Что такое главная передача в автомобиле

Главная передача и дифференциал

Главная передача. Главная передача служит для увеличения подводимого к ней крутящего момента и передачи его через дифференциал на полуоси, расположенные под прямым углом к продольной оси автомобиля.

Конструктивно главные передачи представляют собой зубчатые или червячные редукторы, последние из-за сравнительно малого к. п. д. широкого распространения не получили. На автомобилях в основном применяют зубчатые главные передачи, которые делятся на одинарные и двойные.

Передаточное число главной передачи в основном зависит от быстроходности, мощности двигателя, массы и назначения автомобиля. Для большинства современных автомобилей оно находится в пределах 4—9.

Для легковых автомобилей обычно применяют одинарную главную передачу, для грузовых автомобилей как одинарную, так и двойную.

Одинарная главная передача (рис. 14.29, а) состоит из одной пары конических зубчатых колес со спиральными зубьями.

В такой передаче крутящий момент передается от карданной передачи на ведущую коническую шестерню, а от нее — на ведомое колесо, которое через специальный механизм (дифференциал) и полуоси передает вращение на ведущие колеса автомобиля. Оси зубчатых колес одинарных передач могут пересекаться или быть смещенными (рис. 14.

29, б); в последнем случае одинарная передача называется гипоидной. В такой главной передаче зубья шестерни и колесо имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие опустить ось конической шестерни на расстояние С, равное 30-42 мм.

При применении главной передачи с гипоидным зацеплением зубчатых колес карданную передачу и пол кузова можно разместить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля, что улучшает его устойчивость.

Кроме того, в гипоидной передаче одновременно в зацеплении находится большее число зубьев, чем в обычной конической передаче, в результате чего зубчатые колеса работают более надежно, плавно и бесшумно.

Однако при гипоидном зацеплении происходит продольное проскальзывание зубьев, сопровождающееся выделением теплоты в результате чего происходит разжижение и выдавливание масла с поверхности сопряженных зубьев, приводящее к их повышенному изнашиванию. Поэтому для гипоидных передач применяют специальные трасмиссионные масла с противо-износной присадкой.

Рис. 14.29. Схемы главных передач

Одинарные главные передачи со спиральными зубьями применяют на автомобилях семейства ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные -— на автомобилях ЗИЛ-133, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга», ВАЗ-2106 «Жигули» и др.

Двойные главные передачи конструктивно могут выполняться в одном картере — центральные (рис. 14.29, в) или каждая пара зубчатых колес располагается отдельно— разнесенные (рис. 14.29, г). В последнем случае главная передача состоит из двух отдельных механизмов: одинарной конической зубчатой передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и цилиндрических зубчатых передач — колесных редукторов.

Двойная центральная передача (см. рис. 14.29, в) состоит из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Цилиндрические шестерни имеют прямые или косые зубья, а конические— спиральные.

Крутящий момент передается от ведущей конической шестерни к ведомой, установленной на одном валу с цилиндрической шестерней, которая передает крутящий момент на цилиндрическую шестерню.

Двойная главная передача по сравнению с одинарной обладает более высокой механической прочностью и позволяет увеличить передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под балкой (картером) ведущего моста, что повышает проходимость автомобиля.

Двойные главные передачи применяют на автомобилях большой грузоподъемности и автобусах, на некоторых из них (автомобили МАЗ-5335, автобусы ЛиАЗ-677М) устанавливают разнесенную главную передачу (см. рис. 14.29, г).

Дифференциал. При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться медленнее, чем наружное.

Это необходимо для того, чтобы исключить при повороте пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное изнашивание шин, затрудняет управление автомобилем и увеличивает расход топлива.

Для обеспечения различной частоты вращения ведущих колес их крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях, связанных между собой межколесным дифференциалом, подводящим к полуосям крутящий момент от главной передачи.

Таким образом, дифференциал служит для распределения крутящего момента между ведущими колесами и позволяет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его движении на криволинейных участках дороги вращаться с различной частотой. Межколесный дифференциал бывает симметричным или несимметричным, соответственно распределяющим крутящий момент между полуосями поровну или непоровну. На автомобилях получили применение межколесные конические симметричные дифференциалы, межосевые конические и кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Конический симметричный дифференциал (рис. 14.30, а) представляет собой шестеренный механизм, смонтированный в главной передаче. Он состоит из двух конических зубчатых колес, шестерен-сателлитов и крестовины.

Ведомое колесо главной передачи жестко соединено с коробкой дифференциала, состоящей из двух чашек, между которыми крепится крестовина. Полуосевые зубчатые колеса установлены в коробке дифференциала на шлицах полуосей, соединенных с ведущими колесами автомобиля.

От ведущей шестерни главной передачи крутящий момент передается на ведомое колесо и коробку дифференциала, вместе с которой вращается крестовина с расположенными на ней шестернями-сателлитами.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба ведущих колеса испытывают одинаковые сопротивления качению и проходят одинаковые пути.

Поэтому сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной и коробкой дифференциала, сообщают зубчатым колесам одинаковую частоту вращения, а сами относительно своих осей не поворачиваются.

При этом сателлиты как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса, соединяя обе полуоси.

При движении автомобиля на повороте (рис. 14.30, б) его внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось (см. рис. 14.30, а) и полуосевое зубчатое колесо, связанные с внутренним колесом автомобиля, вращаются медленнее.

При этом шестерни-сателлиты, вращаясь на шипах крестовины, перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому колесу, в результате чего повышается частота вращения полуосевого зубчатого колеса и полуоси.

Таким образом, ведущие колеса автомобиля при повороте получают возможность проходить за одно и то же время различные пути без юза и пробуксовывания.

Рис. 14.30. Конический симметричный дифференциал

Основная особенность любого симметричного дифференциала — поровну распределять крутящий момент между ведущими колесами. Эта особенность в некоторых случаях оказывает отрицательное влияние при преодолении автомобилем труднопроходимых участков дороги.

В случае попадания одного из колес автомобиля, например левого, на скользкое покрытие дороги (лед, мокрый грунт и т. п.) крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой.

Такой же крутящий момент действует и на правое колесо, хотя оно находится на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарный момент будет недостаточен для движения автомобиля, то последний не сможет тронуться с места.

В этом случае левое колесо будет буксовать, а правое оставаться практически неподвижным.

Межосевой конический дифференциал устанавливают на автомобилях повышенной проходимости с колесными формулами 6X4 и 6X6, ведущие мосты которых могут работать в различных условиях сцепления колес с дорогой.

В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЭ-5320. Картер (рис. 14.31, а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста. Коробка 3 дифференциала состоит из двух чашек, соединяемых болтами.

Передняя чашка имеет хвостовик, который опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец, связывающий дифференциал с карданной передачей.

Внутри коробки размещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, коническое зубчатое колесо привода заднего моста и колесо привода промежуточного моста.

Зубчатое колесо при помощи шлицев жестко соединяется с ведущей шестерней главной передачи промежуточного моста, а колесо — со шлицованным концом проходного вала привода заднего моста. Зубчатое колесо имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта и муфта блокировки дифференциала.

Блокировка осуществляется при помощи механизма, который трубопроводами связан с пневматическим краном управления, размещенным на щитке приборов в кабине автомобиля.

Для включения блокировки водитель открывает кран управления, и сжатый воздух поступает в полость между крышкой и мембраной (рис. 14.31, б), которая, прогибаясь, перемещает вперед при помощи пружины стака и ползун, преодолевая сопротивление возвратной пружины.

При этом замыкаются контакты микровыключателя (см. рис. 14.31, а), включающие контрольную лампу на щитке приборов.

Вместе с ползуном перемещается и укрепленная на нем вилка, которая вводит муфту в зацепление с зубчатым венцом на корпусе дифференциала.

В этом случае колесо привода среднего моста и коробка дифференциала оказываются жестко соединенными, тем, самым дифференциал принудительно блокируется и зубчатые колеса привода мостов вращаются с одинаковой частотой. При разблокировке дифференциала кран управления закрывается.

При этом полость за мембраной механизма блокировки соединяется с атмосферой. В результате этого под давлением возвратной пружины (см. рис. 14.31, б) мембрана и ползун с вилкой (см. рис. 14.31, а) перемещаются вправо, возвращая одновременно муфту блокировки в исходное положение.

Рис. 14.31. Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЭ-5320

Кулачковый дифференциал повышенного трения (рис. 14.32) за счет дополнительных сил трения (в результате самоблокировки) передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее, что уменьшает возможность его пробуксовывания и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса.

Картер кулачкового механизма состоит из двух половин, соединенных болтами вместе с ведомым зубчатым колесом и опирающихся на конические роликоподшипники. Правой половиной дифференциала является его чашка, а левой — сепаратор.

В сепараторе расположены два ряда радиальных отверстий (по 12 отверстий в каждом ряду), в которых размещены сухари, установленные между внутренней и наружной звездочками, при помощи шлицев соединенными с полуосями.

Внешняя поверхность внутренней звездочки по окружности имеет два ряда кулачков (по шесть кулачков в каждом ряду), а внутренняя поверхность наружной звездочки имеет один ряд кулачков. Крутящий момент от ведомого колеса передается сепаратору, а от него через сухари — на кулачки звездочек и затем на полуоси.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сопротивление движению обоих колес одинаково и звездочки вращаются с одинаковой частотой.

При движении автомобиля по скользкой дороге в случае, когда одно колесо испытывает большее сопротивление, чем другое, сепаратор дифференциала прижимает сухари к кулачкам наружной и внутренней звездочек.

В результате самоблокировки дифференциала возникает сила трения, которая на отстающей звездочке направлена в сторону вращения, а на забегающей — против вращения. При этом крутящий момент распределяется между звездочками неодинаково: на отстающей он будет больше на величину момента сил трения, на забегающей — меньше на ту же величину.

Рис. 14.32. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66-11

Из-за наличия сил трения происходит перераспределение момента между колесами.

Наряду с этим в результате повышенного трения между сухарями и звездочками требуется значительное усилие для изменения частоты вращения одной звездочки относительно другой, что может произойти только при сравнительно большой разнице между дорожными сопротивлениями правого и левого колес.

Поэтому у автомобилей с такими дифференциалами при пробуксовывании одного колеса полная остановка другого колеса будет происходить значительно реже по сравнению с автомобилями, имеющими конический симметричный дифференциал.

На автомобилях ГАЗ-66-11 кулачковый самоблокирующийся дифференциал устанавливается также и в главной передаче переднего ведущего моста, что обеспечивает эффективную эксплуатацию этих автомобилей в тяжелых дорожных условиях.

Вышеописанные главные передачи с дифференциалами являются составными частями ведущих мостов, поэтому их работа и взаимодействие с деталями узлов привода колес рассмотрены ниже на примерах ведущих мостов конкретных автомобилей.

Читать далее: Ведущие мосты и колесная передача

– Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Что такое передаточное число? – Автоцентр.ua

Полезные советы

Что такое передаточное число КПП и главной передачи?Сергей Крововяз, г. Кировоград

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

Передаточное число – одна из основных характеристик зубчатых передач, которые обеспечивают передачу крутящего момента от двигателя на привод какого-либо другого устройства (узла). При этом данный механизм позволяет увеличивать или уменьшать величину передаваемого момента.

Например, изменяя число зубцов на обеих шестернях, можно увеличивать или уменьшать передаваемый от двигателя к «потребителю» крутящий момент. В обычных автомобилях момент, передаваемый от двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам через КПП (кроме 4-й, 5-й и 6-й передач) и редуктор ведущего моста, увеличивается.

Во многих внедорожниках величину передаваемого момента дополнительно изменяет раздаточная коробка с пониженным рядом передач.

Величина передаточного числа в КПП и редукторе влияет на такие характеристики как разгонная динамика и максимальная скорость автомобиля.

Применительно к ступеням КПП с разными передаточными числами это выглядит так: чем больше данное число, тем «короче» и «тяговитее» передача, то есть мотор при разгоне быстрее раскручивается до максимальных оборотов, а машина интенсивнее ускоряется.

Правда, при этом снижается максимальная скорость на данной передаче. Следовательно, возникает необходимость в более частом переключении.

На разгонную динамику в такой же степени влияет и передаточное число главной пары редуктора. Чем оно выше, тем автомобиль динамичнее, лучше тянет на всех передачах, но максимальная скорость при этом ниже.

Уменьшая передаточное число, повышают максимальную скорость (если у двигателя есть так называемый запас мощности), но проигрывают в разгонной динамике авто.

Например, установка главной пары 4,1 или 4,3 вместо 3,9 делает ВАЗ-2107 болеединамичным, но менее скоростным.

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

Подготовили Юрий Дацык, Сергей Иванов
Фото фирм-производителей

Главная передача и дифференциал – назначение, устройство и типы

Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам.

Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.

Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами.

Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым.

Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес.

Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.

Примечание
Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.

 Устройство главной передачи

Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).

Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.

Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).

Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S».

Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении.

Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.

Примечание
Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.

Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.

Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.

Дифференциал

 Назначение дифференциала

Дифференциал позволяет катиться правому и левому ведущим колесам с различным числом оборотов при поворотах автомобиля и при движении по неровностям дороги.

При движении автомобиля на повороте (как показано на рисунке 5.

35) внутреннее ведущее колесо его проходит меньший путь, чем наружное, и, для того чтобы обеспечить качение без буксования, оно должно вращаться медленнее, чем наружное колесо.

Для того чтобы колеса могли вращаться с разным числом оборотов, их подсоединяют через приводные валы к дифференциалу, а уже дифференциал жестко связан с ведомым колесом главной передачи.

 Принцип работы дифференциала

Дифференциал состоит из (смотрите рисунок 5.33) полуосевых шестерен, сателлитов, оси сателлитов (которая может быть крестовидной, если сателлитов четыре) и корпуса. Полуосевые конические шестерни закреплены на внутренних концах полуосей, на наружных концах которых крепятся ведущие колеса. Сателлиты, представляющие собой малые конические шестерни, посажены свободно на оси.

Рисунок 5.x Схема работы дифференциала.

При движении автомобиля на повороте, внутреннее колесо проходит меньший путь и вследствие сцепления с дорогой начинает вращаться медленнее.

При этом сателлиты, вращаясь, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне внутреннего колеса.

В результате сателлиты начинают вращаться около своих осей, увеличивая число оборотов второй полуосевой шестерни и наружного колеса соответственно.

Примечание
При наличии дифференциала между количеством оборотов колес существует определенная зависимость, при которой сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т. е.

при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса на столько же увеличивается. При неподвижной коробке дифференциала, если вращается одно из колес, другое колесо будет вращаться в обратную сторону.

Однако работа дифференциала и результат положителен только в случае сухой дороги. В определенных условиях дифференциал может отрицательно повлиять на движение автомобиля.

Так, при попадании одного из колес на скользкое место (лед, грязь) колесо из-за недостаточного сцепления с дорогой начинает буксовать. При значительном ухудшении сцепления буксующего колеса с дорогой тяговое усилие на нем становится очень низким.

При этом второе колесо, имеющее достаточное сцепление с дорогой, останавливается, так как вследствие свойства дифференциала распределять усилие между колесами поровну тяговое усилие на втором колесе также становится очень малым и недостаточным для движения автомобиля.

Буксующее колесо вращается при этом с удвоенным числом оборотов, и автомобиль полностью останавливается.

Разновидности дифференциалов

Дифференциалы могут быть симметричными и не симметричными, а так же свободными или с возможностью блокировки.

Примечание
Дифференциал, распределяющий тягу от двигателя поровну между колесами или между осями, называется симметричным. Если же дифференциал межосевой (делит тягу от двигателя в полноприводном автомобиле между передней и задней осью), он может быть несимметричным, то есть на одну из осей передавать меньше тяги, чем на другую.

Если симметричное распределение не всегда играет на руку управляемости или проходимости автомобиля, значит эту проблему необходимо решить. Есть два пути:

1. Установить в главную передачу дифференциал с возможностью его блокировки.

Так появились дифференциалы с блокировкой. Процесс блокировки может быть отдан на откуп механическому приводу с выведением рычага управления в салон автомобиля или же передан в ведение электроники и может быть автоматическим полностью или же с управлением при помощи контроллеров в салоне автомобиля.

2. Установить дифференциал повышенного трения, который при усложнившихся дорожных ситуациях просто-напросто не позволит всей тяге «уйти» на колесо, потерявшее сцепление с поверхностью.

Устройство автомобилей



Главная передача является важным элементом трансмиссии всех современных автомобилей.

Она обеспечивает изменение величины и направления крутящего момента, передаваемого от предыдущего элемента трансмиссии к колесам.

Обычно главная передача автомобиля представляет собой понижающую зубчатую передачу (с цилиндрическими или коническими зубчатыми колесами), увеличивая тяговую силу и уменьшая частоту вращения на выходном валу.

В зависимости от силовой компоновки автомобиля главная передача может изменять одновременно величину и направление крутящего момента или изменять только его величину.

Последние применяются в легковых автомобилях с передним приводом, имеющих поперечное расположение двигателя; в этом случае изменение направления передаваемого крутящего момента не требуется.

Во всех других случаях главная передача автомобиля включает пару конических зубчатых колес, изменяющих направление передаваемого крутящего момента под углом 90˚.

Передаточное число главной передачи может варьировать в пределах от 4 до 9 в зависимости от назначения автомобиля, его массы, мощности и технических параметров таких элементов трансмиссии, как коробка перемены передач и дополнительная коробка передач.

Благодаря изменению частоты вращения и крутящего момента главная передача обеспечивает согласование скоростной характеристики двигателя с тягово-динамической характеристикой автомобиля, исходя из условий максимальной скорости, максимального тягового усилия на ведущих колесах, а также обеспечения топливной экономичности.

Кроме того, она способствует снижению нагрузки на другие механизмы и агрегаты трансмиссии, расположенные до главной передачи, что позволяет уменьшить их массу и габаритные размеры.

Если бы главная передача автомобиля не обеспечивала увеличение крутящего момента, пришлось бы применять более массивную и громоздкую коробку передач, уделять внимание повышению прочности и жесткости карданной передачи и т. п.

Конструктивно главная передача представляет собой зубчатый редуктор, состоящий из одной или двух пар зубчатых колес, помещенных в картер, который у главных передач, размещенных в ведущем мосту автомобиля, выполняется полузакрытым, т. е.

картер моста одновременно выполняет и функции части картера главной передачи. Такая конструкция получила наибольшее распространение благодаря своей простоте и дешевизне.

Однако для такой конструкции характерны большие неподрессоренные массы, что приводит к увеличению нагрузки на элементы подвески и негативно сказывается на плавности хода автомобиля.



На автомобилях с разрезными мостами картер главной передачи устанавливается на раме, в результате чего масса неподрессоренной части автомобиля снижается. У легковых автомобилей с передним приводом главная передача конструктивно объединена с коробкой перемены передач.

Главные передачи по числу, виду и расположению зубчатых колес подразделяют на одинарные (одноступенчатые), двойные (двухступенчатые), цилиндрические, конические, гипоидные, центральные и разнесенные (рис. 1).

Одинарные (одноступенчатые) главные передачи состоят из одной пары зубчатых колес, причем могут применяться различные типы зубчатых зацеплений (цилиндрические, конические, гипоидные и т. п.).

В двойных (двухступенчатых) главных передачах используется две пары зубчатых колес, из которых одна – коническая (или гипоидная), а вторая – цилиндрическая.

Разнесенные главные передачи выполняются в виде раздельно устанавливаемых на ведущем мосту элементов, при этом обычно в ведущих колесах размещают цилиндрические зубчатые пары (колесные редукторы), а в картере ведущего моста – центральную часть главной передачи, включающую коническую или гипоидную зубчатую пару. Благодаря применению двойных и разнесенных главных передач удается существенно уменьшить габариты трансмиссии, в частности картера ведущего моста.

***

Одинарная главная передача



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Главная передача автомобиля: что нужно знать об этом узле? – Автомобили и люди

Каким бы ни был автомобиль, дорогие друзья, невероятно роскошным или спартанско-бюджетным, в его недрах всегда происходит единственный основной процесс – передача крутящего момента от двигателя к колёсам.

В нём принимают участие различные узлы и агрегаты, каждый из которых несёт определённую долю ответственности за наше с вами комфортное и в меру быстрое передвижение по дорогам.

А главная передача автомобиля это тот узел, благодаря которому крутятся колёса транспортного средства и мы обретаем незабываемое чувства полета, пусть даже на супер малой высоте.

Кто тут главный и почему?

Итак, главная передача автомобиля это узел, без которого потуги двигателя и коробки были бы пустой тратой энергии. Почему? Дело в том, что именно она отвечает за передачу крутящего момента от КПП непосредственно ведущим колёсам.

Помимо этого, вращению, как правило, ещё нужно поменять направление – от продольного (по оси авто) на поперечный, чтобы добраться до колёс. И всё это выполняет, по сути, один шестерёночный механизм, известный так же, как зубчатый редуктор. В дополнение ко всему, передаточные числа шестерёнок подобраны таким образом, чтобы увеличивать крутящий момент мотора.

Где находится?

Назначение главной передачи автомобиля мы вроде бы выяснили, теперь неплохо бы отыскать её. Сделать это может оказаться непростой задачей, ведь расположение данного узла бывает разным и зависит от типа привода машины и фантазии инженеров-разработчиков.

К счастью, полёт мыслей тут ограничивается количеством осей. Так, к примеру, если мы имеем передний привод, то в этом случае искать главную передачу автомобиля стоит в КПП вместе с дифференциалом, в транспортных средствах с задними ведущими колёсами – прямо в заднем мосте. Если же ведущими являются все четыре, то тогда выбирают один из вышеперечисленных вариантов.

Разнообразие главных передач

Как мы уже с Вами поняли, главная передача автомобиля это очень серьёзный узел.

Понятное дело, что для столь ответственной задачи, которая возложена на него, необходимо надёжное и одновременно несложное инженерное решение, и тут для конструкторов открылись широкие просторы для действий.

Давайте рассмотрим виды главных передач автомобилей. В зависимости от количества шестерней, этот узел бывает таким:

Первый тип представляет собой сочетание двух зубчатых деталей – ведущей и ведомой шестерней. Он наиболее распространён среди легковых автомобилей и небольшой грузовой техники. Двойные главные передачи имеют, как можно догадаться, несколько пар шестерёнок, и используются обычно там, где необходимо повышение передаточного числа, например, у автобусов и спецтехники.

Неполной была бы картина, без упоминания о видах используемых зубчатых соединений. Их немало, и различат такие:

• цилиндрические;
• гипоидные;
• конические;
• червячные.

Цилиндрическая главная передача автомобиля это наиболее популярная разновидность для компоновки с передним приводом, а также поперечно расположенным двигателем и коробкой.

В ней используется, как можно понять из названия, цилиндрические косозубые, прямозубые или шевронные шестерёнки.

Передаточное число таких узлов находится в пределах от 3,5 до 4,2 – больше не получается, так как непомерно увеличиваются габариты и шум от работы.

Не менее популярны, но, правда, у классической заднеприводной техники, так называемые гипоидные передачи. Их ключевой особенностью являются криволинейные зубья, благодаря чему удаётся передавать крутящий момент больших значений.

Помимо этого, шестерни в этом случае могут быть смещены относительно друг друга, что позволяет, к примеру, понизить уровень пола в машине. Главная передача автомобиля этой разновидности имеет передаточное число в пределах 3,5-4,5.

Что же касается конических и червячных механизмов, то они встречаются реже.

Увидеть главную передачу автомобиля этих типов можно на различной технике с задними ведущими колёсами, но из-за своих конструктивных особенностей в настоящее время их используют всё меньше и меньше.

К недостаткам первых относят большие размеры и шумность, а вторые требуют высокой точности в изготовлении, что тянет за собой лишние расходы.

Ну вот, уважаемые читатели нашего блога, мы с Вами и познакомились с назначением главной передачи автомобиля, узнали, каким может быть этот узел и где он находится. В следующей публикации мы рассмотрим другой, не менее важный агрегат машины. Какой? Подписывайтесь на нас и узнаете об этом в числе первых!

Главная передача и все,что нужно о ней знать

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.

Устройство главной передачи

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:

• цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
• коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
• гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
• червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

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.

Принцип работы

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.

Основные требования. Современные тенденции

Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:

• Надежность;
• Минимальная потребность в обслуживании;
• Высокие показатели КПД;
• Плавность и бесшумность;
• Минимально возможные габаритные размеры.

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.

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 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.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

Одинарная и двойная главная передача

• Одинарная — имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
• Двойная — имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.

По виду зубчатого соединения

• По компоновке Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
• Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
• Гипоидная — самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
• Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.

• Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
• Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Преимущества и недостатки

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:

• Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
• Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
• Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

Главная передача: назначение, 9 требований, плюсы и минусы, видео

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.

Разновидности устройства

ГП отличаются количеством ступеней редуктора. Существуют следующие виды главной передачи:

1. Одинарная. Она состоит из ведомой и ведущей шестерёнок.
2. Двойная. Обладает четырьмя шестерёнками. Этот вид устанавливается в грузовых автомобилях, так как им необходимо повышенное передаточное число.

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:

• цилиндрическая;
• гипоидная;
• червячная;
• каноническая.

Принцип работы

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.

Как устроена ГП?

Из чего состоит главная передача:

• коническая шестерёнка;
• коническое колесо.

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.

Основные требования

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:

• наименьший уровень шума и вибрации при функционировании;
• наименьший расход бензина;
• повышенный коэффициент полезного действия;
• обеспечение повышенных тягово-скоростных параметров;
• технологичность;
• наименьшие размеры (для повышения клиренса и снижения уровня днища в авто);
• меньший вес;
• повышенная прочность;
• минимальное обслуживание.

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.

Гп на заднеприводных автомобилях

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.

Достоинства и недостатки

Любой тип соединения зубьев обладает плюсами и минусами.

Положительные и отрицательные моменты:

1. Цилиндрическая. Наибольшее передаточное число лимитировано показателем 4,2. Последующее повышение соотношения числа зубьев приведёт к увеличению габаритов передачи и увеличению шума.
2. Гипоидная. Выделяется небольшой нагрузкой на зубья и низким уровнем шума. Однако из-за смещения в фиксации шестерёнок увеличивается трение скольжения и снижается коэффициент полезного действия, но одновременно возникает возможность спустить кардан на наименьшую высоту.
3. Коническая ГП. Применяется редко вследствие больших габаритов и высокого уровня шума.
4. Червячная. Фактически не применяется из-за дороговизны.

Требуемый уход

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.

При появлении сомнений в возникновении какой-либо неисправности в трансмиссии необходимо поднять при помощи домкрата ведущее колесо машины. Заведите мотор и передачу для вращения колеса. Посмотрите на все крутящиеся детали, послушайте, есть ли непонятный, подозрительный шум.

Потом следует домкратом приподнять другое колесо. При значительном шуме, вибрации и появлении капелек масла необходимо обратиться в автосервис.

Вывод

Для чего нужна главная передача в автомобиле? Она даёт возможность повысить или снизить крутящий момент, передаваемый колёсами авто и при этом снижает или увеличивает динамику их кручения.

Передаточное число в ГП выбирается так, что наибольший крутящий момент и частота вращения колёс находятся в оптимальных пределах для каждого автомобиля.

ГП чаще всего становится предметом тюнинга авто.

Оценка статьи:

(Пока оценок нет)
Загрузка…

• Коробка передач
• Механизм
• Сцепление
• Ходовая часть