Яким би не був автомобіль, дорогі друзі, неймовірно розкішним або спартанські-бюджетним, в його надрах завжди відбувається єдиний основний процес - передача крутного моменту від двигуна до коліс. У ньому беруть участь різні вузли і агрегати, кожен з яких несе певну частку відповідальності за наше з вами комфортне та в міру швидке пересування по дорогах. А головна передача автомобіля це той вузол, завдяки якому крутяться колеса транспортного засобу і ми знаходимо незабутнє відчуття польоту, нехай навіть на супер малій висоті.

Отже, головна передача автомобіля це вузол, без якого потуги двигуна і коробки були б марною тратою енергії. Чому? Справа в тому, що саме вона відповідає за передачу крутного моменту від безпосередньо провідним колесам.

Крім цього, обертанню, як правило, ще потрібно поміняти напрям - від поздовжнього (по осі авто) на поперечний, щоб дістатися до коліс. І все це виконує, по суті, один шестерёночний механізм, відомий так само, як зубчастий редуктор. На додаток до всього, передавальні числа шестерень підібрані таким чином, щоб збільшувати крутний момент мотора.

Де знаходиться?

Призначення головної передачі автомобіля ми начебто з'ясували, тепер непогано б відшукати її. Зробити це може виявитися непростим завданням, адже розташування даного вузла буває різним і залежить від типу приводу машини і фантазії інженерів-розробників.

На щастя, політ думок тут обмежується кількістю осей. Так, наприклад, якщо ми маємо передній привід, то в цьому випадку шукати головну передачу автомобіля коштує в КПП разом з, в транспортних засобах з задніми провідними колесами - прямо в задньому мосту. Якщо ж, то тоді вибирають один з перерахованих вище варіантів.

Різноманітність головних передач

Як ми вже з Вами зрозуміли, головна передача автомобіля це дуже серйозний вузол. Ясна річ, що для такої відповідальної завдання, яка покладена на нього, необхідно надійне і одночасно нескладне інженерне рішення, і тут для конструкторів відкрилися широкі простори для дій. Давайте розглянемо види головних передач автомобілів. Залежно від кількості шестерень, цей вузол буває таким:

• одинарний;
• подвійний.

Перший тип являє собою поєднання двох зубчастих деталей - провідною і відомою шестернею. Він найбільш поширений серед легкових автомобілів і невеликий вантажної техніки. Подвійні головні передачі мають, як можна здогадатися, кілька пар шестерень, і використовуються зазвичай там, де необхідно підвищення передавального числа, наприклад, у автобусів і спецтехніки.

Неповної була б картина, без згадки про видах використовуваних зубчастих з'єднань. Їх чимало, і розрізнять такі:

• циліндричні;
• гіпоїдні;
• конічні;
• черв'ячні.

Циліндрична головна передача автомобіля це найбільш популярна різновид для компонування з переднім приводом, а також поперечно розташованим двигуном і коробкою. У ній використовується, як можна зрозуміти з назви, циліндричні косозубиє, прямозубиє або шевронні шестерінки. Передавальне число таких вузлів знаходиться в межах від 3,5 до 4,2 - більше не виходить, так як непомірно збільшуються габарити і шум від роботи.

Не менш популярні, але, правда, у класичній задньопривідної техніки, так звані гіпоїдні передачі. Їх ключовою особливістю є криволінійні зуби, завдяки чому вдається передавати крутний момент великих значень.

Крім цього, шестерні в цьому випадку можуть бути зміщені відносно один одного, що дозволяє, наприклад, знизити рівень підлоги в машині. Головна передача автомобіля цього різновиду має передавальне число в межах 3,5-4,5.

Що ж стосується конічних і черв'ячних механізмів, то вони зустрічаються рідше. Побачити головну передачу автомобіля цих типів можна на різній техніці з задніми провідними колесами, але через свої конструктивні особливості в даний час їх використовують все менше і менше. До недоліків перших відносять великі розміри і гучність, а другі вимагають високої точності у виготовленні, що тягне за собою зайві витрати.

Ну ось, шановні читачі нашого блогу, ми з Вами і познайомилися з призначенням головної передачі автомобіля, дізналися, яким може бути цей вузол і де він знаходиться. У наступній публікації ми розглянемо інший, не менш важливий агрегат машини. Який? Підписуйтесь на нас і дізнаєтеся про це в числі перших!

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

визначення

Дана деталь являє собою один з механізмів трансмісії, призначений для підвищення крутного моменту і його передачі на колеса.

Місце розташування

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

Класифікація

Дані деталі поділяють на основі декількох конструктивних особливостей.

Відповідно до використовуваним механізмом приводу їх підрозділяють на ланцюгові і зубчасті, звані також шестерними.

За кількістю пар шестерень, що беруть участь в зачепленні, зубчасті передачі класифікують на одинарні та подвійні.

Варіанти першого типу включають провідну і відому конічні шестерні. Такі механізми застосовують як на легкових автомобілях, так і на вантажівках.

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

Головна передача другого типу може бути центральним або рознесеною.

У першому випадку механізм розташований в картері ведучого моста. Бувають одно- і двоступінчасті варіанти. У двоступеневих механізмах передбачено зміну пар шестерень з метою варіювання крутного моменту. Даними пристроями оснащують важку і гусеничну техніку.

Роздільна передача частково встановлена ​​в мосту, частково - в ступиці провідною колісної пари у вигляді колісних редукторів. Такі механізми актуальні для позашляховиків і вантажівок підвищеної прохідності, так як дозволяють збільшити дорожній просвіт.

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

Залежно від кількості осей використовують прохідні і непрохідні передачі. Механізмами першого типу оснащують тривісні автомобілі з приводом на дві осі. Для двуосного машин застосовують непрохідні варіанти.

За типом зубчастого з'єднання передачу одинарного типу класифікують на циліндричну, червячную, Гіпоїдні, канонічну.

У передачі першого типу встановлені шестерні з шевронними, прямими або косими зубами. Такими механізмами оснащують найбільш поширені в даний час передньопривідні моделі з поперечно встановленим двигуном.

Моделі з механічною КПП можуть мати до трьох первинних валів. У такому випадку кожен з них оснащений провідною шестернею. Всі вони пов'язані з однією відомою.

Серед інших конструкцій найбільш широко поширена гипоидная (спіроїдні) головна передача. Шестерні її мають прямі або косі зуби. Вони можуть бути соосни або зміщені вгору або вниз. Складна форма зубів забезпечує велику площу зачеплення, завдяки чому така головна передача розрахована на високий крутний момент. Отже, її застосовують на легкових автомобілях і вантажівках класичної компоновки.

Головна передача канонічного типу характеризується найбільшими розмірами і рівнем шуму.

Черв'ячні передачі припускають передачу черв'яком крутного моменту на черв'ячне колесо. За місцезнаходженням черв'яка їх підрозділяють на варіанти з нижнім і верхнім його розміщенням. У будь-якому випадку ведене колесо має великий діаметр і косі зуби. А черв'як в різних конструкціях змінюється. Він може бути глобоїдним або циліндричним за формою, правим або лівим у напрямку ліній витка, многозаходная або однозаходний за кількістю канавок різьблення, з архімедовим, евольвентним або конволютним профілем за формою різьбовій канавки. Черв'ячні передачі використовують вкрай рідко внаслідок трудомісткості і високої вартості виробництва (зазвичай в багатовісних моделях з прохідної головною передачею і в лебідках).

Головні передачі ланцюгового типу мають дві зірочки. Провідна встановлена ​​на вхідному валі КПП, ведена об'єднана з маточиною ведучого колеса. Їх використовують на мотоциклах.

Планетарна коробка велосипедів складніше. Вона вбудована в провідне колесо, а ведена зірочка з'єднана з її шестернями, а через них - з колесом.

Підтипом ланцюгової передачі є ремінна. Її відмінність полягає в наявності армованого зубчастого ременя замість ланцюга. Такий механізм найчастіше застосовують на скутерах і мотоциклах з варіатором. Ведений шків його з'єднаний з маточиною ведучого колеса, і сам варіатор представляє головну передачу.

особливості установки

Головна передача автомобіля поєднана з диференціалом в єдиній конструкції. Мотоцикли з карданної передачею не мають диференціала. На моделях з коляскою і приводом на два колеса він представлений окремим механізмом, що зв'язує дві головні передачі.

обслуговування

В процесі експлуатації автомобіля необхідно грамотно обслуговувати передачу. Технічне обслуговування даного механізму полягає в перевірці кріплення його картера, підтримці рівня масла і контролі його течі, перевірці та регулюванню підшипників.

Про несправності свідчать такі ознаки, як шуми при розгоні, на поворотах, при початку руху і витоку масла. У таких випадках потрібно ремонт головної передачі.

Найбільше передавальне число, яке можна отримати, застосувавши одинарну зубчасту передачу, обмежується діаметром веденого зубчастого колеса. Для того щоб передавальне число було більше 6,7, застосовуються головні подвійні передачі. вони дозволяють забезпечитипрактично будь-який передавальне число і створювати прохідні передачі, Передбачені конструкцією трансмісії. Головні подвійні передачі встановлюютьсяна автомобілях великої вантажопідйомності, коли загальне передавальне число трансмісії має бути значним, так як передаються крутний момент великий величини. У головній подвійний передачі крутний момент збільшується послідовно двома парами зубчастих коліс, одна з яких - конічна, а інша - циліндрична. Загальне передавальне число подвійної передачі дорівнює добутку передавальних чисел складових пар.

Центральна головна подвійна передача автомобілів ЗІЛ складається з наступних елементів:

Провідного конічного зубчастого колеса, виготовленого як одне ціле з валом, який отримує крутний момент від карданної передачі;
веденого конічного зубчастого колеса зі спіральними зубами, яке кріпиться до фланця проміжного вала заклепками;
проміжного вала з косозубих циліндричних зубчастих колесом (провідним), виготовленим як одне ціле з валом;
веденого циліндричного косозубого колеса, яке кріпиться болтами до корпусу коробки диференціала, що складається з лівої і правої чашок.

Опорами вала ведучого конічного зубчастого колеса служать роликопідшипники, розташовані в склянці, прикріпленому болтами до картера головної передачі. Опорами проміжного вала ведучого циліндричного зубчастого колеса є конічні роликопідшипники, які розміщені в бічних кришках картера головною передачі. Для регулювання підшипників передбачені регулювальні прокладки. Коробка диференціала обертається на двох конічних роликопідшипників, закритих кришками. Ці роликопідшипники регулюються спеціальними гайками.

Ведучий міст автомобіля ЗІЛ і головні подвійні передачі ЗІЛ:

1 - фланець; 2 - манжета; 3, 15, 18 і 32 - кришки; 4 - шайба; 5 - прокладка ущільнювача; 6, 9, 14 і 24 і 31 - роликові підшипники; 7 - стакан; 8 - регулювальні шайби; 10 і 13 - регулювальні прокладки; 11 - конічний провідне зубчасте колесо; 12 - конічний ведене зубчасте колесо; 16 - циліндричний провідне зубчасте колесо; 17- картер головної передачі; 19 і 29 - опорні шайби; 20-права чашка диференціала; 21 - циліндричний ведене зубчасте колесо; 22 - піввісь зубчасте колесо; 23 - ліва чашка диференціала; 25 - регулювальна гайка; 26 - піввісь; 27 - картер моста; 28 - сателіт; 30 - хрестовина; 33 - розпірна втулка.

Лабораторна робота № 15

Тема: «Призначення, пристрій і принцип роботи головної передачі і диференціала»

Мета роботи: вивчення призначення, пристрої та принципу роботи головної передачі і диференціала.

загальні положення

На більшості сучасних автомобілів до складу трансмісії включаються одна або кілька (за кількістю приводних осей) головних передач і відповідне число межколесних диференціалів. Крім того, на автомобілях з декількома приводними осями (провідними мостами) можуть бути встановлені міжосьові диференціали.

Головна передача на автомобілі виконує дві функції:

1) узгодження частот обертання колінчастого вала двигуна і ведучих коліс і обумовлене цим постійне підвищення крутного моменту, що передається на провідні колеса;

2) зміна напрямку вектора крутного моменту відповідно до компонувальною схемою автомобіля (наприклад, поворот вектора крутного моменту на 90 ° при поздовжньому розташуванні двигуна).

Диференціал - механізм трансмісії автомобіля, що розподіляє підводиться до нього крутний момент між валами і дозволяє їм обертатися з неоднаковими кутовими швидкостями.

Міжколісний диференціал служить для кінематичного неузгодженості коліс однієї осі при русі автомобіля на поворотах або по нерівностях.

Міжосьовий диференціал служить для кінематичного неузгодженості коліс різних осей при русі автомобіля по нерівностях або при зміні швидкості руху, а також для постійного розподілу в певному співвідношенні крутного моменту між мостами повнопривідних автомобілів.

Головна передача

При русі автомобіля крутний момент від коленвала двигуна передається коробці передач і потім, через головну передачу і диференціал, на провідні колеса. Головна передача дозволяє збільшувати або зменшувати крутний момент передається колесам автомобіля і одночасно зменшувати і відповідно збільшувати швидкість обертання коліс.

Передавальне число в головній передачі підбирається таким чином, що максимальний крутний момент і частота обертання ведучих коліс знаходяться в найбільш оптимальних значеннях для конкретного автомобіля. Крім того, головна передача дуже часто є об'єктом тюнінгу автомобіля.

По суті, головна передача - це не що інше, як шестерний понижуючий редуктор, в якому провідна шестерня пов'язана з вторинним валом КПП, а ведена - з колесами автомобіля. За типом зубчастого з'єднання головні передачі розрізняються на наступні різновиди:

· циліндрична- в більшості випадків застосовується на автомобілях з поперечним розташуванням двигуна і коробки передач і переднім приводом;

· конічна- застосовується дуже рідко, так як має великі габарити і високий рівень шуму;

· гипоидная- найбільш затребувана різновид головної передачі, яка застосовується на більшості автомобілів з класичним заднім приводом. Гіпоїдна передача відрізняється малими розмірами і низьким рівнем шуму;

· червячная- практично не застосовується на автомобілях через трудомісткості виготовлення і високу вартість.

Також варто відзначити, що автомобілі з переднім і заднім приводом мають різне розташування головної передачі. У передньопривідних автомобілях з поперечним розташуванням КПП і силового агрегату, циліндрична головна передача розташовується безпосередньо в картері КПП. В автомобілях з класичним заднім приводом головна передача встановлена ​​в корпусі провідного моста і з'єднана з коробкою передач за допомогою карданного валу. У функціонал гипоидной передачі заднеприводного автомобіля також входить і розворот обертання на 90 градусів за рахунок конічних шестерень. Незважаючи на різні типи і розташування, призначення головної передачі залишається незмінним.

Схема роботи головної передачі автомобіля
1 - фланець; 2 - вал провідної шестерні; 3 - провідна шестерня; 4 - ведена шестерня; 5 - провідні (задні) колеса; 6 - півосі; 7 - картер головної передачі

диференціал

диференціал- це механізм, що дозволяє (при необхідності) ведучих коліс автомобіля обертатися з різними швидкостями. Для чого це потрібно? При русі по прямій колеса проходять однаковий шлях, в повороті ж зовнішнє колесо проходить шлях більший, ніж внутрішнє колесо. Тому, щоб «встигнути» за автомобілем, зовнішнє колесо має обертатися швидше.

пристрій диференціаланескладне - корпус, вісь сателітів і два сателіта (шестерні). Корпус кріпиться до веденої шестірні головної пари і обертається разом з нею. Сателіти входять в зачеплення з шестернями піввісь, які безпосередньо обертають колеса.

У такій конструкції сателіти передають більший крутний момент на ту піввісь, яка чинить менший опір обертанню. Тобто, з більшою швидкістю буде обертатися колесо, яке диференціалу легше розкрутити. При рух по прямій колеса навантажені однаково, диференціал ділить крутний момент порівну, сателіти не обертається навколо своєї осі. У повороті внутрішнє колесо навантажено більше, зовнішнє - розвантажується. Тому сателіти починають обертатися навколо осі, підкручуючи менш навантажене колесо, збільшуючи тим самим швидкість його обертання.

Але така особливість диференціала іноді призводить до вельми неприємних наслідків. Якщо, наприклад, одне з коліс потрапить на слизьку поверхню, диференціал буде обертати тільки його, повністю ігноруючи колесо, що має нормальний контакт з дорогою. Тобто, автомобіль буде «буксувати».

Для боротьби з цим явищем застосовуються блокування диференціала. Способів блокувань придумано безліч - від простих механічних до витончених електронних.

Трансмісія в конструкції авто забезпечує зміна і передачу обертання від силової установки на провідні колеса. Ця складова частина включає в себе ряд вузлів, серед яких і головна передача автомобіля.

Призначення, конструктивні особливості

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

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

Розташування головної передачі на прикладі звичайної МКПП

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

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

Чим більше передавальне число (більше кількість зубів веденої шестерні щодо провідною), тим вище крутний момент, що подається на колеса. При цьому тягове зусилля буде більше, але максимальна швидкість нижче.

Передавальне число головне передачі підбирається виходячи з експлуатаційних показників силової установки, а також інших вузлів трансмісії.

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

Головна передача в заднеприводном автомобілі

Що стосується деяких повнопривідних авто, то у них може використовуватися різна компоновка. Якщо в такому автомобілі розташування силової установки - поперечне, то головна передача передньої осі входить в конструкцію КПП, а задній розташовується в окремому картері. У автомобіля з поздовжньою компонуванням головні передачі на обох осях відокремлені від КПП і роздавальної коробки.

У моделях з відокремленою головною передачею, цей редуктор виконує ще одну задачу - змінює кут напрямку обертання на 90 град. Тобто вихідний вал КПП і приводні вали коліс мають перпендикулярне розташування.

Розташування головної передачі передній осі Audi

У передньопривідних моделях, де головна передача входить в конструкцію КПП, зазначені вали мають паралельне розташування, оскільки змінювати кут напрямку не потрібно.

У ряді вантажних авто застосовуються двоступеневі редуктори. Примітно, що їх конструкція може бути різною, але найбільшого поширення набула так звана рознесена компоновка, в якій використовується один центральний редуктор і два колісних (бортових). Така конструкція дозволяє істотно підвищити крутний момент, а відповідно і тягове зусилля на колесах.

Особливість роботи редуктора зводиться до того, що він рівномірно розділяє обертання на обидва приводні вали. При прямолінійному русі така умова є нормальним. Але при проходженні поворотів колеса однієї осі проходять різну відстань, тому необхідна зміна швидкості обертання кожного з них. Це входить в завдання диференціала, використовуваного в конструкції трансмісії (він встановлюється на відомою шестерні). В результаті головна передача подає обертання на приводні вали не безпосередньо, а через диференціал.

Види і їх застосовність

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

1. циліндричний
2. конічний
3. гіпоїдні
4. черв'ячний

Віпи головних передач

Циліндричні шестерні застосовуються в головних передачах передньопривідних авто. Відсутність потреби в зміні напрямку обертання і дозволяє використовувати такий редуктор. Зуби на шестернях - косі або шевронні.

Передавальне число для таких редукторів знаходиться в діапазоні 3,5-4,2. Більша передавальне число не використовується, оскільки для цього необхідно підвищувати розміри шестерень, що супроводжується збільшенням гучності роботи передачі.

Конічна, гипоидная і черв'ячна передачі використовуються там, де необхідно не тільки зміна передавального числа, а й зміна напрямку обертання.

Конічні редуктори застосовуються зазвичай на вантажних авто. Їх особливість зводиться до того, що осі шестерень перехрещуються, тобто знаходяться на одному рівні. У таких передачах використовуються зуби косою або криволінійної форми. На легкових авто цей тип редуктора не використовується через значні габаритних розмірів і підвищеного шуму.

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

Черв'ячні передачі - найменш поширені і на авто практично не використовуються. Основна причина цього - складність і 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 і безшумність;
• Мінімально можливі габаритні розміри.

Природно, ідеального варіанту не існує, тому конструкторам при виборі типу головної передачі доводиться шукати компроміси.

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

Примітно, що зміна робочих параметрів редуктора є одним з основних видів тюнінга трансмісії. За рахунок установки шестерень зі зміненим передавальним числом можна істотно вплинути на динаміку авто, максимальну швидкість, витрата палива, навантаження на КПП і силовий агрегат.

Наостанок варто згадати особливості конструкції роботизованих КПП з подвійним зчепленням, що позначається і на пристрої головної передачі. У таких КПП парні і непарні передачі розділені, тому на виході є два вторинних валу. І кожен з них передає обертання на свою провідну шестерню головної передачі. Тобто, в таких редукторах провідних шестерень - дві, а ведена тільки одна.

Схема коробки передач DSG

Ця конструктивна особливість дозволяє зробити передавальне число на редукторі змінним. Для цього всього лише використовуються провідні шестерні з різною кількістю зубів. Наприклад, при залученні ряду непарних передач для підвищення тягового зусилля використовується шестерня, що забезпечує більшу передавальне число, а шестерня парного ряду має менше значення цього параметра.