Обязательный элемент трансмиссия легкового авто – главная передача. Разберем, где она устанавливается, какой может быть, почему этот узел остался почти неизменным с момента внедрения.
Содержание
- Главная передача – это
- Как и где работает
- Основные требования
- Виды главных передач
- По количеству пар
- Одинарные по типу зацепления
- Двойные по типу зацепления
- Плюсы и минусы по видам
- Тенденции развития
Главная передача – это
Неотъемлемым элементом автомобильных трансмиссий считается главная передача, позволяющая передать мощность с двигателя на ведущую ось. Располагается она на оси вращения у ведущих колёс, являясь, фактически, механическим редуктором.
Сегодня в зависимости от конкретного типа авто главная передача объединяется с мотором или же выполняется отдельным агрегатом, имеющим механическую связь с ведущим мостом. Последнее характерно для заднеприводных авто, что позволяет оптимальным образом реализовывать мощность двигателя.
Главные передачи (редуктор, ГП или главная пара) по способу передачи мощности разделяют на цепные и зубчатые. Причём цепные сегодня используются преимущественно на мотоциклах, тогда как зубчатые устанавливаются на различного типа автомобилях.
Главный редуктор находится в коробке или даже внутри силового агрегата. Подобное расположение используется на переднеприводных авто. Тогда как на машинах, имеющих задний привод, редуктор размещают в мосту. На полном приводе пара зубчатых шестерёнок располагается в двигателе, что оптимизирует всю конструкцию.
Как и где работает
Наибольшее распространение на сегодняшний день получили главные передачи, имеющие ведомую и ведущую шестерёнку. Этот узел преобразует мощность, эффективно передавая ее на колеса. Именно от исполнения редуктора и его конструкции зависят показатели расхода топлива, а также динамические характеристики машины.
Основное назначение редуктора главной передачи – это снижение нагрузки на сцепление и трансмиссию. Он позволяет оптимальным образом реализовать всю мощность двигателя, улучшая разгонную динамику. В каждом конкретном случае, с учетом имеющегося типа привода, мощности мотора и других параметров используется редуктор определённого типа и конструкции.
Принцип работы этого узла относительно прост. В движении мощность сначала передаётся на КПП, а затем ГП и дифференциалом подается на ведущие колёса. Важнейшей характеристикой редуктора является его передаточное число, зависящее от имеющегося количества зубьев ведомой шестерёнки.
Чем выше имеющийся показатель передаточного числа у главной пары, тем быстрее машина может разогнаться, а, следственно, тем лучше у неё динамика. В каждом конкретном случае передаточное число выбирается с учётом используемой КПП, двигателя, особенностей тормозов, размеров колёс и других параметров.
Устройство редуктора относительно простое, он состоит из пары соединенных между собой шестерёнок. Ведущая шестерёнка соединена с валом вторичной, отличаясь при этом меньшими размерами. Тогда как ведомый диск больше по своему диаметру, он имеет прямую связь с колёсами авто и дифференциалом.
Чтобы повысить КПД главной передачи, увеличивают количество зубьев у обеих шестерёнок. Повысить КПД также можно, использовав подшипник качения. При этом требуется одновременно увеличивать жёсткость и прочность шестерёнок. Чтобы уменьшить шумы и вибрации от главной пары не только обеспечивается надёжное смазывание зубьев, необходимо добиться точности и прочности зацепления зубьев, с одновременным увеличением жёсткости всего механизма.
Основные требования
Сегодня к главной передаче предъявляют определённые требования, от соответствия которым непосредственно зависят динамические характеристики авто, комфорт на борту, показатели топливной экономичности и долговечность самого узла.
Качественные главные пары отвечают следующим требованиям:
- отличная надёжность
- минимальная масса
- небольшие размеры
- высокотехнологичность
- обеспечение отличных динамических показателей
- хорошие показатели КПД
- улучшение топливной экономичности
- минимум вибрации
- простое обслуживание узла.
Чтобы редуктор соответствовал всем таким требованиям инженеры постоянно совершенствуют и улучшают его работу. В частности, применяются сверхпрочные сплавы, из которых изготавливается этот узел. Точность подгонки всех деталей друг к другу позволяет снизить шум и вибрацию, существенно продлевая срок службы главной передачи, которая не требует какого-либо сложного обслуживания.
Виды главных передач
На легковых авто и грузовиках используются различные по своей конструкции главные передачи, отличающиеся принципом действия. Каждый из таких видов главных пар имеет свои определённые преимущества и конкретные недостатки техники.
По количеству пар
В трансмиссии главные передачи по типу пар выполняются одинарными и двойными. Первые устанавливаются на грузовики с легковушками, они включают лишь одну пару конических шестерёнок. Двойные отличаются повышенной надежностью, поэтому чаще всего их устанавливают на тяжёлой спецтехнике. В таких редукторах в состоянии постоянного зацепления пребывают две пары шестерён, выполненных цилиндрическими или же коническими. Одной из особенностей главных передач с двумя парами является возможность передавать куда большую мощность, в сравнении с одинарными.
На многоосной технике и трёхосных грузовиках сегодня используются проходные редукторы с двумя парами, у которых мощность передаётся сразу на несколько ведущих осей. Тогда как на легковушках, грузовиках, автобусах и различной спецтехнике, которая имеют одну ведущую ось, используются более простые по своей конструкции непроходные редукторы с одной парой.
Одинарные по типу зацепления
Одной из важнейших характеристик главной пары является тип зацепления зубьев у шестерёнок. От этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики редукторов и возможности по их использованию.
- В переднеприводных авто используются цилиндрические диски-шестерни, что позволяет одновременно хорошо реализовывать мощность и упростить всю конструкцию. В подобном случае не требуется изменять направление вращения, что делает этот узел достаточно компактным и надёжным.Зубья на шестерёнках могут выполняться шевронными или же косыми.
- Коническое зацепление главных пар используются преимущественно на тяжелой технике. На легковушках по причине повышенной шумности такая конструкция сегодня практически не нашла своего применения. Такой редуктор позволяют изменять направление вращения, а его особенностью является перекрещивание оси шестерёнок, то есть, они находятся в единой плоскости. Зубья на дисках имеют криволинейную или косую форму.
- Гипоидные главные пары используются преимущественно с заднеприводными легковыми автомобилями. Их особенностью является смещение оси шестерёнок, причём ведущий диск находится ниже оси ведомого. Подобное расположение позволяет существенно уменьшить размеры этого узла, не потеряв при этом в прочности редуктора и устойчивости к нагрузке и износу.
- Менее распространены сегодня червячные передачи, отличающиеся дороговизной своего производства и сложностью конструкции. Они позволяют изменять направление вращения, используясь лишь на узкоспециализированной технике.
Двойные по типу зацепления
По типу зацепления двойные главные пары принято разделять на разнесённые и центральные. Причём последние могут выполняться одно и двухступенчатыми. Каждый из таких типов редукторов имеет свои особенности конструкции и отличается сферой использования.
- Двухступенчатые позволяют переключать пары шестерён, что изменяет мощность, передаваемую на ведущие колёса. Они чаще всего устанавливаются на тяжёлой и гусеничной спецтехнике.
- Разнесённые используются с колесными или же бортовыми редукторами. Они устанавливаются на внедорожниках и грузовых автомобилях, имеющих увеличенный дорожный просвет, военной технике и колесных транспортёрах.
Плюсы и минусы по видам
Используемые сегодня редукторы отличаются своим назначением, особенностями их конструкции и другими параметрами. Главные пары могут предназначаться для установки на тяжелые гусеничные бульдозеры и легковушки с небольшими по своей мощности двигателями.
У цилиндрических модификаций главных передач их максимально возможный показатель передаточного числа составляет 4,2. Добиться увеличения этого показателя на редукторах такого типа крайне сложно, так как приходится увеличивать размеры этого узла, что приводит к повышению уровня шума. Возможности по использованию редукторов этого типа ограничены легковыми авто, в которых трансмиссии не требуется переваривать огромную мощность от двигателя.
В гипоидных редукторах на зубья приходится минимальная нагрузка. Этот узел отличается низким уровнем шума, что позволяет использовать его с легковыми авто. По причине смещения зацепления пар шестерёнок снижается КПД, но имеется возможность опустить максимально низко карданный вал. В зависимости от конкретной конструкции редуктора их передаточное число достигает 4,5 для легковушек и для грузовиков не более 7.
Конические отличаются увеличенными габаритами пар шестеренок и повышенной вибрацией. Редукторы этого типа по причине имеющихся у них недостатков, сложности обслуживания и посредственной надежности сегодня встречаются крайне редко. Их основное назначение — это тяжелая колесная и гусеничная спецтехника, а также грузовые автомобили повышенной мощности.
Червячная главная пара по причине особенностей ее конструкции не слишком надежна. Неудивительно, что редукторы этого типа из-за сложности своего изготовления сегодня практически не используются. К недостаткам червячной передачи относят ее склонность к перегреву, что объясняется повышенным трением. Подобное существенно ограничивает возможности по их использованию. Даже при незначительном износе может отмечаться заедание механизма, что вынуждает проводить дорогостоящий и сложный ремонт. Такие редукторы крайне требовательны к точности сборки и качеству изготовления шестерёнок и их зубьев.
Тенденции развития
На сегодняшнем уровне развития техники отказаться от использования в трансмиссиях главной передачи не представляется возможным. Все усилия инженеров направлены на улучшение эксплуатационных характеристик этого узла. Ведутся работы по увеличению передаточного числа и повышению надёжности главных пар. Добиться подобного удается за счет применения инновационных конструкторских решений и сверхпрочных металлических сплавов.
Одним из популярных видов тюнинга является установка модернизированных редукторов, в которых используются шестерни с изменённым передаточным числом. Это позволяет повысить динамические характеристики автомобиля, уменьшить нагрузку на коробку, улучшить показатели максимальной скорости и топливную экономичность.
Применение высокоточного оборудования для изготовления шестерёнок и использование сверхпрочных сплавов позволило несколько улучшить основные эксплуатационные характеристики главных передач. Сегодня эти узлы способны выдерживать огромные нагрузки, они долговечны, надёжны и нетребовательны в обслуживании.
В последние годы большой популярностью пользуются роботизированные (преселективные) КПП, которые имеют двойное сцепление. В коробках этого типа разделены четные и нечетные передачи, соответственно у них имеется 2 вторичных вала. На трансмиссиях этого типа используются модернизированные главные передачи, в которых имеющиеся вторичные валы получили свою ведущую пару дисков-шестеренок. Фактически, в такой конструкции используется две ведущих пары с одной ведомой шестерней.
Подобное оригинальное решение редуктора у роботизированных коробок передач позволяет изменять ее передаточное число, обеспечивая при этом ровную тягу с минимальной потерей мощности при переключении. Имеется возможность оптимальным образом передавать мощность на ведущие колёса в зависимости от текущей скорости авто.
При включении непарных передач, чтобы повысить тяговые усилия, обычно используются шестерни с большим передаточным числом. Подобная конструкция позволяет оптимизировать работу трансмиссии, с максимальной эффективностью используя всю мощность двигателя.
Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.
Современные автомобили могут иметь несколько типов двигателей: бензиновый или дизельный. А они в свою очередь отличаются по величине крутящего момента, мощности, объему и частоте вращения коленчатого вала. Помимо двигателей в автомобиле может отличаться и коробка передач, которая в свою очередь может быть четырех типов:
- робот;
- автомат;
- механика;
- вариатор.
А для того чтобы адаптировать коробку передач к определенному типу двигателя и к автомобилю, важную роль играет главная передача. Она имеет определенное передаточное число.
Главная передача автомобиля представляет собой механизм зубчатого или цепного типа трансмиссии легкового автомобиля, а также всех самоходных машин. Этот механизм предназначен для передачи крутящего момента непосредственно к ведущим колесам.
Главная передача с дифференциалом:
1 — полуоси; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая шестерня; 4 — шестерни полуосей; 5 — шестерни-сателлиты.
Где находится главная передача?
Главной задачей зубчатого редуктора является увеличение крутящего момента двигателя и уменьшение частоты вращения ведущих колес. Если автомобиль переднеприводный, то данный механизм расположен в коробке передач непосредственно возле дифференциала.
Если автомобиль имеет задние ведущие колеса, то местом расположения передачи служит картер ведущего моста. В этом же также находится и дифференциал. В случае полноприводного автомобиля главная передача расположена в зависимости от типа привода. В любом случае она будет расположена либо в коробке передач, либо в картере ведущего моста.
Классификация
Главная передача может отличаться в зависимости от числа ступеней редуктора. Так различают: 1. Одинарная передача, состоящая из ведомой и ведущей шестерен. 2. Двойная передача имеет две пары шестерен. Такой тип встречается чаще всего в грузовых автомобилях, ведь им требуется увеличенное передаточное число.
В свою очередь, двойная главная передача автомобиля может быть центральной и раздельной. Первый тип расположен в картере моста ведущей пары колес, а передача второго типа разделена. Одна часть ступени редуктора находится в ступице ведущей пары колес, а вторая — в едущем мосту.
Главная передача может отличаться также по виду зубчатого соединения: 1 — цилиндрическая; 2 — гипоидная; 3 — червячная; 4 — каноническая.
Передача цилиндрического типа
Она встречается в автомобилях с передним приводом, у которых в поперечном положении находится двигатель и коробка передач. В этом случае используются шестерни, имеющие шевронные и косые зубья. Передаточное число такой передачи имеет пределы от 3,5 до 4,2.. Если это значение будет увеличиваться, то произойдет соответствующее увеличение уровня и частоты шума, а также габаритов.
Современные автомобили, имеющие коробку передач механического типа, могут содержать не один вторичный вал, а два или три. В этом случае каждый такой вал будет иметь свою ведущую шестерню. В свою очередь все шестерни будут зацеплены с одной ведомой. Такую же схему главной передачи имеет коробка передач DSG роботизированного типа.
На автомобилях с передним приводом возможна замена главной передачи. Такое изменение является тюнингом трансмиссии, позволяющим увеличивать динамику разгона авто и при этом снизить нагрузку, которая передается на коробку передач и сцепление.
Передача заднеприводных авто
Все остальные типы главной передачи встречаются в автомобилях, имеющих задний привод. Ведь в данной ситуации двигатель с коробкой передач находятся параллельно движению и поэтому крутящий момент передается на ведущую ось перпендикулярно.
Если говорить о главной передаче заднеприводных автомобилей, то самой популярной считается передача гипоидная. Она имеет самую низкую нагрузку на зуб, а также обеспечивает меньший уровень шума. При работе гипоидной передачи снижается КПД, так как имеющееся смещение в зацеплении зубчатых колес увеличивает трение скольжения.
У легкового автомобиля с гипоидной передачей передаточное число составляет 3,5-4,5, а у грузовых авто — от 5 до 7. Такая передача отличается от цилиндрической тем, что ось вала не пересекается с шестерней, поскольку с такой конструкцией имеется возможность опускать карданную передачу и снижать расположение кузова, что приведет к большей устойчивости самого автомобиля.
Если не важны габариты и уровень шума, то в этом случае применяется главная передача канонического типа. Червячная передача практически не встречается, поскольку ее изготовление требует больших финансовых и трудовых затрат.
Видео:
Для работы любых трущихся деталей и зубьев шестерен необходима смазка. Поэтому в зависимости от месторасположения главной передачи, в картер блока или заднего моста заливается масло. И его уровень важно контролировать, чтобы обеспечивать правильную работу соответствующих деталей автомобиля.
Загрузка…
Трансмиссия в конструкции авто обеспечивает изменение и передачу вращения от силовой установки на ведущие колеса. Эта составная часть включает в себя ряд узлов, среди которых и главная передача автомобиля.
Назначение, конструктивные особенности
Основная задача этого элемента сводится к изменению крутящего момента перед подачей его на привод колес. То же делает и коробка передач, но у неё существует возможность изменения передаточных чисел за счет ввода в зацепление тех или иных шестерен. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля КПП, на выходе из нее крутящий момент небольшой, а скорость вращения выходного вала – высокая. Если передать вращение напрямую на ведущие колеса, то возникшая нагрузка «задавит» двигатель. В общем, авто просто не сможет сдвинуться с места.
Главная передача автомобиля обеспечивает повышение крутящего момента и снижение скорости вращения. Но в отличие от КПП передаточное число у нее фиксированное.
Расположение главной передачи на примере обычной МКПП
Представляет собой эта передача на легковом авто обычный шестеренчатый одноступенчатый редуктор постоянного зацепления, состоящий из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня небольшая по размерам и связана она с выходным валом КПП, то есть вращение подается на нее. Ведомая же шестерня значительно больше по размерам и получаемое вращение она подает на приводные валы колес.
Передаточное число является соотношением количества зубьев шестерен редуктора. Для легковых авто этот параметр находится в диапазоне 3,5-4,5, а для грузовиков он достигает 5-7.
Чем больше передаточное число (больше количество зубьев ведомой шестерни относительно ведущей), тем выше крутящий момент, подаваемый на колеса. При этом тяговое усилие будет больше, но максимальная скорость ниже.
Передаточное число главное передачи подбирается исходя из эксплуатационных показателей силовой установки, а также других узлов трансмиссии.
Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Этот редуктор может быть, как отдельным узлом, установленным в своем картере (заднеприводные модели), так и входить в конструкцию КПП (авто с передним приводом).
Главная передача в заднеприводном автомобиле
Что касается некоторых полноприводных авто, то у них может использоваться разная компоновка. Если в таком автомобиле расположение силовой установки – поперечное, то главная передача передней оси входит в конструкцию КПП, а задней располагается в отдельном картере. У автомобиля с продольной компоновкой главные передачи на обоих осях отделены от КПП и раздаточной коробки.
В моделях с отделенной главной передачей, этот редуктор выполняет еще одну задачу – изменяет угол направления вращения на 90 град. То есть выходной вал КПП и приводные валы колес имеют перпендикулярное расположение.
Расположение главной передачи передней оси Audi
В переднеприводных моделях, где главная передача входит в конструкцию КПП, указанные валы имеют параллельное расположение, поскольку менять угол направления не нужно.
В ряде грузовых авто применяются двухступенчатые редукторы. Примечательно, что их конструкция может быть разной, но наибольшее распространение получила так называемая разнесенная компоновка, в которой используется один центральный редуктор и два колесных (бортовых). Такая конструкция позволяет существенно повысить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.
Привод легковых автомобилей
Особенность работы редуктора сводится к тому, что он равномерно разделяет вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении такое условие является нормальным. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо изменение скорости вращения каждого из них. Это входит в задачу дифференциала, используемого в конструкции трансмиссии (он устанавливается на ведомой шестерне). В результате главная передача подает вращение на приводные валы не напрямую, а через дифференциал.
Виды и их применяемость
Основной характеристикой главных передач является тип шестерен и вид зацепления зубьев между ними. На авто используются такие типы редукторов:
- Цилиндрический
- Конический
- Гипоидный
- Червячный
Випы главных передач
Цилиндрические шестерни применяются в главных передачах переднеприводных авто. Отсутствие надобности в изменении направления вращения и позволяет использовать такой редуктор. Зубья на шестернях – косые или шевронные.
Передаточное число для таких редукторов находится в диапазоне 3,5-4,2. Большее передаточное число не используется, поскольку для этого необходимо повышать размеры шестеренок, что сопровождается увеличением шумности работы передачи.
Коническая, гипоидная и червячная передачи используются там, где необходимо не только изменение передаточного числа, а и изменение направления вращения.
Конические редукторы применяются обычно на грузовых авто. Их особенность сводится к тому, что оси шестеренок перекрещиваются, то есть находятся на одном уровне. В таких передачах используются зубья косой или криволинейной формы. На легковых авто этот тип редуктора не используется из-за значительных габаритных размеров и повышенной шумности.
На заднеприводных легковушках чаще всего применяется иной тип – гипоидный. Его особенность сводится к тому, что оси шестерен смещены. За счет расположения ведущей шестерни ниже относительно оси ведомой, удается уменьшить габариты редуктора. При этом этот тип передачи характеризуется повышенной устойчивостью к нагрузкам, а также плавностью и бесшумностью работы.
Червячные передачи – наименее распространенные и на авто практически не используются. Основная причина этого – сложность и дороговизна изготовления составных элементов.
Основные требования. Современные тенденции
Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:
- Надежность;
- Минимальная потребность в обслуживании;
- Высокие показатели КПД;
- Плавность и бесшумность;
- Минимально возможные габаритные размеры.
Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.
Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.
Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.
Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.
Схема коробки передач DSG
Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.
Как известно, главная задача двигателя – выработать крутящий момент, далее работа направляется через сцепление на коробку. Это основные узлы в любом автомобиле. Но мало кто задумывался, как далее распределяется крутящий момент на колеса. Информация будет полезна любому автомобилисту.
Характеристика и назначение главной передачи
Итак, для чего нужен этот механизм? Назначение главной передачи автомобиля заключается в обеспечении связи между трансмиссией и ведущими колесами. Она имеет свое передаточное число, а конструктивно представляет собой зубчатый редуктор. Благодаря определенному передаточному числу, он увеличивает крутящий момент двигателя и снижает частоту вращения ведущих колес.
Где находится?
Большинство переднеприводных автомобилей имеют встроенную в коробку главную передачу. Здесь же находится и дифференциал. Основные элементы располагаются в передней части кузова. Главная передача автомобиля «КамАЗа» и других заднеприводных автомобилей находится в мосту.
Элемент закрыт специальным корпусом – чулком, в котором находятся не только редуктор с дифференциалом, но и полуоси.
Типы и конструкция
Итак, рассмотрим типы главных передач автомобиля. На переднеприводных машинах, где мотор с коробкой размещается поперечно относительно кузова, применяется цилиндрическая конструкция. Такая передача имеет шестерни с шевронными и косыми зубьями. Если говорить о передаточном числе, оно может составлять от 3,5 до 4,2. Если данную цифру увеличить, это приведет не только к росту габаритов конструкции, но и к повышению уровня шума.
В современных коробках используется два или три вторичных вала. На каждом из них есть своя ведущая шестерня главной передачи. Все они имеют зацепление с одной, ведомой. Таким образом, главная передача данного типа может иметь сразу несколько передаточных чисел. По такой схеме в том числе работают роботизированные коробки ДСГ от «Фольксваген».
На заднеприводных машинах могут использоваться разные механизмы. Так, это может быть коническая, червячная и гипоидная. Подобные типы встречаются и на полноприводных машинах, однако это касается только тех машин, где двигатель располагается вдоль относительно кузова. На современных кроссоверах задняя ось может приводиться в действие подобно переднеприводным авто через вязкостную муфту. Но это уже другая история.
Гипоидная
Это наиболее востребованный тип главных передач на автомобилях. ГАЗ «Волга» также оснащается данным редуктором. Среди отличий этого типа стоит отметить низкий уровень шума и меньшую нагрузку на зубья.
Однако гипоидная передача обладает серьезным недостатком. Так, из-за смещения зубчатых колес повышается трение и снижается производительность. В итоге машина теряет часть своей мощности. Если говорить о передаточном числе, на легковых и грузовых автомобилях оно отличается. В первом случае параметр составляет от 3,5 до 4,5. Во втором – 5 — 7.
Коническая
Она активно применялась в начале прошлого века. Передача была создана в 1913 году компанией «Глисон». Именно эта фирма изобрела зацепление с круговым зубом. Среди конструктивных особенностей данного механизма стоит отметить то, что вершины ведомых шестерен и начальные конусы ведущих лежат в одной точке. Однако момент, действующий между шестернями такого механизма, стремится нарушить правильность зацепления элементов. Ввиду этого требовалось обеспечить повышенную надежность всех подшипниковых узлов, валов и картера. Так, на подобные автомобили устанавливались роликовые подшипники с предварительным натягом, а радиус кривизны зуба ведущей шестерни был меньше, чем ведомой. Это было сделано для уменьшения влияния на точность зацепления.
Среди основных плюсов данных конструкций стоит отметить высокий КПД. Потери при работе составляют всего 2 %, поскольку трение скольжения между зубьями невелико. Но из-за существенных минусов этот вид передачи больше не применяется автопроизводителями из-за больших габаритов и безумно высоким уровнем шума.
Червячная передача
Этот механизм по сравнению с предыдущим имеет довольно компактные размеры, более того, он практически бесшумен хотя и обладает низким КПД, который составляет 90 %. Червячная передача сложна в изготовлении, так как требует использования оловянистой бронзы для зубчатого венца, поэтому на автомобилях подобная передача применяется только в рулевом механизме, да и то не всегда.
Тюнинг
Можно ли регулировать передаточное число? Изменить данный показатель можно только путем замены зубчатого редуктора, что потребует вмешательства в коробку или задний мост (в зависимости от типа привода автомобиля). Изменение передаточного числа является популярным видом тюнинга, который позволяет без вмешательства в двигатель увеличить крутящий момент.
Так, машина быстрее разгоняется, однако теряет в максимальной скорости. Если взять главную передачу автомобиля ВАЗ-2101 и установить редуктор от «шестерки», можно получить прибавку в крутящем моменте. Ведь с завода на «копейку» ставится редуктор с числом 4,2, а на «шестерку» — 3,9.
Про дифференциал
Он является неотъемлемой частью главной передачи. Для чего служит дифференциал? Он взаимодействует с зубчатым редуктором. Конструктивно узел (главная передача с дифференциалом) состоит из:
- Ведомой шестерни.
- Полуосей.
- Ведущей шестерни.
- Сателлитов.
- Шестерен полуосей.
Он призван распределить крутящий момент между полуосями колес при повороте автомобиле. Дифференциал позволяет колесу вращаться с разной угловой скоростью. В этом случае колеса крутятся без проскальзывания, что способствует более безопасному прохождению поворотов (особенно зимой), исключая риск заноса.
Другими словами, на дифференциал от карданного вала приходится 100 % крутящего момента. Поступающая энергия может распределяться как равномерно, в пропорции 50 на 50 (что и происходит при прямолинейном движении), так и в иных пропорциях. В зависимости от дорожной ситуации на одно колесо может приходиться от 0 до 100 % крутящего момента. Как правило, большие разбеги появляются при движении на ухабистой местности или по снегу.
В процессе распределения крутящего момента задействуются две шестерни сателлитов и полуосей. Они смазываются в общей «ванне» картера трансмиссионным маслом, которое выполняет частично функцию охлаждения деталей, поскольку зубья постоянно трутся друг о друга.
Некоторые намеренно заваривают дифференциал на заднеприводных машинах с целью более легкого вхождения в занос. Так, крутящий момент распределяется всегда в пропорции 50 на 50. Но также наблюдается и неравномерный износ шин, поскольку они всегда проскальзывают на поворотах.
Также отметим, что на некоторых легковых автомобилях в качестве дополнительной опции устанавливается электронная блокировка дифференциала. Это нужно для того, чтобы автомобиль мог выбраться из грязи или снежного плена. Аналогичная блокировка присутствует на всех без исключения внедорожниках.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет главная передача. Как видите, ее функция не менее важна, чем функция трансмиссии. Эта система способствует большему вращению колес, но при этом сохраняет узлы коробки и двигателя. Сегодня применяется два основных вида главных передач. Если говорить о заднеприводных автомобилях — это гипоидная, если о переднеприводных — цилиндрическая.
Главная пара, она же главная передача, служит для снижения оборотов передаваемых с двигателя на колёса. С среднем снижает обороты в 4 раза, то есть если двигатель крутится до 10000 об/мин, то колёса вращаются со скоростью 2500 об/мин.
Главная пара в заднеприводных автомобилях находится в мосту, в переднеприводных — в КПП. В большую шестерню главной пары вкручивается дифференциал. Шестерни бывают косозубые и прямозубые. В стандартных автомобилях применяются менее шумные — косозубые. В спортивных автомобилях большой мощности применяют прямозубые шестерни, что бы исключить осевое перемещение, которым обладают косозубые шестерни.
В стандартных переднеприводных ВАЗах применяются главные пары с передаточным отношением 3.7:1 или 3.9:1.
Существуют варианты для тюнинга с соотношением 4.1:1, 4.3:1, 4.5:1, 4.7:1, 4.9:1, 5.1:1.
Чем больше передаточное соотношение — тем быстрей двигатель выходит в зону высоких оборотов и на пик максимальной мощности, что благоприятно сказывается на разгоне. Этот эффект используется в автоспорте. Но чем больше соотношение главной пары, тем меньше конечная максимальная скорость.
Главная передача — механизм, часть трансмиссии автомобиля, передающий крутящий момент от коробки передач к ведущим колесам автомобиля. Главная передача может быть выполненной в виде отдельного агрегата — ведущего моста (заднеприводные автомобили классической компоновки), либо объединенной с двигателем, сцеплением и коробкой передач в единый силовой блок (заднемоторные и переднеприводные автомобили).
По способу передачи крутящего момента главные передачи подразделяются на зубчатые (шестеренчатые) и цепные. Цепные главные передачи в настоящее время используются только на мотоциклах и велосипедах.
Цепная главная передача состоит из двух звездочек — ведущей, насаженной на выходной вал коробки передач, и ведомой, объединенной со ступицей ведущего (заднего) колеса мотоцикла. Несколько сложней по устройству главная передача велосипеда с планетарной коробкой передач. Ведомая звездочка, приводимая в движение цепью, приводит во вращение шестерни планетарной коробки, встроенной в ступицу колеса и через нее — ведущее заднее колесо.
Иногда в мотоциклах классической компоновки в главной передаче вместо цепи используется зубчатый армированный ремень (например, в главной передаче мотоциклов «Харлей-Дэвидсон»). В этом случае обычно говорят о ременной передаче, как об отдельном типе главной передачи.
Ременная главная передача широко используется в легких мотоциклах и в скутерах (мотороллерах) с бесступенчатым вариатором. В этом случае вариатор служит в качестве главной передачи, поскольку ведомый шкив ременного вариатора объединен со ступицей ведущего колеса мотоцикла.
Классификация зубчатых главных передач
Двойная главная передача
По количеству пар зацепления главные передачи подразделяются на одинарные и двойные. Одинарные главные передачи устанавливаются на легковые автомобили и грузовики, содержат одну пару конических шестерен постоянного зацепления. Двойные главные передачи устанавливают на грузовики, автобусы и тяжелые транспортные машины специального назначения. В двойной главной передачи в постоянно зацеплении находятся две пары шестерен — конических и цилиндрических. Двойная передача способна передать больший крутящий момент, чем одинарная.
На трехосных грузовых автомобилях и многоосной транспортной технике применяются проходные главные передачи, в которых крутящий момент передается не только на среднюю ведущую ось, но и на последующую, также ведущую. В абсолютном большинстве легковых автомобилей и двухосных грузовых автомобилей, автобусов, в другой транспортной технике с одной ведущей осью применяются непроходные главные передачи.
Получившие наибольшее распространение одинарные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:
- 1. Червячные, в которых крутящий момент передается червяком на червячное колесо. Червячные передачи, в свою очередь, подразделяются на передачи с нижним и верхним расположением червяка. Червячные главные передачи иногда применяются в многоосных транспортных средствах с проходной главной передачей (или с несколькими проходными главными передачами) и в автомобильных вспомогательных лебедках.
В червячных передачах ведомое шестеренчатое колесо имеет однотипное устройство (всегда большого диаметра, который зависит от заложенного в конструкцию редуктора передаточного отношения, всегда выполняется с косыми зубьями). А червяк может иметь различную конструкцию.
По форме червяки разделяются на цилиндрические и глобоидные. По направлении линии витка — на левые и правые. По числу канавок резьбы — на однозаходные и многозаходные. По форме резьбовой канавки — на червяки с архимедовым профилем, с конволютным профилем и эвольвентным профилем.
- 2. Цилиндрические главные передачи, в которых крутящий момент передается парой цилиндрических шестерен — косозубых, прямозубых или шевронных. Цилиндрические главные передачи устанавливаются в переднеприводные автомобили с поперечно расположенным двигателем.
- 3. Гипоидные (или спироидные) главные передачи, в которых крутящий момент передается парой шестерен с косыми или криволинейными зубьями. Пара шестерен гипоидной передачи либо соосна (встречается реже), либо оси шестерен смещены относительно друг друга — с нижним или верхним смещением. За счет сложной формы зубьев площадь зацепления увеличена, и шестеренчатая пара способна передавать больший крутящий момент, чем шестерни главной передачи других типов. Гипоидные передачи устанавливаются в легковые и грузовые автомобили классической (заднеприводной с передним расположением двигателя) и заднемоторной компоновок.
Двойные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:
- 1. Центральные одно и двухступенчатые. В двухступенчатых главных передачах предусмотрено переключение пар шестерен для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса. Такие главные передачи используются на гусеничной и тяжелой транспортной технике специального назначения.
- 2. Разнесенные главные передачи с колесными или бортовыми редукторами. Такие главные передачи устанавливают на легковые машины (джипы) и грузовые автомобили для увеличения дорожного просвета, на колесные транспортеры военного назначения.
Помимо этого двойные главные передачи подразделяются по типу зацепления пар шестерен на:
- 1. Коническо-цилиндрические.
- 2. Цилиндрическо-конические.
- 3. Коническо-планетарные.
В автомобилях зубчатые главные передачи выполнены в виде единого агрегата с дифференциалом — механизмом разделения крутящего момента между двумя колесами ведущей оси. В тяжелых мотоциклах с карданной передачей и приводом на заднее колесо дифференциал не применяется. В мотоциклах с боковой коляской и полным приводом (на заднее колесо мотоцикла и на колесо коляски) дифференциал выполнен в виде отдельного механизма. На подобные мотоциклы устанавливают две независимые главные передачи, связанные между собой дифференциалом.
Принцип работы гипоидной главной передачи
Крутящий момент передается от двигателя через сцепление, коробку передач и карданный вал на ось ведущей шестерни гипоидной главной передачи. Ось ведущей шестерни установлена соосно ведущему валу двигателя и ведомому валу КП. При вращении ведущая шестерня, имеющая меньший диаметр, чем ведомая шестерня, передает крутящий момент зубьям ведомой шестерни, приводя ее во вращение. Поскольку контакт поверхности зубьев увеличен за счет их особой формы — косой или криволинейной — передаваемый крутящий момент может достигать очень высоких значений. Однако, сложная форма зубьев приводит к тому, что на их поверхность воздействуют не только ударные нагрузки, но и силы трения (из-за проскальзывания зубьев относительно друг друга). Поэтому в гипоидных главных передачах используют специальное масло, обладающее высокими смазочными свойствами и обеспечивающее длительный срок службы шестеренчатой пары.
Принцип действия червячной главной передачи
В силу конструктивных особенностей, большого передаточного отношения (от 8 в рулевых механизмах, до 1000 в особо мощных лебедках) и низкого КПД червячная пара в автомобильных главных передачах (за редким исключением) не применяется. Наибольшее распространение она получила в лебедках.
Крутящий момент передается на червячное колесо через коробку отбора мощности, подключаемую к раздаточной коробке, установленной (как правило, встречаются и другие кинематические схемы) за коробкой передач автомобиля. Оси червяка и ведомой шестерни (ведомого колеса) располагаются под прямым углом (но встречается и иное расположение осей червячной пары). Червячное колесо входит в зацепление с ведомым косозубым (для обеспечения плотного контакта и увеличения поверхности зацепления) шестеренчатым колесом. Крутящий момент передается от винтовой канавки червяка на зубья ведомой шестерни. Частота вращения червяка намного выше, чем частота вращения ведомого колеса. За счет этого пропорционально увеличивается крутящий момент — чем больше передаточное отношение, тем большее усилие способна развить лебедка.
Червячная передача обладает рядом преимуществ перед главными передачами других типов. Она отличается высокой износостойкостью и не требует применения высококачественных смазочных материалов. Она способна передавать сверхвысокий крутящий момент. Отличается малошумностью и плавностью хода (из-за отсутствия ударных нагрузок на канавку червяка и поверхность зубьев ведомой шестерни). Наконец, червячная передача обладает свойством самоторможения — при прекращении передачи крутящего момента на червяк, вращение ведомого колеса автоматически прекращается.
К недостаткам червячной передачи относят склонность к нагреву из-за сил трения, к заеданию механизма при незначительном износе, повышенные требования к точности сборки червячной пары.
Червячная главная передача относится к редукторам необратимого действия. Если усилие передается от ведомого шестеренчатого колеса к ведущему червяку, то есть в обратном порядке, червяк вращаться не будет. Следовательно, червячная главная передача исключает движение автомобиля по инерции, накатом. Отсюда ее применение на тихоходной транспортной технике и машинах специального назначения. На лебедках для обеспечения свободного вращения барабана червячную пару снабжают муфтой свободного (обратного) хода, которая разобщает барабан и ведомое зубчатое колесо при его вращении в обратном направлении — разматывании троса лебедки.