Главная передача автомобиля: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Главная передача и все,что нужно о ней знать.

Nevada 1976Главная передача и все,что нужно о ней знать. 0 Comment

Содержание статьи

Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.

Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

Принцип работы

Основная характеристика этого редуктора — передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д.Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.

Основные требования. Современные тенденции

Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:

Надежность;
Минимальная потребность в обслуживании;
Высокие показатели КПД;
Плавность и бесшумность;
Минимально возможные габаритные размеры.

Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.

Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.

Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.

Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.

Схема коробки передач DSG

Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.

Двойные главные передачи

Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93…0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

Одинарная и двойная главная передача

Одинарная — имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
Двойная — имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.

По виду зубчатого соединения

По компоновке Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
Гипоидная — самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.

Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Преимущества и недостатки

Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума.Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:

Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Главная передача

: как это влияет на характеристики автомобиля?

Главная передача — последняя передача, используемая для передачи мощности двигателя на колеса. У него две цели. Во-первых, он направляет поток мощности от карданного вала к задней оси под нужным углом. Во-вторых, это также обеспечивает механическое преимущество (рычаг) от карданного вала к задней оси. Главная передача содержит пару спирально-конических шестерен, состоящих из шестерни, которая соединяется с гребным валом, и зубчатого венца, который соединяется с фланцем на картере дифференциала.

Конечная передача

Шестерня получает привод от двигателя, а коронное колесо прикреплено к колесам и вращает их. Обычно на зубчатом венце в 3-4 раза больше зубьев, чем на шестерне. Таким образом, обеспечивается конечное снижение скорости от 3:1 до 4:1. Ведущая шестерня является составной частью вала шестерни. Его шлицевой конец крепится к концу карданного вала или заднего универсального шарнира.

Какое передаточное число главной передачи?

Передаточное число главной передачи — это степень, в которой скорость вращения карданного вала (выходного вала) из коробки передач окончательно снижается, прежде чем она достигнет ведущих колес. Если вы измените это соотношение, оно также изменит эффективное передаточное число каждой передачи, влияя на производительность и экономичность автомобиля. Следовательно, производители называют это передаточным числом главной передачи. По сути, это конечное передаточное число зубчатой передачи.

Final Drive Ratio

Передаточное отношение угловой скорости зубчатого колеса дает передаточное отношение входа к выходу. Вы можете легко рассчитать передаточное число главной передачи непосредственно по количеству зубьев на ведущем колесе и шестерне. Изготовители определяют передаточное число конечной передачи и механическое передаточное отношение таким образом, чтобы в результате получилось число, образующее идеальную связь.

Как это работает в автомобиле?

Давайте обратимся к схеме выше. Например, на шестерне 8 зубьев, а на венце 30 зубьев, как показано на схеме. Чтобы повернуть коронное колесо (и, следовательно, колеса) на один оборот, шестерня должна повернуться в 3,75 раза больше. Предположим, что автомобиль движется на 4-й передаче с передаточным числом 1:1, что означает, что вход коробки передач равен ее выходу.

На 4-й передаче двигателю необходимо провернуть шестерню еще в 3,75 раза, чтобы повернуть колеса на один оборот. Таким образом, это означает, что самому двигателю нужно сделать 3,75 оборота, чтобы повернуть колеса на один оборот. Поскольку

1 оборот колеса = 3,75 оборота шестерни x 1 (в данном случае передаточное отношение 4-й передачи 1:1)

Следовательно, 1 оборот колеса = 3,75 оборота двигателя (на 4-й передаче)

Расчет:

Таким образом, в данном случае двигатель поворачивается 3,75 раза, чтобы повернуть колеса на один оборот. Таким образом, передаточное число главной передачи всегда снижает частоту вращения двигателя для поворота колес на один оборот. Точно так же на 1-й передаче, передаточное число которой равно 3,78, двигатель должен провернуться в 3,78 х 3,75 раза больше, чтобы повернуть колеса на один оборот. Следовательно, это соотношение известно как передаточное число главной передачи.

1 оборот колеса = 3,75 оборота шестерни x 3,78 (в данном случае передаточное число 1-й передачи 3,78:1)

Следовательно, 1 оборот колеса = 14,175 оборота двигателя (на 1-й передаче) транспортные средства могут легче подниматься по склонам на первой передаче, чем на других передачах.

Необходимость главной передачи в автомобиле:

Как правило, автомобильная трансмиссия имеет две или более зон, в которых производители используют зубчатую передачу. Один в редукторе, второй в мосту. Таким образом, это помогает обеспечить отличное сочетание скорости автомобиля и крутящего момента на колесах. Кроме того, современные трансмиссии также используют встроенную систему дифференциала. Производители называют такие агрегаты «трансмиссией». Коробка передач содержит множество различных наборов шестерен, которые служат этой цели. Он также включает в себя Final-Drive, который обеспечивает дальнейшее снижение скорости на колесах.

Что такое «трансмиссия»?

Трансмиссия представляет собой комбинацию трансмиссии и главной передачи (оси), объединенных в единый блок. Или же это могут быть два отдельных блока, которые соединяются через карданный вал. Передаточные числа в трансмиссии и главной передаче имеют жизненно важное значение. Это потому, что они изменяют характеристики производительности автомобиля.

Кроме того, дифференциал содержит механизм, который равномерно распределяет крутящий момент между двумя колесами. Это также позволяет им вращаться с разной скоростью при движении по криволинейной траектории. В большинстве современных автомобилей производители используют коробку передач, чтобы уменьшить вес или разместить последнюю передачу в более узких местах. Dana, Eaton и Divgi-Warner являются одними из ведущих поставщиков главной передачи.

Подробнее: Что такое задний привод?>>

сообщите об этом объявлении

О команде CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Члены команды CarBikeTech имеют более чем 20-летний опыт работы в автомобильной сфере. Команда CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи об автомобильных технологиях.

Передаточные числа главной передачи — знакомство с передаточными числами трансмиссии

| How-To

Говоря об оборотах в минуту, крутящем моменте и резне

Вы добавили подъемник и большие шины, но на автостраде вас обгоняют престарелые Юго, а ваш полноприводный автомобиль поглощает бензин быстрее, чем землеройная машина. Часть ваших бед может быть просто связана с зубчатой передачей в ваших осях. Мы немного рассмотрим эти передаточные числа и их влияние на управляемость, а также обсудим общую конструкцию трансмиссии с учетом как производительности, так и прочности.

Производители разрабатывают автомобили с передаточным числом главной передачи, которое может обеспечить хороший компромисс, обеспечивая разумное ускорение (более низкая передача) и хорошую скорость на шоссе при практических оборотах двигателя (более высокая передача). Передаточное число конечной передачи — это то, что вы получите, если учесть передаточное число трансмиссии и раздаточной коробки, а также передаточное число оси. Размер шин также играет большую роль в конечном результате, который вы получите.

Когда перед OEM-производителями стоит задача усердно работать над соблюдением установленных государством стандартов расхода топлива, OEM-производители часто выбирают соотношение, обеспечивающее повышенную экономию топлива на высоких скоростях. Хотя это может хорошо работать для стандартного грузовика с легкими грузами, это часто не оптимально для модифицированных грузовиков или тех, кто буксирует тяжелые грузы.

Что нужны правильные шестерни для вашей установки? Они помогают поддерживать достойную экономию топлива, хорошее ускорение вне трассы, лучшие характеристики прохождения шоссе, больший крутящий момент и более плавную передачу мощности на шины. При работе с существующим транспортным средством чаще всего меняют местами только шестерни оси, когда это необходимо для установки шин большего размера или других изменений. Когда вы создаете полную трансмиссию, у вас может быть возможность выбрать другие передаточные числа в вашей трансмиссии, и позже мы обсудим последствия этого выбора в отношении прочности.

В приведенном выше случае предположим, что у нас есть стандартная передача 3,73:1 в осях. Мы могли бы переключиться на численно более высокое передаточное число, такое как передаточное число 4,56: 1. Это обеспечило бы примерно 22-процентное изменение передачи и приблизило бы скорость нашего двигателя на 60 миль в час к 2096 об / мин, что ближе к нашей первоначальной скорости.

Хотя переключение передач может решить проблему с частотой вращения двигателя, есть один аспект, связанный с заменой шин большего размера, который нельзя исправить. Это дополнительный вес и инерция, которые приходят с большими шинами. Просто требуется больше мощности, чтобы заставить более тяжелый комплект шин катиться (и, следовательно, требуется больше тормозного усилия, чтобы остановить их). Это одна из причин, по которой некоторые владельцы предпочитают слегка компенсировать изменение передаточного числа, устанавливая немного численное значение, превышающее непосредственно рассчитанное передаточное число.

Определение передаточного числа осей
Если у вас открытые дифференциалы, заблокируйте колеса на другой оси, чтобы автомобиль не катился, затем поддомкратьте одну шину на соответствующей оси. Нанесите метку на шину и на карданный вал. Установите коробку передач в нейтральное положение и прокрутите поднятую шину ровно на два оборота и посчитайте, сколько раз вращается карданный вал. Это число равно вашему передаточному числу.

Если у вас есть блокировка повышенного трения или блокировка на оси, вам нужно будет поднять обе шины на оси, так как вы не можете повернуть одну шину без поворота другой. Поддомкратив шины и сделав отметки, проверните шину на один оборот и посчитайте количество оборотов карданного вала. Это равно вашему передаточному числу. Приводной вал, который вращается 3,5 раза за один оборот колеса, соответствует вероятному передаточному числу 3,55: 1.

Какие комплекты колец и шестерен обладают наибольшей прочностью? По мере того, как передаточное число оси становится ниже (численно выше), количество зубьев шестерни уменьшается, как и общий диаметр шестерни. Как правило, набор шестерен с более высоким передаточным числом слабее, чем набор шестерен с более низким числовым значением, из-за того, что у более высокого набора меньше зубьев шестерни, контактирующих с зубчатым венцом.

Полезная формула для шестерен
Чтобы определить скорость вашего двигателя на основе передачи и размера шин, используйте:

ОБОРОТЫ ДВИГАТЕЛЯ	=	СКОРОСТЬ (миль/ч)	х	ПЕРЕДАЧА КОНЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ*	х	336
		РАЗМЕР ШИН (дюймы)

*ГДЕ ПЕРЕДАЧА КОНЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

ПЕРЕДАТЧИК МОСТА

ПЕРЕДАЧА ПЕРЕДАЧ

ПЕРЕДАТЧИК РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ (1:1 в верхнем диапазоне)

Существует немало недоразумений, а иногда и опасений, связанных с изменением передачи. Некоторые люди беспокоятся о том, как переключение передач влияет на срок службы двигателя или трансмиссии. Некоторых беспокоит влияние на компьютерное управление или функции ABS автомобиля.

Переключение передач на численно более высокое передаточное число для компенсации установки шин большего размера не должно сокращать срок службы двигателя или трансмиссии. Пока эти компоненты не вращаются слишком быстро, их срок службы, скорее всего, увеличится при смене передачи. Двигатели будут работать в своем оптимальном диапазоне мощности, обеспечивая более плавную подачу мощности и избегая чрезмерных рывков на низких оборотах, которые могут изнашивать подшипники в течение продолжительных периодов времени.

Автоматические коробки передач, как правило, выигрывают (переключение передач) из-за меньшего проскальзывания и накопления тепла. Для тех трансмиссий с блокируемыми гидротрансформаторами на более высоких передачах правильно настроенная установка будет быстрее переключаться на эти передачи и блокировать гидротрансформатор, уменьшая накопление тепла в трансмиссии. Механические коробки передач также могут быть полезны, так как сцепления будут служить дольше и обеспечат лучшую производительность с большими шинами, если используются правильные передаточные числа осей.

Автомобили последних моделей используют показания спидометра в качестве одного из входных данных для бортового компьютера или ECM (электронного модуля управления). Всякий раз, когда вы добавляете шины большего размера и изменяете ожидаемую скорость, как это видно из ECM, это, скорее всего, повлияет на работу двигателя вашего автомобиля. Переключение на передачу, которая корректирует общее передаточное число, чтобы компенсировать большие шины, также скорректирует сигнал, поступающий в ECM.

Передача и крутящий момент
Крутящий момент определяется как произведение силы на длину плеча момента, к которому приложена эта сила. Например, сила в 10 фунтов, приложенная на расстоянии одного фута, равна крутящему моменту в 10 фунт-футов.

Если мы удвоим длину рычага момента, мы удвоим доступный крутящий момент. Вот почему поршневой двигатель с большим ходом поршня часто развивает больший крутящий момент, чем двигатель с таким же рабочим объемом, но с большим диаметром цилиндра. Согласно той же физике, заданный крутящий момент, действующий через полуось, может оказывать меньшее дорожное усилие при использовании шины большего диаметра, чем при использовании шины меньшего диаметра. Представьте, что вы поднимаете ведро с водой на вытянутой руке, держа руку на расстоянии одного фута от плеча (маленькая шина) и двух футов от плеча (большая шина).

Кроме того, всякий раз, когда мы передаем мощность через переключение передач, мы влияем на крутящий момент на другом конце. Например, если передаточное число осей 4:1, то за каждые четыре оборота карданного вала полуоси совершают один оборот. Наш выходной крутящий момент на полуосях представляет собой входной крутящий момент на карданном валу, умноженный на передаточное отношение оси (4), что делает его в четыре раза больше, чем входной крутящий момент.

Мы видим, что если бы у нас была возможность спроектировать состав нашей трансмиссии, у нас могла бы быть возможность выбрать компоненты для регулировки прироста крутящего момента и учесть их влияние. Коробка передач и передача моста влияют на все режимы движения, в то время как передача с пониженным диапазоном влияет на медленное движение, но не на высокую скорость. То, как вы настроите свою передачу, будет определяться производительностью, бюджетом и желаемой мощностью трансмиссии.

Трансмиссия четвертой передачи или передача моста
Было время, когда большинство трансмиссий имели передаточное число высшей передачи 1:1, но в последние пару десятилетий повышающая передача была нормой для новых автомобилей. Внедорожники, которые используют свои установки на шоссе, часто рассматривают возможность перехода на трансмиссию с повышающей передачей, если у них ее еще нет. Что это дает нам по сравнению с простой заменой передаточных чисел?

Большинство трансмиссий с повышающей передачей имеют аналогичную или пониженную первую передачу, а затем, разумеется, передаточное число конечной передачи меньше 1:1.