Один із основних елементів трансмісії представлений головною передачею. Далі розглянуто пристрій головної передачі, класифікація та обслуговування.

Визначення

Дана деталь є одним з механізмів трансмісії, призначений для підвищення крутного моменту і його передачі на колеса.

Місце розташування

Головну передачу зазвичай розміщують у картері провідного моста або КПП. Таким чином, на задньопривідних моделях вона знаходиться в картері заднього мосту, На машинах з переднім приводом - в коробці передач.

Класифікація

Дані деталі поділяють з урахуванням кількох конструктивних особливостей.

Відповідно до механізму приводу їх підрозділяють на ланцюгові і зубчасті, звані також шестерні.

За кількістю пар шестерень, що у зачепленні, зубчасті передачі класифікують на одинарні і подвійні.

Варіанти першого типу включають провідну та ведену конічні шестірні. Такі механізми застосовують як на легкових автомобілях, так і на вантажівках.

Подвійна передача має подвійний комплект шестерень. До нього входять конічні та циліндричні деталі. Це потрібно для підвищення передавального числа, тому зазвичай її використовують на вантажних автомобілях.

Головна передача другого типу то, можливо центральної чи рознесеної.

У першому випадку механізм розташований у картері провідного моста. Бувають одно- та двоступінчасті варіанти. У двоступінчастих механізмах передбачено зміну пар шестерень з метою варіювання моменту, що крутить. Даними пристроями оснащують важку та гусеничну техніку.

Роздільна передача частково встановлена ​​в мосту, частково в ступиці провідної колісної пари у вигляді колісних редукторів. Такі механізми актуальні для позашляховиків та вантажівок. підвищеної прохідності, тому що дозволяють збільшити дорожній просвіт.

Також головні передачі класифікують за типом зачеплення шестерень на три варіанти.

Залежно кількості осей використовують прохідні і непрохідні передачі. Механізмами першого типу оснащують тривісні автомобілііз приводом на дві осі. Для двовісних машин використовують непрохідні варіанти.

За типом зубчастої сполуки передачу одинарного типу класифікують на циліндричну, черв'ячну, гіпоїдну, канонічну.

У передачі першого типу встановлені шестірні із шевронними, прямими чи косими зубами. Такими механізмами оснащують найбільш поширені нині передньопривідні моделі з поперечно встановленим двигуном.

Моделі з механічної КППможуть мати до трьох первинних валів. У такому разі кожен із них оснащений провідною шестернею. Усі вони пов'язані з однією веденою.

Серед інших конструкцій найбільш поширена гіпоїдна (спіроїдна) основна передача. Шестерні її мають прямі чи косі зуби. Вони можуть бути співвісними або зміщені вгору або вниз. Складна форма зубів забезпечує велику площу зачеплення, завдяки чому така головна передача розрахована на високий момент, що крутить. Отже, її застосовують на легкових автомобілях та вантажівках класичного компонування.

Головна передача канонічного типу характеризується найбільшими розмірамита рівнем шуму.

Черв'якові передачі передбачають передачу черв'яком моменту, що крутить, на черв'ячне колесо. За місцезнаходженням черв'яка їх поділяють на варіанти з нижнім та верхнім його розміщенням. У будь-якому випадку ведене колесо має великий діаметрі косі зуби. А черв'як у різних конструкціяхзмінюється. Він може бути глобоїдним або циліндричним за формою, правим або лівим у напрямку ліній витка, багатозахідним або однозахідним за кількістю канавок різьблення, з архімедовим, евольвентним або конволютним профілем за формою різьбової канавки. Черв'якові передачі використовують вкрай рідко внаслідок трудомісткості та високої вартостівиробництва (зазвичай у багатовісних моделях з прохідною головною передачею та у лебідках).

Основні передачі ланцюгового типу мають дві зірочки. Ведуча встановлена ​​на вхідному валіКПП, ведена об'єднана зі маточкою ведучого колеса. Їх використовують на мотоциклах.

Планетарна коробка велосипедів складніша. Вона вбудована у провідне колесо, а ведена зірочка з'єднана з її шестернями, а через них – з колесом.

Підтипом ланцюгової передачіє ремінний. Її відмінність полягає у наявності армованого зубчастого ременязамість ланцюга. Такий механізм найчастіше застосовують на скутерах та мотоциклах з варіатором. Ведений шків його з'єднаний зі маточкою ведучого колеса, і сам варіатор представляє головну передачу.

Особливості встановлення

Головна передача автомобіля поєднана з диференціалом у єдиній конструкції. Мотоцикли з карданною передачею немає диференціала. На моделях з коляскою та приводом на два колеса він представлений окремим механізмом, що зв'язує дві основні передачі.

Обслуговування

У процесі експлуатації автомобіля необхідно грамотно обслуговувати передачу. Технічне обслуговування даного механізмуполягає у перевірці кріплення його картера, підтримці рівня масла та контролі його течі, перевірці та регулюванні підшипників.

Про несправності свідчать такі ознаки, як шуми при розгоні, на поворотах, на початку руху та витоку олії. У таких випадках потрібний ремонт головної передачі.

Трансмісія в конструкції авто забезпечує зміну та передачу обертання від силової установкина провідні колеса. Ця складова частинавключає ряд вузлів, серед яких і головна передача автомобіля.

Призначення, конструктивні особливості

Основне завдання цього елемента зводиться до зміни моменту, що крутить, перед подачею його на привід коліс. Те саме робить і коробка передач, але у неї існує можливість зміни передавальних чисел за рахунок введення в зачеплення тих чи інших шестерень. Незважаючи на наявність у конструкції автомобіля КПП, на виході з неї момент, що крутить, невеликий, а швидкість обертання вихідного валу - висока. Якщо передати обертання безпосередньо на провідні колеса, то навантаження, що виникло, «задавить» двигун. Загалом, авто просто не зможе зрушити з місця.

Головна передача автомобіля забезпечує підвищення крутного моменту та зниження швидкості обертання. Але, на відміну від КПП, передавальне число у неї фіксоване.

Розташування головної передачі з прикладу звичайної МКПП

Являє собою ця передача на легковому авто звичайний одноступінчастий шестерний редуктор постійного зачеплення, що складається з двох шестерень різного діаметру. Провідна шестерня невелика за розмірами і пов'язана з вихідним валом КПП, тобто обертання подається на неї. Ведена ж шестерня значно більше за розмірами і обертання, що отримується, вона подає на приводні валиколіс.

Передатне число є співвідношенням кількості зубів редакторних шестерень. Для легкових авто цей параметр знаходиться в діапазоні 3,5-4,5, а для вантажівок він сягає 5-7.

Чим більше передатне число (більша кількість зубів веденої шестерні щодо ведучої), тим вище момент, що крутить, що подається на колеса. При цьому тягове зусилля буде більшим, але максимальна швидкість нижча.

Передатне число головне передачі підбирається виходячи з експлуатаційних показниківсилової установки, а також інших вузлів трансмісії.

Пристрій головної передачі залежить від конструктивних особливостей самого автомобіля. Цей редуктор може бути як окремим вузлом, встановленим у своєму картері (задні приводні моделі), так і входити в конструкцію КПП (авто з переднім приводом).

Головна передача в задньопривідному автомобілі

Щодо деяких повнопривідних авто, то у них може використовуватися різне компонування. Якщо у такому автомобілі розташування силової установки – поперечне, то головна передача передньої осі входить у конструкцію КПП, а задньої розміщується в окремому картері. У автомобіля з поздовжнім компонуванням головні передачі на обох осях відокремлені від КПП та роздавальної коробки.

У моделях з відокремленою головною передачею цей редуктор виконує ще одне завдання – змінює кут напрямку обертання на 90 град. Тобто вихідний вал КПП та приводні вали коліс мають перпендикулярне розташування.

Розташування головної передачі передньої осі Audi

У передньопривідних моделях, де головна передача входить у конструкцію КПП, зазначені вали мають паралельне розташування, оскільки міняти кут напряму не потрібно.

У ряді вантажних автомобілів застосовуються двоступінчасті редуктори. Примітно, що їх конструкція може бути різною, але найбільшого поширення набула так звана рознесена компонування, в якій використовується один центральний редуктор і два колісні (бортові). Така конструкція дозволяє істотно підвищити момент, що крутить, а відповідно і тягове зусилля на колесах.

Особливість роботи редуктора зводиться до того, що він рівномірно поділяє обертання на обидва приводних валів. За прямолінійного руху така умова є нормальною. Але при проходженні поворотів колеса однієї осі проходять різну відстань, тому потрібна зміна швидкості обертання кожного з них. Це входить у завдання диференціала, що використовується в конструкції трансмісії (він встановлюється на веденій шестірні). В результаті головна передача подає обертання на приводні вали не безпосередньо, а через диференціал.

Види та їх застосування

Основною характеристикою головних передач є тип шестерень та вид зачеплення зубів між ними. На авто використовуються такі типи редукторів:

1. Циліндричний
2. Конічний
3. Гіпоїдний
4. Черв'яковий

Віпи головних передач

Циліндричні шестерні використовуються в основних передачах передньопривідних автомобілів. Відсутність потреби у зміні напрямку обертання і дозволяє використовувати такий редуктор. Зуби на шестернях – косі чи шевронні.

Передатне число таких редукторів перебуває у діапазоні 3,5-4,2. Більше передатне число не використовується, оскільки для цього необхідно підвищувати розміри шестерні, що супроводжується збільшенням шумності роботи передачі.

Конічна, гіпоїдна та черв'ячна передачівикористовуються там, де необхідно як зміна передавального числа, а й зміна напрями обертання.

Конічні редуктори застосовуються зазвичай на вантажних автомобілях. Їхня особливість зводиться до того, що осі шестерень перехрещуються, тобто знаходяться на одному рівні. У таких передачах використовуються зубці косої або криволінійної форми. На легкових авто цей тип редуктора не використовується через значні габаритних розмірівта підвищеної шумності.

На задньопривідних легковиках найчастіше застосовується інший тип – гіпоїдний. Його особливість зводиться до того, що осі шестерень зміщені. За рахунок розташування ведучої шестерні нижче щодо осі веденої, вдається зменшити габарити редуктора. При цьому цей тип передачі характеризується підвищеною стійкістю до навантажень, а також плавністю та безшумністю роботи.

Черв'якові передачі – найменш поширені і на автомобілі практично не використовуються. Основна причина цього – складність та дорожнеча виготовлення складових елементів.

Основні вимоги. Сучасні тенденції

Головним передачам висувається чимало вимог, основними з яких є:

• Надійність;
• Мінімальна потреба в обслуговуванні;
• Високі показники ККД;
• Плавність та безшумність;
• Мінімально можливі габаритні розміри.

Звичайно, ідеального варіанта не існує, тому конструкторам при виборі типу головної передачі доводиться шукати компроміси.

Відмовитися від використання головної передачі у конструкції трансмісії поки що не виходить, тому всі напрацювання спрямовані на підвищення експлуатаційних показників.

Примітно, що зміна робочих параметрів редуктора одна із основних видів тюнінгу трансмісії. За рахунок установки шестерень зі зміненим передатним числом можна суттєво вплинути на динаміку авто, максимальну швидкість, витрата палива, навантаження на КПП та силовий агрегат.

Насамкінець варто згадати особливості конструкції роботизованих КППз подвійним зчепленням, що позначається і пристрої головної передачі. У таких КПП парні та непарні передачі розділені, тому на виході є два вторинних валів. І кожен із них передає обертання на свою провідну шестерню головної передачі. Тобто, у таких редукторах провідних шестерень – дві, а ведена лише одна.

Схема коробки DSG

Ця конструктивна особливістьдозволяє зробити передатне число на редукторі змінним. Для цього лише використовуються провідні шестерні з різною кількістю зубів. Наприклад, при задіянні ряду непарних передач підвищення тягового зусилля використовується шестерня, що забезпечує більше передатне число, а шестерня парного ряду має менше значення цього параметра.

Подвійна рознесена головна передача застосовується на вантажних автомобілях великої вантажопідйомності, коли передавальне число передачі io ≥ 11 та на автомобілях багатоцільового призначення для отримання необхідного дорожнього просвіту.

Перевагипередачі:

Передатне число передачі може досягати 20...30;

Менші розміри та маса міжколісного диференціалу та діаметр півосей;

Компактна центральна частина провідного мосту, що важливо для отримання низького рівняпідлоги та центру мас автомобіля, а також для забезпечення необхідного дорожнього просвіту;

Можливість коригування передавального числа головної передачі без зміни центральної частини провідного моста;

Бортові та колісні редуктори несуть лише частину навантаження, що припадає на провідний міст.

Недолікипередачі:

Висока трудомісткість обслуговування;

Ускладнення та подорожчання конструкції порівняно з подвійною центральною головною передачею через велику кількість деталей;

Збільшення безпружинних мас(особливо при не залежною підвіскоюколіс).

Найчастіше рознесена головна передача складається з центрального редуктора (конічної або гіпоїдної передачі) та колісного (або бортового) редуктора. Така схема знаходить застосування як при жорсткому картері моста (залежної підвіски коліс), так і у разі шарнірного ведучого мосту, коли центральний редуктор розміщений на кузові (або на рамі) автомобіля і пов'язаний з колісним редуктором карданними передачами(При незалежній підвісці коліс).

Колісні редуктори, які використовуються в конструкціях автомобілів, можуть бути з нерухомими осями валів або планетарними. Їхні основні схеми наведені на рис. 6.12. Найбільшого поширенняотримали редуктори, виконані за схемами рис. 6.12 а, в, м. Редуктори, схематично показані на рис. 6.12, а, б, в, ж, мають нерухомі осі валів, а інші – являють собою планетарні механізми. У редукторах (рис. 6.12, аиб) провідна шестерня може розташовуватися нижче за осю веденої шестерні, що дозволяє знизити рівень підлоги в кузові автомобіля.

Змащування деталей колісних редукторів здійснюється розбризкуванням олії, залитої в їх картери.

Визначення параметрів зубчастих коліс колісних редукторів, вибір підшипників та розрахунок валів здійснюється за тими самими методиками, що і для коробок передач. Застосовувані матеріали виготовлення зубчастих коліс і валів також аналогічні.

При розробці провідних мостів із колісними редукторами знаходить застосування модульний принцип проектування. Так, змінюючи зубчасті пари в планетарному колісному редукторі, можна змінювати загальне передатне число головної передачі за постійного передатному числіу центральному редукторі, тобто. отримувати сімейство провідних мостів різних типорозмірів.

Диференціали

Загальні відомості

Диференціал - це механізм трансмісії, що виконує функцію розподілу моменту, що підводиться до нього, крутного моменту між колесами або мостами і дозволяє обертатися веденим валам з однаковими або різними. кутовими швидкостями, кінематично пов'язаними між собою

Крім загальнотехнічних вимог до всіх механізмів трансмісії, до диференціалів пред'являється одна вимога - вони повинні розподіляти крутний момент між колесами або мостами в пропорції, що забезпечує найкращі експлуатаційні властивостіавтомобілю (максимальну силу тяги, стійкість та керованість).

Для збільшення сили тяги автомобіля необхідно розподіляти момент, що крутить, по колесах пропорційно навантаженню на колесо і коефіцієнту зчеплення. При різних значеннях коефіцієнта зчеплення під колесами правого та лівого бортів сили тяги по бортах виявляться різними, внаслідок чого з'явиться момент цих сил щодо вертикальної осі, що проходить через центр мас автомобіля, що погіршує його стійкість та керованість. Для забезпечення хорошої стійкості руху необхідна рівність сил тяги на колесах правого і лівого бортів. При різних значеннях коефіцієнта зчеплення під колесами це призведе до обмеження сил тяги на всіх колесах силою тяги на колесі, що має мінімальні зчіпні можливості, і, як наслідок, погіршення. тягових властивостейавтомобіля. Зазначене протиріччя практично завжди дозволяється на користь підвищення тягових властивостей автомобіля.

Необхідно відзначити, що диференціал не впливає на загальну передавальну кількість трансмісії автомобіля. Він забезпечує кочення провідних коліс без прослизання на поворотах і під час руху по нерівностях дороги.

Головна передача служить для перетворення крутного моменту, що передається від двигуна на провідні колеса. Для отримання достатнього тягового зусилля на провідних колесах крутний момент двигуна навіть на вищої передачінеобхідно збільшувати. Як правило, вісь колінчастого валудвигуна розташована під кутом 90 ° до осей провідних коліс.

Передатне число основних передач досліджуваних МС зазвичай перебуває у межах 6-10. Головну передачу встановлюють якомога ближче до провідних колес, щоб зменшити навантаження на агрегати трансмісії, розташовані між двигуном та головною передачею.

В даний час найбільш широкого поширення набули зубчасті головні передачі, які в залежності від числа дар шестерень, що знаходяться в зачепленні, поділяються на одинарні (рис. а, б), що мають одну пару шестерень, і подвійні (рис. в, г), що складаються із двох пар шестерень.

Мал. Головні передачі:
а – одинарна конічна; б - одинарна гіпоїдна; в - подвійна суміщена; г - подвійна рознесена; 1 – провідна конічна шестерня; 2 - ведена конічна шестерня; 3 - провідна циліндрична шестерня; 4 - ведена циліндрична шестерня; с - зміщення

Конічні шестерні одинарних головних передач можуть бути прямими або зі спіральними зубами. Застосовуються також одинарні основні передачі з гіпоїдним зачепленням, коли осі провідної 1 і веденої 2 шестерень не перетинаються на відміну від простої конічної передачі. Зсув осі провідної шестерні гіпоїдної передачі вгору дозволяє збільшити дорожній просвіт (кліренс) і прохідність машини, а зміщення осі вниз дозволяє знизити центр тяжіння машини і підвищити її стійкість.

У конічних шестерень зі спіральними зубами міцність зубів вища в порівнянні з шестернями з прямими зубами. Крім того, збільшення числа зубів, що одночасно знаходяться в зачепленні, робить роботу шестерень більш плавною і безшумною, підвищує їх довговічність.

У головній передачі з гіпоїдним зачепленням зубці мають спеціальний профіль, тому при однакових діаметрах ведених шестерень і одному і тому ж передатному числі діаметр провідної шестерні гіпоїдної передачі більше, ніж у простій конічній, а це підвищує міцність і довговічність гіпоїдної передачі, покращує плавність зачеплення її шестерень та зменшує шум при роботі. Однак гіпоїдна передача чутливіша до порушення правильності зачеплення і вимагає більш точного регулювання. Крім того, в гіпоїдної передачіпри зачепленні відбувається ковзання зубів, що супроводжується нагріванням. Наслідком цього є розрідження та видавлювання мастила, що призводить до підвищеному зносузубів, для усунення якого необхідно використовувати спеціальне мастило.

Подвійні головні передачі зазвичай складаються з пари конічних 2 та пари циліндричних 3, 4 шестерень. На повнопривідних колісних машинахзастосовуються центральні головні передачі, коли обидві пари шестерень розташовуються в одному картері разом з диференціалом, і рознесені головні передачі, коли конічна пара розташована в одному картері з диференціалом, а циліндрична пара (колісна передача) - усередині ведучого колеса. Використання рознесеної головної передачі дозволяє знизити навантаження на деталі диференціала та півосі, а також зменшити розміри середньої частини провідного мосту, що сприяє збільшенню дорожнього просвіту та підвищенню прохідності машини.

У швидкохідних гусеничних машинконічна пара головної передачі зазвичай розташовується перед коробкою передач в одному з нею картері, а циліндрична пара ( бортова передача) - біля ведучого колеса гусеничного рушія. На деяких транспортних машинзастосовуються бортові (колісні) передачі із двома парами циліндричних шестерень або планетарні передачі.