Трансмисия грузових автомобилей

Двойные главные  передачи (рис. в) 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. 

Механизмы ведущего заднего моста 

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. 

Глава 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. 

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. 

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 
 

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.  

Глава 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 (рис. а). 

Полуразгруженные полуоси опираются на подшипник, расположенный внутри балки моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси (рис. б). 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.