Ведущий мост и его техническое обслуживание

Конструкция моста автомобиля может влиять на такие эксплуатационные качества автомобиля, как надежность, безопасность, комфортабельность, управляемость, проходимость.

Требования, предъявляемые к мостам автомобиля:

• малая масса (при уменьшении массы повышается плавность хода);• жесткость конструкции;• небольшие размеры в вертикальном направлении;• учет компоновочных особенностей транспортного средства;• прочность (оказывает значительное влияние на безопасность автомобиля).

По расположению на автомобиле мосты могут быть:• передними;• промежуточными (на трехосном автомобиле такой мост называют средним);• задними; Различают мосты:• управляемые;• ведущие;• комбинированные (колеса моста и ведущие, и управляемые);• поддерживающие (колеса моста не являются ни ведущими, ни управляемыми).

Принцип работы заднего моста

Задний мост служит для передачи крутящего момента на автомобиле от двигателя, через коробку передач, путем карданной передачи на задний мост, главную передачу, дифференциал, полуоси к ведущим колесам автомобиля.

Данные узлы и детали находятся в заднем мосту автомобиля, который состоит, соответственно, из двух главных деталей: пустотелой балки (включает в себя два штампованных кожуха, сваренных между собой) и картера, редуктора заднего моста.

Задние мосты машин ВАЗ 2101-2107 имеют практически одинаковое устройство и можно сказать унифицированы между собой. Исключение составляют задние мосты в полно приводных автомобилях, и переднееприводных автомобилях ВАЗ(и их модификаций).

Разновидности автомобильных мостов

• Управляемые;
• Ведущие;
• Поддерживающие;
• Управляемые ведущие.

Ведущие мосты автомобиля подразделяются на задние, передние и промежуточные. А также они бывают разрезанные и неразрезанные – в зависимости от варианта подвески. Если подвеска автомобиля независимая, ведущий мост изготавливается разрезным, в случае, если подвеска зависимая, мост – неразрезной. На автомобилях классической компоновки легкового типа задний мост является ведущим, на автомобилях с системой полного привода оба моста являются ведущими.

Управляемый мост. Когда рассматривается управляемый мост, в большинстве случаев подразумевается передний мост авто с полным или задним приводом. Однако у машин специального назначения (сельскохозяйственная колесная техника, автомобили коммунальных служб, погрузчики) задний мост может быть управляемым, а передний – ведущим.

Данный мост может быть как разрезным, так и не разрезным. Неразрезной мост – это балка с поворотными кулачками, благодаря которым обеспечивается возможность вра­ще­ния управляемой колесной оси во время движения транспортного средства.

Балка моста должна быть одновременно жесткой, прочной и легкой. Данным ус­ло­ви­ям отвечают по большей части стальные кованые балки двутаврового сечения. На балке имеются опорные площадки для того, чтобы закрепить элементы подвески.

В своей средней части балка выгнута вниз, для того, чтобы расположить силовой агрегат как можно ниже, и это дает возможность смены центра тяжести для увеличения устойчивости транспортного средства.

Разрезной передний управляемый мост. Разрезным мостом называется редуктор, закрепленный на подрамнике со специальными приводными валами, которые передают крутящий момент колесам. Подвеска (независимая) соединяется с поворотными кулаками, как это свойственно автомобилям с системой переднего привода. Управляемые колеса автомобиля, прикрепленные к ступицам, могут проворачиваться одновременно со стойками, что позволяет маневрировать автомобилем.

4.1. Рамные мосты

Рамные системы мостов применяют для путепроводов и эстакад.

Отличительной особенностью рамных мостов по сравнению с балочными является жесткое соединение горизонтальных несущих ригелей с опорными стойками. В практике мостостроения наибольшее распространение получили железобетонные рамные мосты с небольшими пролетами из монолитного железобетона (рис. 4.27, а

,б ,в ) .

Рис. 4.27. Схемы рамных мостов: а

– из ненапряженного железобетона;б – с деформационными швами;в – с подвесным пролетом;г ,д – поперечные сечения рамных мостов

Рамные мосты экономичнее балочных по расходу бетона. При работе моста под нагрузками изгибающие моменты в ригеле меньше по сравнению с неразрезными балками. С учетом статической работы опорные стойки рамных мостов имеют меньшие размеры по сравнению с опорами балочных мостов, но за счет того, что они работают на сжатие с изгибом, требуется усиленное армирование.

В поперечном сечении рамный железобетонный однопутный железнодорожный мост представляет собой раму с вертикальными и наклонными стойками (рис. 4.27,г,д

).

В современных условиях наибольшее применение получили рамно-консольные системы из предварительно напряженного железобетона (рис. 4.28).

Рис. 4.28. Схемы рамных мостов из предварительно напряженного железобетона: а

– рамно-консольная система;б – рамно-подвесная система;в –рамно-неразрезная система с наклонными стойками

В системе железнодорожного транспорта рамные мосты используются для путепроводов из монолитного железобетона (рис. 4.29).

Рис. 4.29. Конструкция рамного путепровода из монолитного железобетона

Принципы армирования ригелей рамных мостов аналогичны принципам армирования неразрезных балок.

Условием для применения рамных мостов является наличие «жесткого» основания, так как при неравномерной осадке опор в ригелях и стойках возникают дополнительные изгибающие моменты. Монолитные рамы большой длины чувствительно реагируют на температурные изменения и усадку бетона. Для их уменьшения применяют постановку двойных стоек или подвесных балок с продольно-подвижным опиранием одного из концов.

Зависимые подвески

имеют жесткую балку, с помощью которой соединяются левое и правое колеса. Образующийся таким образом мост автомобиля называютнеразрезным .Независимая подвеска отличается тем, что колеса одной оси не имеют между собой непосредственной связи и могут перемещаться независимо друг от друга. Подробнее — в главе Подвески современных легковых автомобилей

Виды главных передач автомобилей

Углубляться в описании каждого вида главных передач не будем, я назову их кратко с кратким описанием и приложу фото для наглядного восприятия каждого вида:

Ординарная главная передача

Одинарные главные передачи получили наибольшее распространение. В таких передачах применяют конические или гипоидные зубчатые колеса. Передаточные числа одинарных главных передач находятся в пределах 3,0—6,5. Дальнейшее увеличение передаточного числа вызывает необходимость увеличения диаметра ведомого зубчатого колеса, что уменьшает дорожный просвет и усложняет термообработку.

Цилиндрическая главная передача

Цилиндрические главные передачи широко используются в переднеприводных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя, например семейства ВАЗ-2108, -09, -10 и других. При этом обычно главная передача объединяется в одном корпусе (картере) с коробкой перемены передач, что позволяет существенно упростить и удешевить конструкцию трансмиссии.

Коническая главная передача

Такой тип главных передач применяется, когда необходимо изменить не только величину, но и направление передаваемого ведущим колесам крутящего момента. Конические главные передачи с прямыми или (чаще) спиральными зубьями наиболее просты по конструкции и технологичны в производстве, поэтому широко применяются на легковых автомобилях с приводом на задние колеса и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Гипоидная главная передача

Гипоидная главная передача (гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы. Передаточное отношение от 1 до 10 (в пределе: до 60).

В отличие от обычных конических передач, начальные конусы которых имеют совпадающие вершины и касаются по общей образующей, вершины начальных конусов гипоидных колес не совпадают, а их оси смещены на величину так называемого гипоидного смещения Е=kEdm2, где kE — коэффициент гипоидного смещения (обычно kE=0,2—0,3), а dm2 — средний начальный диаметр колеса. Зубья гипоидных колес имеют пропорционально уменьшающуюся высоту от наружного к внутреннему диаметру.

Червячная главная передача

Червяячная главная передача (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса (для преобразования угловой скорости и усилия вращения) или гайки (для линейных перемещений).

Двойная главная передача

Двойные главные передачи применяются на грузовых автомобилях при необходимости получения больших передаточных чисел. По компоновке они выполняются центральными и разделенными. Центральные двойные главные передачи представляют собой сочетание конической или гипоидной пары, которые объединены в общем картере.

Центральная двойная главная передача

Двойная центральная главная передача позволяет получить большое передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под картером моста. Такая главная передача устанавливается, например, в ведущих мостах некоторых автомобилей. Картер главной передачи вместе с балкой ведущего моста представляет собой жесткую конструкцию, что способствует обеспечению правильного зацепления шестерен.

Разнесённая двойная главная передача

Такая передача имеет следующие преимущества:

• малые нагрузки на дифференциал, полуоси и карданные механизмы равных угловых скоростей, устанавливаемых в ведущих управляемых мостах (поэтому их габаритные размеры и масса уменьшаются);

• малые нагрузки на зубья при небольших размерах центральной части моста; при этом увеличивается дорожный просвет, что позволяет получить большие значения передаточных чисел;

Недостатками разнесенных двойных главных передач являются относительная сложность конструкции в связи с увеличением числа цилиндрических зубчатых колес и необходимость иметь дополнительно два раздельных картера. Кроме того, размещение подшипниковых узлов колесных редукторов затруднено.

В колесных редукторах применяются передачи с параллельными и соосными валами. Применение передачи с параллельными валами с расположением шестерни над зубчатым колесом позволяет иметь наибольший дорожный просвет, но не дает возможности получить большое передаточное число.

Виды мостов по назначению

По назначению мосты делятся на: ведущие, управляемые, комбинированные, поддерживающие и проходные.

Ведущие

Ведущий мост соединяет между собой колеса ведущий оси, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя, а следовательно содержит в себе механизмы, необходимые для выполнения этой задачи: главную передачу, дифференциал, полуоси, колёсные ступицы. У автомобилей, привод в которых осуществляется гидравликой или электричеством, некоторые вышеперечисленные элементы не применяются, вместо них используются мотор-колёса.

Ведущий мост грузовика

Ведущий мост может располагаться спереди, сзади, либо одновременно и там и там (последнее чаще встречается у машин повышенной проходимости). Он выполняет следующие функции:

• Передача и преобразование крутящего момента к ведущим колесам;
• Обеспечение разной скорости вращения колес;
• Передача тягового усилия к раме автомобиля или кузову;
• Передача тормозных усилий.

Устройство ведущего моста грузового автомобиля:

1 — ступица; 2 — тормозной барабан; 3 — сапун; 4 — зубчатое колесо главной передачи; 5 — картер главной передачи; 6 — шпилька крепления картера главной передачи; 7 — балка моста; 8, 10 — полуоси; 9 — дифференциал; 11 — тормозная камера; 12 — подшипники ступицы.

Управляемые

Грузовик Tatra T813 S1 8×8 с двумя управляемыми мостами спереди

Управляемый мост содержит в себе механизмы рулевого управления, обеспечивая маневренность транспортного средства, и соединяет колеса управляемой оси. Управляемый мост может быть расположен спереди или сзади, у многоосных транспортных средств таких мостов может быть несколько. В основном управляемый мост располагается спереди за исключением специальной техники вроде зерноуборочных комбайнов, погрузчиков, автомобилей коммунальных служб — у них он располагается сзади.

Основой управляемого моста может служить как балка/поперечина, так и подрамник. У большинства легковых автомобилей (чаще всего они переднеприводные) спереди установлен управляемый ведущий мост или, если говорить корректными терминами, так называемый комбинированный мост.

Устройство управляемого неразрезного моста грузовика «ГАЗ»:

1 — колесо;2 — тормозной барабан;3 — ступица;4, 13 — подшипники;5 — гайка;6 — щит;7 — цапфа;8 — шкворень;9, 16 — рычаги;10, 15 — тяги;11 — шайба;12 — стопор;14 — балка.

Наиболее часто встречающиеся типы передних управляемых мостов:

а — неразрезной;б — разрезной;1 — колесо;2 — цапфа;3 — шкворень;4 — балка;5 — рессора;6 — стойка;7 — подвеска.

Комбинированные

Комбинированный мост сочетает в себе функции ведущего и управляемого мостов. Наиболее распространена такая компоновка в легковых переднеприводных автомобилях. В комбинированном мосте есть главная передача и дифференциал, а привод реализован с помощью карданной передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Внутренние шарниры отвечают за подвижность узла по вертикали, наружные — при повороте колеса.

Пример комбинированного моста — привод управляемых колес переднеприводного автомобиля марки «ВАЗ», где главная передача и дифференциал выполнены в едином с коробкой передач корпусе.

а — общий вид;б — детали наружного шарнира;в — привод правого переднего колеса;1, 3 — наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы)2, 4 — приводные валы;5 — корпус шарнира;6 — сепаратор шарнира;7 — обойма шарнира;8 — шарики шарнира;9 — упорное кольцо привода;10, 13 — хомуты пыльников;11 — стопорное кольцо;12 — пыльник.

Поддерживающие

Поддерживающий мост — прямая балка, на концах которой расположены колесные ступицы с подшипниками. Мост такой конфигурации передает только вертикальные нагрузки и тормозные усилия к колесам автомобиля. Поддерживающий мост часто используется на задней оси переднеприводных автомобилей и за счет простоты своей конструкции считается наиболее надежным вариантом задней подвески.

Также поддерживающие мосты нашли свое применение в тяжелых прицепах и полуприцепах, где они устанавливаются для повышения общей грузоподъемности за счет распределения на них вертикальной нагрузки.

Пример поддерживающего (заднего) моста автомобиля марки ВАЗ:

1 — ось;2 — ступица;3 — рычаг;4 — подвеска;5 — балка.

Проходные

Проходной мост — разновидность ведущего моста, который передает часть крутящего момента на следующий ведущий мост (обычно задний) с помощью проходного вала главной передачи. Используется только на многоосных автомобилях с несколькими ведущими мостами.

Проходной мост КАМАЗ

Принцип работы заднего моста

Задний мост служит для передачи крутящего момента на автомобиле от двигателя, через коробку передач, путем карданной передачи на задний мост, главную передачу, дифференциал, полуоси к ведущим колесам автомобиля.

Данные узлы и детали находятся в заднем мосту автомобиля, который состоит, соответственно, из двух главных деталей: пустотелой балки (включает в себя два штампованных кожуха, сваренных между собой) и картера, редуктора заднего моста.

Задние мосты машин ВАЗ 2101-2107 имеют практически одинаковое устройство и можно сказать унифицированы между собой. Исключение составляют задние мосты в полно приводных автомобилях, и переднееприводных автомобилях ВАЗ(и их модификаций).

Снятие и установка редуктора

Снятие редуктора

Чтобы снять редуктор, выполните следующие действия:

• слейте из балки моста масло;
• приподнимите заднюю часть автомобиля, установите ее на подставки;
• демонтируйте колеса;
• отверните гайки, прикрепляющие щит тормоза к балке;
• выдвиньте полуоси из коробки дифференциала;
• отсоедините от редуктора карданный вал;
• подставьте под картер редуктора подставку;
• выверните болты крепления редуктора к балке заднего моста;
• выньте редуктор из балки.

Разборка редуктора

Редуктор закрепите на стенде. Снимите стопорные пластины, удалите болты и крышки подшипников коробки дифференциала, а также регулировочные гайки и наружные кольца роликовых подшипников. Прежде, чем снять крышки, пометьте их, чтобы позже установить на прежние места. Извлеките из картера редуктора коробку дифференциала с внутренними кольцами подшипников и ведомой шестерней.

Чтобы демонтировать ведущую шестерню и ее детали, необходимо выполнить следующие действия:

• перевернуть картер редуктора вверх горловиной;
• отвернуть ключом (2) гайку крепления фланца, придерживая при этом фланец (3) ведущей шестерни стопором (1);
• снимите фланец;
• извлеките ведущую шестерню;
• из картера выньте сальник, маслоотражатель, внутреннее кольцо переднего подшипника;
• выпрессуйте с помощью оправки наружные кольца заднего и переднего подшипника;
• снимите распорную втулку с ведущей шестерни;
• с помощью съемника (1) и оправки (4) снимите внутреннее кольцо заднего роликового подшипника;
• извлеките регулировочное кольцо внутренней шестерни.

• снимаем внутренние кольца (2) коробки (3) с помощью универсального съемника (1) и упора (4);
• отвертываем гайки крепления шестерни ведомой и выбиваем из коробки ось сателлитов;
• проворачиваем шестерни полуосей и сателлиты, при этом последние должны выкатиться в окна дифференциала, чтобы их можно было вынуть;
• снимаем с шестерни полуосей с опорными шайбами.

Установка редуктора

Чтобы разобрать редуктор, необходимо очистить от масла балку моста. Затем нужно положить уплотнительную прокладку на привалочную поверхность, вставить в балку редуктор и закрепить его болтами. Предварительно отверстия в балке и болты обезжирьте и нанесите на болты герметик. Присоедините к редуктору карданный вал и установите полуоси и тормозные барабаны. Установите колесо, наверните (не затягивая) болты их крепления. Кода будут установлены оба колеса, уберите подставки и опустите машину на землю. Далее затяните болты крепления колес с помощью динамического ключа. Очистите магнитную пробку и вверните ее в балку. Заправьте балку моста маслом через маслоналивное отверстие.

Главная передача

Назначение главной передачи

Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.

Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.

Примечание
Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.

Устройство главной передачи

Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).

Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.

Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).

Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.

Примечание
Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.

Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.

Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.

Устройство и конструкция заднего моста в авто

Элементы классического заднего моста:

• картер (чулок), обычно неразъемный, имеющий посередине крышку для доступа к дифференциалу сзади. На автомобилях УАЗ корпус состоит из двух частей;
• ведущая и ведомая шестерня главной пары;
• корпус дифференциала (в нем собран редуктор моста);
• полуосевые шестерни (сателлиты);
• набор подшипников (ведущей шестерни и дифференциала) с дистанционной шайбой;
• комплект регулировочных и уплотнительных прокладок.

Принцип работы заднего моста. При прямолинейном движении автомобиля крутящий момент через карданный вал передается на ведущую шестерню редуктора. Ведомая шестерня вращается за счет ведущей, а от нее равномерно крутятся сателлиты (но не вокруг своей оси), распределяя момент на колеса 50:50.

При повороте авто одной полуоси необходимо вращаться с меньшей скоростью, за счет вращения сателлитов вокруг своей оси, в меньшей степени крутящий момент поступает на разгруженное колесо. Таким образом обеспечивает безопасность и отсутствие кренов при повороте, съезд с колеи движения и меньший износ резины.

Дифференциалы делятся на несколько типов, каждый из которых выполняет одну и ту же работу, но осуществляют ее по-разному. Существуют дисковые, винтовые, дифференциалы повышенного трения, с жесткой блокировкой. Все это обеспечивает высокую проходимость, поэтому применяется на кроссоверах и внедорожниках.

Как обслуживать задний мост. Для обслуживания моста требуется периодическая замена трансмиссионного масла. За счет применения гипоидной передачи, масло, заливаемое в редуктор, должно соответствовать классификации GL-5. Раз в 200-250 тысяч потребуется регулировка пятна контакта между ведомой и ведущей шестерней, а также подшипников. При надлежащем уходе подшипников, сателлитов и дистанционной шайбы хватит минимум на 300 000 км.