Модернизация трансмиссии Краз-6437

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование выбора схемы силового привода многоприводного автомобиля

Общие положения

Автомобили для транспортировки леса работают в более сложных условиях, чем машинам общего назначения. Лесовозные автомобили эксплуатируются на местности с различными физико - механическими свойствами грунта, растительным покровом, климатом, совершают движение по дорогам с грунтовым или искусственным покрытием, по магистралям и дорогам общего пользования.

Для увеличения проходимости в тяжелых дорожных условиях к конструкции автомобиля предъявляются конкретные требования, целью которых является уменьшение сопротивлений движению или увеличение тягово - сцепных свойств. Повышение проходимости автомобиля, как правило, связано с ухудшением его экономических показателей при использовании на хороших дорогах.

Более 80% автомобильных дорог, которые необходимо построить для вывозки заготовленного леса приходится на временные дорожные усы и ветки. Часто экономически выгоднее, особенно если грузопоток невелик или имеет периодический характер, не строить дороги, а использовать автомобили повышенной проходимости.

Повышение проходимости базового автомобиля достигается за счет увеличения числа ведущих осей, применением шин с развитыми грунтозацепами и переменным давлением воздуха, блокирующихся дифференциалов, лебедок самовытаскивателей, увеличения дорожного просвета и ряда других мероприятий. Такие модернизированные автомобили экономически выгодно примененять в качестве автомобилей для транспортировки леса.

Выбор схемы привода к ведущим мостам желательно осуществлять на основе конструктивной и технологической преемственности узлов проектируемого автомобиля с серийно выпускающимися в данное время агрегатами.

Типы приводов, наиболее часто применяющиеся в конструкциях колесных машин, делятся на четыре группы: индивидуальный, блокированный, дифференциальный и комбинированный.

В основном применяются комбинированные схемы из элементов блокированного и дифференциального приводов, как наиболее оптимальные.

Выбор схемы силового привода существенно влияет на конструкцию автомобиля. С точки зрения простоты конструкции предпочтителен постоянно включенный блокированный привод, так как жесткие механические связи ведущих мостов исключают дифференциальные раздаточные механизмы и конструктивно осуществляются относительно просто. Положительным качеством постоянно включенного блокированного привода является также и отсутствие каких-либо дополнительных органов управления ими, что так же упрощает конструкцию.

однако, различие в исходных радиусах качения колес, а так же неодинаковые пути, проходимые колесами при движении на поворотах и по неровностям, могут вызвать при блокированном приводе неравномерность распределения крутящих моментов по колесам и мостам, что при определенных условиях приводит к появлению отрицательного крутящего момента (циркулирующие мощности).

Это сопровождается интенсивным износом протекторов шин, перерасходом топлива в связи с затратой части мощности двигателя на пробуксовку колес, затрудненностью поворота машины и ухудшению ее боковой устойчивости.

Дифференциальный привод обеспечивает на твердых дорогах распределение крутящего момента в приводе, близкое к равномерному. с точки зрения обеспечения минимальных потерь на движение автомобиля целесообразно применять дифференциалы во всех узлах разветвления мощностного потока в трансмиссии. Однако, данный тип привода обычно требует усложнения конструкции силовой передачи, в ряде случаев приводит к разунификации узлов, в частности, ведущих мостов, что увеличивает стоимость автомобиля при производстве, повышает объем технического обслуживания и ремонта из - за большего количества механизмов.

У автомобилей повышенной проходимости, как правило, все колеса ведущие, в том числе управляемого переднего моста. Это дает возможность использовать весь вес автомобиля в качестве сцепного и значительно повышает тяговые возможности машины.

Привод переднего моста

для полноприводных автомобилей постоянный (блокированный) привод на передний управляемый мост не применим, так как при отсутствии межосевого распределения мощности (межосевого дифференциала или отключенного механизма) необходимо отключать передний мост, чтобы было возможно вращение передних и задних колес с разными частотами.

Учитывая тяжелые условия эксплуатации проектируемого лесовозного автопоезда необходимо оснастить передний мост блокируемым межколесным дифференциалом. Применение самоблокирующегося дифференциала в данном случае не целесообразно из-за значительного ухудшения управляемости автомобиля при движении по хорошим дорогам. Поэтому дифференциал переднего моста будет блокироваться шлицевой муфтой при помощи электропневматического привода из кабины.

трансмиссия автомобиль привод мост

Блокируемый межосевой привод

межосевой дифференциал позволяет колесам переднего и задних мостов вращаться с различными угловыми скоростями.

Но межосевой дифференциал, как и межколесный, снижает проходимость машины. Как известно, одним из свойств дифференциала является равенство моментов, подводимых к полуосям или мостам. Поэтому, при попадании одного из ведущих колес на участок дороги с малым коэффициентом сцепления оно может начать буксовать. При этом остальные колеса останавливаются, так как они не в состоянии сдвинуть машину, а одно из них буксует, вращаясь с большим числом оборотов. Для устранения этого недостатка в дифференциал вводят механизм блокировки.

Экспериментальные исследования автомобиля КрАЗ 6х6 с двухскатными шинами тележки и установили, что как использование шин с различной степенью износа, так и снижение давления в шинах одного из мостов на 50% не вызывает появления циркулирующей мощности при блокированном приводе мостов указанного автомобиля. Исследовались режимы прямолинейного и криволинейного движения, случаи преодоления препятствий. Блокирование межосевого дифференциала позволило в 3-4 раза повысить тяговые качества автомобиля при наибольшей разнице в коэффициентах сцепления колес разных осей.

Дифференциальный привод ведущих мостов автомобиля даже при межосевых дифференциалах малого трения имеет значительную область режимов работы, в которой эти дифференциалы автоматически блокируются, а распределение крутящих моментов становится при прочих равных факторах одинаковым с блокированным приводом. Режимы работы дифференциального привода, со свойствами блокированного наиболее часто наблюдаются при движении автомобиля с крюковой нагрузкой, на подъемах, при разгоне. Преимущества дифференциального привода в части более равномерного распределения крутящих моментов между мостами появляются при уменьшении режима нагружения движителя и при увеличении кинематического рассогласования в элементах движителя.

Блокировка приводов среднего и заднего мостов

Известны результаты экспериментальных исследований нагрузочных режимов трансмиссии при прямолинейном и криволинейном движении автомобиля 6x6. Автомобиль имел шины нерегулируемого давления воздуха, блокируемый дифференциал в приводе между мостами задней тележки и был испытан, кроме того, при наличии муфты свободного хода в приводе к переднему мосту, с кинематическим отставанием передних колес от задних. Исследования нагрузочных режимов трансмиссии при прямолинейном движении были выполнены дополнительно с шинами регулируемого давления. В условиях прямолинейного и криволинейного движения по шоссе исследовалась нагрузка в приводе и топливная экономичность при блокированном и дифференциальном приводе к мостам тележки.

Выводы таковы, что блокирование привода среднего и заднего мостов автомобиля 6x6 при движении по твердым дорогам и на повороте при равенстве давления воздуха в шинах и одинаковой степени их износа не вызывает циркуляции мощности и увеличения расхода топлива. Возникает лишь некоторое перераспределение крутящего момента между мостами; блокирование привода практически не изменяет характера нагруженности деталей трансмиссии при переезде неровностей и канав, а также при буксовании автомобиля на песке; величина радиуса поворота автомобиля практически не зависит от типа привода среднего и заднего мостов.

Мнение зарубежных исследователей о рациональных схемах приводов автомобилей

Зарубежные исследователи весьма противоречивы во мнениях относительно рациональной схемы привода многоприводных автомобилей. Среди них есть сторонники автоматической муфты отключения передних мостов, их принудительного отключения, применения постоянно включенного бортового блокированного привода. Однако, если судить по конструкции привода большинства полноприводных автомобилей последних лет - за рубежом чаще признают рациональным применять блокированные связи между мостами с возможностью принудительного отключения управляемых мостов. Чётко обозначилась тенденция отказа от неблокируемых дифференциалов, в особенности межосевых.

По мнению зарубежных исследователей, фактор максимальной простоты конструкции особенно важен в связи с общей современной тенденцией усложнения конструкций автомобиля, приводящей к уменьшению их общего уровня надежности из-за большего количества механизмов - потенциальных источников неисправностей. В тоже время безотказность для многоприводных автомобилей может, как требование, преобладать над всеми остальными.

Сведения из «Международного каталога грузовых автомобилей» и данные по зарубежным образцам трехосных автомобилей типа 6х6 показывают, что межосевой дифференциал устанавливается на 70% основных модификаций автомобилей.

Выбор схемы привода к ведущим колесам проектируемого автомобиля

Автомобиль подвергающийся модернизации КрАЗ - 6437 снабжен трансмиссией с дифференциальным приводом.

Крутящий момент от восьмиступенчатой коробки передач передается к двухступенчатой раздаточной коробке, где с помощью несимметричного шестеренчатого дифференциала распределяется в пропорции 1/3 (на передний мост) и 2/3 (на мост задней тележки). Промежуточный ведущий мост выполнен проходным, что сокращает количество карданных валов в трансмиссии, и содержит симметричный межосевой дифференциал с коническими шестернями, который распределяет крутящий момент поровну между промежуточным и задними мостами автомобиля.

1. Применить самоблокирующийся межколесный дифференциал среднего и заднего мостов, используя для этого кулачковый дифференциал.

2. Межосевой дифференциал привода мостов тележки выполнить самоблокирующимся с использованием дискового дифференциала.

3. Внести изменения, в конструкцию раздаточной коробки,предусмотрев самоблокирующийся дифференциал с муфтами постоянного трения.

4. Предусмотреть принудительную блокировку межколесного дифференциала переднего ведущего моста.

Размещено на Allbest.ru