На примере переднеприводного автомобиля ВАЗ изучить конструкцию приводов (шрусов) и освоить технику снятия и установку привода колес.
Пояснение к работе:
Крутящий момент от коробки передач передается непосредственно к ведущим колесам, а трансформируется через механизм, называемый дифференциалом привода.
Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами автомобиля и дает им возможность вращаться с разными угловыми скоростями.
Распределение крутящего момента поровну между ведущими колесами целесообразно в случаях, когда автомобиль движется по дороге с высоким коэффициентом сцепления шин с дорогой. При этом уменьшается нагруженность привода колес, замедляется изнашивание шин и снижается расход топлива.
Однако ведущие колеса не всегда могут вращаться с разной угловой скоростью. При движении на закруглениях улиц и дорог, при повороте внутренние колеса катятся по дуге меньшего радиуса и проходят меньший путь, чем колеса, катящиеся по дуге большего радиуса, т.е. по внешней колее. Следовательно, внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних. Частота вращения колес также будет разной при движении автомобиля по неровностям дорог и при разном диаметре шин. Ведущие колеса могут иметь неодинаковый диаметр из-за ненормального давления воздуха в шинах, разного износа шин или неравномерное распределение груза в кузове автомобиля.
Чтобы ведущие колеса автомобиля могли вращаться с разной частотой и проходить разные пути, необходимо устанавливать их не на общей оси, а на отдельных приводных валах и соединять эти валы специальным механизмом, способным обеспечивать вращение колес с разной частотой.
Таким механизмом является
дифференциал.
Он передает крутящий момент с ведомой шестерни главной передачи на приводные валы колес, у заднеприводных автомобилей это полуоси. У переднеприводных автомобилей – это привода (шрусы).
Особенность переднеприводнго автомобиля заключается прежде всего в том, что передние управляемые колеса являются одновременно движущими. Для поворота ведущих колес на валах (полуосях) привода имеют шаровые шарниры, которые должны допускать поворот колес без изменения скорости их вращения. Этому условию удовлетворяют карданы равных угловых скоростей (синхронные шаровые шарниры). Обычный карданный шарнир в этих условиях быстро выходит из строя, так как при отклонениях его ведущего и ведомого звеньев создается неравномерная по угловой скорости передача вращения на ведомое звено. Это вызывает перегрузку валов привода и быстрый износ карданного шарнира.
У современных переднеприводных автомобилей для привода передних колес применяются полуоси с двумя синхронными шаровыми шарнирами: у ведущего колеса жесткого типа (с угловой степенью свободы), у силового агрегата универсального типа (с угловой и осевой степенью свободы).
Применяемый на автомобиле ВАЗ привод передних колес компактен и надежен. Долговечность привода при правильной эксплуатации автомобиля обеспечивается совершенством конструкции шарниров, подбором улучшенных материалов, точностью изготовления деталей, хорошей герметичностью шарниров и применением специальной смазки.
Привод каждого колеса состоит из двух шарниров равных угловых скоростей и вала 10, который у привода левого колеса (маленький) сплошной, а у правого (большой) трубчатый.
Наружный шарнир состоит из корпуса 1, сепаратора 6, внутренней обоймы 3, и шести шариков. В корпусе шарнира и обойме выполнены канавки для размещения шариков. Канавки в продольной плоскости выполнены по радиусу, что обеспечивает угол поворота наружного шарнира до 40⁰. Шлицевый наконечник корпуса шарнира устанавливается в ступицу колеса и крепится к ней гайкой. Обойма 3, устанавливается на шлицах вала 10 между упорным кольцом 7 и стопорным кольцом 2.
Внутренний шарнир отличается от наружного тем, что дорожки корпуса и обоймы выполнены прямыми, а не радиусными, что позволяет деталям шарнира перемещаться в продольном направлении. Это необходимо для компенсации перемещений, вызванных колебаниями передней подвески и силового агрегата.
На демонстрационном автомобиле ВАЗ с передним приводом снять привод и зарисовать устройство привода в сборе.
Порядок выполнения практической работы:
Устанавливаем автомобиль на подъемник или смотровую канаву и выполняют с обеих сторон автомобиля следующие операции.
1. Ослабляют болты крепления переднего колеса, снимают колпак, ступицы и отвертывают гайку крепления ступицы колеса на корпусе наружного шарнира;
2. Вывешивают переднюю часть автомобиля и снимают переднее колесо;
3. Отсоединяют шаровой шарнир рычага подвески от поворотного кулака, отвернув болты его крепления;
Задний привод и его особенности
Задний привод принято считать классическим, поскольку изначально авто выпускались именно с ним. Особенность авто с такой контракцией заключается в раздельности функций колес обеих осей. Передний мост в таких машинах является только управляемым, задний же приводит авто в движение.
Чтобы обеспечить передачу крутящего момент на колеса, у заднеприводных авто используется достаточно сложная конструкция трансмиссии, включающая в себя КПП, вал с карданными шарнирами, а главная передача входит в устройство заднего ведущего моста. Такая конструкция присуща для авто, у которых компоновка – переднемоторная (она является самой распространенной).
Но в свое время выпускались машины с заднемоторной компоновкой. У них конструкция трансмиссии была проще, поскольку расстояние от КПП к колесам ведущей оси было минимальное. Сейчас такая компоновка встречается крайне редко.
Достоинства
К положительным качествам заднеприводных автомобилей относятся:
- Более разновременное распределение нагрузки между осями. Двигатель, установленный спереди, значительно нагружает переднюю ось, в то время, как на заднюю воздействует только вес кузова. Но при начале движение происходит смещение веса назад, благодаря чему происходит распределение нагрузки – передняя ось разгружается, а задняя – нагружается. При этом обеспечивается лучшее сцепление колес задней оси, что обеспечивает хорошую динамику набора скорости;
- Сниженная вибрация рулевого управления. Поскольку передняя ось предназначена только для управления авто, то на рулевой механизм воздействуют исключительно вибрации, получаемые колесами от дорожного полотна;
- Большой угол поворота колес. Здесь тоже сказывается устройство передней оси. Отсутствие дополнительных элементов в конструкции позволяет поворачивать колеса на больший угол, что обеспечивает лучшую маневренность в условиях ограниченного пространства (припарковаться легче);
- Уменьшенная передача вибрации на кузов. В заднеприводных авто силовая установка располагается продольно, поэтому распределение веса на передок более оптимально. Дополнительно использование эластических виброгасящих креплений мотора обеспечивает минимальную передачу вибраций от него на кузов;
- Предсказуемость заноса и легкость выхода из него. Стоит отметить, что это несколько спорное достоинство. Дело в том, что заднеприводный автомобиль в большей степени подвержен уходу в занос, а если бы из него еще и выйти было трудно, популярность этого вида привода была значительно ниже.
Виды систем приводов автомобилей — Преимущества и недостатки
Любому гражданину даже далекому от автомобилей известно, что в машинах существует три основных вида привода, то есть:
-задний привод, при котором отбор мощности и крутящего момента идет соответственно на заднюю ось;
-передний привод, который работает по диаметрально противоположенному принципу и имеющий диаметрально противоположенную компоновку и;
-полный привод, который сочетает в себе все плюсы и минусы двух вышеприведенных приводов.
Но так или иначе, по каким-то причинам у многих граждан автомобилистов остается множество вопросов, а именно, для каких целей, почему и зачем на тех или иных автомашинах используют различные виды приводов и компоновок. А также, из-за чего например, на некоторые малолитражные автомобили ставится передний привод а не задний, и действительно ли система полного привода (All Wheel Drive, AWD) не тоже самое, что допустим, технология 4WD (4×4)?
Какой привод лучше
Из-за такого недопонимания нами было решено написать статью, в которой мы раскрыли тему: -по краткому описанию существующих трансмиссий автомобилей, их достоинств и недостатков вместе с общими принципами их работы.
Тем гражданам, кто знаком с устройством автомобилей данная статья будет не очень интересна, так как она была написана именно для водителей-новичков, которые совсем недавно получили свои ВУ (водительские удостоверения) и не имеют ни малейшего представления о том автомире, в который он/она сегодня вступают.
В качестве небольшого отступления перед началом нашего повествования, хотелось бы заметить, что не все из нижеследующих утверждений обязательно должны быть верны. Современные технологии и гибридные силовые агрегаты а также передовые материалы, могут существенным образом повлиять на их применение сегодня, сравняв или наоборот разграничив тем самым их преимущества и недостатки в различных системах и типах приводов автомобилей.
Передний привод
Передний привод легковых автомобилей широко начал применяться с 70-х годов прошлого века, хотя первые модели с ним появились значительно раньше. Особенность этого типа привода сводится к тому, что вращение передается на переднюю ось, то есть она одновременно является управляемой и ведущей. В этом есть как положительные, так и отрицательные стороны.
Положительные качества
К достоинствам переднеприводных авто относятся:
- Высокие показатели курсовой устойчивости. Передние колеса «тянут» за собой всю «тележку»;
- Увести авто с таким приводом в занос сложнее. Здесь сказывается хорошая курсовая устойчивость;
- Меньшая металлоемкость конструкции. Главная передача входит в устройство КПП. При этом вращение передается по короткому пути и для этого используется два небольших вала с шарнирами равных угловых скоростей. Все это значительно удешевляет производство;
- Сравнительная простота конструкции;
- Увеличенное полезное пространство салона. Из-за отсутствия карданной передачи нет надобности создавать объемный тоннель (хотя он все же присутствует);
- Лучшие показатели проходимости. Здесь все зависит от некоторых факторов. Так, на затяжном бездорожье за счет загруженности передка ведущим колесам легче найти точку опоры. На коротких же участках грязь зачастую преодолевается за счет инерции авто (передок благодаря ей просто «проскакивает» грязь и колеса уже «цепляются» за твердое покрытие);
- Меньшие размеры моторного отсека. У переднеприводных авто двигатель и КПП размещаются поперечно, что обеспечивает компактность.
Для многих, этих достоинств вполне достаточно, чтобы отдать предпочтение переднеприводным авто.
Негативные качества
Недостатки у переднеприводных авто тоже имеются:
- Повышенная вибрация на руле. Рулевой механизм воспринимает на себя не только колебания от дороги, а и силовой установки с трансмиссией. Но этот недостаток сейчас нивелируется за счет массового использования усилителей рулевого управления;
- Частая пробуксовка ведущих колес при начале движения. За счет смещения нагрузки назад, передок разгружается и колесам легче потерять контакт с дорожным полотном;
- Меньший угол поворота управляемых колес. Наличие в конструкции передней оси элементов привода влияет на углы поворота.
Производители отдают предпочтение больше переднему приводу из-за дешевизны производства, хотя в нем есть достаточно уязвимые узлы (ШРУСы), которые требуют сравнительно частой замены.
Напоследок отметим, что однозначно выделить какой-то из указанных двух типов, как лучший – невозможно, по той причине, что здесь все зависит от предпочтений автовладельца. К тому же выше указаны только основные положительные и отрицательные моменты переднего и заднего приводов. Для более точного определения необходимо сравнение эксплуатационных показателей приводов легковых автомобилей.
Первый переднеприводный автомобиль и современные представители
В таком авто крутящий момент, который создается движком, передается на передние колеса, другими словами, они являются ведущими.
На сегодняшний день практически каждый производитель имеет в своем списке авто с таким устройством: это Mercedes, Audi, Renault, Skoda, Citroen, Volkswagen, Peugeot, Toyota, в общем, этот перечень можно продолжать очень долго. И все эти автомобили нам хорошо знакомы и ежедневно встречаются на улицах города.
Первый переднеприводный автомобиль был создан еще в 1897 году братьями Грэф. Данный эффект достигался за счет самых обыкновенных карданных шарниров, которые располагались на каждой оси. Это был первый пробный вариант, далее свое развитие такой тип привода обрел уже в 1920 году в США при сборке гоночных автомобилей.
Сегодня самым мощным переднеприводным автомобилем, имеющим серийное производство, смело можно назвать Ford Focus. Его мощность достигает 305 л.с., а крутящий момент целых 440 Нм.
Трансмиссия автомобиля, принципиальные схемы
- admin 08.04.2013 Обслуживание и ремонт
Коробка переменных передач, взаимодействуя с другими механизмами и агрегатами, осуществляющими передачу крутящего момента от двигателя автомобиля к его ведущим колесам, составляют один из наиболее важных узлов под названием трансмиссия автомобиля.
Во время движения автомобиля крутящий момент коленчатого вала может достигать 7000 об/мин при том, что ведущие колеса в тот момент вращаются более, чем в четыре раза медленнее и этот показатель постоянно меняется, в зависимости от дорожных условий. Кроме этого, эксплуатация авто подразумевает изменение как скорости движения, так и необходимость выполнять различные маневры, движение задним ходом, останавливаться. Все это было бы выполнять затруднительно без трансмиссии.
На сегодняшний день автомобили оснащаются различными трансмиссиями трех основных компоновок:переднеприводной, заднеприводной и полноприводной.
Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля
При производстве автомобилей с передним приводом устанавливаются следующие узлы и агрегаты, передающие крутящий момент от коленвала к колесам:
• Сцепление; • Коробка переменных передач; • Главная передача; • Дифференциал; • Шарнир равных угловых скоростей, вал привода колес.
Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавного ее подключения во время начала движения автомобиля или переключения передач.
Коробка переменных передач используется для изменения передаваемого карданному валу крутящего момента о двигателя и тем самым, получения тяговых усилий на ведущих колесах. Также с помощью КПП осуществляется изменение направления ведущих колес и отключение трансмиссии от мотора на длительное время.
Помимо того, что главная передача передает усилие от карданного вала полуосям под прямым углом, с ее помощью происходит уменьшение по отношению к карданному валу числа оборотов ведущих колес. Таким образом, сила тяги на ведущих колесах увеличивается, за счет уменьшения крутящего момента механизмов трансмиссии после главной передачи.
Дифференциал обеспечивает разную скорость вращения правого и левого ведущих колес, с учетом дорожных условий (повороты, неровности и т. д.). К ведущим колесам крутящий момент передается через полуоси от дифференциала посредством полуосевых шестерен. Такие дифференциалы называют межколесными. Другой вид дифференциалов – межосевые, когда они остановлены между разными осями автомобиля.
Плюсы заднеприводных машин
Машины с задним приводом, бесспорно, имеют много достоинств. Приведем некоторые факты о том, почему задний привод лучше переднего. Важнейшим и основным преимуществом заднеприводных автомобилей является их высокая продуктивность. Это означает, что, когда происходит нажатие на газ и машина начинает набирать обороты, вес переносится на заднюю часть, в итоге нагрузка на передние колеса значительно уменьшается. Это способствует увеличению сцепления ведущих колес с дорогой и снижает вероятность возникновения их пробуксовки, а особенно во время начала хода или резкого разгона.
Еще одно достоинство авто с задним приводом – более высокая управляемость «железным конем». Происходит это за счет того, что передние колеса только задают линию движения. У заднеприводных машин меньший радиус разворота. То есть на них намного легче входить в повороты, а также, благодаря более равномерному распределению массы авто, им намного проще управлять. Ну и еще одним неоспоримым плюсом автомобиля, у которого задний привод, является высокая комфортность езды за счет того, что в салоне почти не чувствуются вибрации от работающего мотора машины.
Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля
Составными данной трансмиссии (ее еще называют классической) являются:
• Сцепление; • Коробка переменных передач; • Карданная передача; • Главная передача; • Дифференциал; • Полуоси.
Как видно, в состав узлов заднеприводной трансмиссии входит карданная передача, которая является промежуточным узлом между выходным валом коробки передач и задним мостом, и служит для передачи крутящего момента, вне зависимости от угла между осями вала коробки передач и главной передачи.
Переднеприводные машины в карданной передаче не нуждаются, т. к. у них все узлы и агрегаты трансмиссии объединены в один общий узел агрегатов под капотом автомобиля. Благодаря тому, что в корпусе коробки передач находится дифференциал с главной передачей, из самого картера КПП выходят валы привода передних ведущих колес.
Схема трансмиссии полноприводного автомобиля
Схемы трансмиссий машин с полным приводом пестрят большим разнообразием и условно разделяются на три группы:
- Постоянный полный привод. Обязательный атрибут автомобилей с такой схемой трансмиссии – межосевой дифференциал.Автомобильная трансмиссия с передачей мощности на все четыре колеса является эффективной как при создании автомобилей с повышенной проходимостью, так и при улучшении разгона машины. Достижение обоих эффектов возможно, благодаря распределению силы тяги – уменьшение тяги на каждом колесе исключает вероятность пробуксовки.
- Полный привод, подключаемый вручную, который предусматривает наличие раздаточной коробки, но межосевой дифференциал в большинстве моделей отсутствует. Вся ответственность по распределению крутящего момента между задней и передней осями автомобиля в этой схеме возложена на “раздатку”.
- Автоматически подключаемый полный привод присущ автомобилям с передними ведущими колесами, а функции дифференциала выполняет вискомуфта либо фрикционная муфта с электронным управлением. Что касаетсявискомуфты (вязкостной муфты), передача крутящего момента с ее помощью осуществляется, за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками, заключенными в корпусе. Данную муфту могут также, использовать для автоматической блокировки дифференциала, установив ее между осями или встроив непосредственно в корпус дифференциала. При использовании же фрикционных муфт передача крутящего момента осуществляется за счет сжатия пакета дисков и возникающего, вследствие этого, трения.
