Автомобильная бортовая передача — это компонент трансмиссии, состоящий в своей наиболее распространенной форме из двух шестерен (ведомой и ведущей), и его функция заключается в передаче крутящего момента от коробки передач к ведущей оси. Конструкция конечной передачи оказывает непосредственное влияние на тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Ниже приводится краткий обзор конструкции, функций, типов и требований к трансмиссии.
Устройство главной передачи
По сути, главная коробка передач — это не что иное, как понижающая передача, в которой ведущая шестерня соединена с вторичным валом коробки передач, а ведомая шестерня соединена с колесами автомобиля. По типу соединения зубьев главные передачи бывают следующих видов:
- цилиндрическая передача — чаще всего используется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
- спиральные — используются крайне редко из-за чрезмерных размеров и высокого уровня шума;
- Гипоид — самый популярный вариант главной передачи, который используется в большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидные коробки передач имеют небольшие размеры и не очень шумные;
- червячный редуктор — практически не используется в автомобилях из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости.
Также стоит отметить, что переднеприводные и заднеприводные автомобили имеют разное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях, где коробка передач и трансмиссия расположены поперечно, передняя главная передача находится непосредственно в картере коробки передач.
В обычных заднеприводных автомобилях главная передача расположена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач через карданный вал. Гипоидная коробка передач в заднеприводном автомобиле также включает реверс вращения на 90 градусов через конические шестерни. Несмотря на различные типы и положения, функция главной коробки передач остается неизменной.
Принцип работы
Главной особенностью этой коробки передач является передаточное число. Передаточное число указывает на количество зубьев в зубчатой передаче (соединенной с колесами) по отношению к ведущей (соединенной с вторичным валом трансмиссии). Чем выше передаточное число, тем быстрее разгоняется автомобиль (увеличивается крутящий момент), но значение максимальной скорости уменьшается. Уменьшение коэффициента увеличивает максимальную скорость, и автомобиль разгоняется медленнее. Соотношение подбирается для каждого автомобиля в зависимости от двигателя, коробки передач, размера колес, тормозной системы и т.д. Принцип работы бортовой передачи довольно прост: когда автомобиль находится в движении, крутящий момент передается от двигателя к вариатору, а затем, через бортовую передачу и дифференциал, на карданные валы автомобиля. Таким образом, коробка передач конечной передачи непосредственно изменяет крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля. Соответственно, изменяется и скорость вращения колес.
Основные требования. Современные тенденции
К главным коробкам передач предъявляется множество требований, основными из которых являются:
- Надежность;
- Минимальные требования к техническому обслуживанию;
- Высокая эффективность;
- Плавная и тихая работа;
- Минимально возможные размеры.
Конечно, идеала не существует, поэтому конструкторам приходится идти на компромиссы при выборе типа главной коробки передач.
Невозможно отрицать использование главной коробки передач в конструкции, поэтому любые изменения направлены на улучшение характеристик.
Стоит отметить, что изменение характеристик трансмиссии является одним из основных видов тюнинга коробки передач. Устанавливая коробки передач с измененными передаточными числами, можно существенно повлиять на динамику автомобиля, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на трансмиссию и силовой агрегат.
Наконец, стоит упомянуть об особенностях конструкции роботизированных коробок передач с двойным сцеплением, что также влияет на устройство главной передачи. В этих редукторах парные и непарные шестерни разделены, поэтому на выходе имеются два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою шестерню главной передачи. Это означает, что в таких трансмиссиях две ведущие шестерни и только одна ведомая.
Схема коробки передач DSG
Эта конструктивная особенность позволяет изменять передаточное число в коробке передач. Это достигается простым использованием приводных шестерен с разным числом зубьев. Например, когда для увеличения тягового усилия используется несколько непарных шестерен, шестерня используется для обеспечения более высокого передаточного отношения, а шестерня в парной серии имеет меньшее значение этого параметра.
Двойные главные передачи
Эти коробки передач используются в средних и тяжелых грузовиках, полноприводных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа для передачи большего крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в диапазоне 0,93…0,96.
Двойные главные редукторы имеют две пары шестерен и обычно состоят из пары спиральных конических шестерен и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие пары цилиндрических шестерен не только увеличивает передаточное число главной передачи, но и повышает прочность и долговечность пары конических шестерен.
В центральной главной коробке передач (рис. 2, d) пары конических и цилиндрических шестерен расположены в одном корпусе в центре оси привода. Крутящий момент от конической передачи передается на ведущие колеса автомобиля через дифференциал.
В главной цилиндрической коробке передач (рис. 2, е) пара конических шестерен 5 расположена в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. Цилиндрические шестерни соединены полувалами 7 через дифференциал с парой конических шестерен. Крутящий момент от конической зубчатой пары через дифференциал и полувалы 7 подается на колесные редукторы.
Однорядные планетарные колесные редукторы широко используются в главных редукторах со смещением. Этот редуктор состоит из цилиндрических шестерен — солнечного колеса 8, коронного колеса 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится в движение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко соединенных с балкой оси. Сателлиты соединены с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от пары центральных конических шестерен 5 к ступицам ведущих колес передается через ось дифференциала 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.
Разделение главной коробки передач на две части позволяет снизить нагрузки на полуоси и компоненты дифференциала, а также уменьшить размеры картера и центральной части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и, соответственно, управляемость автомобиля. Однако разъемная главная передача более сложная, более металлическая, более дорогая и трудоемкая в обслуживании.
Классификация главных передач
По числу пар зацеплений
Одинарные и двойные главные редукторы
- Одинарная — состоит только из одной пары шестерен: ведомой и ведущей.
- Двойной — состоит из двух пар шестеренок. Различают двойной центр или двойной интервал. Двойной центр расположен только в ведущей оси, а двойное смещение также расположено в ступице ведущего колеса. Относится к коммерческим автомобилям, так как для них требуются более высокие передаточные числа.
По виду зубчатого соединения
- По договоренности Цилиндрические. Подходит для переднеприводных автомобилей, в которых двигатель и коробка передач расположены поперечно. В этом типе сцепления используются шевронные и конические редукторы.
- Фаска. Используется на тех заднеприводных автомобилях, где размер передаточных чисел не важен и нет ограничений по шуму.
- Гипоидная — Наиболее распространенный тип зубчатой муфты в заднеприводных автомобилях.
- Червячные передачи — практически не используются в конструкции автомобильных трансмиссий.
- Находится в коробке передач или трансмиссии. В переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе коробки передач.
- Устанавливается отдельно от трансмиссии. На заднеприводных автомобилях пара главных передач расположена в корпусе ведущего моста вместе с дифференциалом.
Обратите внимание, что в полноприводных автомобилях положение главной пары коробки передач зависит от типа привода.
Преимущества и недостатки
Цилиндрический главный привод. Максимальное передаточное число ограничено значением 4.2. Дальнейшее увеличение числа зубьев приводит к значительному увеличению размеров механизма, а также к повышению уровня шума. Каждый тип передачи имеет свои преимущества и недостатки. Давайте посмотрим на них:
- Гипоидная главная передача. Этот тип характеризуется низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. В то же время из-за смещения в зацеплении шестерен увеличивается трение скольжения и снижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал как можно ниже. Передаточное число для легковых автомобилей: 3,5 — 4,5; 5 — 7 для грузовых автомобилей.
- Конический главный редуктор. Используется редко из-за своих размеров и шума.
- Цилиндрический главный редуктор. Этот тип редуктора практически не используется из-за высоких трудовых и производственных затрат.
Навигация по записям
Предыдущая страница Предыдущий пост: Карданные передачи и все, что нужно знать о них. Следующая страница Следующий пост: Коробки передач и все, что нужно знать о них.
