 |
Гидромеханическая коробка передач
|
|
|
|
Наибольшее распространение получили комбинированные гидромеханические коробки передач, состоящие из гидродинамической бесступенчатой передачи (гидротрансформатора) и последовательно присоединенной к ней механической ступенчатой коробки передач.
Гидротрансформатор (рис. 5.6) представляет собой гидравлический механизм, включаемый между двигателем и механической частью трансмиссии автомобиля и обеспечивающий автоматическое изменение передаваемого крутящего момента в соответствии с изменениями нагрузки на ведомом валу. В простейшем гидротрансформаторе имеются три рабочих колеса с лопатками, рис. 5.6: вращающееся насосное колесо 4, турбинное 3 и неподвижное колесо-реактор 5. Лопатки делают криволинейными. Изнутри лопатки колес закрыты круглыми стенками, образующими внутри колес малую кольцевую полость круглого сечения (тор). Рядом расположенные колеса с лопатками образуют замкнутую по окружности полость, в которой циркулирует залитая в гидротрансформатор жидкость (низковязкое масло).
Насосное колесо 4 соединено с корпусом (ротором) и через него с коленчатым валом 1 двигателя. Турбинное колесо 3 связано через коленчатый вал 7 с последовательно установленной ступенчатой механической коробкой передач. Реактор закреплён неподвижно на втулке 6, соединённой с картером гидротрансформатора. Ротор 2 установлен на подшипниках в картере. Для того чтобы масло постоянно заполняло рабочую полость колес, а так же в целях охлаждения масло непрерывно нагнетается (при работе) из резервуара в рабочую полость шестеренчатым насосом и сливается обратно в резервуар.
При работе гидротрансформатора масло захватывается лопатками вращающегося насосного колеса 4, отбрасывается центробежной силой к наружной окружности, попадает на лопатки турбинного колеса 3, и вследствие создаваемого при этом напора, приводит его во вращение вместе с ведомым валом 7. Далее масло поступает на лопатки неподвижно закрепленного колеса – реактора, изменяющего направление потока жидкости и направляющего его на вход насосного колеса.
|
|
|
Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу, обозначенному стрелками на рис 5.6. Одновременно масло участвует в общем вращении с колесами.
Наличие неподвижного колеса-реактора, изменяющего направление потока жидкости, приходящего с турбинного колеса, вызывает появление силы реакции воздействующей на турбинное колесо со стороны реактора.
Указанная сила создаёт, соответственно, реактивный момент на турбинном колесе, дополнительно к моменту, действующему со стороны насосного колеса.
Таким образом, наличие реактора даёт возможность получить на валу турбинного колеса крутящий момент отличный от момента передаваемого двигателем насосному колесу. Чем медленнее вращается турбинное колесо, по сравнению с насосным, (например, при возрастании нагрузки на валу турбинного колеса – внешней нагрузки), тем значительнее лопатки реактора изменяют направление проходящего через них потока жидкости и, тем больший дополнительный момент передаётся от реактора турбинному колесу, вследствие чего увеличивается момент на его валу. Это свойство гидротрансформатора автоматически изменять соотношение моментов на ведущем и ведомом валах в зависимости от соотношения чисел оборотов (от внешней нагрузки), аналогично действию передаточной коробки с автоматическим изменением передаточных чисел.
Гидротрансформатор не обеспечивает требуемого диапазона передаточных чисел, отключения ведущего вала от ведомого и движения автомобиля задним ходом, поэтому, обычно его применяют в сочетании со ступенчатыми механическими коробками передач.
|
|
|
Несущая система
Несущая система служит для установки всех частей автомобиля и восприятия вертикальных, скручивающих и толкающих статических и динамических нагрузок, действующих на автомобиль в движении. Несущую систему образует рама или несущий кузов.
Рама
На раме размещаются и закрепляются практически все элементы автомобиля (двигатель, трансмиссия, грузовая платформа и т.д.). Практически все грузовые, а так же легковые автомобили высшего класса и некоторые автобусы имеют рамную несущую систему. Различают два типа современных конструкций рам - лонжеронную и хребтовую рис
Безрамная несущая система
Применяется, обычно, на легковых автомобилях малого и среднего классов, а так же для автобусов. Здесь функцию рамы выполняет цельнометаллический несущий кузов, имеющий достаточную прочность и жесткость при действии всего спектра нагрузок. Более подробно конструкция таких несущих систем будет рассмотрена ниже при изучении устройства кузовов.
Билет №13, 14
1. 
Раздаточная коробка автомобиля с двумя ведущими осями.
Раздаточная коробка автомобиля с двумя ведущими осями
Ведущий вал 2 установлен в стенках картера 17 на шариковых подшипниках. На переднем наружном конце вала 2 закреплен фланец карданной передачи, идущей от коробки передач.
Выход вала 2 из картера уплотнен сальником, установленным в крышке 19 (примерно аналогично уплотнены выходы всех других валов). На валу 2 на шлицах установлена ведущая шестерня 1, находящаяся в постоянном зацеплении с передней шестерней 18 блока промежуточных шестерен. Блок установлен на оси 4 на роликовых подшипниках.
С шестерней 18 находится в постоянном зацеплении шестерня 11, установленная свободно на втулке на ведомом валу 8. Вал 8 установлен в стенках картера на роликовых подшипниках. Задний подшипник закрыт крышкой 5, являющейся основанием для крепления колодок центрального тормоза. На заднем конце вала 8 имеется шестерня привода спидометра 20 и закреплен фланец карданной передачи 6 к заднему ведущему мосту. К фланцу крепится барабан центрального тормоза 7.
По шлицам вала 8 может перемещаться шестерня 9. К передней стенке картера прикреплена крышка 16, в которой на шариковом подшипнике установлен вал 14 привода переднего моста. Задний конец вала 14 опирается на втулку 12, установленную в расточке вала 8.
|
|
|
Управление раздаточной коробкой осуществляется одним или двумя рычагами из кабины, связанными через переключающий механизм с вилкой шестерни 9 переключения передач раздаточной коробки и вилкой муфты 15 включения переднего моста.
При заднем положении муфты 15 передний ведущий мост выключен. При сдвигании муфты 15 вперед она своими внутренними зубьями надвигается на зубчатый венец 13 вала 14 и наглухо соединяет вал 14 с валом 8, включая передний мост.
Для переключения передач редуктора нужно переместить шестерню 9 вперед или назад по шлицам вала 8.
При смещении назад шестерня 9 входит в зацепление с шестерней 3 и включается низшая передача, а при смещении вперед шестерня 9 надвигается на зубчатый венец 10 шестерни 11 и включается высшая передача.
В устройствах переключения коробки и включения переднего моста предусматривается блокирующее устройство, исключающее включение низшей передачи при выключенном переднем мосте и выключение переднего моста при включенной низшей передаче. Принцип действия блокирующих устройств примерно аналогичен устройствам, исключающим включение двух передач (одновременно) в коробках передач.
Дифференциал
Дифференциа́л — это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемых полуосями. Распределяет крутящий момент между колесами и обеспечивает их вращение с разными угловыми скоростями. Дифференциалы по кинематической схеме: симметричные, несимметричные. по величине внутреннего трения и коэффициенту блокировки: малое трение(коэффициент блокировки Кd=0,05-0,2%), повышенное Кd=0,2-0,8%, полной блокировки Кd=1; по конструктивным признакам:зубчатые,кулачковые. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса. В полноприводных автомобилях также может применяться для деления момента в заданном соотношении между ведущими осями, хотя здесь достаточно распространены конструкции и без дифференциала.
|
|
|
Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.
Назначение дифференциала в автомобилях:
· позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
· неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;
· в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.
В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси – это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом их рамы обычно позволяют вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах – такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.
Расположение:
На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.
На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.
На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с включенным полным приводом.
На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).
При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6×6 или 8×8) добавляется ещё межтележечный дифференциал.
Устройство
Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал 1 через коническую зубчатую передачу передает вращение на корпус дифференциала 2. Корпус дифференциала через независимые друг от друга шестерни (сотеллиты) 3 вращает полуоси 4. Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей.
|
|
|
