Текст книги "Грузовые автомобили. Ведущие мосты"

Грузовые автомобили
Ведущие мосты

Общие сведения

Передний ведущий мост применяется в автомобилях повышенной проходимости. Он состоит из картера, главной передачи, дифференциала и полуосей. Если передний ведущий мост имеет управляющие колеса, то крутящий момент от дифференциала к ступицам колес должен передаваться под изменяющимся углом и полуоси выполняют расчлененными на две части. Между двумя частями полуоси установлен кардан равных угловых скоростей.

Приводной вал размещен внутри полой поворотной цапфы на бронзовой втулке. На конце приводного вала сделаны шлицы, которые входят во втулку фланца, соединенную шпильками со ступицей колеса. Ступица установлена на полой поворотной цапфе на двух роликовых конических подшипниках. Поворотная цапфа со ступицей установлена на конических подшипниках в разъемном корпусе на шипах шкворней, приваренных к сферической чашке кожуха полуоси. Зазор в подшипниках устраняется регулировочными прокладками под крышками, закрепляющими подшипник в гнездах.

Главная передача

Главная передача представляет собой редуктор, уменьшающий частоту вращения ведущих колес по сравнению с карданным валом.

У заднеприводных автомобилей главная передача конструктивно соединена с ведущим мостом. Ведущим мостом называют мост, агрегаты и механизмы которого передают крутящий момент от коробки передач колесам. Ведущий мост состоит из: картера (корпуса), главной передачи, дифференциала и полуоси. На автомобиле, валы, приводящие в движение колеса, размещены по отношению к оси автомобиля и карданному валу под углом 90 градусов. Чтобы увеличить крутящий момент после коробки передач и передать его под прямым углом применяют главную передачу. Главная передача выполнена в виде пар шестерен, как одной, так и двух. Обычно коническая пара состоит из зубчатых шестерен и зубчатых колес. Зубчатая шестерня является ведущей, а зубчатое колесо – ведомым. В двойной главной передаче соединение состоит из одной пары конических шестерен и одной пары цилиндрических шестерен. Главная передача, состоящая из одной пары конических шестерен, называется одинарной, а из двух пар шестерен – конической и цилиндрической – двойной.

Коническая передача позволяет передать крутящий момент от двигателя к задним колесам под прямым углом, а различные передаточные числа –снизить обороты и увеличить крутящий момент. Передаточные числа главных передач автомобилей следующие: ЗИЛ-130 – 6,32, ГАЗ-53А – 6,83,, КамАЗ – 7,22, 6,53; 5,94; 5,43. Передаточные числа 7,22 и 6,53 предназначены для автомобилей в составе автопоезда и седельных тягачей, а передаточные числа 5,94 и 5,43 – для одиночных автомобилей.

Рассмотрим главную передачу на примере автомобиля ГАЗ-53А. В автомобиле используют одинарную главную передачу. Одинарная главная передача может быть как обычной, так и гипоидной (передача с коническими шестернями со скрещивающими непересекающимися осями).Ось ведущей шестерни опущена относительно оси ведомой шестерни, что снижает центр тяжести и повышает устойчивость автомобиля.

Рис. Главная передача. А – обычная передача, б – одинарная гипоидная. В – двойная, 1 –ведущая шестерня с валом, 2 – ведомая коническая шестерня, 3 – промежуточная шестерня, 4 – промежуточная цилиндрическая шестерня с валом, 5 – ведомая цилиндрическая шестерня, 6 – дифференциал.

Главная передача состоит из ведущей малой конической шестерни 1, выполненной вместе с валом, ведомой – большой конической шестерни 2. Вал малой конической шестерни 1 установлен на двух конических и одном цилиндрическом роликовых подшипниках. Ведомая шестерня 2 и ведомая шестерня 5, изготовленные в виде съемных венцов, прикреплены к коробке дифференциала 6 болтами или заклепками. Во время движения автомобиля ведущий вал вместе с малой конической шестерней приводит в движение ведомую шестерню. Ведомые шестерни вращаются вместе с коробкой дифференциала на конических роликовых подшипниках, закрепленных в гнездах картера заднего моста.

Преимущество главной гипоидной передачи в отличие от обыкновенной конической – бесшумность работы шестерен и плавность зацепления. Такое зацепление повышает скорость скольжения зубьев шестерен друг по другу и такому зацеплению требуется специальная смазка.

Двойная главная передача применяется на автомобилях ЗИЛ – 130. Крутящий момент в такой передаче передается через две пары шестерен. Ведущий вал вместе с малой конической шестерней 1, приводит во вращение ведомую коническою шестерню 2, закрепленную на фланце промежуточного вала. Вместе с промежуточным валом выполнена малая промежуточная цилиндрическая шестерня 4, приводящая в движение большую ведомую цилиндрическую шестерню 5. Большая ведомая цилиндрическая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней вращается на подшипниках и в гнездах картера ведущего моста.

Преимущество двойной главной передачи, применяемой на некоторых грузовых автомобилях, по сравнению с одинарной – возможность несколько уменьшить наружные размеры средней части картера заднего моста, повысить дорожный просвет автомобиля (расстояние от его низшей точки до дороги), при больших передаточных числах.

Дифференциал

При движении по неровной дороге и при поворотах правые и левые колеса автомобиля проходят неодинаковый путь. Если бы колеса вращались с одинаковой скоростью, то одно из колес проходило бы меньший путь и проскальзывало относительно дороги. Для того, чтобы не происходило проскальзывание и колеса вращались с различной скоростью (частотой вращения) применяют специальный механизм (дифференциал).

Дифференциал состоит из корпуса 1, в котором установлена крестовина 3. На нее одеты четыре шестерни 4, называемые сателлитами. Сателлиты находятся в постоянном зацепление с двумя полуосевыми шестернями 2, полуосей 8 и 7 (правой и левой). Оси шестерен 4 жестко связаны с корпусом дифференциала 1.Крестовина вместе с сателлитами закреплена в коробке дифференциала и вращается вместе с ней. При движении автомобиля по прямой, оба колеса проходят одинаковые пути, сателлиты, вращаются как одно целое с коробкой дифференциала и коническим колесом (ведомым колесом большего размера) и сообщают обеим полуосевым шестерням 2 одинаковую частоту вращения. Шестерни – сателлиты при этом вокруг своих осей не вращаются. Когда одна из шестерен 2 замедлит движение, сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, из –за чего другая из шестерен 2, связанные с полуосью 7или 8 и ведущими колесами, будет вращаться быстрее, а следовательно и колесо, описывающее больший путь, начинает вращаться быстрее.

Рис. Дифференциал а – устройство, б – схема работы при прямолинейном движении, в – схема работы при повороте, 1 – корпус (чашка), 2 – полуосевые шестерни, 3 – крестовины, 4 – сателлит, 5 –ведомая шестерня главной передачи, 6 – ведущий вал главной передачи, 7 – правая полуось, 8 – левая полуось, 9 – наружное ведущее колесо.

Полуоси

Учитывая то, что в различных условиях, крутящий момент от дифференциала к ведущим колесам должен передаваться различным по частоте, нужны две полуоси. Полуоси 7 и 8 связывают дифференциал с ведущими колесами и приводят их в движение. Каждая из полуосей соединена одним концом с шестерней 2, другим – со ступицей колеса.

Главная передача, дифференциал и полуоси находятся в разъемном картере, который представляет собой полую балку, выполняющую функции задней оси автомобиля. Вместе с главной передачей, дифференциалом и полуосями, а также установленными на концах его балки ступицами, колесами и колесными тормозными механизмами картер образует задний мост.

На автомобиле КамАЗ установлены два ведущих моста – средний и задний, для уменьшения нагрузки на заднюю ось. Для равномерного распределения крутящего момента и уменьшения износа шин, на грузовых автомобилях с двумя ведущими мостами устанавливают межосевой дифференциал, который установлен в промежуточном мосту в отдельном корпусе 13.

Рис. Средний (промежуточный) мост и межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ. 1 –дифференциал промежуточного моста, 2 и 18 – соответственно ведущая и ведомая цилиндрические шестерни, 3 – ведомая коническая шестерня, 4 –вал привода заднего моста, 5 – ведущая коническая шестерня промежуточного моста, 6 – диафрагменная камера, 7 – шток, 8 – вилка, 9 – муфта блокировки дифференциала, 10 – задняя чашка, 11 – передняя чашка с ведущим валом, 12 – коническая шестерня привода среднего моста, 13 – корпус, 14 – коническая шестерня привода заднего моста, 15 – сателлит, 16 – крестовина, 17 – левая полуось, 19 картер, 20 – правая полуось промежуточного моста.

Корпус 13 крепится болтами к фланцу стакана подшипникового узла ведущей конической шестерни среднего моста. В картере расположены задняя 10 и передняя 11 чашки межосевого дифференциала, конические шестерни 12 и 14 привода среднего и заднего мостов, между которыми расположена крестовина 16 с посаженными на ней сателлитами 15 (на бронзовых втулках). В корпусе расположении механизм блокировки дифференциала, состоящий из муфты блокировки 9, вилки муфты 8, диафрагменной камеры 6. Муфта 9 жестко соединена с конической шестерней 12 привода главной передачи среднего моста.

При применении дифференциала в главной передаче есть и отрицательный эффект, для нейтрализации которого и применяют механизм принудительной блокировки дифференциала. При попадании автомобиля одними колесами, например, правыми, на участок дороги с коэффициентом сцепления, сильно отличающимся от коэффициента дороги, на который попали левые колеса, дифференциал может сыграть отрицательную роль. Дифференциал в этом случае автоматически распределит весь крутящий момент к тому колесу, под которым меньше сопротивление. Поэтому зимой, автомобиль, попавший одним ведущим колесом на лед, никак не может двинуться с места, хотя второе ведущее колесо находится на чистом асфальте. Автомобили, предназначенные для работы в таких сложных условиях и для движения по скользким и размокшим дорогам оборудуются механизмом принудительной блокировки дифференциала. Системы блокирующие работу дифференциала позволяют подавать на ведущие колеса одинаковый по величине крутящий момент. Блокировку следует производить при малой скорости движения автомобиля или перед началом его движения. При движении на сухих дорогах с твердым покрытием блокировать межосевой дифференциал не следует, так как это приводит к повышенному износу шин и перерасходу топлива.

При включении блокировки воздух из – под диафрагмы камеры 6 уходит в атмосферу, и пружина перемещает шток, вилку и муфту в первоначальное исходное положение.

Полуоси промежуточного моста17 и 20 выполнены со шлицами на концах. Наружные концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колес 1

Рис. Схема полуосей. а – полуразгруженная полуось, б – полностью разгруженная полуось, 1 – ведущее колесо, 2 – полуось, 3 – кожух, 4 – подшипник, 5 – ступица, G – сила, действующая на кожух и полуось, М – вращающий момент.

Полуоси могут быть частично или полностью разгружены от изгибающих моментов сил, действующих на колеса, в зависимости от их установки в корпусе моста.

Когда каждая из ступиц, установлена на корпусе заднего моста на двух подшипниках каждая, то полуоси называются полностью разгруженными.

На грузовых автомобилях полуоси полностью разгружены. На такую полуось действует только крутящий момент, а все остальные силы воспринимаются кожухом полуоси, так как ступица колеса установлена на подшипники, посаженные на корпус.

Неисправности главной передачи, дифференциала и ступиц

Основными неисправностями являются:

– шум в главной передаче;

– шум в дифференциале;

– шум в ступице при движении автомобиля;

– утечка масла из картера заднего моста.

Шум возникает из –за нарушения регулировки зацепления шестерен или затяжки подшипников, ослабления крепления и износа деталей и шестерен. Изношенные детали и шестерни заменяют новыми. Нарушенные зацепление шестерен и затяжку подшипников устраняют регулировкой.

Утечка масла чаще всего происходит вследствие износа сальников, повреждения прокладок, засорение сапуна, а также из –за ослабления крепления крышек подшипников. Изношенные сальники и негодные прокладки заменяют новыми.

Уход за главной передачей, дифференциалом и ступицами

Уход заключается в подтяжке креплений крышек, картера редуктора заднего моста и фланцев полуосей, проверке уровня масла в картере моста и смене масла (по графику), контроле смазки и регулировке подшипников ступиц задних колес при проведении второго технического обслуживания.

Выполнение операций обслуживания автомобиля ГАЗ-53А;

– слить масло из картера двигателя;

– промыть картер заднего моста веретенным маслом АУ. Для этого поднимают одно из задних колес автомобиля, наливают в картер автомобиля 2 л масла, пускают двигатель и, включив четвертую передачу, дают ему поработать 2 минуты, после чего масло сливают;

– залить свежее масло;

– проверить и отрегулировать подшипники ступиц задних колес:

Рис. Ступица заднего колеса автомобиля ГАЗ-53А

1 –винт крепления тормозного барабана, 2 и 16 –наружный и внутренний подшипник ступицы, 3 – болт – съемник полуоси, 4 – установочный палец, 5 и 6 – гайка и контргайка крепления подшипников, 7 – стопорная шайба, 8 – шпилька крепления полуоси, 9 – колпачная гайка крепления внутреннего диска колеса, 10 – гайка крепления наружного диска колеса, 11 –ступица колеса, 12 – цилиндр тормозного колеса, 13 – балка заднего моста, 14 – полуось, 15 – сальник.

– вывесить колесо;

– отвернуть и снять гайку шпилек и вынуть полуось 14;

– отвернуть контргайку 6, снять стопорную шайбу 7, отвернуть гайку 5 и снять ступицу 11 с шейки балки заднего моста;

– снять подшипники ступицы, промыть в керосине, проверить и при необходимости заменить, смазать смазкой 1 д-13 и установить на место;

– заполнить смазкой 1-13 внутреннюю полость ступицы;

– установить ступицу на место;

– одной рукой завернуть гайку 5 ключом с воротком длиной 350-400 мм, вращая при этом колесо, чтобы ролики заняли правильное положение. Колесо должно туго проворачиваться (от толчка рукой сразу останавливаться);

– отвернуть гайку 5 на 1/8 оборота. Установить стопорную шайбу и затянуть контргайку;

– вставить полуось и завернуть гайки шпилек, предварительно поставив под них пружинные шайбы.

Отрегулированное колесо должно свободно вращаться от руки без заметного люфта.

Трансмиссионные масла

В карданной передаче крестовины карданных шарниров заполняют консистентной смазкой 158 при сборке, а шлицевую втулку смазкой УС-1 при разборке.

Промежуточную опору с подшипником смазывают смазкой ЯМЗ-2 или Литол-2 через пресс-масленку до выдавливания смазки из контрольного отверстия.

Для смазки главной передачи автомобилей ЗИЛ-130 применяют летнее и зимнее автотракторное трансмиссионное масло (ТАп-15-В), ГАЗ-53А – масло ТС-14,5 с присадкой «Хлорэф-40» (гипоидная), КамАЗ – ТСп-14.

Уровень масла в картере ведущего моста должен быть не выше кромки наливного отверстия. Замену масла и проверку его уровня в картере производят при ТО-2 или при сезонном обслуживании (в соответствии с картой смазки автомобиля).

Длительность работы главной передачи в значительной степени зависит от качества и чистоты масла. Не допускается применение других масел. Перед заливкой свежего масла картер ведущего моста предварительно нужно промыть жидким маслом или керосином. Для этого, после слива отработавшего масла (масло следует сливать нагретым сразу же после работы) в картер заливают 2… 3 л жидкого масла или керосина, поднимают ведущий мост на козлы, пускают двигатель и, включив прямую передачу, дают поработать 1 … 2 мин, сливают масло или керосин, плотно завертывают пробку сливного отверстия и заливают смазку до уровня заливного контрольного отверстия.

Механизмы управления

Общие сведения

К системам управления транспортными средствами относят систему рулевого управления и тормозные системы, за контролем работы служат контрольные приборы, расположенные в кабине перед водителем.

К органам управления относятся: педаль сцепления, педаль тормоза, педаль управления подачей топлива (акселератор), рулевое колесо, рычаг переключения передач, рычаг управления стояночным тормозом.

Рис Органы управления автомобилем 1 – блок сигнализаторов (включения указателей поворота, габаритных огней, неисправности тормозов), 2 – указатель давления масла, 3 – указатель температуры охлаждающей жидкости, 4 – спидометр со счетчиком суммарного пробега автомобиля, 5 – сигнализатор дальнего света фар, 6 – указатель уровня топлива в баке, 7 – амперметр, 8 –центральный переключатель освещения (имеет три положения), 9 – рычаг переключения передач, 10 – рычаг управления стояночным тормозом, 11 – рукоятка ручного управления дроссельными заслонками, 12 – педаль управления подачей топлива (дроссельными заслонками), 13 – пдаль тормоза, 14 – рулевое колесо, 15 –выключатель зажигания, стартера и противоугонного устройства, 16 – педаль сцепления, 17 – рукоятка тяги воздушной заслонки, 18 – комбинированный переключатель света, указателей поворота и звукового сигнала, 19 – включатель системы аварийной сигнализации, 20-рукоятка звукового сигнала, 19 – включатель системы аварийной сигнализации, 20 – рукоятка привода замка копота, 0, 0(, I, II – положение ключа 15.

Рулевое управление.

Педаль 12 управления подачей топлива, рукоятка 17 тяги воздушной заслонки, включатель 15 зажигания, стартера и противоугонного устройства, рукоятка 11 ручного управления дроссельными заслонками служит для пуска двигателя и управления его работой.

Включатель стартера имеет четыре положения, 0 – все выключено, 0( – зажигание выключено, и при вынутом ключе включается противоугонное устройство, I – включено зажигание, II – включены зажигание и стартер.

Указатель 3 температуры охлаждающей жидкости, указатель уровня топлива 6 в баке, указатель давления масла 2 с сигнализатором аварийного падения давления масла, спидометр 4, амперметр 7 расположены на панели приборов перед водителем и необходимы для контроля за работой двигателя и автомобиля.

Комбинированный переключатель света 18 используют для сигнализации, указателей поворота и звукового сигнала. Перемещая рычаг переключателя вперед указывают правый поворот (мигающий свет загорается с правой стороны автомобиля), перемещая рычаг переключения переключателя назад включают левый поворот (загорается мигающий свет с левой стороны автомобиля), при этом зажигается мигающий сигнализатор 1 на щитке приборов. Указатели поворотов выключаются автоматически после завершения маневра.

У центрального переключателя освещения три положения: I – все включено, II – включены подфарники, освещение заднего номерного знака, III – включены подфарники, ближний или дальний свет фар (в зависимости от положения переключателя 8), задние габаритные огни и освещение шкал приборов, освещение заднего номерного знака.

Перемещение комбинированного переключателя света 18 от рулевого колеса вниз при положении рычага 8 в положении III, включается дальний свет фар, а перемещение комбинированного переключателя от рычага 8 в положении III вверх – включается ближний свет фар. Нажатием на рычаг вдоль его оси включается звуковой сигнал.

Чтобы открыть капот, необходимо переместить на себя рукоятку привода замка капота 20.

Рулевое управление

Рулевым управлением изменяют направление движения автомобиля путем поворота передних колес. Рулевое управление включает в себя рулевой механизм и рулевой привод.

Для обеспечения движения колес автомобиля на повороте без бокового скольжения необходимо, чтобы окружности, описываемые колесами, имели общий центр, называемый центром поворота.

Рис. Схема поворота автомобиля 1 – передняя ось, 2 – поворотные рычаги, 3 – поперечная рулевая тяга, 0 – центр поворота, (1 – угол поворота внутреннего колеса, (2 – угол поворота внешнего колеса.

В центре поворота должны пересекаться продолжения осей всех приборов автомобиля.

Для соблюдения этого, управляемые колеса должны поворачиваться на различные углы – внутренние на больший угол, внешнее на меньший (см. устройство ходовой части).

Вращая руль, который закреплен с одного конца рулевого вала, водитель поворачивает колеса, т.е. вращение рулевого колеса, через рулевой механизм (один конец рулевого вала входит в него) передается на рычаги и тяги рулевого привода, при помощи которых и поворачиваются передние колеса. Рулевой вал в верхней части закреплен к панели приборов автомобиля хомутиком, а в нижней части к корпусу рулевого механизма втулками. Рулевой механизм превращает вращение руля в плоскостное перемещение рулевых тяг, поворачиваемых колеса на определенные углы. Так как рулевой механизм выполнен как устройство понижающее обороты и увеличивающее крутящий момент (редуктор), механизм еще и усиливает в несколько раз усилие приложенное водителем к рулевому колесу (15 – 30 раз). Именно такие передаточные числа имеют рулевые механизмы. Передаточное число рулевого управления определяется отношением угла поворота рулевого колеса к углу поворота передних колес автомобиля. Общее передаточное число рулевого управления равно произведению передаточных чисел рулевого механизма и рулевого привода. Передаточное число рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 – 20, ГАЗ-53А – 20,5 и КамАЗ – 20,0. И чем выше передаточное число редуктора, тем меньше усилие, которое нужно приложить водителю для поворота рулевого колеса. Однако слишком большое передаточное число ведет к ухудшению управляемости автомобилем (для незначительного поворота колес, при большом передаточном числе, руль приходится поворачивать на большой угол).

На грузовых автомобилях ЗИЛ – 130 и КамАЗ рулевое управление имеется гидроусилитель (масляный усилитель) руля, предназначенный дополнительно снижать усилие, необходимое для поворота руля, смягчение толчков от неровностей дороги, передаваемых на рулевое колесо.