Разработка заднего моста автомобиля категории N3

На рис.1 показана схема ведущего моста.

1-карданный вал; 2-Карданный шарнир; 3-ведущая коническая шестерня; 4-ведомое коническое ко

лесо; 5-сателлит; 6-корпус дифференциала; 7-шестерня полуоси; 8 и 9 полуоси;

10-11 ведущие колеса; 12 и 13 рукава.

Крутящий момент от карданного вала 1 через шарнир 2 передается на коническую шестерню 3, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом. Шестерни ,3 и 4 образуют главную передачу. С ведомой шестерни крутящий момент передается на корпус дифференциала 6, откуда через конические шестерни дифференциала (ведущая 5 и ведомая 7) передается на полуоси 8 и 9, непосредственно связанные ведущими колесами 10 и 11.

Все механизмы ведущего моста заключены в едином картере главной передачи и ведущего моста.

К ведущему мосту предъявляются следующие требования:

- передача крутящего момента от карданного вала к ведущим колесам автомобиля;

- увеличение крутящего момента;

- передача сил инерции кузова к колесам и реакций опорной поверхности от колес к кузову так, чтобы вертикальные силы воспринимались упругими элементами, а продольные и поперечные силы — направляющими подвески автомобиля.

- минимальная масса, наименьшие габаритные размеры и оптимальная жесткость.

Основными элементами ведущего моста являются механизмы, передающие крутящий момент от двигателя к ведущим колесам (передача, дифференциал, полуоси и ступицы); несущая система, воспринимающая вертикальные, продольные и поперечные силы, вызываемые действием на транспортное средство как опорной поверхности, так и инерционных масс кузова и груза.

Ведущие мосты включают в себя элементы трансмиссии: главную передачу, дифференциал, полуоси и применяются в качестве заднего и промежуточного моста.

Управляемые мосты, как правило, передние: включают в себя поворотные цапфы и соединяющие детали. Применяются и задние управляемые мосты.

3. Конструирование и расчет ведущего моста

3.1 Обзор конструкций дифференциалов

Дифференциал — это механизм, позволяющий (при необходимости) ведущим колесам автомобиля вращаться с разными скоростями. Для чего это нужно? При движении по прямой колеса проходят одинаковый путь, в повороте же внешнее колесо проходит путь больший, чем внутреннее колесо. Поэтому, чтобы «успеть» за автомобилем, внешнее колесо должно вращаться быстрее.

Устройство дифференциала несложное — корпус, ось сателлитов и два сателлита (шестерни). Корпус крепится к ведомой шестерне главной пары и вращается вместе с ней. Сателлиты входят в зацепление с шестернями полуосей, которые непосредственно вращают колеса.

В такой конструкции сателлиты передают больший крутящий момент на ту полуось, которая оказывает меньшее сопротивление вращению. То есть, с большей скоростью будет вращаться колесо, которое дифференциалу легче раскрутить. При движение по прямой колеса нагружены одинаково, дифференциал делит крутящий момент поровну, сателлиты не вращаются вокруг своей оси. В повороте внутреннее колесо нагружено больше, внешнее — разгружается. Поэтому сателлиты начинают вращаться вокруг оси, подкручивая менее нагруженное колесо, увеличивая тем самым скорость его вращения.

Но такая особенность дифференциала иногда приводит к весьма неприятным последствиям. Если, например, одно из колес попадет на скользкую поверхность, дифференциал будет вращать только его, полностью игнорируя колесо, имеющее нормальный контакт с дорогой. То есть, автомобиль будет «буксовать».

Для борьбы с этим явлением применяются блокировки дифференциала. Способов блокировок придумано множество — от простых механических до изощренных электронных.

1. Дифференциал с полной блокировкой

Применяется во внедорожниках. В такой конструкции валы полуосей жестко соединяются между собой, вращаясь, таким образом, с равными скоростями. Блокировка включается водителем вручную перед преодолением труднопроходимого участка, после чего ее необходимо выключать во избежание перегрузок трансмиссии, повышенного износа шин и снижения управляемости автомобиля. При движении в обычных дорожных условиях полную блокировку применять, естественно, нельзя.

2. Дифференциал с частичной блокировкой

В таких дифференциалах блокировка включается автоматически, поэтому их еще называют самоблокирующимися. При этом усилие блокировки нарастает постепенно, пропорционально разнице в скорости вращения или величине крутящего момента. По конструкции самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на четыре вида: вязкостные, дисковые, винтовые, электронноуправляемые.

Вискомуфта (вязкостная муфта)

Представляет собой герметичный корпус, в котором размещены два пакета фрикционов. Пространство внутри корпуса заполнено силиконовой жидкостью, вязкость которой зависит от температуры. Один пакет фрикционов соединяется с корпусом дифференциала, второй — с одной из полуосей. В обычных условиях, когда полуоси вращаются с одинаковой скоростью, или с небольшой разницей, вискомуфта себя никак не проявляет. При пробуксовке одного из колес скорость вращения полуоси резко возрастает, жидкость при этом интенсивно нагревается, а ее вязкость повышается. В результате пакеты фрикционов «слипаются» - скорости валов выравниваются. При остывании вязкость снижается — валы снова вращаются независимо. Вискомуфта способна обеспечить лишь небольшой коэффициент блокировки, при длительной пробуксовке перегревается, срабатывает с запаздываниями (пока нагреется жидкость). Поэтому область ее применения — обычные городские автомобили, для преодоления бездорожья она не подходит.

Дисковые дифференциалы

Обычные дифференциалы, в которые дополнительно встраиваются один или два пакета фрикционов и распорная пружина, создающая преднатяг (сжатие пакетов). В пакете фрикционов часть дисков крепится к полуоси, вторая — к корпусу дифференциала. Когда колеса вращаются с одинаковыми скоростями, диски в пакете вращаются как одно целое. При разнице в скорости вращения между ними возникают силы трения, стремящиеся выровнять скорости. Таким образом осуществляется частичная блокировка дифференциала. Очевидны недостатки дисковой блокировки — постоянный, пусть даже и небольшой, момент трения, создаваемый преднатягом, ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Да и срок службы фрикционов сравнительно небольшой. По мере их износа снижается и степень блокировки, а после полного износа дифференциал работает уже как свободный. Отсюда вывод — чем чаще «буксуешь», тем быстрее «умирает» дифференциал. Дисковые дифференциалы требуют применения специального трансмиссионного масла.

Усилием преднатяга определяется степень блокировки и минимальный крутящий момент, передаваемый на колесо в любых дорожных условиях. Регулируя степень преднатяга подбирают нужный компромисс между проходимостью и управляемостью. Дисковые дифференциалы с малым преднатягом используются на обычных, дорожных автомобилях, с большим — на спортивных.

 Скачать реферат