Что такое полуось в автомобиле?
Устройство автомобилей
Полуоси ведущих мостов
Крутящий момент из средней части ведущего моста, где расположены главная передача и дифференциал, должен передаваться на некоторое расстояние, зависящее от ширины автомобиля и его колеи, к ведущим колесам. Эту функцию выполняют валы ведущих колес, которые обычно называют полуосями.
На ведущее колесо автомобиля действуют следующие силы:
– реакция Rz дороги, зависящая от веса автомобиля, приходящаяся на колесо;
– сила тяги Rx или тормозная сила Rt;
– боковая сила Ry, возникающая при повороте и заносе автомобиля или на косогоре. Все эти силы создают изгибающие моменты, которые могут существенно нагружать полуоси.
В зависимости от типа автомобиля и его назначения установка полуосей в картере моста осуществляется различными способами, от которых зависит степень разгруженности полуоси, т. е. ее защищенность от воздействия изгибающих моментов.
Полуразгруженными называют полуоси, непосредственно опирающиеся на подшипник, установленный в балке заднего моста (рис. 1, а). Такие оси воспринимают изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил. Полуразгруженные полуоси применяют в задних ведущих мостах легковых автомобилей малой грузоподъемности.
Разгруженные на три четверти полуоси (рис. 1, б) воспринимают моменты лишь частично из-за податливости подшипникового узла и балки моста. Основная часть изгибающих моментов передается балке моста через подшипник. Такие оси применяются ограниченно в ведущих мостах легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.
Полностью разгруженные полуоси (рис. 1, в) имеют ступицу колеса, установленную на балке моста на двух подшипниках. В результате все изгибающие моменты передаются от колеса непосредственно на балку моста, при этом полуось передает только крутящий момент от главной передачи и дифференциала к ведущему колесу.
Разгруженные полуоси применяют в ведущих колесах грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах.
Полуоси относятся к числу исключительно ответственных деталей, от надежности работы которых во многом зависит безопасность автомобиля, поэтому они изготавливаются из легированных сталей. Внутренние концы полуосей имеют шлицы, с помощью которых они соединяются с полуосевыми зубчатыми колесами дифференциала. Наружный конец полуоси имеет фланец, с помощью которого она посредством резьбовых соединений (обычно – шпильками) крепится к ступице колеса (рис. 3).
На некоторых полуосях наружный конец полуоси также имеет шлицевую часть (рис. 3, б). В этом случае соединение полуоси со ступицей колеса осуществляется посредством фланца, надеваемого на эти шлицы.
Фланцевый конец полуоси может иметь каналы для подвода воздуха из системы централизованной накачки шин. Выход полуоси из балки моста уплотняется манжетой для предохранения утечки смазочного материала и предотвращения попадания посторонних частиц, воды или грязи.
Полуось привода переднего моста (рис. 3, в) должна передавать крутящий момент колесу при изменяющихся углах между валами. Поэтому в ее конструкции предусматривается шарнир равных угловых скоростей, конструкций которых рассмотрены на отдельной странице. При этом полуось состоит из двух частей: внутренней полуоси 1 и наружной 3. Внутренняя полуось, более длинная, шлицами соединяется с полуосевым зубчатым колесом дифференциала, наружная полуось своей шлицованной частью соединяется с фланцем, от которого момент передается на ступицу колеса.
На полноприводных автомобилях с блокированным приводом переднего моста при движении с выключенным передним мостом механизмы моста вращаются, так как они получают привод от свободно катящихся колес. Это снижает срок службы главной передачи и дифференциала, негативно сказывается на расходе топлива, поэтому на многих автомобилях (например, на автомобиле УАЗ-3151 и т. п.) предусмотрено отключение колес от механизмов трансмиссии. Для этой цели полуось соединяется с фланцем посредством промежуточной муфты, которая чаще всего выполняется зубчатой или кулачковой.
При необходимости муфта может выниматься, и колеса вместе со ступицей и фланцем будут вращаться автономно, не увлекая полуоси.
редуктор ваз
|
 |
 |
задний мост ВАЗ7. полуоси: назначение и устройствоПовествование об устройстве моста было бы не полным, если не упомянуть ещё об одной важной детали, расположенной в заднем мосту классических и полноприводных автомобилей ВАЗ – полуоси. Её основным назначением является функция передачи преобразованного редуктором крутящего момента непосредственно на колесо автомобиля.
Полуоси, устанавливаемые в задние мосты автомобилей ВАЗ — полуразгруженные. Внешний конец полуоси 1 (рис. 1) заканчивается фланцем 5, к которому болтами крепятся тормозные барабаны и диски задних колес автомобиля. Причем, тормозной барабан крепится к фланцу полуоси двумя установочными штифтами, которые значительно облегчают монтаж и демонтаж дисков колес. Как видно из рисунка, на полуось, ближе к её внешнему краю, напрессовывается шариковый подшипник 3, который при монтаже полуоси входит в специально проточенное гнездо балки заднего моста, выполняя при этом функцию опоры внешнего конца полуоси. Фиксация подшипника в гнезде балки моста осуществляется посредством специальной пластины, совмещенной с маслоотражателем 4. С целью предотвращения перемещения подшипника вдоль полуоси, последний жестко фиксируется на ней при помощи запорной втулки 2. Полуосевой подшипник дополнительно к своему двухстороннему уплотнению, дополнительно уплотняется с внутренней стороны сальником, снаружи резиновым кольцом, которое устанавливается между щитом тормоза и фланцем балки заднего моста. Для доступа к гайкам болтов, крепящих полуось к фланцу балки заднего моста во фланце полуоси имеются два отверстия для возможности прохода торцевого ключа при монтаже (демонтаже) полуоси.
В процессе эксплуатации автомобиля полуоси воспринимают на себя множество различных нагрузок, это и изгибающие моменты от вертикальной реакции на действие силы тяжести, приходящейся на колесо, и касательная реакция, которая обусловлена тяговой и тормозной силами, и от боковой силы, возникающей при заносе автомобиля, а также боковые нагрузки под действием бокового ветра. Наибольшие нагрузки полуоси испытывают при движении по грунтовым дорогам и по шоссе с твердым покрытием имеющим плохое состояние. Поэтому к полуосям предъявляют особые требования. Снижение напряжений достигается увеличением радиусов перехода между полуосью и фланцем. При эксплуатации заднего моста необходимо следить за состоянием подшипников полуосей. Долговечность этих подшипников обеспечивается надежной защитой их от попадания в них воды и грязи. Одним из факторов, который так же в значительной степени может сократить срок службы полуосевого подшипника – утечка трансмиссионного масла, находящегося в заднем мосту, через изношенную манжету (сальник) полуоси. Значительно разогретое при движении масло очень быстро вымывает пластичную смазку, которой заполнен подшипник. В этом случае собственные уплотнения подшипника его практически не спасают и он очень быстро начинает разрушаться. Как работают автомобильные полуоси: ВидеоКарданная передача, ШРУС, полуоси, как мощность с двигателя уходит на колеса автомобиля
Как ваш автомобиль передает мощность на дорогу? Азы техники подсказывают нам, что мощность в автомобиле берется от двигателя, устройства закрепленного на кузове и производящего мощность и крутящий момент. Но как мощность и крутящий момент передаются дальше, на колеса, которые во время движения не стоят на месте, а постоянно находясь в движении ходят вверх и вниз и откланяются в стороны при поворотах? Для этого инженеры разработали непростую систему валов с особым строением гибких сочленений. Задача, вставшая перед конструкторами автомобилей, была непроста. Все же, как непрерывно передавать мощность с двигателя при постоянном хождении колеса? Поначалу выход был найден в создании специального сочленения- крестовины или карданной передачи. В неразрезных автомобильных мостах принцип действия достаточно прост: с коробки передач или раздаточной коробки мощность идет на дифференциал через карданный вал, откуда при помощи полуосей мощность и крутящий момент расходятся на ведущие колеса автомобиля. Для работы в условиях перемещения вала, в кардане используется ранее упомянутая карданная передача (крестовина), которая способна передавать крутящий момент с вала на вал под углами. Посредством дифференциала мощность уходит дальше на два сплошных вала в задней части автомобиля или две полуоси с универсальными шарнирами на крестовине, если речь идет о передней оси автомобиля, спроектированной для работы с управляемыми передними колесами. Плюс такой конструкции, используемой на передних осях- простота и возможности передачи большого крутящего момента при небольших углах поворота колес. Пример переднего карданного шарнира на полуоси:
Составляющие части карданного шарнира полуоси:
Но как быть с независимой подвеской переднеприводного автомобиля? Ведь там помимо постоянного хождения колеса вверх-вниз добавляется еще поворот колес и передача мощности от двигателя? Система должна быть не просто прочной, но легкой и компактной. Действительно, автомобили с независимым типом подвески имеют несколько более сложную систему привода. В ней используются так называемые шарниры равных угловых скоростей ШРУС, которые в отличие от карданного сочленения могут передавать крутящий момент при гораздо более сильных углах поворота передних колес, при этом у них не происходит перегрузки частей шарнира, не возрастает износ элементов конструкции.
Конструктивно полуоси состоят из двух шарниров: внутреннего ШРУСа, непосредственной оси приводного вала и внешнего ШРУСа. Внутренний шарнир располагается возле коробки передач, внешний ШРУС расположен на другом конце, возле колеса. Зацепление с элементами внутренностей КПП и колеса происходит за счет цапфы с нарезанными на ней шлицами. ШРУСы используются в заднеприводных, так и переднеприводных автомобилях с независимой подвеской и даже в полноприводных моделях автомобилей.
Внутренние шарниры полуосей, установленные на переднеприводном автомобиле созданы для работы с вертикальным перемещением колес. Во внутреннем сочленение находится трипоидный подшипник. Его отличительной особенностью является использование небольших игольчатых подшипников, которые позволяют механизму благополучно длительное время «переваривать» значительные нагрузки без поломок (при правильном использовании подшипники полуосей ходят несколько сотен тысяч км). Вид трипоидного подшипника:
Вид трипоидного подшипника в разобранном состоянии: Внешний шарнир- обычно имеет стандартный тип подшипника- шариковый. Плюсы шарикового шарнира- он может поворачиваться на большие углы без потери передаваемой мощности и одновременно отрабатывать ход полуоси при езде по неровностям дороги. Шариковый подшипник:
На заднеприводных автомобилях в обоих шарнирах обычно используются трипоидные подшипники. В современном автомобильном мире шарниры равных угловых скоростей стали применяться повсеместно, и не только на машинах с независимой подвеской. Некоторые модели внедорожников с цельными мостами также используют полуоси с этими шарнирами, поскольку у ШРУСов есть целый ряд положительных свойств и основным преимуществом которого можно назвать возможность более плавной передачи мощности от двигателя, чем это делают карданные шарниры. Со временем ШРУСы должны полностью вытеснить карданную передачу. На самом деле они уже начали их постепенно заменять ее и теперь ее применяют даже на карданах вместо классической крестовины. Ознакомительное видео:
Магазин Тюнинга Нивы и Шевроле Нивы
|
Полуоси автомобилей ВАЗ имеют коническую форму. Внутренний конец полуоси по диаметру меньше, чем внешний, имеет на своем конце шлицы (рис 2), посредством которых он входит в зацепление со шлицами полуосевых шестерен, которые смонтированы в межколесном дифференциале редуктора. Полуосевые шестерни выполняют роль внутренней опоры для внутреннего конца полуоси и одновременно передают на полуось крутящий момент, преобразованный редуктором.
Загрузка...
