рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Дифференциал

Дифференциал - раздел Образование, Конструкция и расчет   При Повороте Автомобиля Его Внутреннее Ведущее Колесо Проходи...

 

При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться медленнее, чем наружное. Для этого служит дифференциал, который распределяет крутящий момент между ведущими колесами, что позволяет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его движении на криволинейных участках дороги вращаться с различной угловой скоростью. В результате при повороте исключается пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное изнашивание шин, затрудняет управление автомобилем и увеличивает расход топлива.

Ведущие колеса для обеспечения различной частоты вращения крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях. Полуоси связаны между собой межколесным дифференциалом, подводящим к ним крутящий момент от глав­ной передачи.

Дифференциалы классифицируют по месту расположения на межосевые (распределяющие крутящий момент между главными передачами ведущих мостов); на межколесные (распределяющие крутящий момент между ведущими колесами одной оси) и по соотношению крутящих моментов на ведомых валах – на симметричные (моменты одинаковые) и несимметричные. В дифференциалах устанавливают чаще всего конические шестерни.

Число зубьев левой и правой полуосевых шестерен у симметричного межколесного дифференциала равно, поэтому для такого планетарного механизма передаточное число при остановленном водиле равно единице. Отсюда вытекают его свойства:

1) сумма угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен (ведущих колес) равна удвоенной угловой скоро­сти корпуса дифференциала, т. е. wл + wп = 2 wк;

2) при любых соотношениях угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен их крутящие моменты равны (как и моменты левого и правого ко­лес автомобиля), т. е. Мл = Мп.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной поверхности левое и правое колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой угловой скоростью (wл = wп = wк). Сателлиты не совершают относительного движения.

Правое колесо автомобиля при повороте, например, налево в результате относительного вращения сателлитов должно вращаться быстрее корпуса дифференциала, а левое – медленнее (wл < wп). При уменьшении угловой скорости левого колеса увеличивается угловая скорость правого колеса. Чем меньше радиус поворота, тем больше разница в угловых скоростях левого и правого колес. Однако угловая скорость корпуса дифференциала, зависящая при включенной передаче в коробке передач от угловой скорости коленчатого вала двигателя, не изменяется, поэтому сумма угловых скоростей ведущих колес автомобиля будет неизменна.

Если одно из колес остановлено, дру­гое вращается в два раза быстрее корпуса дифференциала (например, wл = 0; wп = 2 wк). Это наблюдается в случае буксования одного из ведущих колес при неподвижном автомобиле.

Если при движении автомобиля бы­стро остановить корпус дифференциала (wк = 0), например стояночным транс­миссионным тормозом, то ведущие ко­леса должны также остановиться или вращаться в разном направлении (wл = - wп), и автомобиль может занести. Поэтому запрещается использовать стояночный трансмиссионный тормоз для остановки движущегося автомоби­ля.

При относительно малом сопротивлении (при движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием) благоприятным является распределение крутящих моментов поровну между левым и правым колесами. В этом случае это свойство межколесного конического дифференциала обеспечивает хорошую управляемость и устойчивость автомобиля. Однако если одно из двух ведущих колес, например правое, при трогании автомобиля с места находится на скользком участке дороги, то крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Такой же крутящий момент будет на левом колесе, хотя оно и находится на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Автомобиль не тронется с места, если суммарного момента будет недостаточно для его движения, левое колесо будет неподвижным, а пра­вое будет буксовать. Чтобы устранить этот недостаток, дифференциал жестко соединяют с одной из полуосей корпуса. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается, и этим со­здается большая суммарная сила тяги на обоих ведущих колесах.

На некоторых автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью и грунтовым дорогам, применяют дифференциалы с принудительной блокиров­кой или самоблокирующиеся. В этом случае большая часть крутящего момента передается на колесо, вращающееся с меньшей частотой (отстающее колесо). Если одно из колес автомобиля на скользком участке дороги начинает вращаться быстрее корпуса дифференциала (становится забегающим), передаваемый этим колесом крутящий момент уменьшается. В этом случае большая часть момента подво­дится к отстающему колесу, находяще­муся на участке дороги с лучшими сцепными свойствами, и тем самым по­вышается сила тяги.

Наиболее распространены следующие дифференциалы: межколесный конический симметричный, межосевой конический и кулачковый повышенного трения.

Конический симметричный дифференциал (рис.14.4,а) представляет собой шестеренный механизм, смон­тированный в главной передаче. Он имеет два конических зуб­чатых колеса 2 и 8, шестерни-сателлиты 1 и 7 и крестовину 4.

Ведомое колесо 5 главной пере­дачи жестко соединено с коробкой дифференциала. Коробка состоит из двух чашек, между которыми крепится крестовина. В короб­ке дифференциала на шлицах полу­осей 3 и 9, соединенных с веду­щими колесами автомобиля, установлены полуосевые зубчатые колеса 2 и 8. От веду­щей шестерни 6 главной передачи крутящий момент передается на ве­домое колесо 5 и коробку дифферен­циала, вместе с которой вращается крестовина 4 с расположенными на ней шестернями-сателлитами 1 и 7.

 

 

Рис.14.4. Конический симметричный дифференциал

 

Оба ведущих колеса при прямолинейном движении ав­томобиля по ровной дороге испытывают одина­ковые сопротивления качению и про­ходят одинаковые пути. Поэтому сателлиты, не поворачиваясь относительно своих осей, вращаются вместе с кресто­виной и коробкой дифференциала и сообщают зубчатым колесам 2 и 8 одинаковую частоту вращения. При этом сателлиты, соединяя обе полуоси, как бы заклинивают полуосевые зубча­тые колеса.

При движении автомобиля на повороте (см.рис.14.4,б) его внутрен­нее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось 9 и полуосевое зубчатое колесо 8, свя­занные с внутренним колесом авто­мобиля, вращаются медленнее. Вращаясь на шипах крестовины 4, шестерни-сателлиты 1 и 7 перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому ко­лесу 8, в результате чего повы­шается частота вращения полуосево­го зубчатого колеса 2 и полуоси 3. Таким образом, ведущие колеса автомобиля за одно и то же время проходят различные пути без юза и пробуксовывания.

У автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» дифференциал, как и главная передача, расположен в картере заднего моста. Дифференциал содержит коробку 18 (рис.14.5), в отверстие которой вставляет­ся ось 17 сателлитов, на которую свободно надеты два кони­ческих сателлита 11. Сателлиты находятся в постоянном зацеп­лении с шестернями 13 полуосей 8. Коробка дифференциала вместе с ведомой шестерней 12 вращается на двух конических роликовых подшипниках 21. Подшипники закрепляются двумя регулировочными гайками 9. Усилие от главной передачи передается на ко­робку дифференциала, затем через ось на сателлиты и далее через полуосевые шестерни и полуоси к ведущим колесам.

 

Рис.14.5. Задний мост автомобиля ВАЗ-2105: 1 - фланец полуоси; 2 - болт крепления тормозного барабана колеса; 3 - направляющий штифт; 4 - тормозной барабан; 5 - подшипник полуоси; S - сальник; 7 - кожух заднего моста; 8 - полуось; 9 - регулировочная гайка подшипника; 10 - сапун; 11 - сателлит; 12 - ведомая шестерня главной передачи; 13 - шестерня полуоси; 14 - фланец ведущего вала; 15 - картер главной передачи; 16 - ведущая шестерня; 17 - ось сателлитов; 18 - коробка дифференциала; 19 - стопорная пластина; 20 - крышка под­шипника дифференциала; 21 - подшипник; 22 - пластина крепления подшипника полуоси

 

На автомобиле ВАЗ-2108 конический двухсателлитный дифференциал находится в одном картере с коробкой передач (см.рис.12.7). Усилие передается правому и левому приводным ва­лам передних ведущих колес. Коробка дифференциала 24 с крышкой вращается в двух конических подшипниках 23. На коробку дифференциала напрессована пластмассовая шес­терня 27 привода спидометра 28. Два сателлита 25 расположены на оси 29. Шлицевые хвостовики корпусов внутренних шар­ниров приводов передних колес заходят в шлицы полуосевых шестерен 26.

Межосевой конический дифферен­циал устанавливают на автомоби­лях повышенной проходимости с ко­лесными формулами 6X4 и 6x6, ведущие мосты которых могут рабо­тать в различных условиях сцепле­ния колес с дорогой.

Межосевой дифференциал автомо­биля КамАЗ-5320 имеет следующие конструктивные элементы: картер 2 (рис.14.6,а) межосевого дифференциа­ла прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста, ко­робка 3 дифференциала состоит из двух чашек, соединяемых болтами. Хвостовик передней чашки опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец 1, связывающий дифференциал с кар­данной передачей. Дифференциальный меха­низм размещен внутри коробки 3. Дифференциал включает сателлиты 4 с крестовиной 5, коническое зубчатое колесо 14 привода заднего моста и колесо 13 привода проме­жуточного моста. Зубчатое колесо 13 при помощи шлицев жестко сое­диняется с ведущей шестерней 9 главной передачи промежуточного моста, а колесо 14 - со шлицованным концом проходного вала 10 привода заднего моста. Внутренняя зубчатая муфта 12 и муфта 11 блокировки дифференциа­ла находятся в постоянном зацеплении с наружными зубьями зубчатого колеса 13.

Рис.14.6. Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЗ-5320

Механизма 8, который осуществляет блокировку, трубо­проводами связан с пневматическим краном управления, размещенным на щитке приборов в кабине авто­мобиля. При открытии крана управле­ния сжатый воздух поступает в полость между крышкой и мемб­раной 19 (см.рис.14.6,б). Мембрана, прогибаясь, преодолевая сопротивление возвратной пружины 17, перемещает вперед при помощи пружины 16 стакан 18 и ползун 15. При этом замыкаются контакты микро­выключателя 6, включающие контрольную лампу на щитке приборов.

Вилка 7 перемещается вместе с ползуном и вводит муфту 11 в зацепление с зубчатым венцом на корпу­се дифференциала. Происходит жесткое соединение колеса 13 привода среднего моста и коробки 3 дифференциала, тем самым дифференциал принудительно блокируется, и зубчатые колеса 14 и 13 привода мостов вращаются с одинаковой частотой. При разблокиров­ке дифференциала кран управления закрывается, в результате чего полость за мембраной механизма блокировки соединяется с атмосферой. Мембрана 19 и ползун 15 с вилкой 7 под давлением возвратной пружины 17 переме­щаются вправо, возвращая одно­временно муфту блокировки в исход­ное положение.

Кулачковый дифференциал повышенного трения в результате самоблокировки (рис.14.7) за счет дополнительных сил трения передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее. Это позволяет уменьшить пробуксирование колеса и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса.

Механизм кулачкового картера состоит из двух половин, соединенных болтами вместе с ведомым зубчатым колесом 3 и опирающихся на конические роликоподшипники. Правой половиной дифференциала является его чашка 5, а левой - сепаратор 2. В сепараторе 2 распо­ложены два ряда радиальных отвер­стий (по 12 отверстий в каждом ря­ду). В отверстиях размещены сухари 6, установленные между внутренней 1 и наружной 4 звездочками, которые при помощи шлицев соединены с полуося­ми. Внешняя поверхность внутренней звездочки 1 по окружности имеет два ряда кулачков (по шесть кулачков в каждом ряду), а внутренняя поверх­ность наружной звездочки 4 имеет один ряд кулачков. Крутящий мо­мент передается сепаратору 2 от ведомого колеса 3, а от него через сухари 6 - на кулачки звездочек и затем на полуоси.

Когда сопротивление движению обоих колес одина­ково, звездочки вращаются с одинаковой частотой. Когда одно колесо испыты­вает большее сопротивление, чем другое (при движении автомобиля по скользкой дороге), сепаратор дифференциала прижимает сухари к кулачкам на­ружной и внутренней звездочек. Сила трения в результате самоблокировки диф­ференциала на отстающей звездочке направлена в сторону вращения, а на забегающей – против вращения. При этом крутящий момент на отстающей звездочке будет больше на величину момента сил трения, на забегающей – меньше на ту же величину.

 

 

Рис.14.7. Кулачковый дифференциал повышенного трения

автомобиля ГАЗ-66-11

 

У автомобилей с кулачковым дифференциалом при пробуксировании одного колеса полная остановка второго происходит значительно реже, чем у автомобиля с коническим симметричным дифференциалом. Это объясняется большой разницей между дорожными сопротивлениями правого и левого колес, возникающими в результате повышенного трения меж­ду сухарями и звездочками. Установка самоблокирующегося дифференциала в главной передаче переднего ведуще­го моста автомобиля ГАЗ-66-11 обеспечивает эффектив­ную эксплуатацию этих автомобилей в тяжелых дорожных условиях.


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конструкция и расчет

Сокол Николай Александрович.. Попов Сергей Иванович Конструкция и расчет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Дифференциал

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

И общее устройство автомобилей
  Под автомобилем понимают самоходное механическое транспорт­ное средство, которое используется для перевозки грузов, людей и решения спе­циальных задач. По своему назначению

Основные типы двигателей внутреннего сгорания
  Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое распространение на современных автомобилях. По конструкции их разделяют на по­ршневые и роторные. В порш

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания
  Общее устройство двигателя рассмотрим на примере двигателя автомобиля ВАЗ-2108 — четырехтактного, карбюра­торного, четырехцилиндрового с рядным вертикальным располо­жением цилиндров

Основные параметры поршневых двигателей
  Конструктивные параметры, по которым рассчитывается поршневой двигатель, - диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров. Поршень 2 при одном обороте коленчатого вала 3 дв

Карбюраторного двигателя
  Рабочий процесс двигателя анализируют по ин­дикаторной диаграмме, которая представляет собой зависимость дав­ления в цилиндре двигателя р от переменного объема надпоршневого простра

Рабочий процесс четырехтактного дизеля
  Степень сжатия в дизелях назначается много большей, чем в карбюраторных двигателях: ε = 14...23. Это позволяет обеспечить достаточную тем­пературу для надежного самовоспламенен

Внутреннего сгорания
  Процессы сжатия, сгорания и расширения в двух- и четырех­тактных двигателях принципиальных отличий не имеют. Различие рабочих процессов этих двух типов двигателей наблюдается только

Показатели двигателя внутреннего сгорания
  В качестве показателя работоспособности цикла на практике используется не индикаторная работа Li, которая определяется не только совершенством организации рабочих процесс

Методы форсирования двигателей
  Степень форсированности оценивают по литровой мощности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл, называют фор­сированными. Под форсированием двигателя понимают ко

Многоцилиндровые двигатели
  На современных автомобилях при­меняют четырех-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели. Наиболее распространенные схемы компоновок цилиндров двигателей представле­ны на р

Поршневая группа и шатуны
  Поршень воспринимает давление га­зов при такте рабочего хода и передает его через шатун на коленчатый вал. Поршень состоит из трех частей (рис. 3.5): дни­ща 5, упло

Коленчатый вал и маховик
Силы давления газов на поршень, передающиеся ими на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи транс­миссии передается на колеса авто­мобиля. Коленчатый вал воспринимает также и си

Основные типы механизмов газораспределения
Конструкции двигателей с двухклапанными механизмами газораспределения, включающими в себя один впускной и один выпускной клапаны (рис. 4.1, 4.2) получили наиболее широкое распространение.

Привод распределительного вала
Верхний распределительный вал вращается при помощи системы промежуточных валов с коническими или винтовыми шестернями (см. рис. 4.9, б), цилиндрическими шестернями (см. рис. 4.9, в), цепью (см. рис

Газораспределения. Фазы газораспределения
  Основным параметром механизма газораспределения является «время-сечение», которым называется интегральная сумма произведений проходных сечений, открываемых клапаном, на время, т.е.

Клапанный механизм
В газораспределительном меха­низме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коро­мысла).

Устройство и работа системы смазки
Подвод к трущимся деталям достаточного количества масла необходим для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, для охлаждения их поверхности, удаления частиц

Приборы смазочной системы
Шестеренный масляный насос служит для создания давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям деталей. Насос состоит из корпуса 5 (рис.5.2,а), в котором уст

Устройство и работа системы охлаждения
  Температура при работе двигателя в среднем составляет 800…900° С, а при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателей достигает 2500° С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может

Расчет системы охлаждения
  Исходная величина для расчета элементов системы охлаждения - количество теплоты (Дж/с), которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду, Qж = qж

Устройство и работа системы питания
  Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отво

Приборы системы питания
  Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топ­лива и изготовляется из освин­цованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывае

Карбюратор
  Карбюрацией называется процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом, а прибор, в котором совер­шается этот процесс, – карбюратором. Горючая смесь

Особенности смесеобразования в дизелях
  Приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров является особенностью двигателей с само­воспламенением от сжатия, или дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля).

Общее устройство системы питания дизелей
Топливо- и воздухоподводящая аппаратура, выпускной газопро­вод и глушитель шума отрабо­тавших газов представляют систему питания дизелей. В четырехтактных ди­зелях наибольшее распространение получи

Турбонаддув в дизелях
  Наддув используют для повышения мощности дизеля путем подачи заряда воздуха в цилиндр под дав­лением. Дизель оборудован турбокомпрессором, использующим энергию отработавших

Расчет элементов топливной системы дизеля
  Топливный насос высокого давления предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент

Назначение и основные типы трансмиссий
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче происходит изменение крутящего момента и распределение между ведущими колесами. Крут

Устройство и работа сцепления
  Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двига­теля и коробки передач и вновь плавного соединения их без резкого изменения нагрузки. При этом должно быть обеспечено

Расчет основных параметров муфты сцепления
  Момент трения муфты может быть рассчитан по следующему уравнению: Ммр = μ · Q · Ro · iф, где Q - нажимное усилие, действующее

Устройство и работа коробки передач
  Коробка передач предназначена для силы тяги на ведущих колесах автомобиля при постоянной мощности двигателя путем зацепления шестерен с различным числом зубьев; она обес­печивает та

Определение основных параметров коробки передач
  В простейшей двухвальной коробке с однопарными передачами (рис.12.8,а) сумма чисел зубьев Sz любой сопрягаемой пары должна быть величиной постоянной при равенстве модулей всех шесте

Раздаточная коробка
  Раздаточная коробка предназначена для снижения ударных нагрузок в трансмиссии, а также для частичной компенсации перемещения и установки ее относительно коробки передач. Ра

Карданная передача
  Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от ведо­мого вала коробки передач или раз­даточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с

Устройство и работа карданной передачи
  Карданная пере­дача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки пере­дач на главную передачу заднего ведущего моста. Карданная передача автомобиля «Москвич» имеет од

Главная передача
Главная пере­дача увеличивает подво­димый к ней крутящий момент и передает его через дифферен­циал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главны

Полуоси
Полуоси передают крутящий момент Т от дифференциала к ведущим колесам (рис.14.8), а также следующие изгибающие моменты: от вертикальной реакции Rz на действие си­лы тяжести, приходящейся

Передняя подвеска
  Подвеска предназначена для снижения вертикаль­ных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомо­биля, и смягчения и поглощения ударов, воспри­нимаемых колесами от неровно

Передней подвески
Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 (см.рис.15.5) представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется такими параметрами, как жесткость ш

Задняя подвеска
  Задняя подвеска связывает кузов с балкой заднего моста автомобиля. Она предназначена для смягчения толчков, передаваемых от ко­лес, и гашения колебаний кузова. Задн

Ступицы колес
  Ступицы 5 передних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (см.рис.15.5) устанавливаются на осях 4 поворотных цапф на двух роликовых подшипниках 1 каждая. Внутренние кольца подшипник

Рулевое управление
  Совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление обеспечивает правильную кинематику поворота и безопасность движе

Назначение и типы тормозных систем
  Тормозные системы служат для снижения скорости движения и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть м

Тормозные механизмы
  Тормозные механизмы предназначены для торможения вращаю­щихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Фрикционные тормозные механизмы, получившие распространение

Тормозной привод
Тормозной привод предназначен для передачи уси­лия от органов управления к тормоз­ным механизмам и управления ими в процессе торможения. В зависимости от конструктивных особенностей тормоз

Рабочая тормозная система
Рабочая тормозная система на изучаемых автомобилях состоит из четырех тормоз­ных механизмов колес и гидравлического привода. Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ВАЗ-2105

Стояночная тормозная система
  Стояночная тормозная предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоя­нии и состоит из механиче­ского привода от ручного рычага и тормозного механизма задних ко­лес; она

Расчет тормозного механизма
Барабанный тормозной механизм имеет симметричный колодочный тормоз (рис.17.18), состоящий из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Разжи

Библиографический список
  1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 2002.- 496 с. 2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги