника и фланца компен­сирует изменение длины карданной передачи при движении ав­томобиля. Оно смазывается через резьбовое отверстие с пробкой 12 и защищено манжетой 10. Передний Зи задний 7карданные валы изготовлены из тонкостенной стальной трубы. У переднего кар­данного вала с обоих концов приварены шлицевые наконечники, а у заднего карданного вала — вилки карданных шарниров. Зад­ний наконечник переднего карданного вала установлен в шари­ковом подшипнике 22, размещенном в стальном корпусе, кото­рый завулканизирован в резиновой подушке промежуточной опо­ры 4. Резиновая подушка 15 привулканизирована к кронштейну промежуточной опоры, который крепится к поперечине 5, свя­занной с полом кузова автомобиля. Форма резиновой подушки обеспечивает переднему карданному валу некоторое осевое пере­мещение в промежуточной опоре. Резиновая подушка поглощает также вибрации карданной передачи, возникающие при ее рабо­те. На шлицах заднего наконечника переднего карданного вала закреплена вилка 16 карданного шарнира 6. Под передним кар­данным валом установлен кронштейн безопасности 2, исключаю­щий падение вала при разрушении эластичной муфты / и тем самым повышающий безопасность движения автомобиля. Задний карданный вал 7 соединяется с передним карданным валом и с ведущей шестерней главной передачи с помощью карданных шарниров 6. Карданный шарнир состоит из двух вилок 16 и 20, крестовины 21, игольчатых подшипников 18, а также манжет 19 и стопорных колец /7деталей игольчатых подшипников. Подшип­ники крестовины смазываются при сборке и во время эксплуатации не требуют дополнительного смазывания.

На рис. 4.65 показана карданная передача легкового автомоби­ля повышенной проходимости с колесной формулой 4x4. Кар­данная передача многовальная, многошарнирная, с карданными шарнирами неравных угловых скоростей.

Карданная передача состоит из промежуточного, переднего, заднего карданных валов и карданных шарниров.

Промежуточный карданный вал соединяет вторичный вал ко­робки передач с ведущим валом раздаточной коробки. Фланец-вил­ка 4 промежуточного вала (рис. 4.65, а) через крестовину 5, игольча­тые подшипники 7 со стопорными кольцами 6 и фланец-вилку 8 ^с°единен с ведущим валом раздаточной коробки. К фланцу-вил-

Передний и задний карданные валы соединяют валы привода переднего и заднего мостов раздаточной коробки с ведущими ва­лами этих мостов. Каждый карданный вал 16 (рис. 4.65, б) изго­товлен из тонкостенной стальной трубы, с одного конца которой приварена вилка /7 карданного шарнира, а с другого конца — шлице вой наконечник 18. На наконечнике устанавливается сколь­зящая вилка 13 карданного шарнира. Шлицевое соединение нако­нечника 18 и вилки 13 позволяет компенсировать изменение дли­ны карданной передачи при перемещении ведущего моста во вре­мя движения автомобиля. Оно смазывается через резьбовое отвер­стие с пробкой 19 и защищено манжетой 14 с обоймой 15.

Карданный шарнир передает вращение с одного вата на дру­гой при изменяющемся угле между валами. Карданный шарнир состоит из двух вилок 10 и 13, соединенных между собой кресто­виной 20. На шипах крестовины установлены игольчатые подшип­ники 12, которые уплотняются манжетами 21 и фиксируются в отверстиях вилок стопорными кольцами 11. Подшипники смазы­ваются только при сборке карданного шарнира и в процессе экс­плуатации не требуют смазывания.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение карданной передачи?

2. Перечислите основные части карданной передачи. Для чего необхо­димо в карданной передаче подвижное шлицевое соединение?

3. Где применяются в трансмиссии автомобилей карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей?

Рис. 4.65. Карданная передача автомобилей ВАЗ повышенной проходимости:

а — промежуточный карданный вал и его детали; б — карданный вал; / — муф-:

та; 2 — шайба; 3 — болт; 4, 8 — фланцы-вилки; 5, 20 — крестовины; 6, 11 —

кольца; 7, 12 — подшипники; 9— втулка; 10, 13, 17 — вилки; 14, 21 — манжеты;:

15 — обойма; 16 — вал; 18 — наконечник; 19— пробка

ке 4 крепится тремя болтами 3 резиновая эластичная муфта 7,_: которая в свою очередь тремя болтами прикреплена к фланцу установленному на конце вторичного вала коробки передач. Н болтах установлены шайбы 2 для балансировки вала. Взаимное цен. трирование фланца-вилки 4 и вторичного вала коробки переда" обеспечивается втулкой 9, в которую входит центрирующее кольцо закрепленное на вторичном валу. Эластичная муфта / позволяв передавать крутящий момент при незначительных изменениях утл между валами коробки передач и раздаточной коробки, предо храняет детали трансмиссии от динамических ударов и снижае шум и вибрации карданной передачи при работе.

Мосты

Назначение и типы. Мостами автомобиля называются метал­лические балки с колесами. Мосты служат для установки колес и поддерживания несущей системы автомобиля (рамы, кузова). На автомобилях применяются различные типы мостов (рис. 4.66).

Ведущим называется мост с ведущими колесами, к которым подводится крутящий момент двигателя. На автомобилях ведущими мостами могут быть только передний, только средний и задний или одновременно все мосты. Наибольшее распространение полу­чили задние ведущие мосты на автомобилях ограниченной прохо­димости с колесной формулой 4x2 и предназначенные для экс­плуатации на дорогах с твердым покрытием и сухих грунтовых Дорогах.

Управляемым называется мост с ведомыми управляемыми ко-лесами, к которым не подводится крутящий момент двигателя. Управляемыми на большинстве автомобилей являются передние

'МОСТЫ.

12 3 4 5

По способу изготовления балки моста —|

Мосты

По типу устанавливаемых колес

I— По расположению на автомобиле

Ведущие

Передние

Управляемые

Задние

Комбинированные

Промежуточные

Поддерживающие

Рис. 4.66. Типы мостов автомобилей, классифицированных по различ­ным признакам

Комбинированным называется мост с ведущими и управляемыми одновременно колесами. Комбинированные мосты применяются в качестве передних мостов в переднеприводных легковых авто­мобилях ограниченной проходимости, в полноприводных авто­мобилях повышенной проходимости и на автомобилях высокой проходимости, предназначенных для эксплуатации в тяжелых до­рожных условиях.

Поддерживающим называется мост с ведомыми колесами, ко­торые не являются ни ведущими, ни управляемыми. Наибольшее применение поддерживающие мосты получили на прицепах и полуприцепах. Они применяются также на многоосных грузовых автомобилях и в качестве задних мостов на переднеприводных лег­ковых автомобилях.

Ведущий мост. Этот мост представляет собой жесткую пустоте­лую балку, на концах которой на подшипниках установлены сту­пицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси.

На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рис. 4.67).

Картер разъемного ведущего моста (рис. 4.68, а) обычно отли­вают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых за-

Ведущие мосты

По конструкции балки моста

Штампосварные

Разъемные

Литые

Неразъемные

Рис. 4.67. Типы ведущих мостов, классифицированных по различным

признакам

Рис. 4.68. Ведущие мосты:

а — разъемный; б, в — неразъемные; 1 — кожух; 2, 3 — части картера; 4 — площадка; 5, <5, 12 — фланцы; 7 — чашка; #, 10 — кронштейны; 9, 13 — балки;

11 — труба

прессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи / полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомоби­лях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Картер неразъемного штампосварного ведущего моста (рис. 4.68, б) выполняется в виде цельной балки 9 с развитой цент­ральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена Для крепления с одной стороны картера главной передачи и диф­ференциала, а с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески колес, фланцы 6 Для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронш­тейны 8 и /Укрепления деталей подвески. Неразъемные штампо-

сварные ведушие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъ­емности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшие массу и стоимость изготовления.

Неразъемный литой ведущий мост (рис. 4.68, в) изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из леги­рованной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тор­мозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получи­ли применение на грузовых автомобилях большой грузоподъем­ности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры.

Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные мосты, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Главная передача. Шестеренный механизм, повышающий пе­редаточное число трансмиссии автомобиля, называется главной передачей.

Главная передача служит для постоянного увеличения крутя­щего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.

Главная передача обеспечивает максимальную скорость дви­жения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с ее передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомоби­ля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина пе­редаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5... 9,0 у грузовых автомобилей и 3,5... 5,5 у легковых автомобилей.

На автомобилях применяются различные типы главных пере­дач (рис. 4.69).

Одинарные главные передачи. Эти передачи состоят из одной пары шестерен.

Главная передача

Двойная

Одинарная

Центральная

Цилиндрическая

Разнесенная

Коническая

Цилиндрическая главная передача применяется в переднепри­водных легковых автомобилях при поперечном расположении дви­гателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеп­лением (см. рис. 4.35). Ее передаточное число равно 3,5...4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не ме­нее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.

Коническая главная передача (рис. 4.70, а) применяется на лег­ковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней гру­зоподъемности. Оси ведущей / и ведомой 2 шестерен в кониче­ской главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической главной передачи со спиральным зубом 0,97...0,98. Передаточные числа конических главных передач 3,5...4,5 у легковых автомоби­лей и 5... 7 у грузовых автомобилей и автобусов.

Гипоидная

Рис. 4.70. Главные передачи:

Червячная

Рис. 4.69. Типы главных передач

«. б, в — одинарные; г, д — двойные; е — редуктор; / — ведущая шестерня; 2 — 1'едомая шестерня; 3 — червяк; 4 — червячная шестерня; 5 — конические шес­терни; 6~ цилиндрические шестерни; 7— полуось; 8 — солнечная шестерня; 9 — сателлит; 10 — ось; // — коронная шестерня; / — гипоидное смещение

Гипоидная главная передача (рис. 4.70, б) имеет широкое при­менение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением /. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднепривод­ных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная пере­дача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях. Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей 3,5...4,5, а грузовых автомобилей и автобусов 5...7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритная и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96...0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется воз­можность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повышенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующими на зубьях шестерен прочную масляную пленку.

Червячная главная передача (рис. 4.70, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка 3 относительно червячной шестерни 4, имеет передаточное число 4...5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных мно­гоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами чер­вячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные дина­мические нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9...0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым ма­териалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные главные передачи. 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 передане (рис. 4.70, г) коническая и ци­линдрическая нары 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 (рис. 4.70, 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 7через 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 (рис. 4.70, е) состоит из прямозубых шестерен — солнечной <?, коронной // 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 ведущих колес передается через дифференциал полуоси 7, сол­нечные шестерни <?, сателлиты 9 и коронные шестерни //.

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.

Дифференциал. Механизм трансмиссии, распределяющий крутя­щий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мо­стами автомобиля, называется дифференциалом. Дифференциал слу­жит для обеспечения ведущим колесам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.

Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим раз­ный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повы­сится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них при­меняются различные типы дифференциалов (рис. 4.71).

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распределяет крутящий момент дви­гателя между ведущими мостами автомобиля, называется меж­осевым.

Дифференциал

По конструкции

По внутреннему трению

По расположе­нию в трансмиссии

_ I Но распределению

Шестеренный

I \крутят.его момента

Малого трения

Кулачковый

Симметричный

Повышенного трения

Межколесный

Червячный

Несимметрич ный

Межосевой

Рис. 4.71. Типы дифференциалов, классифицированных по различным

признакам

На большинстве автомобилей применяются конические диф­ференциалы, симметричные и малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (и_Л= 1), т.е. полу­осевые шестерни 3 и 4 (рис. 4.72, а, 6) имеют одинаковые диа­метры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.

Несимметричный дифференциал распределяет не поровну кру­тящий момент. Его передаточное число не равно единице, но по­стоянно (ы_д * 1 = сопи), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорциональ­но нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рис. 4.72, а) состоит из корпуса /, сателлитов 2, полуосевых ше­стерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колеса­ми автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закреп­ленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также за­крепленной в корпусе дифференциала. Работу дифференциала при

движении автомобиля поясняет рис. 4.73. При прямолинейном дви­жении автомобиля по ровной дороге (рис. 4.73, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скорос­тью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шес­терни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутя­щие моменты.

При повороте автомобиля (рис. 4.73, б) внутреннее по отно­шению к центру поворота колесо встречает большее сопротивле­ние движению, чем наружное колесо, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внут­реннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоро­стями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие коле­са также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им раз­ную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксо­вания.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом кру­тящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьша­ется и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются. Особенно это проявляется, когда одно

Рис. 4.72. Кинематические схемы шестеренных дифференциалов:

о, б — симметричных; в, г — несимметричных; / ~- корпус; 2 — сателлит: 3, 4 —

шестерни

Рис. 4.73. Работа дифференциала при движении автомобиля:

о — по прямой; 6 — на повороте; 1,4— шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит;

5 — полуось

6 7

из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то авто­мобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.