Руководство по ремонту ГАЗель
        - ГАЗ-2705, 3213, 33021 -


  Эксплуатация   |   Двигатель   |   Трансмиссия   |   Ходовая   |   Рулевое   |   Тормоза   |   Кузов   |   Электрика  
 

Симметричные и несимметричные дифференциалы



СИММЕТРИЧНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ

Конический дифференциал (кинематическая схема дана на рис. 3.1, а и 3.2, а). Обычный дифференциал с коническими зубчатыми колесами, применяемый в грузовых автомобилях, имеет чаще всего четыре сателлита (рис. 3.16) или, реже, три. Большинство легковых автомобилей имеет дифференциалы с двумя сателлитами. Они могут свободно вращаться вокруг шипов неподвижной крестовины, концы которой зажаты между чашками корпуса дифференциала, и постоянно находятся в зацеплении с шестернями полуосей. В общем случае сателлиты опираются на внутренние стенки

Рис. 3.16. Конический дифференциал (без корпуса):

а — в сборе; б — в разобранном виде; 1 — шестерни полуосей; 2 — сателлиты; 3 — крестовина; 4 — опорная шайба шестерни полуоси; 5 — опорные шайбы сателлитов

корпуса через опорные шайбы 5 скольжения, а полуосевые шестерни — через опорные шайбы 4. Составные части (чашки) корпуса дифференциала соединяют между собой с помощью болтов или винтов, причем часто для этого применяют установочные штифты. Корпус дифференциала в большинстве случаев имеет фланец, к которому с помощью болтов или заклепок крепится шестерня главной передачи. Иногда ведомая шестерня соединяется с корпусом дифференциала с помощью болтов, соединяющих обе его чашки.

Каждый из конических сателлитов работает как рычаг между двумя шестернями полуосей, поэтому крутящий момент, снимаемый с корпуса дифференциала, теоретически делится поровну между шестернями полуосей и, следовательно, между ведущими колесами. Такое распределение моментов происходит независимо от траектории движения транспортного средства и дорожных условий.

Конические дифференциалы, отличающиеся высоким механическим КПД, наиболее распространены и находят применение в большинстве автомобилей, преимущественно легковых. Существенный недостаток обычного конического дифференциала заключается в задерживании вращения одного из ведущих колес при скольжении другого колеса данного моста.

Цилиндрический дифференциал. В некоторых автомобилях применяют цилиндрический дифференциал, который отличается от конического только выполнением сателлитов в виде пар цилиндрических шестерен (рис. 3.17). Такая конструкция не нарушает упомянутого выше принципа действия конического дифференциала, причем роль конического сателлита выполняет пара цилиндрических шестерен, а выходных шестерен — цилиндрические шестерни, установленные на концах полуосей. Длину зубьев сателлитов и их положение выбирают такими, чтобы каждый сателлит частью своего

зубчатого венца зацеплялся с цилиндрической шестерней полуоси. Остальной частью зубчатого венца сателлит взаимодействует с другим сателлитом (равным ему по размерам), который зацепляется с цилиндрической шестерней другой полуоси. К корпусу дифференциала болтами крепится ведомая коническая шестерня главной передачи. Вместе с ведомой шестерней вращается корпус дифференциала, а также закрепленные в нем оси сателлитов.

Рис. 3.17. Конструктивная схема цилиндрического дифференциала при главной передаче:

а — конической; б — червячной; 1 и 2 — шестерни полуосей; 3 —корпус дифференциала; 4 и 5 — сателлиты; 6 — шестерня ведомая коническая; 7 — шестерня ведущая коническая; 8 — червяк; 9 — колесо червячное

Недостатком цилиндрического дифференциала является необходимость применения большого числа сателлитов, что усложняет конструкцию и увеличивает массу ведущего моста. Обычно такой дифференциал короче, но при одной и той же передаваемой мощности имеет больший диаметр. Использование дифференциала большего диаметра создает трудности в обеспечении необходимого дорожного просвета автомобиля. Малая ширина оказывается желательной для применения в некоторых отраслях промышленности.

Рис. 3.18. Шариковый дифференциал:

1 — левая полуось; 2 и 6 — шестерни полуосей; 3 — ведущая шестерня главной передачи; 4 — водило; 5 — сателлиты, 7 — правая полуось

Шариковый дифференциал. Оригинальная конструкция автомобильного дифференциала показана на рис. 3.18. В этой конструкции шариковые сателлиты 5 установлены в водиле 4, имеющем форму плоской коробки. Крутящий момент, передаваемый передачей этого типа, не может быть большим вследствие возникновения больших давлений (теоретически нагрузка передается одной точкой), которые приводят к быстрому изнашиванию передачи.

Сложный дифференциал. Оригинальная конструкция главной передачи с дифференциалом ведущего моста производства фирмы «Киркстолл» применена в автотягаче «Энтар» фирмы «Торникрофт» (рис. 3.19). Дифференциал, кроме функции равномерного распределения крутящего момента по обеим полуосям, выполняет роль редуктора, который представляет собой вторую ступень главной передачи. К червячному колесу прикреплен корпус 4 планетарной передачи с коронной шестерней с внутреннего зацепления, установленной в подшипниках 2 и 10. Планетарная передача состоит из шестерни с внутреннего зацепления, солнечной шестерни а и сателлитов b, установленных в водиле 3, которое, в свою очередь, размещено на шлицах левой полуоси 1. Солнечная шестерня а составляет одно целое с ведущей шестерней d, которая вращает шестерню f внутреннего зацепления посредством трех промежуточных шестерен е. Оси этих шестерен установлены на пальцах б, закрепленных в детали 5, которая болтами присоединена к картеру. Шестерня f внутреннего зацепления, выполненная в корпусе 7, установлена на шлицах правой полуоси 8.

Левая полуось вращается в направлении движения вследствие вращения вперед коронной шестерни с внутреннего зацепления.

Рис. 3.19. Главная передача и дифференциал автотягача «Энтар» (фирмы «Торникрофт»). Ведущий мост изготовляет фирма «Киркстолл» :

а — солнечная шестерня планетарной I передачи; b — сателлит планетарной I передачи? с — шестерня внутреннего зацепления планетарной I передачи; d — шестерня ведущая II передачи, е— шестерня промежуточная II передачи; f — шестерня внутреннего зацепления II. передачи; / — левая полуось; 2 — шариковый подшипник левой полуоси; 3 — водило планетарной передачи; 4 — корпус планетарной I передачи; 5 и 9 — опорный элемент; 6 — палец; 7 — корпус II передачи; 8 — правая полуось; 10 — роликовый подшипник

Это происходит в том случае, когда солнечная шестерня а остается неподвижной. Однако, если солнечная шестерня останется свободной, то она будет вращаться в противоположную сторону, поэтому скорость водила 3 и полуоси 1 будет меньше, чем в случае закрепления солнечной шестерни. Вращение солнечной шестерни а назад сопровождается вращением ведущей шестерни d> которая заставляет вращаться вперед правую полуось. Это приводит к некоторому уменьшению частоты вращения.

Так как к полуосям должны подводиться равные моменты, то шестерни d, е и / должны иметь определенное передаточное число по отношениям к шестерням с и а, причем условие симметричности данного дифференциала имеет вид (с/а) + 1 = f/d, в которое необходимо вместо символов шестерен проставить число имеющихся на них зубьев.

Заметим, что для вала, на котором выполнены шестерни а и d, находящиеся в зацеплении с сателлитами Ь и е применены только торцовые опоры. Это обеспечивает равномерное распределение крутящего момента, подводимого к шестерням and, между ними.

Цилиндрический дифференциал с передаточным числом iw = 2. На рис. 3.20 представлены все элементы главной передачи и дифференциала, применяемого в автомобиле «Олдсмобил торнадо», причем схема цилиндрического дифференциала представлена на рис. 3.10. Так как в конструкции ведущего моста приняты интересные решения, рассмотрим их. Чтобы избежать трудностей, обычно возникающих с вертикальным смещением ведущей гипоидной шестерни относительно ведомой, была выбрана конструкция конической главной передачи. Это позволило расположить полуоси на такой высоте, при которой обеспечивается достаточное расстояние от них до масляного резервуара и дорожный просвет не менее 164 мм в полностью груженом автомобиле (пять человек и багаж). В целях выполнения картера главной передачи компактным и узким применен цилиндрический дифференциал. Коронная шестерня внутреннего зацепления (наружный диаметр 250 мм) размещена внутри ведомой шестерни главной передачи.

Масло, используемое для главной передачи, образует достаточно прочную пленку и оказывает хорошую сопротивляемость задиру. Шестерни главной передачи изготовляют из стали 4617 по стандарту SAE, причем для того, чтобы понизить напряжения, применяют крупные зубья. Эксперименты, проведенные с литым стальным корпусом дифференциала, показали, что его твердость недостаточна даже после термообработки. Тогда были применены термо-обработанные поковки из стали 4118 по стандарту SAE. Диаметр делительной окружности шестерни внутреннего зацепления равен 152,4 мм, а диаметральный питч 12 дюйм-1. Солнечная шестерня изготовлена из стали 4617 по стандарту SAE. После долгих экспериментов с разными типами карданных шарниров для полуосей были выбраны шарниры равных угловых скоростей Рцеппа. При каждом внутреннем шарнире применено скользящее шлицевое соединение с комплектом шариков между поверхностями зубьев и впа-

Рис. 3.20. Передний ведущий мост автомобиля «Олдсмобил торнадо» (разрез главной передачи; левой полуоси и цапфы переднего колеса): 1 — ось двигателя; 2 — ось автомобиля

дин. Рабочие поверхности полуосей предохраняются специальными кожухами. Магнитные деформированные кольца, установленные в канавках, обеспечивают высокую антикоррозийную стойкость.

НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ

Для автомобилей с колесной формулой 4 х4 или 6 хб часто требуется неравномерное распределение крутящего момента между ведущими мостами. Например, в автомобиле с колесной формулой '4 х4, задние сдвоенные колеса способны воспринять вес больший, чем одиночные передние колеса, по крайней мере в 2 раза. Если для распределения крутящего момента между передним и задним мостами будет применен обычный симметричный дифференциал, то для создания тяговой силы будет использоваться только половина веса, приходящегося на задний мост, так как к задним колесам невозможно подвести крутящий момент больший, чем к передним.

В грузовых автомобилях с двумя или более ведущими мостами крутящий момент должен быть распределен между этими мостами пропорционально нагрузкам, действующим на них. К сожалению, ни один из существующих несимметричных дифференциалов не соответствует этому требованию. Простые несимметричные дифференциалы распределяют крутящий момент (при малом внутреннем трении) пропорционально радиусу действия окружного усилия (см. рис. 3.2, б и в) коронной и солнечной шестерен (см. рис. 3.2, д) либо тангенсам углов конусов сателлитов к образующим которых прилагаются окружные усилия (см. рис. 3.2, г).

Несимметричные дифференциалы (см. рис. 3.2, б и в) могут быть применены только для малых перераспределений крутящего момента, так как передаваемый крутящий момент пропорционален радиусу действия окружного усилия на выходной шестерне. Наибольшее отношение крутящих моментов можно получить в конструкции, разработанной согласно рис. 3.2, г. Однако в этом случае диаметр корпуса дифференциала получается большим. В настоящее время среди несимметричных дифференциалов наибольшее применение имеют конструкции, выполняемые по схеме рис. 3.2, д.








Двигатели ЗМЗ-4025, 4026
Кривошипно-шатунный механизм
Газораспределительный механизм
Система смазки двигателя
Система вентиляции картера
Система охлаждения
Вентилятор радиатора
Удаление воздуха из системы охлаждения
Система питания
Рециркуляция отработавших газов
Выпуск отработавших газов
Подвеска двигателя
Обслуживание двигателя
Диагностика двигателя
Поломки двигателя
Ремонт двигателя

Двигатели УМЗ-4215С*, УМЗ-42150*
Головка цилиндров
Кривошипно-шатунный механизм
Газораспределительный механизм
Система смазки
Система вентиляции картера
Система охлаждения
Система питания
Система выпуска отработавших газов
Ремонт двигателя

Двигатели ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063
Кривошипно-шатунный механизм
Газораспределительный механизм
Система смазки двигателя
Система вентиляции картера
Система охлаждения
Система питания
Рециркуляция отработавших газов
Особенности обслуживания
Ремонт двигателя