Каковы общее назначение и классификация трансмиссий
 Скачать 1.75 Mb.
|
|
Каково назначение и принцип работы делителя многовальной ко- робки передач? Дополнительную (повышающую) передачу называют делителем (муль- типликатором). Делитель сокращает интервалы между передачами основного ряда таким образом, что при его включении получается передаточное число, находящееся между двумя передаточными числами соседних передач основ- ной коробки передач, т. е. он уплотняет ряд передаточных чисел и незначи- тельно расширяет их диапазон (на 20…25 %). Это позволяет устанавливать делитель перед основной коробкой пере- дач, так как нагрузка на нее увеличивается незначительно и это не требует каких-либо конструктивных изменений. Уменьшение интервалов между со- седними передачами улучшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля. 11. Каково назначение и принцип работы демультипликатора много- вальной коробки передач? Дополнительную коробку передач с понижающей передачей (демуль- типликатор) применяют при необходимости значительного повышения сил тяги на колесах. Они устанавливаются за основной коробкой передач, что позволяет снизить нагрузку на ее валы и зубчатые колеса. Так как при этой схеме через зубчатые колеса основной коробки передач передается незначи- тельный крутящий момент, то может быть уменьшена ее масса и габаритные размеры. Управление такой коробкой передач облегчается, так как водитель большую часть времени переключает ступени основной коробки передач и реже включает прямую или понижающую ступени дополнительной коробки передач. 12. Каковы назначение и конструкция гидромеханических коробок передач? 14 Гидромеханическая коробка передач (ГМП) – это трансмиссия высокой проходимости с автоматическим управлением. ГМП поддерживает необхо- димую скорость автомобиля в разных режимах движения, упрощая процесс вождения. Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной. Гидромеханические коробки с планетарными механическими коробка- ми передач получили наибольшее распространение и применяются на легко- вых, грузовых автомобилях и в автобусах. Гидротрансформатор в сочетании с двухступенчатой вальной коробкой передач применяется в гидромеханической передаче автобуса ЛиАЗ-677М (рис. 1). Она представляет собой редуктор с расположенными внутри него валами: первичным 3, вторичным 11 и промежуточным 15. Первичный вал связан с турбиной гидротрансформатора, а вторичный вал – с карданной пе- редачей трансмиссии. Первая (понижающая) передача имеет передаточное число 1,79, а вторая передача – прямая, т. е. ее передаточное число равно единице. Рис. 1. Схема гидромеханической передачи с двухступенчатой короб- кой передач: А – гидротрансформатор; Б – коробка передач; 1 – коленчатый вал двигателя; 2 – фрикцион блокировки гидротрансформатора; 3 – первич- 15 ный вал коробки передач; 4 – зубчатое колесо первичного вала; 5. 6 – фрик- ционы включения передач; 7 – зубчатое колесо вторичного вала; 8 – муфта; 9 – гидравлический цилиндр; 10– зубчатое колесо заднего хода; 11 – вторич- ный вал; 12 – промежуточное зубчатое колесо заднего хода; 13, 14, 16 – зуб- чатые колеса промежуточного ваза; 15 – промежуточный вал. Особенностью такой коробки передач является то, что для включения передач наряду с зубчатой муфтой используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле. Ведущие диски фрикционов – стальные, а ведомые – металлокерамические. Они устанавливаются на внутренних или наружных шлицах и имеют возможность незначительного перемещения в осевом направлении. В разъединенном положении пакет дисков удерживают пружины, сжимание дисков происходит от воздействия масла, подаваемого в цилиндр включения фрикциона. При включении первой передачи срабатывает фрикцион 5, который блокирует зубчатое колесо 4 с первичным валом 3. Муфта 8 при этом смеща- ется влево и блокирует зубчатое колесо 7 с вторичным валом 11. Крутящий момент передается через зубчатое колесо 4 первичного вала, зубчатые колеса 16 и 14 промежуточного вала и зубчатое колесо 7 на вторичный вал 11. При включении второй передачи срабатывает фрикцион 6, который блокирует первичный вал 3 с вторичным валом 11. Муфта 8 устанавливается в нейтральное положение. Для движения задним ходом муфта 8 перемещается в правое положе- ние и блокирует зубчатое колесо 10 с вторичным валом 11, затем включается фрикцион 5. Крутящий момент передается через зубчатые колеса 4, 16, 13, 12, 10 на вторичный вал 11 коробки передач. При включении фрикциона 2 происходит блокировка гидротрансфор- матора, когда турбинное и насосное колеса жестко соединяются друг с дру- гом, и он переходит в режим гидромуфты. 16 1. Назначение и классификация раздаточных коробок. Раздаточная коробка служит для увеличения тяговой силы на ведущих колесах и повышения проходимости автомобиля. Она одновременно выпол- няет функции демультипликатора, что позволяет увеличить диапазон переда- точных чисел коробки передач и эффективнее использовать автомобили в различных дорожных условиях. В зависимости от назначения автомобилей на них применяются разда- точные коробки различных типов: По расположению валов привода ведущих мостов: с соосными валами; с несоосными валами. По приводу ведущих мостов: с блокированным приводом; с дифферен- циальным приводом. По числу передач: одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенча- тые. 2. Особенности конструкций раздаточных коробок с дифференци- альным и блокированным приводом. Раздаточные коробки выполняют по схемам с блокированным, диффе- ренциальным или со смешанным приводом. Особенностью коробки с блоки- рованным приводом является то, что она обеспечивает синхронное вращение колес разных мостов, а крутящие моменты распределяются пропорционально силам сопротивления качению. Так, если задний мост имеет весовую нагруз- ку 60% от общей массы автомобиля с колесной формулой 4х4, а на передний приходится 40%, то силы сопротивления качению колес заднего и переднего мостов будут относиться друг к другу как 60:40. В таком же соотношении на ровном шоссе будут находиться и моменты, приложенные к валам. На практике из-за неровностей дороги и непрямолинейности движения колеса разных осей проходят разное расстояние, и синхронность их враще- ния провоцирует возникновение «циркуляции мощности» в трансмиссии, при которой дополнительно нагружаются зубчатые передачи, подшипники, валы, что в итоге приводит к их повышенному износу при параллельном увеличе- 17 нии потребления топлива. Шины, частично снижающие остроту негативных явлений при «циркуляции мощности», подвергаются повышенному нагреву и износу. У раздаточных коробок с дифференциальным приводом крутящий мо- мент передается от ведущего вала к ведомым через дифференциал. Поэтому выходные (ведомые) валы такой раздаточной коробки могут вращаться с не- одинаковыми угловыми скоростями. Распределение моментов между веду- щими осями автомобиля определяются конструкцией дифференциала и ме- стом его положения в кинематической схеме. Дифференциал, размещенный в раздаточной коробке, называют межосевым в отличие от межколесного, установленного в ведущем мосту. При повороте автомобиля с раздаточной коробкой, оснащенной диф- ференциалом, колеса управляемого моста вращаются быстрее колес неуправ- ляемых мостов, поскольку проходят больший путь. Разность в скоростях компенсирует межосевой дифференциал. Следует заметить, что соотношение между крутящими моментами на валах дифференциала остается постоянным и равным внутреннему передаточному числу дифференциала. Поскольку си- ловой поток через дифференциал передаваться не может, «циркуляция мощ- ности» полностью исключена. 3. Поясните по схеме 3.2.2 порядок включения повышенной и по- ниженной передачи, блокировки межосевого дифференциала. Крутящий момент от коробки передач передается на ведущий вал 2, на котором свободно установлены шестерня 5 низшей передачи и шестерня 3 высшей передач, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующи- ми колесами промежуточного вала 6. Колесо высшей передачи промежуточ- ного вала находится также в постоянном зацеплении с колесом 12, установ- ленным на корпусе межосевого симметричного дифференциала. Сателлиты 9, вращающиеся на оси 10, находятся в зацеплении с шестернями 8 и 11 дифференциала. Коническая шестерня 11 дифференциала установлена на ва- 18 лу 14 привода переднего моста, а другая коническая шестерня 8 – на валу 7 привода заднего моста. При перемещении муфты 4 влево включается высшая передача. При перемещении муфты 4 вправо включается низшая передача. Блокируют дифференциал муфтой 13, а включают высшую или низ- шую передачи муфтой 4. 4. Поясните по схеме 3.2.3 порядок включения повышенной и по- ниженной передачи, подключения привода переднего моста. Когда шестерня 4 перемещена в крайнее правое положение и ее зубья введены в зацепление с внутренним венцом шестерни 5, в раздаточной ко- робке включена вторая — прямая передача. Крутящий момент от вала 2 пе- редается непосредственно на вал 7, а от него на задний ведущий мост авто- мобиля. Так как шестерня 9 занимает положение, показанное на рис. 3, кру- тящий момент на передний мост не передается. Для включения переднего моста шестерню 9 перемещают вправо, вво- дя ее в зацепление с колесом 11. При этом крутящий момент от ведущего ва- ла 2 через зубчатые колеса 4, 5, 9 и 11 передается на вал 10 привода передне- го моста. Первую — понижающую передачу — включают перемещением ше- стерни 4 в крайнее левое положение, вводя ее в зацепление с колесом 1. Кру- тящий момент от ведущего вала через шестерню 4 будет передаваться на ко- лесо 1, вал 8 и шестерней 9 соответственно на колеса 5 и 11 и на валы 7 и 10. 5. Каково назначение и принцип работы межосевого дифференциа- ла. Межосевой дифференциал – узел трансмиссии колесных транспортных средств с двумя и большим числом ведущих мостов; механизм, осуществля- ющий деление поступающего от карданного вала крутящего момента на два независимых потока, которые затем подаются на редукторы ведущих осей. Наличие межосевого дифференциала в раздаточной коробке позволяет ведущим шестерням главных передач мостов иметь свою собственную ско- 19 рость вращения, определяемую конкретными величинами радиусов колес моста. Этот факт снимает проблему возникновения циркуляции паразитной мошности в замкнутых контурах трансмиссии и все неприятные явления, связанные с ней. Поэтому на автомобилях с такими раздаточными коробками можно двигаться с включенным приводом переднего моста по дорогам любо- го типа. Функционирует межосевой дифференциал следующим образом. При равномерном движении автомобиля по дороге с ровным и твердым покрыти- ем крутящий момент от карданного вала передается на корпус дифференциа- ла и зафиксированную в нем крестовину с сателлитами. Так как сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями, то обе они тоже приходят во вращение и передают крутящий момент к своим мостам. Если по какой- либо причине колеса одного из мостов начинают затормаживаться, связанная с данным мостом полуосевая шестерня замедляет свое вращение — сателли- ты начинают катиться по этой шестерне, что приводит к ускорению враще- ния второй полуосевой шестерни. В результате колеса второго моста приоб- ретают увеличенную относительно колес первого моста угловую скорость — так компенсируется разность нагрузок на оси. 6. Назначение карданных передач. Классификация карданных пере- дач и карданных шарниров. Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов, взаимное положение которых может быть постоянным или меняться при движении автомобиля. В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомобиля карданная передача может передавать крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке или к главной передаче ведущего моста, от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мо- стов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от полуосей к передним ведущим и управляемым колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подоской. Карданная передача может так- же применяться в приводе от коробки отбора мощности к вспомогательным 20 механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механиз- мом. Для соединения механизмов автомобиля применяются различного типа карданные передачи. По числу валов: одновальная, двухвальная, многовальная. По числу шарниров: одношарнирная, двухшарнирная, многошарнир- ная. По типу шарниров: с шарнирами неравных угловых скоростей; с шар- нирами равных угловых скоростей. Карданные шарниры обеспечивают передачу вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Различают карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Карданные шарниры не- равных угловых скоростей подразделяют на упругие и жесткие. Карданные шарниры равных угловых скоростей по конструкции бывают шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычажком и кулачко- вые. Обычно их устанавливают в приводе ведущих управляемых колес, где угол между валами может достигать 45°, причём центр карданного шарнира должен совпадать с точкой пересечения осей вращения колеса и его поворо- та. Упругие карданные шарниры передают вращающий момент между ва- лами с пересекающимися под углом 2…3° осями в результате упругой де- формации соединительных элементов. 7. Устройство и принцип действия карданного шарнира. Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей передает вращающий момент от одного вала к другому вследствие подвижного соеди- нения жестких деталей. Он состоит из двух вилок – 3 и 5, в цилиндрические отверстия которых установлены на подшипниках концы А, Б, В и Г соедини- тельного элемента – крестовины 4. Вилки жестко соединены с валами 1 и 2. Вилка 5 может поворачиваться относительно оси БГ крестовины и в то же время вместе с крестовиной поворачиваться относительно оси АВ, благодаря 21 чему и обеспечивается возможность передачи вращения от одного вала к другому при меняющемся угле между ними. Рис. Схема жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей Если вал 7 повернется вокруг своей оси на угол а, то вал 2 за это же время повернется на угол В. Соотношение между углами поворота валов 7 и 2 определяется выражением tga= tgВ·cosy, где у – угол, под которым распо- ложены оси валов. Из этого выражения следует, что угол В то меньше угла а, то равен ему. Равенство этих углов наступает через каждые 90° поворота вала 7. Таким образом, при равномерном вращении вала 1 угловая скорость вала 2 неравномерна и изменяется по синусоидальному закону. Неравномерность вращения вала 2 будет тем значительнее, чем больше угол у между осями ва- лов. Если неравномерность вращения вала 2 будет передаваться на валы аг- регатов, в трансмиссии возникнут дополнительные пульсирующие нагрузки, возрастающие при увеличении угла у. Чтобы неравномерность вращения ва- ла 2 не передавалась на валы агрегатов, в карданной передаче применяют два карданных шарнира. Их устанавливают так, чтобы углы у1 и у2 были равны; вилки карданных шарниров, закрепленные на неравномерно вращающемся валу 4, должны быть расположены в одной плоскости. Равномерность вра- щения ведомого вала может быть достигнута также применением карданного шарнира равных угловых скоростей. Принцип действия карданного шарнира равных угловых скоростей по- ясняет схема, приведенная на рисунке. С ведущим валом 7 соединен рычаг 2, 22 а с ведомым валом 4 – рычаг 3. Рычаги 2 и 3 при вращении валов постоянно контактируют в точке А, линейная скорость которой одинакова для обоих рычагов, т. е. v = = w1B = w2a= wа. Равенство угловых скоростей w2 и w2 возможно, если а = b. Это условие выполнимо, если угол 0 равен углу W и точка А контакта рычагов лежит на биссектрисе угла между валами 7 и 4. При вращении валов точка А должна находиться в биссекторной плоскости. Конструктивно это условие можно обеспечить различными способами. Наиболее широкое распространение получили карданные шарниры равных угловых скоростей шарикового типа. Применяются также другие типы шар- ниров равных угловых скоростей. Рис. Схема карданного шарнира равных угловых скоростей 8. Устройство карданного вала. Основные элементы наиболее популярной модификации устройства: Центральный вал (карданная труба, ось). Полая труба из металла. Цельнотянутая деталь. Конструктивный элемент, на который крепятся дру- гие детали. Крестовина. Важна для реализации функции контроля углов перемен- ного наклона и, соответственно, вращающихся элементов. Корректный диа- пазон углов переменного наклона – от 0 до 20 градусов. Это важно для того, чтобы вал не прерывал вращения. Качественные крестовины изготавливают- ся из легированной стали путём горячей штамповки. Приварная вилка. Соединительный элемент между промежуточным и основным валом. Играет роль компенсатора расстояния по высоте между ва- 23 лами. Значение приварной вилки особенно легко оценить на бездорожье. При подборе вилки для КВ (например, в случае замены) важно учитывать вели- чину крестовины, посадочный диаметр трубы, максимальный угол шарнира и тип крепления. Фланец-вилка шарнира (фланец кардана). Фланец-вилка монтирована в области крепления вала к мосту. Состоит из фланца (плоского диска) и двух рогов, в которых сделаны отверстия под крестовину, для болтов. Вилка кре- пится к ответному фланцу на ведущих мостах или коробке передач. Наиболее перспективные – вилки–фланцы с 4-мя шлицевыми «пятками» в зонах уста- новки болтов и шлицами на ответных фланцах. Такие решения – гарант каче- ственного соединения узлов. При выборе фланца при замене детали важно учитывать диаметр отверстий и их количество, диаметр самого фланца. Шлицевое соединение. 9. Для какой цеди в карданной передаче применяется шлицевое со- единение? Шлицевое соединение. Ответственно за трансформацию рабочей дли- ны при движении. Одна точка шлицевого соединения фиксируется на короб- ке передач, другая – на редукторе. Когда транспортное средство вынуждено преодолевать ухабы, ямы, то интервал между точками опоры возрастает, и благодаря шлицевому соединению кардан «растягивается». 10. |