4 Ответы по устройству. Понятия автомобиль, двигатель, верхняя и нижняя мертвые точки, объем камеры сгорания, полный и рабочий объем цилиндра, степень сжатия, рабочие циклы, такт, четырехтактный двигатель, рабочие циклы четырехтактных карбюраторных и дизельных двигателей
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
25. Назначение, общее устройство и принцип работы гидромеханической коробки переключения передач. Основным неудобством при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью. Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной. Гидротрансформатор представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками: насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.  При работающем двигателе насосное колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивается передача крутящего момента в гидротрансформаторе. Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами автомобиля. Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при возрастании сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине и, следовательно, на ведущих колесах автомобиля. Имея небольшие размеры и массу, гидротрансформатор обеспечивает: плавное трогание автомобиля с места и отсутствие рывков; гашение крутильных колебаний и снижение ударных нагрузок в трансмиссии автомобиля, в результате чего долговечность двигателя и трансмиссии увеличиваются почти в два раза; повышение проходимости автомобиля в тяжелых дорожных условиях в результате непрерывного подвода мощности и крутящего момента к ведущим колесам и достижения минимальной устойчивой скорости движения (1,5 км/ч); легкость управления автомобилем и повышение безопасности движения благодаря меньшей утомляемости водителя. Однако гидротрансформатор имеет и недостатки: более низкий КПД, чем у ступенчатых коробок передач, вследствие чего несколько снижаются тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля; сложную конструкцию и высокую стоимость. Кроме того, гидротрансформатор невозможно использовать на автомобиле в качестве самостоятельного (автономного) механизма вследствие небольшого диапазона передач. 26. Назначение, общее устройство и принцип работы раздаточной коробки. Раздаточной коробкой передач называется дополнительная коробка передач, распределяющая крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля. Раздаточная коробка служит для увеличения тяговой силы на ведущих колесах и повышения проходимости автомобиля. Она одновременно выполняет функции демультипликатора, что позволяет увеличить диапазон передаточных чисел коробки передач и эффективнее использовать автомобиль в различных дорожных условиях. В зависимости от назначения автомобилей на них применяются раздаточные коробки различных типов.
Дополнительно к общим требованиям к раздаточной коробке предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать: • распределение крутящего момента между ведущими мостами автомобиля пропорционально приходящимся на мосты вертикальным нагрузкам; • увеличение тяговой силы на ведущих колесах, необходимое для преодоления повышенных сопротивлений при движении автомобиля по плохим дорогам, бездорожью и на крутых подъемах; • отсутствие циркуляции мощности в трансмиссии автомобиля; • возможность движения автомобиля с минимальной устойчивой скоростью (2,5...5,0 км/ч) при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента. Раздаточные коробки с соосными валами привода ведущих мостов имеют широкое применение, так как они позволяют использовать для переднего и заднего ведущих мостов одну и ту же главную передачу (взаимозаменяемую). Однако в этом случае ведущая шестерня главной передачи переднего моста, имея левое направление спирали зубьев, будет работать на ввинчивание, поэтому при ослаблении затяжки ее подшипников может произойти заклинивание главной передачи переднего ведущего моста. Раздаточные коробки с несоосными ведомыми валами в отличие от раздаточных коробок с соосными ведомыми валами не имеют промежуточного вала. Они более компактны, менее металлоемки, более бесшумны при работе и имеют более высокий КПД. Раздаточные коробки с блокированным приводом ведущих мостов позволяют использовать полную по условиям сцепления ведущих колес с дорогой тяговую силу без их пробуксовки. Однако при движении автомобиля на повороте или на неровной дороге при блокированном приводе неизбежно проскальзывание колес, так как передние колеса проходят больший путь, чем задние. В этом случае увеличивается износ шин, расход топлива и происходит перегрузка деталей трансмиссии. Для устранения таких отрицательных явлений передний мост отключают при движении по дорогам с твердым покрытием и включают только на тяжелых участках дороги. Раздаточные коробки с дифференциальным приводом ведущих мостов исключают возникновение перечисленных ранее отрицательных явлений. Применяемый в этих коробках межосевой дифференциал позволяет приводным валам ведущих мостов вращаться с разными скоростями и распределять крутящий момент двигателя между мостами в соответствии с воспринимаемыми ими вертикальными нагрузками. Если нагрузки одинаковы по величине, то используют симметричный дифференциал, а если неодинаковы, то несимметричный. При раздаточных коробках с дифференциальным приводом передний мост постоянно включен. В результате износ шин меньше, чем при отключении переднего моста. Однако межосевой дифференциал ухудшает проходимость автомобиля, так как при буксовании на месте одного из колес автомобиль не может начать движение. Поэтому для повышения проходимости межосевые дифференциалы выполняют с принудительной блокировкой. Наибольшее распространение на автомобилях повышенной проходимости получили двухступенчатые раздаточные коробки. Двухступенчатая коробка с прямой и понижающей передачами и блокированным приводом.  Валы переднего моста ведущий 7, промежуточный 8 и приводов переднего 10 и заднего 7 мостов установлены на шариковых подшипниках в картере 3 и крышке 6 раздаточной коробки. Задним концом ведущий вал 1 опирается на цилиндрический роликовый подшипник в выточке вала 7. На шлицах валов установлены шестерня 4 понижающей и прямой передач, шестерня 9 включения переднего моста и ведомые шестерни 2 и 11 понижающей передачи и вала привода переднего моста. Шестерня 5 изготовлена вместе с валом 7. Все шестерни раздаточной коробки прямозубые. При включении прямой передачи шестерня 4 вводится в зацепление с шестерней 5 и валы 1 и 7 соединяются напрямую. При включении переднего моста шестерня 9 вводится в зацепление с шестернями 5 к 11. Для включения понижающей передачи шестерня 4 вводится в зацепление с шестерней 2. Перед включением понижающей передачи необходимо включить передний мост, иначе передача не включится. Передний мост может быть включен и без понижающей передачи. Механизм переключения передач раздаточной коробки имеет блокирующее устройство (замок), препятствующее включению понижающей передачи, если выключен передний мост, или выключению моста, если включена понижающая передача. Блокирующее устройство предохраняет механизмы привода колес заднего ведущего моста от перегрузок. Устройство состоит из двух сухарей 15 и 16 и разжимной пружины, которые находятся в картере между ползунами 14 и 17. Под действием разжимной пружины сухари входят в выемки ползунов. На ползуне 14 переключения передач имеется три выемки. В среднюю глубокую выемку 7 сухарь 15 входит при нейтральном положении шестерни 4, а в крайние меньшей глубины выемки 13 и 20 — при включении соответственно прямой и понижающей передач. Между выемками 12 и 13 выполнена лыска. Ползун 7 имеет две выемки — глубокую 18 для включения переднего моста и меньшей глубины 19 для выключения переднего моста. Положение ползунов, соответствующее включению переднего моста и прямой передачи, показано на рис. 4.4, 5, а понижающей передачи и переднего моста — на рис. 4.4, в. Выключить передний мост при включенной понижающей передаче невозможно, так как зазор между сухарями блокирующего устройства меньше глубины выемки 18. При включенном переднем мосте сухарь 75 из выемки 12 можно переместить только в выемку 13 по лыске на ползуне 14. Привод управления раздаточной коробкой имеет два рычага. Один рычаг служит для переключения передач, он связан с ползуном 14. Другой рычаг предназначен для выключения переднего моста, он соединен с ползуном 17. Включать передний мост можно без выключения сцепления, так как скорости вращения шестерен 9 и 11 практически одинаковы. 27 Назначение, классификация и общий принцип работы карданной передачи. Карданной называется передача, осуществляющая силовую связь механизмов автомобиля, валы которых несоосны или расположены под углом. Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов. 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 мостов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от полуосей к передним ведущим и управляемым колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подвеской. Карданная передача может также применяться в приводе от коробки отбора мощности к вспомогательным механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом. Дополнительно к общим требованиям к системам, агрегатам и механизмам автомобиля к карданной передаче предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать: • передачу крутящего момента и равномерное вращение валов соединяемых механизмов независимо от угла между валами; • передачу крутящего момента без создания в трансмиссии автомобиля дополнительных нагрузок; • высокий КПД; • бесшумность при работе. Для соединения механизмов автомобиля применяются карданные передачи различного типа.
Одновальные карданные передачи применяются на легковых автомобилях с короткой базой (база — расстояние между передними и задними колесами) и колесной формулой 4x2 для соединения коробки передач с задним ведущим мостом. Такая карданная передача состоит из карданного вала3 и двух карданных шарниров. Двухвальная карданная передачаприменяется на автомобилях с длинной базой и колесной формулой 4x2 для связи коробки передач с задним ведущим мостом. Передача включает в себя два карданных вала, три карданных шарнира и промежуточную опору. Эта карданная передача получила наибольшее распространение на легковых, грузовых автомобилях и автобусах ограниченной проходимости. На автомобилях повышенной проходимости с колесной формулой 4x4 используются три одновальных карданных передачи для соединения соответственно коробки передач с раздаточной коробкой, а также раздаточной коробки с задним и передним ведущими мостами. На автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6x6 и индивидуальным приводом ведущих мостов раздаточная коробка соединяется с задним ведущим мостом двухвальной карданной передачей с промежуточной опорой. Связь коробки передач с раздаточной коробкой с передним и среднимведущими мостами этих автомобилей осуществляется одновальными карданными передачами. В автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6 х 6 и со средним проходным ведущим мостом для связи коробки передач с раздаточной коробкой и раздаточной коробки с ведущими мостами используются одновальные карданные передачи. При этом обеспечивается привод дополнительного редуктора среднего моста. Одновальные и двухвальные карданные передачи, используемые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры неравных угловых скоростей.- Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода передних управляемых и одновременно ведущих колес. Карданные шарниры. Карданным шарниром или карданом называется подвижное соединение, обеспечивающее передачу вращения между валами, оси которых пересекаются под углом. В автомобилях применяются карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Первые называются асинхронными шарнирами, а вторые — синхронными. Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из вилкиведущего вала, вилкиведомого вала и крестовины, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Одновальная, двухшарнирная, с карданами неравных угловых скоростей карданная передача состоит из трубчатого карданного вала, к одному концу которого приварена вилка, а к другому — наконечниксо шлицами. Наконечник соединен с подвижной в осевом направлении шлицевой втулкой, приваренной к вилкекарданного шарнира. Такое подвижное шлицевое соединение называется компенсирующим устройством. Оно обеспечивает изменение длины карданной передачи при перемещении ведущего моста относительно коробки передач во время движения автомобиля. Шлицевое соединение смазывают через масленку. Оно уплотняется манжетой и защищается от грязи резиновым гофрированным чехлом. Вилки валасоединяются с вилками карданных шарниров крестовинамии игольчатыми подшипниками, которые смазываются через масленку в крестовине. Каждый подшипник состоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проушине вилки и уплотненного манжетой для удержания смазочного материала и защиты от воды и грязи. Вилки карданных шарнировчерез свои фланцы болтами прикрепляются к фланцам, которые установлены на концах валов карданной передачи и главной передачи, соединяемых карданной передачей. При таком фланцевом креплении карданной передачи очень удобны ее монтаж и демонтаж на автомобиле. 28. Назначение, устройство и принцип работы ШРУС ведущих мостов. Карданные шарниры неравных угловых скоростей Карданные шарниры неравных угловых скоростей применяются в карданных передачах для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу ведущего моста под постоянно изменяющимся углом. Карданный шарнир неравных угловых скоростей отличается тем, что при равномерном вращении ведущего вала скорость ведомого вала постоянно изменяется. За один оборот карданного вала ведомая вилка при вращении дважды обгоняет ведущую и дважды отстает от нее. Вследствие неравномерности возникают дополнительные нагрузки на детали механизмов ведущего моста, увеличивая интенсивность изнашивания. Чтобы устранить неравномерность вращения ведомой части, устанавливают несколько карданных шарниров. Для компенсации осевых удлинений используют шлицевое соединение одной из вилок карданного шарнира с валом. Промежуточная опора снижает вибрацию и предотвращает возникновение нагрузок в промежуточном валу, которые возникают из-за неточности монтажа опоры и деформации рамы. Шарниры равных угловых скоростей применяются для передачи крутящего момента от дифференциала на ведущие управляемые колеса. При соединении валов шарнирами равных угловых скоростей ведомый вал вращается равномерно с постоянной угловой скоростью, соответствующей угловой скорости ведущего вала. Чаще применяют шариковые, кулачковые и трехшиповые шарниры. Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Вейса) состоит из следующих элементов: • ведущего вала со шлицами, входящими в зацепление с полуосевым зубчатым колесом дифференциала и вилкой с делительными канавками; • ведомого вала со шлицами, входящими в зацепление с ведущим фланцем ступицы колеса и вилкой с делительными канавками; • четырех ведущих шариков, расположенных в делительных канавках вилок; • центрирующего шарика вилок, помещенного в сферические углубления на торцах вилок. Центрирующий шарик имеет лыску, которая располагается при сборке против вставленного ведущего шарика. Шарик стопорят шпилькой, расположенной в осевом канале ведомой вилки, одним концом входящей в отверстие центрирующего шарика, таким образом запирая собранный карданный шарнир. Делительные канавки имеют специальную форму, при которой ведущие шарики независимо от угловых перемещений вилок всегда располагаются в плоскости, делящей пополам угол (биссекторная плоскость) между осями ведущей и ведомой вилок. Благодаря этому обе вилки имеют одинаковую частоту вращения. Предельный угол между осями валов 32—33° Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Рцеппа) состоит из двух кулаков: внутреннего, связанного с ведущим валом, и наружного, связанного с ведомым валом. В обоих кулаках имеется по шесть тороидных канавок, расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В канавках находятся шарики, положение которых задается сепаратором, взаимодействующим с валами через делительный рычажок. Один конец рычажка поджимается пружиной к гнезду внутреннего кулака, другой скользит в цилиндрическом отверстии ведомого вала. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который в свою очередь, изменяя положение шариков, обеспечивает их расположение в бисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент передается через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35—38° Шариковый шарнир Рцеппа без делительного рычажка. Установка шариков в бисекторную плоскость происходит благодаря эксцентричности сфер, в которых располагаются оси тороидальных канавок кулаков. Центры сфер, в которых лежат оси канавок наружного (ведомого) и внутреннего (ведущего) кулаков, расположены так, что при повороте оси ведомого вала по часовой стрелке верхний шарик выталкивается из сужающегося пространства между кулаками, а нижний с помощью сепаратора перемещается в увеличивающееся пространство с другой стороны шарнира. Остальные шарики занимают промежуточное положение. Работа данного шарнира подобна работе шарнира Рцеппа, имеющего делительный рычажок, однако характеризуется менее точной кинематикой. Простота и надежность конструкций, высокая несущая способность при небольших габаритных размерах способствуют их широкому применению на переднеприводных автомобилях. Кулачково-дисковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Тракта) состоит из связанных с ведущим и ведомым валами полуцилиндрических вилок и вставленных в них цилиндрических кулаков, в пазы которых входит диск, передающий крутящий момент от ведущей вилки к ведомой. Максимальное значение угла между валами до 45° Большая контактная поверхность деталей, воспринимающая усилия, и высокая несущая способность обуславливают их применение на тяжелых грузовых автомобилях. Трехшиповые шарниры. В трехшиповом шарнире крутящий момент от ведущего вала передают три сферических ролика, которые установлены на радиальных шипах, жестко связанных с корпусом шарнира ведомого вала. Шипы относительно друг друга располагаются под углом 120° Ведущий вал имеет трехпальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче момента между несоосными валами ролики перекатываются со скольжением вдоль пазов и одновременно скользят в радиальном направлении относительно шипов. Предельный угол между осями валов до 40° Особенностью данного шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в бисекторной плоскости, а в полости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспечивается при любом взаиморасположении их осей. | |||||||||||||||||||||||||||