Провідні мости вантажівок – Основні засоби

Стосовно автомобіля «міст» - це, перш за все, конструкція, що несе, що об'єднує колеса однієї осі, що відноситься до підвіски. "Ведучий міст" передбачає ще й передачу зусилля до колес. Саме цей аспект ми розглянемо, оскільки підвісці вже присвятили дві статті.

Для передачі моменту, що крутить, до провідних колес несуча конструкція доповнюється безліччю пристроїв, які можуть виконуватися у вигляді окремих агрегатів (що більш характерно для легкових машин), але найчастіше розташовуються всередині балки. Вони забезпечують збільшення моменту відповідно до передавального відношення головної передачі. Дво- та тришвидкісні головні передачі надають водієві можливість вибору передатного відношення. До механізмів, що передають крутний момент, відносяться головна передача, диференціал, півосі та маточини.

Одноступінчаста головна передача

Вона може бути виконана у вигляді спірально-конічного, гіпоїдного, черв'ячного або циліндричного редуктора. У двоступінчастій передачі перший ступінь зазвичай утворюють за допомогою конічної або гіпоїдної передачі, а другий - циліндричної, шевронної або планетарної. При цьому двоступінчасті передачі можуть бути як одно-, так і двошвидкісними.

Гіпоїдні передачі знайшли широке застосування на вантажних автомобілях. Близько 2/3 американських вантажівок, що мають один провідний міст, мають гіпоїдні передачі. Ford та GM оснащують гіпоїдною передачею вантажівки всіх типів, у тому числі тривісні, магістральні тягачі, а також автомобілі особливо великої вантажопідйомності.

Гіпоїдні передачі відносяться до передач з осями, що схрещуються. За властивостями є проміжною ланкою між конічними і черв'ячними передачами. До характерних властивостейгіпоїдних передач відносяться:

менш галаслива, ніж у конічних передач робота;
ККД вище, ніж у черв'ячних передач, але нижче, ніж у конічних. Для отримання високого ККД гіпоїдної передачі не потрібно домагатися особливо високої точності виготовлення або малої шорсткості робочих поверхонь. Для гіпоїдних шестерень застосовують ті самі матеріали, що і для конічних, при цьому вартість обох передач приблизно однакова;
при однаковій міцності розміри гіпоїдної передачі значно менші, ніж конічної;
допускає більш низьке положення кузова та дозволяє зменшити висоту центру тяжіння автомобіля, що особливо важливо для туристичних та міжміських автобусів;
у багатовісних автомобілях полегшує виконання «прохідного» моста для підведення моменту, що крутить, до наступного провідного мосту.

Специфіка зачеплення шестерень у гіпоїдній передачі висуває підвищені вимоги до мастила. Для гіпоїдних головних передач повинні використовуватися лише спеціальні олії. Вони відрізняються від звичайних тим, що завдяки спеціальним добавкам, що містять сірку, хлор або фосфор, забезпечують високу міцність масляної плівки, що не руйнується навіть у тих важких умовах, які виникають у гіпоїдному зачепленні, і тим самим зуби оберігаються від задира. Інші олії в експлуатації використовувати неприпустимо.

Черв'якові головні передачі застосовуються в автобусах (ними забезпечена третина австралійських автобусів) та багатовісних вантажних автомобілів (американські Peterbilt, англійські Atkinson, Seddon та ін.). Черв'як може бути як над черв'ячним колесом, так і під ним.

Черв'якові передачі мають ряд переваг:

малі габарити та маса при великому передатному числі (увантажівках його діапазон становить 8 – 12);
мала шумність і висока плавність роботи, обумовлена поздовжнім ковзанням зубів, внаслідок чого динамічні навантаження, викликані похибками виготовлення, черв'ячної передачі значно менше, ніж у конічній;
можливість опускання карданного валу при розміщенні черв'яка знизу. Це важливо для автомобілів з низькою рамою і низькою підлогою;
зручність та простота виконання «прохідного» проміжного мосту для приводу до наступного провідного мосту в багатовісних автомобілях при використанні верхнього черв'яка.

Недоліками черв'ячної передачі є: складність та висока вартість виготовлення, менший ККД. Сучасні черв'ячні передачі за цим параметром наближаються до конічних редукторів, але для отримання високої ефективності зубчастий вінець черв'ячного колеса роблять з високоякісної олов'янистої бронзи (11 - 14% олова), використовують передачі з великими кутами високої лінії черв'яка, а обробка поверхні черв'яка повинна бути дуже точною. . Використання дорогих матеріалів, їх дорога обробка та висока вартість нарізки самого черв'яка у виробництві – причини, через які застосування черв'ячних передач дуже обмежене.

Двоступінчаста головна передача

Коли величина передавального числа обумовлює надмірні розміри веденої шестерні в одноступінчастому редукторі, використовують головну двоступінчасту передачу. Вона дозволяє отримати великі передавальні числа, необхідні створення значної сили тяги на провідних колесах. Остання обставина з кожним роком має все більше значення, оскільки сприяє досягненню кращої динаміки розгону автопоїздів та підвищенню їхньої середньої швидкості на трасі.

Прирозподіл загального передавального числа двоступінчастих передач за окремими зубчастими парами керуються такими положеннями:

1 – передатне число передачі, що здійснює постачання крутним моментом безпосередньо коліс повинно бути максимальним;

2 – передавальне число конічного або гіпоїдного ступеня має бути по можливості малим. Виходячи з цього, у вантажних автомобілях все частіше виконують другий ступінь у вигляді планетарного ряду, розміщеного в маточині колеса (рознесена головна передача).

Двоступінчасті передачі за конструктивною схемою поділяють на дві основні групи: передачі, розташовані в середній частині моста (ув'язнені в одному картері) і рознесені передачі (одноступінчаста головна передача розташовується в картері моста і окремо розміщується пов'язаний з нею привід колеса або колісний редуктор).

Колісні редуктори зустрічаються лише на повнопривідних вантажних автомобілях. Застосування колісного редуктора призводить до збільшення кількості деталей провідного моста, але збільшує його масу. Це відбувається тому, що основні частини провідного мосту (головна передача, диференціал, півосі) сприймають менші моменти, що крутять, збільшуються в потрібній мірі лише в колісних редукторах. Завдяки цьому основні деталі провідного моста мають менші розміри, а отже, меншу масу, ніж при отриманні ідентичного моменту, що крутить, за допомогою одноступінчастої головної передачі.

Двоступінчасті рознесені передачі бувають двох типів:

- одноступінчаста конічна або гіпоїдна передача в картері моста, з'єднана з циліндричною передачею зовнішнього зачеплення приводу коліс, яка може розташовуватися в окремому картері між диференціалом і маточиною колеса або навіть у маточині колеса.Передача внутрішнього зачеплення зазвичай розміщується у маточях коліс;

– одноступінчаста конічна або гіпоїдна головна передача, з'єднана з планетарною передачею, розташованою в маточях коліс. Така конструкція відрізняється низкою переваг: малі розміри конічної або гіпоїдної передачі; планетарна передача розміщена поза гальмами; співвісне положення шестерень, що передають крутний момент; поділ переданого моменту між трьома чи п'ятьма сателітами; високий ККД та ін.

З коробкою на мосту

А тепер про двошвидкісні передачі у провідних мостах. Їх застосування дозволяє подвоїти число передач трансмісії без установки складних багатоступінчастих коробок передач, причому нижчі передавальні числа можуть бути отримані шляхом включення другого ступеня передачі, завдяки чому карданний вал і перший ступінь не сприймають збільшеного моменту, що крутить.

Двошвидкісні передачі застосовують на магістральних тягачах з одним провідним мостом, створених на базі звичайних автомобілів. У цьому випадку двошвидкісна передача дозволить збільшити максимальне передавальне число трансмісії (що необхідно у зв'язку зі збільшенням повної маси вантажівки) і число передач, оскільки різниця між масами завантаженого і не навантаженого автомобіля (особливо у випадку сідельного тягача) дуже велика. І тут інші механізми вантажівки залишаються незмінними.

Зустрічаються двошвидкісні головні передачі, що включають циліндричні шестірні зовнішнього зачеплення, що обертаються на поперечному валу, і кулачкову муфту, яка, переміщаючись по шліцях і входячи в зачеплення із зубчастими вінцями шестірні, жорстко з'єднують їх з валом. При переміщенні муфти вліво вмикається більше передавального числа, а при переміщенні праворуч – менше. У головнихУ передачах такого типу завжди працюють дві пари зубів, у зв'язку з чим втрати в зачепленні такі ж, як і в двоступінчастій головній передачі, проте втрати на збовтування олії зростають. Недоліком такої схеми є збільшення розмірів та маси всього мосту.

На деяких вантажних автомобілях можна зустріти ступінчасті планетарні головні передачі, переважно двошвидкісні, а останнім часом і тришвидкісні. Планетарні ряди сприяють підвищенню компактності вузла, але при цьому підвищують його вартість.

І на закінчення

Різноманітність типів задніх мостів і головних передач допомагають покупцеві автомобіля краще підібрати вантажівку відповідно до тих умов, у яких машина має працювати. З іншого боку, жорстка конкуренція між автовиробниками та боротьба за кожного покупця на ринку сприяють тому, що різноманіття конструкцій дедалі більше зростає.