Что такое ведущий мост

Ведущий мост

Ведущий мост — агрегат колёсной или гусеничной машины, соединяющий между собой ведущие колёса одной оси. Посредством подвески мост крепится к раме машины или к её несущему кузову.

Содержание

Состав

Ведущий мост содержит в себе детали и механизмы, передающие крутящий момент к ведущим колёсам:

У машин с гидравлическим или электрическим приводом перечисленные элементы могут частично или полностью отсутствовать. В таком случае их функцию выполняют мотор-колёса.

Расположение

Возможны различные варианты расположения ведущего моста:

Назначение

Назначение ведущего моста сводится к выполнению следующих функций:

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Ведущий мост» в других словарях:

Ведущий мост — 8.6.1. Ведущий мост (указать тип) Примеры: Жестко закрепленный или балансирный Коническая главная передача Дифференциал Двухскоростной Гидрообъемный Планетарная конечная передача Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Ведущий мост — Автомобильный мост, колёса которого являются ведущими, и содержащий главную передачу, межколёсный дифференциал и привод к ведущим колёсам … Автомобильный словарь

ВЕДУЩИЙ МОСТ — агрегат автомобиля, служащий его опорой и передающий усилие от двигателя к ведущим колёсам. Состоит из балки, главной передачи, дифференциала и полуосей. В. м. может быть задним или передним. Автомобиль, у к рого все оси ведущие, наз.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Ведущий мост (мосты) — 8.3. Ведущий мост (мосты) указать тип Примеры: Управляемый Жесткое крепление, балансирная и (или) упругая подвеска Объемная гидропередача Электрическая трансмиссия Коническая главная передача Дифференциал стандартный, самоблокирующийся с муфтой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Мост короля Фахда — Вид моста из космоса … Википедия

Передний мост — … Википедия

передний мост — (передняя ось), комплекс узлов колёсных самоходных машин, воспринимающий через подвеску вертикальную нагрузку от кузова (рамы) и передающий её на управляемые колёса, а от них окружные и боковые усилия на кузов (раму). Иногда передний мост… … Энциклопедический словарь

Малый мост (Париж) — Малый мост … Википедия

Узкий мост (телесериал) — Узкий мост Жанр мелодрама Режиссёр Олег Базилов Сценарист … Википедия

Поцелуев мост — через р. Мойка, на улице Глинки. Построен в 1808 16 (с перерывами, архитектор В. И. Гесте) на месте существовавшего с 1738 деревянного пешеходного моста, заменённого в 1768 гужевым 3 пролётным деревянным мостом на каменных опорах. Название… … Санкт-Петербург (энциклопедия)

Источник

Ведущие мосты автомобиля. Назначение и устройство

Ведущие мосты служат для передачи крутящего момента непосредственно к ведущим колесам автомобиля. Обычные автомобили (ГАЗ-51А, ЗИЛ-164А) имеют один или два (автомобиль КрАЗ-219) задних ведущих моста, автомобили повышенной проходимости (ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63) — передний ведущий мост и один или два (автомобили ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, Урал-375, КрАЗ-214) задних ведущих мостов.

Ведущие мосты состоят из главной передачи, дифференциала и полуосей, заключенных в общий кожух. Передний ведущий мост, имеющий не только ведущие, но и направляющие колеса, по своему устройству отличается от заднего ведущего моста тем, что полуоси у него составные; соединяются они через шарниры равной угловой скорости.

Главная передача предназначена для передачи крутящего момента под прямым углом от карданного вала к полуосям ведущих колес, а также для увеличения передаваемого крутящего момента.

Главные передачи разделяются на одинарные и двойные. Одинарная главная передача состоит из двух конических шестерен — ведущей (малой) 1 (рис. а) и ведомой (большой) 2. Шестерни главной передачи обычно изготовляются со спиральным зубом, что повышает прочность зубьев шестерен и обеспечивает более плавную и бесшумную их работу.

В одинарной передаче ведущая коническая шестерня имеет малое число зубьев, следовательно, нагрузка на ее зубья получается весьма значительной. Одинарная передача поэтому применяется в основном на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

В двойной главной передаче крутящий момент передается через две пары шестерен: с ведущей, (малой) конической шестерни 1 (рис. б) на ведомую (большую) коническую шестерню 2 и далее с малой цилиндрической шестерни 3 на большую цилиндрическую шестерню 4. Конические шестерни обычно имеют спиральные зубья, цилиндрические — прямые или косые.

В двойной передаче большое передаточное число получается вследствие того, что в зацеплении находятся две пары шестерен. Это дает возможность увеличить число зубьев на малой конической шестерне и тем самым снизить нагрузку на ее зубья.

Кроме обычной конической передачи, у которой оси ведущей и ведомой шестерен взаимно пересекаются, на некоторых легковых автомобилях применяются гипоидные передачи (рис. в). В этих передачах ось ведущей шестерни смещена вниз относительно оси ведомой (на величину «С»). Это дает возможность несколько снизить расположение карданного вала и опустить кузов, т.е. снизить центр тяжести автомобиля, что важно для обеспечения устойчивости автомобиля при движении с большой скоростью. Обе шестерни в такой передаче имеют спиральные зубья. Гипоидные передачи отличаются большой плавностью и бесшумностью в работе.

Дифференциал обеспечивает ведущим колесам возможность вращения с различным числом оборотов. Это необходимо потому, что за одно и то же время колеса левой и правой полуосей проходят неодинаковые пути как на поворотах, так и при движении автомобиля по неровной дороге.

Рис. Главные передачи: а — одинарная; б — двойная; в — одинарная гипоидная; 1 — ведущая коническая шестерня; 2 — ведомая коническая шестерня; 3 — малая цилиндрическая шестерня; 4 — большая цилиндрическая шестерня

Работает дифференциал следующим образом. Между шестернями 2 и 5 полуосей размещены конические шестерни (сателлиты) 3, свободно вращающиеся на шипах 8 крестовины 4. При вращении ведомой шестерни 6 вместе с коробкой дифференциала, состоящей из двух половин 1 и 7, и крестовины 4 одновременно будут поворачиваться и сами сателлиты 3, а с ними полуоси колес. Вся система будет вращаться как одно целое. Это происходит до тех пор, пока обе шестерни полуосей оказывают сателлитам одинаковое сопротивление.

Рис. Дифференциал: 1 — левая половина коробки дифференциала; 2 — шестерня левой полуоси; 3 — сателлиты; 4 — крестовина; 5 — шестерня правой полуоси; 6 — ведомая шестерня главной передачи; 7 — правая половика коробки дифференциала; 8 — шипы крестовины

При повороте автомобиля, например, направо правое колесо 1 проходит меньший путь и скорость вращения его относительно левого колеса замедляется; соответственно возрастает и сопротивление прокручиванию правой полуоси. В этом случае сателлиты начинают перекатываться по шестерне правой полуоси и, вращаясь на шипах, увеличивают скорость вращения левого колеса, которое при правом повороте должно пройти больший путь, чем правое колесо. Число оборотов левого колеса при этом увеличивается настолько, насколько, уменьшается число оборотов правого колеса.

Рис. Схема перемещения колес при повороте автомобиля: 1 — правое колесо; 2 — левое колесо

При наличии дифференциала крутящий момент, передаваемый от главной передачи к полуосям, распределяется между полуосями поровну. Эта особенность дифференциала в некоторых случаях затрудняет движение автомобиля на скользкой дороге или по бездорожью. Так, при попадании одного из ведущих колес на скользкий участок дороги (грязь, лед) колесо при недостаточном сцеплении с дорогой начинает буксовать, а колесо при большем сцеплении с дорогой останавливается.

Для повышения проходимости па специальных автомобилях применяют блокировку дифференциала (принудительную или автоматическую), т.е. при помощи специальных устройств жестко соединяют между собой шестерни обеих полуосей. Будучи сблокированы, полуоси вращаются как одно целое, автомобиль движется без пробуксовки колес.

Полуоси служат для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам. Ведущие мосты автомобилей повышенной проходимости и большинства грузовых автомобилей устроены так, что полуоси передают только крутящий момент и полностью разгружены от изгибающих усилий. Такие полуоси называются полностью разгруженными.

На легковых автомобилях, где нагрузка невелика, полуоси не только передают крутящий момент, но и воспринимают часть изгибающих нагрузок от веса автомобиля, тяговых и тормозных усилий, осевого усилия при заносе автомобиля и т.д.

Колеса переднего ведущего моста не только ведущие, но и направляющие, поэтому устройство переднего ведущего моста сложнее заднего, так как в него входят дополнительные механизмы, позволяющие передавать крутящий момент к направляющим колесам при изменении плоскости их вращения в момент поворота автомобиля.

Такими дополнительными механизмами являются шарниры равной угловой скорости, которые в отличие от обычных карданных шарниров обеспечивают равномерное вращение ведомого и ведущего валов с равной угловой скоростью при любом угле между этими валами. Шарниры равной угловой скорости применяются двух типов: шариковые (на автомобилях ГАЗ-69 и ГАЗ-69А, ГАЗ-63, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151) и дисковые (на автомобилях Урал-375 и КрАЗ-214).

Шарнир равной угловой скорости шарикового типа состоит из двух вилок 1 и 3, пяти шариков, пальца 7 и стопорной шпильки 6.

Рис. Шарниры равной угловой скорости: а — шарикового типа; б — дискового типа; 1 — вилка полуоси колеса; 2 — отверстие для шпильки; 3 — вилка полуоси; 4 — фигурные канавки; 5 — центральный шарик; 6 — шпилька; 7 — палец; 8 — шарики; 9 — кулаки; 10 — диск

Одна вилка 3 шарнира соединена с полуосью моста, а другая вилка 1 — с полуосью колеса. Вилки центрируются шариком 5, который установлен на пальце 7. Палец крепится в отверстии 2 вилки 1 при помощи стопорной шпильки 6. Вилки имеют фигурные канавки 4, в которых устанавливаются четыре рабочих шарика 8. Через эти шарики и передается вращение от одной вилки шарнира к другой.

Особенностью такого шарнира является то, что при любом угле между валами боковые шарики в канавках вилок шарнира устанавливаются в плоскости, делящей этот угол пополам. Поэтому колесо вращается равномерно, не изменяя скорости вращения при изменении угла его поворота.

Шарнир равной угловой скорости дискового типа состоит из двух вилок 1 и 3, причем вилка 3 соединена с полуосью моста, а вилка 1 — с полуосью колеса. В каждой вилке размещается кулак 9, изготовленный в виде двухстороннего грибка, на круглой ножке которого имеется срез, чтобы заводить кулак в вилку. Со стороны среза в теле кулаков имеются углубления, в которые входит диск 10. Крутящий момент от вилки 3, соединенной с полуосью, через кулак и диск передается второму кулаку, от него — на вилку 1 полуоси колеса. При повороте колёса кулак вилки, соединенной с полуосью, как бы перекатывается по диску, не выходя из соединения с ним, а вилка поворачивается относительно своего кулака; при этом вращение с одной вилки шарнира на другую передается равномерно. Главная передача, дифференциал, полуоси, ступицы колес, а в переднем мосту и шарниры равной угловой скорости составляют единый агрегат, называемый ведущим мостом автомобиля.

Для смазки механизмов заднего моста в его картер заливается трансмиссионное масло до уровня заливного отверстия. Сливается масло через отверстие в нижней части картера. Заливное и сливное отверстия закрываются пробками с конической резьбой.

Чтобы предотвратить повышение давления внутри картера при нагреве масла во время работы шестерен и тем самым устранить возможное выдавливание масла через сальники и уплотнения, на картере или на кожухе полуосей устанавливается сапун — дыхательный клапан, сообщающий полость картера с атмосферой.

Источник

4.8. Ведущие мосты тракторов и автомобилей

Ведущие мосты автомобилей

Ведущие мосты предназначены для передачи вращающего мо­мента с карданного вала к ведущим колесам автомобиля, а также для восприятия сил, передающихся при движении от колес к под­веске.

Ведущие мосты по конструкции бывают неразрезные и разрез­ные.

Неразрезной мост имеет жесткую конструкцию в виде балки (цельной или составной). Балки ведущих мостов могут быть штам­пованными и литыми. Составные балки прочнее цельных, но их изготовление более трудоемко, а жесткость зависит от надежно­сти выполненного соединения. На балке крепят рессоры, толкаю­щие и реактивные штанги, фиксирующие мост относительно рамы (кузова). Балка ведущего моста является несущей и через нее вес машины передается на колеса.

Разрезной мост представляет собой шарнирную конструкцию, позволяющую правому и левому колесам перемещаться независи­мо одно относительно другого. Колеса ведущих мостов автомоби­лей могут быть либо только ведущими (задние мосты), либо од­новременно ведущими и управляемыми (передние мосты).

Ведущие мосты состоят из главной передачи, дифференциала, привода ведущих колес, балки моста или устройства для передачи сил от ведущих колес к раме (кузову) автомобиля.

Основные требования, предъявляемые к ведущему мосту: по возможности меньшие габаритные размеры для получения наи­большего дорожного просвета и небольшая масса.

Главная передача предназначена для увеличения вращающего момента, передаваемого к ведущим колесам. В автомобилях с про­дольным расположением трансмиссии главная передача, кроме этого, поворачивает направление передачи вращающего момента на 90°. Конструкция главных передач должна обеспечивать необ­ходимое передаточное число, высокий КПД, минимальные габа­ритные размеры и массу, а также плавную и бесшумную работу.

В зависимости от типа зубчатой передачи различают шестерен­ные (цилиндрические или конические) и червячные главные пе­редачи. Червячные передачи из-за меньшего, чем у шестеренных передач, КПД получили ограниченное применение. Шестеренные главные передачи могут быть одинарными и двойными.

Одинарная главная передача представляет собой пару коничес­ких шестерен с криволинейными зубьями. В отличие от главной передачи с пересекающимися осями (рис. 4.24, а) в передаче с гипоидным зацеплением (рис. 4.24, б) оси скрещиваются и сме­щение С оси вала шестерни относительно центра зубчатого колеса составляет обычно 50…60 мм. Основным преимуществом исполь­зования гипоидного зацепления является повышенная долговеч­ность передачи, так как с увеличением смещения оси вала веду­щей шестерни возрастает число зубьев, находящихся в зацепле­нии. Это обеспечивает также большую плавность и бесшумность работы передачи по сравнению с другими типами главных пере­дач. Кроме того, положение оси ведущей шестерни позволяет ниже расположить кузов, а следовательно, и центр массы автомобиля, что повышает его устойчивость.

Рис. 4.24. Одинарная главная передача с коническими шестернями: а — с пересекающимися осями; б — со скрещивающимися осями (гипоидная); С— смещение оси вала шестерни относительно центра зубчатого колеса

В гипоидных передачах применяются специальные сорта сма­зывающих средств (гипоидные смазки), так как у них относитель­ное скольжение зубьев больше, чем у конических передач других типов. Одинарные главные передачи используются на легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

На рис. 4.25, а показана конструкция одинарной главной пере­дачи грузовых автомобилей ГАЗ с кулачковым дифференциалом. Ведущий вал-шестерня 9 исполнен как единая деталь, ведомая шестерня 26 закреплена на корпусе 22 кулачкового дифференциала. Шестерни вместе с дифференциалом размещены в картере 19 глав­ной передачи и вращаются на роликоподшипниках 6, 16, 29 и 18.

Рис. 4.25. Одинарная главная передача с кулачковым дифференциалом ведущих мостов грузовых автомобилей ГАЗ: а — конструкция главной передачи; б — устройство для смазывания подшипни­ков; 1,13 — болты; 2 — внутренняя звездочка; 3 — болт крепления ведомой шестерни к корпусу дифференциала; 4 — винт упора; 5,15 — регулировочные прокладки; 6,16, 29 — конические роликоподшипники; 7, 24 — крышки; 8,20— гайки; 9 — ведущий вал-шестерня; 10 — фланец; 11 — манжета; 12 — маслосгонное кольцо; 14 — стакан; 17 — маслоналивная пробка; 18 — цилинд­рический роликоподшипник; 19 — картер главной передачи; 21 — полуось; 22 — корпус кулачкового дифференциала; 23 — стопорная пластина; 25 — кулачок; 26 — ведомая шестерня; 27 — наружная звездочка; 28 — сепаратор; 30 — втулка; 31 — верхний канал; 32 — нижний канал

Регулировка зазора в зацеплении конических шестерен осуще­ствляется регулировочными прокладками 5 под фланцем стака­на 14, в котором размещен ведущий вал-шестерня 9. Для предотвращения больших деформаций ведомой шестерни под действием сил от передаваемого момента в картере 19 главной передачи ус­тановлен упор, регулируемый винтом 4.

Для принудительного смазывания конических подшипников вала-шестерни 9 (рис. 4.25, б) применяется маслосъемная втул­ка 30. Масло, увлекаемое вращающейся ведомой шестерней 26, собирается маслосъемной втулкой в момент их соприкосновения, и далее из маслосъемной втулки масло по верхнему каналу 31 подводится к коническим роликоподшипникам 6 и 16, а по ниж­нему каналу 32 отводится от них.

Двойная главная передача применяется в тех случаях, когда не­обходимы большие передаточные числа, но из-за больших разме­ров ведомого зубчатого колеса уменьшается дорожный просвет и невозможно применить одинарную коническую передачу. Шестерни в двойных главных передачах на первой ступени обычно коничес­кие, а на второй цилиндрические. Цилиндрические шестерни де­лают с косыми зубьями.

Двойные главные передачи бывают центральные, их выполня­ют в одном картере (рис. 4.26), располагая в середине моста, или разнесенные, где каждая ступень передачи выполняется отдельно. В двойных разнесенных главных передачах пару цилиндрических шестерен — ведущую 2 (рис. 4.27) и ведомую 3 переносят к коле­сам. В некоторых конструкциях главных передач вторую ступень делают планетарной. Конструкция отдельных узлов двойной глав­ной передачи аналогична конструкции одинарной главной пере­дачи.

Рис. 4.26. Центральная двойная главная передача и шестеренный дифференциал переднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-4310:

1 — крышка подшипника; 2 — ведомое цилиндрическое колесо; 3 — корпус дифференциала; 4 — опорная шайба полуосевой шестерни дифференциала; 5, 13, 14, 24, 25 — конические роликоподшипники; 6 — полуосевая шестерня дифференциала; 7 — опорная шайба сателлита; 8, 22 — цилиндрические роли­коподшипники; 9 — шпонка; 10 — заглушка; 11 — ведущий вал; 12 — ведущая коническая шестерня; 15— сальник; 16 — фланец ведущего вала; 17, 27— крышки; 18, 26 — стаканы подшипников; 19, 30— регулировочные шайбы; 20— распор­ная втулка; 21 — ведомая коническая шестерня; 23 — ведущая цилиндрическая вал-шестерня; 28 — шайба; 29 — гайка; 31 — картер главной передачи; 32 — крестовина дифференциала; 33 — сателлит; 34 — регулировочная гайка

Рис. 4.27. Двойная разнесенная главная переда­ча ведущего моста колесного трактора: 1 — ведомая коническая шестерня первой ступени; 2, 3 — ведущая и ведомая цилиндрические шестерни второй ступени

Опоры и подшипники шестерен главной передачи выбирают из условия получения заданной долговечности и максимальной жест­кости конструкции. Ведущая коническая шестерня главной пере­дачи может быть смонтирована консольно (опоры с одной сторо­ны, как показано на рис. 4.27) или в опорах, расположенных с обеих ее сторон (см. поз. 16, 18 на рис. 4.25 и поз. 8, 13 на рис. 4.26).

При применении опор с обеих сторон ведущей шестерни кон­струкция обладает большей жесткостью, чем при консольном ва­рианте, но усложняется обработка картера. Такое решение исполь­зуется в тех случаях, когда через главную передачу передается большой вращающий момент, который может вызвать значитель­ные деформации вала. Данная конструкция получила распростра­нение почти на всех современных грузовых автомобилях, а кон­сольная конструкция — на большинстве легковых автомобилей.

Дифференциал служит для распределения вращающего момен­та между ведущими мостами или колесами автомобиля в опреде­ленной пропорции, позволяющей им в то же время вращаться с разными угловыми скоростями.

При повороте или движении автомобиля по неровной дороге колеса должны проходить разные по величине пути. Если колесамоста соединить между собой валом, то угловые скорости колес будут равны. Разность путей, проходимых колесами, должна в этом случае компенсироваться проскальзыванием или пробуксовыва­нием шин относительно дороги, вызывая интенсивное их изна­шивание.

Такое явление также возможно при движении по ровной доро­ге в случае, когда различаются радиусы ведущих колес. Радиусы колес могут быть неодинаковыми по причине неравномерного изнашивания протекторов, разного давления в шинах или несим­метричного приложения нагрузки. Это сопровождается явления­ми изнашивания не только шин, но и деталей, связывающих ве­дущие колеса и мосты, а также перерасходом топлива в связи с затратой дополнительной мощности двигателя на пробуксовку колес. При этом затрудняется поворот машины и снижается ее боковая устойчивость. Для устранения подобных явлений у авто­мобилей и колесных тракторов служит дифференциал.

В зависимости от характера распределения вращающего момента дифференциалы бывают симметричные (рис. 4.28, а) и несиммет­ричные (рис. 4.28, б). Симметричный дифференциал конструктив­но объединяется с главной передачей ведущего моста.

Рис. 4.28. Кинематические схемы дифференциалов:

а — симметричные; б — несимметрич­ные; 1,4 — полуосевые шестерни; 2 — корпус дифференциала (водило); 3 — сателлиты

На грузовых автомобилях повышенной проходимости с двумя ведущими мостами в конструкции раздаточной коробки часто применяется несимметричный межосевой дифференциал, который распределяет вращающий момент двигателя между передним и задним ведущими мостами пропорционально весу машины, приходящемуся на них.

По конструкции дифференциалы бывают шестеренные (см. поз. 6 и 33 на рис. 4.26), кулачковые (см. поз. 2, 25, 27 и 28 на рис. 4.25), червячные и с механизмом свободного хода.

По способу блокировки дифференциалы бывают неблокируе­мые, блокируемые принудительно и самоблокирующиеся.

Дифференциал должен обладать высоким КПД и малой мас­сой, работа его должна быть бесшумной.

Рассмотрим закономерности распределения дифференциалом частоты вращения и вращающего момента между ведущими коле­сами моста.

Межколесный дифференциал (рис. 4.29) представляет собой пла­нетарный механизм, состоящий из корпуса 3 дифференциала (ве­дущее звено), сателлитов 6, левой и правой полуосевых шесте­рен 5, соединенных соответственно с левым и правым ведущими колесами. При вращении корпуса дифференциала 3 с частотой вращения n₃ левая и правая полуосевые шестерни 5 могут вра­щаться с частотой вращения n₁ и n₂. Для планетарных механизмов важной характеристикой является величина К — отношение ра­диусов r₂ и r₁ полуосевых шестерен соответственно правой и левой полуосей:

Частоты вращения элементов дифференциала связаны между собой уравнением

Рис. 4.29. Кинематическая схема межколесного дифференциала

Знак минус у величины К указывает на то, что при остановке корпуса 3 дифференциала (n₃ = 0) полуосевые шестерни могут вращаться в противоположные стороны, т.е. n₁= – n₂.

Для симметричных дифференциалов, у которых К = 1, т.е. полу­осевые шестерни имеют одинаковые диаметры, уравнение при­нимает вид

Из условия равновесия межколесного дифференциала под дей­ствием моментов, приложенных к его элементам, можно записать уравнение моментов, Н*м:

где M₃ — вращающий момент, подведенный к дифференциалу; М₁, М₂ — вращающие моменты, передаваемые от дифференциала на левое и правое ведущие колеса.

Соотношения между моментами М₁, М₂ и M₃ легко установить из равновесия сателлита относительно точки О под действием сил Р₁ и Р₂. При этом силы трения между элементами дифференциала не учитываются. Зная радиус сателлита r_c, получим Р₁ r_c – Р₂ r_c = 0. Из этого находим, что Р_х = Р₂.

Из кинематической схемы на рис. 4.29 следует, что М₁ = Р₁ r_c и М₂= Р₂ r_c. Поскольку r₁= r₂, получим M₁ = M₂

С учетом уравнения моментов дифференциала получаем M₁ = М₂ = 0,5M₃, что и отличает симметричный межколесный дифференциал от несимметричного межосевого дифференциала, у которого К ≠ 1. Соответственно у несимметричного межосевого дифференциала полуосевые шестерни имеют разные диаметры, что обеспечивает подведение разных моментов к мостам.

Распределение вращающего момента симметричным диффе­ренциалом поровну между ведущими колесами является поло­жительным свойством при движении автомобиля по дороге с высоким коэффициентом сцепления φ в случае, когда на каждое колесо действует одинаковая реакция грунта Z/2. При этом умень­шается нагруженность привода колес, уменьшается изнашива­ние шин, снижается расход топлива и не создается момент со­противления повороту вследствие симметричности приложения сил.

Однако проходимость автомобиля с симметричным диффе­ренциалом ухудшается, когда одно из колес попадает на участок дороги с низкими сцепными свойствами. Вращающий момент на этом колесе уменьшается до значения, ограниченного коэффи­циентом φ _min сцепления колеса с дорогой. Поскольку моменты на левом и правом ведущих колесах должны быть равны, такой же вращающий момент действует и на колесо, находящееся на участке с высоким коэффициентом φ сцепления колеса с доро­гой.

Если суммарный вращающий момент недостаточен для движе­ния автомобиля, то колесо, попавшее на участок дороги с низ­ким коэффициентом φ _min сцепления с дорогой, начнет буксовать, т.е. вращаться быстрее корпуса дифференциала и соответственно быстрее колеса, находящегося на участке с высоким коэффици­ентом φ сцепления колеса с дорогой. Для устранения этого недо­статка применяется блокировка дифференциала.

Механизм блокировки дифференциала, повышающий проходи­мость автомобиля, связывает между собой ведущие колеса, в ре­зультате чего они вращаются с одинаковыми угловыми скоростя­ми. Каждое колесо при этом начинает передавать вращающий мо­мент в зависимости от своего коэффициента сцепления с дорогой. Это позволяет использовать полностью сцепной вес на ведущем мосту при создании силы тяги Р_к. Для блокировки используется зубчатая муфта 4 (см. рис. 4.29), которая жестко связывает левую полуось с корпусом дифференциала, и взаимное перемещение элементов дифференциала невозможно. Включение принудитель­ной блокировки осуществляется водителем.

Для автоматического включения и выключения блокировки в процессе движения машины применяются самоблокирующиеся дифференциалы. Самоблокируюгциеся дифференциалы бывают двух типов: повышенного трения и свободного хода.

Принцип действия дифференциала повышенного трения основан на искусственном увеличении сил внутреннего трения, в резуль­тате которых осуществляется самоблокировка дифференциала. К этому типу относятся дифференциалы с фрикционными диска­ми, кулачковый (см. рис. 4.25) и червячный.

В качестве примера рассмотрим тип дифференциала с механизмом свободного хода. Широкое применение он находит в конструкции ведущих мостов колесных тракторов, предназначенных для работы в тяжелых дорожных условиях. Ведущая муфта 3 (рис. 4.30, а) диф­ференциала закреплена между двумя половинами 1 и 2 коробки дифференциала и своими торцовыми зубьями сцепляется с зубь­ями полуосевых муфт 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление и вращаются с одинаковой угловой скоростью, ведущая муфта 3 передает вращение к полуосевым муфтам 4, как это показано на рис. 4.30, б. Полуосевые муфты 4 передают усилие к полуосям через ступицы 1 посредством наружных и внутренних шлицов. Внутри ведущей муфты 3 имеется центральная вставка 9 с трапецеидальными зубьями, закрепленная в ней стопорным кольцом 10. С этими зубьями сцепляются внутренние зубья полуосевой муфты 4.

Рис. 4.30. Дифференциал с механизмом свободного хода:

а — конструкция дифференциала; б — положение муфт дифференциала при одинаковых угловых скоростях вращения колеса; в — положение муфт дифференциала в случае, когда правое колесо стремится обогнать ведущую муфту диф­ференциала; г — положение запорного кольца в случае, когда правая полуосевая муфта стремится обогнать ведущую муфту дифференциала; 1,2 — половины коробки дифференциала; 3 — ведущая муфта дифференциала; 4 — полуосевая муфта; 5 — пружина; 6 — зубчатое зацепление полуосевой муфты 4 и ступицы 7; 7 — ступица; 8 — запорное кольцо; 9 — центральная вставка; 10 — стопорное кольцо; → — направление перемещения муфт дифференциала

Если одно из колес (например, правое) при буксовании стре­мится увеличить угловую скорость и обогнать ведущую муфту 3, то трапецеидальные зубья начнут отжимать полуосевую муфту 4, сжимая пружины 5, и выводить зубья ведущей муфты 3 диффе­ренциала из зацепления с наружными зубьями полуосевой муфты 4 (рис. 4.30, в), и передача усилия к обгоняющему колесу пре­кращается. Однако на следующей впадине трапецеидальные зубья снова включатся и выключатся. При этом дифференциал работает с щелчками в соответствии с кратковременными включениями, т.е. в пульсирующем режиме, который приводит к ускоренному изнашиванию деталей. Для устранения пульсации вводят запор­ное кольцо 8 (см. рис. 4.30, а), перемещение которого ограничива­ется удлиненными зубьями зубчатого зацепления 6 таким обра­зом, что оно после первого выключения полуосевой муфты 4 удер­живает ее в выключенном положении в течение всего времени, пока она стремится обгонять ведущую муфту 3 дифференциала (рис. 4.30, г).

Привод к ведущим колесам осуществляется с помощью валов, называемых полуосями, которые подводят вращающий момент от дифференциала. В зависимости от того, управляемые или неуправ­ляемые ведущие колеса, а также наличия колесного редуктора вра­щающий момент может передаваться валом и шарниром равных угловых скоростей; валом через колесный редуктор; полуосью, со­единяющей непосредственно ведущее колесо с дифференциалом.

Полуоси могут быть нагружены вертикальной силой Z (рис. 4.31, а), продольной толкающей Р_х и поперечной Pγ силами, из которых последняя возникает при крене автомобиля и при взаи­модействии колеса с неровностями. Кроме этого, полуось переда­ет вращающий момент. В зависимости от конструкции подшипни­кового узла полуось ведущего колеса может быть либо нагружена изгибающим моментом от сил взаимодействия колес с дорогой, либо разгружена от него. По степени освобождения от действия изгибающих моментов полуоси условно делят на полуразгружен­ные, разгруженные на три четверти и полностью разгруженные.

Рис. 4.31. Схемы подшипниковых узлов с полуосями:

а — полуразгруженная полуось; б — разгруженная на три четверти полуось; в — полностью разгруженная полуось; а — расстояние между опорами полу­оси; b — плечо действия вертикальной и продольной сил; r_д — динамический радиус качения колеса; Р_х — продоль­ная сила; Pγ — поперечная сила; Z — вертикальная сила

Полуразгруженная полуось (см. рис. 4.31, а) опирается непосред­ственно на установленный в балке моста подшипник и работает на изгиб под действием сил Z, Р_хи Pγ. При этом изгибающие мо­менты сил Z и Р_х незначительны, так как плечо b выбирают ми­нимальным, а изгибающий момент поперечной силы Pγ может достигать значительной величины, так как плечо равно динами­ческому радиусу качения колеса r_Д. По такой схеме выполняют полуоси легковых автомобилей.

Разгруженная на три четверти полуось (рис. 4.31, б) конструк­тивно отличается от первой тем, что ведущее колесо опирается одновременно на полуось и на балку моста через один подшипник, поэтому полуось работает на изгиб лишь от поперечной силы Pγ. Изгибающие моменты от сил Z и Р_х воспринимаются балкой моста. Эта схема применяется редко.

Полностью разгруженная полуось (рис. 4.31, в) обычно приме­няется в грузовых автомобилях. Ведущее колесо через подшипни­ковый узел опирается непосредственно на балку моста. Благодаря тому, что подшипники несколько разнесены, изгибающие мо­менты сил Z, Р_хи Ру взаимодействия колеса с дорогой восприни­маются балкой моста, не нагружая полуось, которая работает толь­ко на кручение.

Особенность переднего ведущего моста автомобилей высокой проходимости состоит в том, что его передние колеса одновре­менно являются ведущими и управляемыми. Вследствие этого в ведущий мост вводятся дополнительные устройства, которые дают возможность передавать момент на управляемые колеса при их повороте.

Главная передача и дифференциал имеют такую же конструк­цию, как главная передача и дифференциал заднего ведущего моста.

На рис. 4.32 показана конструкция привода переднего ведуще­го колеса. Шарнир 8 равных угловых скоростей передает равно­мерное вращение с полуоси 6 на приводной вал 18 колеса при его повороте относительно осей 3 шаровой опоры 7.

Рис. 4.32. Привод переднего ведущего управляемого колеса:

1 — колесо; 2 — манжеты; 3 — ось; 4 — поворотный рычаг; 5 — втулка; 6 — полуось; 7— шаровая опора; 8 — шарнир равных угловых скоростей; 9 — цапфа; 10 — тормоз; 11 — ведущий фланец; 12 — крышка фланца со штуцером; 13, 14 — гайки подшипников; 15—стопорная шайба; 16— подножка; 17—ступица; 18 — приводной вал; 19 — воздушный кран; А — канал для подвода воздуха в колеса

Источник