Устройство привода ведущих колес
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;
4. Отводя в сторону телескопическую стойку передней подвески, вынимают из ступицы шлицевой хвостовик наружного шарнира;
5. Сливают масло из коробки передач;
6. Ударным съемником или молотком через выколотку выбивают корпус внутреннего шарнира из отверстия полуосевой шестерни;
7. Снимают привод колеса.
8. После отсоединения валов от коробки передач необходимо фиксировать полуосевые шестерни оправкой или технологической заглушкой, чтобы они не выпали в картер коробки передач.
9. Зарисовать привод в сборе в отчете и практической работе.
Установка привода колеса ведется в обратной последовательности. При этом обязательно заменяется стопорное кольцо 13 корпуса внутреннего шарнира, чтобы не допустить самопроизвольного разъединения привода колеса и полуосевой шестерни. При необходимости замены сальника полуоси пользуются оправкой.
1. Где и зачем устанавливают дифференциал?
2. Назначение приводов и полуосей
3. Чем отличается вал привода левого колеса от привода правого колеса ВАЗ 2110?
4. В какой последовательности выполняют работы по снятию и установки приводов?
5. Расскажите устройство шрусов.
Оборудование и инструмент применяемый при выполнении практической работы:1. Набор гаечных ключей
2.Привод переднеприводного леггового автомобиля в сборе
В.К.Вахлаев, М.Г. Шатров, А.А. Юриевский
Правило безопасности выполнения задания:
При работе с использованием подъемника будьте осторожны; Перед его включением убедитесь в отсутствии людей в опасной зоне.
Назначение и устройство приводов ведущих колес
Приводы ведущих колес предназначены для передачи крутящего момента от главной передачи к колесам .
На легковых автомобилях получили распространение две конструкции привода, которые применяются в зависимости от типа подвески (типы подвесок рассмотрены в главе «Ходовая часть»).
Первая конструкция — полуоси, установленные в жестком картере на подшипниках. Полуоси с картером и главной передачей образуют мост. Конструкция моста показана на рисунке ниже. В случае применения моста подвеска является зависимой. Стойки стабилизатора поперечной устойчивости обеспечивают подвижное соединение упругого стабилизатора со ступицей или поворотным кулаком. Мы бы рекомендовали полиуретановые стойки стабилизатора Триалли.
Вторая конструкция — приводы с шарнирами равных угловых скоростей. В этом случае допускается взаимное перемещение колес друг относительно друга и относительно главной передачи. Также возможен поворот управляемых колес.
Задний мост
Общий вид привода передних колес с шарнирами равных угловых скоростей показан на нашем сайте в разделе «Ходовая часть».
Принцип работы такого привода следующий. Внутренние шарниры 11 (рисунок ниже) шлицами соединены с полуосевыми шестернями дифференциала, куда приходит крутящий момент от коробки передач.
1 — гайка ступицы; 2-упорная шайба гайки; 3-корпус наружного шарнира; 4-большой хомут чехла наружного шарнира; 5 — защитный чехол наружного шарнира; 6 — малый хомут чехла наружного шарнира; 7 — вал привода; 8 — малый хомут чехла внутреннего шарнира; 9 — защитный чехол внутреннего шарнира; 10 — большой хомут чехла внутреннего шарнира; 11 — корпус внутреннего шарнира; 12 — стопорное кольцо хвостовика внутреннего шарнира; 13 — внутренняя обойма внутреннего шарнира; 14 — шарики внутреннего шарнира; 15 — сепаратор внутреннего шарнира; 16 — фиксатор внутреннего шарнира; 17 — стопорное кольцо обоймы внутреннего шарнира; 18 — упорное кольцо обоймы внутреннего шарнира; 19 — упорное кольцо обоймы наружного шарнира; 20 — стопорное кольцо обоймы наружного шарнира; 21 — внутренняя обойма наружного шарнира; 22 — шарики наружного шарнира; 23 — сепаратор наружного шарнира
Далее крутящий момент передается с внутренних шарниров на валы 7, а затем на наружные шарниры 3. На шлицах наружных шарниров установлены ступицы ведущих колес. Таким образом, крутящий момент передается от главной передачи к колесам автомобиля.
Наличие шариков 14 и 22 позволяет шарнирам поворачиваться на некоторый угол относительно вала, поэтому колесо имеет возможность перемещаться относительно главной передачи и противоположного колеса этой же оси. Вместо шариков в шарнире равных угловых скоростей могут быть установлены три подшипника особой формы. Такие шарниры называются «трипод».
Описание конструкции приводов передних колес автомобиля с коробкой передач JH3
Приводы правого «А» и левого «В» колес
1 – корпус наружного шарнира;
2 – большой хомут крепления чехла наружного шарнира;
3 – чехол наружного шарнира;
4 – малый хомут крепления чехла наружного шарнира;
5 – демпфер;
6 – вал привода правого колеса;
7 – малый хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода правого колеса;
8 – чехол внутреннего шарнира привода правого колеса;
9 – большой хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода правого колеса;
10 – корпус внутреннего шарнира привода правого колеса;
11 – трехшиповик внутреннего шарнира привода левого колеса;
12 – держатель чехла внутреннего шарнира привода левого колеса;
13 – чехол внутреннего шарнира привода левого колеса;
14 – хомут крепления чехла внутреннего шарнира привода левого колеса;
15 – вал привода левого колеса.
Приводы колес с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУСами) служат для передачи крутящего момента от главной передачи к ведущим колесам при различных углах поворота колес и ходах подвески.
При конструировании приводы стараются делать одинаковой длины, т. к. это условие обеспечивает равенство сил и моментов, возникающий на ведущих колесах. Выполнить это условие на автомобиле с поперечным расположением силового агрегата сложно, поэтому на таких автомобилях, как правило, правый привод значительно длиннее левого привода.
Для автомобиля с коробкой передач JH3 были применены конструктивные решения, позволяющие сблизить длины приводов ведущих колес. Длины приводов ведущих колес сближены за счет разной конструкции внутренних шарниров. Для того, чтобы увеличить длину привода левого колеса, корпус внутреннего шарнира привода выполнен внутри картера коробки передач. Для того, чтобы уменьшить длину привода правого колеса, корпус внутреннего шарнира отодвинут от картера коробки передач. Для этого в конструкцию коробки передач был введен дополнительный элемент — шлицевой вал, который выполнен за одно целое с полуосевой шестерней дифференциала.
На валу привода правого колеса установлен резиновый демпфер. Наружные и внутренние шарниры приводов (типа Трипод) имеют разные конструкции. Шарниры приводов закрыты грязезащитными чехлами.
Элементы внутреннего шарнира привода правого колеса
1 – вал привода;
2 – малый хомут крепления чехла;
3 – чехол шарнира;
4 – большой хомут крепления чехла;
5 – грязеотражатель;
6 – корпус шарнира;
7 – пружина;
8 – стопорное кольцо трехшиповика;
9 – упорная шайба пружины;
10 – трехшиповик.
Внутренний шарнир привода обеспечивает возможность угловых перемещений подвески и компенсирует взаимные перемещения подвески и силового агрегата за счет изменения длины вала привода. Внутренний шарнир — разборный. На шлицевом конце вала привода со стороны внутреннего шарнира установлена ступица с тремя шипами — трехшиповик, на каждом из шипов (цапфе) которого расположен ролик с наружной сферической поверхностью, вращающийся на игольчатом подшипнике. Игольчатый подшипник фиксируется от смещений вдоль оси шипа запорным кольцом, надетым на стопорное кольцо, расположенное в проточке шипа. Трехшиповик зафиксирован на валу привода стопорным кольцом. Взаимные перемещения подвески и силового агрегата компенсируются перемещением роликов трехшиповика в продольных пазах корпуса внутреннего шарнира.
Внутренние шарниры приводов левого и правого колес невзаимозаменяемы.
Элементы внутреннего шарнира привода левого колеса
1 – хомут крепления чехла на наружном кольце подшипника;
2 – грязезащитный чехол шарнира;
3 – держатель чехла;
4 – стопорное кольцо трехшиповика;
5 – трехшиповик;
6 – подшипник;
7 – грязеотражатель.
Наконечник корпуса внутреннего шарнира привода правого колеса надевается на шлицевой вал, выходящий из картера коробки передач и выполненный заодно с полуосевой шестерней дифференциала (для наглядности показано на демонтированной коробке передач).
Пружина, установленная внутри корпуса внутреннего шарнира привода правого колеса, обеспечивает прижим корпуса шарнира к полуосевой шестерне дифференциала при работе подвески.
Корпус внутреннего шарнира привода левого колеса расположен в коробке передач и выполнен заодно с левой полуосевой шестерней дифференциала (показано при снятом приводе).
Подшипник (в сборе с сальником) внутреннего шарнира левого привода
На валу привода левого колеса за трехшиповиком внутреннего шарнира установлен игольчатый подшипник в сборе с сальником.
Внутреннее кольцо подшипника напрессовано на вал привода и вращается вместе с ним. На неподвижном наружном кольце подшипника хомутом закреплен защитный чехол внутреннего шарнира. Другим своим концом чехол шарнира через металлический фланцевый держатель крепится к картеру коробки передач.
Сальник, установленный в наружном кольце подшипника, предотвращает утечку масла из коробки передач по валу привода. Сальник подшипника закрыт от грязи пластмассовым грязеотражателем, установленным на валу.
Примечание:
При повреждении грязезащитного чехла шарнира или сальника подшипника произойдет утечка масла из коробки передач.
Наружный шарнир привода
1 – кулак;
2 – ролик;
3 – трехшиповик;
4 – корпус шарнира.
Наружный шарнир привода обеспечивает передачу крутящего момента при различных углах поворота ведущих колес. Наружные шарниры приводов обоих колес одинаковы, выполнены неразборными и не демонтируются с валов.
Наружный шарнир состоит из корпуса, в котором жестко закреплен трехшиповик с роликами, вращающимися на игольчатых подшипниках, и кулака, выполненного заодно с валом привода. При взаимных угловых смещениях корпуса и кулака шарнира ролики трехшиповика перекатываются в продольных пазах кулака.
Корпус наружного шарнира шлицевым хвостовиком входит в шлицевое отверстие ступицы колеса и крепится гайкой подшипника ступицы.
В наружные шарниры обоих приводов и внутренний шарнир правого привода заложена консистентная смазка MOBIL CVJ 825 BLACK STAR на весь срок их службы.
Пополнение или замена смазки, а также какое-либо другое обслуживание валов приводов колес в процессе эксплуатации автомобиля не требуется. Владельцу автомобиля необходимо лишь следить за состоянием защитных чехлов шарниров и хомутов их крепления, а также за состоянием сальника подшипника внутреннего шарнира левого привода.
Поврежденный чехол необходимо как можно быстрее заменить, так как попадание грязи в смазку вызывает быстрый износ деталей шарнира и выход его из строя, а повреждение резинового чехла или сальника подшипника внутреннего шарнира левого привода приведет к утечке масла из коробки передач и к выходу ее из строя. При установке нового чехла шарнира хомуты его крепления также следует заменить новыми.
В случае выхода из строя наружного шарнира необходимо заменить весь привод в сборе, а при выходе из строя внутреннего шарнира привода можно заменить только шарнир.
Подшипник (в сборе с сальником) внутреннего шарнира привода левого колеса поставляется в запасные части вместе с защитным чехлом. Этот же подшипник применяется на автомобилях Renault: Megan, Scenic, Clio, Twingo, Kangoo; Citroёn Saxo; Peugeot 106; Volvo: 440, 460, 480. Но защитный чехол шарнира у этих автомобилей другой.
В статье не хватает:
- Качественных фото ремонта
