Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Устройство и работа карданной передачи
Карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на главную передачу заднего ведущего моста. Карданная передача автомобиля «Москвич» имеет один карданный вал 8 (рис.13.3,а) и два карданных шарнира по обоим его концам. Передний карданный шарнир универсальный. Угловое и продольное перемещение карданного вала обеспечивается за счет шлицевого соединения вилки 6 с ведомым валом 2 коробки передач. Карданные шарниры заднего карданного вала автомобиля ВАЗ-2105, как и шарниры автомобиля «Москвич», состоят из двух вилок 9 и 10, внутри которых на игольчатых подшипниках установлена крестовина. Подшипники имеют надежное сальниковое уплотнение и не требуют смазки в эксплуатации.На автомобиле ВАЗ-2105 карданную передачу образуют передний 17 (см.рис.13.3,б) и задний 15 карданные валы, промежуточная упругая опора 16, два карданных шарнира 14 и эластичная муфта 19. К поперечине крепится промежуточная опора 16 заднего конца переднего вала, упругая с шариковым подшипником. Подшипник опоры закрытого типа и в процессе эксплуатации смазки не требует. Продольное перемещение карданного вала 17 в шлицах фланца 25 обеспечивает эластичная муфта. Рис.13.3. Карданные передачи: а - автомобиля «Москвич» (а) и автомобиля ВАЗ-2105 (б); 1 - удлинитель картера коробки передач; 2 - ведомый вал коробки передач; 3, 5 - грязеотражатель; 4 - сальник; 6 - скользящая вилка; 7 - балансировочные пластины; 8 - труба карданного вала; 9 - вилка карданного шарнира; 10 - вилка с фланцем; 11 - фланец ведущей шестерни главной передачи; 12 - картер главной передачи; 13 - предохранительный клапан; 14 - карданные шарниры; 15 - задний карданный вал; 16 - промежуточная упругая опора; 17 - передний карданный вал; 18 - кронштейн безопасности; 19 - эластичная муфта; 20 - болт, соединяющий упругую муфту с фланцем ведомого вала коробки передач; 21 - фланец; 22 - резиновый элемент муфты; 23 - вкладыш муфты; 24 - болт, соединяющий упругую муфту с фланцем переднего карданного вала; 25 - фланец переднего карданного вала; 26 - обойма сальника; 27 - гайка; 28 - уплотнитель; 29 - пробка отверстия для смазки шлицевого соединения У автомобиля ВАЗ-2108 от дифференциала крутящий момент передается на передние ведущие колеса передается через правый и левый приводы колес. Привод состоит из двух шарниров равных угловых скоростей и вала, который у привода левого колеса выполнен из прутка, а у привода правого – из трубы. Наружный шарнир образуют корпус 1 (рис.13.4,а), сепаратор 4, внутренняя обойма 3 и шесть шариков, размещенных в канавках корпуса шарнира и обойме. Канавки и шарики обеспечивают угол поворота шарнира на 42°. Внутренняя обойма надета на шлицы вала 9 и удерживается от смещения кольцами 2. С противоположной стороны обойма опирается на кольцо 8.
Рис.13.4. Шарниры привода колес автомобиля ВАЗ-2108: а - наружный шарнир; б - внутренний шарнир; 1 - корпус шарнира; 2 - стопорное кольцо обоймы; 3 - обойма шарнира; 4 - сепаратор; 5 - шарик; 6 - наружный хомут чехла; 7 - защитный чехол шарнира; 8 - упорное кольцо; 9 - вал привода колеса; 10 - внутренний хомут чехла; 11 - стопорное кольцо полуосевой шестерни; 12 - фиксатор внутреннего шарнира; 13 - буфер вала
От грязи защищен шарнир чехлом 7, закрепленным хомутами 6 и 10. Шлицевой конец корпуса 1 шарнира вставляется и закрепляется в ступице колеса. Осевое перемещение внутреннего конца, вызванное колебаниями передней подвески и двигателя с коробкой передач, компенсируется тем, что дорожки под шарики в корпусе и обойме выполнены прямыми, а не радиусными, как в наружном шарнире. Продольное перемещение ограничивается с одной стороны проволочным фиксатором 12, с другой – пластмассовым буфером 13. Шлицевой наконечник корпуса 1 шарнира своими шлицами входит в шлицы полуосевой шестерни дифференциала и закрепляется в ней стопорным кольцом 11. Детали в шарнирах подбираются одной сортировочной группы, поэтому замена какой-либо одной детали не допускается – шарниры заменяются в сборе.
ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА, ДИФФЕРЕНЦИАЛ И ПОЛУОСИ Главная передача Главная передача увеличивает подводимый к ней крутящий момент и передает его через дифференциал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главные передачи бывают зубчатые или червячные, на автомобилях в основном применяют зубчатые главные передачи, которые, в свою очередь, делятся на одинарные и двойные. Для легковых автомобилей обычно применяют одинарную главную передачу, для грузовых автомобилей – как одинарную, так и двойную. Общая классификация главных передач дана на рис.14.1. Передаточное число является основной характеристикой главной передачи и у большинства автомобилей оно находится в пределах 4…9. Этот показатель зависит от быстроходности, мощности двигателя, массы и назначения автомобиля. Крутящий момент, подведенный к главной передаче Мкп = Мд iк hк, где Мд– момент двигателя; iк - передаточное число коробки передач;hк - коэффициент полезного действия коробки передач. Момент, переданный через главную передачу к полуосям Мк = Мд iк iо hк hо, где iо = iцп iкп – общее передаточное число главной передачи; iцп - передаточное число центральной передачи;iкп - передаточное число конечной передачи;hо - коэффициент полезного действия главной передачи. Механический коэффициент полезного действия коробки передач, дополнительной и раздаточной коробок рассчитывается по формуле hк = 0,98n, где n – количество пар цилиндрических шестерен, находящихся в зацеплении. Коэффициент полезного действия главной передачи hо = 0,98m 0,95k, где m– количество пар цилиндрических шестерен в главной передаче; k - количество пар конических шестерен, находящихся в зацеплении.
Рис.14.1. Классификация главных передач Одинарная главная передача (рис.14.2,а) имеет одну пару конических зубчатых колес со спиральными зубьями. Крутящий момент от карданной передачи передается на ведущую коническую шестерню 1, а от нее – на ведомое колесо 2, которое через специальный механизм (дифференциал) и полуоси передает вращение на ведущие колеса автомобиля.
Рис.14.2. Схемы главных передач
Оси зубчатых колес могут пересекаться. Такая одинарная главная передача имеет спиральные зубья (автомобили семейства ЗАЗ и УАЗ). Одинарная передача называется гипоидной, если оси зубчатых колес передачи смещены (см.рис.14.2,б) (ЗИЛ-133, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга», ВАЗ-2106 «Жигули» и др.). В такой главной передаче зубья шестерни 1 и колесо 2 имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие опустить ось конической шестерни на расстояние С, равное 30…42 мм. Для улучшения устойчивости главной передачи с гипоидным зацеплением зубчатых колес карданную передачу и пол кузова можно разместить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля. 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. Недостатком гипоидного зацепления является продольное проскальзывание зубьев, сопровождающееся выделением теплоты. В результате этого происходит разжижение и выдавливание масла с поверхности сопряженных зубьев, что приводит к их повышенному изнашиванию. Предотвратить разжижение можно применением специальных трансмиссионных масел с противоизносной присадкой. Главная передача автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (рис.14.3) гипоидная, размещена в картере заднего моста. Ведущая шестерня 5, изготовленная заодно целое с ведущим валом 4, вращается на двух роликовых конических подшипниках 1. Между роликами установлена распорная втулка 3. На коробке дифференциала болтами закреплена ведомая шестерня 6. На шлицах ведущего вала 4 установлен и закреплен гайкой фланец, к которому болтами крепится фланец шарнира карданного вала. Сальник 2 не допускает выход масла из картера главной передачи со стороны ведущего вала. Рис.14.3. Главная передача автомобилей ВАЗ-2105: 1 - подшипники; 2 - сальник; 3 - распорная втулка; 4 - ведущий вал; 5 - ведущая шестерня; 6 - ведомая шестерня; 7 - картер заднего моста
Главная передача автомобиля ВАЗ-2108 размещена в одном картере с коробкой передач и состоит из пары цилиндрических шестерен 22 (см.рис.12.7) с косыми зубьями. Ведущая шестерня сделана за одно целое с ведомым валом 21 коробки передач, а ведомая шестерня прикреплена болтами к крышке коробки дифференциала 24. Для главной передачи используется та же смазка, что и для коробки передач. Двойная главная передача состоит из двух пар конических зубчатых колес. Конструктивно она выполняется в одном картере – центральная (см.рис.14.2,в), или каждая пара зубчатых колес располагается отдельно – разнесенная (см.рис.14.2,г). Разнесенная двойная главная передача состоит из одинарной конической зубчатой передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и цилиндрических зубчатых передач – колесных редукторов. Двойная центральная передача (см.рис.14.2,в) имеет коническую и цилиндрическую пары шестерен. Цилиндрические шестерни 5 и 6 имеют прямые или косые зубья, а конические 3 и 4 – спиральные. Крутящий момент передается от ведущей конической шестерни 3 к ведомой 4, через цилиндрическую шестерню 6, находящуюся на одном валу с ведомой, на цилиндрическую шестерню 5. 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. Двойная главная разнесенная передача применяется на некоторых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах (автомобили МАЗ-5335, автобусы ЛиАЗ-677М).
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. Для этого служит дифференциал, который распределяет крутящий момент между ведущими колесами, что позволяет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его движении на криволинейных участках дороги вращаться с различной угловой скоростью. В результате при повороте исключается пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное изнашивание шин, затрудняет управление автомобилем и увеличивает расход топлива. Ведущие колеса для обеспечения различной частоты вращения крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях. Полуоси связаны между собой межколесным дифференциалом, подводящим к ним крутящий момент от главной передачи. Дифференциалы классифицируют по месту расположения на межосевые (распределяющие крутящий момент между главными передачами ведущих мостов); на межколесные (распределяющие крутящий момент между ведущими колесами одной оси) и по соотношению крутящих моментов на ведомых валах – на симметричные (моменты одинаковые) и несимметричные. В дифференциалах устанавливают чаще всего конические шестерни. Число зубьев левой и правой полуосевых шестерен у симметричного межколесного дифференциала равно, поэтому для такого планетарного механизма передаточное число при остановленном водиле равно единице. Отсюда вытекают его свойства: 1) сумма угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен (ведущих колес) равна удвоенной угловой скорости корпуса дифференциала, т. е. wл + wп = 2 wк; 2) при любых соотношениях угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен их крутящие моменты равны (как и моменты левого и правого колес автомобиля), т. е. Мл = Мп. При прямолинейном движении автомобиля по ровной поверхности левое и правое колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой угловой скоростью (wл = wп = wк). Сателлиты не совершают относительного движения. Правое колесо автомобиля при повороте, например, налево в результате относительного вращения сателлитов должно вращаться быстрее корпуса дифференциала, а левое – медленнее (wл < wп). При уменьшении угловой скорости левого колеса увеличивается угловая скорость правого колеса. Чем меньше радиус поворота, тем больше разница в угловых скоростях левого и правого колес. Однако угловая скорость корпуса дифференциала, зависящая при включенной передаче в коробке передач от угловой скорости коленчатого вала двигателя, не изменяется, поэтому сумма угловых скоростей ведущих колес автомобиля будет неизменна. Если одно из колес остановлено, другое вращается в два раза быстрее корпуса дифференциала (например, wл = 0; wп = 2 wк). Это наблюдается в случае буксования одного из ведущих колес при неподвижном автомобиле. Если при движении автомобиля быстро остановить корпус дифференциала (wк = 0), например стояночным трансмиссионным тормозом, то ведущие колеса должны также остановиться или вращаться в разном направлении (wл = - wп), и автомобиль может занести. Поэтому запрещается использовать стояночный трансмиссионный тормоз для остановки движущегося автомобиля. При относительно малом сопротивлении (при движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием) благоприятным является распределение крутящих моментов поровну между левым и правым колесами. В этом случае это свойство межколесного конического дифференциала обеспечивает хорошую управляемость и устойчивость автомобиля. Однако если одно из двух ведущих колес, например правое, при трогании автомобиля с места находится на скользком участке дороги, то крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Такой же крутящий момент будет на левом колесе, хотя оно и находится на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Автомобиль не тронется с места, если суммарного момента будет недостаточно для его движения, левое колесо будет неподвижным, а правое будет буксовать. Чтобы устранить этот недостаток, дифференциал жестко соединяют с одной из полуосей корпуса. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается, и этим создается большая суммарная сила тяги на обоих ведущих колесах. На некоторых автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью и грунтовым дорогам, применяют дифференциалы с принудительной блокировкой или самоблокирующиеся. В этом случае большая часть крутящего момента передается на колесо, вращающееся с меньшей частотой (отстающее колесо). Если одно из колес автомобиля на скользком участке дороги начинает вращаться быстрее корпуса дифференциала (становится забегающим), передаваемый этим колесом крутящий момент уменьшается. В этом случае большая часть момента подводится к отстающему колесу, находящемуся на участке дороги с лучшими сцепными свойствами, и тем самым повышается сила тяги. Наиболее распространены следующие дифференциалы: межколесный конический симметричный, межосевой конический и кулачковый повышенного трения. Конический симметричный дифференциал (рис.14.4,а) представляет собой шестеренный механизм, смонтированный в главной передаче. Он имеет два конических зубчатых колеса 2 и 8, шестерни-сателлиты 1 и 7 и крестовину 4. Ведомое колесо 5 главной передачи жестко соединено с коробкой дифференциала. Коробка состоит из двух чашек, между которыми крепится крестовина. В коробке дифференциала на шлицах полуосей 3 и 9, соединенных с ведущими колесами автомобиля, установлены полуосевые зубчатые колеса 2 и 8. От ведущей шестерни 6 главной передачи крутящий момент передается на ведомое колесо 5 и коробку дифференциала, вместе с которой вращается крестовина 4 с расположенными на ней шестернями-сателлитами 1 и 7.
Рис.14.4. Конический симметричный дифференциал
Оба ведущих колеса при прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге испытывают одинаковые сопротивления качению и проходят одинаковые пути. Поэтому сателлиты, не поворачиваясь относительно своих осей, вращаются вместе с крестовиной и коробкой дифференциала и сообщают зубчатым колесам 2 и 8 одинаковую частоту вращения. При этом сателлиты, соединяя обе полуоси, как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса. При движении автомобиля на повороте (см.рис.14.4,б) его внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось 9 и полуосевое зубчатое колесо 8, связанные с внутренним колесом автомобиля, вращаются медленнее. Вращаясь на шипах крестовины 4, шестерни-сателлиты 1 и 7 перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому колесу 8, в результате чего повышается частота вращения полуосевого зубчатого колеса 2 и полуоси 3. Таким образом, ведущие колеса автомобиля за одно и то же время проходят различные пути без юза и пробуксовывания. У автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» дифференциал, как и главная передача, расположен в картере заднего моста. Дифференциал содержит коробку 18 (рис.14.5), в отверстие которой вставляется ось 17 сателлитов, на которую свободно надеты два конических сателлита 11. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями 13 полуосей 8. Коробка дифференциала вместе с ведомой шестерней 12 вращается на двух конических роликовых подшипниках 21. Подшипники закрепляются двумя регулировочными гайками 9. Усилие от главной передачи передается на коробку дифференциала, затем через ось на сателлиты и далее через полуосевые шестерни и полуоси к ведущим колесам.
Рис.14.5. Задний мост автомобиля ВАЗ-2105: 1 - фланец полуоси; 2 - болт крепления тормозного барабана колеса; 3 - направляющий штифт; 4 - тормозной барабан; 5 - подшипник полуоси; S - сальник; 7 - кожух заднего моста; 8 - полуось; 9 - регулировочная гайка подшипника; 10 - сапун; 11 - сателлит; 12 - ведомая шестерня главной передачи; 13 - шестерня полуоси; 14 - фланец ведущего вала; 15 - картер главной передачи; 16 - ведущая шестерня; 17 - ось сателлитов; 18 - коробка дифференциала; 19 - стопорная пластина; 20 - крышка подшипника дифференциала; 21 - подшипник; 22 - пластина крепления подшипника полуоси
На автомобиле ВАЗ-2108 конический двухсателлитный дифференциал находится в одном картере с коробкой передач (см.рис.12.7). Усилие передается правому и левому приводным валам передних ведущих колес. Коробка дифференциала 24 с крышкой вращается в двух конических подшипниках 23. На коробку дифференциала напрессована пластмассовая шестерня 27 привода спидометра 28. Два сателлита 25 расположены на оси 29. Шлицевые хвостовики корпусов внутренних шарниров приводов передних колес заходят в шлицы полуосевых шестерен 26. 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. Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320 имеет следующие конструктивные элементы: картер 2 (рис.14.6,а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста, коробка 3 дифференциала состоит из двух чашек, соединяемых болтами. Хвостовик передней чашки опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец 1, связывающий дифференциал с карданной передачей. Дифференциальный механизм размещен внутри коробки 3. Дифференциал включает сателлиты 4 с крестовиной 5, коническое зубчатое колесо 14 привода заднего моста и колесо 13 привода промежуточного моста. Зубчатое колесо 13 при помощи шлицев жестко соединяется с ведущей шестерней 9 главной передачи промежуточного моста, а колесо 14 - со шлицованным концом проходного вала 10 привода заднего моста. Внутренняя зубчатая муфта 12 и муфта 11 блокировки дифференциала находятся в постоянном зацеплении с наружными зубьями зубчатого колеса 13. Рис.14.6. Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЗ-5320 Механизма 8, который осуществляет блокировку, трубопроводами связан с пневматическим краном управления, размещенным на щитке приборов в кабине автомобиля. При открытии крана управления сжатый воздух поступает в полость между крышкой и мембраной 19 (см.рис.14.6,б). Мембрана, прогибаясь, преодолевая сопротивление возвратной пружины 17, перемещает вперед при помощи пружины 16 стакан 18 и ползун 15. При этом замыкаются контакты микровыключателя 6, включающие контрольную лампу на щитке приборов. Вилка 7 перемещается вместе с ползуном и вводит муфту 11 в зацепление с зубчатым венцом на корпусе дифференциала. Происходит жесткое соединение колеса 13 привода среднего моста и коробки 3 дифференциала, тем самым дифференциал принудительно блокируется, и зубчатые колеса 14 и 13 привода мостов вращаются с одинаковой частотой. При разблокировке дифференциала кран управления закрывается, в результате чего полость за мембраной механизма блокировки соединяется с атмосферой. Мембрана 19 и ползун 15 с вилкой 7 под давлением возвратной пружины 17 перемещаются вправо, возвращая одновременно муфту блокировки в исходное положение. Кулачковый дифференциал повышенного трения в результате самоблокировки (рис.14.7) за счет дополнительных сил трения передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее. Это позволяет уменьшить пробуксирование колеса и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса. Механизм кулачкового картера состоит из двух половин, соединенных болтами вместе с ведомым зубчатым колесом 3 и опирающихся на конические роликоподшипники. Правой половиной дифференциала является его чашка 5, а левой - сепаратор 2. В сепараторе 2 расположены два ряда радиальных отверстий (по 12 отверстий в каждом ряду). В отверстиях размещены сухари 6, установленные между внутренней 1 и наружной 4 звездочками, которые при помощи шлицев соединены с полуосями. Внешняя поверхность внутренней звездочки 1 по окружности имеет два ряда кулачков (по шесть кулачков в каждом ряду), а внутренняя поверхность наружной звездочки 4 имеет один ряд кулачков. Крутящий момент передается сепаратору 2 от ведомого колеса 3, а от него через сухари 6 - на кулачки звездочек и затем на полуоси. Когда сопротивление движению обоих колес одинаково, звездочки вращаются с одинаковой частотой. Когда одно колесо испытывает большее сопротивление, чем другое (при движении автомобиля по скользкой дороге), сепаратор дифференциала прижимает сухари к кулачкам наружной и внутренней звездочек. Сила трения в результате самоблокировки дифференциала на отстающей звездочке направлена в сторону вращения, а на забегающей – против вращения. При этом крутящий момент на отстающей звездочке будет больше на величину момента сил трения, на забегающей – меньше на ту же величину.
Рис.14.7. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66-11
У автомобилей с кулачковым дифференциалом при пробуксировании одного колеса полная остановка второго происходит значительно реже, чем у автомобиля с коническим симметричным дифференциалом. Это объясняется большой разницей между дорожными сопротивлениями правого и левого колес, возникающими в результате повышенного трения между сухарями и звездочками. Установка самоблокирующегося дифференциала в главной передаче переднего ведущего моста автомобиля ГАЗ-66-11 обеспечивает эффективную эксплуатацию этих автомобилей в тяжелых дорожных условиях. Полуоси Полуоси передают крутящий момент Т от дифференциала к ведущим колесам (рис.14.8), а также следующие изгибающие моменты: от вертикальной реакции Rz на действие силы тяжести, приходящейся на колесо, от касательной реакции Rx, обусловленной тяговой и тормозной силами, и от боковой силы Ry, возникающей при заносе, движении на повороте или по дороге с поперечным уклоном, а также под действием бокового ветра. На современных автомобилях полуоси, в зависимости от конструкции внешней опоры, определяющей степень их нагруженности изгибающими моментами, бывают двух типов: полуразгруженные и разгруженные.
Рис.14.8. Схемы полуосей: а - полуразгруженные; б - полностью разгруженные; 1 - колесо; 2, 6 и 7 - подшипники; 3 - кожух полуоси; 4 - полуось; 5 - ступица
Полуразгруженные полуоси обычно применяют на грузовых автомобилях малой грузоподъемности и на легковых автомобилях, у которых подшипник 2 установлен между полуосью 4 и ее кожухом 3 на расстоянии ар от средней плоскости колеса. Реакции Rz и Rx создают на плече ар изгибающие моменты, действующие на полуось соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а боковая реакция – изгибающий момент, действующий в вертикальной плоскости на плече, равном радиусу r колеса. Полуоси установлены в кожухе 7 картера заднего моста. Внутренний конец полуоси шлицами соединен с полуосевой шестерней дифференциала, а другой - фланцем 1 с тормозным барабаном 4 и колесом. Для вентиляции картера заднего моста на кожухе полуоси устанавливается сапун 10. Полностью разгруженные полуоси применяют на автобусах и грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности (см.рис.14.8,б). В этом случае все изгибающие моменты воспринимаются подшипниками б и 7, установленными между ступицей 5 колеса и кожухом 3 полуоси, а полуось передает только крутящий момент. Наиболее распространенным является крепление ступицы или диска колеса к полуоси при помощи фланца. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, которые вставляют в полуосевое зубчатое колесо.
НЕСУЩАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ
В несущую систему автомобиля входят рама, подрамник, передняя и задняя подвески, ступицы колес, колеса и шины. Подрамник конструктивно совмещен с основанием кузова и служит для установки силового агрегата и передней подвески автомобиля. Механизмы и детали несущей системы связывают колеса с кузовом, воспринимают силы, действующие на автомобиль, снижают динамические нагрузки, передаваемые от колес на кузов при движении автомобиля по неровностям дороги, и гасят колебания кузова.
Рама
Все грузовые и легковые автомобили с большим (обычно более 3,5 л) рабочим объемом цилиндров двигателя имеют раму. На легковых автомобилях особо малого и малого классов и автобусах рама отсутствует, ее функции выполняет несущий кузов. Являясь несущей системой автомобиля, рама воспринимает все нагрузки, возникающие при его движении. На раме монтируют двигатель, агрегаты трансмиссии, механизмы органов управления, дополнительное и специальное оборудование, а также кабину, кузов или грузонесущую емкость. По конструкции рамы (рис.15.1) могут быть лонжеронными (лестничными) и центральными (хребтовыми). В автомобилестроении наибольшее распространение получили лонжеронные рамы.
Рис.15.1. Автомобильные рамы: а – лонжеронная; б - центральная
Лонжеронная рама грузовых автомобилей (см.рис.15,а) имеет две продольные балки - лонжероны 12 - переменного сечения и несколько поперечин 7. Лонжероны рамы могут сходиться в передней части (автомобили ЗИЛ) или располагаться параллельно один другому (автомобили ГАЗ). Буксирные крюки 2 и передний буфер 1, предохраняющий автомобиль от повреждений, крепятся к лонжеронам спереди. Радиатор и передние опоры (одна или две) двигателя устанавливаются на первой поперечине 7 рамы, задние его опоры - кронштейны 3 - приклепаны к лонжеронам. Передние рессоры крепят на кронштейнах 14. От ударов лонжероны предохраняют резиновые буфера 15. Картер рулевого механизма крепится кронштейном 13 на левом лонжероне между кронштейнами рессор. Промежуточная опора карданной передачи крепится на второй поперечине 7 рамы снизу. В задней части рамы на лонжеронах расположены кронштейны 8 для крепления задних рессор и кронштейны 9, служащие опорами для концов дополнительных рессор. Аккумуляторная батарея крепится на левом лонжероне рамы в специальное гнездо 11, откидной кронштейн 4 запасного колеса - на правом. Кронштейны 10 служат для крепления платформы, а кронштейн 16 - для фиксации положения пусковой рукоятки. Тягово-сцепное устройство 6 расположено на задней поперечине, а кронштейн 5 указателя поворота – на заднем конце правого лонжерона. На легковых автомобилях семейства «Москвич» и ГАЗ в передней части кузова к полу кузова крепится болтами полурама (подрамник). К ней крепится двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач. Центральная рама (см.рис.15.1,б) представляет собой центральную несущую балку 5 с поперечинами 3. Несущая балка 5 может иметь круглое или швеллерное сечение. В некоторых случаях рама образуется в результате соединения специальными патрубками 4 картера 1 раздаточной коробки и картеров 2 главных передач. Поперечины 3, служащие опорами двигателя, кабины, кузова и других агрегатов, установлены между фланцами патрубков и картеров. Такие рамы обладают высокой прочностью на изгиб, но из-за сложности их изготовления широкого распространения в отечественном и зарубежном автомобилестроении не получили.
Передняя подвеска
Подвеска предназначена для снижения вертикальных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомобиля, и смягчения и поглощения ударов, воспринимаемых колесами от неровностей дороги. Упругие элементы подвески соединяют кузов с осями или колесами. В качестве такого упругого элемента могут использоваться винтовые пружины, листовые рессоры и торсионы. Подвеска может быть зависимая и независимая (рис.15.2). Классификация подвесок дана на рис.15.3. Рис.15.2. Типы подвесок автомобилей: а - зависимая; б - независимая Рис.15.3. Классификация подвесок При зависимой подвеске перемещение одного колеса моста определяется перемещением другого колеса (см.рис.15.2,а). При независимой подвеске такая связь отсутствует, потому что каждое колесо отдельно от другого соединяется с кузовом (см.рис.15.2,б). В этом случае при наезде колеса на неровности колебания другому колесу не передаются, а наклон кузова уменьшается. Независимая подвеска передних колес обеспечивает плавность хода автомобиля и устраняет его раскачивание, нарушающее управление. Различают шкворневую и бесшкворневую независимую подвески. На большинстве легковых автомобилей используется рычажная независимая подвеска бесшкворневого типа. Такая подвеска снижает массу неподрессоренных частей, от чего уменьшается сила динамических ударов на кузов. Независимая бесшкворневая рычажная подвеска имеет следующую конструкцию: поворотная стойка 3 (рис.15.4), жестко соединена с поворотной цапфой 4, на ось которой надета ступица колеса. Концы поворотной стойки 3 шаровыми шарнирами 2 и 5 соединены с верхним 1 и нижним 6 рычагами. Рычаги 1 и 6 шарнирно закреплены на поперечине 10 или кузове автомобиля. Пружина 9 размещена между нижним рычагом и поперечиной (кузовом), внутри которой установлен амортизатор 8. На нижнем рычаге закреплен резиновый буфер 7. Колесо при наезде на препятствие приподнимается на поворачивающихся рычагах 1 и 6, не изменяя плоскости своего вращения. Деформирующаяся при этом пружина 8 смягчает удары. Стойка 3 вместе с поворотной цапфой 4 и колесом при воздействии рулевого привода поворачивается в шаровых шарнирах 2 и 5. Рис.15.4. Устройство независимой бесшкворневой рычажной подвески: 1 - верхний рычаг; 2 - верхний шаровой шарнир; 3 - поворотная стойка; 4 - поворотная цапфа с осью; 5 - нижний шаровой шарнир; 6 - нижний рычаг; 7 - резиновый буфер; 8 - амортизатор; 9 - пружина; 10 - поперечина В качестве упругого элемента у независимой бесшкворневой подвески передних колес вместо пружины может использоваться торсион - стальной упругий стержень. Торсион бывает сплошным или составным - из круглых стержней или прямоугольных пластин (автомобили ЗАЗ). Упругая связь колеса с кузовом обеспечивается скручиванием торсиона. Стабилизатор поперечной устойчивости включается в рычажно-пружинную подвеску для уменьшения боковых наклонов автомобиля и быстрого гашения его боковых колебаний. Он представляет собой П-образный стальной, стержень, загнутые концы которого соединены с нижними рычагами подвески, а центральная часть закреплена на основании кузова. Стержень, закручиваясь, ограничивает боковые наклоны кузова при наезде колеса на препятствие, и корректирует работу пружин подвески, перераспределяя действующие на них усилия. Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 бесшкворневая пружинно-рычажная с поперечным расположением рычагов и телескопическими амортизаторами, может быть полностью собрана только непосредственно на автомобиле. Подвеска каждого колеса включает поворотную стойку 7 (рис.15.5) с поворотной цапфой и ось 4, нижний 21 и верхний 8 рычаги, верхнюю 9 и нижнюю 27 шаровую опору, винтовую пружину 22, амортизатор 24, буфер 10 и стабилизатор поперечной устойчивости 18. Внутренними концами нижний рычаг 21 соединен шарнирно с концами оси 20, закрепленной болтами на поперечине. С помощью регулировочных прокладок 15 (шайб), установленных под болтами, выполняется регулировка углов продольного наклона оси поворота и развала колес. Верхний рычаг 8 внутренними концами соединен с верхней осью 14. Наружные концы обоих рычагов соединены с поворотной стойкой 7 через шаровые шарниры 9 и 27, снаружи закрыты резиновыми чехлами. Цилиндрическая витая пружина 22, опирающаяся снизу на опорную чашку 26, поставлена между верхней опорной чашкой 13 и нижним рычагом. Амортизатор установлен следующим образом: нижним ушком его корпус соединен с кронштейном 25, а верхний конец штока амортизатора закреплен на двух резиновых подушках 12 при помощи гайки в опорном стакане 11. Буфер 10, закрепленный на кузове над верхним рычагом, ограничивает ход колеса вверх и смягчает предельное сжатие пружины подвески. Ход колеса вниз ограничивают буферные втулки на штоке передних амортизаторов. Стабилизатор поперечной устойчивости 18 для уменьшения бокового крена и снижения поперечных колебаний кузова. Стабилизатор своей средней частью установлен в кронштейнах 16 на резиновых втулках, а загнутые концы его закреплены на нижних рычагах через резиновые подушки обоймами 23.
Рис.15.5. Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105: 1 – подшипники ступицы колес; 2 – колпак; 3 – регулировочная гайка; 4 – ось поворотной цапфы; 5 – ступица; 6 – тормозной диск; 7 – поворотная стойка; 8 – верхний рычаг; 9 – верхняя шаровая опора; 10 – буфер хода сжатия; 11 – опорный стакан; 12 – резиновые подушки; 13 – верхняя опорная чашка пружины; 14 – ось верхнего рычага; 15 – регулировочная шайба; 16 – кронштейн крепления штанги стабилизатора поперечной устойчивости; 17 – резиновая втулка; 18 – штанга стабилизатора; 19 – лонжерон кузова; 20 – ось нижнего рычага; 21 – нижний рычаг; 22 – пружина подвески; 23 – обойма; 24 – амортизатор; 25 – кронштейн крепления амортизатора; 2S – нижняя опорная чашка пру |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |