Учебный вопрос № 2 Назначение, устройство и работа ведущего моста
Мостом называется узел автомобиля, соединяющий колеса одной оси между собой и через подвеску с несущей системой. Мосты автомобиля служат для поддерживания рамы и кузова и передачи от них на колеса вертикальной нагрузки, а также для восприятия от колес сил и реактивных моментов, возникающих в результате взаимодействия колес с дорогой, и передачи их на раму (рис. 6).
Ведущий мост воспринимает передаваемые через подшипники ступиц колес вертикальные, боковые и продольные реакции, возникающие в точках контакта колес с опорной поверхностью, а также реактивный тяговый момент, передаваемый через подшипники шестерни главной передачи, и реактивные тормозные моменты, возникающие в суппортах тормозных механизмов. Ведущие мосты предназначены для передачи крутящего момента к ведущим колесам под углом 90º. (СЛАЙД № 17)
Ведущий мост передает силы и моменты на раму автомобиля через продольные листовые рессоры или через направляющие устройства подвески.
Рис. 6. Мосты автомобиля (СЛАЙД № 17)
Мосты автомобиля выполняют функции осей, на которые устанавливаются колеса. В зависимости от схемы трансмиссии мосты могут быть ведущими, ведомыми и управляемыми, поддерживающими. В а/м КАМАЗ 4310 и УРАЛ 4320 все мосты ведущие.
Ведущий мост представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены узлы трансмиссии: главная передача, дифференциал и валы привода ведущих колес
(рис. 7).
Рис.7. Ведущий мост: (СЛАЙД № 18)
1 – картер с кожухами полуосей; 2 – главная передача; 3 – дифференциал;
4 – полуоси колес.
Картеры промежуточного и заднего мостов сварены из стальных штампованных балок с приваренными к ним крышками картеров. Картеры имеют фланцы для крепления главных передач, концевые фланцы для крепления суппортов тормозных механизмов и цапф ступиц колес, рычаги для крепления реактивных штанг и опоры рессор (рис. 8).
Рис. 8. Задний мост: (СЛАЙД № 19)
1 - картер заднего моста; 2 – камера тормозная; 3 – цапфа левая; 4 – клапан со штуцером; 5 – главная передача; 6 - ступица с тормозным барабаном; 7 – гайка подшипников; 8 – кран запора воздуха; 9 – опора рессоры; 10 – тормоз задний левый; 11 – дифференциал; 15 – прокладка полуоси; 16 – направляющая полуоси; 17 – прокладка картера редуктора; 18 – полуось правая; 19 – полуось левая; 20 – втулка разжимная; 22 – шайба замковая; 23 – контргайка; 25 – кольцо; 26 – прокладка; 36 – подшипник 7518 АК1 роликовый конический однорядный; 37 – подшипник 2007118А роликовый конический однорядный; 51 - предохранительный клапан; 52, 53 – манжета; 54 - пробка контрольного отверстия; 60 - пробка магнитная сливного отверстия.
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 3 Главная передача, дифференциал
Главная передача – механизм трансмиссии, предназначенный для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси под прямым углом.
Конструктивно главная передача представляет собой зубчатый редуктор с большим передаточным числом.
Главная передача служит для увеличения подводимого к ней крутящего момента и передачи его через дифференциал на полуоси, расположенные под прямым углом к продольной оси автомобиля (рис. 9). (СЛАЙД № 21)
С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен.
В зависимости от числа шестерен главные передачи разделяют на:
одинарные конические, состоящие из одной пары шестерен,
двойные, состоящие из пары конических и пары цилиндрических шестерен.
Одинарные конические, в свою очередь, разделяются на:
простые;
гипоидные передачи.
Одинарные конические простые передачи применяют преимущественно на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. В этих передачах ведущая коническая шестерня соединена с карданной передачей, а ведомая с коробкой дифференциала и через механизм дифференциала с полуосями.
Для большинства автомобилей одинарные конические передачи имеют зубчатые колеса с гипоидным зацеплением.
Рис. 9. Главная передача моста (СЛАЙД № 21)
Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость. Но это обстоятельство обуславливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.
Двойные главные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и повышения передаваемого крутящего момента. В этом случае передаточное число главной передачи подсчитывается как произведение передаточных чисел конической и цилиндрической пар.
Каждая главная передача состоит из картера с крышками, ведущего вала с подшипниками, ведущей конической шестерни, ведомой конической шестерни, ведущей цилиндрической шестерни c валом и подшипниками и ведомой цилиндрической шестерни (рис. 10, 11).
Главные передачи промежуточного и заднего мостов в основном унифицированы. Главная передача промежуточного моста отличается от главной передачи заднего моста ведущим валом, ведущим коническим зубчатым колесом, упорной шайбой и фланцем первичного вала, который аналогичен фланцу, установленному на зубчатом колесе привода промежуточного и заднего мостов раздаточной коробки.
Рис. 10. Главная передача заднего моста: (СЛАЙД № 22)
1 - картер главной передачи; 2 - заливная пробка; 3 - ведомое коническое зубчатое колесо; 4 -шпонка; 5 - ведущее цилиндрическое зубчатое колесо; 6, 9, 16, 34, 36 - конические роликовые подшипники; 7, 32 - стаканы подшипников; 8 - крышка подшипника; 10, 19, 24, 47 - опорные шайбы; 11, 49 - гайки; 12, - регулировочная шайба; 13, 33 - регулировочные прокладки; 14, 31, 39 - прокладки уплотнительные; 15 - гайка регулировочная; 17 - чашка дифференциала; 18 - сателлит; 20 - крестовина; 21 - полуосевое зубчатое колесо; 22 - болт крепления чашек дифференциала; 23 - ведомое цилиндрическое зубчатое колесо; 25 - втулка сателлитов; 26, 40 - подшипники роликовые цилиндрические; 27 - фланцы; 28 - отражатель; 29 - манжета; 30, 41 - крышка; 35 – регулировочная втулка; 37 - ведущее коническое зубчатое колесо; 38 - ведущие валы; 42, 48 - шайбы; 43 - крышка подшипника дифференциала; 44 - стопор гайки подшипника дифференциала; 45 - болт крепления; 46 - втулка распорная; A, B, F -регулируемые размеры
Рис. 11. Главная передача промежуточного моста (СЛАЙД № 23)
На автомобиле КАМАЗ-4310 применяются двойная главная передача.
Картеры 1 (рис. 10, 11) главных передач, среднего и заднего мостов отлиты из высокопрочного чугуна ВЧ-50, конструктивно идентичны и установлены сверху на балках мостов с помощью шпилек, четыре из которых снабжены коническими разжимными втулками.
С целью поддержания в картере давления на уровне атмосферного в верхней части балок мостов установлены предохранительные клапаны.
Ведущий вал заднего моста 38 (см. рис. 10) изготовлен из стали 35ХГС и предназначен для передачи крутящего момента ведущей конической шестерне 37. На шлицевой конец вала 38 установлены ведущая коническая шестерня 37 и фланец 27.
Вал 38 установлен на двух опорах. Одной опорой являются конические подшипники 34, 36 ведущей конической шестерни 37, другой - роликовый цилиндрический подшипник 40, установленный в расточке картера 1 на заднем конце вала. Для обеспечения смазки подшипника 40 в картере 1 предусмотрен продольный канал. Подшипник закрыт крышкой 41. Осевые усилия, передаваемые валом 38 при работе конической пары шестерен, воспринимаются роликовыми коническими подшипниками 34 и 36.
Ведущий вал 55 среднего моста (см. рис. 11) предназначен для передачи крутящего момента ведущей конической шестерне и заднему мосту. Он изготовлен из стали 35ХГС и установлен на двух опорах: передней опорой являются конические подшипники ведущей конической шестерни, задней опорой - роликовый цилиндрический подшипник 53, установленный в гнезде картера 1 редуктора. Концы вала 55 шлицевые. На передний шлицевой конец вала установлены ведущая коническая шестерня и фланец 56. На задний конец до упора во внутреннее кольцо подшипника установлен фланец 50, зафиксированный на валу гайкой 51. Для предотвращения вытекания смазки и попадания пыли и грязи в крышку подшипника 53 запрессована манжета, а к фланцу 50 приварен грязеотражатель. Фланец 50 взаимозаменяем с ведущим фланцем 27 заднего моста. Для обеспечения смазки подшипника 53 в картере предусмотрен продольный канал.
Ведущая коническая шестерня 37 изготовлена из стали 20ХГНМТА, проходит цементацию и закалку для обеспечения твердости 60-64 НRС. Шестерня имеет шлицевое отверстие, предназначенное для соединения с ведущим валом. Шестерня заднего моста отличается от конической шестерни среднего моста длиной ступицы
Ведущая шестерня 37 среднего и заднего моста установлена на валу 38 и вместе с валом на двух конических подшипниках 34, 36 в картере 1. Внутреннее кольцо заднего подшипника 36 напрессовано на шейку шестерни 37, наружное кольцо на посадке скольжения установлено в расточке картера 1. Наружное кольцо переднего подшипника 34 запрессовано в гнездо стакана 32, внутреннее кольцо на посадке скольжения установлено на шейке шестерни 37. Между подшипниками 34 и 36 установлена регулировочная втулка 35, предназначеннае для регулировки преднатяга подшипников. От осевого смещения внутреннее кольцо переднего подшипника 34 фиксируется опорной шайбой 47, которая упирается в торец фланца 27. Фланец, в свою очередь, зафиксирован на валу 38 гайкой 49. Фланец взаимозаменяем с задним фланцем среднего моста 50. Осевые усилия, возникающие при работе главной передачи, воспринимаются коническими подшипниками и передаются на картер.
Осевое усилие, направленное в сторону конических подшипников 34 и 36, передается от торца ведущей конической шестерни 37 на внутреннее кольцо внутреннего подшипника 36, ролики, наружное кольцо внутреннего подшипника на стакан подшипников 32 и через болты - на картер 1 редуктора.
Осевое усилие, действующее на ведущую коническую шестерню 37 в сторону роликового цилиндрического подшипника 40, передается торцом шестерни на ведущий вал 38 и далее через гайку 49, фланец 27 и опорную шайбу 47 на внутреннее кольцо наружного подшипника 34, ролики, наружное кольцо наружного подшипника, стакан подшипников 32 на картер 1 редуктора.
Остальные элементы главной передачи заднего и среднего мостов, конструктивных отличий не имеют.
Ведомая коническая шестерня 3 изготовлена из стали 20ХГНМТА, проходит цементацию и закалку для обеспечения твердости 60-64 НRС. Шестерня 3 напрессована на шейку ведущей цилиндрической шестерни 5 до упора в торец шестерни и от проворачивания стопорится шпонкой 4.
Ведущая цилиндрическая шестерня 5 выполнена заодно с валом. Ведущая цилиндрическая шестерня 5 в сборе с ведомой конической шестерней 3 на двух опорах установлена в гнездах картера редуктора. Передней опорой является роликовый цилиндрический подшипник 26, внутреннее кольцо которого установлено на шейке вала 5, а наружное - в гнезде картера 1. Задней опорой являются два роликовых конических подшипника 6 и 9, внутренние кольца, которых установлены на шейках вала 5, а наружные - в стакане подшипников 7. Регулировка преднатяга подшипников осуществляется регулировочными шайбами 12.
Внутреннее кольцо наружного подшипника 9 опирается на шайбу 10 и оба подшипника фиксируются на ведущей цилиндрической шестерне гайкой 11, навинченной и закерненной в пазы на резьбовом конце шестерни. Для предохранения от самоотворачивания гайки опорная шайба имеет два специальных усика, входящих в пазы шестерни. Для обеспечения регулировки зацепления конической пары шестерен при установке стакана подшипников 7 между стаканом и картером устанавливается набор регулировочных прокладок 13. После установки и регулировки стакан подшипников ведущей цилиндрической и ведомой конической шестерни снаружи закрывается крышкой 8, отлитой из алюминиевого сплава АЛ-4.
Осевые усилия, возникающие при работе главной передачи, воспринимаются двумя коническими подшипниками 6 и 9. Для разгрузки подшипников при движении задним ходом наклон зубьев цилиндрической пары выбран таким образом, чтобы осевое усилие, возникающее от работы цилиндрической пары, было направлено навстречу усилию, направленному от конической пары, и частично его компенсировало.
Осевое усилие, направленное в сторону конических подшипников, передается от ведомой конической шестерни 3 на торец зубьев ведущей цилиндрической шестерни 5 и далее через внутреннее кольцо внутреннего подшипника 6, ролики, наружное кольцо внутреннего подшипника на стакан подшипников 7 и через болты на картер редуктора.
Осевое усилие, действующее на ведущую цилиндрическую шестерню 5 в сторону роликового цилиндрического подшипника, передается на гайку 11 и через опорную шайбу 10, внутреннее кольцо наружного подшипника 9, ролики, наружное кольцо наружного подшипника, стакан подшипников 7 на картер редуктора.
Ведомая цилиндрическая шестерня 23 косозубая. Шестерня изготовлена из стали 20ХГНМТА, проходит цементацию и закалку для обеспечения твердости 60-64 НRС. Шестерня в сборе с дифференциалом на двух конических подшипниках 16 установлена в картере редуктора. На чашки дифференциала 17 шестерня 23 установлена по посадке скольжения и крепится к ним болтами 22 с самоконтрящимися гайками.
Главная передача среднего моста автомобиля КАМАЗ
Главная передача среднего моста автомобиля КАМАЗ-5350 комплектации 5350-0000340 (рис. 3.93) отличается от ранее рассмотренных наличием межосевого дифференциала.
Ведущая коническая шестерня 7 (рис. 12) среднего моста автомобиля КАМАЗ имеет внутреннее цилиндрическое отверстие, предназначенное для обеспечения прохождения вала привода заднего моста. Шестерня среднего моста 7 установлена на двух конических подшипниках. Внутреннее кольцо заднего подшипника напрессовано на шейку шестерни. Наружное кольцо на посадке скольжения установлено в гнезде картера. Наружное кольцо переднего подшипника запрессовано в гнездо стакана. Стакан подшипников среднего моста не взаимозаменяем со стаканом заднего моста. Внутреннее кольцо переднего подшипника на посадке скольжения установлено на шейке шестерни. Между подшипниками установлены распорная втулка 10 и регулировочные шайбы, предназначенные для регулировки преднатяга подшипников. Внутреннее кольцо от осевого перемещения фиксируется специальной гайкой, навинченной из резьбовой части шестерни. Штифт гайки входит в одно из отверстий замочного кольца, а кольцо от проворачивания стопорится с помощью усика, который входит в паз шестерни. Кольцо стопорится контргайкой. Между кольцом и контргайкой устанавливается замочная шайба. Осевые усилия, возникающие при работе передачи, воспринимаются коническими подшипниками и передаются на картер. Для обеспечения подвода и отвода смазки к подшипникам в картере и стакане предусмотрены продольный и радиальный каналы. Стакан подшипников болтами крепится к картеру, а к стакану подшипников, в свою очередь, крепится картер межосевого дифференциала.
Рис. 12. Главная передача среднего моста с межосевым дифференциалом: (СЛАЙД № 24)
1 - фланец; 2 - картер межосевого дифференциала; 3 - корпус дифференциала; 4 -выключатель контрольной лампы блокировки межосевого дифференциала; 5 - вилка блокировки; 6 - механизм блокировки; 7 - ведущая коническая шестерня; 8 - ведущий вал; 9 - межосевой дифференциал; 10 - распорная втулка; 11 - муфта блокировки; 12 - муфта шестерни привода среднего моста; 13 - шестерня привода среднего моста; 14 - шестерня привода заднего моста
Ведущий вал 8 среднего моста автомобиля КАМАЗ предназначен для передачи крутящего момента заднему мосту. Он изготовлен из стали 35ХГСА и установлен на двух опорах: передней опорой является шариковый подшипник чашки межосевого дифференциала, задней опорой - шариковый подшипник, установленный в гнезде картера редуктора. Концы вала шлицевые. Передний конец входит в отверстие шестерни 14 привода заднего моста межосевого дифференциала. На задний конец до упора во внутреннее кольцо подшипника установлен фланец 1, зафиксированный на валу гайкой. Для предотвращения вытекания смазки и попадания пыли и грязи в крышку подшипника запрессована манжета, а к фланцу приварен грязеотражатель. Фланец 1 взаимозаменяем с ведущим фланцем 27 (рис. 11) заднего моста. Для обеспечения смазки подшипника в картере предусмотрен продольный канал.
Межосевой дифференциал (рис. 13), установленный на среднем мосту, предназначен для распределения крутящего момента между задним и средним мостами, а также для предотвращения циркуляции мощности между ведущими мостами в случае движения по дорогам с твердым покрытием (при наличии кинематического рассогласовывания между мостами или при значительной разнице между радиусами качения их ведущих колес).
На автомобилях КАМАЗ установлен симметричный, блокируемый, конический межосевой дифференциал.
Дифференциал состоит из картера дифференциала 13, левой и правой чашек 15, четырех сателлитов 16, крестовины 40, шестерни привода среднего моста 38, шестерни привода заднего моста 41, шарикового подшипника 44, крышки подшипника 45 и фланца 12.
Рис. 13. Межосевой дифференциал с механизмом блокировки и кран включения
механизма блокировки: (СЛАЙД № 25)
1 - кран включения механизма блокировки; 2 - пружина клапана; 3 - клапан; 4 - седло клапана; 5 - кольцо уплотнительное; 6 - пружина штока; 7 - корпус; 8 - шток; 9 - рычаг включения; 10 - гайка; 11 - шайба; 12 - фланец; 13 - картер межосевого дифференциала; 14 - опорная шайба; 15 - чашка дифференциала в сборе (комплект); 16 - сателлит; 17 - опорная шайба; 18 - заглушка; 19 - микровыключатель; 20 - гайка; 21 - винт установочный; 22 - пробка заливная; 23 - стержень механизма блокировки; 24 - возвратная пружина; 25 - нажимная пружина; 26 - стакан стержня; 27 - мембрана; 28 - шланг; 29 - крышка стакана; 30 - кольцо стопорное; 31 - крышка корпуса; 32 - корпус механизма блокировки; 33 - вилка муфты; 34 - опорное кольцо; 35 - муфта шестерни привода среднего моста; 36 - муфта блокировки межосевого дифференциала; 37 - пробка сливная; 38 - шестерня привода среднего моста; 39 - шайба опорная; 40 - крестовина; 41 - шестерня привода заднего моста; 42 - болт самоконтрящийся; 43 - шайба опорная; 44 - подшипник шариковый; 45 - крышка подшипника
Картер 13 дифференциала отлит из высокопрочного чугуна. В верхней части картера имеются отверстия для установки механизма блокировки дифференциала.
Для обеспечения дистанционного включения механизма блокировки в кабине водителя с правой стороны от руля на щитке приборов установлен кран механизма блокировки. Кран механизма блокировки состоит из корпуса с крышкой 7, штока 8, пружины штока 6, клапана 3 и пружины клапана.
При выключенной блокировке рычаг 9 находится в крайнем левом положении. При этом шток под действием пружины находится в верхнем положении, а клапан под действием своей пружины прижат к седлу. Сжатый воздух, подводимый постоянно от ресивера к крану, дальше пройти не может.
При включенной блокировке рычаг 9 переводится в крайнее правое положение. Шток под действием рычага опускается вниз, сжимая пружину, отрывает клапан от седла и сообщает входное отверстие с выходным. Сжатый воздух идет к механизму блокировки.
При выключении блокировки рычаг переводится обратно в левое положение. Шток под действием пружины поднимается вверх, отрываясь при этом от клапана. Выходное отверстие соединяется через продольное и радиальное сверления с атмосферой, воздух из механизма выключения выпускается. Клапан под действием пружины прижимается к седлу и разобщает входное и выходное отверстия.
Межколесный дифференциал позволяет колесам одного моста катится с различными скоростями при движении на поворотах или по неровной дороге, он также распределяет подводимый к нему крутящий момент, между колесами (рис. 14).
Характеристика: (СЛАЙД № 26)
межколесный;
с постоянным соотношением Мкр на ведомых валах;
симметричный;
конический.
Состоит из : 2 чашек; крестовины; 4 саттелито с бронзовыми втулками и опорными шайбами; 2 полуосевых шестерней с опорными шайбами.
Рис. 14. Устройство межколесного дифференциала (СЛАЙД № 27)
1 – правая чаша дифференциала; 2, 5 – опорная шайба сателлита; 3 – сателлит; 4 – втулка сателлита; 6 – коническая шестерня полуоси; 8 – ведомая шестерня редуктора; 9 – левая шашка дифференциала; 10 – крестовина дифференциала
Корпус межколесного дифференциала состоит из двух половин – чашек 1, 9, скрепленных болтами с ведомой цилиндрической шестерней 8 главной передачи болтами. В плоскости разъема корпуса зажата крестовина 10, на шипах которой свободно установлены и могут вращаться четыре конических сателлита 3. Каждый сателлит 3 находится в зацеплении с двумя коническими полуосевыми шестернями 6, установленными ступицами в корпусе дифференциала. Последние внутренними шлицами соединены со шлицевыми концами полуосей, свободно проходящих через отверстия в корпусе дифференциала.
Сателлиты на бронзовых втулках 4 установлены на крестовине. Для предотвращения износа поверхности чашек дифференциала торцами сателлитов и уменьшения трения между ними установлены опорные стальные шайбы 2, 5.
Торцовые поверхности сателлитов 3 и их шайб 2, 5 сферические, что обеспечивает центрирование сателлитов и их правильное зацепление с полуосевыми шестернями.
Полуосевые шестерни 6 имеют так же опорные стальные шайбы 7. Опорные шайбы 2, 5, 7 имеют углубления в которых задерживается масло и таким образом обеспечивается лучшая смазка поверхностей трения.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба ведущих колеса испытывают одинаковые сопротивления качению и проходят одинаковый путь. Поэтому сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной и коробкой дифференциала, сообщают зубчатым колесам одинаковую частоту вращения, а сами относительно своих осей не поворачиваются. При этом сателлиты как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса, соединяя обе полуоси.
При движении автомобиля на повороте внутренние и внешние колеса (по отношению к центру поворота) испытывают различное сопротивление, соответственно изменяются и усилия, действующие на полуосевые шестерни. Под действием разного давления со стороны полуосевых шестерен сателлиты начинают вращаться на своих осях, перекатываясь по полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, и увеличивая скорость вращения шестерни, связанной с наружным колесом.
Чтобы устранить этот недостаток дифференциала, у некоторых автомобилей применяют механизм блокировки, который предусматривает жесткое соединение одной из полуосей с корпусом дифференциала или непосредственное соединение обеих шестерен полуосей. В редукторах неуправляемых мостов может устанавливаться блокировка межколесного дифференциала (рис. 15).
Рис. 15. Привод блокировки межколесных дифференциалов (СЛАЙД № 28)
Она состоит: пневматического привода; механизма блокировки.
Пневматический привод состоит из (рис. 16):
крана управления (установлен в кабине),
трубопроводов,
пневмокамеры 8 со штоком 4;
датчика включения блокировки 7;
деталей крепления и уплотнения.
Рис. 16. Привод блокировки межколесного дифференциала (СЛАЙД № 29)
Механизм блокировки состоит (рис. 17): - муфты блокировки 5; - каретки 4 (выполненной за одно целое с чашкой корпуса дифференциала)
Рис.17. Механизм блокировки межколесного дифференциала (СЛАЙД № 30)
С целью обеспечения перемещения муфты блокировки и надежной передачи крутящего момента на правой полуоси шлицы, на которые одевается полуосевая шестерня, сделаны более длинными.
Муфта 5 перемещаясь по шлицам полуоси 6 входит в зацепление с кареткой 4, сделанной на ступице правой чашки корпуса дифференциала.
Работу межколесного дифференциала см. на слайдах 31, 32.
Для предотвращения циркуляции мощности, уменьшения износа шин и распределения крутящего момента между задним и средним мостами при движении по сухим дорогам с твердым покрытием блокировка дифференциала выключена.
При этом рычаг крана включения находится в левом положении, шток крана - в верхнем, клапан прижат к седлу, входное и выходное отверстия разобщены. Полость механизма блокировки сообщена с атмосферой. Стержень механизма блокировки 23 под действием возвратной пружины 24 находится в крайнем правом положении. Муфта блокировки межосевого дифференциала 36 находится в правом положении и входит в зацепление с наружным венцом муфты шестерни привода среднего моста 35.
При одинаковом сопротивлении на ведущих мостах и одинаковых радиусах качения колес скорости вращения шестерни привода заднего 41 и среднего 38 мостов равны. При этом сателлиты не вращаются и дифференциал работает как одно целое. При наличии кинематического несогласования, вызванного изменением радиуса колес, неравномерным износом шин или другими причинами, скорости вращения шестерен 41 и 38 неодинаковы. Сателлиты при этом проворачиваются и предотвращают циркуляцию мощности.
При движении по скользким или размокшим грунтовым дорогам для предотвращения буксования одного из колес дифференциал блокируют. Блокировка дифференциала производится на стоянке или при медленном движении. Рычаг крана блокировки 9 при этом переводят в правое положение. Шток крана, опускаясь вниз, давит на клапан, отрывает его от седла и сообщает входное отверстие с выходным. Сжатый воздух подается к механизму блокировки, давит на мембрану 27, которая сжимает возвратную 24 и нажимную 25 пружины механизма блокировки. Стержень 23 под действием нажимной пружины перемещается в левое положение. При этом замыкаются контакты микровыключателя 19 и на щитке приборов загорается контрольная лампа. Вилка блокировки 33 перемещает муфту блокировки 36 в крайнее левое положение, в котором она одновременно входит в зацепление с венцом чашки дифференциала и внутренним венцом муфты привода шестерни среднего моста. Дифференциал заблокирован: крутящий момент, подводимый к передней чашке, передается на заднюю, которая, в свою очередь, жестко соединена с шестерней привода среднего моста. Дифференциал работает как одно целое, предотвращая буксование колес. Муфта блокировки 36 прижимается к одной стороне зубьев венца чашки и внутреннего венца муфты привода шестерни среднего моста 35 и не может самопроизвольно выйти из зацепления вследствие большей толщины зубьев наружного венца.
У симметричного межколесного дифференциала числа зубьев левой и правой полуосевых шестерен равны, это и определяет его свойства:
сумма угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен (ведущих колес) равна удвоенной угловой скорости корпуса дифференциала;
при любых соотношениях угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен их крутящие моменты равны (как и моменты левого и правого колес автомобиля).
Рассмотрим, как проявляются эти свойства дифференциала при движении автомобиля. При прямолинейном движении автомобиля по прямой и ровной поверхности, когда колеса при одинаковом сопротивлении качению проходят одинаковый путь, левое и правое колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. С такой же угловой скоростью вращается корпус дифференциала (рис. 18, а).
При вращении корпуса дифференциала он через сателлиты и полуосевые шестерни вращает полуоси. Сателлиты не совершают относительного движения. А так как сателлиты не вращаются на шипах крестовины, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения.
Крутящий момент, подводимый к ведомой цилиндрической шестерне межколесного дифференциала передается на корпус дифференциала и через крестовину на сателлиты. От сателлитов крутящий момент передается на полуосевые шестерни и далее через полуоси - к ведущим колесам автомобиля. Так как каждый сателлит представляет собой равноплечую балку, то действующая на него сила распределяется между полуосевыми шестернями поровну. То есть крутящие моменты, подводимые к правому и левому колесу, будут одинаковы и равны половине крутящего момента двигателя, подводимого через трансмиссию к ведомой цилиндрической шестерне.
а б
Рис. 18. Работа межколесного дифференциала: (СЛАЙДЫ № 31, 32)
а - при прямолинейном движении; б - при повороте
При наличии кинематического рассогласования, вызванного поворотом машины, движением по неровностям дороги, изменением радиуса колес, неравномерным износом шин или другими причинами скорости вращения ведущих колес автомобиля неодинаковы. Например, при повороте автомобиля направо левые колеса проходят больший путь, чем правые. При этом соединенная с ними через полуось левая полуосевая шестерня межколесного дифференциала стремится вращаться быстрее корпуса дифференциала, а правая - медленнее (рис. 18, б). В результате этого возникает относительное вращение сателлитов, которые, проворачиваясь вокруг шипов крестовины по часовой стрелке, обкатываются по полуосевым шестерням и увеличивают скорость вращения левой полуосевой шестерни, так как скорость их вращения будет складываться со скоростью вращения корпуса дифференциала. Частота вращения левой полуоси и левого колеса соответственно увеличиваются. По отношению к правой полуосевой шестерне направление относительного вращения сателлитов будет направлено навстречу ее вращению, в результате скорость вращения сателлитов вычитается из скорости вращения корпуса дифференциала и скорость вращения правой полуосевой шестерни будет уменьшаться. При этом понижается частота вращения полуоси и колеса, связанных с правой полуосевой шестерней.
Уменьшение угловой скорости правого колеса равно увеличению угловой скорости левого колеса. Чем меньше радиус поворота, тем больше разница в угловых скоростях левого и правого колес. Однако сумма угловых скоростей ведущих колес автомобиля неизменна - не изменяется угловая скорость корпуса дифференциала, зависящая при включенной передаче в коробке передач от угловой скорости коленчатого вала двигателя. Крутящий момент между мостами будет распределяться так же как и при одинаковых скоростях колес мостов.
Так как при блокировании межколесного дифференциала при движении автомобиля в различных по сцеплению условиях к колесам автомобиля подводится различный крутящий момент, может возникнуть разворачивающий момент, ухудшающий устойчивость движения автомобиля и затрудняющий управление им. Для снижения указанных отрицательных явлений блокировка межколесного дифференциала применяется только в задних мостах.
Выводы по вопросу.