Трансмиссия автомобиля ЗИЛ-130

1. Трансмиссия автомобиля

1.1 Назначение и схемы трансмиссий

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

В трансмиссию входят:

1. Сцепление,

2. Коробка передач,

3. Карданная передача,

4. Главная передача, устанавливаемая в картере ведущего моста,

5. Дифференциал

6. Полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями - межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические). На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен). На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач. Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.



Рис. 1. Схема трансмиссии автомобиля

Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Автомобиль ЗИЛ-130 с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии. Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.



2. Сцепление

2.1 Сцепление и приводы управления сцеплением

Назначение и принцип действия сцепления. Сцепление автомобиля служит для кратковременного разъединения коленчатого вала двигателя от коробки передач и их плавного соединения, которые необходимы при переключении передач и трогании автомобиля с места.

На легковых и грузовых автомобилях наиболее распространено однодисковое сцепление фрикционного типа. Сцепление состоит из механизма и привода выключения. Механизм сцепления собран на маховике двигателя, а привод -- на невращающихся деталях, установленных на раме или кузове автомобиля.

Основными деталями механизма сцепления являются ведомый диск, установленный на шлицы ведущего вала коробки передач, нажимный диск с пружинами, размещенными на кожухе, который жестко прикреплен к маховику. На кожухе сцепления установлены на шаровых опорах отжимные рычаги, соединенные шарнирно с нажимным диском.

Привод выключения сцепления состоит из муфты с выжимным подшипником и возвратной пружиной, вилки, тяги и педали.

При отпущенной педали сцепления ведомый диск зажат пружинами между маховиком и нажимным диском. Такое состояние сцепления называется включенным, так как при работе двигателя крутящий момент от маховика и нажимного диска передается за счет сил трения на ведомый диск и дальше на ведущий вал коробки передач. Если нажать на педаль сцепления, тяга перемещается и поворачивает вилку относительно места ее крепления. Свободный конец вилки давит на муфту, в результате чего она перемещается к маховику и нажимает на рычаги, которые отодвигают нажимный диск. При этом ведомый диск освобождается от сжимающего усилия, отходит от маховика и сцепление выключается.

2.2 Приводы управления сцеплением

Механический привод выключения сцепления применяют на большинстве отечественных грузовых автомобилей, так как он наиболее прост по конструкции и удобен в эксплуатации. Основными деталями привода выключения сцепления автомобиля ЗИЛ-130 являются педаль 1, которая закреплена на валу 5, связанном тягой 6 с рычагом 7 и вилкой 3 выключения сцепления.

При нажатии на педаль 1 все детали привода приходят во взаимодействие, в результате чего подшипник 2 муфты нажимает на внутренние концы рычагов выключения, нажимный диск отводится, а ведомый освобождается от усилия нажатия и сцепление выключается.

При включении сцепления педаль отпускают, муфта с подшипником под действием возвратной пружины 4 занимает исходное положение, освобождая рычаги выключения и сцепление включается.

Рис. 2

Привод выключения сцепления автомобилей ЗИЛ-130

Гидравлический привод выключения сцепления сложнее по конструкции, чем механический, но он обеспечивает более плавное включение и допускает свободное расположение педали привода по отношению к механизму сцепления.

Пневматический усилитель в приводе сцепления применяют на грузовых автомобилях, чтобы уменьшить усилие нажима на педаль при выключении сцепления.

Работает пневмоусилитель следующим образом. При нажатии на педаль сцепления давление жидкости из главного цилиндра передается под гидропоршень усилителя и следящий поршень. Последний перемещается и действует на клапаны управления, закрывая выпускной и открывая впускной. При этом сжатый воздух из системы начинает поступать в полость пневмопоршня, который перемещается, оказывая дополнительное усилие на шток выключения сцепления. В результате суммарное усилие от давления воздуха и педали на штоке выключения сцепления возрастает и сцепление выключается. При отпускании педали давление в гидропроводе исчезает и поршни под действием пружин отходят в исходное положение, сцепление включается, а воздух из пневмоусилителя выходит в атмосферу.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль.

А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть - включить сцепление, привести его в состояние монолита. И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 - 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес - ноль.

На первом этапе работы по включению сцепления - приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения . За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль потихоньку ползти.

На втором этапе - удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения, то есть на две - три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом немного увеличивает скорость движения.

На третьем этапе - маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля. Это соответствует состоянию механизма сцепления - включено, автомобиль едет. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу. Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

2.3 Основные неисправности сцепления

Сцепление “ведет” (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин.

Для устранения неисправности отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление “пробуксовывает” (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задирах на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска.

Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, устранить задиры на поверхностях дисков, заменить ведомый диск.

Подтекание тормозной жидкости в приводе выключения сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.

Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы, с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

2.4 Эксплуатация сцепления

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости. В противном случае, когда ее уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще включаться не будут. И если, при полностью нажатой педали сцепления, вам все-таки удастся «впихнуть» первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет медленное движение, хотя по результатам всего предыдущего разговора в данный момент двигатель отделен от ведущих колес. Здорово, да? Все стоят на красный сигнал светофора, а вы уже едите! Как это может случиться и почему машина едет? Ответ прост - любая машина требует к себе постоянного внимания, она любит “смазку и ласку”. А если по делу, то описанная неприятность называется - сцепление ведет. Суть происходящего следующая. В то время когда ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и соответственно часть крутящего момента передается на вал коробки передач и далее на ведущие колеса.

На этом проблемы со сцеплением не заканчиваются. Так как каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то естественно боковые поверхности ведомого диска изнашиваются. Это нормальный процесс, предусмотренный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Однако наступает в жизни, опять же не очень смешной момент, когда все уже давно уехали с того самого перекрестка с красным сигналом светофором (после включения зеленого), а вы все еще стоите на месте. Хотя и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и «газуете» вы так, что у проезжающих мимо водителей «сердце кровью обливается». Но износ накладок ведомого диска оказался настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием, и пробуксовывая не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Описанное явление имеет и свое название - сцепление пробуксовывает, затем на третьей и так далее. Замена ведомого диска сцепления требуется после 80 тыс. км. пробега и более.

3. Коробка переключения передач (КПП) автомобиля

3.1 Назначение коробки передач

Коробка передач служит для изменения в широком диапазоне крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса автомобиля при трогании с места и его разгоне. Помимо этого коробка передач обеспечивает автомобилю движение задним ходом и позволяет длительно разъединять двигатель и ведущие колеса, что необходимо при работе двигателя на холостом ходу во время движения или при стоянке автомобиля.

На современных автомобилях применяют преимущественно механические ступенчатые коробки передач с зубчатыми шестернями. Количество передач переднего хода обычно равно четырем или пяти, не считая передачи заднего хода.

Переключение передач в них осуществляется передвижением шестерен, которые входят поочередно в зацепление с другими шестернями, или блокировкой шестерен на валу с помощью синхронизаторов. Синхронизаторы выравнивают частоту вращения включаемых шестерен и блокируют одну из них с ведомым валом. Управление передвижением шестерен или синхронизаторов осуществляет водитель при выключенном сцеплении. В зависимости от числа передач переднего хода коробки передач бывают трехступенчатыми, четырехступенчатыми и т. д.

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе, шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло).

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

3.2 Принцип действия коробки передач

Изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах. Пример.

Возьмем две шестерни, не поленимся и сосчитаем число их зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

На рисунке у первой шестерни (“А”) 20 зубьев, у второй (“Б”) 40, у третьей (“В”) снова 20, у четвертой (“Г”) опять 40. А дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня “А” вращаются со скоростью, допустим 2ccc об/мин. Шестерня “Б” вращается в 2 раза медленнее, то есть она имеет 1ccc об/мин, а так как шестерни “Б” и “В” закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1ccc об/мин. Тогда шестерня “Г” будет вращаться еще в 2 раза медленнее - 500 об/мин. От двигателя на первичный вал коробки передач приходит - 2ccc об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время - 1ccc об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже - двум. Общее передаточное число этой схемы 2х2=4. То есть в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу коробки перемены передач, по сравнению с первичным. Обратите внимание на то, что если мы выведем из зацепления шестерни “В” и “Г”, то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что и соответствует нейтральной передаче в коробке. Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет свое направление.

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки.

Рассмотрим значение переключения передач на примере спортивного велосипеда, так как на современных велосипедах тоже есть передачи. Владельцы такого транспорта обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость велосипеда получается небольшая. Если же переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость движения возрастает, но усилие на педалях увеличивается. Меняя звездочки (переключая передачи) на велосипеде, вы находите оптимальный режим движения с учетом своих сил и дорожных условий.

Тот же принцип используется и в автомобиле. В зависимости от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя, необходимо переключать передачи в коробке передач. Первая передача и передача заднего хода - самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А, например, при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил (как и велосипедисту), и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи. Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более “слабую”, но более “быструю”, затем на третью, четвертую и пятую передачи. Все ступеньки переключения передач вверх - с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько - две, три и так далее. Обычный режим движения автомобиля - на четвертой или пятой передачах, потому что они самые скоростные и экономичные.



4. Карданная передача

4.1 Описание и назначение

Ведущие мосты автомобиля устанавливаются на раме или на кузове автомобиля с помощью упругих элементов подвески и во время движения мосты изменяют свое положение относительно мест крепления. Чтобы передать крутящий момент в таких условиях от коробки передач к ведущему мосту, применяют карданные передачи. Их используют и в приводе к передним управляемым и ведущим колесам. Карданная передача к ведущему мосту состоит из карданного вала, шарниров и промежуточной опоры. Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под изменяющимися углами. В трансмиссии автомобилей применяют жесткие карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из жестких деталей (рис. а): ведущей 1 и ведомой 4 вилок, крестовины 2, на шипы которой надеты игольчатые подшипники 3. Крутящий момент передается от вилки 1 к вилке 4 через крестовину 2. При такой конструкции и равномерном вращении вилки ведущего вала угловая скорость ведомой вилки будет изменяться два раза за каждый оборот, увеличиваясь и уменьшаясь. Поэтому такой шарнир называют шарниром неравных угловых скоростей.

Чтобы устранить неравномерность вращения ведомого вала в карданной передаче, применяют обычно два шарнира неравных угловых скоростей, располагаемых на концах карданного вала. Тогда неравномерность вращения, возникающая в первом ведущем шарнире, компенсируется неравномерностью вращения второго шарнира и ведомый вал передачи вращается равномерно с угловой скоростью ведущего вала. Такая карданная передача называется двойной. Одинарные передачи с одним жестким карданным шарниром практически не применяются.

В приводе передних управляемых и ведущих колес автомобилей повышенной проходимости применяют шарниры равных угловых скоростей двух типов: шариковые и кулачковые.

4.2 Устройство карданной передачи

Карданная передача автомобилей ЗИЛ-130 состоит из промежуточного 1 и основного 6 карданных валов, соединенных друг с другом. Промежуточный вал опирается на промежуточную опору 3, состоящую из шарикоподшипника 11, заключенного в резиновое кольцо 10 с металлическим кронштейном 4. На переднем конце промежуточного вала приварена вилка карданного шарнира, а второй конец его выполнен в виде шлицевой втулки 2, в которую вставлен шлицевой конец вилки 9 карданного шарнира основного вала. Благодаря скользящему шлицевому соединению промежуточного и основного карданных валов их общая длина может изменяться при вертикальных перемещениях ведущего моста на неровностях дороги.

Карданные шарниры состоят из двух вилок 9, в проушины которых установлена крестовина 8 с шипами и игольчатыми подшипниками 5. Каждый подшипник состоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проушине вилки крышкой, стопорной пластиной и двумя болтами. Смазка игольчатых подшипников производится по каналам в крестовине от пресс-масленки 7. Вытекание смазки из подшипников предотвращается торцовыми уплотнителями и резиновыми самоподжимными сальниками в вилках.

Карданные валы изготовляют из тонкостенных стальных труб, на концах которых запрессованы и приварены хвостовики вилок. После сборки карданные валы балансируют для уменьшения вибраций, возникающих при работе карданной передачи.



5. Главная передача

5.1 Назначение и типы главных передач

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен. В зависимости от числа шестерен главные передачи разделяют на одинарные конические, состоящие из одной пары шестерен, и двойные, состоящие из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Одинарные конические, в свою очередь, подразделяют на простые и гипоидные передачи.

Одинарные конические простые передачи применяют преимущественно на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. В этих передачах ведущая коническая шестерня 1 соединена с карданной передачей, а ведомая 2 с коробкой дифференциала и через механизм дифференциала с полуосями. Для большинства автомобилей одинарные конические передачи имеют зубчатые колеса с гипоидным зацеплением. Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость. Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.

Двойные главные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и повышения передаваемого крутящего момента. В этом случае передаточное число главной передачи подсчитывается как произведение передаточных чисел конической (1, 2) и цилиндрической (3, 4) пар.

5.2 Устройство главной передачи

Двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130 является частью механизмов ведущего заднего моста, которые размещены в его балке 8. Ведущий вал главной передачи выполнен за одно целое с ведущей конической шестерней 1. Он установлен на конических роликовых подшипниках в стакане, закрепленном на картере 9 главной передачи. Здесь же в картере установлен на роликовых конических подшипниках промежуточный вал с ведущей цилиндрической шестерней 12. На фланце вала жестко закреплена ведомая коническая шестерня 2, находящаяся в зацеплении с шестерней 1. Ведомая цилиндрическая шестерня 5 соединена с левой 3 и правой 6 чашками дифференциала, образующими его коробку. В коробке установлены детали дифференциала: крестовина 4 с сателлитами 11 и полуосевыми шестернями 10.

При работе главной передачи крутящий момент передается от карданной передачи на фланец ведущего вала и его шестерню 1, далее на ведомую коническую шестерню 2, промежуточный вал и его шестерню 12, ведомую цилиндрическую шестерню 5 и через детали дифференциала на полуоси 7, связанные со ступицами колес автомобиля.



6. Дифференциал

6.1 Назначение, принцип действия дифференциала

Дифференциал предназначен для передачи крутящего момента от главной передачи к полуосям и позволяет им вращаться с разной скоростью при повороте автомобиля и на неровностях дороги.

На автомобилях применяют шестеренчатые конические дифференциалы (рис. а), которые состоят из полуосевых шестерен 3, сателлитов 4 и объединяющего их корпуса, прикрепленного к ведомой шестерне главной передачи.

Рис. 3

Дифференциал

а - колеса вращаются с одинаковой частотой,

б - движение колес на повороте

1 - ось сателлитов,

2 - ведомая шестерня,

3 - полуосевые шестерни,

4 - сателлит,

5 - ведущая шестерня,

6 - полуоси.

Дифференциалы такого типа используют между колесами ведущих мостов как межколесные. Для различных автомобилей они отличаются конструкцией корпуса и числом сателлитов. Конические дифференциалы используют также и в качестве межосевых. В этом случае они распределяют крутящий момент между главными передачами ведущих мостов.

На рисунке для упрощения не показан корпус дифференциала, поэтому для рассмотрения принципа действия будем считать, что ось 1 сателлитов установлена в корпусе. При вращении ведущей шестерни 5 и ведомой шестерни 2 главной передачи крутящий момент передается на ось 1 сателлитов, далее через сателлиты 4 на полуосевые шестерни 3 и на полуоси 6.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге задние колеса встречают одинаковое сопротивление и вращаются с одинаковой частотой (рис. а). Сателлиты вокруг своей оси не вращаются и на оба колеса передаются одинаковые крутящие моменты. Как только условия движения изменяются, например на повороте (рис. б), левая полуось начинает вращаться медленнее, так как колесо с которым она связана, встречает большое сопротивление. Сателлиты приходят во вращение вокруг своей оси, обкатываясь по замедляющейся полуосевой шестерне (левой) и увеличивая частоту вращения правой полуоси. В результате правое колесо ускоряет свое вращение и проходит большой путь по дуге наружного радиуса.

Одновременно с изменением скоростей полуосевых шестерен происходит изменение крутящего момента на колесах - на ускоряющемся колесе момент падает. Так как дифференциал распределяет моменты на колеса поровну, то в этом случае на замедляющемся колесе происходит также уменьшение момента. В результате суммарный момент на колесах падает и тяговые свойства автомобиля снижаются. Это сказывается отрицательно на проходимости автомобиля при движении по бездорожью и скользким дорогам, т.е. одно из колес стоит на месте (допустим, в яме), а другое в это время буксует (по сырой земле, глине, снегу). Но на дорогах с хорошим сцеплением шестеренчатый конический дифференциал обеспечивает лучшую устойчивость и управляемость, а водителю не приходится менять каждый день напрочь изношенные шины.

Рис. 4

Схема работы главной передачи

1 - фланец;

2 - вал ведущей шестерни;

3 - ведущая шестерня;

4 - ведомая шестерня;

5 - ведущие (задние) колеса;

6 - полуоси;

7 - картер главной передачи.

6.2 Типы дифференциалов

Для повышения проходимости автомобиля при движении по бездорожью применяют дифференциалы с принудительной блокировкой или самоблокирующийся дифференциал.

Сущность принудительной блокировки состоит в том, что ведущий элемент (корпус) дифференциала в момент включения блокировки жестко соединяется с полуосевой шестерней. Для этого предусмотрено специальное дистанционное устройство с зубчатой муфтой.

Самоблокирующийся дифференциал повышенного трения (кулачковый), показан на рис. а, б. Он состоит из внутренней 5 и наружной 6 звездочек, между кулачками которых заложены сухари 3 сепаратора 4. Сепаратор выполнен за одно целое с левой чашкой дифференциала и соединен с ведомой шестерней главной передачи. Правая чашка (на чертеже не показана) свободно охватывает наружную звездочку и в сборе с левой чашкой образует корпус дифференциала. Звездочки дифференциала своими внутренними шлицами соединяются в полуосями 1.

При вращении ведомой шестерни главной передачи и движении автомобиля по прямой сухари оказывают одинаковое давление на кулачки обеих звездочек и заставляют их вращаться с одной скоростью.

Если одно из колес попадает на поверхность дороги с большим сопротивлением движению, то связанная с ним звездочка начинает вращаться с меньшей частотой, чем сепаратор. Сухари, находясь в сепараторе, оказывают большее давление на кулачки замедляющейся звездочки и ускоряют ее вращение.

Таким образом, в местах контакта сухарей с кулачками звездочек возникает повышенное трение, которое, препятствует сильному изменению относительных скоростей обеих звездочек, и колеса вращаются примерно с одной угловой скоростью. Из-за сил трения сухарей по кулачкам происходит перераспределение моментов. На ускоряющейся звездочке силы трения направлены против вращения, на отстающей -- по направлению вращения. Крутящий момент на отстающей звездочке возрастает, а на ускоряющейся уменьшается на момент сил трения, в результате пробуксовка колес исключается.



6.3 Основные неисправности главной передачи и дифференциала

Шум (“вой” главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или в случае отсутствия масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла.

Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.

6.4 Эксплуатация главной передачи и дифференциала

Как и любые шестеренки - шестерни главной передачи и дифференциала требуют “смазки и ласки”. Относительно “ласки”. Хотя все детали главной передачи и дифференциала и выглядят массивными «железяками», но они тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе. Трущиеся детали и зубья шестерен, в том числе, должны постоянно смазываться - это мы уже знаем. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных автомобилей) или в картер блока - коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных автомобилей), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать. Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к “утеканию” через неплотности в соединениях и через изношенные маслоудерживающие сальники. А еще, любой картер должен иметь постоянную связь с атмосферой. Когда в закрытой «наглухо» коробке с шестеренками и маслом выделяется тепло, что неизбежно при работе механизмов, давление внутри резко увеличивается и тогда масло обязательно найдет какую-нибудь дырочку. Для того чтобы не доливать масло по два раза в день, следует знать о маленькой детальке любого картера - сапуне. Это подпружиненный колпачок, прикрывающий вентиляционное отверстие или трубку. Со временем, он «залипает» и возможна потеря связи картера с атмосферой. При очередной плановой замене масла или ранее, в случае необходимости, проверните колпачки и восстановите работоспособность пружин всех сапунов на агрегатах вашего автомобиля. В результате этой несложной операции, небольшие утечки масла могут прекратиться.

Обычно среднестатистическому водителю трудно разобраться в той гамме звуков, которые издает его “заболевший” автомобиль. Мало обладать хорошим слухом, надо еще и понимать, что означают эти “завывания”, “похрустывания” и прочие “поскрипывания”, доносящиеся из определенных зон автомобиля. Однако можно немного сузить район поиска неисправности. При возникновении подозрения на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля (и обязательно опустите на “козла” - устойчивую подставку). Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите на все, что крутится, прослушайте все, что издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла - начинайте поиск своего мастера, которому с гордостью можете сказать, что проблемы у вашего автомобиля слева, а не справа.



7. Полуоси

7.1. Привод к ведущим колесам

В ведущих мостах автомобилей крутящий момент передается от дифференциала к ведущим колесам с помощью полуосей. В зависимости от способа установки полуосей в картере моста они могут быть полностью или частично разгруженными от изгибающих моментов, действующих на полуось.

Полностью разгруженные полуоси применяют на автомобилях средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах. Такие полуоси устанавливаются свободно внутри моста, а ступица колеса опирается на балку моста через два подшипника

Полуразгруженные полуоси опираются на подшипник, расположенный внутри балки моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси. Поэтому такая полуось оказывается нагруженной крутящим моментом и частично изгибающим моментом. Полуразгруженные полуоси применяют в механизмах задних ведущих мостов легковых автомобилей и грузовых автомобилей на их базе.

Колесные передачи применяют на некоторых большегрузных автомобилях с целью снижения нагрузок в карданной передаче и механизмах ведущего моста. В качестве таких передач используют простые шестеренчатые цилиндрические передачи с внутренними зацеплениями либо планетарные передачи.

Ведущим звеном планетарной колесной передачи является солнечная шестерня 1, установленная на шлицах полуоси 7 и находящаяся в зацеплении с тремя шестернями-сателлитами 2. Оси 4 сателлитов закреплены неподвижно в водиле 3, которое является опорой для подшипников ступицы колеса и жестко закреплено на балке моста. Сателлиты зацеплены с коронной шестерней 5, которая скреплена болтами со ступицей колеса 6. Снаружи колесная передача закрыта крышкой 8, образующей вместе с коронной шестерней и ступицей колеса вращающийся картер, куда заливают масло для смазки зубчатых зацеплений и подшипников.

Передаточное число планетарной передачи определяется отношением числа зубьев коронной шестерни к солнечной и составляет 1,4--1,5. Нагрузочная способность и износостойкость планетарной передачи весьма высокие, так как крутящий момент в ней передается от солнечной шестерни к коронной тремя потоками через сателлиты и суммируется на ступице колеса.

Привод переднего ведущего и управляемого колеса на грузовых автомобилях повышенной проходимости осуществляется через карданный шарнир 5 равных угловых скоростей, ведущий кулак которого сделан за одно целое с полуосью 4. Ведомый кулак шарнира заканчивается приводным валом /, который шлицами соединен с фланцем 5, а через него со ступицей 7 колеса. Ступица через конические роликовые подшипники опирается на полую поворотную цапфу 2, которая установлена на конических подшипниках 3 в разъемном корпусе на шипах шкворня 6. Шипы приварены к сферической чашке балки моста. Верхняя крышка, закрывающая опорный подшипник шкворня, является одновременно поворотным рычагом цапфы, связанным с рулевым управлением.

На легковых автомобилях привод каждого переднего ведущего колеса осуществляется через наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей, соединенные валом. Применение двух шарниров в приводе каждого колеса обусловлено конструкцией независимой подвески передних колес. Внутренние шарниры обеспечивают перемещение колес при вертикальных ходах подвески, а наружные -- при повороте колес относительно вертикальной оси, что необходимо при изменении направления движения автомобиля.



5.1 Общие требования безопасности

К самостоятельной работе допускается обученный персонал, прошедший медицинский осмотр и признанный годным для выполнения работ в конкретных условиях, вводный инструктаж по охране труда и первичный инструктаж на рабочем месте. Также должны быть ознакомлены со специальными инструкциями по работе с инструментом, с правилами пожарной безопасности, усвоивший безопасные приемы работы, знающий и умеющий применять методы оказания первой помощи при несчастных случаях.

Слесарь должен знать результаты аттестации своего рабочего места по условиям труда.

Слесарю, выполняющему работы по смежной профессии (стропальщик, электрогазосварщик, газорезчик), необходимо строго соблюдать требования инструкции по охране труда для смежной профессии.

Слесарь обязан выполнять только ту работу, которая поручена ему непосредственным руководителем: мастером по ремонту, начальником цеха.

Слесарь должен иметь и использовать по назначению: костюм хлопчатобумажный или полукомбинезон, очки защитные, ботинки юфтевые, рукавицы, головной убор.

Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), слесарь обязан потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это самому.

Слесарю запрещается:

- стоять и проходить под поднятым грузом;

- проходить в местах, не предназначенных для прохода людей;

- заходить без разрешения за ограждения технологического оборудования и опасных зон;

- мыть руки в эмульсии, масле, керосине и вытирать их обтирочными концами, загрязненными стружкой.

О всяком несчастном случае слесарь обязан немедленно поставить в известность непосредственного руководителя, а в случае травмы немедленно обратиться в медицинский пункт.

Слесарь обязан выполнять требования безопасности, изложенные в настоящей инструкции.

В случае невыполнения положений настоящей инструкции работники могут быть привлечены к дисциплинарной, административной, материальной ответственности в соответствии с законодательством Российской Федерации в зависимости от тяжести последствий.

5.2Требования безопасности перед началом работы

Привести в порядок рабочую специальную одежду и обувь: застегнуть обшлага рукавов, заправить одежду и застегнуть ее на все пуговицы, надеть головной убор, подготовить рукавицы (перчатки) и защитные очки.

Осмотреть рабочее место, убрать все, что может помешать выполнению работ или создать дополнительную опасность.

Проверить освещенность рабочего места (освещенность должна быть достаточной, но свет не должен слепить глаза).

В случае недостаточности общего освещения необходимо применять для местного освещения переносные инвентарные светильники напряжением 12 В с рукояткой из диэлектрического материала, защитной сеткой и вилкой, конструкция которой исключает возможность ее подключения в розетку напряжением свыше 12 В.

Проверить исправность необходимого для работы инструмента:

- молоток (кувалда) должен быть надежно насажен на исправную (без трещин) рукоятку;

- зубила, крейцмейсели, бородки, обжимки и керны не должны иметь сбитых или сношенных затылков с заусенцами;

- набор гаечных ключей должен соответствовать размерам болтов и гаек; если ключи не подходят к гайкам, пользоваться раздвижными ключами. К работе с электро - и пневмоинструментом допускаются лица, прошедшие специальное обучение, инструктаж и проверку знаний по безопасности работ с таким инструментом.

5.3 Требования безопасности во время работы

При выполнении слесарных работ:

- верстак должен быть установлен строго горизонтально, а стол обит листовой сталью и должен иметь защитную сетку высотой 1 м по всей длине верстака;

- поверхность верстака должна быть гладкой, без выбоин и заусенцев и должна содержаться в чистоте и порядке;

- тиски должны быть прочно закреплены на верстаке, губки тисков не должны иметь сколов и выбоин;

- обрабатываемую деталь необходимо прочно закреплять в тисках;

- поданные на обработку и обработанные детали необходимо укладывать устойчиво на подкладках в специальную тару или на стеллажи.

Во время работы слесарь обязан:

- пользоваться только исправным инструментом, предусмотренным технологической картой;

- кантовать тяжелые грузы, подводить под них стропы только при помощи специальных ломов, домкратов и других приспособлений;

- при работе инструментом ударного действия использовать защитные очки;

- при работе клиньями или зубилами с использованием кувалд и выколоток применять держатели длиной не менее 0,7 м. Выколотки должны быть изготовлены из мягкого металла;

- при работе пневмозубилом, молотком, а также на шлифовальных и сверлильных машинах обязательно надевать защитные очки или щитки для защиты глаз и лица;

- при прессовке узлов на пневматических и гидравлических приспособлениях укладку изделий производить при полной неподвижности штока гидроцилиндра;

- при работе на гидравлических прессах устанавливать запрессовываемые детали без перекосов;

- установку и снятие тяжелых деталей и узлов производить только с помощью грузоподъемных средств, исправных и соответствующих поднимаемому грузу;

- при работе совместно с электросварщиком пользоваться защитными очками со специальными стеклами-светофильтрами;

- пользоваться защитным экраном или очками, работая на заточных станках; следить за чистотой и порядком на рабочем месте, не загромождать проходов и проездов.

Слесарю запрещается:

- работать не в специальной обуви и одежде, без использования средств индивидуальной защиты;

- применять неисправный и неправильно заточенный инструмент и приспособления;

- прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, открывать дверцы электрических шкафов. В случае необходимости следует обращаться к электромонтеру;

- останавливать вращающийся инструмент руками или каким-либо предметом;

- пользоваться гаечными ключами, имеющими трещины, выбоины, скосы; применять прокладки при зазорах между гранями гайки и ключа;

- наращивать длину рукоятки ключа с помощью другого ключа или трубы;

- выполнение работ слесарно-монтажным инструментом с изолирующими рукоятками, если на их поверхности или в толще изоляции имеются раковины, сколы, вздутия и другие дефекты; обдувать сжатым воздухом одежду на себе и на других работающих; при работе на пневматических и гидравлических приспособлениях и прессах поправлять деталь во время движения штока гидроцилиндра; превышать установленную грузоподъемность талей и стропов; пользоваться осветительными приборами для местного освещения напряжением свыше 42 В; пользоваться оправками, выколотками и другим слесарным инструментом и приспособлениями, не включенными в технологическую карту; находиться в опасной зоне перемещаемого груза, при работе грузоподъемных машин;

- во время перерывов оставлять элементы собираемых конструкций на весу.

5.4 Требования безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях

При обнаружении неисправности инструмента или оборудования работу немедленно прекратить и доложить об этом своему непосредственному руководителю.

В случае загорания ветоши, оборудования или возникновения пожара необходимо немедленно сообщить о случившемся в пожарную охрану, руководителям и другим работникам предприятия и приступить к ликвидации очага загорания.

В случае возникновения аварийной или чрезвычайной ситуации, опасности для своего здоровья или здоровья окружающих людей покинуть опасную зону и сообщить об опасности непосредственному руководителю.

Требования безопасности по окончанию работы

После окончания работы слесарь обязан:

- отключить от сети питания электро - и пневмо-инструменты и сдать его в кладовую;

- проверить наличие слесарного инструмента и уложить его в отведенное для хранения место;

- произвести уборку рабочего места и сдать его мастеру;

- снять спецодежду, повесить ее в шкаф, вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.



Список литературы:

Бухарин Н.А., Прозоров В.С., Щукин М.М. Автомобили. Л.; "Машиностроение", 1973 г.

Звягин А.А., Кравченко П.А. Проектирование автомобиля, часть 3. Л.,ЛИСИ, 1973 г.

Малаховский Я.Э., Ленин А.А., Веденеев Н.К.. Карданные передачи. М., 1962 г.

Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкции, элементы расчета. М., "Машиностроение"; 1989 г.