Типы крестовины карданного вала
30-37. Общие вопросы
Назначение, устройство и принцип работы ведущих мостов. Ведущим называется мост с ведущими колесами, он представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси. На автомобиле ведущими мостами могут быть только передний, только задний, промежуточный и задний или одновременно все мосты. На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов.
ведущие мосты |
|
по конструкции балки моста |
по способу изготовления балки моста |
разъемные |
штампосварные |
неразъемные |
литые |
Картер разъемного ведущего моста (рис. 9.4, а) обычно отливают из ковкого чугуна. Картер состоит из двух соединенных между собой частей 2 и J, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1 полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Картер неразъемного штампосварного ведущего моста выполняется в виде цельной балки с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. К средней части балки моста с одной стороны крепятся картер главной передачи и дифференциал, а с другой — устанавливается крышка. К балке моста приварены опорные чашки пружин подвески колес, фланцы для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны крепления деталей подвески. Неразъемные штампосварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления. Неразъемный литой ведущий мост изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовывают трубы из легированной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы предназначены для крепления опорных дисков тормозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры. Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля. Ведущая шестерня главной передачи передает крутящий момент ведомой шестерне моста, дифференциал распределяет его между полуосями. Полуоси передают крутящий момент колесам автомобиля, а также воспринимают изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Неисправности ведущих мостов, их причины и признаки. Постоянный шум и нагрев при движении. Основные причины: недостаточный уровень масла или применение несоответствующего его сорта; неправильная регулировка зацепления конических шестерен главной передачи; износ или разрушение подшипников ведущих шестерен; ослабление крепления фланца ведущей шестерни; поломка зубьев шестерен; деформация балки заднего моста или полуосей; износ шлицевого соединения полуосевых шестерен. Шум при разгоне и торможении автомобиля двигателем. Основные причины: увеличенный зазор в подшипниках ведущей шестерни, их износ или разрушение; неправильный боковой зазор между зубьями шестерен главной передачи. Шум при поворотах и резком изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Основные причины: заклинивание сателлитов; заедание шеек полуосевых шестерен; ослабление болтов чашки дифференциала; тугое вращение сателлитов на оси; неправильная регулировка шестерен дифференциала. Шум со стороны задних колес. Основные причины: ослабление крепления колес; износ или разрушение шарикового подшипника полуоси. Шумы и стуки в начале движения автомобиля. Основные причины: увеличенный зазор в шлицевом соединении вала ведущей шестерни с фланцем; износ отверстия под ось сателлитов в коробке дифференциала; ослабление болтов крепления реактивных штанг задней подвески. Увеличение суммарного углового люфта, вибрации картера заднего моста. Основная причина: износ шестерен и подшипников. Карданный вал вращается, автомобиль не трогается с места. Основные причины: поломка полуоси или срыв шпонки полуоси. Утечка масла. Основные причины: износ или повреждение сальников; ослабление болтов крепления картера; повреждение уплотнительных прокладок.
Этот мост представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси.
На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рисунок 1).
Рисунок 1 — Типы ведущих мостов, классифицированных по различным признакам
Картер разъемного ведущего моста (рисунок 2, а) обычно отливают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1 полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов.
Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.
Рисунок 2 — Ведущие мосты
а — разъемный; б, в — неразъемные; 1 — кожух; 2, 3 — части картера; 4 — площадка; 5, 6, 12 — фланцы; 7 — чашка; 8, 10 — кронштейны; 9, 13 — балки; 11 — труба
Картер неразъемного штампо-сварного ведущего моста (рисунок 2, б) выполнятся в виде цельной балки 9 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена для крепления с одной стороны картера главной передачи и дифференциала, а с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески колес, фланцы 6 для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны 8 и 10 крепления деталей подвески.
Неразъемные штампо-сварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшие массу и стоимость изготовления.
Неразъемный литой ведущий мост (рисунок 2, в) изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из легированной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тормозных механизмов.
Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры.
Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные мосты, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.
К основным требованиям, предъявляемым к ведущим мостам, относятся:
возможность получения необходимых передаточных чисел, соответствующих оптимальной скоростной характеристике автомобилей (автопоездов);
обеспечение несущей способности и долговечности; высокая степень поузловой и подетальной унификации, позволяющей использовать ведущие мосты на большом числе моделей и модификаций автомобилей;
оптимальные размеры в сочетании с минимальными собственной массой и металлоемкостью; бесшумная работа;
высокий КПД при различных нагрузках и частоте вращения;
технологичность;
ремонтопригодность.
30. Для начала следует отметить, что применительно к автомобилю мост — это, прежде всего, конструкция, объединяющая колеса одной оси и служащая в качестве поддержки несущей системы транспортного средства (рамы или кузова). Ведущий мост предполагает еще и подвод крутящего момента к колесам. Для этого несущая конструкция дополняется множеством устройств, которые могут монтироваться в виде отдельных агрегатов (что более характерно для автомобилей с независимой подвеской), но чаще всего располагаются внутри балки, являющейся в данном случае основной корпусной деталью.
В зависимости от конструкции балки ведущие мосты бывают разъемные и неразъемные. Первые раньше широко применялись для мостов легкового и малотоннажного транспорта. Например, в автомобилях ГАЗ-24 и УАЗ-452 использовалась конструкция, состоящая из двух частей, а несущая балка заднего моста М-20 «Победа» содержала и того больше — три массивных элемента. Сегодня разъемные мосты практически полностью вытеснены неразъемными, которые более удобны в обслуживании по той причине, что добраться до главной передачи и дифференциала можно не снимая мост с автомобиля. Помимо удобства в обслуживании большое значение имеет запас прочности балки. Этот параметр во многом зависит от способа изготовления (штамповка или литье) и используемого материала (сталь или чугун).
Штампованно-сварные мосты получили распространение на грузовиках малой и средней грузоподъемности. При необходимой прочности и жесткости штамповка по сравнению с литьем имеет меньшую массу и дешевле в изготовлении. В свою очередь неразъемные литые мосты нашли применение в шасси тяжелых грузовиков. К примеру, в линейке продукции, предлагаемой сегодня известными производителями (Rockwell, Eaton, ZF, Spicer), обычно используются балки прямоугольного сечения, изготовленные литьем из чугуна с шаровидным графитом. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью.
Одно дело противодействовать внешней нагрузке, другое — передавать силу тяги на ведущие колеса. В цепи передачи крутящего момента участвуют такие компоненты моста, как главная передача, дифференциал, полуоси и ступичные узлы. Устройство и взаимодействие этих механизмов рассмотрим на примерах ведущих мостов грузовиков и автобусов с различными колесными формулами.
В наиболее распространенной конструкции ведущего моста балка выполняет одновременно функции картера (внутри балки располагаются главная передача, дифференциал иполуоси привода ведущих колес).
Балки мостов бывают трех видов:
• разъемные; • цельные; • типа «банджо».
Разъемная балка состоит из двух половин, соединенных болтами. Кожухи приводных валов, так называемые полуосевые чулки, запрессованы в литые средние части балки и дополнительно соединены с ним, как правило, с помощью заклепок или электрозаклепок. Средняя часть балки образует картер главной передачи с соответствующими гнездами под подшипники. Обычно эту часть конструкции изготовляют из чугуна или стали. Конструкция разъемной балки считается устаревшей. Из-за наличия поперечного стыка она имеет не очень высокую жесткость, кроме того, велика вероятность появления течи масла через стык, нагруженный изгибающими моментами, так же затруднительны и трудоемки операции регулировки. При необходимости ремонта механизмов мост с автомобиля демонтируют.
Цельная балка имеет среднюю часть, которая выполнена в виде одной детали. Полуосевые чулки представляют собой стальные трубы, которые запрессованы в среднюю литую часть балки. Детали механизмов при сборке устанавливаются через съемную заднюю крышку, при снятии которой можно производить осмотр деталей без демонтажа. Однако проводить мон-тажно-демонтажные и регулировочные работы, где требуется специальный инструмент, без снятия моста с автомобиля затруднительно. Балка типа «банджо». Главная передача монтируется в картере, связанном с балкой через фланцевое соединение, и в сборе, без нарушения каких-либо регулировок, устанавливается в балку и демонтируется из нее, причем балка при этом может остаться на автомобиле. Плоскость разъема балки и картера главной передачи может быть вертикальной или горизонтальной.
Балка типа «банджо» может быть изготовлена штамповкой из стали, литьем из чугуна или может быть сварной. Центральная ее часть состоит из двух штампованных половинок (в грузовом автомобиле), между которыми ввариваются вкладки. Приваренное спереди усилительное кольцо имеет ряд выштамповок для обеспечения монтажных зазоров при сборке моста и резьбовые отверстия для болтов крепления картера главной передачи. К верхней части балки привариваются стальные подушки под рессоры. К средней части балки с двух сторон встык привариваются цапфы с напрессованными на них стальными фланцами, к которым крепятся опорные щиты тормозных механизмов. Ближе к наружным частям балки на цапфы напрессовываются кольца под уплотнительную манжету ступицы колеса, имеются шлифованные шейки под подшипники ступицы колеса и резьба крепления колес. Конструкция балок ведущих мостов зависит от особенностей трансмиссии автомобиля, которые определяются конструкцией главных передач (центральная или разнесенная) и схемой привода ведущих мостов. Если схемой трансмиссии предусмотрена последовательная передача крутящего момента к заднему ведущему мосту через средний, то последний выполняется проходным. При этом бездифференциальная связь среднего и заднего мостов допустима только для автомобилей повышенной проходимости. Для автомобилей ограниченной проходимости, имеющих колесную формулу 6 х 4, применение межосевого дифференциала, не допускающего возникновения циркуляции мощности, является обязательным. Наиболее разумным, с точки зрения компоновки, местом установки межосевого дифференциала является средний мост. Межосевой дифференциал делают блокируемым.
Балка заднего ведущего моста: 1 и 2 — шейки под подшипники ступиц; 3 — втулка уплотнительной манжеты; 4 — фланец; 5 — цапфа; 6 — рессорная подушка; 7 — картер; 8 — скоба; 9 — кронштейн тройника; 10 — отверстие для сапуна; 11 — выемки; 12 — отверстие для слива масла; 13 — крышка картера.
31-36. КОНСТРУКЦИЯ ВЕДУЩЕГО МОСТА ВАЗ
Задний мост легкового автомобиля ВАЗ (рисунок 1) выполнен в виде цельной балки 7 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. С одной стороны к средней части балки моста приварена крышка 12, в которой имеется маслоналивное отверстие с резьбовой пробкой, а с другой — прикреплен болтами картер 16 главной передачи и дифференциала.
По обоим концам балки приварены стальные кованые фланцы 4 для крепления тормозных щитов 28 тормозных механизмов. К балке заднего моста также приварены опорные чашки 6 пружин задней подвески и кронштейны 8 и 26 крепления деталей подвески.
В заднем мосту размещаются главная передача, дифференциал и полуоси. В задний мост заливается трансмиссионное масло. Внутренняя полость моста сообщается с атмосферой через сапун, который исключает повышение давления внутри моста и предотвращает попадание воды внутрь моста при преодолении водных преград.
Рисунок 1 - Задний ведущий мост легковых автомобилей ВАЗ:
а — общий вид; б, в — схемы главной передачи и дифференциала; 1 — тормозной барабан; 2, 17 — кольца; 3, 11, 19 — подшипники; 4, 21 — фланцы; 5, 20 — манжеты; 6 — чашка; 7 — балка; 8, 26 — кронштейны; 9 — полуось; 10, 31 — гайки; 12 — крышка; 13 — сателлит; 14, 15, 22 — шестерни; 16 — картер; 18 — втулка; 23 — ось; 24 — шайба; 25 — корпус; 27— пластина; 28 — щит; 29 — болт; 30 — колпак; 32 — окно