24.Дифференциал. Назначение.

Он представляет собой планетарный механизм, предназначенный для распределения крутящего момента между ведущими полуосями транспортного средства и обеспечения вращения ведущих колёс с различной частотой при движении по кривой или по неровностям пути.

Требования к диф-алу:

- должен обеспечивать распределение крутящего момента по ведущим колёсам или мостам в соответствии с их тяговыми возможностями по условию сцепления с дорогой;

- иметь высокий КПД;

- обеспечивать хорошую управляемость и устойчивость ав-ля при движении по дорогам с неравномерным коэф-том сцепления, на поворотах и при движении по неровностям дороги;

- иметь малые габариты и вес;

- иметь высокую надёжность и износостойкость.

Классификация:

1. По конструктивным признакам: зубчатые; червячные; кулачковые;

2. По кинематике: симметричные; несимметричные;

3. По коэф-ту блокировки: с малым трением; с повышенным трением; с полным трением;

4. По способу блокировки: с принудительной блокировкой; самоблокирующиеся;

5. По назначению: межосевой; колёсный.

Симметричные диф-лы –у к-ых передаточное число =1, т. е. полуосевые шестерни имеют одинаковый диаметр и равное число зубьев.

Несимметричные диф-лы – у к-ых передаточное число не=1, и у них полуосевые шестерни имеют разные диаметры и числа зубьев.

Преимущества симметричных:- простота устройства;

- малые размеры и масса;

- надёжность;

- высокий КПД;

- обеспечение устойчивости при движении по скользкой дороге и торможении двигателем.

Недостаток: ограниченная проходимость.

Межосевой симметричный диф-ал.

Крестовина 1, несущая шестерни-сателлиты, установлена на валу 6, являющемся продолжением выходного вала раздаточной коробки. Шестерни-сателлиты находятся в зацеплении с боковыми коническими шестернями. Правая коническая шестерня выполнена заодно целое с цилиндрической шестерней 2, а левая – с шестерней 7. Шестерня 2 находится в зацеплении с шестерней 4, установленной на валу 5 привода среднего моста. Шестерня 7 находится в зацеплении с шестерней 8, установленной на валу 9 привода заднего моста.

Если при движении ав-ля колёса среднего и заднего ведущих мостов вращаются с одинаковой скоростью, то крестовина с сателлитами вращается как одно целое с коническими шестернями межосевого диф-ала. Крутящий момент равномерно распределяется между обоими ведущими мостами.

В случае вращения колёс того и другого мостов с разными скоростями боковая коническая шестерня, связанная с колёсами, имеющими меньше число оборотов, вращаеися медленнее, чем другая. Это вызывает перекатывание сателлитов по боковой шестерне, вращающейся с меньшим числом оборотов, в рез-те чего сателлиты начинают вращаться на своих осях. Вращение сателлитов увеличивает число оборотов другой боковой шестерни, и колёса, связанные с ней, получают более быстрое вращение.

Схема, пр-п работы и свойства самоблокирующихся дифференциалов повышенного трения.

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 повы­шенного трения (кулачковый), применяемый на автомобиле ГАЗ-66, показан на рис. 1, 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 2 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 полуосями 7.

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.

Когда одно из колес попадает на поверхность дороги с большим сопротивлением движению, то связанная с ним звездочка начинает вращаться с меньшей частотой, чем сепаратор. Сухари, находящиеся 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 колёс исключается.

25. Карданная передача и привод к колесам. Схема и свойства жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей, карданных валов, подвижных шлицевых соединений, промежуточных опор.

1. КПП

2. кардан

3. главная передача

4. рессора

5. рама

Карданная передача соединяется с КПП с главной передачей, оси валов которой расположены в разных плоскостях и расстояние между ними во время движения транспортного средства постоянно изменяется (для компенсации линейных и угловых размеров).

Карданная передача состоит из карданных шарниров (карданов), валов, промежуточных опор.

Карданный шарнир – сочленение, с помощью которого вращение передается с одного вала на другой при изменяющемся угле наклона между валами.

Отношение угловых скоростей:

2/1 = cos / (1-sin²cos²)

Коэффициент неравномерности вращения:

Uн.в. = (_2max – _2min)/ ₁

Классификация и общее устройство

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от одного вала к другому под изменяющимся углом. Она состоит из карданов (шарниров) валов и промежуточных опор.

Чаще всего карданная передача применяется для соединения коробки передач с главной передачей заднего моста. Коробка передач жестко связана с рамой, а задний мост находится ниже коробки и перемещается на рессорах относительно рамы, поэтому угол наклона вала, связывающего коробку передач с задним мостом, изменяется при движении автомобиля. Карданная передача в трансмиссии автомобиля используется также для соединения коробки передач с раздаточной коробкой, раздаточной коробки — с ведущими мостами, главной передачи переднего ведущего моста — с колесами, дифференциала — с ведущими колесами при их независимой подвеске.

По величине допускаемого наклона карданного вала различают карданы полные и полукарданы. Полные карданы допускают наклон вала до 20—25°, а некоторые их конструкции до 40—45°. Полукарданы могут передавать вращение при незначительном наклоне вала, измеряемом несколькими градусами. Полные карданы бывают асинхронные (неравной угловой скорости) и синхронные (равной угловой скорости). Последние по конструкции подразделяются на шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычагом, кулачковые и сочлененные (сдвоенные). Полукарданы по конструкции бывают жесткие и упругие.

По числу карданов на валу различают одинарные (с карданом только на одном конце вала) и двойные (с карданами на обоих концах вала) карданные передачи.

Основные требования, предъявляемые к карданной передаче: минимальный вес, отсутствие вибраций и предельное снижение динамических нагрузок, которые возникают из-за передачи крутящего момента под углом.

На большинстве двухосных автомобилей карданная передача состоит из двух валов—2 и 8 (рис. 193), трех карданов—1, 9 и 11 и промежуточной опоры 13 (расположение деталей передачи на автомобиле иллюстрируется рис. 6). Применение двух валов—промежуточного 2 (рис. 193) и главного 8 — позволяет укоротить главный вал, следовательно, увеличить его жесткость и уменьшить вибрацию при работе. При небольшом расстоянии между коробкой передач и главной передачей устанавливают один карданный вал («Москвич-408»). В карданной передаче обязательно должно быть шлицевое соединение 14, которое допускает изменение длины вала при перемещениях ведущего моста относительно рамы. В карданных передачах ГАЗ-21 и ранних выпусках ГАЗ-51А это шлицевое соединение выполнено на главном карданном валу.

В карданных передачах, соединяющих коробки с ведущими мостами, применяют только асинхронные карданы. Полукарданами можно соединять агрегаты, закрепленные на раме (например, коробку передач с раздаточной коробкой); в этом случае роль кардана сводится к компенсации неточного монтажа и возможных перекосов рамы.

На автомобилях с задним расположением двигателя и задним ведущим мостом и на автомобилях с передним расположением двигателя и только передним ведущим мостом карданная передача может отсутствовать.

Карданные передачи нашли широкое применение не только в трансмиссии автомобиля. Они используются для привода лебедки, подъемника самосвала и различного оборудования на специальных автомобилях.

Детали карданной передачи. Асинхронный кардан с игольчатыми подшипниками (рис. 194) состоит из вилок 5 и 9 и крестовины 7. Крестовина имеет четыре шлифованных шипа. Каждый шип поворачивается в игольчатом подшипнике 3, собранном в стакане 2. Сальник 4 препятствует вытеканию масла из подшипников; сальники бывают пробковые и резиновые. Вдоль оси шипов просверлено два сквозных канала, по которым масло, нагнетаемое через масленку 8, поступает к подшипникам. С каналами связан предохранительный клапан 6, посредством которого контролируют наполнение подшипников маслом. Клапан размещен в корпусе 10 и нагружен пружиной 11. После заполнения стаканов 2 маслом давление в каналах крестовины увеличивается, клапан 6 открывается и лишнее масло вытекает наружу. Отсутствие клапана могло бы привести к повреждению сальников. Подшипники закрепляются в отверстиях вилок пластинами 1. Такой способ крепления принят на грузовых автомобилях ГАЗ, ЗИЛ и др. Применяют и другие способы крепления подшипников—стопорными кольцами (ГАЗ-21, «Москвич-408») или хомутиками.

На автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А одна вилка каждого из трех карданов приваривается к валу (см. рис. 193). Ведущая вилка переднего и ведомая вилка заднего кардана отковывается вместе с фланцем и крепится четырьмя болтами к фланцу, закрепленному на валу коробки передач и главной передачи. Ведущая вилка среднего кардана изготовлена как одно целое со скользящим шлицевым валиком. Валик сопряжен со шлицевой втулкой промежуточного вала.

При вращении кардана одна вилка может поворачиваться на некоторый угол вокруг одной пары шипов крестовины, а другая —вокруг другой пары шипов, чем и обеспечивается передача вращения под углом.

В значительной степени неравномерность вращения карданного вала компенсируется карданом на его заднем конце, поэтому все карданные передачи современных автомобилей выполняют двойными. Синхронный кардан всегда обеспечивает равенство угловых скоростей ведущей и ведомой вилок кардана, но он сложнее, дороже и тяжелее асинхронного кардана.

Шариковый кардан с делительными канавками (рис. 196, а) состоит из двух вилок (2 и 3) и пяти шариков. Ведущая вилка 3 изготовляется как одно целое с приводным валом 4, а ведомая вилка 2 — со шлицевым валом 1, который соединяется со ступицей колеса. Каждая вилка имеет четыре фасонные канавки для четырех шариков 8. Шарики передают усилие от одной вилки к другой и могут в канавках перекатываться. Шарик 5 устанавливается в центре кардана и служит для центровки вилок; он не допускает выкатывания остальных шариков из канавок. Шарик 5 надет на ось 7. На его поверхности прорезана лыска 6, обеспечивающая возможность сборки и разборки кардана.

Кулачковый кардан (рис. 196, в) состоит из вилок 9 и 13, полуцилиндрических кулаков 10 и 12 и диска 11. Вилки охватывают своими цилиндрическими поверхностями кулаки, во внутренние пазы которых вставлен диск. Диск передает вращение от ведущей вилки к ведомой. В вертикальной плоскости вилки поворачиваются вокруг кулаков, а в горизонтальной — вместе с кулаками вокруг диска. Кулачковый кардан проще и легче шарикового, но быстрее изнашивается, ибо между всеми сопряженными поверхностями имеет место трение скольжения.

Карданный вал изготовляется из стальной трубы, что обеспечивает ему небольшой вес и достаточную жесткость. К концам вала приваривают вилки карданов, шлицевую втулку или шлицевый валик. Вытеканию масла, которым смазывается шлицевое соединение, препятствует сальник 6 (см. рис. 193), а для защиты соединения от грязи служит гофрированный резиновый чехол 7.

Карданный вал проходит балансировку. При наличии дисбаланса на участки с меньшей массой по краям вала наваривают металлические пластинки.

Промежуточная опора дополнительного карданного вала (рис. 193) состоит из резиновой подушки 5, в которую вложен шариковый подшипник 4. Подушка установлена в корпусе 13. Наличие толстой резиновой подушки позволяет подшипнику самоустанавливаться на валу при сборке передачи. Корпус двумя болтами крепится к поперечине рамы. Сальники 3 препятствуют вытеканию масла из подшипника.

Карданные валы изготовляют из стали (трубки), что обеспечивает небольшой вес и достаточную прочность. Валы тщательно уравновешивают.

Кардан со шлицевыми соединениями называют универсальным. Карданный вал должен вращаться без биений и крутильных колебаний. Для устранения вибраций, возникающих в длинных валах, применяют промежуточную опору в виде шарикоподшипника, помещенного в резиновую обойму, закрепленную жестко на раме или днище кузова.

Материалы карданной передачи:

Вилки – 30Х, сталь 40, сталь 45.

Крестовины – штампуют из: сталь 25Х, 18ХГТ (цементация).

Карданные валы – сталь 15, 20.

Шлицевые наконечники – сталь 30, 40Х, 45Г2.

26. Несущая система. Мосты. Назначение и общее устройство рамы а/м. Общее устройство кузова. Устройство ведущего управляемого, комбинированного и поддерживающего мостов.

Несущая система грузовых а/м состоит из рамы, к которой крепится передний мост с амортизаторами и установленными на нем управляемыми колесами, задний ведущий мост с подвеской и колесами.

Рама является несущей системой а/м. Она воспринимает все нагрузки, возникающие при движении а/м, и служит основанием, на котором монтируют двигатель, агрегаты трансмиссии, механизмы органов управления, дополнительное и специальное оборудование, а также кабину, кузов и грузонесущую емкость. Все грузовые и легковые а/м с большим (более 3,5л.) рабочим объемом цилиндров двигателя имеют раму. На легковых а/м особо малого и малого классов, автобусах рама отсутствует, ее функции выполняет несущий кузов.

Рис. Автомобильные рамы:а—лонжеронная; б—центральная

В зависимости от конструкции рамы делятся на лонжеронные (лестничные) и центральные (хребтовые). Наибольшее распространение в автомобилестроение получили лонжеронные.

Лонжеронная рама грузовых а/м состоит из двух продольных балок – лонжеронов – 12, переменного сечения и нескольких поперечин 7. Лонжероны рамы могут сходится в передней части (ЗИЛ) или располагаться параллельно (ГАЗ). Спереди к лонжеронам крепятся буксирные крюки 2и передний буфер, предохраняющий а/м от повреждений. На первой поперечине 7 рамы крепятся радиатор и передние опоры (одна или две) двигателя, задние его опоры – кронштейны 3 – поклепаны к лонжеронам. Передние рессоры устанавливают на кронштейнах 14. резиновые буфера 15 предохраняют лонжероны от ударов. Между кронштейнами рессор на левом лонжероне крепится кронштейн 13 для крепления картера рулевого механизма.

На второй поперечине 7 рамы снизу крепится промежуточная опора карданной передачи. В задней части рамы на лонжеронах расположены кронштейны 8 для крепления задних рессор и кронштейны 9, служащие опорами для концов дополнительных рессор.

На левом лонжероне рамы имеется гнездо 11 для крепления аккумуляторной батареи, а на правом откидной кронштейн 4 запасного колеса. Кронштейны 10 служат для крепления платформы, а кронштейн 16 –для фиксации положения пусковой рукоятки. На задней поперечине расположено тягово-сцепное устройство 6 , а на заднем конце правого лонжерона – кронштейн 5 указателя поворота.

Центральная рама состоит из центральной несущей балки 5 с поперечинами 3. несущая балка 5 может иметь круглое или швеллерное сечение. В некоторых случаях рама образуется в результате соединения специальными патрубками 4 картера 1 раздаточной коробки и картеров 2 главных передач. между фланцами патрубков и картеров установлены поперечины 3, служащие опорами двигателя, кабины кузова и других агрегатов. Такие рамы обладают высокой прочностью на изгиб, но из-за сложности их изготовления широкого распространения не получили.

Кузова предназначены для разме­щения грузов, пассажиров и спе­циального оборудования и поэтому делятся на грузовые, пассажирские (легковые и автобусные) и 'специ­альные.В зависимости от конструкции ку­зова могут быть каркасными, полу­каркасными и бескаркасными. Кузо­ва современных легковых автомоби­лей бескаркасные, автобусов — кар­касные и полукаркасные, а кабины грузовых автомобилей — полукар­касные и бескаркасные.

По характеру воспринимаемой нагрузки кузова подразделяются на несущие, полунесущие и разгружен­ные. У несущего кузова рама от­сутствует, и все нагрузки восприни­маются кузовом. Полунесущий ку­зов жестко соединен с рамой и вос­принимает .только часть нагрузок, приходящихся на раму. Разгружен­ный кузов установлен на резиновых прокладках или подушках и, кроме массы груза, никакой нагрузки не воспринимает. Большинство современных легко­вых автомобилей и автобусов имеют несущие кузова, а грузовые авто­мобили — разгруженные.

Мосты. Ведущий мост представляет собой жесткую пустотелую - балку, состоя­щую из трех основных элементов: двух полуосевых рукавов и средней части— картера, в котором разме­щена главная передача с дифферен­циалом, В полые рукава балок запрессованы стальные трубчатые кужуха полуосей, которые служат для установки ступиц колес. По способу изготовления балки ведущих мостов различают на литые и штампованно-сварные. Передний управляемый мост обеспечивает поворот автомобиля при помощи поворотных цапф, шарнирно соединенных с балкой моста. На управляемый мост, кроме вертикальной нагрузки от силы тяжести автомобиля, продольных и поперечных усилий от колес, действуют также силы и моменты, возникающие при повороте и торможении автомобиля.

27. Общее устройство колесного движителя. Основные части камерной и бескамерной шины и их конструкция. Основные части покрышки. Маркировка шин.

Шины.

- служит для смягчения ударов от дороги, обеспечения необходимого сцепления с дорогой, бесшумного движения, а также уменьшения разрушающего действия автомобильного колеса на дорогу.

Камерная шина грузового автомобиля состоит из: шина, камера, ободная лента.

Камера – кольцевая резиновая трубка из газонепроницаемой резины в которой закреплен вентиль с обратным клапаном.

Н – высота профиля покрышки

В – ширина профиля покрышки

7- каркас

5- брекер

4- боковина

3-сердечник

6- протертор

8- беговая дорожка

9- боковая стенка

10- борт шины

Каркас – главный силовой элемент шины, который придает ей прочность и гибкость. Изготавливается из нескольких слоев прорезиненной ткани называемой кордом (у легковых – 4-6; у грузовых – 6-16).

Различают металлический, хлопчатобумажный, вискозный, капроновый.

Брекер – подушечный слой или пояс представляющий собой резинотканевую или металлокордовую прослойку по всей окружности покрышки между каркасом и протектором. Служит для смягчения ударной нагрузки.

Протектор – «беговая» часть шины, которая контактирует с дорогой. Изготавливается из специальной резины обладающей большим сопротивлением к истиранию. На нем есть канавки, которые служат для обеспечения хорошего сцепления с дорогой, отвода тепла и влаги.

Боковина – тонкий эластичный слой резины на боковых стенках каркаса (1,5 – 3 мм.) Для защиты каркаса от механических повреждений, проникновения влаги и служит для нанесения наружной маркировки шины.

Борт – жесткая посадочная часть покрышки необходимая для фиксации шины на обод колеса. Состоит из слоя корда завернутого вокруг проволочного кольца 6. Борта придают шине не растягивающуюся конструкцию необходимую структурную жесткость при номинальном внутреннем давлении воздуха.

Преимущества бескамерной шины:

- Повышенная безопасность движения, т.к. воздух выходит из шины медленно.

- Меньший нагрев, т.к. отсутствует трение камеры о покрышку.

- Большой срок службы.

- Малый объем монтажно-демонтажных работ.

Недостатки:

- Повышенное требование к техническому состоянию обода.

- Сложность накачки ручным насосом.

Маркировка шин

6,15 – 13/155 – 13

В (330)

Дробь «/» разделяет маркировку с дюймового обозначения на миллиметровую.

Маркировка радиальных шин.

Имеют единое смешанное миллиметрово дюймовое обозначение

165/70 R 13 78S Steel Radial Tubeless

^{1 2}

B = 165 – условная ширина профиля шины в мм.

70 – отношение высоты профиля шины н/в. В ее ширине в % (6,00).

R – обозначение радиальной шины

13 – посадочный диаметр в дюймах

78 – условный индекс грузоподъемности шины

S – скоростной индекс шины (максимально допустимая скорость в км/ч.)

L – 120 км/ч t = 190 км/ч W = 270

P – 150 км/ч u = 200 км/ч Y = 300

R – 170 км/ч Н = 210 Z свыше 240

S – 180 км/ч V = 240 Z_R

1 – Радиальная шина в металлическом кордом

2 – (TL) бескамерное использование шины.

Модель – шифр конструкторской разработки шины сочетание букв, цифр или слова.

Размер – основные внешние характеристики шины

Индекс грузоподъемности – цифры, обозначающие максимальную нагрузку.

Индекс скорости – буквы латинского алфавита, обозначающие максимальную скорость которую можно развить на шине.

На каждой шине отечественного производства должен быть нанесен ее личный номер.

159 НК 123458 → индивидуальный номер

159 – дата выпуска (15 – неделя с начала года; 9 – год)

НК – завод изготовитель (Нижнекамск и т.д.)

На шинах зарубежного производства может быть нанесена только дата изготовления и номер пресс формы, в которой была вулканизирована шина.

Сорт шины наносится краской .

2 – шины в порядке, но ухудшенная внешность. Цена на 5% снижается.

Если на новой шине срезан или затерт номер, товарный знак, то это не кондиция и цена 40-50% снижается.

28. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля путем поворота его управляемых колес.

Рулевое управление (рис. 248) состоит из рулевого механизма 5 и рулевого привода и работает следующим образом. При вращении рулевого колеса 1, установленного на верхнем конце вала 4, поворачивается червяк 6, напрессованный на нижний конец вала. Вал расположен внутри рулевой колонки 3. Червяк перемещает зубчатый сектор 7, на валу которого жестко закреплена рулевая сошка 8. Сошка через продольную рулевую тягу 9 передает усилие на рычаг 14 левого поворотного кулака, и рычаг поворачивает кулак вместе с колесом вокруг шкворня. Усилие на правое колесо передается через рычаг 10, поперечную рулевую тягу II и рычаг 13 правого кулака.

Качение колес должно осуществляться по концентрическим окружностям вокруг одного центра О (рис. 249), лежащего на продолжении задней оси автомобиля. Если предположить, что каждое переднее колесо катится вокруг своего центра (О и Oi), то стремление колес сойтись (дуги А) или разойтись неизбежно приведет к их боковому проскальзыванию.

Из схемы видно, что внутреннее колесо (по отношению к центру поворота) необходимо повернуть на большой угол, чем наружное ( > ).

Правильное положение колес при повороте обеспечивает рулевая трапеция, сторонами которой являются передняя балка 12 (рис. 248) на участке между осями шкворней, боковые рычаги 10 и 13 и поперечная тяга 11.

Рулевое управление бывает левое и правое. Расположение рулевого механизма зависит от того, по какой стороне улицы принято в данной стране движение автотранспорта. В СССР движение осуществляется по правой стороне улицы, поэтому рулевой механизм с валом и рулевым колесом устанавливается на автомобиле слева.

К рулевому управлению предъявляют следующие основные требования:

• удобство и легкость управления,

• надежность в работе

• правильное положение колес при повороте.