Ведучі та замикаючі як вибрати задній міст для вантажівки
Жорстка конкуренція між автовиробниками та боротьба за кожного покупця на ринку сприяє тому, що різноманіття конструкцій постійно зростає. Пропоновані на ринку моделі та модифікації провідних мостів при зовнішній схожості розрізняються за перетворюваним крутним моментом, передатним числом, осьовим навантаженням і власною масою. Останнім часом автовиробники все більше приділяють увагу полегшеним мостам для вирішення транспортних завдань, які вимогливі до корисного навантаження. Причому це стосується як одиночних, так і здвоєних мостів.
ОДИННІ МОСТИ
Міст Meritor 17x розрахований на осьове навантаження 13 тонн
Задній міст в автомобілі - це, перш за все, конструкція, що несе, яка повинна мати необхідну міцність і жорсткість, щоб сприймати значні навантаження. На вантажівках малої та середньої вантажопідйомності сьогодні переважно застосовуються штамповані провідні мости нероз'ємної конструкції. При необхідних характеристиках міцності жорсткості штампування в порівнянні з литтям має меншу масу і дешевше у виготовленні. У свою чергу, нероз'ємні литі мости знаходять застосування у шасі важких вантажівок. Наприклад, у лінійці продукції, що пропонується сьогодні найбільшими світовими виробниками трансмісій — ArvinMeritor, Rockwell, Eaton, ZF, Dana, зазвичай використовуються балки прямокутного перерізу, виготовлені литтям з чавуну з кулястим графітом. Такі мости мають високу жорсткість і міцність, що дозволяє отримувати компактну конструкцію з урахуванням того, що в картері моста розміщуються головна передача, диференціал і півосі.
Одиночними провідними мостами комплектуються автомобілі колісною формулою 4х2 та 6х2. Головні передачі, що використовуються в таких мостах, залежно відкількості зубчастих пар бувають одинарними чи подвійними. Головні одинарні передачі мають одну зубчасту пару, у складі якої можуть використовуватися циліндричні, конічні, гіпоїдні зубчасті колеса або черв'ячне зачеплення.
Блокування диференціала, що входить до стандартної комплектації, допомагає рухатися по слизькій поверхні.
Гіпоїдні передачі, що характеризуються підвищеною здатністю навантаження, плавністю ходу і безшумністю роботи, набули найбільшого поширення в автомобілебудуванні, в тому числі і у вантажному. До речі, це сталося ще й тому, що на ринку значно розширився асортимент мастильних матеріалів, що забезпечують підвищену міцність масляної плівки. Це потрібно усунення схильності до заїдання, характерної для гіпоїдної передачі.
Останнім часом у силовій лінії комерційних автомобілів дедалі ширше почали використовувати нові підходи. Прагнення підвищення вантажопідйомності, з одного боку, і зменшення власної маси, скорочення втрат на тертя, збільшення ККД, з іншого, направило розробників шляхом як конструктивного, і технологічного досконалості, зокрема у сфері технології виготовлення. Прикладом може бути розробка ArvinMeritor - міст MS-13-17X Logix Drive з одинарною гіпоїдною передачею. Особливість конструкції редуктора полягає у способі кріплення веденої шестерні: вона зафіксована в картері моста не на болтах, а за допомогою лазерного зварювання. Нова конструкція стала компактнішою та жорсткішою, а відсутність виступаючих головок болтів (у колишній конструкції їх було 36) знизило гідравлічні втрати, пов'язані з перемішуванням олії. Міст розрахований на осьове навантаження до 13 тонн, може застосовуватися для автопоїздів загальною масою до 56 тонн і має кілька варіантівпередавальних чисел - від 2,64 до 6,17. Блокування диференціала, що входить у стандартну комплектацію, збільшує стійкість автомобіля при русі по слизькій і пухкій поверхні.
Що стосується передавальних чисел, слід враховувати, що їх менші значення використовуються переважно у провідних мостах для магістрального застосування. Мости з так званим «довгим» рядом передавального відношення дозволяють суттєво знизити витрату палива та рівень викидів на експлуатаційних швидкостях. Зворотною стороною медалі є необхідність частішої зміни трьох вищих передач під час вантажоперевезень на далекі відстані. Одним із рішень цієї проблеми може бути застосування коробки з подвійним зчепленням. З проектів, що реалізуються в цьому напрямку, слід згадати коробку передач ZF Traxon Dual зі стратегічною схемою перемикання Top 3: за рахунок модуля подвійного зчеплення практично всі перемикання на знижену передачу і назад, наприклад з 12-ї на 11-у, виконуються під навантаженням і практично непомітно . Компанія ZF стверджує, що таке технічне рішення у зв'язці з довгим провідним мостом могло б дати додаткову економію палива до 2%.
Здвоєний міст з колісними редукторами розроблений для найважчих вантажних перевезень
Коли необхідно збільшити передатне число, але зберегти компактну конструкцію моста з великим дорожнім просвітом використовують подвійну головну передачу. Останнім часом такі передачі, що дозволяють значно підвищити силу тяги на провідних колесах, знаходять широке поширення високонавантаженої техніки, наприклад будівельної або позашляхової. По компонуванні подвійні передачі виконуються центральними та розділеними. Центральні подвійні головні передачі є поєднаннямконічної або гіпоїдної пари з циліндричною, які об'єднані у загальному картері. Рознесені подвійні передачі складаються з центрального редуктора у вигляді конічної або гіпоїдної пари та двох редукторів, розміщених у маточях колеса або близько до колес. Серед плюсів рознесених головних передач відзначається зниження навантаження на півосі та деталі диференціала, а в числі мінусів – ускладнення конструкції балки або ступичного вузла. Сьогодні застосовують два типи рознесених передач. У першому випадку вхідна група у складі одноступінчастої конічної або гіпоїдної передачі з'єднується з планетарним редуктором, розташованим у маточині колеса, - співвісний редуктор. Як приклад можна навести одиночний міст RST1365HV, розроблений спеціально для вантажівки Volvo FM з колісною формулою 4х4 і розрахований на момент, що крутить, 2200 Нм.
У другому випадку роль вихідної ланки відводиться циліндричної передачі із зовнішнім зачепленням - ця передача зазвичай монтується в окремому картері поблизу маточини колеса (несоосний редуктор). Схеми з несоосним редуктором використовуються в портальних мостах, що застосовуються у міських автобусах та спеціальних машинах високої прохідності.
Приклад рознесеної подвійної передачі з бортовими редукторами
Ще одним досить рідкісним, але цікавим рішенням, що дозволяє збільшити потяг на провідних колесах, є багатошвидкісний редуктор. Наявність пари шестерень, що додатково підключається, дозволяє подвоїти кількість передач в трансмісії без застосування складних КП з дільником. До речі, така схема зручна ще й тим, що на зниженій передачі хвостовик редуктора і карданний вал не навантажуються високим моментом, що крутить, а значить, хрестовини і шліцеві з'єднання можуть мати полегшену конструкцію. У сучаснійдвоступінчастої передачі «постійним» ланкою зазвичай є конічна передача, а «змінною» — або циліндрична пара із зовнішнім зачепленням, або планетарний ряд. Останній варіант вирізняється компактністю, але має порівняно високу вартість.
ЗДВОЄНІ МОСТИ
Сьогодні більшість великих виробників комерційної техніки мають у своїй виробничій програмі багатовісні шасі, що дозволяють підвищити вантажопідйомність транспортного засобу та при цьому обмежити навантаження на дорожнє полотно. У автомобілях з колісною формулою 6х4 або 6х6 застосовуються два типи приводу: послідовний, при якому передача моменту, що крутить, від роздавальної коробки до обох мостів здійснюється одним карданним валом, і паралельний — із застосуванням двох окремих карданних валів, що виходять з роздавальної коробки. Паралельний привід раніше широко використовувався у повнопривідних автомобілях, наприклад, ЗіЛ-157. Однак необхідність встановлення додаткової роздавальної коробки та «зайвого» карданного валу негативно вплинула на сферу застосування даної конструктивної схеми, тому в сучасних конструкціях здвоєних провідних мостів переважно використовується послідовна схема.
Послідовна схема роздачі моменту, що крутить, реалізується різними шляхами з використанням комбінацій конічних, гіпоїдних, циліндричних і черв'ячних передач. Найбільш простим вважається привід з головними черв'ячними парами: позначаються велике передатне число при малих габаритах і зручність компонування редуктора при використанні верхнього черв'яка. Такі редуктори можна зустріти у трансмісії багатовісної спецтехніки.
Міст штампованої конструкції в порівнянні з литим легше і дешевше у виготовленні
А ось на важких вантажівках дорожнійгами переважного поширення набула інша схема — з подвійною головною передачею проміжного моста. Наприклад, у комбінації, яка використовується більшістю зарубіжних виробників, проміжний міст має циліндричний редуктор з передавальним числом 1,0 і конічну передачу, а в задньому мосту використовується головна одноступінчаста передача. Крутний момент між агрегатами передається наскрізним валом через середній міст, всередині якого розташований між осьовим диференціалом. До речі, саме так улаштований здвоєний міст RTS2370A (Volvo FH, FM), призначений для важких робіт, у тому числі й у несприятливих умовах експлуатації. Агрегат розрахований на передачу моменту, що крутить, 3100 Нм і навантаження візка і повну масу автопоїзда 23 і 70 тонн відповідно. Всі здвоєні задні мости пропонуються з широкою гамою чисел. Тим самим забезпечується надійне рушання з місця та подолання підйомів, а також відповідність економічному режиму частоти обертання двигуна на експлуатаційних швидкостях. Здвоєні мости мають механізм блокування диференціала, які встановлюються між осями.
Незалежно від того, для якої роботи призначений автомобіль, для будь-якого завдання знайдеться відповідне рішення провідного мосту, стверджують автовиробники.
МІНУС 280 КГ
На виставці Bauma 2016 компанія MAN представила новий полегшений тандемний міст із гіпоїдною передачею для вирішення транспортних завдань, які є вимогливими до корисного навантаження. Порівняно з мостом із планетарним колісним редуктором, він важить приблизно на 280 кг менше. На відміну від звичайних мостів із гіпоїдною передачею, які забезпечують вантажопідйомність 13 тонн, виграш у вазі становить 180 кг. Тому, наприклад, автобетонозмішувачі зможуть перевозити на180 кг води чи бетону більше. Необхідність застосування теплоізольованих кузовів при транспортуванні асфальту дає додаткову вагу. Тепер транспортний оператор зможе компенсувати це за рахунок застосування полегшеного мосту. Технічна повна маса автопоїзда 60 тонн також відкриває можливості застосування, крім будівельного сектора, — у розвізних та магістральних перевезеннях.
Крім збільшення корисного навантаження, новий тандемний міст має й інші переваги: порівняно з автомобілями, де використовуються мости з планетарною передачею, нова вісь призводить до зниження витрат палива. У прямому порівнянні мостів з гіпоїдною передачею нова конструкція, розрахована на корисне навантаження 11,5 т, дає приблизно 4 см додаткового дорожнього просвіту. Це, у свою чергу, означає, що нова конструкція задовольняє вимоги для отримання схвалення автомобілів підвищеної прохідності N3G з шинами 315/80R22,5.
Новий міст пропонується для автомобілів TGX 6x4, TGS 6x4 та 8x4 потужністю до 480 л. с. у виконанні з нормальною висотою та у варіантах з ресорною та пневморесорною підвіскою, а також для TGM з колісною формулою 6x4. Версії TGX 6x4, а також TGS 6x4 і 8x4 у виконанні із середньою висотою та ресорною підвіскою також виграють при обладнанні такою опцією. Новий тандемний міст має передавальне число 2,85. Раніше у цьому сегменті ширше застосовувалося число 3,08.