Дополнительные и раздаточные коробки

Дополнительные коробки применяются в виде конструкции в отдельном картере. Ранее такого рода коробки нередко применялись в качестве, например, повышающей передачи (overdrive - коробка передач Borg Warner с автоматическим включением). В настоящее время такие коробки применяются крайне редко.

В полноприводных автомобилях устанавливаются раздаточные коробки, которые, как правило, одновременно выполняют функцию демультипликатора, что увеличивает диапазон передаточных чисел и улучшает тяговые качества автомобиля.

Раздаточные коробки классифицируются: по расположению ведомых валов – с соосными и несоосными ведомыми валами; по приводу ведомых валов - с блокированным и дифференциальных приводом; по числу передач – одноступенчатые, двухступенчатые, трёхступенчатые.

К раздаточным коробкам предъявляют следующие требования:

• полное использование тяговой силы в соответствии со сцепным весом, приходящимся на каждый мост;

• отсутствие циркуляции мощности в трансмиссии а/м;

• а так же общие требования, предъявляемые к механизмам автомобиля.

1.13. Карданная передача

В трансмиссиях автомобилей карданные передачи применяются для передачи моментов между валами, оси которых не лежат на одной прямой и изменяют свое положение в пространстве. В общем случае карданная передача состоит из карданных валов, карданных шарниров, промежуточных опор и соединительных устройств. Необходимость карданной передачи обусловлена тем, что ведущий мост подвешивается к раме на рессорах и при движении автомобиля изменяет своё положение относительно рамы, в то время как коробка передач (раздаточная коробка) жёстко закреплена на раме. По компоновке передачи классифицируются на закрытые и открытые.

Закрытая карданная передача размещается внутри трубы. Труба может воспринимать силы и реакции, возникающие на ведущем мосту и служить направляющим элементом подвески. В такой карданной передаче применяется только один шарнир, а неравномерность вращения карданного вала компенсируется его упругостью. Известны конструкции, в которых роль карданного вала выполняет торсион, при этом карданные шарниры отсутствуют.

Открытая передача не имеет трубы и реактивный момент воспринимается рессорами или реактивными тягами. Карданная передача должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее звено, так как расстояние между соединенными агрегатами в процессе движения изменяется. На длиннобазных автомобилях применяют карданную передачу, состоящую из двух валов. Этим исключается возможность совпадения критической угловой скорости вала с эксплуатационной.

Карданные шарниры делятся на:

• полные;

• полукарданные.

Полные:

• неравных;

• равных угловых скоростей.

Полукарданные:

• жесткие;

• упругие.

и т.д. см. рис. 35.

Универсальный карданный шарнир неравных угловых скоростей.

Применяемые в современных автомобилях карданные шарниры неравных угловых скоростей на игольчатых подшипниках удовлетворяют поставленным требованиям, при условии, если шарнир имеет рациональную конструкцию, технология производства строго соблюдается, а игольчатые подшипники надежно смазываются.

Рис. 34. Карданный вал с двумя универсальными шарнирами

Осевое перемещение, результат изменения длины карданного вала компенсируется шлицевым соединением (в случае применения простых карданных шарниров) или непосредственно конструкцией карданного шарнира — такой шарнир называется универсальным. На рис. 34 показан карданный вал с двумя универсальными шарнирами. В отверстие конца вала запрессован пустотелый палец 4, на который посажены на игольчатых подшипниках 2 два сферических ролика 1.

В отверстия пальца 4 вставлены центрирующие заглушки 3 со сферической поверхностью. В корпусе 5 шарнира выполнено два паза цилиндрического сечения такого же радиуса, как радиус ролика. При вращении под углом палец 4 имеет возможность, кроме вращения вокруг своей оси, наклоняться и скользить на сферических роликах по пазам. В таком шарнире осевое перемещение сопровождается значительно меньшими потерями на трение, чем в шлицевом соединении.

Рис. 35. Классификация карданных шарниров

Анализ схемы карданного шарнира показывает, что при постоянной угловой скорости ведущего вала ведомый вращается циклически: за один оборот дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. При этом с увеличением угла между валами неравномерность вращения интенсивно возрастает. Для того, чтобы карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей передавала синхронное вращение между валами соединенных валами соединенных агрегатов, она должна состоять из нескольких шарниров, взаимное расположение которых будет компенсировать неравномерную передачу вращения каждого шарнира. На рис. 36 приведены жёсткие карданные шарниры.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (рис. 36.а) состоит из ведущей 1 и ведомой 4 вилок, крестовин 2, на шипы которой надеты игольчатые подшипники 3. Крутящий момент передаётся от вилки 1 к вилке 4 через крестовину 2. При такой конструкции и равномерном вращении вилки ведущего вала угловая скорость будет изменяться дважды за каждый оборот, увеличиваясь и уменьшаясь. Поэтому такой шарнир называется шарниром неравных угловых скоростей.

Рис. 36. Жёсткие карданные шарниры:

а – неравных угловых скоростей; б – равных угловых скоростей