Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Полуось это вал передающий крутящий момент с дифференциала на ведущие колеса. По одной на каждое ведущее колесо. Полуось автомобиля также называют приводной вал.

фотогалерея:

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Основные виды полуосей

Зависимо от конструкции полуось может быть полностью или частично разгруженной от действующих на нее изгибающих моментов.

Разгруженная полуось более характерна для транспортных средств с большой грузоподъемностью, в том числе автобусов.

Такая полуось на чертеже будет выглядеть свободно установленной внутри моста деталью, а опираться на балку моста будет ступица колеса с помощью двух подшипников.

В данной конструкции полуось передает исключительно крутящий момент, поскольку всю силу изгибающего воздействия на себя принимают подшипники.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Виды полуосей

Полузагруженная полуось в подавляющем большинстве случаев установлена на легковых и легкогрузовых автомобилях.

Устройство полуоси данного вида отличается тем, что в ней подшипник стоит между самой полуосью и ее кожухом, причем полуось крепится непосредственно к ступице колеса.

По этой причине на плече периодически возникают изгибающие моменты, которые воздействуют на полуоси в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

На переднеприводных автомобилях для передачи крутного момента от КПП к колесам устанавливаются полуоси несколько иной конструкции. Состоит такой приводной вал из оси, внутреннего и наружного ШРУСов.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Устройство приводного вала переднеприводного автомобиля.

Причины поломки полуосей

В процессе эксплуатации транспортного средства полуось постоянно работает под довольно серьезными нагрузками, среди которых:

  • изгибающий момент, который появляется из-за воздействия на автомобиль силы тяжести;
  • касательная реакция, возникающая при начале движения и торможении автомобиля;
  • боковая сила из-за заносов машины;
  • боковые нагрузки, возникающие из-за воздействия сильного бокового ветра.

Полуоси испытывают практически экстремальные нагрузки при перемещении автомобиля по грунтовым дорогам, а также по разбитым шоссе.

Поломка полуоси приводит к полной или частичной потере управляемости автомобилем, поэтому правильный, тщательный и своевременный уход за ними имеет большое значение.

В процессе эксплуатации ведущего моста нужно периодически проверять состояние размещенных на полуосях подшипников. Их долговечной работы можно добиться, обеспечив полноценную защиту от проникновения грязи и жидкостей.

Поломки полуосей

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Основная неисправность которую чаще всего приходится устранять — хрустящие подшипники.

Следует отметить, что полуось в большинстве моделей автомобилей считается очень надежной деталью, которая крайне редко выходит из строя. Особенно это касается машин, работающих в городском цикле. Но все же и с ними бывают проблемы.

Довольно часто причиной досрочного выхода из строя подшипников полуосей становится утечка трансмиссионного масла, происходящая из-за износа сальника полуоси. Масло при движении машины разогревается, вымывая смазку подшипников, из-за чего возрастает сила внутреннего трения и они разрушаются.

Вообще подшипники чаще всего становятся причиной поломки полуосей. Помимо заливания трансмиссионным маслом, они ломаются из-за дефектов запорных колец, а также иногда заклиниваются вследствие попадания посторонних предметов.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Порванный пыльник ШРУСа приводит к выходу из строя как весь шарнир угловой скорости так и приводной вал в целом.

От продолжительной эксплуатации полуось может разболтаться в местах крепления, вплоть до разбивания шлицов. Крайне редко, но случаются и поломки самих полуосей с разъединением на две части. Чаще всего они ломаются посередине, у шлицевой или возле подшипника.

На автомобилях с передним приводом часто рвутся пыльники ШРУСов, что в дальнейшем пагубно влияет на шарниры.

Проблемы могут быть вызваны случайностью, продолжительной или чрезмерно небрежной эксплуатацией автомобиля, непрофессиональными ремонтными работами или низким качеством самих деталей. Ремонт чаще всего осуществляется через замену полуоси, подшипников или прочих элементов механизма.

Связанные термины

  • Ступица
  • Задний мост
  • МКПП (механическая коробка передач)

Источник: https://etlib.ru/wiki/poluos-privodnoj-val-40

Принцип работы полуосей на машине

  • Хотя приводной вал, часто именуемый полуосью, не является частью карданной передачи, он входит в конструкцию трансмиссии автомобиля и является её важной составной частью.
  • Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы
  • Сегодня мы рассмотрим, какие задачи выполняет ПВ, какие бывают полуоси, как функционируют.
  • Рассмотрим также, почему эти узлы трансмиссии выходят из строя и как увеличить их ресурс.

Назначение полуоси

Что такое полуось автомобиля, известно всем водителям. Основная функция этой детали – передача крутящего момента на ведущие колёса, поддержка возможности поворота колёс на скорости, а также обеспечение плавности движения транспортного средства при наличии незначительных вибраций.

Как правило, приводной вал устанавливается на неуправляемые колёса на автомобилях с зависимой подвеской. В случае независимой подвески эту функцию берёт на себя карданная передача, причём на неуправляемые (для легковых авто это задние) колёса устанавливается шарнирный механизм неравных угловых скоростей, а на управляемых передних с этой задачей справляется шарнир равных УС.

Общими словами можно описать, для чего предназначены полуоси, как возможность воспринимать на себя действие различных сил, формируемых в результате движении автомобиля. Отметим, что в абсолютных величинах это очень серьёзные нагрузки, поэтому к конструкции полуосей и материалу их изготовления предъявляются повышенные требования.

Наличие в составе приводного вала двух шарниров, расположенных по обоим концам детали, позволяет существенно уменьшить вибрации, передаваемые на рулевую колонку, препятствуя движению машины рывками.

Устройство, принцип функционирования ПВ

Конструкция полуоси устроена таким образом, что максимальный коэффициент передачи крутящего момента обеспечивается вне зависимости от текущего положения колёс. Рассмотрим, из чего состоит полуось:

  • наружного ШРУСа (шарнира, обеспечивающего сопряжение ступицы колеса с полуосью);
  • внутреннего ШРУСа, передающего крутящий момент с дифференциала;
  • собственно оси.

Физически вал оси представляет собой отрезок цельной трубы, к концам которой методом сварки присоединены переходники для монтажа шарниров угловых скоростей. Чтобы предотвратить прокручивание этих деталей, они имеют шлицевое соединение.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Вал дополнительно фиксируется на стыке с переходником стопорным кольцом, предотвращающим вероятность отсоединения оси от ШРУСа.

Именно такая двухшарнирная конструкция используется на большинстве переднеприводных автомобилей, при этом оба шарнира выполняют несколько различающиеся задачи. Внутренние гасят вибрации при вертикальных перемещениях колёс (наездах на неровности дорожного полотна), внешние шарниры ответственны за перемещения колёсных дисков при изменении направления движения ТС, то есть при поворотах.

Колёсная ступица крепится к ПВ посредством фланца – такой способ считается наиболее надёжным и потому получил повсеместное распространение. Изнутри крепление с полуосевой шестерней осуществляется с помощью шлицов.

Существуют также бесфланцевые ПВ, у которых и на внешней стороне вала расположены шлицы, на которые крепится фланец ступицы или колёсного диска (такая конструкция применяется, в частности, в грузовиках КрАЗ/МАЗ).

Колёсный диск крепится к фланцу вала гайками, на концевую часть полуоси напрессовывают шарикоподшипник. Резиновые сальники препятствуют вытеканию смазки из внутренней полости подшипника.

Сам приводной вал монтируется на подшипнике с помощью стального наконечника, имеющего специальную выточку. Сам наконечник намертво приварен к кожуху ПВ. Фиксация подшипника осуществляется стопорным кольцом, которое напрессовывается на вал.

Между зажимным кольцом и шарикоподшипником имеется пружинное кольцо, задача которого – повысить надёжность фиксации подшипника.

Крепление подшипника в выточке осуществляется посредством пластины, смонтированной на фланце с помощью болтового соединения. Здесь же крепится тормозной щит, а также маслоотражатель. Чтобы подшипник не стучал, под внешнее кольцо устанавливают пружинную прокладку.

Мы разобрались, что такое полуось автомобиля, только в общих чертах, поскольку конкретная реализация зависит от типа приводного вала.

Классификация полуосей

Поскольку приводной вал состоит из множества элементов, все они изготавливаются из разных материалов. Собственно полуось производится из особых сортов стали с добавками, обеспечивающими высочайшую прочность изделия на все возможные нагрузки.

В зависимости от способа изготовления различают следующие разновидности полуосей:

  • сплошные, когда приводной вал не имеет съёмных элементов. Чаще всего такая конструкция используется на передней оси транспортного средства. Понятно, что цельная конструкция – самая долговечная, однако её нельзя назвать универсальным решением;
  • моноблочные полуоси тоже являются цельными, однако они полые внутри – это снижает прочность, но существенно облегчает конструкцию;
  • полуоси с шариковой втулкой обычно устанавливаются на автотранспортные средства, характеризующиеся повышенной проходимостью. Втулка как раз и является тем элементом, которые обеспечивает максимальную плавность хода и способствует снижению шума при работе полуоси.

Рассмотрим, какие силы действуют на приводной вал при движении автомобиля. Это, конечно же, сила тяжести, которая активируется при вертикальной составляющей, а также боковые и касательные нагрузки, возникающие при поворотах авто, во время заносов, при движении по участку дороги с поперечно расположенным уклоном, в результате воздействия бокового потока воздуха (порывы ветра).

В зависимости от конструкции внешнего крепления, которая и определяет уровень нагруженности вала изгибающими моментами различной направленности, различают следующие разновидности полуосей:

  • разгруженные полностью;
  • полуразгруженные;
  • разгруженные на ¾.

В последнем случае конструкция вала предусматривает наличие только опорного подшипника, к которому крепится колёсный диск/ступица. Поскольку такая конструкция не способна гасить изгибающие нагрузки, она используется относительно редко.

Полуразгруженный приводной вал обычно устанавливают на легковые авто, а также грузовики небольшой грузоподъёмности, не испытывающие значительных вертикально направленных нагрузок.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

В данном случае место установки подшипника – между кожухом ПВ и самой полуосью, которая, в свою очередь, крепится к колёсной ступице. Такая конструкция приводит к появлению разнонаправленных изгибающих моментов, воздействующих на ПВ в горизонтальной/вертикальной плоскостях, а также в плоскости поворота колеса на плече, длина которого равна диаметру шины.

Читайте также:  Замена вилки сцепления: тонкости и нюансы

Достоинства:

  • сравнительно простая конструкция;
  • малая масса.

Недостатки:

  • невысокая способность противостоять нагрузкам;
  • поломка ПВ приводит к потере колеса, что при движении на скорости становится причиной потери управляемости и опрокидывания транспортного средства.

Полностью разгруженный приводной вал – прерогатива автобусов и тяжелых грузовиков.

Внутри моста такая конструкция устанавливается свободно, фиксация на мостовой балке осуществляется посредством двух подшипников, на которые и возлагается ответственность за гашение всех видов изгибающих моментов. Полуось оказывается свободной и ответственна только за передачу от силового агрегата на колёса крутящего момента.

Достоинства:

  • способность противостоять значительным нагрузкам;
  • поломка полуоси не является критичной, её замена не представляет сложности (при движении на полноприводном автомобиле можно даже двигаться дальше, используя другой мост).

Недостатки – прямая противоположность плюсов полуразгруженных полуосей:

  • солидный вес приводного вала;
  • сложная конструкция.

Причины возникновения неисправности полуосей

При движении автотранспортного средства возникает множество нагрузок, приходящихся на элементы подвески. Часть из них воспринимается и приводным валом:

  • изгибающий момент, формирующийся под воздействием силы земного притяжения;
  • касательный изгибающий момент, проявляющийся при резком разгоне/торможении;
  • боковое воздействие, возникающее в результате заносов автотранспортного средства;
  • нагрузки, которые испытывает автомобиль при воздействия сильных порывов бокового ветра.

При движении по дорогам откровенно плохого качества приводной вал испытывает воздействие нагрузок экстремальной силы.

Хотя сам вал изготавливается из очень крепкой стали и его поломка – явление исключительно редкое, про остальные узлы полуоси этого не скажешь.

При этом следует учитывать, что в большинстве случаев поломка ПВ приводит к полной или в лучшем случае к частичной потере управляемости автотранспортом, поэтому уходу за этой деталью трансмиссии следует уделять первостепенное значение.

  1. Прежде всего, речь идёт о регулярной проверке состояния подшипников – именно они считаются «слабым звеном» в конструкции всех разновидностей полуосей.
  2. Кроме преждевременного износа деталей приводного вала, могут встречаться и механические повреждения, возникающие в результате воздействия сторонних предметов.
  3. Перечислим основные симптомы неисправностей приводного вала:
  • пробуксовка колес, возникающая в момент переключения скоростей;
  • ухудшение или невозможность включения некоторых передач;
  • появление в системе осадков в виде пены;
  • наличие утечек трансмиссионного масла;
  • появления непривычных шумов, локализующихся в области привода автотранспортного средства;
  • уход автомобиля от прямолинейной траектории, а также виляния в стороны;
  • появление вибрации, идущей со стороны днища машины.

Разумеется, практически все эти признаки являются косвенными, поскольку могут свидетельствовать и о других неисправностях, не относящихся к приводному валу.

Чаще всего, как уже упоминалось, нормальное функционирование полуосей нарушается из-за износа подшипников. Эта неисправность, в свою очередь, становится причиной утечки ТМ и потери герметичности сальниками полуосей.

Хотя трансмиссионное масло работает не в столь экстремальных условиях, как моторное, оно также подвергается сильному нагреву. Разжижаясь при нагреве, оно частично утрачивает свои смазывающие характеристики, сила трения в узлах вала возрастает, что и приводит к нарушению целостности сальников.

Согласно данным статистики, примерно в 90% случаев поломки полуоси виновниками и становятся именно подшипники. Отметим, что преждевременный износ деталей ПВ может быть вызван и попаданием внутрь мельчайших абразивных частиц. Иногда выход из строя подшипников обусловлен наличием дефектов в запорных кольцах.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Ещё одной достаточно распространённой причиной частичной потери работоспособности полуоси является повреждение шлицов, а также ослабление болтовых креплений.

Если не следить за состоянием концевых устройств ПВ, в один не очень прекрасный момент они могут просто переломиться, что наверняка станет причиной возникновения ДТП.

Обычно валы лопаются посередине, реже – около подшипника или у самого шлица.

Для переднеприводных авто характерна такая неприятность, как потеря целостности защитного кожуха ШРУСа, именуемого пыльником.

Этот разрыв может быть связан с разными факторами: механическим воздействием, перепадами температуры, попаданием на поверхность химически активных веществ, включая используемые на автомобиле технические жидкости, а также просто почтенный возраст пыльника.

При появлении разрывов на резинке пыльника внутрь вала проникает влага, пыль и грязь, что становится причиной его быстрого выхода из строя.

В результате длительной эксплуатации места крепления приводного вала разбалтываются, что становится причиной возникновения биений, разрушающих шлицы. Такая неприятность страшнее выходя из строя подшипника, поскольку в таких случаях полуось придётся менять.

Нередко преждевременный выход из строя деталей ПВ вызван действиями владельца – установкой некачественный деталей полуоси при проведении ремонтных операций.

Именно поэтому рекомендуется приобретать только оригинальные или рекомендованные автопроизводителем детали – в этом случае претензии к качеству у вас не возникнут.

Но зато любая ваша ошибка или неточность при проведении монтажных работ может стать причиной быстрой поломки элементов приводного вала.

Поэтому рекомендуется проводить диагностику полуосей каждые 10-15 тысяч километров, желательно – с применением специализированного оборудования, включая измерительные стенды.

Ремонт вала заключается в установке взамен полностью изношенной или повреждённой детали новой. Сам вал меняется в исключительных случаях, например, при потере геометрии в результате попадания в ДТП, или при разрушении вследствие развития коррозионных процессов.

Источник: https://drivertip.ru/osnovy/chto-takoe-poluos-avtomobilya-kak-rabotaet.html

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Назначение

Наружный ШРУС (ВАЗ 2115 в том числе) является составляющей частью независимой подвески. Те колеса, которые не осуществляют передачу крутящего момента, т.е.

не являются ведущими, не укомплектовываются данными шарнирами.

Одной из главных особенностей данного механизма является его свойство обеспечения угла наклона до 70 градусов, что дает возможность его применения в конструкции ведущей оси.

Где он размещается?

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Когда угол сочленения небольшой, с передачей усилий от трансмиссии легко справляется карданный шарнир неравных скоростей. Когда данное значение угла возрастает, вал начинает неравномерно вращаться, что усложняет работу передачи крутящего момента. Вследствие этого автомобиль теряет мощность и становится менее динамичным. Чтобы такого не происходило, на машину и устанавливается ШРУС (наружный и внутренний).

Чем отличается внутренний шарнир от наружного?

Чаще всего в КПП переднеприводных автомобилей применяются два типа ШРУСов – наружные и внутренние. Это делается для того, чтобы обеспечить большую свободу передвижения вала. И если их принцип работы и назначение – передача усилий с трансмиссии на ведущие колеса — неизменны, то в конструкции можно отметить два основных отличия.

  • ШРУС наружный устанавливается непосредственно у самого колеса и оснащается шаровым шарниром на конце приводного вала.
  • Внутренний стыкуется с корпусом трансмиссии и укомплектовывается треножным шарниром на том же месте.

Срок службы

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Шрус наружный – цена

Стоимость данного устройства на российском рынке составляет в среднем от 500 до 2-3 тысяч рублей. Цена может изменяться в большую или меньшую сторону в зависимости от того, на каком автомобиле тот или иной ШРУС применяется.

Дифференциал

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения, при необходимости, их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных конструктивных элементов трансмиссии. Расположение дифференциала в трансмиссии автомобиля:

  • в заднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере заднего моста;
  • в переднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в коробке передач;
  • в полноприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере переднего и заднего мостов;
  • в полноприводном автомобиле для привода ведущих мостов – в раздаточной коробке.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются межколесными. Межосевой дифференциал устанавливается между ведущими мостами полноприводного автомобиля.

Конструктивно дифференциал построен на основе планетарного редуктора. В зависимости от вида зубчатой передач, используемой в редукторе, различают следующие виды дифференциалов: конический, цилиндрический и червячный.

Конический дифференциал применяется в основном в качестве межколесного дифференциала. Цилиндрический дифференциал устанавливается чаще между осями полноприводных автомобилей. Червячный дифференциал, ввиду своей универсальности, может устанавливаться как между колесами, так и между осями.

Устройство дифференциала рассмотрено на примере самого распространенного конического дифференциала. Составные части дифференциала являются характерными и для других видов дифференциалов. Конический дифференциал представляет собой планетарный редуктор и включает полуосевые шестерни с сателлитами, помещенные в корпус.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Корпус (другое наименование – чашка дифференциала) воспринимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на полуосевые шестерни. На корпусе жестко закреплена ведомая шестерня главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты, играющие роль планетарной шестерни, обеспечивают соединение корпуса и полуосевых шестерен. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используется два или четыре сателлита. В легковых автомобилях применяется, как правило, два сателлита.

Полуосевые шестерни (солнечные шестерни) передают крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, с которыми имеют шлицевое соединение. Правая и левая полуосевые шестерни могут иметь равное или различное число зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, тогда как неравное количество зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Читайте также:  Сапун коробки передач: назначение и принцип работы

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент по осям в равных соотношениях, независимо от величины угловых скоростей ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межколесного дифференциала.

Несимметричный дифференциал делит крутящий момент в определенном соотношении, поэтому устанавливается между ведущими осями автомобиля.

Работа дифференциала

В работе симметричного межколесного дифференциала можно выделить три характерных режима:

  1. прямолинейное движение;
  2. движение в повороте;
  3. движение по скользкой дороге.

При прямолинейном движении колеса встречают равное сопротивление дороги. Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, вместе с которым перемещаются сателлиты.

Сателлиты, обегая полуосевые шестерни, передают крутящий момент на ведущие колеса в равном соотношении. Так как сателлиты на осях не вращаются, полуосевые шестерни движутся с равной угловой скоростью.

При этом частота вращения каждой из шестерен равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

При движении в повороте внутреннее ведущее колесо (расположенное ближе к центру поворота) встречает большее сопротивление, чем наружное колесо. Внутренняя полуосевая шестерня замедляется и заставляет сателлиты вращаться вокруг своей оси, которые в свою очередь увеличивают частоту вращения наружной полуосевой шестерни.

Движение ведущих колес с разными угловыми скоростями позволяет проходить поворот без пробуксовки. При этом, в сумме частоты вращения внутренней и наружной полуосевых шестерен всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

Крутящий момент, независимо от разных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равном соотношении.

При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает — буксует. Дифференциал, в силу своей конструкции, заставляет вращаться буксующее колесо с увеличивающейся скоростью. Другое колесо при этом останавливается.

Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. А так как дифференциал у нас симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим.

Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на свободном колесе. Это осуществляется с помощью блокировки дифференциала.

Actionteaser.ru — тизерная реклама

Источник: https://mazdatube.pp.ua/poluos-avtomobilya-chto-yeto-takoe-naznachenie-ustroystvo-princip-raboty/

Виды, устройство и принцип работы дифференциала

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием.

 Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться.

О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться — пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле  —  это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работыВедуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения — механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) — нагрузка становится неравномерной.

У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними  в определенном соотношении.

Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

  1. Передний привод – картер коробки передач.
  2. Задний привод – корпус ведущего моста.
  3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений.

Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой.

Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам.

Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы.  Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой.

Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

  Виды блокировок дифференциала

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к  авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работыПринципиальная схема дифференциала

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

Устройства используют для передачи крутящего момента ведущим колесам и ведущим мостам автомобиля .

Грузовики и легковые автомобили всех типов приводов имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между мостами, применяют исключительно в полноприводных машинах.

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

  1. конический;
  2. цилиндрический;
  3. червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

  1. симметричный;
  2. несимметричный.
  • Благодаря его свойству пропорционально распределять крутящий момент несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей устанавливают между мостами полноприводных автомобилей.
  • Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.
  • Червячная передача, являясь самой универсальной, используется во всех типах устройств со всеми приводами.

Схема работы дифференциала

Рассмотрим принцип, по которому работает симметричный межколесный конический дифференциал, распределяющий крутящий момент между колесами в трех различных условиях:

  1. прямолинейное движение;
  2. поворот;
  3. пробуксовка.

При прямолинейном движении

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами автомобиля. Они имеют одинаковую угловую скорость. Сателлиты, размещенные в корпусе, не вращаются вокруг своих осей. Они передают крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи к полуосям через неподвижное зубчатое зацепление.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работыРабота дифференциала при повороте и прямолинейном движении

При повороте

Когда транспортное средство поворачивает, силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

  • Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает сопротивление большей силы, чем наружное. Увеличенная нагрузка заставляет его снизить скорость вращения.
  • Наружное колесо, двигаясь по большему радиусу (большей траектории), наоборот, должно увеличить угловую скорость, чтобы автомобиль мог повернуть плавно, без пробуксовки.

  Виды, устройство и принцип работы главной передачи

Таким образом, колеса должны иметь разные угловые скорости. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит сателлиты в движение. Они, в свою очередь, посредством конической зубчатой передачи увеличивают скорость вращения полуоси наружного колеса. Крутящий момент, получаемый от главной передачи, остается неизменным.

При пробуксовке

Колеса автомобиля, движущегося даже прямолинейно по скользкой дороге или бездорожью, могут испытывать различную нагрузку: одно из них пробуксовывает, теряя сцепление с дорогой; другое, становясь более нагруженным, замедляется. Повторяется схема поворота. Только теперь она приносит вред: буксующее колесо может получить 100% принятого дифференциалом крутящего момента, а нагруженное вообще перестанет вращаться. Движение автомобиля прекратится.

Эти недостатки работы узла решаются различными способами:

  • ручной или автоматической блокировкой;
  • внедрением системы курсовой устойчивости.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работыПринудительная блокировка дифференциала с гидравлическим приводом

Чтобы крутящий момент полуосей снова стал одинаковым, нужно блокировать действие сателлитов или обеспечить его передачу от чашки на нагруженную полуось.

Это особенно актуально для машин повышенной проходимости, имеющих полный привод 4Х4. Не только потому что они предназначены для езды по местности с тяжелыми дорожными условиями.

Стоит машине, оснащенной тремя дифференциалами (два межколесных, один межосевой), хотя бы в одной из четырех точек потерять сцепление – величина крутящего момента остальных колес устремится к нулевому значению, и машина откажется ехать.

Избежать неприятностей помогает блокировка, которая может быть либо частичной, либо полной (зависит от степени перераспределения усилий между полуосями), а также либо ручной, либо автоматической (зависит от степени контроля со стороны водителя).

Хорошо себя зарекомендовали самоблокирующиеся дифференциалы, распределяющие крутящий момент, учитывая его разность на полуосях или исходя из значений угловых скоростей.

Наиболее сложным совершенным способом устранить недостатки узла является электронная блокировка, реализуемая на базе системы курсовой устойчивости, датчики которой контролирует все необходимые параметры во время движения автомобиля. На основе полученных данных работа автомобиля корректируется автоматически.

Читайте также:  Как проверить утечку тока на автомобиле мультиметром

Безопасность прежде всего

Дифференциал создан для обеспечения безопасного комфортного маневрирования на трассе. Описанные выше недостатки касаются езды в экстремальных условиях, а также по пересеченной местности.

Поэтому если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, использовать его нужно исключительно в соответствующих дорожных условиях.

 А шоссейные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км/час, эксплуатировать без дифференциала вообще невозможно и даже опасно. Такой вот нехитрый, но бесконечно важный механизм в трансмиссии.

(8

Источник: https://TechAutoPort.ru/transmissiya/differentsial-i-glavnaya-peredacha/differentsial.html

Полуоси

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы Валы трансмиссии, соединяющие дифференциал с колесами ведущего моста автомобиля, называются полуосями. Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

На автомобилях применяются различные типы полуосей (рисунок 1).

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Рисунок 1 — Типы полуосей, классифицированных по различным признакам

Фланцевая полуось (рисунок 2, а) представляет собой вал, который изготовлен за одно целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Фланцевые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рисунок 2, б) представляет собой вал, наружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепления полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 1 — для связи с полуосевой шестерней дифференциала.

При движении автомобиля, кроме крутящего момента, полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действующих на ведущие колеса при прямолинейном движении на повороте, при торможении, заносе и т.п. Нагруженность полуосей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Рисунок 2 — Полуоси

а — фланцевая; б — бесфланцевая; в — полуразгруженная; г — разгруженная; 1, 3 — шлицевые концы; 2 — фланец; 4 — подшипник; 5 — балка; 6 — полуось; 7 — ступица

Полуразгруженная полуось 6 (рисунок 2, в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего моста.

Полуось не только передает крутящий момент на ведущее колесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля.

Полуразгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Разгруженная полуось 6 (рисунок 2, г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4.

В результате все изгибающие моменты воспринимаются балкой моста, а полуось передает только крутящий момент, работая на скручивание.

Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах автобусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности.

Смотрите другие статьи по теме

Источник: https://carspec.info/poluosi

Устройство автомобилей



Крутящий момент из средней части ведущего моста, где расположены главная передача и дифференциал, должен передаваться на некоторое расстояние, зависящее от ширины автомобиля и его колеи, к ведущим колесам. Эту функцию выполняют валы ведущих колес, которые обычно называют полуосями.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

На ведущее колесо автомобиля действуют следующие силы: — реакция Rz дороги, зависящая от веса автомобиля, приходящаяся на колесо; — сила тяги Rx или тормозная сила Rt; — боковая сила Ry, возникающая при повороте и заносе автомобиля или на косогоре.

Все эти силы создают изгибающие моменты, которые могут существенно нагружать полуоси. В зависимости от типа автомобиля и его назначения установка полуосей в картере моста осуществляется различными способами, от которых зависит степень разгруженности полуоси, т. е.

ее защищенность от воздействия изгибающих моментов.

Полуразгруженными называют полуоси, непосредственно опирающиеся на подшипник, установленный в балке заднего моста (рис. 1, а). Такие оси воспринимают изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил. Полуразгруженные полуоси применяют в задних ведущих мостах легковых автомобилей малой грузоподъемности.

Разгруженные на три четверти полуоси (рис. 1, б) воспринимают моменты лишь частично из-за податливости подшипникового узла и балки моста. Основная часть изгибающих моментов передается балке моста через подшипник. Такие оси применяются ограниченно в ведущих мостах легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Полностью разгруженные полуоси (рис. 1, в) имеют ступицу колеса, установленную на балке моста на двух подшипниках.

В результате все изгибающие моменты передаются от колеса непосредственно на балку моста, при этом полуось передает только крутящий момент от главной передачи и дифференциала к ведущему колесу.

Разгруженные полуоси применяют в ведущих колесах грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Полуоси относятся к числу исключительно ответственных деталей, от надежности работы которых во многом зависит безопасность автомобиля, поэтому они изготавливаются из легированных сталей. Внутренние концы полуосей имеют шлицы, с помощью которых они соединяются с полуосевыми зубчатыми колесами дифференциала.

Наружный конец полуоси имеет фланец, с помощью которого она посредством резьбовых соединений (обычно – шпильками) крепится к ступице колеса (рис. 3). На некоторых полуосях наружный конец полуоси также имеет шлицевую часть (рис. 3, б).

В этом случае соединение полуоси со ступицей колеса осуществляется посредством фланца, надеваемого на эти шлицы.

Фланцевый конец полуоси может иметь каналы для подвода воздуха из системы централизованной накачки шин. Выход полуоси из балки моста уплотняется манжетой для предохранения утечки смазочного материала и предотвращения попадания посторонних частиц, воды или грязи.



Полуось привода переднего моста (рис. 3, в) должна передавать крутящий момент колесу при изменяющихся углах между валами. Поэтому в ее конструкции предусматривается шарнир равных угловых скоростей, конструкций которых рассмотрены на отдельной странице.

При этом полуось состоит из двух частей: внутренней полуоси 1 и наружной 3.

Внутренняя полуось, более длинная, шлицами соединяется с полуосевым зубчатым колесом дифференциала, наружная полуось своей шлицованной частью соединяется с фланцем, от которого момент передается на ступицу колеса.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

На полноприводных автомобилях с блокированным приводом переднего моста при движении с выключенным передним мостом механизмы моста вращаются, так как они получают привод от свободно катящихся колес.

Это снижает срок службы главной передачи и дифференциала, негативно сказывается на расходе топлива, поэтому на многих автомобилях (например, на автомобиле УАЗ-3151 и т. п.) предусмотрено отключение колес от механизмов трансмиссии.

Для этой цели полуось соединяется с фланцем посредством промежуточной муфты, которая чаще всего выполняется зубчатой или кулачковой. При необходимости муфта может выниматься, и колеса вместе со ступицей и фланцем будут вращаться автономно, не увлекая полуоси.

***

Передние управляемые мосты



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_transmjssia/mosty_10/index.shtml

Назначение и типы полуосей

Вращающий момент от полуосевых шестерен дифференциала к ведущим колесам передается валами, называемыми полуосями. Помимо вращающего момента, полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действующих на ведущее колесо.

Такими силами являются реакция дороги F от вертикальной нагрузки, приходящейся на колесо 1 (рис. а), сила тяги Р (или тормозная сила при торможении), боковая сила Т, возникающая при повороте и заносе.

В зависимости от способа установки полуоси могут быть полностью или частично разгружены от изгибающих моментов, возникающих под действием перечисленных сил на расстояниях с и г соответственно.

Полностью разгруженная полуось 4 (рис. б) внутренним концом установлена на шлицах в полуосевой шестерне дифференциала, корпус которого опирается на подшипники, а наружным при помощи фланца соединена со ступицей колеса.

Ступица 5 с колесом установлена на двух подшипниках 2 на балке моста 3. При такой установке полуось передает только вращающий момент, а все изгибающие моменты воспринимаются через подшипники балкой моста, что облегчает условия работы полуоси.

Полностью разгруженные полуоси применяются на транспортных колесных машинах средней и большой грузоподъемности.

Полуось автомобиля: что это такое, назначение, устройство, принцип работы

Рис. Схема установки полуосей

В приводе управляемых ведущих колес к карданному шарниру равных угловых скоростей 19 вращающий момент подводится от дифференциала внутренней полуосью 6. Наружная полуось 23 имеет фланец, от которого момент передается на ступицу 2 колеса.

Ступица колеса установлена наповоротной цапфе 22 с помощью двух конических роликовых подшипников 1, передающих на цапфу все изгибающие моменты от указанных выше сил.

Цапфа со своим корпусом 4 установлена на шкворневых пальцах 21 с подшипниками 5, жестко закрепленных на наконечниках балки 7 моста. Полуоси 6 и 23 нагружены только вращающим моментом.

Если полуось наружным концом непосредственно опирается на подшипники 2 (см.

а), установленные в балке моста, то она воспринимает изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил и, кроме того, передает вращающий момент на ведущее колесо. Полуоси такого типа называются полуразгруженными.

Они обычно применяются только на легковых автомобилях. На полноприводных колесных машинах используются почти исключительно полностью разгруженные полуоси.

На быстроходных гусеничных машинах механизмы поворота, служащие для управления движением, включены в трансмиссию, так как через них передается вращающий момент от двигателя к ведущим колесам.

Источник: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/transmissiya/naznachenie-i-tipy-poluosej/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector