Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Глава I. Ведущий мост STR
Раздел I. Устройство и принцип действия ведущего моста STR
Ведущий мост STR состоит из главной передачи, дифференциала, полуосей и картера моста. Функции ведущего моста состоят в следующем: (1) Передача крутящего момента двигателя от коробки передач и карданного вала к ведущим колесам через главную передачу, дифференциал и полуоси, обеспечивая при этом снижение частоты вращения и увеличение крутящего момента. (2) Изменение направления крутящего момента, передаваемого через конические зубчатые колеса главной передачи. (3) Обеспечение возможности вращения правого и левого колес с различной скоростью (с помощью дифференциала). Ведущий мост STR (см. рис. 1) состоит из главной передачи, дифференциала, полуосей и картера моста.
Главная передача – один из основных узлов трансмиссии, который предназначен для снижения частоты вращения и увеличения крутящего момента. При отсутствии в трансмиссии повышающей передачи передаточное число главной передачи одновременно является минимальным передаточным числом всей трансмиссии. Оно иногда называется «главным передаточным числом трансмиссии». Дифференциал предназначен для устранения проблем, связанных с различной длиной пути правого и левого ведущих колес на поворотах, а также для согласования работы нескольких ведущих мостов. Полуоси служат для передачи крутящего момента к колесам. Картер моста является базой для установки основных компонентов трансмиссии.
Все расположенные сзади ведущие мосты тяжелых грузовых автомобилях часто называются просто «задними мостами». Большинство грузовых автомобилей SINOTRUK оснащены двумя ведущими мостами, но некоторые из них – только одним ведущим мостом. Ведущий мост автомобиля с двумя ведущими мостами, который расположен ближе к передней части автомобиля, обычно называют средним мостом, а второй ведущий мост – задним мостом. Ведущие мосты автомобилей SINOTRUK подразделяют на два варианта: STR и HW в зависимости от их конструктивных особенностей.
Рис. 1. Схема трансмиссии ведущего моста
1 - Сцепление; 2 – Коробка передач; 3 – Универсальные шарниры; 4 – Ведущий мост; 5 - Дифференциал; 6 - Полуось; 7 – Главная передача; 8 – Карданный вал
Наиболее часто на грузовиках SINOTRUK применяют ведущие мосты серии STR. Эти мосты, в которых использованы технологии австрийской компании Steyr, за десятки лет их существования доказали свою приспособленность к условиям эксплуатации в Китае. Их особенность заключается в том, что одноступенчатая главная передача дополнена колесными редукторами.
http://спецавтотехника.рф |
1 |
СТО Спецавтотехника |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Таким образом, по сути дела, ведущий мост серии STR оснащен двухступенчатым редуктором, см. рис. 1-2.
Рис. 1-2. Совмещенные ведущие мосты серии STR
Подобно любым ведущим мостам, мосты серии STR состоят из главной передачи, дифференциала, полуосей и картера моста.
I. Главная передача
1.1. Центральная главная передача
Общий вид главной передачи заднего ведущего моста серии STR показан на рис. 1-3.
Рис. 1-3. Общий вид главной передачи
Фланец 2 главной передачи (рис. 1-4) соединен с карданным валом. На внутренней поверхности втулки фланца имеются шлицы, соединенные со шлицами вала конической шестерни 7, что позволяет передать мощность двигателя от универсального шарнира карданного вала к шестерне 7. Ведущая шестерня 7 главной передачи вращается относительно своей оси, причем вал шестерни удерживается двумя коническими подшипниками 4 и 6. Шестерня 7 находится
http://спецавтотехника.рф |
2 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
2 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
в зацеплении с ведомым коническим зубчатым колесом 9. Оси шестерни и зубчатого колеса взаимно перпендикулярны. В главной передаче ось вращения ведомого колеса, на котором жестко закреплен дифференциал, повернута на 90 градусов относительно направления оси двигателя. Кроме того, зубчатая пара главной передачи снижает частоту вращения и увеличивает крутящий момент. Дифференциал 15, установленный на двух конических подшипниках 13, вращается относительно осей подшипников и распределяет крутящий момент по двум коническим шестерням полуосей.
Рис. 1-4. Главная передача
1 – Гайка крепления фланца; 2 - Фланец; 3 – Уплотнительная манжета в сборе; 4, 6, 13 – Конические роликоподшипники; 5 – Корпус блока подшипников; 7 – Ведущая коническая шестерня; 8 – Картер главной передачи;
9 – Ведомое коническое зубчатое колесо; 10 – Регулировочная гайка; 11 – Круглая гайка; 12 – Неподвижная зубчатая; полумуфта блокировки; 14 – Уплотнительное кольцо; 15 – Дифференциал в сборе
Для обеспечения правильного зацепления зубьев предусмотрена возможность регулировки относительного положения ведущей шестерни и ведомого колеса главной передачи. Для этого используются не показанные на рисунке 1-4 регулировочные шайбы, располагаемые между корпусом подшипников 5 и картером главной передачи 8.
http://спецавтотехника.рф |
3 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
3 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
При увеличении или уменьшении толщины регулировочных шайб блок подшипников 5 смещается вверх или вниз вместе с ведущей конической шестернею 7, что изменяет относительное положение ведущей шестерни и ведомого колеса. С каждой стороны главной передачи имеются регулировочные гайки 10 конических роликоподшипников 13 дифференциала. При отвертывании или завинчивании этих гаек меняется относительное положение ведомого конического зубчатого колеса 9, жестко соединенного с корпусом дифференциала 15. Две указанных выше регулировки позволяют добиться правильного зацепления зубьев конической ведущей шестерни и ведомого зубчатого колеса.
Перед регулировкой нанесите на поверхности зубьев ведомого колеса красный пигмент (смесь сурика с маслом), а затем вручную проверните ведущую шестерню передачи в прямом и обратном направлениях. После этого на двух рабочих поверхностях зубьев ведомого колеса появятся красные отпечатки. Если отпечатки на обеих рабочих поверхностях зуба ведомого колеса будут находиться в середине зуба по высоте и будут слегка смещены в сторону узкой части зуба, и если они занимают не менее 60% ширины зуба, то зацепление можно считать правильным. Пятно контакта при правильном зацеплении показано на рис. 1-5.
Рис. 1-5. Правильное пятно контакта на ведомом зубчатом колесе
Картер главной передачи примыкает к картеру моста. Поэтому такие элементы, как картер моста, картер главной передачи 8, блок подшипников 5, уплотнительная манжета 3 в сборе, фланец 2 и гайка фланца 1 расположены в замкнутом пространстве. В этом замкнутом пространстве имеется большое количество смазки для снижения сил трения во вращающихся элементах, таких как подшипники и зубчатые колеса. Маслостойкие силиконовые уплотнения, не позволяющие маслу вытекать через соединения контактных поверхностей картера главной передачи и картера моста, картера главной передачи и блока подшипников, уплотнительной манжеты в сборе и корпуса подшипников, а также между гайкой фланца и фланцем. Между корпусом блока подшипников и фланцем расположена уплотнительная манжета, которая не препятствует вращению фланца относительно его оси, но защищает от проникновения пыли и препятствует проникновению масла в зазор между фланцем и блоком уплотнения
2. Главная передача сдвоенного моста
Главная передача сдвоенного моста находится на среднем ведущем мосту. Она разделяет на два потока мощность, передаваемую от коробки передач. Часть мощности передается на средний мост, а вторая часть – на задний мост.
Чертеж главной передачи сдвоенного моста серии STR показан на рис. 1-6. Крутящий момент передается по карданному валу на фланец 4 и далее через шлицевое соединение на вал 1 межосевого (переднего) дифференциала. Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент по двум полуосям 13 и 16. От выходной полуоси среднего моста 32 крутящий момент передается на выходной фланец 29 и от него к заднему мосту по единственному трансмиссионному валу. На шлицы пустотелого вала 20 посажено цилиндрическое зубчатое колесо 19. Через цилиндрическую зубчатую пару 19 и 38 вращение передается на коническую шестерню главной передачи среднего моста 35. Далее после снижения частоты вращения и увеличения момента в главной передаче мощность передается на межколесный дифференциал среднего моста 34 через коническую пару 35 и 33. Далее система работает подобно главной передаче и дифференциалу одинарного заднего моста.
http://спецавтотехника.рф |
4 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
4 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Рис. 1-6. Главная передача сдвоенного (среднего) моста серии STR
1 – Вал переднего (межосевого) дифференциала; 2, 31 – Гайки крепления фланцев; 3, 30 – Шплинты; 4, 29 – Фланцы; 5, 27, 41 – Подшипниковые узлы; 6, 18, 21, 28 – Шариковые подшипники; 7 – Блокирующее кольцо; 8 – Фиксирующий штифт; 9 – Вилка; 10 – Штифт; 11 – Датчик выключателя блокировки; 12 – Шайба шестерни передней полуоси; 13 – Шестерня передней полуоси; 14 – Прокладка сателлита; 15 – Сателлит межосевого дифференциала; 16 – Шестерня
задней полуоси; 17 – Задняя часть корпуса дифференциала; 19 – Ведущая цилиндрическая шестерня; 20 – Пустотелый вал; 22 – Пружинное кольцо; 23 – Круглая гайка; 24 – Картер моста; 25 - Полуось; 26 – Скользящая зубчатая полумуфта; 32 – Выходная полуось среднего моста; 33 – Ведомое коническое зубчатое колесо; 34 – Межколесный дифференциал; 35
– Ведущая коническая шестерня; 36 – Картер главной передачи; 37 – Цилиндрический роликоподшипник; 38 – Ведомая цилиндрическая шестерня; 39 – Картер; 40 – Разделительная втулка; 42 – Конический роликоподшипник; 43 – Нажимная пластина внешнего кольца подшипника; 44 – Крышка картера; 45 – Шайба шестерни задней полуоси; 46 - Крестовина
3. Колесный редуктор
Колесный редуктор можно рассматривать, как дополнение к главной передаче. Общее передаточное отношение ведущего моста серии STR равно произведению передаточных отношений центральной главной передачи и колесного редуктора. Передаточные отношения ведущих мостов серии STR могут быть равны 3,93; 4,42; 4,8; 5,73; 6,72; 9,49 и 10,89.
Схема планетарного колесного редуктора моста STR показана на рис. 1-7. Эпицикл 1 неподвижен, а солнечная шестерня 3 является ведущим звеном, закрепленным на полуоси с помощью шлицевого соединения. Крутящий момент двигателя передается на солнечную шестерню 3 через сцепление, коробку передач, карданный вал, главную передачу и дифференциал. В зацеплении с эпициклом и солнечной шестернею находятся пять сателлитов 2. При вращении солнечной шестерни 3 все сателлиты вращаются относительно собственных осей и обкатываются по неподвижному эпициклу. Планетарный механизм снижает частоту вращения. Передаточное отношение i колесного редуктора определяется следующим образом: i = число зубьев эпицикла/число зубьев солнечной шестерни +1. Очевидно, i>1. Таким образом, данный механизм действительно является редуктором, при этом угловая скорость на выходе (т.е. частота вращения водила) меньше угловой скорости на выходе (т.е. меньше частоты вращения солнечной шестерни).
http://спецавтотехника.рф |
5 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
5 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Рис. 1-7. Планетарный колесный редуктор 1 – Эпицикл; 2 – Сателлит; 3 – Солнечная шестерня
Устройство колесного редуктора моста серии STR показано на рис. 1-8. Полуось 17, которая проходит через картер моста 16, передает вращение от межколесного дифференциала в колесный редуктор, где частота вращения снижается, а крутящий момент возрастает. Солнечная шестерня 29 установлена на шлицах полуоси 17, осевое смещение шестерни ограничено шайбой 28. Полуось не соприкасается с картером моста. Чтобы избежать смещения полуоси во внешнюю сторону из-за действия сил инерции при повороте (что повлияло бы на работу зубчатого механизма колесного редуктора), в центре концевой крышки 30 имеется штифт со сферической головкой, упирающийся в торец полуоси. В зацеплении с солнечной шестерней находятся пять сателлитов 3. Оба торца каждого сателлита упираются в прокладки 32, которые снижают трение сателлитов о смежные детали и улучшают смазку. Сателлиты посажены на оси 31 с помощью двух игольчатых подшипников 4, которые обеспечивают беспрепятственное вращение сателлитов. Эти два подшипника разделены пластиной 33. Два концевых участка оси каждого сателлита вставлены, соответственно, в отверстия водила 5 и корпуса колесного редуктора 1. Водило жестко закреплено болтами на корпусе колесного редуктора. С внешней стороны пяти сателлитов находится эпицикл, который с помощью шлицев и пружинного стопорного кольца жестко соединен с кронштейном 8.
http://спецавтотехника.рф |
6 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
6 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Кронштейн 8 соединен с картером моста 16 также с помощью шлицев. Картер моста жестко закреплен на подвеске, связанной с рамой автомобиля. Следовательно, и кронштейн 8, и эпицикл редуктора, находятся в стационарном положении относительно указанных конструкций автомобиля. Втулка кронштейна 8 установлена в коническом роликовом подшипнике 22, который вместе с коническим роликовым подшипником 18 обеспечивает вращение ступицы заднего колеса 21 относительно картера моста 16. Три детали: ступица колеса 21, корпус колесного редуктора 1 и тормозной барабан 11 соединены с помощью колесных болтов 9 и колесных гаек 10.
Рис. 1-8
Колесный редуктор моста серии STR
1 – Корпус колесного редуктора; 2 – Эпицикл; 3 – Сателлит; 4 – Игольчатый роликоподшипник; 5 – Водило; 6 – Маслоотражатель; 7 – Пружинное кольцо; 8 - Кронштейн; 9 – Колесный болт; 10 – Колесная гайка; 11 – Тормозной барабан; 12 - Крышка; 13, 14, 23 – Уплотнительные манжеты; 15 – Распорная втулка подшипника; 16 – Картер моста; 17 - Полуось; 18, 22 – Конический роликоподшипник; 19 – Тормозная колодка; 20 – Уплотнительное кольцо; 21 – Задняя ступица; 24 – Круглая гайка; 25 – Регулировочная прокладка; 26 – Направляющий штифт; 27, 34 – Винтовая пробка; 28 – Прокладка солнечной шестерни; 29 – Солнечная шестерня; 30 – Концевая крышка; 31 – Ось сателлита; 32 – Прокладка сателлита; 33 - Прокладка
Когда полуось 17 приводит во вращение солнечную шестерню 29, сателлиты 3, находящиеся в зацеплении с солнечной шестерней и эпициклом 2, вращаются на собственных осях 31 и при этом обкатываются по неподвижному эпициклу. Таким образом, сателлиты вращаются относительно солнечной шестерни. Оси сателлитов закреплены на водиле 5 и на корпусе колесного редуктора 1. Поэтому корпус редуктора вращается вместе с задней ступицей 21, с которой он жестко связан. Мощность двигателя передается к колесам, которые соединены со ступицами заднего моста с помощью колесных болтов 9.
Осевое положение кронштейна в картере моста регулируется изменением толщины прокладки у круглой гайки 24. Эта регулировка позволяет задать предварительное нагружение подшипников 18 и 22.
http://спецавтотехника.рф |
7 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
7 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Колесный редуктор занимает относительно небольшой объем, а уровень масла в нем доходит до центральной линии полуоси. Пространство, ограниченное концевой крышкой 30, корпусом колесного редуктора 1, задней ступицей 21, распорной втулкой подшипника 15, картером моста 16, уплотнительными манжетами 13, 14, 23 и полуосью, должно быть закрытым, а на контактные поверхности между концевой крышкой и корпусом редуктора, а также между распорным кольцом 15 и картером моста должен быть нанесен герметик. Зазор между корпусом колесного редуктора и задней ступицей может быть уплотнен с помощью кольцевых уплотнений 20, зазор между распорной втулкой и задней ступицей – с помощью уплотнения вала, а между полуосью и картером моста – также с помощью уплотнения вала. Поэтому нет никакой связи с атмосферным воздухом, кроме как через вентиляционное отверстие кронштейна 8. Вентиляционное отверстие находится в пространстве выше уровня масла, чтобы масло не перетекало из колесного редуктора в картер моста, поскольку требуется, чтобы уровень масла
вколесном редукторе был выше, чем в середине картера моста. Когда из-за трения в зубчатом механизме и в подшипниках температура масла повышается, происходит одновременное расширение как воздуха, так и масла. Давление воздуха повышается, и он проходит через упомянутое вентиляционное отверстие в среднюю часть картера моста, а затем выходит в атмосферу через вентиляционное отверстие в верхней части картера моста. На концевой крышке и на корпусе колесного редуктора имеются винтовые пробки (соответственно, 27 и 34). Через отверстия, закрытые этими пробками, можно залить масло в колесный редуктор или удалить масло из него. Кроме того, отверстие, закрытое пробкой 27, может использоваться для визуального контроля уровня масла. При заправке маслом это отверстие должно быть повернуто
вположение, при котором оно находится на одном уровне с центральной линией. Масло заливают в отверстие до тех пор, пока оно не начнет вытекать, что служит признаком заправки нужного количества масла.
С учетом усиления конкуренции на рынке необходимо непрерывно улучшать качество продукции. Поэтому компания SINOTRUK продолжает исследования мостов серии STR для их усовершенствования. Чтобы повысить надежность герметизации зазора между корпусом редуктора и задней ступицей, SINOTRUK заменила одно уплотнительное кольцо прежнего моста STR двумя кольцами.
Для улучшения условий смазки центральной главной передачи и снижения температуры масла в колесном редукторе SINOTRUK изъяла в некоторых конструкциях уплотнительную манжету 23 и повысила уровень масла в средней секции моста до уровня масла в колесном редукторе. С целью повышения несущей способности моста и снижения числа отказов конических роликовых колесных подшипников 18 и 22, SINOTRUK унифицировала эти два подшипника по ширине (серия 32222). Чтобы повысить надежность фиксации круглой гайки 24, SINOTRUK заменила её двойной гайкой.
II. Дифференциал
Во время движения возможны два вида взаимодействия колеса с дорогой: качение и скольжение. Кроме того, скольжение можно подразделить на два вида: собственно скольжение и буксование. Обозначим скорость центра колеса относительно дороги через U, угловую скорость через ω, а радиус качения через rr.
Тогда при чистом качении U = rrω, при чистом буксовании ω≠0 и U=0, а при чистом скольжении U≠0 и ω=0.
Очевидно, что во время поворота автомобиля кривизна траектории движения центров правого и левого колеса неодинакова, так как внешнее колесо находится дальше от центра поворота, чем внутреннее колесо. Если оба колеса закреплены на одном жестком валу, то угловая скорость двух колес будет одинаковой. Поэтому во время качения колес автомобиля, выполняющего поворот, правое и левое колеса будут проскальзывать. Аналогично, если автомобиль движется прямо по неровной дороге, то расстояния, проходимые при качении правого и левого колеса могут не совпадать. Даже при движении по абсолютно ровному дорожному покрытию радиусы поворота различных колес не совпадают из-за неточности изготовления шин, разной степени их износа, неодинаковой нагрузке на колеса и разности давления воздуха в шинах.
http://спецавтотехника.рф |
8 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
8 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Следовательно, при равной угловой скорости вращения колес их скольжение относительно дороги неизбежно. В результате скольжения колеса относительно дороги не только ускоряется износ шин и возрастает расход топлива, но также возможны такие серьезные последствия, как нарушение рулевого управления, ухудшение торможения и даже повреждение моста.
Следовательно, при нормальном движении скольжение колес должно быть сведено к минимуму. Для этого достаточно обеспечить возможность вращения отдельных колес с разными угловыми скоростями, что особенно актуально для ведущих колес автомобиля.
Если главная передача будет вращать колеса, находящиеся с разных бортов автомобиля, посредством одного жесткого вала, то угловые скорости колес будут равными. Чтобы колеса могли вращаться с различными угловыми скоростями, необходимо обеспечить независимое вращение колес, а для этого единый приводной вал необходимо разделить на две полуоси. Устройство, предназначенное для вращения колес одного моста с разными угловыми скоростями, называется дифференциалом. Его также называют межколесным дифференциалом.
У многоосного автомобиля вращение между ведущими мостами передается посредством карданного вала. Если колеса разных мостов будут вращаться с одинаковыми угловыми скоростями, возникнет проблема, аналогичная описанной выше для автомобиля без межколесного дифференциала. Чтобы колеса каждого моста могли вращаться с разными скоростями (с целью избежать скольжения ведущих колес), нужен межосевой дифференциал.
Если сцепление с дорогой существенно отличается для левого/правого или переднего/заднего ведущих колес, то обычный дифференциал не обязательно обеспечивает достаточную силу тяги. Ведущее колесо, попавшее на участок дороги с малым коэффициентом сцепления, будет буксовать, вращаясь с высокой скоростью, и автомобиль не сможет ехать вперед. Поэтому автомобили зачастую оснащают блокируемыми дифференциалами.
Рис. 1-9. Дифференциал с коническими шестернями в разобранном виде
1 – Левый корпус дифференциала; 2 – Упорная шайба полуоси; 3 – Шестерня полуоси; 4 – Сателлиты; 5 – Правый корпус дифференциала; 6 – Болт; 7 – Сферическая прокладка сателлита; 8 – Крестовина
http://спецавтотехника.рф |
9 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
9 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Дифференциалы данного типа широко применяются на автомобилях. Устройство дифференциала показано на рис. 1-9.
Дифференциал с коническими шестернями состоит из сателлитов, крестовины, конических шестерен полуосей и корпуса. Дифференциал, представленный на рис. 1-10, собран в двух скрепленных болтами частях корпуса: левой 1 и правой 5. Ведомое зубчатое колесо главной передачи неподвижно соединено болтами или заклепками с фланцем левого корпуса дифференциала 1. Четыре опорные шейки крестовины 8 вставлены в соответствующие им отверстия, которые просверлены на стыке полукорпусов дифференциала. Плоскость сопряжения частей корпуса проходит на уровне осевых линий крестовины. Сателлиты 4 свободно посажены на оси крестовины. Мощность передается к ведущим колесам от зубчатого колеса главной передачи через корпус дифференциала, крестовину, сателлиты, шестерни полуосей и полуоси. Когда ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, сателлиты не поворачиваются относительно своих осей, и весь механизм дифференциала вращается как одно целое. Если же сопротивление качению двух колес неодинаково, то при вращении корпуса дифференциала сателлиты будут вращаться вокруг собственных осей. При этом две шестерни полуосей будут вращать полуоси и ведущие колеса с различными угловыми скоростями.
Рис. 1-10 Дифференциал конического типа производства SINOTRUK
1 – Левая половина корпуса дифференциала; 2 – Регулировочная прокладка; 3 – Шестерни полуосей; 4 – Сателлиты; 5 – Правая половина корпуса дифференциала; 6 – Болт; 7 – Прокладка сателлита; 8 – Крестовина; 9 – Втулка; 10 – Стопорное кольцо втулки
Дифференциал ведущего моста серии STR производства SINOTRUK улучшен по сравнению с предыдущей конструкцией, но, в основном, остался прежним. Компания SINOTRUK увеличила диаметр осей крестовины с целью повышения прочности, а также для снижения трения добавила между сателлитами 4 и осями крестовины 8 втулки 9 и стопорные кольца 10. Эти детали позволили улучшить смазку трущихся поверхностей и увеличить срок службы дифференциала.
http://спецавтотехника.рф |
10 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
10 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
1. Принцип изменения частоты вращения в дифференциале
Относительное движение элементов дифференциала проиллюстрировано на рис. 1-11. Дифференциал с коническими шестернями работает по принципу планетарного механизма. Корпус 3 дифференциала, который является его ведущим звеном, закреплен на ведомом зубчатом колесе 6 главной передачи. Обозначим угловую скорость, как ω0. Ось сателлитов (крестовина) 5, установленная в корпусе дифференциала 3, выполняет функцию водила. Шестерни полуосей 1 и 2, которые являются ведомыми звеньями механизма, вращаются, соответственно, с угловыми скоростями ω1 и ω2. Буквами A и B обозначены точки зацепления зубьев сателлитов 4 с шестернями полуосей 1 и 2. Средняя точка сателлита обозначена, как C. Расстояние от точек A, B и C до оси вращения дифференциала обозначим как r. Когда сателлиты вращаются относительно оси дифференциала вместе с крестовиной, не вращаясь относительно собственных осей, окружные скорости точек A, B и C одинаковы, поскольку они расположены на одинаковом расстоянии r от оси вращения. Эти окружные скорости равны ω0r. Итак, ω0 = ω1 = ω2. Это значит, что в данном случае дифференциал не создает разности угловых скоростей. Угловые скорости полуосей равны угловой скорости вращения корпуса дифференциала 3.
Рис. 1-11 Принцип изменения частоты вращения в дифференциале
1,2 – Шестерни полуосей; 3 – Корпус дифференциала; 4 – Сателлиты; 5 – Крестовина; 6 – Ведомое зубчатое колесо главной передачи
Если сателлит, наряду с вращением всего дифференциала, вращается относительно своей собственной оси 5 с угловой скоростью ω4, то окружная скорость точки зацепления A равна ω1r = ω0r + ω4r4, а точки В: ω2r = ω0r – ω4r4.
Тогда ω1r + ω2r = ( ω0r + ω4r4) + (ω0r – ω4r4)
или ω1+ ω2 = 2ω0
Если вместо угловой скорости записать частоту вращения (мин-1), то
n1 + n2 = 2n0.
http://спецавтотехника.рф |
11 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
11 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Эти уравнения справедливы для симметричного дифференциала с коническими шестернями при условии, что шестерни полуосей имеют одинаковый диаметр. Они показывают, что сумма угловых скоростей левой и правой полуосей в два раза выше скорости вращения корпуса дифференциала, но не зависит от угловой скорости сателлитов. Следовательно, при поворотах и иных дорожных ситуациях, благодаря передаче вращения через сателлиты, правые и левые колеса автомобиля могут вращаться с разными скоростями без буксования.
Из анализа вышеприведенных уравнений можно сделать следующие выводы: c Если угловая скорость одной из полуосей равна нулю, то вторая полуось будет вращаться в два раза быстрее корпуса дифференциала. d Если угловая скорость корпуса дифференциала равна нулю (например, если есть центральный тормоз, способный заблокировать весь ведущий мост), то при воздействии внешнего крутящего момента на одну полуось вторая полуось будет вращаться с той же скоростью, что и первая, но в противоположном направлении.
2. Распределение крутящего момента дифференциалом с коническими шестернями
Крутящий момент главной передачи M0 поступает к полуосям через корпус дифференциала, крестовину и сателлиты. Схема сателлитов эквивалентна равноплечему рычагу, причем радиусы двух шестерен полуосей одинаковы. Поэтому если сателлиты не вращаются, то крутящий момент M0 распределяется равномерно между левой и правой полуосями.
Иными словами, M1 = M2 = 1/2 M0.
Рис. 1-12 Распределение крутящего момента в дифференциале
Если две шестерни полуосей вращаются в одном направлении, но с разными угловыми скоростями так, что скорость n1 левой полуоси больше, чем скорость n2 правой полуоси, то сателлит будет вращаться вокруг оси крестовины 5 в направлении сплошной стрелки n4 (рис. 1-12)
Отметим, что между сателлитом и его осью, а также между торцовой поверхностью сателлита и корпусом дифференциала всегда действуют некоторые силы трения. Направление момента силы трения Mr, который действует на сателлит, противоположно направлению вращения сателлита n4. Этот момент обозначен на рисунке 1-12 пунктирной стрелкой.
Момент трения приводит к появлению двух окружных сил F1 и F2, которые равны между собой по величине, но действуют в противоположных направлениях, оказывая дополнительное воздействие на левую и правую шестерни полуосей. Сила F1 может уменьшить крутящий момент M1 на левой полуоси, которая вращается быстрее, а сила F2 увеличит крутящий момент M2 на правой полуоси, которая вращается медленнее. Следовательно, при некоторой разности скоростей движения правого и левого колес, выполняются равенства:
M1 = 1/2(M0 - Mr) и M2 = 1/2 (M0 + Mr).
http://спецавтотехника.рф |
12 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
12 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Разность крутящих моментов на левом и правом колесах равна внутреннему моменту сил трения в дифференциале Mr.
Для уравновешивания внутреннего момента сил трения в дифференциале и при распределении крутящего момента пользуются понятием «коэффициент блокировки» К:
K = (M2 - M1)/M0 = Mr/M0
Отношение момента внутреннего трения в дифференциале к входному моменту (приложенному к корпусу дифференциала) называется коэффициентом блокировки дифференциала К. Отношение Kb крутящих моментов на опережающей и отстающей полуосях, равное M2/M1, может быть выражено следующей формулой: Kb = M2/M1 = (1+ К)/(1- К).
В настоящее время внутренний момент трения в дифференциалах с симметричными коническими шестернями сведен к минимуму. Значение коэффициента блокировки K = 0,05~0,15, а отношение крутящих моментов Kb = 1,1~1,4.
Можно считать, что крутящий момент равномерно распределен по левому и правому ведущим колесам, если их угловые скорости равны. Пропорциональное распределение крутящего момента удовлетворительно для автомобиля, который движется прямо или выполняет поворот на хорошей дороге.
Но при движении по плохим дорогам дифференциал может серьезно ухудшить тяговые возможности автомобиля. Например, когда одно колесо наезжает на загрязненный или обледенелый участок дороги, он будет скользить и может развернуться на месте. Но при возврате на хорошее дорожное покрытие устойчивость движения восстановится. Причина этого эффекта в том, что на загрязненной поверхности коэффициент сцепления колеса с покрытием очень мал. Дорожная поверхность при этом не создает достаточного реактивного момента, передаваемого на полуось. Несмотря на то, что сцепление второго колеса с дорогой велико, передаваемый на это колесо крутящий момент будет очень небольшим, поскольку симметричный дифференциал равномерно распределяет момент на оба колеса. Поскольку суммарный крутящий момент невелик, автомобиль не сможет двигаться вперед. Данная проблема может быть решена только с помощью блокируемого дифференциала.
Чертеж принудительно блокируемого дифференциала для моста серии STR, производимого компанией SINOTRUK, приведен на рис. 1-13.
Если одно колесо попадает на участок дороги с малым коэффициентом сцепления, водитель может включить блокировку, не покидая кабины. При этом скользящая зубчатая полумуфта 13 зацепляется торцовыми зубьями с неподвижной полумуфтой 11. На внутренней поверхности зубчатой полумуфты 13 имеются шлицы, которые позволяют муфте вращаться вместе с полуосью 15 и смещаться по ней в осевом направлении. В свою очередь, неподвижная зубчатая полумуфта 11, на внутренней поверхности которой также имеются шлицы, соединена с корпусом дифференциала.
Как только торцовые зубья скользящей полумуфты 13 войдут в зацепление с неподвижной зубчатой полумуфтой 11, полуось 15 начнет принудительно вращаться, как одно целое с корпусом дифференциала 1. Выше ужа упоминалось, что шейки крестовины входят в углубления двух половин корпуса дифференциала 1 и 5, которые также вращаются совместно. Поэтому полуось 15 одного борта автомобиля и её шестерня 3 будут вращаться с частотой вращения корпуса дифференциала. Сателлиты 4 перестанут вращаться относительно осей крестовины, и между левой и правой полуосями не будет никакой разности скоростей. Следовательно, в данном состоянии дифференциал не будет работать, а правая и левая полуоси окажутся заблокированными и будут вращаться, как одно целое с корпусом дифференциала. Таким образом, если любое из колес начнет проскальзывать без сопротивления, весь крутящий момент главной передачи будет передан на противоположное колесо, которое не буксует, и автомобиль сможет нормально продолжать движение.
http://спецавтотехника.рф |
13 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
13 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Рис. 1-13 Принудительно блокируемый дифференциал моста серии STR, производимого компанией SINOTRUK
1 – Левая половина корпуса дифференциала; 2 – Регулировочная прокладка; 3 – Шестерни полуосей; 4 – Сателлиты; 5 – Правая половина корпуса дифференциала; 6 – Болт; 7 – Прокладка сателлита; 8 – Крестовина; 9 – Втулка; 10 – Стопорное кольцо втулки; 11 – Неподвижная зубчатая полумуфта блокировки; 12 – Круглая гайка; 13 – Скользящая зубчатая полумуфта блокировки; 14 – Стопорная шайба
Когда автомобиль съезжает с плохого участка дороги, блокировка дифференциала должна быть отключена. Функционирование механизма блокировки дифференциала должно быть проверено на парковке. При несвоевременном отключении блокировки дифференциала не исключено, что при движении по хорошей дороге левое и правое колеса окажутся жестко связанными друг с другом, и возникнут те же проблемы, которые существуют для автомобилей, не оснащенных дифференциалом.
Принцип действия межосевого дифференциала и его блокировки – тот же, что и для межколесного дифференциала. Конструкции двух типов дифференциалов имеют большое сходство. Конструкция межосевого дифференциала моста STR показана на рис. 1-14. Входной вал, на фланец 4 которого передается вращение, жестко соединен с передней частью корпуса межосевого дифференциала. Шлицевые соединения полуосей 13 и 16 позволяют передать вращение, соответственно, на вал среднего ведущего моста 32 и на пустотелый вал 20 привода главной передачи заднего моста. Принцип действия дифференциала не меняется по сравнению с межколесным дифференциалом и поэтому здесь не излагается. Десять штифтов блокировки 8, закрепленных на блокирующем кольце 7 межосевого дифференциала, могут проходить через переднюю часть корпуса дифференциала 1. Их положение при незаблокированном дифференциале показано на рис. 1-14. При блокировке межосевого дифференциала с помощью вилки 9 кольцо блокировки смещает штифты, пока они не пройдут через отверстия в прокладке 12 шестерни полуоси и в тело шестерни полуоси 13. После этого передняя часть корпуса дифференциала 1 и шестерня передней полуоси 13 будут вращаться совместно. В данном положении мосты работают так же, как при отсутствии дифференциала.
http://спецавтотехника.рф |
14 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
14 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
Рис. 1-14 Межосевой дифференциал
1 – Вал межосевого дифференциала; 2 – Гайка фланца; 3 – Шплинт; 4 – Фланец; 5,41 – Подшипниковые узлы; 6,18,21 – Шариковые подшипники; 7 – Блокирующее кольцо; 8 – Штифты блокировки; 9 – Вилка включения блокировки; 10 Штифт; 11 – Датчик выключателя блокировки; 12 – Прокладка передней шестерни полуоси; 13 – Шестерня передней полуоси; 14 – Прокладка сателлита; 15 – Сателлиты межосевого дифференциала; 16 – Шестерня задней полуоси; 17 – Задняя часть корпуса дифференциала; 19 – Ведущая цилиндрическая шестерня; 20 – Пустотелый вал; 22 – Стопорное кольцо; 23 – Круглая гайка; 35 – Ведущая коническая шестерня; 37 – Цилиндрический роликовый подшипник; 38 – Ведомое цилиндрическое зубчатое колесо; 39 – Картер моста; 40 – Распорное кольцо; 42 – Конический роликовый подшипник; 43 – Нажимная пластина внешнего кольца подшипника; 44 – Крышка картера моста; 45 – Прокладка задней шестерни полуоси; 46 - Крестовина
Рис. 1-15 Полуось ведущего моста серии STR
III. Полуоси и картер моста
1. Полуось
Полуось ведущего моста серии STR показана на рис. 1-15. На левом рисунке представлена полуось, расположенная со стороны блокировки дифференциала. Полуось предназначена для передачи мощности от дифференциала к ведущему колесу. Её внутренний конец соединен с шестернею полуоси, а внешний конец вставлен в колесный редуктор. Полуоси передают на колесный редуктор крутящий момент, созданный двигателем и переданный через карданный вал и главную передачу.
http://спецавтотехника.рф |
15 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
15 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
2. Картер моста
Картер главного моста служит опорой для главной передачи, дифференциала и полуосей, и защищает их от повреждений. Он же обеспечивает правильное осевое положение колес. На ведущем мосту могут находиться и другие элементы конструкции. При движении автомобиль воспринимает реактивные силы и моменты, действующие на колеса и передаваемые к раме автомобиля через подвеску. Общий вид картера ведущего моста серии STR показан на рис. 1-16.
Рис. 1-16 Трехсекционный картер ведущего моста серии STR
Раздел II Процесс сборки ведущего моста серии STR
I. Предварительная сборка узлов
Перед окончательной сборкой заднего моста необходимо выполнить сборку дифференциала, колесных редукторов и главной передачи.
1. Предварительная сборка дифференциала
(1) Смажьте маслом внутренние полости |
(2) Установите регулировочные прокладки |
корпуса дифференциала |
|
http://спецавтотехника.рф |
16 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
16 |
Howo A7. Ведущие мосты STR. Руководство по ремонту
(3) Установите шестерню полуоси |
(4) Установите крестовину с сателлитами |
(5) Проверьте зазор (от 0,6 до 1,0 мм) |
(6) Смажьте резьбы герметиком |
(7) Выполните предварительное нагружение, |
(8) Установите кольцо со штифтами блокировки |
прилагая одинаковое усилие с противополож- |
дифференциала |
ных сторон |
|
2. Предварительная сборка колесного редуктора
(1) Проверьте соответствие деталей |
(2) Снимите болты водила |
http://спецавтотехника.рф |
17 |
СТО Спецавтотехника |
|
|
17 |
Loading...