Міністерство освіти і науки України
Національний університет водного господарства та природокористування
Рівненський автотранспортний коледж
Навчальний посібник з предмету
«Теорія і конструкція автомобілів»
розділ конструкція автомобіля
Рівне – 2014
Укладач:
Кундеус О.В., викладач спеціальних дисциплін, автотранспортного технікуму НУВГП
Зміст
Вступ …………………………………………………………………………… 6
Тема 10. Типи трансмісій автомобілів
§ 1. Ступінчасті механічні трансмісії ……..……………………………… 7
§ 2. Гідромеханічні трансмісії …………………………………………... 8
§ 3. Гідрооб΄ємні трансмісії ………..…………………………………… 10
§ 4. Електромеханічні трансмісії …………………………………………. 11
Тема 11. Зчеплення
§ 5. Призначення зчеплення їх класифікація …………………………… 22
§ 6. Вимоги до конструкції, їх конструктивне забезпечення ……………. 23
§ 7. Особливості конструкції зчеплень з периферійними пружинами .... 25
§ 8. Особливості конструкції зчеплень з діафрагмовою пружиною …..... 25
§ 9. Особливості конструкції відцентрового зчеплення………………….. 26
§ 10. Особливості конструкції електромагнітного зчеплення …………... 26
Тема 12. Коробки передач
§ 11. Призначення та класифікація коробок передач …………………….. 34
§ 12. Вимоги до конструкцій коробок передач …………………………. 34
§ 13. Конструкція короб передач ………………………….……………….. 36
§ 14. Гідротрансформатор, конструкція та робота ……….…………….. 36
§ 15. Призначення роздавальних їх класифікація, вимоги ……………. 37
§ 16. Конструкції роздавальних коробок автомобілів: ГАЗ-66, КраЗ-255Б, Урал-375 ……………………………………………………………………… 38
Тема 13. Карданна передача
§ 17. Призначення карданних передач їх класифікація, вимоги до них ... 39
§ 18. Конструкції і робота карданних передач з шарнірами нерівної
кутової швидкості ……………………………………………..……………… 39
§ 19. Конструкції і робота карданних передач з шарнірами рівної
кутової швидкості ………………………………………………………….. 40
§ 20. Критична частота обертання карданного валу …………………… 40
Тема 14. Ведучі мости
§ 21. Призначення ведучих мостів їх класифікація, вимоги до них ……. 50
§ 22. Призначення головних передач і їх класифікація та конструкція: одинарних, подвійних, рознесених ……………………………………….. 50
§ 23. Призначення диференціалів, їх класифікація і вимоги …………….. 55
§ 24. Конструкція і робота симетричного диференціалу, переваги
та недоліки ……………………………………..…………………………….. 56
§ 25. Конструкція і робота самоблокуючого диференціалу, переваги
та недоліки …………………………………..………………………………… 57
§ 26. Привід ведучих коліс автомобіля …………………………………… 56
Тема 15. Підвіска
§ 27. Призначення, класифікація та вимоги до підвіски………………... 61
§ 28. Конструкція залежної підвіски ………….………………………… 61
§ 29. Конструкція незалежної підвіски ………………………………….. 62
§ 30. Балансирна підвіска ………………………..………………………. 64
§ 31. Конструкція пневматичної і гідропневматичної підвіски ..…….. 64
§ 32. Амортизатори ……………………………………………………….. 66
Тема 16. Колеса, шини
§ 33. Призначення автомобільних коліс, їх класифікація, вимоги ……... 71
§ 34. Конструкція коліс, переваги та недоліки ……….………..………… 71
§ 35. Класифікація шин, вимоги, конструкція шин. ……………………... 72
Тема 17. Рама, кузов, кабіна
§ 36. Призначення рам їх класифікація вимоги до них ………………… 76
§ 37. Конструкція рам лонжеронних і хребетних ………………………. 76
§ 38. Класифікація і типи кузовів легкових автомобілів, вимоги до них і конструкція ……………………………………………………………………. 77
§ 39. Кузова вантажних автомобілів …………………………………… 79
Тема 18. Рульове керування
§ 40. Призначення рульового керування, їх класифікація, вимоги до
нього …………………………………………………………………………. 79
§ 41. Визначення передаточного числа рульового керування ………… 80
§ 42. Призначення рульових механізмів, їх класифікація вимоги
до їх конструкцій ………………………………………………………... 80
§ 43. Особливості рульового механізму: черв’ячних, гвинтових, комбінованих …………………………………. ……………………………… 82
Тема 19. Гальмівне керування
§ 44. Вимоги до гальмівних систем ………………………………………. 85
§ 45. Гальмівні механізми ………………………………………………… 85
§ 46. Барабанні гальмівні механізми …………..……………………... 86
§ 47. Дискові гальмівні механізми ….……. ……….……………………… 90
§ 48. Гальмівні приводи підвищеної надійності ….……………………… 91
§ 49. Гідровакуумний підсилювач гальмівного приводу ………………. 93
§ 50. Регулятор гальмівних сил …………………………………………… 95
§ 51. Гальмівні системи автопоїздів …….………..……………………... 96
§ 52. Стоянкові гальмівні механізми ….……. …….……………………… 97
§ 53. Гальмо-сповільнювачі, надійність гальмівних систем …………… 97
Тема 19. Автомобілі-самоски
§ 54. Автомобілі і авто потяги-самоскиди ……………………………. 99
§ 55. Особливості конструкції і основні технічні характеристики ато-
мобілів і авто потягів-самоскидів самоскидів ……………………………… 99
§ 56. Підіймальний механізм автомобілів самоскидів ……………... 102
Тема 20. Автомобілі-цистерни
§ 57. Призначення і класифікація автомобілів-цистерн, вимоги до їх
конструкції ……………………………………..……………………………. 104
§ 58. Особливості конструкції автомобілів-цистерн для перевезення
рідких вантажів, продуктів харчування, бітуму, стиснутих і зріджених
газів, цементу. ……………………………….……………………………… 105
Тема 21. Автомобілі-фургони
§ 59. Призначення і класифікація автомобілів-фургонів, вимоги до їх
конструкції ……………………………………..……………………………. 112
§ 60. Особливості конструкції автомобілів рефрижераторів………… 113
§ 61. Способи охолодження автомобілів рефрижераторів…………… 117
Тема 21. Автопоїзди
§ 62. Призначення автопоїздів їх класифікація ……..…………………. 118
§ 63. Особливості конструкції автопоїздів ………………….………… 119
§ 64. Класифікація причіпного складу…………………….…………… 119
§ 65. Конструкція і робота сідельно-зчіпного пристрою ….……………120
Тема 10: Типи трансмісій автомобіля
Трансмісія автомобіля призначена для передачі крутного моменту і потужності від двигуна до ведучих коліс, зміни кутової швидкості коліс і підвищеного до них крутного (тягового) моменту по величині і напрямку. Момент змінюють з допомогою трансформатора (перетворювача) крутного моменту, наприклад коробки передач.
В залежності від типу перетворювача трансмісії поділяють на механічні (ступінчаті і безступінчаті) і гідромеханічні, гідрооб’ємні і електромеханічні (безступінчаті).
§1. Ступінчасті механічні трансмісії
Одним з агрегатів ступінчастої механічної трансмісії є механічний перетворювач — коробка передач, що трансформує крутний момент за допомогою зубчастих коліс, що включаються в різних сполученнях, що дозволяє одержати різні передаточні числа. Так, наприклад, при включенні понижувальної передачі передаточне число коробки виявляється більше одиниці. При цьому в скільки разів зменшується кутова швидкість веденого вала, майже в стільки ж раз збільшується переданий крутний момент.
Вища передача в більшості коробок пряма з передаточним числом, рівним одиниці. Іноді вища передача підвищувальна, тобто з передаточним числом менше одиниці, що дозволяє знизити кутову швидкість колінчатого вала на 10...20 %, сповільнити зношування деталей і зменшити витрата палива при русі з тою же швидкістю, що й на прямій передачі.
Рух назад забезпечує передача заднього ходу, що з'єднує проміжний і ведений вали не двома, а трьома зубчастими колесами , що змінює напрямок обертання ведучих коліс (іноді замість третього зубчастого колеса застосовують блок із двома зубчастими колесами ).
Крім коробки передач у механічну трансмісію входять також і інші елементи (агрегати, механізми й деталі), що передають і перетворюють крутний момент. Їхнє число й взаємне розташування залежать від колісної формули автомобіля й розташування двигуна й ведучих мостів. Так, у легкових автомобілів найпоширеніший тип — задньопривідних 4х2 з переднім розташуванням двигуна 1 (мал.1,а) — у трансмісію входять зчеплення 2, коробка передач 3, карданна передача 4 і ведучий міст, що складається з головної передачі 5, диференціала 6 і двох півосей 7. Таке розташування двигуна й елементів трансмісії вважається класичним. До переваг цієї схеми слід віднести рівномірний розподіл навантаження між переднім і заднім мостами й можливість розміщення сидінь між ними, у зоні менших коливань кузова, а до недоліків — необхідність установки порівняно довгої карданної передачі.
Більше компактні, легкі й економічні трансмісії задньопривідного (мал.1,б) і передньопривідного (мал.1,в) легкових автомобілів 4x2 відповідно із заднім і переднім розташуванням двигуна 1. Це пояснюється тим, що зчеплення 2, коробці передач 3, головну передачу 5 і диференціал 6 можна розташувати в загальному картері, а момент від диференціала до коліс ведучого мосту 8 (мал.1,б) або ведучого керованого мосту 9 (мал.1,в) передавати двома короткими поперечними карданними передачами 4.
При порівняно рідкому задньому розташування двигуна й трансмісії можна забезпечити кращу оглядовість і розмістити сидіння між мостами, а також краще ізолювати салон від шуму двигуна і відпрацьованих газів. Однак при цьому погіршується керованість і стійкість автомобіля. Крім того, водій і передній пасажир гірше захищені від травм при наїздах і зіткненнях, чим в автомобілях, трансмісії яких виконані за схемою на мал.1а.
Переднє розташування двигуна і трансмісії (мал.1,в) дозволяє поліпшити керованість і стійкість автомобіля, а поперечне розташування двигуна спрощує головну передачу. Разом з тим при русі передньопривідного автомобіля на підйомі дороги зі слизьким покриттям можливе пробуксовування привідних керованих коліс у результаті зменшення навантаження на передній міст.
Так як вантажні автомобілі 4x2 мають звичайно задній привід і переднє розташування двигуна 1 (мал.1,г), то їхні трансмісії також складаються з зчеплення 2, коробки передач 3, карданної передачі 4 і ведучого мосту 8. Іноді вантажні автомобілі мають рознесену головну передачу, що складається із центральної головної передачі 10 і двох планетарних колісних редукторів 11.
У міру збільшення числа ведучих мостів трансмісія вантажного автомобіля ускладнюється. Так, в автомобіля підвищеної прохідності 4х4 з переднім розташуванням двигуна 1 (мал.1,д), крім зчеплення 2, коробки передач 3, карданної передачі 4 і заднього ведучого мосту 8, у трансмісію входять також передній ведучий керований міст 11 і роздавальна коробка 12, з'єднана з ним і коробкою передач 3 карданними передачами 4. Ще складніше трансмісії автомобілів підвищеної прохідності 6x6 (мал.1, е і ж). В трансмісіях автомобілів цього типу карданною передачею 4 задній ведучий міст 8 з'єднано з роздавальною коробкою 12 (мал.1,е) або із проміжним ведучим (проміжним) мостом 13 (мал.1,ж), а передній ведучий керований 11 і проміжний ведучий 13 мости — з роздавальною коробкою 12. У деяких роздавальних коробках таких багато привідних автомобілів встановлюють між осьовий диференціал 14.
мал.1. Ступінчасті механічні трансмісії автомобіля.
У міру збільшення числа ведучих мостів трансмісія вантажного автомобіля ускладнюється. Так, в автомобіля підвищеної прохідності 4х4 з переднім розташуванням двигуна 1 (мал.1,д), крім зчеплення 2, коробки передач 3, карданної передачі 4 і заднього ведучого мосту 8, у трансмісію входять також передній ведучий керований міст 11 і роздавальна коробка 12, з'єднана з ним і коробкою передач 3 карданними передачами 4. Ще складніше трансмісії автомобілів підвищеної прохідності 6x6 (мал.1, е і ж). В трансмісіях автомобілів цього типу карданною передачею 4 задній ведучий міст 8 з'єднано з роздавальною коробкою 12 (мал.1,е) або із проміжним ведучим (проміжним) мостом 13 (мал.1,ж), а передній ведучий керований 11 і проміжний ведучий 13 мости — з роздавальною коробкою 12. У деяких роздавальних коробках таких багато привідних автомобілів встановлюють між осьовий диференціал 14.
Ступінчасті механічні трансмісії звичайно простіші, легші, економічні й надійніші за безступінчасті трансмісії і мають порівняно високий ККД (0,80...0,95). Одним з їхніх недоліків є розрив потоку потужності при перемиканні передач, що викликає сповільнення руху, що знижує інтенсивність розгону й погіршує прохідність автомобіля. Крім того, правильність вибору передачі залежно від умов руху й моменту перемикання передач залежить від кваліфікації водія й тому вибір не завжди оптимальний - близький до найбільш вигідних режимів роботи двигуна. Значне ж число перемикань передач у міських умовах руху викликає сильне стомлення водія.